Brevet FR2459952A1 — publié le 19810116

La présente invention est relative à un four à arc à courant continu ayant au moins une connexion de solelaquelle comprend des briques électriquement conductrices et/ou des éléments électriquement conduc- teurs constituant un garnissage arrière ou une portion de contact. Dans les connexions de sole pour fours à arc à courant continu utilisées jusqu'ici, on a placé des conducteurs métalliques dans une composition damée, ces conducteurs étant en contact avec la portion de contact ou le garnissage arrière, lequel est connecté à son tour à la partie positive de la source de cou- rant. Avant le démarrage, il est nécessaire d'effec- tuer une opération de séchage et/ou une opération de frittage,qui peut porter atteinte à la résistance mé- canique du fond du four et impliquer aussi des incon- vénients du point de vue de l'environnement. Dans le cas d'un garnissage d'un seul tenant, la résistance à l'érosion est souvent réduite. Le frittage d'une composition s'accompagne souvent, s'il doit être plei- nement satisfaisant, d'exigences incompatibles avec la protection de l'environnement. L'invention fournit une solution aux problèmes mentionnés ci-dessus et à d'autres problèmes qui y sont associés en disposant des briques entre le garnis- sage arrière ou portion de contact et la charge, ces briques étant munies d'au moins un conducteur métalli- que ou d'un conducteur contenant du graphite, s'éten- dant entre la charge et le garnissage arrière ou por- tion de contact. Ainsi les problèmes de résistance mécanique, de fiabilité de service, d'environnement et autres, auxquels on se heurtait dans les modèles de connexion descle de l'art antérieur, peuvent être résolus à l'ai- de de produits classiques en utilisant au moins un conducteur électrique. 2 2459952 Suivant une variante préférée, la brique est revêtue de métal ou renforcée, le revêtement ou le renforcement constituant alors en tout ou partie des conducteurs de courant. Ceci constitue une forme pra- tique et facile à manipuler de briques de fond pour un four à arc à courant continu, les exigences en ce qui concerne la résistance mécanique et l'environnement pouvant être pleinement satisfaites. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: La figure 1 est une vue de côté d'un four à arc à courant continu, et La figure 2 représente une brique de connection de sol. La figure 1 représente un four à arc à courant continu,ayant une cuve 1 munie d'un garnissage hab-i- tuel en matière 2 métallique. En l'espèce,le nombre des électrodes cathodes est de un, mais bien entendu on peut en utiliser deux, trois ou davantage. En l'espèce,l'électrode est creuse, c'est-à-dire que le four est destiné à effectuer des réductions. Néan- moins le concept inventif s'applique tout aussi bien à un four de fusion ayant une électrode pleine, norma- lement une électrode 3 en graphite qui est montée en cathode. Dans le cas de la réduction, on charge un concentré de minerai, par exemple pour la fabrication du fer brut,ainsi que du coke et de la chaux par le canal central de l'électrode et on crée en dessous de celle-ci à la manière habituelle une zone d'électrode, c'est-à-dire une surface exempte de crasse. Comme il est habituel, le four est muni d'un bec 5 de cou- lée et d'une porte 6 pour les crasses. En dessous de la cuve eBt prévue une connexion de sole à laquelle se rapporte en partie l'invention. La connexion de, soi consiste en briques 8 suivant l'invention dans 3 245995-2 lesquelles sont placés des conducteurs 7 métalliques, comme il apparaître d'une manière plus nette par la description ci-dessous. Les conducteurs 7 doivent pé- nétrer vers le bas dans le garnissage arrière ou por- tion 10 de contact qui, en l'espèce, consiste en bri- ques au carbone conductrices de l'électricité disposée en un certain nombre de couches et se terminant en une plaque 11 métallique, par exemple en cuivre ou en acier qui a une extension considérable le long du fond du four et est destinée à être connectée au pôle positif de la source de courant continu. La connexion de sole doit avoir une grande extension,de manière à ce que le courant du four s'étende sur une grande portion du fond et dans le centre du four, ce qui évite pratiquement d'avoir à ajuster angulairement l'arc 13. La plaque de connexion de sole est munie de moyens 14 pour un refroidissement par de l'air ou par un liquide, le cas échéant par les deux, et on fait en sorte que la plaque soit maintenue à une température aussi basse que possi- ble, c'est-à-dire qu'elle ne soit pas endommagée par la chaleur provenant du four. Les briques 8 du four munies de conducteurs constitueront des conducteurs en- tre la charge 15 et le garnissage 10 arrière ou la portion 11 de contact, qui peuvent bien entendu avoir une conformation différente de celle donnée à la figure 1. Au lieu d'utiliser la brique au carbone, il est bien entendu possible d'utiliser quelque autre forme de portion de contact et c'est pourquoi on utilise à la fois l'expression garnissage arrière et l'expression portion de contact. Une ouverture d'évacuation pour les gaz qui se dégagent du processus est représentée en 16. La figure 2 représente une brique 8 incluse dans la connexion de sole, -munie d'un conducteur 7 mé- tallique (cf. aussi figure 1). La brique est munie d'u- 4 2459952 ne ou de plusieurs gorges 17 afin de mettre en place le conducteur 7 métallique. Le nombre des gorges peut être de un, de deux ou davantage et la cavité dans la brique peut avoir aussi la forme d'un trou. Cette ca- vité peut être disposée aux joints des parois de la brique ou à des joints de paroi expansés,ou bien les conducteurs peuvent être disposés dans la composition de la brique avant pressage etle cas échéantrecuit. La brique 8 peut être aussi revêtue d'une tôle métalli- que, par.exemple constituée de briques du type à revê- tement métallique disponibles maintenant sur le marché et la brique peut aussi être renforcée intérieurement par une tôle métallique. Bien entendu, on peut utiliser une combinaison d'un revêtement et d'un renforcement métalliques. Le revêtement