Brevet FR2273073A1 — publié le 19751226

La présente invention concerne la sidérurgie et a notamment pour objet une inst11tion pour 7a refusion de métaux sous laitier électroconducteur en vue de l'élaboration de lingots de poids variés pour divers usages, y compris les lingots bimétalliques. On connait des fours à une colonne et à plusieurs colonnes pour la refus ion des métaux sous laitier électroconducteur, sur les colonnes desquels sont disposés, à un bout, des chariots avec des porte-électrodes recevant les électrodes à refondre, et à l'autre bout, des chariots recevant la lingotière. Sous la lingotière de chaque four on place une plaque de fond posée sur un chariot. On connait aussi une installation pour ltélaboration de lingots par refusion électrique de métaux (voir brevet des U.S.A nO 3 587 715 dans la cl. 164-252 du 4.12.67), comprenant deux coà lonnes verticales. Sur chacune des colonnes, à la partie supérieure, sont montés des chariots auxquels sont fixés es porteélectrodes recevant les électrodes à refondre. les chariots peuvent pivoter autour de l'axe de la colonne, ce qui permet l'avance alternée des électrodes à refondre dans une même lingotière par deux porte-électrodes. l'inconvénient de ces installations connues est le nombre limité d'électrodes engagées dans la même lingotière, aussi ne peut-on obtenir le bain de grande surface nécessaire pour élaborer les gros lingots à tôles. in outre, dans les installations connues, on ne peut assurer l'élaboration des lingots avec circulation du courant entre deux électrodes ou entre une électrode et la plaque de fond sans réorganisation du circuit électrique, car, dans les découpures, il n'est pas prévu de contacts qui permettraient d'y placer des électrodes de façon à obtenir l'une des variantes de circulation du courant indiquées plus haut. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients venant d'entre énumérés. On s'est donc proposé de créer une installation pour la refus ion de métaux sous laitier électroconducteur, qui permettrait d'obtenir le bain de grande surface nécessaire pour élaborer les gros lingots à tôles et les gros lingots bimétalliques, et serait universelle en ce qui concerne le poids et l'usage des lingots élaborés, grâce à la mise en oeuvre d'un four supplémentaire de refusion de métaux sous laitier électroconducteur. La solution consiste en ce que l'installation pour la refusion de métaux sous laitier électrDconducteur, comprenant un four monpphssé à deux colonnes avec des systèmes de refroidissement par eau et d'aspiration des gaz, est caractérisé d'après l'invention, en ce qu'elle est dotée d'un four supplémentaire triphasé à trois colonnes pour la refus ion de métaux sous laitier électroconducteur, connecté directement aux systèmes de refroidissement par eau et d'aspiration des gaz du premier four, l'une au moins de ses colonnes-dotées d'un porte-électrodes étant située, par rapport au four-monophasé à deux colonnes, à une distance rendant possible l'élaboration d'un lingot dans une lingotière commune. Sn outre, il est avantageux que, dans chaque porte-électrodes à deux découpures, les contacts soient disposés dans l'une des découpures pour l'élaboration des lingots par circulation du courant entre les électrodes, et dans l'autre, pour ltélaboration des lingots par circulation du courant entre l'électrode et la plaque de fond. l'installation proposée pour la refusion de métaux sous laitier électroconducteur permet d'obtenir un nouvel effet favorable comparativement aux fours connus, consistant à obtenir de gros lingots à tôles et de gros lingots bimétalliques de qualité. Ceci résulte du fait que, dans l'installation proposée, il est possible dé monter un grand nombre d'électrodes et d'obtenir le bain de surface nécessaire, ce qui assure d'une part une bonne qualité des lingots élaborés et, d'autre part, un grand rendement de l'installation. En outre, dans le cas d'élaboråtion d'autres lingots, par exemple à tôles, pour le forgeage, creux, ou bien de moulages, l'installation a une grande tniversalité, grâce au fait que chaque porte-électrodes peut fonctionner aussi bien individuellement dans sa lingotière qu'en association avec les autres porte-électrodes dans une lingotière commune, les lingots pouvant aussi etre élaborés simultanément dans chacun des fours, chaque