Brevet FR2455417A1 — publié le 19801121

La présente invention a pour objet une plaque de contact en cuivre pour électrométallurgie. Les plaques de contact ont pour fonction en électrométallurgie de réaliser l'amenée du courant à des électrodes en graphite qui assurent la fonte du minerai. Il s'agit de pièces de grandes dimensions pouvant atteindre plusieurs mètres de long,qui sont obtenues en fonderie. Compte tenu de leurs conditions d'utilisation, il est nécessaire de réaliser le refroidissement de ces plaques en période de fonctionnement. Ce refroidissement est obtenu par l'intermédiaire d'un circuit intégré à la plaque. Selon une première possibilité, ce circuit est constitué par un serpentin en cuivre ou en acier qui est positionné dans le moule avant la coulée du cuivre. Le serpentin est rempli de sable afin de résister à la pression lors de la coulée. Après refroidissement et démoulage, le sable contenu dans le serpentin est chassé sous pression. L'inconvénient de cette solution est essentiellement l'existence d'une discontinuité de matière entre le serpentin et la plaque proprement dite Cette discontinuité correspond à une barrière thermique diminuant le rendement du refroidissement. Du fait de cette médiocrité du refroidissement, une plaque se détériore relativement rapidement, notamment à sa partie inférieure qui est la plus exposée. En outre, l'absence de contact parfait entre le serpentin et la pièce en certains points, engendre en fonctionnement des arcs électriques qui détériorent relativement rapidement le serpentin. Selon une autre technique, la plaque est obtenue en fonderie sans tenir compte du circuit de refroidissement. Après démoulage, il est procédé à un certain nombre de forages longitudinaux et transversaux qui se recoupent et forment le circuit de refroidisserment Les extrémités des forages débouchant dans les parois de la plaque sont alors obturées. Il est à noter que cette solution est longue et délicate à mettre en oeuvre, et qu'elle ne permet pas un refroidissement parfait carres raccords entre deux sections adjacentes étant à angle droit, les pertes de charge dans le circuit de fluide de refroidissement sont très importantes. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant une plaque de contact en cuivre, simple dans sa conception et dans sa réalisation, donnant d'excellents résultats en ce qui concerne son refroidissement, tout en étant d'une grande fiabilité. A cet effet, cette plaque est réalisée à partir de deux pièces assemblées selon un plan longitudinal, dont la première est une pièce de fonderie présentant, débouchant dans sa face d'assemblage, au moins un évidement formant un réseau pour le passage du fluide de refroidissement, et dont la seconde est constituée par une plaque en cuivre dont la face d'assemblage est de surface et de forme égales à celles de la face correspondante de la première pièce, les deux pièces étant assemblées par soudage sur la périphérie de leurs faces en contact. Le réseau de refroidissement est obtenu de manière extrêmement simple, puisque ménagé dans l'une des faces d'une pièce constituant cette plaque. Du fait de cette accessibilité, il peut avoir la forme désirée, ce qui permet une parfaite maîtrise du refroidissement sans l'inconvénient des serpentins annexes ni des perçages que l'on est obligé d'effectuer dans les techniques traditionnelles. Le seul impératif des évidements formant le réseau de refroidissement est que leur section la plus importante se trouve du côté de la face d'assemblage afin de permettre le démoulage de la pièce. L'étanchéité obtenue est tout à fait satisfaisante du fait de la bonne planéité des surfaces d'assemblage. Il est à noter que la face d'assemblage de la pièce de fonderie peut être usinée, préalablement au montage de-la plaque. En outre, afin d'obtenir une bonne régularité de la seconde pièce, celle-ci peut être avantageusement obtenue par laminage. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans la pièce de fonderie sont ménagés, entre les évidements formant passages pour le fluide de refroidissement, des perçages taraudés débouchant dans la face d'assemblage, dans lesquels sont engagées des vis traversant la seconde pièce constituée par la plaque en cuivre. Ces vis ne sont pas destinées à jouer un rôle effectif, mais constituent une sécurité dans l'assemblage des deux pièces de la plaque évitant tout risque de déformation accidentelle de celle-ci, mme après un usage important dans des conditions d'emploi rigoureuses. Avantageusement, les vis engagées dans les perçages taraudés de la première pièce ont leurs têtes respectives engagées dans l'épaisseur de la seconde pièce, ces têtes étant recouvertes par soudure d'une couche de cuivre. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette plaque Figure 1 en est une vue en perspective Figure 2 en est une vue en coupe transversale Figure 3 est une vue de la face d'assemblage de la pièce dans laquelle est ménagé le réseau de refroidissement. La plaque de contact 2 représentée au dessin possède une forme traditionnelle, c'est-à-dire comporte une extrémité profilée du côté de la plage de contact 3 avec une électrode, son autre extrémité comportant une partie 4 plus épaisse servant notamment à sa fixation, à l'amenée de courant, ainsi qu'à l'amenée et à l'évacuation du fluide de refroidissement. La plaque 2 selon l'invention est réalisée à partir de deux pièces, a savoir : une pièce 5 en cuivre obtenue en fonderie et une pièce 6 obtenue par laminage. La pièce 5 correspond a la majeure partie de l'épaisseur de la plaque.Elle comporte, débouchant dans sa face d'assemblage à la pièce 6, un évidement 7 qui, formant le réseau de refroidissement, a la forme d'un tube ouvert sur toute sa longueur. L'évidement 7 communique avec des perçages, respectivement, 8 et 9 pour l'amenée et l'évacuation du fluide de refroidissement qui est habituellement de liteau. Après réalisation indépendante des pièces 5 et 6, celles-ci sont mises en contact et assemblées par une soudure 10 sur la périphérie de leurs faces en contact. Compte tenu de la bonne régularité des faces d'assemblage des pièces 5 et 6, il n'y a pas de problèmes d'étanchéité au niveau du circuit de refroidissement. Afin d'améliorer l'assemblage des deux pièces, il est possible de prévoir, dans la pièce 5, un certain nombre de perçages taraudés transversaux 12 passant entre les évidements 7. Chaque perçage 12 sert de logement à une vis li traversant la plaque 6, évitant tout risque de séparation accidentelle des deux pièces 5 et 6 constitutives de la plaque. Les tâtes des vis li sont engagées dans l'épaisseur de la plaque 6 et recouvertes d'une couche de cuivre. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte'une grande amélioration à la technique existante en fournissant une plaque de contact en cuivre pour électrométallurgie obtenue de manière extrêmement simple, équipée d'un circuit de refroidissement intégré obtenu sans opérations annexes, la qualité du refroidisse- ment étant très bonne du fait qu'il n'y a pas de solution de continuité entre l'enveloppe delimitant ce réseau et la plaque proprement dite. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette plaque décrite ci-dessus a titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que la seconde pièce pourrait ne pas être une pièce laminée mais par exemple une pièce de fonderie sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. - REVENDICATIONS l. - Plaque de contact en cuivre pour électrométallurgie, caractérisée en ce qu'elle est réalisée à partir de deux pièces assemblées selon un plan longitudinal, dont la première est une pièce de fonderie présentant, débouchant dans sa face d'assemblage, au moins un évidement formant un réseau pour le passage du fluide de refroidissement, et dont la seconde est constituée par une plaque en cuivre dont la face d'assemblage est de surface et de forme égales à celles de la face correspondante de la première pièce, les deux pièces étant assemblées par soudage sur la périphérie de leurs faces en contact. 2. - Plaque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde pièce est une pièce laminée. 3. - Plaque selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que, dans la pièce de fonderie,sont ménagés, entre les évidements formant passages pour le fluide de refroidissement, des perçages taraudés débouchant dans la face d'assemblage, dans lesquels sont engagées des vis traversant la seconde pièce constituée par la plaque en cuivre. 4. - Plaque selon la revendication 3, caractérisée en ce que les vis engagées dans les perçages taraudés de la première pièce ont leurs têtes respectives engagées dans l'épaisseur de la seconde pièce, ces têtes étant recouvertes par soudure d'une couche de cuivre.