et/ou le renforcement mé- talliques peuvent alors constituer un conducteur du courant allant de la charge au garnissage arrière. L'espace pour les conducteurs 7 est créé a- vantageusement pendant la fabrication des briques. On peut ménager des trous en insérant une matière combus- tible dans la composition pour la brique avant de la presser etle cas échéant, avant de la cuire. On peut perforer des trous avant ou après la cuisson des briques et/ou après leur coulée et leur découpage. On peut obtenir des gorges et des bords chanfreinés à l'aide d'un moule sous pression convenable,constituant des espaces pour les conducteurs du courant et les gorges et les bords chanfreinés peuvent être également obtenus,après une cuisson,le cas échéant,et nécessaire- ment après la coulée à l'état fondu des briques,par découpage. Il est possible de former les gorges par pressage ou par découpage. Par une brique recuite, on entend une brique contenant du goudron qui est chauffée à 6001C environ pour en enlever les constituants volatils. 2459952 Des briques recuites et liées chimiquement peuvent être munies de conducteurs 7, même avant le pressage. De nos jours,des briques liées chimiquement contiennent souvent une feuille intérieure qui peut être utilisée comme conducteur. Par briques liées chimiquement on entend les briques qui sont faites chimiquement en ayant une résistance mécanique appro- priée, même avant le démarrage du four. On peut s'assurer d'un bon contact électrique entre le conducteur 7 métallique de courant mentionné ci-dessus et le garnissage 10-11 (cf. figure 1) en faisant passer les conducteurs de courant dans une couche d'une composition 9 conductrice plastique, par exemple une composition de graphite qui est interca- lée entre le garnissage arrière et les briques cérami- ques formées. En variante, on peut faire passer les conducteurs de courant dans des trous forés directement dans le garnissage 10 arrière. On fore avantageusement ces trous en même temps que l'on installe les briques céramiques et les conducteurs. Au lieu de percer des trous dans le garnissage arrière, on peut pousser les conducteurs métalliques dans le garnissage arrière à l'aide d'un élément engendrant une pression, par exem- ple un canon à enfoncer des clous dans le béton. Lors- qu'il s'agit de briques revêtues de métal, on obtient une grande surface de contact entre la tôle métallique et le garnissage arrière sans avoir à y faire-passer les conducteurs ou à y percer des trous, mais le con- tact peut bien entendu être amélioré aussi dans ce cas en utilisant une composition plastiquement conduc- trice, par exemple une composition de graphite ou en utilisant une poudre conductrice, par exemple de la poudre de graphite. Comme exemples de garnissage 10 arrière con- ducteur, on peut mentionner une brique en magnésite- graphite ou une brique au carbone. Le garnissage peut également être une brique comprenant du graphite ou une matière à base de graphite autour des briques, le tout en contact avec la charge, Le nombre des conducteurs dans la connexion de sole dépend de la surface du fond du four, de la dimension des briques, de la résistance au courant souhaité, de la section droite et de la résistivité des conducteurs. Le choix du conducteur métallique dé- pend du processus et de la composition du bain fondu. Comme on l'a déjà mentionné, les conducteurs peuvent être placés dans des trous, dans des joints de paroi ou dans des joints de paroi expansés sous la forme de gorges sur un côté d'une brique ou sous la forme d'une arête de brique chanfreinée ou sous la forme d'une couverture en tôle métallique pour des briques recouvertes de métal. Le nombre des couches pour ces briques con- ductrices peut être de un, ou de plus de un, et,dans ce dernier cas,il faut s'assurer qu'un trajet cohé- rent de courant est créé pour les conducteurs du courant à travers le fond du four à la connexion de sole. Le garnissage (10) peut être aussi connecté à la terre. REVENDICATIONS 1) Four à arc à courant continu,ayant au moins une électrode montée en cathode et ayant au moins une connexion de sole, celle-ci contenant des briques et/ou des éléments métalliques conducteurs de l'électricité constituant un garnissage ou portion (10) de contact arrière connecté à une source positive de tension ou à la terre, caractérisé en ce que des briques (8),mu- nies d'au moins un conducteur (7) métallique ou d'un conducteur contenant du graphite,sont disposées entre le garnissage (10) arrière et la charge (15) en con- tact immédiat avec celle-ci, ce conducteur s'étendant entre la charge (15) et le garnissage arrière ou por- tion (10) de contact. 2) Four à arc suivant la revendication 1,carac- térisé en ce que les briques (8) sont revêtues de métal ou sont renforcées de métal, le revêtement ou le renfor- cement constituant en tout ou partie des conducteurs de courant. 3) Four à arc suivant la revendication 1,carac- térisé en ce que la brique est frittée, coulée par fusion, recuite ou liée chimiquement pendant son in- sertion dans le four ou après le démarrage du four. 4) Four à arc suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les briques sont chanfreinées ou leurs joints sont chanfreinés, un ou plusieurs con- ducteurs étant insérés dans les chanfreins. ) Four à arc suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que,avant l'insertion, on prévoit un espace dans les briques pour des conducteurs élec- triques, par exemple des gorges ou des trous sont ménagés dans la brique. 6) Four à arc suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conducteurs dans les briques sont insérés dans des trous ménagés 8 2459952 dans le garnissage arrière ou portion de contact ou les conducteurs sont insérés dans le garnissage arrière ou portion de contact en leur appliquant une pression. 7) Four à arc suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une composition dé- formable plastiquement conduisant le courant, par exem- ple une composition au graphite ou une poudre conduisant le courant, par exemple une poudre de graphite, est disposée entre les briques (8) ou dans les briques (8).