Brevet FR2468863A1 — publié le 19810508

L'invention concerne un couvercle de cuve pour un four à fusion de métaux, notamment un four électrique à arc, avec, raccordés au chAssis du couvercle, des tuyaux de refroi- dissement répartis en nappes, au moins un tuyau de refroidisse- ment étant placé librement vers l'intérieur du foyer et ses spires s'appliquant les unes sur les autres. Par le document DE-OS 27 45 622 on connaît un couvercle de cuve constitué d'une bague externe et d'une ba- gue interne, ces bagues étantrendẻ solidaires l'une de l'autre à l'aide de supports, Entre ces deux bagues porteuses, sont prévus des tuyaux de refroidissement en forme de segments, pla- cés librement sur la face tournée vers le foyer du four, et qui sont fixés aux bagues à l'aide de dispositifs d'accrochage. Ces tubes de refroidissement sont constitués par des tubes courbés en forme de U s'appliquant étroitement les uns sur les autres et reliés ensemble par soudure. Ces tubes de refroidissement sont raccordés à un tube d'alimentation par l'intermédiaire du- quel l'eau de refroidissement est amenée sous une pression éle- vée dans la spire externe des tubes de refroidissement. La sor- tie de l'eau de refroidissement est prévue sur la spire interne des tubes de refroidissement. L'espace entre la bague porteuse interne et les électrodes est rempli avec une maçonnerie réfrac- taire- disposée dei faon classique autour des électrodes, Lors de la mise en oeuvre de ce couvercle de cuve, la pratique montre que la manipulation du couvercle lors des travaux d'entretien soulève des difficultés importantes car dans ce cas, la totalité du couvercle, après déconnexion préa- lable des raccords d'eau de refroidissement, doit 8tre enlevée de la cuve du four. lors de réparations de la fixation ou bien des différents éléments de refroidissement, des démontages très importants s'avèrent nécessaires car le couvercle est construit sous la forme d'une unité compacte. En outre, dans de tels cas, un couvercle de remplacement complet doit Ctre en réserve. Le but de l'invention est en conséquence de créer un couvercle de cuve du type initialement mentionné, qui ne présente pas le défaut précité, et qui de plus, est conçu de façon telle que la pièce médiane, revêtue d'une maçonnerie réfractaire internedu couverclepou bien les éléments de refroi- dissementpeuvent en cas de nécessité, être démontés séparément. A cet effet, l'invention concerne un couvercle 2.- de cuve caractérisé an ce que le tuyau de refroidissement rac- cordé au châssis de couvercle et placé librement vers l'inté- rieur du foyer du four, laisse libregen vue de dessus, une sur- face au-delà de la partie médiane du couvercle de la cuve et est réalisé sous la forme d'une partie constitutive auto-porteuse, le châssis extérieur du couvercle étant relié de façon amovible avec un châssis intermédiaire disposé au-dessgs du tuyau de re- froidissement et dans un plan s'étendant parallèlement au châs- sis du couvercle, ce châssis intermédiaire étant susceptible d'être raccordé à un mécanisme de levage du couvercle du four à arc, tandis qu'une pièce médiane, revêtue d'une maçonnerie réfractaire, est suspendue de façon amovible au châssis inter- médiaire de façon que la périphérie externe de cette pièce mé- diane du couvercle s'applique sur la périphérie interne du tuyau de refroidissement. D'autres caractéristiques de l'invention permet- tent d'envisager d'autres formes avantageuses du couvercle de cuve de four défini ci-dessus. Grâce à ces dispositions, les travaux d'entretien se trouvent considérablement facilités et ainsi le codt d'ex- ploitation se trouve réduit. La disposition du châssis intermé- diaire est ici importante, disposition suivant laquelle aussi bien les tuyaux de refroidissement auto-porteurs ainsi que la pièze médiane revêtue d'une maçonnerie réfractaire du couver- cle, sont raccordés en étant amovibles indépendamment l'un de l'autre. Lors de l'exécution de réparations sur la