Brevet FR2277491A1 — publié le 19760130

La présente invention concerne les fours à canal, du genre utilisé pour effectuer l'affinage de l'acier dans les installations de coulée continue. On cannait des fours à canal constitués d'une poche contenant le métal en fusion, qu'elle reçoit d'un four à arc, munie d'un canal présentant la forme générale d'un "U" dont les extrémités sont reliées au fond de la poche. Le canal est muni d'un système de chauffage électrique, constitué par un transformateur dont le secondaire est constitué par une spire en courtcircuit formée par le métal fondu occupant le canal et la poche. Mais l'rapport de chaleur au métal du canal provoque une hétérogénéité de température (le métal occupant le canal étant surchauffé) du fait notamment' des différences importantes entre la masse de métal occupant le canal et celle qui occupe la poche et du fait que la partie de la spire constituée par le métal de la poche présente une section très supérieure à la partie de la spire constituée par le métal du canal. Pour homogénéiser la température, une solution consiste à brasser la masse de métal en fusion, notamment en mettant en circulation forcée la masse de métal en fusion occupant le canal. On pourrait penser que ce résultat peut être atteint en utilisant des enroulements de création de champ tournant ou de champ glissant agissant sur le métal. En fait, cette solution se heurte à des difficultés importantes, notamment dues à la nécessité d'écarter ies enroulements du canal pour interposer un calorifugeage. De plus, le champ magnétique des dispositifs de création de champ tournant ou de champ glissant risquerait de perturber l'action du transformateur de chauffage. La présente invention vise à fournir un four à canal, utilisable notamment (bien que non exclusivement) pour l'affi naqe de l'acier, répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exiqences de la pratique, notamment en ce au'il comporte des moyens perfectionnés de circulation et de brassage du métal qu'il continent. Dans ce but, l'invention propose notamment un four à canal comprenant une poche et un canal en forme générale de U dont les extrémités sont reliées au fond de la poche, ainsi que des moyens de chauffage du métal occupant le canal qui peut être caractérisé par au moins une pompe klectromagnétique placée sur le canal pour faire circuler le métal qui l'occupe. On peut en général se contenter d'une seule pompe électromagnétique. Toutefois, dans certains cas, il peut être avantageux de répartir plusieurs pompes le long du canal. Ces pompes peuvent faire circuler le métal toujours dans le même sens, ou de façon alternée, suivant les conditions d'exploitation. L'invention propose éqalement un four à canal dont la pompe ou chaque pompe électromagnétique comporte des organes d'amenée et de départ de courant, fixés à des chambres latérales munies de moyens de refroidissement permettant de solidifier localement le métal, au contact desdits orqanes,de façon que le métal occupant lesdites chambres latérales constitue électrodes. Cette disposition fait disparaître le problème de la tenue mécanique des électrodes et le risque de réaction chimique entre le métal fondu en cours d'affinage (et les additifs ajoutés en vue de cet affinage) et les électrodes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un four qui en constitue un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe montrant, en élévation et en coupe partielle, les constituants du four à canal sur lesquels porte l'invention - la figure 2 est une vue schématique en perspective des éléments principaux de la pompe. Le four à canal représenté schématiquement en figure 1 comporte une poche 10 destinée à recevoir le métal en fusion 11, par exemple à partir d'un four à arc non représenté. Cette cuve, constituée en matériau réfractaire, est entourée d'un calorifuqeage 12 et est munie d'un canal 13 guipé d'un dispositif de chauffage par courants électriques induits. Ce dispositif de chauffage 14 comprend une carcasse magnétique 15 qui enserre le canal. Sur cette carcasse maqne- tique est place un enroulement 16 alimenté en courant alternatif à fréauence industrielle, suivant une disposition classique. Le métal occupant le canal 1 3 constitue, avec le métal 11 occupant la poche, une spire unique secondaire dans laquelle se dissipe la puissance appliquée au primaire 16. La carcasse 15 est évidemment séparée du canal par le calorifuge 18 qui permet de maintenir le bobinaqe 16 et les tôles constitutives de la carcasse à une température convenable. Le transformateur a été représenté schématiquement sous forme de transformateur monophasé à spire unique secondaire : on pourrait également envisager un montage polyphasé. Le four illustré en figure 1 est muni