Brevet FR2311474A1 — publié le 19761210

La présente invention concerne un élément chauffant pour le chauffage en voute d'un four métallurgique notamment d'un four de maintien de l'aluminium. Généralement, un tel chauffage est assuré par des résistances fixées à mame la voute. Ces dispositions présentent 1 'incon- vénient de n'avoir pas une bonne tenue dans le temps. En effet, l'alliage qui les compose, porté à une température élevée (de l'ordre de 90o0c) est au contact d'une atmosphère très corrosive. En outre, dans de tel four, on pratique des prélèvements et des additions de métal solide qui provoquent des éclaboussures atteignant directement l'alliage de la résistance. Pour peu que les résistances présentent des surfaces de retenue de ces éclaboussures on assiste dans ces endroits à la formation d'alliages entre la résistance et ces gouttelettes fusibles à une température relativement basse conduisant à la rupture de la résistance. La présente invention entend remédier à ces inconvénients en proposant un élément chauffant protégé dont la durée de vie est très nettement supérieure à celle des installations connues. A cet effet, elle a pour objet un élément chauffant utilisé pour le chauffage en voute d'un four métallurgique constitué par au moins une résistance électrique qui est enfermée dans un tube protecteur en alliage métallique réfractaire. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, la résistance électrique susdite est maintenue dans le tube à une certaine distance de sa surface interne au moyen d'un support constitué par une succession de disques pourvus de trous de passage de ladite résistance et maintenus écartés axialement les uns des autres au moyen d'entretoises tubulaires tandis que 1'assemblage de ces disques et de ces entretoises est assuré par un câble courant dans lesdites entretoises et au travers des disques de manière à former une boucle tendue enserrant ledit support.En outre, le tube susdit est fermé à l'une de ses extrémités et contient à partir de cette extrémité une pièce de fond réfractaire sur laquelle est en appui par un de ses disques extrêmes le support susdit équipé de la résistance, le disque constituant l'autre extrémité du support étant porteur de broches de connexion de la résistance s'étendant jusqu'à l'extérieur du tube au travers d'un bouchon réfractaire amovible prenant appui par l'intermédiaire d'entretoises sur ledit support, tandis qu'une goupille radiale constitue une butée de maintien dudit bouchon dans le tube L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un mode de réalisation préféré d'un élément chauffant selon l'invention, - la figure 2 est un schéma d'une installation en voute de l'élément selon l'invention. En se reportant à la figure l, on voit un tube 1 fermé à son extrémité la en alliage réfractaire. Ce tube est équipé à proximité de son extrémité ouverte lb d'une bride extérieure 2 pour sa fixation à la volte du fo-ur auquel il est destiné. A l'intérieur, on trouve, tout d'abord,une pièce de fond 3 en matériau réfractaire. En appui sur cette pièce de fond, on voit un support 4 de résistance 5. Ce support 4 est constitué par une succession de disques 6 maintenus écartés les uns des autres par des entretoises tubulares 7. Le maintien de cet empilage est assuré par un câble 8 qui court au travers des disques 6 et dans lesdites entretoises 7 de maniere à constituer une boucle enserrant le support 4 dans son entier par l'intermédiaire de disques d'extrémité 9 et 10. La résistance 5 susdite est constitués par un fil enrculé en boudin et passant au travers de chacun des disques 6 par des trous ll prévus & cet effet et placés en correspondance. Pour des raisons de clarté du dessin, on n'a représenté qu'une seule résistance se trouvant dans le plan de coupe. Il est bien évident que l'ensemble résistant peut présenter plusieurs résistances telles que 5 connectées en série ou en parallèle à la hauteur du disque 6 précédant le disque d'extrémité 10. Chacune de ces résistances se présentera alors sous la forme d'un cavalier dont les deux branches seront les boudins, comme cela est illustré sur la figure par la résistance , chacun de ces boudins étant introduit dans des trous semblables aux trous 7, mais décalés angulairement par rapport eux sur chacun des disques 6. Le disque 10 porte deux broches de connexion 12 et 13 reiiées électriquement & la résistance 5 et immobilisées par rapport au disque d'un cet par des rondelles 14, et de l'autre côté, par des goupilles 15 les