fixa- tion du couvercle, la liaison entre le châssis intermédiaire et le mécanisme de levage du couvercle est supprimée et la pièce médiane revêtue d'une maçonnerie réfractaire du couvercle, est soulevée à l'aide d'une grue sans le châssis intermédiaire, les moyens de préhension de la grue étant par exemple raccordés au bras porteur courbé de la pièce médiane du couvercle. Cette piè- ce médiane du couvercle peut être évacuée au stand de répara- tion. Le tuyau de refroidissement raccordé au circuit de circulation de refroidissement, repose alors sur la cuve du four. Pendant la réparation, une pièce médiane de couvercle de rechange peut être amenée à l'aide de la grue sur la cuve du four et être reliée au châssis intermédiaire reposant sur la cuve et à la partie de couvercle refroidie. Au cas oh une réparation des éléments de re- froidissement est nécessaire, la pièce médiane du couvercle re- v8tue d'une maçonnerie réfractaire, peut 8tre basculée avec son cadre en forme de bague et les tuyaux de refroidissement peuvent 8tre réparés sur le four ou bien dans un stand de réparation. Enfin, il est possible, en cas de nécessité, de soulever de la cuve du four la totalité du couvercle du four y compris le châssis intermédiaire. L'invention va tre expliquée plus en détail en se référant à un exemple de couvercle de four conforme à l'invention représenté sur les dessins cijoints, dans lesquels: - la figure 1 représente en coupe axiale une partie d'un four à arc avec un couvercle de four conforme à l'invention# - la figure 2 est une vue de dessus sur le couvercle conforme à la figure 1, la figure 3 montre le four à arc conforme à la figure 1 en vue latérale, la figure 4 représente une particularité d'une variante d'un couvercle de four conforme à l'invention# - en coupe axiale, - la figure 5 représente en coupe axiale une particularité d'une variante d'un couvercle de four conforme à l'invention, - la figure 6 montre une particularité de la liaison de deux tuyaux de refroidissement. Le couvercle 1 représenté sur les figures 1 et 2 ou bien 3 comme un exemple de réalisation conforme à l'inven- tion, comporte un chassis de couvercle 4 constitué de deux tubes à parois épaisses 4a et 4b s'appliquant l'un sur l'autre. Au châssis de couvercle 4 sont raccordés des tuyaux de refroidisse- ment 5 reposant librement vers l'intérieur du foyer du four et constitués de tubes courbés en forme de UV La spire la plus ex- térieure des tubes de refroidissement 5 peut 8tre reliée au chassis circulaire de couvercle 4 par exemple par des points de soudure. Les spires s'appliquant l'une sur l'autre du tube de refroidissement 5 s'étendent concentriquement autour du centre du couvercle de four 1 (figure 3). Dans la zone du milieu du couvercle de la cuve, il est prévu une surface circulaire libre. 4.- Le couvercle de four 1 prend appui avec son chAssis 4 sur le bord de la cuve 2 du four, qui comporte à sa partie supérieure, une paroi tubulaire refroidie 3. Dans l'exemple représenté, le tuyau de re- froidissement 5 est constitué de deux parties en forme de seg- ments entre lesquelles une fente radiale de 30 mm est prévue# cette fente étant pontée pour permettre le passage du courant à l'aide de supports 16 fixés sur les bords limitrophes du tuyau de refroidissement, ainsi-que par des plaques de cuivre 17 (figure 6). De cette façon, les deux parties de tuyau de refroidissement en forme de segments sont jointes ensemble. Comme cela est visible sur la figure 1, les spires du tuyau de refroidissement 5 sont disposées de façon telle que le tuyau de refroidissement revêt la forme d'un c8ne aplati. le tuyau de refroidissement ou bien les tuyaux de re- froidissement jointifs forment une construction auto-porteuse. Comme le montre l'exemple représenté, les spi- res du tuyau de refroidissement 5 pour des raisons de résistance, peuvent être soudées par points avec des fers profilés 18 dis- posés radialement. les tubes 4a et 4b constituant le châssis de