Brevet FR2295806A1 — publié le 19760723

-L'invention concerne les installations pour la refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, notamment les installations pour l'élaboration par refusion sous laitier électroconducteur de lingots cylindriques creux non fermés, utilisés pour la fabrication de frettes de fours à ciment, de brides, de couronnes, de viroles de récipients à haute pression et d'autres produits. On connaît une installation pour l'élaboration de lingots cylindriques creux non fermés, par refusion sous laitier électroconducteur d'électrodes avancées dans l'espace de fusion d'une coquille et par extraction du lingot de la coquille à l'aide d'un entraîneur auquel est fixée une plaque de fond avec uneamorce. Dans cette installation, la coquille à section rectangulaire a des parois latérales cintrées suivant les rayons du lingot à élaborer pour former ses parois, et elle est fi:e, solidaire du btti. Du côté de l'une des tranches de la coquille, auprès de cette tranche, se trouve l'entraineur d'extraction du lingot, réalisé sous la forme d'une roue plate motrice, sur laquelle perpendiculairement à son plan, est fixée en porte-à-faux une plaque de fond avec une amorce, gui, à l'instant initial, ferme d'en dessous l'espace de fusion de la coquille. Dans l'espace de fusion de la coquille sont descendues des électrodes sous la forme de barres droites, dont les bouts supérieurs sont fixés dans des porte-électrodes. Pour la fixation des porte-électrodes et l'avance des électrodes à refrondre dans la coquille, des dispositifs spéciaux sont prévus dans l'installation. Au cours de leur fusion, les électrodes à refondre sont avancées dans l'espace de fusion de la coquille et, à la'partie inférieure de celle-ci, le lingot cylindrique creux est extrait grace a la rotation de ltentlaSneur avec la plaque de fond et l'amorce autour de son axe horizontal. Lors de l'élaboration de lingots cylindriques creux non fermés dans l'installation connue, par suite de la fixation en porte-à-faux de la plaque de fond avec l'amorce sur ltentraineur en forme de roue, au cours de l'extraction du lingot le bout de la plaque de fond subit des décalages verticaux. Si le lingot a une grande longueur, il peut prendre de l'obliquité et se coincer dans la coquille, le laitier et le métal peuvent s'en échapper, ce qui impliquerait l'interruption du processus et serait la cause de l'élaboration de lingots de mauvaise qualité. C'est pourquoi, de l'avis des auteurs de l'invention, la longueur des lingots élaborés est limitée et ne dépasse pas 300-à 500 mm, selon leur épaisseur. En outre, il est difficile d'élaborer des lingots rigoureusement cylindriques, car la déformation apparaissant par suite du moment fléchissant confère au lingot une forme hélicoldale. L'utilisation, dans une telle installation, d'électrodes sous la forme de barres droites, nécessitant des dispositifs supplémentaires pour leur fixation et leur avance dans l'espace de fusion de la coquille, complique l'installation, la rend encombrante, implique la mise en oeuvre d'une grande quantité de métal (surtout si les lingots à élaborer sont de grand diamètre), ce qui se traduit par une augmentation du prix de l'installation toute entière. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. On s'est donc proposé de créer une installation pour l'élaboration de lingots cylindriques creux non fermés par refusion sous laitier électroconducteur, dans laquelle les particularités constructives de l'entraineur pour l'extraction du lingot, le principe de la fixation du porte-électrode et la forme de réalisation de l'électrode utilisée permettraient d'obtenir des lingots de forme géométrique voulue et de n'importe quelle longueur, aussi que d'assurer la fiabilité de l'extraction du lingot de la coquille, la simplicité de conception de l'installation, avec un encombrement et une quantité de métAl en oeuvre relativement réduits. La solution consiste en ce que, dans l'installation pour l'élaboration de lingots cylindriques creux non fermés par refusion sous 1 laitier électroconducteur, comprenant