d'une pompe électromagnétique 19 destinée à faire circuler le métal en fusion dans la direction indiquée par la flèche f. Cette pompe peut être regardée comme constituée par des moyens permettant de soumettre le métal occupant le canal 13 à un champ magnétique H dirigé perpendiculairement à la flèche f et à faire passer h travers ce métal un courant électrique perpendiculairement à la direction f et à la direction du champ magnétique.Les organes de création du champ magnétique n'ont pas été représentés sur la figure : il peut s'aqir d'enroulements placés sur une carcasse munie de pièces polaires suivant une disposition rappelant celle des pompes électromagnétiques utilisées pour mettre en circulation le sodium fondu dans les boucles d'essai ou les réacteurs nucléaires surrégénérateurs refroidis par circulation de sodiu. La pompe électromagnétique représentée schématiquement en figure 2 comporte une chambre de poMpage 20de forme plate, raccordée par des pinces d'adaptation 21 et 22 aux parties du canal 13 placées en amont et en aval.Les pièces polaires (non reprdsentees) destinées à soumettre le métal dans la chambre de pompage au champ magnétique H sont placées de part et d'autre des grandes faces de la chambre de pompage, de façon que l'entrefer soit minimum. La chambre de pompage est prolongée de chaque côté, transversalement au champ magnétique, par deux e Ct 24 chambres latérales 23 pont la face terminale est constituée par des barres 25 et 26 d'arrivée et de départ de courant. Ces barres sont reliées à une-source de courant continu sous une tension choisie en fonction de la résistivité du métal fondu. Pour éviter les risques de réactions chimiques entre le métal constitutif des barres 25 et 26 d'une part, le métal fondu ou ses additifs occupant le canal d'autre part, les chambres latérales 23 et 24 sont pourvues de moyens de ref roi- dissement qui permettent de maintenir le métal à proximité des barres 25 et 26 à l'étant solide Ainsi, ce ne sont plus les barres qui constituent électrodes, mais les flingots" de métal fondu en contact avec elles qui occupent les parties terminales des chambres. Dans le mode de réalisation représenté schématiquement, le refroidissement des chambres est assuré par un réseau de conduites 27 dans lesquelles des moyens extérieurs, non représentés, permettent de faire passer un liquide réfrigérant maintenu à température suffisamment faible. Ce liquide réfrigérant peut être de l'eau mais, en général, il sera nécessaire d'utiliser des liquides caloporteurs pouvant être ports à température élevée, tels que des mélanges organiques organiques, par exemple, ceux connus sous le nom de "dowtherm". Aux circuits de refroidissement portés par les chambres latérales peuvent s'ajouter ou se substituer des moyens de refroidissement ménagés sur les barres 25 et 26 ou à l'intérieur même des barres. On réalise ainsi un dispositif de circulation du métal fondu qui ne risque pas d'interférer avec le dispositif de chauffage habituellement utilisé, très simple et ne comportant pas de pièces mobiles. On aura évidemment avantage à utiliser, entre la chambre de pompage et les pièces polaires des moyens de création du champ magnétique de la pompe, un calorifuge à haut pouvoir isolant, de façon à raduire l'épaisseur de celuici et en conséquence l'entrefer. L'invention ne se limite évidement pas au mode particulier de réalisation qui a été représenté et décrit à titre d'exemple et il doit être entendu qu'elle couvre toutes les variantes restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1. Four à canal comprenant une poche, un canal en forme générale de U dont les extrémités sont reliées au fond de la poche, et des moyens de chauffage du métal occupant le canal, caractérisé par au moins une pompe électro-maqnétiaue placée sur le canal pour faire circuler le métal fondu qui l'occupe. 2. Four suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe ou chaque pompe électro-maqnétique comporte des organes d'amenée et de départ de courant fixés à des chambres latérales munies de moyens de refroidissement permettant de solidifier localement le métal au contact desdits organes, de façon que le métal solidifié constitue électrodes. 3. Four suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de chauffage du métal sont constitués par un transformateur comportant une carcasse magnétique munie d'un primaire alimenté par une source extérieure et dont le métal du canal et de la poche constitue spire uniaue secondaire en court-circuit. 4. Application du four suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 à l'élaboration de l'acier. 5. Application suivant la revendication 4, caractérisée en ce Que le four à canal reçoit l'acier fondu d'un four de fusion séparée, tel qu'un four à arc.