couvercle externe 4, sont raccordés aux canalisations d'un cir- cuit de circulation de refroidissement, non représenté, et servent simultanément comme répartiteurs de fluide de refroi- dissement pour le tuyau de refroidissement 5 du couvercle. Les raccords, non représentés, de fluide de refroidissement des spires, sont disposés de façon telle qu'en direction du milieu du couvercle, un intervalle constamment croissant entre les points de raccordement est prévu, si bien que l'eau de refroi- dissement qui est amenée se trouve répartie régulièrement sur la totalité du tuyau de refroidissement ou bien que des parties de surface de rmme grandeur du couvercle du four, se trouvent respectivement alimentées par l'intermédiaire de chaque raccord d'eau de refroidissement. Sur la figure 3 il est prévu un orifice 6 pour un coude d'aspiration, non représenté, dans le couvercle 1 de la cuve. Sur la face supérieure du châssis 4 du couver- cle, sont fixés quatre supports ou oeillets 7 disposés symétri- quement par rapport à l'axe transversal du couvercle de cuve 1. 5.- ces supports ou oeillets servant de raccordement du tuyau de re- froidissement 5 à un cadre intermédiaire 8. Le.cadre intermédiai- re 8 est prévu pour le soulèvement du couvercle 1 ou bien de ses parties, comme cela sera décrit en détail par la suite. Le cadre-intermédiaire 8 est constitué de quatre porteurs en forme de caisson a, 8bs, 8c et 8d vissés ensemble en étant isolés les uns des autres. Le châssis inter- médiaire 8 est muni dans ses zones d'angles de dispositifs d'ac- crochage 9 par l'intermédiaire desquels il est susceptible d'être raccordé au levier de levage 10 d'un mécanisme de levage, non représenté. Les supports Ba. 8d en forme de caisson sont munis de raccords pour l'eau de refroidissement, si bien que le cadre intermédiaire 8 est également raccordé pendant le fonctionnement du four à un circuit de refroidissement. La bague interne Il du couvercle est raccordée à,un circuit de refroidissement distinct des autres systèmes de refroidissement. Sur la face supérieure du tuyau de refroidisse- ment 5, et dans sa zone interne, sont soudés des bras porteurs 15 courbés qui sont en prise sur la face supérieure du cadre intermédiaire 8. A la partie inférieure des bras porteurs cour- bés 15, prend appui (par l'intermédiaire d'une isolation non représentée) une bague interne de couvercle creuse Il. Cette bague interne de couvercle 11 d'une section transversale par exemple trapézoïdale, est reliée avec une pièce médiane 12 du couvercle, galbée et revOtue d'une maçonnerie réfractaire, dans laquelle sont prévus des orifices 13 (figure 3) pour les élec- trodes. Par l'intermédiaire des bras porteurs 15 la bague interne Il du couvercle est raccordée avec la pièce média- ne 12 du couvercle munie d'une maçonnerie réfractaire au chas- Bis intermédiaire 8 par l'intermédiaire de liaisons 14. Grâce à cette disposition il est possible, après que les canalisations d'alimentation en eau de refroidis- sement du couvercle du four et du châssis intermédiaire 8 ainsi que de la bague interne de couvercle 11, aient été détachées de soulever l'ensemble 1 du couvercle du four à l'aide d'une grues et éventuellement de l'évacuer vers un stand de répara- tion. Il est en outre possible, après avoir enlevé les boulons des dispositifs d'accrochage 9 (figure 3) d'enlever seulement la bague interne 11 du couvercle ainsi que la pièce médiane 12 du couvercle rev9tue d'une maçonnerie réfractaire du couver- cle de cuve ou bien du châssis intermédiaire 8, lorsque par exemple une réparation de la fixation est nécessaire. le tube de refroidissement 5 raccordé au circuit de refroidissement re- pose alors sur la cuve 2 du four. Mais en cas de nécessité, il est également possible de détacher la liaison (oeillets 7) entre le cadre in- termédiaire 8 et le chfssis 4 du couvercle et de soulever seu- lement le tuyau de refroidissement 5 pour le transporter sur le stand de réparation lorsque c'est