une coquille refroidie par eau, fixée sur le btti, les parois de cette coquille moulant les surfaces extérieure et intérieure du lingot étant cintrées aux rayons du linge à élaborer, un porte-électrode raccordé à une source de courant électrique, un mécanisme d'avance des électrodes dans l'espace de fusion de la coquille, ainsi qu'un entraîneur pour l'extraction du lingot de la coquille, une plaque de fond avec une amorce étant fixée à l'entraineur et raccordée elle aussi à la source de courant électrique, d'après l'invention l'entraneur pour l'extraction du lingot est un tambour à axe longitudinal horizontal, monté avec possibilité de rotation autour de cet axe auprès de la coquille, du c8té de sa paroi moulant la surface intérieure du lingot, qui est coaxiale à cette surface ; sur la virole du tambour est fixée la plaque de fond avec l'amorce, ainsi que le porte-électrode, celui-ci étant isolé électriquement par rapport au tambour et portant au moins une électrode courbe qui embrasse une partie du tambour et est montée par rapport à sa surface avec un certain écartement excluant l'éventualité de contact électrique entre eux ; ledit tambour remplit simultanément, au cours de sa rotation, la fonction de mécanisme d'avance de l'électrode dans l'espace de fusion de la coquille. Dans l'installation proposée, on peut fixer sur la virole du tambour des butées à ressort pouvant osciller dans le plan de rotation du tambour et positionnant l'électrode et le lingot par rapport à l'axe de rotation du tambour. Suivant une variante constructive de réalisation de l'invention, dans certains cas, quand des prescriptions plus sévères sont imposées en ce qui concerne la qualité de la surface extérieure des lingots dláborés, la partie de la surface extérieure du tambour, comprise entre la plaque de fond avec l'amorce, d'une part, et le porte-électrode, d'autre part, peut jouer le rôle de paroi de la coquille moulant la surface intérieure du lingot, le tambour étant dans ce cas réalisé avec refroidissement intérieur. Dans une telle installation, lorsque les lingots à élaborer ont une longueur circulaire supérieure à la demi-circonférence, devant le porte-électrode, dans le sens de déplacement du tambour, celui-ci peut avoir sur sa surface extérieure un méplat suffisant pour l'enlèvement des lingots finis du tambour après rotation de celui-ci. Dans le cas où les lingots à élaborer ont la forme d'une couronne dentée, la paroi de la coquille formant la surface extérieure du lingot est réalisée dentée et montée par ses bouts sur le porte-électrode et sur la plaque de fond avec l'amorce, de telle façon qu'elle puisse tourner en commun avec le tambour et se déplacer le long de son axe. Pour que le lingot fini puisse être librement enlevé du tambour, la coquille est réalisée de façon qu'elle puisse être déplacée horizontalement. L'essentiel de l'invention consiste en ce qui suit. Grâce au fait que le rôle d'entraSneur est joué par un tambour dont l'axe longitudinal est horizontal, monté avec possibilité de rotation autour de cet axe auprès de la coquille, du côté de sa paroi moulant la surface intérieure du lingot, qui est coaxiale au lingot, la fixation de la plaque de fond avec l'amorce sur la virole du tambour rend impossible les décalages verticaux de la plaque de fond, aussi devient-il possible d'éviter l'appaFition d'obliquités du lingot et, par conséquent, les fuites de laitier et de métal de la coquille, ainsi que les coinçages du lingot. Tout ce qui vient autre dit rend le processus d'élaboration du lingot stable et fiable et permet d'obtenir des lingots ayant pratiquement n'importe quelle longueur. Dans l'installation on utilise des électrodes courbes moulées, ou bien des barres ou des plaques cintrées. Les dimensions et la forme des électrodes sont choisies de telle manière que la section totale des électrodes assurent l'égalité du volume de métal avancé dans le bain de laitier et celui du lingot sortant de la lingotière. Ceci résulte du fait que l'avance des électrodes dans le bain de laitier et l'extraction du lingot de la coquille sont