porte-électrodes avançant les électrodes dans sa propre lingotière. Pans ce qui suit, l'invention est expliquée par un exemple de réalisation non l-mitatif avec référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une vue d'ensemble d'une installation pour la refus ion de métaux so':+'; laitier électroconducteur; - la figure 2 représente le schéma de disposition des contacts dans le porte-électrodes pour divers modes d'élaboration des lingots; - la figure 7 représente le schéma d'élaboration de gros lingots à tôles ou de gros lingots bimétalliques dans l'installation proposée;; - la figure 4 représente une installation pour la refus ion de métaux sous laitier électroconducteur, dans le cas où le porteélectrodes du four à deux colonnes et un porte-électrodes du four à trois colonnes avancent leurs électrodes dans une lingotière commune, et les deux autres porte-électrodes du four à trois colonnes avancent leurs électrodes chacun dans sa lingotière. L'irstallation pour la refusion de métaux sous laitier électroconducteur (figure 1) comprend, d'après ltinvention, deux fours: un four monophasé 1 à deux colorrles et un four triphasé 4 à trois colonnes, dont lç leuSstèmes 2 de refroidissement par eau-et les sys- tèmes 3 d'aspiration des gaz sont connectés à des circuits communs. La structure porteuse du four monophasé 1 à deux colonnes est constituée par deux colonnes 5 qui sont réunies entre elles, à leur partie supérieure, par une poutrelle 6. Sur les colonnes 5, à la partie supérieure, sont montés des chariots 7 se déplaçant verticalement et dotés d'un porte-électrodes 8. A la partie inférieure des colonnes 5 sont montés des chariots 9 portant une lingotière 10. Dans le porte-électrodes 8 du type à coin, dans le côté opposé à celui fixé au chariot 7, sont réalisées deux découpures il et 12 avec des portées pour des contacts 13, dans lesquelles se fixent les tetes rapportées 14 des électrodes 15. le déplacement des chariots 7 et 9 sur les colonnes 5 s'effectue à l'aide de commandes différentielles 16 et 17, assurant les déplacements rapides et les déplacements à la vitesse de travail. Pans la lingotière 10, la formation du lingot 18 commence sur la plaque de fond 19, laquelle est posée sur un chariot 20Iuu- vant se déplacer sur des rails 21. le four monophasé 1 à deux colonnes et le four triphasé 4 à trois colonnes ont leur systèmes de refroidissement par eau 2 et d'aspiration des gaz 3 raccordés aux mêmes circuits. le four triphasé 4 à trois colonnes est constitué psr trois colonnes 22, 23 et 24, sur la partie supérieure de chacune desquelles est monté un chariot individuel 25. Sur chaque chariot 25 est fixé un porte-électrodes 26. le déplacement du porte-électrodes 26 sur les colonnes 22, 23 et 24 est obtenu à l'aide d'une commande différentielle 27, dont les pignons coopèrent avec une crémaillère 28 fixée sur chacune des colonnes 22, 23 et 24.La commande 27 assure le déplacement du porte-électrodes 26 à la vitesse de travail et son déplacement rapide. le porte-électrodes 26 est monté sur le chariot 25 avec possibilité de pivotement , ce mouvement étant assuré par la commande de pivotement 29, laquelle sert en même tels aux déplacements radiaux du porte-électrodes dans le plan horizontal, à l'aide d'un pignon 30 qui coopère avec une crémail- lère 31. Le pivotement du porte-électrodes 26 autour de l'axe des colonnes 22, 23 et 24 s'effectue à l'aide d' un pignon 32 et d'une couronne dentée 33 qui sont rigidement liés par des anneaux 34 et 35 montés sur le chariot 25.Dans chaque porte-électrodes 26, du côté opposé à celui où il est fixé au chariot 25, sont fixées des électrodes 36 à tettes en coin rapportées 37. Toutes les trois colonnes 22, 23, 24 sont solidarisees par une traverse commune 38, sur laquelle se place la lingotière 39. la traverse 38 est dotée d'un mécanisme 40 de déplacement vertical. Pans les colonnes 22, 23 et 24 sont placés des contre-poids 41 que des câbles 42 contournant des poulies 43 relient à la traverse 38, en compensant ainsi son poids. La formation du lingot 44 dans la lingotière 39 commence sur la plaque de fond 45, laquelle est posée sur un chariot 46 pouvant se déplacer sur des rails 47. Chacun des porte-électrodes, par exemple le porte-électrodes 8 (figure 2), comporte dans des découpures 11 et 12 des contacts 48 sur lesquels s'appuient