Brevet FR2360858A1 — publié le 19780303

La présente invention concerne la protection des électrodes de fours électriques à arc et plus particulierement la réalisation de l'étanchéité au niveau du passage de ltelectrode a travers la voûte. On comprend en effet que dans le four règne une température élevée et qu'il s'en échappe des gaz portés à haute température. Par ailleurs il est nécessaire pour des raisons pratiques et électriques que les orifices de passage des elec- trodes à travers la voûte soient nettement plus larges que le diamètre desdites électrodes. Il en résulte un espace libre entre les parois de l'électrode et de l'orifice d'introduction par lequel passent des gaz chauds qui contribuent, par effet d'oxydation, à diminuer la resistance mécanique et la longévité des électrodes. Le but de la présente invention est de fournir les moyens pratiques pour assurer une étanchéité protectrice au niveau du passage de l'électrode à travers la voûte. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de protection par courant gazeux comprenant - une boite à eau circulaire fixée sur la voûte autour de l'orifice de passage de l'électrode, - une bofte à gaz constituee par un compartiment supérieur solidaire de la boite à eau et comportant une arrive de gaz et des orifices d'echappement du gaz situés dans la partie superieure de la boite à gaz, - des pièces mobiles en forme de secteur d'arc posées sur la paroi supérieure de la boite à gaz et coopérant entre elles pour former une couronne entourant l'électrode, chaque piece comportant-à sa base un évidement formant une chambre dans laquelle se repand le gaz provenant de la boîte a gaz et-un conduit latéral raccorde a l'évidement et débouchant lateffiralement en regard de l'électrode pour diriger vers celle-ci un courant de gaz. Selon une caractéristique du dispositif, la paroi superieure de la boite à gaz ét la base des pièces mobiles ont une surface tronconique -inclinée dont le point bas est situé vers l'électrode. Enfin pour faciliter l'introductiân de l'electrode les pièces mobiles présentent sur leur face interieure une conicité dont l'ouverture est dirigée vers le haut. L'invention sera d'ailleurs mieux comprise grâce à la description qui suit donnée à titre d'exemple en regard de la planche de dessin sur laquelle - la figure 1 représente vue en coupe longitudinale une moitié du dispositif, - la figure 2 représente un schéma en perspective des pieces mobiles d'e- tanchéité. Sur la figure 1 on a représenté un segment dielectrode 1 au niveau de son passage à travers la voûte 2 d'un four électrique à arc non représenté. Fixée sur la voûte 2 une enveloppe 3 à deux compartiments 4 et 5 entoure le corps de l'électrode 1. Le compartiment inférieur 4 de l'enveloppe constitue une boite de refroidissement dans laquelle on fait circuler un courant d'eau introduit par une entrée latérale 6. En ce qui concerne le compartiment supérieur 5,-on remarquera que sa paroi superieure 7 est inclinée vers l'électrode 1 et qu'elle comporte des ouvertures 8 par lesquelles s'échappe un gaz, par exemple azote ou C02, introduit par l'arrivée tubulaire 9. Les ouvertures 8 peuvent etre constituées par une succession de trous indépendants ou par une fente circulaire continue.Dans ce dernier cas cependant, des risques de deformation de la paroi 7 sont à craindre. Des pièces 10 de section tronconique et en forme de secteur d'arc, (fig. 1 et fig. 2), dont la base présente une face également inclinée sont posées sur la face incline du compartiment 5 et entourent complètement l'électrode. En examinant la vue en coupe de ces pièces on voit que leur base est partiellement evidee pour former une chambre 11 de forme annulaire par juxtaposition de plusieurs pièces 10. Un conduit 12 ménage dans l'épaisseur de chaque pièce part de la chambre 11 et débouche sous forme d'une gorge horizontale 13 sur la face de la piece 10 en regard de Ilelectrode 1. On comprend que lorsque l'ensemble des pièces 10 est en place, on obtient une couronne qui enserre l'électrode.Chaque élément a tendance à glisser sur la surface incline du compartiment 5 sous l'effet du gaz introduit dans ce dernier, qui se répand dans la chambre 11 et forme un coussin gazeux qui sustente les pièces 10. Pour eviter que ces pieces ne viennent en contact direct avec l'électrode, du gaz- est egalement dirige contre la face de l'électrode par la gorge 13 qui par reaction et par effet de coussin maintient l'ensemble des pieces 10 à une certaine distance de l'électrode. De plus ce courant gazeux annulaire joue le rôle d'un joint gazeux horizontal qui isole la partie interne du four et evite les sorties de gaz très chauds. Ainsi par un double effet de coussin de gaz les pièces 10 sont maintenues sans frottement ni sur la surface 7 ni contre l'électrode 1. Par ailleurs on remarquera que les parois des pièces 10 en regard de l'électrode presentent une conicite ouverte vers le haut dite "dépouille" pour éviter de voir l'électrode se coincer entre les pieces mobiles 10 lors de son introduction. Ce dispositif comme on le comprend permet d'ameliorer l'isolation thermique du four et d'assurer la protection des électrodes grâce à des courants de gaz neutres, sans frottement d'élements mécaniques contre les electrodes. L'invention s'applique particulierement bien aux fours électriques à arc utilises en sidérurgie pour l'élaboration de l'acier. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la protection des electrodes de fours électriques a arc au moyen d'un courant de gaz caractérisé en ce qu'il comprend - une boite à eau circulaire fixée sur la voûte autour de l'orifice de passage de l'électrode, - une boîte à gaz constituée par un compartiment supérieur solidaire de la boite a eau et comportant une arrivée de gaz et des orifices d'échappement du gaz situés dans la paroi supérieure de la boite à gaz des pièces mobiles en forme de secteur d'arc poses sur la paroi supérieure de la boite a gaz et coopérant entre elles pour former une couronne entourant l'électrode, chaque pièce comportant à sa base un évidement formant une chambre dans laquelle se répand le gaz provenant de la botte à gaz et un conduit latéral raccordé à l'évidement et débouchant latéralement en regard de l'électrode pour diriger sur celle-ci un courant de gaz. 2) Dispositif selon la revendication 1 caracterise en ce que la paroi supérieure de la boîte a gaz et la base des pieces mobiles presente une inclinaison dont le point bas est situé vers l'électrode. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les pieces mobiles présentent sur leur face interieure une conicité dont l'ouverture est dirigee vers le haut.