assurées par le même tambour. Grâce à la forme courbe des électrodes, embrassant une partie du tambour, et à la fixation du porte-électrode sur la virole du tambour, le tambour remplit en même temps la fonction de mécanisme d'avance des électrodes dans l'espace de fusion de la coquille, ce qui rend inutiles les dispositifs supplémentaires pour la fixation du porte-électrode et l'avance des électrodes dans la coquille.Ceci. a permis de simplifier la conception de l'installation, de diminuer son encombrement en hauteur et dans le plan, ainsi que de réduire la quantité de métal devant être mise en oeuvre dans l'installation La présence, sur la virole au tambour, de butées disposées de façon qu'elles puissent osciller dans le plan de rotation du tambour et positionnant l'électrode et le lingot par rapport à l'axe de rotation du tambour, prévient l'apparition d'un fort moment fléchissant agissant sur le lingot sortant de la coquille. De telles butées assurent l'obtention d'un lingot de forme cylindrique correcte. Pour l'élaboration de lingots dont la qualité de la surface extérieure doit satisfaire à des prescriptions plus sévères, il est avantageux d'employer une installation dans laquelle la partie de la surface extérieure du tambour comprise entre la plaque de fond avec l'amorce, d'une part, et le porte-électrode, d'autre part, ioule le rôle de la paroi de la coquille moulant la surface intérieure du lingot. Dans une telle installation, au cours de l'élaboration du lingot, entre sa surface intérieure et la paroi de la coquille la moulant, les deplacements relatifs sont exclus ; or c'est justement à ces déplacements qu'est due l'apparition de divers défauts de surface (excroissances, criques, etc). En conséquence, la surface intérieure du lingot élaboré est obtenue lisse, sans défauts et n'exige pratiqueaent aucun usinage complémentaire. Dans une autre réalisation constructive de l'installation, dans laquelle la paroi de la coquille moulant la surface extérieure du lingot est montée par ses bouts sur le porteélectrode et sur la plaque de fond avec l'amorce, avec possibilité de déplacement en commun avec le tambour lors de sa rotation, les déplacements relatifs du lingot de la paroi de la coquille sont exclus ; aussi, en réalisant cette paroi dentée ou en lui donnant tout autre profil, peut-on obtenir un lingot a profil complexe de la surface extérieure. Grâce au fait que la paroi de la coquille moulant la surface extérieure du lingot peut être déplacée le long de l'axe du tambour, il est possible d'enlever cette paroi de la coquille et d'extraire le lingot. La possibilité du déplacement horizontal de la coquille est nécessaire pour que le lingot, lequel une fois élaboré se trouve en dessous du tambour, puisse être tourné à la position en dessus du tambour et enlevé de l'installation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description, qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une installation pour l'élaboration des frettes des fours à ciment par refusion sous laitier électroconducteur (vue du côté de la face du tambour, avec arrachements) - la figure 2 représente la même installation, vue de dessus - la figure 3 représente une autre variante de réalisation de l'invention (vue du côté de la face du tambour, au cours de l'élaboration d'un lingot) - la figure 4 représente la même installation au moment de l'enlèvement du lingot fini - la figure 5 représente une installation pour l'élaboration de lingots en forme de couronne dentée (vue du côté de la face du tambour, avec arracheents) - la figure 6 représente la même installation, vue de dessus. L'installation représentée sur les dessins comprend une coquille 1 (figures 1 à 6) refroidie par eau, fixée au btti 2 (figures 1, 3) avec possibilité de déplacement horizontal. Bes parois 3 et 4 de la coquille, destinées à mouler les surfaces extérieure et intérieure du lingot, sont cintrées suivant les rayons du lingot à élaborer. Auprès de la coquille 1, du côté de sa paroi 4 moulant la surface intérieure du lingot et coaxiale à cette surface, est placé un arbre 5 