les têtes rapportées 14 des électrodes 15. Pans la découpure il sont engagées deux têtes rapportées 14 d'électrodes 15. Chacune d'elles s'appuie sur sa propre paire de contacts 48, placés dans cette découpure. Dans la découpure 12 il n'y a qu'une seule paire de contacts 48, sur laquelle s'appuie une seule tete rapportée 14 d'électrodes 15. L'une des paires de contacts 48 situées dans la découpure il est raccordée à la phase "a", tandis que la seconde paire est raccordée à la phase "x", ce qui permet l'élaboration des lingots par circulation du courant entre les électrodes. Dans la découpure 12 est placée une seule paire de contacts 48, qui est raccordée à la phase 'ta". La phase "x" est raccordée à la plaque de fond 49, ce qui permet l'élaboration des lingots par circulation du courant entre l'électrode et la plaque de fond. l'installation pour la refusion de métaux sous laitier électroconducteur peut élaborer divers lingots. Pour que l'installation élabore un gros lingot à tôles ou un gros lingot bimétallique 50 (figure 3) dans une lingotière 51, on monte des électrodes 52 dans le porte-électrodes 8 du four 1 à deux colonnes et dans chaque porte-électrodes 26 des colonnes 22, 23 et 24 du four 4 à trois colonnes. Ensuite, à l'a le des porte-électrodes 26, on répartit uniformément les électrodes 52 dans la lingotière 51, sur toute la section du lingot à élaborer. Ceci permet d'obtenir le bain de métal de grande surface nécessaire pour obtenir les gros lingots à tôles. A l'une des électrodes 52 montées dans chacun des porte-électrodes 8 et 26 on raccorde la phase "a", et à l'autre électrode de ces porte-électrodes on raccorde la phase "x", ce qui assure l'élabora- tion du lingot par circulation du courant entre les électrodes. Le déplacement des électrodes 52 au cours de ltélaboration s'effectue à l'aide de la commande différentielle 16 du four 1 à deux colonnes et des commandes différentielles 27 du four 4 à trois colonnes. Pendant la refusion des électrodes 52, les porteélectrodes 8 et 26 se déplacent à la vitesse du travail, qui est assurée par les commandes 16 et 27. Après élaboration du lingot 50, tous les porte-électrodes 8 et 26 sont remontés en déplacement rapide et le lingot 50 est éva cué en commun avec la lingotière 51 Pour que l'installation élabore des lingots à tôles 53 (figure 4) ou des lingots bimétalliques de moyenne grandeur, on fixe dans le porte-électrodes~8 du four 1 à deux colonnes des électrodes 54, à l'aide des têtes rapportées 14. Pour obtenir le bain de surface voulue dans la lingotière 55, à l'aide de la commande de pivotement 29 on fait pivoter de l'angle nécessaire le porte-électrodes 26 monté sur la colonne 24 du four 4 à trois colonnes. Au cours de la refusion des électrodes 54, on fait descendre les porte-électrodes 8 et 26 à l'aide de leurs commandes 16 et 27, à la vitesse du travail. Une fois le lingot 53 élaboré, on fait remonter les porte-électrodes 8 et 26 en.déplacement rapide. On évacue ensuite le lingot 53 resté avec la lingotière sur la plaque de fond 56 posée sur le chariot 57. Simultanément avec l'élaboration du lingot 53, on élabore dans la lingotière 58 un lingot 59, en y refondant des électrodes 60 et 61 par circulation du courant entre les électrodes. les électrodes 60 et 61 sont fixées dans le porte-électrodes 26 de la colonne 22. En mêmè temps on élabore un lingot 62 dans la lingotière 63, en y refondant une électrode 64 par circulation du courant entre l'électrode ét la plaque de fond. L'électrode 64 est fixée dans le porte-électrode 26 de la colonne 23 du four 4 à trois colonnes. Après élaboration des lingots 59 et 62, on fait remonter les porte-électrodes 26 sur les colonnes 22 et 23 et lton~évacue les lingots élaborés. L'installation peut élaborer de gros lingots avec marche séparée du four 1 (figure 1) à deux colonnes et-du four 4 à trois colonnes Pour que le four 1 à deux colonnes élabore un lingot 18 par circulation du courant entre les électrodes, à l'aide des tetes rapportées 14 on fixe des électrodes 15 dans le porte-électrode 8. le porte-électrodes-8 est ensuite déplacé par la commande différentielle 16, à la vitesse de travail, vers la lingotière 10 qui est fixée sur le chariot 9 et se déplace en montée à l'aide de la commande 17. La refusion achevée, on déplace le porte-électrodes 8 en montée et on fait