traversant et prenant appui sur des entre toises 16 entourant lesdites broches a leur sortie du disque 10. Ces broches 12 et 13 s'étendent jusqu' & l'extérieur du tube 1 du cOté de son extrémité ouverte au travers d'un bouchon réfractaire 17 -représenté ici en deux parties- fermant ladite extrémité. Enfin, la fixation des éléments décrits ci-dessus est assurée par une goupille 18 diamétrale constituant une butée à la sortie du bouchon 17. La figure 2 montre schématiquement l'installation d'un tube tel que 1 sur la volte 20 d'un four. Le tube est fixé exté rieurement sur la votre par l'intermédiaire de la bride 2. Le nombre de tubes mis en place dépend naturellement des dimensions du four. L'exemple de réalisation de l'invention décrit en regard de la figure 1, est plus particulièrement adapté aux fours bascu lants. Il est nécessaire, en effet, d'immobiliser, dans le tube 1, les différentes pièces constituant l'élément chauffant pour que, lors des basculements du four, il. n'y ait pas de mouvement de ces pièces dans le tube et, donc de chocs entre elles, risquant de nuire à leur bonne tenue. Pour des fours fixes, il n'est pas néces saire d'assurer ces immobilisations, ce qui donnerait une version simplifiée de fabrication de ces tubes dans laquelle on supprime rait principalement la pièce de fond 3 et la goupille 18. Les principaux avantages de l'invention résident dans la simplicité de sa conception. Tout d'abord, la résistance 5 ellemême étant logée dans un tube protecteur cylindrique sans aspérités en surface, permet d'accrottre considérablement la durée de vie d'un élément chauffant. En effet, les principaux agents de destruc tion de la résistance étant l'atmosphère corrosive du four et les gouttelettes sautant au-dessus du bain, le tube protecteur isolè de ces agents ladite résistance. Les gouttelettes susdites ne peuvent etre retenues par le tube du fait de sa cylindricité et retombent immédiatement dans le bain d'autant plus vite qu'elles sont fluidifiées au contact du tube qui est à une température nettement supérieure à celle du bain métallique. Par ailleurs, l'6lément chauffant selon l'invention, et toutes les pièces contenues dans le tube l, sont très accessibles de l'extérieur du four. Cette disposition permet de réparer toute panne survenant à un tube depuis l'extérieur du four, donc sans l'ouvrir et surtout sans etre obligé d'en interrompre le fonctionnement. On notera enfin que le support 4 de résistance permet, par conception très aérée, de préserver une transmission par rayonnement de chaleur optimisée. L'invention trouve une application intéressante dans la métallurgie de l'aluminium et de ses alliages. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'en etre donnée, mais couvre, au contraire, toutes les variantes qui pourraient lui etre apportées sans sortir de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Elément chauffant utilisé pour le chauffage en volte d'un four métallurgique basculant constitué par au moins une résistance électrique enfermée dans un tube protecteur en alliage métallique réfractaire et maintenue dans le tube à une certaine distance de sa surface interne au moyen d'un support constitué par une succession de disques pourvues de trous de passage de ladite résistance,caractérisé en ce que deux disques consécutifs sont maintenus écartés axialement l'un de ltautre au moyen d'au moins une paire d'entretoises tubulaires situées dans un plan diamétral du tube d'assemblage de ces disques et entretoises, étant assuré par au moins un câble courant dans lesdites entretoises et au travers des disques, de manière à former une boucle tendue enserrant ledit support, et en ce que ledit support équipé de la résihstance est immobilisé axialement dans le tube susdit. 2. Elément chauffant selon la revendication 1, caraciérieé en ce que le tube susdit est fermé à l'une de ses extrémités et~contient, à partir de cette extrémité2 une pièce de fond réfractaire2 sur laquelle est en appui par -un de ses disques extrêmes, le support susdit équipé de la résistance, le disque constituant l'autre extrémité du support étant porteur de broches de connexion de la résistance, s'étendant jusqu'à l'extérieur du tube au travers d'un bouchon réfractaire amovible prenant appui par l'intermédiaire d'entretoises sur ledit support et maintenu dans le tube par une goupille radiale, ladite pièce de fond, ledit bouchon et ladite goupille constituant des moyens d'immobilisation axiale dans le tube du support susdit équipé de la résistance.