portant un tambour 6 dont l'axe longitudinal est horizontal. Le tambour 6 est monté de façon qu'il puisse tourner autour de son axe longitudinal. Le montage du tambour doit être fait avec une tolérance d'horizontalité de son axe ne dépassant pas 100. L'arbre 5 s'appuie sur des montants 7 (figures 2 et 6) et un accouplement 8 le relie à un système moteur 9 assurant la rotation du tambour 6. Sur la virole du tambour 6, à l'aide d'un support 10 (figure 1) est fixée une plaque de fond Il avec une amorce 12. A une certaine distance de la plaque de fond, à peu près égale à la longueur de l'électrode, un porte-électrode 14 est monté sur le tambour à l'aide de cales isolantes 13. Dans ce porteélectrode on fixe une électrode courbe 15 embrassant la partie du tambour entre le porte-lectrode et la coquille 1. Sur la virole du tambour 6 sont fixées des butées 16, qui peuvent osciller dans le plan de rotation du tambour 6, autour d'axes 17, et sont serrées contre la virole du tambour 6 par des ressorts 18. Les butées 16 sont destinées à positionner l'électrode à refondre t5 et le lingot élaboré 19 par rapport à l'axe de rotation du tambour 6, c'est-à-dire que, d'un côté, ctest ltélectrode 75 qui s'appuie sur elles, et de l'autre côté, en contactant la surface intérieure du lingot 19, ces butées s'opposent à sa déformation et assurent lbbtention d'un lingot cylindrique. Le porte-électrode 14 et la plaque de fond 11 sont raccordés à une source de courant électrique 20. Pour soutenir le lingot élaboré d'en dessous et pour libérer la coquille , et la plaque de fond 71 de l'action de son poids, sur le bâti 2, au-dessous du tambour 6, sont placés des rouleaux pDrteurs 21 sur ressorts. Ces rouleaux contactent la surface extérieure du lingot élaboré 19. Dans une autre variante de réalisation de l'installation, conforme à l'invention, analogue dans l'essentiel à celle venant d'être décrite, la partie de la surface extérieure du tambour 6 (figure 3) comprise entre le porte-électrode t4 et la plaque de fond 11, fait office de paroi 4 de la coquille 5, moulant la surface intérieure du lingot 19. Dans ce cas, le tambour comporte dans sa masse des canaux 22 pour la circulation d'un liquide de refroidissement (eau). En outre, devant le porte-électrode 14, le tambour 6 a un méplat 23, qui permet d'enlever les lingots 19 finis du tambour 6. La dimension du méplat 23 est choisie de telle façon que la distance "a" entre lui et le côté opposé du tambour 6 soit plus petite que la distance "b" (figure 4) (a Du côté du tambour 6 opposé à la coquille 1 sur le btti 2, est fixé un organe d'arrêt mobile 24 qui s'oppose à la rotation du lingot lorsqu'il est enlevé du tambour 6. Pour élaborer des lingots en forme de couronne dentée, la paroi 3 de la coquille 1, formant la surface extérieure du lingot 19 (figure 5), est réalisée dentée et elle est montée par ses bouts sur le porte-électrode 14 et la plaque de fond 11. A cet effet, dans la plaque de fond il et dans le porte-électrode 14, sont réalisées des saillies en T 25, et dans les bouts de la paroi snt usinées des rainures en T 26, ce qui permet à la paroi de la coquille de se déplacer-en commun avec le tambour, ou bien le long de son axe, lors du réglage de l'installation et de l'enlèvement du lingot. Pour rendre plus commode l'enlèvement des lingots de l'installation, les parois de la coquille moulant les tranches du lingot sont montées sur le bâti 2 de façon qu'elles puissent entre déplacées parallèlement à l'axe du tambour 6. L'installation faisant l'objet de l'invention fonctionne de la façon suivante. Considérons l'élaboration de lingots devant constituer les frettes de fours à ciment. Au début, le tambour 6 (figure 1) est tourné à la position dans laquelle la plaque de fond 11, avec l'amorce 12 qui lui est fixée, obture le dessous de l'espace de fusion de la coquille 1. Deux électrodes à refondre 15, de section rectangulaire, sont posées à l'autre d'un pont roulant sur les butées 16du tambour 6, de telle facon que l'un des bouts de chaque électrode se trouve dans le porte-électrode '4, et l'autre, à une certaine