encore monter la lingotière 10 à laide de la commande 1 7 du chariot 9 pour dévetir le lingot 18. les lingots 18 élaborés, restés sur la plaque de fond 20, sont évacués à l'aide du chariot 20, par roulage sur les rails 21. Pour ltélaboration d'un gros lingot à forger 44 dans le four 4 à trois colonnes, on fait pivoter les porte-électrodes 26 à l'ai- de des commandes de pivotement 29 et on les met dans une position telle que les électrodes 36 fondent simultanément dans la lingotière commune 39. La refusion est effectuée avec déplacement à contresens de la lingotière 39 montée sur la traverse 38, à l'aide de la commande 40, et avec déplacement sultan des porte-électrodes 26 avec les électrodes 36, à l'aide des commande; différen tilles 27. Le lingot 44 peut être élaboré par circulation du courant entre les électrodes ou bien entre les électrodes et la plaque de ford.Une fois le lingot 44 élaboré, on fait remonter les porte-électrodes 26 avec montée simultanée de la traverse 38 portant la lingotière 39. le lingot 44 resté sur la plaque de fond 45, qui est posée sur le chariot 46, est évacué par roulage sur les rails 47. Tous les lingots men±ornés plus haut peuvent être élaborés aussi bien par circulation du courant entre les électrodes que par circulation du courant entre les électrodes et la plaque de fond. Pour élaborer les lingots par circulation du courant entre les électrodes, on place les électrodes 65 (figure 2) dans la découpure 11, sur chaque paire de contacts 48. Les électrodes 65 -sont alors refondues dans la lingotière 66 qui est posée sur la plaque de fond 67. Pour élaborer les lingots par circulation du courant entre l'électrode et la plaque de fond, on place l'électrode 68 dans la découpure 12, sur les contacts 48. L'électrode 68 est alors refondue dans la lingotière 69 qui est posée sur la plaque de fond 49. De la sorte, ltinstallGtion proposée pour la refusion de métaux sous laitier électroconducteur permet d'élaborer de gros lingots à tôles, en assurant la refusion avec un bainde grande surface, grâce à la mise el; oeuvre d'un four supplémentaire de refusion sous laitier électroconducteur. le four supplémentaire est à trois colonnes, avec un porte-électrodes pivotant-et rétractable sur chaque colonne. les porte-électrodes permettent de répartir uniformément les électrodes dans la lingotière, sur toute la section du lingot à élaborer. L'installation est douée d'une grande universalité lui permettant d'élaborer simultanément toutes sortes de lingots soit en faisant avancer chaque porte-électrodes vers sa propre llngotière, soit en associant les porte-électrodes pour la refusion dans une lingotière commune, ce qui lui assura un grand rendement. En outre, l'installation permet la refusion d'électrodes à différents régimes dans diverses lingotières, et peut élaborer des lingots de poids variés pour divers usages. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donné qu'à titre d'exemple. En particuler, elle comprend tous les mcyens constituantdes équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs com binaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Installation pour la refus ion de métaux sous laitier éleetroconducteur, du type comprenant un four monophasé à deux colonnes avec un système de refroidissement par eau et un système d'aspiration des gaz, caractérisé en ce qu'elle comprend un four supplémentaire triphasé à trois colonnes pour la refus ion de métaux sous laitier électroconducteur, relié directement auxdits sytèmes de refroidissement par eau et d'aspiration des gaz du four cité en premier, et dont au moins l'une des colonnes munies chacune d'un porte-électrodes est située, par rapport au four monophasé à deux colonnes, à une distance rendant possible l'élaboration d'un lingot dans une lingotière commune. 2 - installation selon la revendication f, caractérisé en ce que, chaque porteélectrodes comportant deux découpures il et 12, dans l'une de ces découpures (la découpure 11) sont disposés des contacts 48 d'alimentation en courant pour 11 élaboration de lingots par circulation du courant entre les électrodes, tandis que dans l'autre (la découpure 12) sont disposés des contacts 48 d'alimentation en courant pour l'élaboration de lingots par circulation du courant entre l'électrode et la plaque de fond de la lingotière du four.