distance de la plaaue de fond 1, dépendant de l'épaisseur de l'électrode. Après mise en place, les électrodes i5 sont fixées dans le porte-électrode 14. Ensuite, à l'aide d'une poche, on verse dans la lingotière du laitier, en quantité telle que les bouts des électrodes 15 y soient plongées, et l'on met les électrodes 15 sous la tension de travail. La chaleur dégagée dans le bain de latier 27 fait fondre les bouts des électrodes. Les gouttes de métal se détachent des bouts des électrodes et descendent sur la plaque de fond 11 où elles forment le bain de métal. En se solidifiant, le métal s'accroche à l'amorce 12 et forme le lingot 19. Quand le courant électrique a atteint l'intensité requise, on met le tambour 6 en rotation, à la vitesse assurant le courant de refusion voulu. La rotation du tambour O vers la coquille fait avancer les électrodes à refondre 15 dans le bain de laitier 27 par le haut, et assure 1'extraction du lingot par le bas, le tambour 6 jouant le rôle d'en'raineur. Ia rotation d tambour continue jusqu'à élaboration d'un lingot de dimension voulue. Ensuite on arrête le tambour 6 et l'on met hors tension le porte-électrode etla plaque de fond. On enlève les culots d'électrode et on communique au tambour une rotation supplémentaire de façon que le bout du lingot 10 sorte ce la couille eci fait, on déplace la coquille t dans le plan horizontal er l'éloignant du tambour, de façon à l'écarter de 1 zone d'élaboration du lingot, puis, en faisant tourner le tambour dans le sens contraire du précédent, on fait passer le lingot à la position en dessus du tambour. On libère alors l'amorce 12 de la plaque de fond 11 et on enlève le lingot 19 de dessus le tambour 6. On va maintenant examiner le fonctionnement de l'installation, objet de l'invention, dans d'autres variantes de réalisation. Pour élaborer des lingots devant satisfaire des prescriptions plus sévères en ce qui concerne la qualité de la surface extérieure, on utilise une installation dans laquelle une partie de la surface extérieure du tambour joue le rôle de paroi de la coquille. Les électrodes à refondre 15 (figure 3) sont posées dans une telle installation sur le tambour, à l'aide de cales isolantes provisoires 28, réalisées par exemple en laitiersolidifié. Ces cales isolantes 28 fondent dans le bain de laitier 27 simultanément avec les électrodes à refondre. Pour le reste l'installation fonctionne d'une manière analogue à celle décrite plus haut. Dans le cas où les lingots à élaborer ont une longueur circulaire plus grande que celle de la demi-circonférence, le lingot est enlevé du tambour d'une telle installation de la façon suivante. Après enlèvement des culots des électrodes 15 refondues, on désolidarise l'amorce 12 d'avec la plaque de fond et l'on fait buter l'organe d'arrêt 24 contre la surface du lingot afin d'interdire sa rotation. Puis, on écarte la coquille t de la zone de fusion et on la débarrasse du laitier qui sty est solidifié. On fait tourner le tambour 6 jusqu'à ce que le porte-électrode 14 bute contre le lingot 19. Ensuite on écarte l'organe d'arrêt 24 de la surface du lingot et l'on fait tourner le tambour 6 jusqu'à ce que son méplat 23 soit vertical. Ceci fait, on enlève librement le lingot 19 du tambour 6. Une installation dans laouelle on élabore des lingots en forme de couronnes dentées fonctionne comme suit. Pour la mise en place de l'électrode 15 sur le tambour 6 dans une telle installation, on fait coulisser vers ltextériour la paroi extérieure 3 par rapport à la virole du tambour, grâce à la présence de rainures et de saillies de guidage en T, respectivement sur la plaque de fond et le porte-électrode, d'une part, et sur les bouts de la paroi, d'autre part. Les électrodes 15 sont posées sur des cales isolantes 28. Ensuite on remet la paroi 3 à sa position de travail par coulissement et on réalise le processus d'élaboration d'une manière analogue à celle décrite plus haut. Pour assurer la formation des dents sur la surface extérieure du lingot, avant de commencer la refusion on engage et on fixe dans des logements, se trouvant dans la surface intérieure de la paroi 3, des éléments préfabriqués 29 ayant la forme des dents de la couronne. Pendant l'élaboration du lingot, ces éléments 29 fondent et se soudent au corps du lingot en formant un lingot 19 en forme de couronne dentée. Après élaboration de la couronne dentée on écarte les par oie frontales et on fait tourner le tambour de telle façon que la couronne dentée vienne se placer dans la position en-dessus du tambour. Ensuite on fait coulisser la paroi latérale 3 de la coquille t le long de l'axe du tambour et l'on enlève de l'installation la couronne. Comme le fait apparaître la description qui précède, l'installation faisant l'objet de l'invention, gracie à sa réalisation constructive caractérisée par sa simplicité relative, son encombrement réduit et la faible quantité de métal mise en oeuvre, assure une extraction fiable du lingot de la coquille et l'élaboration d'un lingot de géométrie requise et pratiquement de n'importe quille longueur, dépendant de la longueur du tambour. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisatioR décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrit ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. installation pourl'élaboration, par refusion sous laitier électroconducteur de lingots cylindriques creux non fermés, ladite installation comprenant une coquille refroidie par eau, fixée sur un bâti et dont les parois moulant les surfaces extérieure et intérieure du lingot à élaborer sont cintrées suivant les rayons dudit lingot, un porte-électrode raccordé à une source de courant électrique, un mécanisme d'avance des électrodes dans l'espace de fusion à l'intérieur de la coquille, ainsi qu'un organe entrarneur servant à l'extraction du lingot de la coquille et portant une plaque de fond avec une amorce, ladite plaque étant raccordée elle aussi à la source de courant électrique, caractérisée en ce que l'organe entraîneur pour l'extraction du lingot est un tambour à axe longitudinal horizontal, monté, avec possibilité de rotation autour de cet axe, latéralement à la coquille, du côté de sa paroi moulant la surface intérieure du lingot, coaxialement à cette surface, tandis que sur la virole du tambour sont fixés, d'une part, la plaque de fond avec l'amorce, et, d'autre part, le porte-électrode isolé électriquement par rapport au tambour et portant au moins une électrode courbe embrassant une partie du tambour et montée, par rapport à ce dernier, avec un certain écartement excluant tout contact électrique entre eux, ledit tambour remplissant simultanément, au cours de sa rotation, la fonction d'un mécanisme d'avance de -l'électrode dans l'espace de fusion à l'intérieur de la coquille. 2. Installation selon la revendication t, caractérisée en ce que, sur la virole du tambour, sont fixées des butées à ressort pouvant pivoter dans le plan de rotation du tambour et positionnant l'électrode et le lingot par rapport à l'axe de rotation du tambour. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie de la surface extérieure du tambour, comprise entre la plaque de fond avec l'amorce, d'une part, et le porte-électrode, d'autre part, joue le rôle de paroi de la coquille moulant la surface intérieure du lingot, le tambour étant dans ce cas réalisé avec refroidissement intérieur. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que, au voisinage du porte-électrode dans le sens de mouvement du tambour, celui-ci porte sur sa surface extérieure un méplat suffisant pour l'enlèvement des lingots finis du tarbour après rotation de celui-ci. 5. installation selon la revenlication 3, caractérisée en ce que la paroi de r coquille, roulant la surface extérieure du lingot, est réalisée dentée et montée par ses tranches sur le porte-électrode et sur la plaque de fcnd avec l'amorce, de telle façon qu'elle puisse tourner en commun avec le tambour et se délacer le long de son axe. 6. installation selon l'une des revendications 1, 3 et 5, caractérisée en ce que la coquille est montée sur bâti de façon qu'elle puisse entre déplacée horizontalement pour l'enlèvement du lingot fini.