seulement ce tuyau de re- froidissement qui doit être réparé. La figure 4 montre une variante du tuyau de refroidissement 5, dans laquelle les tubes 51 sont alternative- ment disposés en étant décalés réciproquement vers le haut. Dans la figure 5 est représentée une autre disposition possible du tube de refroidissement, dans laquelle les tubes sont fixés sur un caisson de refroidissement 21 qui est fixé sur la face du couvercle opposée au foyer 23 du four. Les différents tubes du tuyau de refroidisse- ment représentés sur Ta figura 4 ainsi que sur la figure 5, sont prévus sur la face tournée vers le foyer du four avec des saillies en forme de noeud, de broche, de nervure ou analogue, qui conditionnent la formation d'une couche de scories sur la surface des tubes. Cette couche se forme automatiquement pen- dant le fonctionnement du four à partir des scories éjectées. La couche est thermiquement et électriquement isolante, Elle offre encore un autre avantage en ce qu'elle se renouvelle d'elle-m9me aux emplacements o ses parties se détachent pen- dant le fonctionnement, par exemple du fait de surchauffe locale. La figure 6 montre une liaison entre deux tu- yaux de refroidissement voisins 5. Entre ces tuyaux 5 est prévue radialement une fente étroite. Cette fente est pontée de façon à permettre le passage du courant à l'aide de supports 16 fixés sur les bords des tuyaux de refroidissement limitrophes, ainsi qu'à l'aide d'un fer plat 17 solidaire des supports 16. 7.- R E V E N D 1 C AT I 0 N S 1.- Couvercle de cuve pour un four à fusion de métaux notamment un four électrique à arc, avec, raccordés au châssis du couvercle, des tuyaux de refroidissement répartis en nappes, au moins un tuyau de refroidissement étant placé libre- ment vers l'intérieur du foyer et ses spires s'appliquant les unes sur les autres, couvercle de cuve caractérisé en ce que le tuyau de refroidissement (5) raccordé au châssis de couvercle (4) et: placé librement vers l'intérieur du foyer du four, lais- se libre en vue de dessus une surface au-delà de la partie média- ne du couvercle de la cuve et est réalisé sous la forme d'une partie constitutive auto-porteuse, le châssis (4) extérieur du couvercle étant relié de façon amovible avec un châssis intermé- diaire (8) disposé au-dessus du tuyau de refroidissement (5) et dans un plan s'étendant parallèlement au châssis (4) du couvercle, ce châssis intermédiaire (8) étant susceptible d'être raccordé à un mécanisme de levage du couvercle (1) du four à arc, tandis qu'une pièce médiane (12), revêtue d'une maçonnerie réfractaire, est suspendue de façon amovible au châssis intermédiaire (8) de façon que la périphérie externe de cette pièce médiane du cou- vercle (12) s'applique sur la périphérie interne du tuyau de refroidissement (5). 2 - Couvercle de cuve selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque plusieurs tubes de refroidisse- ment (5) sont mis en oeuvre, ils sont jointifs et forment une partie constitutive auto-porteuse. 3,- Couvercle de cuve selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la maçonnerie réfractaire de la pièce médiane circulaire (12) du couvercle, et dans laquelle sont prévus des orifices (13) pour les électro- des, est entourée d'une bague externe (11). 4.- Couvercle de cuve selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu entre la bague externe (11) de la pièce médiane (12), revêtue d'une maçonnerie réfractaire, du couvercle, et le bord interne du tuyau de refroidissement (5), une couche électriquement et thermiquement isolante. 5.- Couvercle de cuve selon l'une quelconque des revendications 3 et 49 caractérisé en ce que la bague ex- terne (11) est creuse et raccordée à un circuit séparé de cir- culation de refroidissement. 2468863- 8.- 6.- Couvercle de cuve selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu ra- dialement entre les tubes de refroidissement voisins (5) une fente étroite, pontée de façon à laisser passer le courant par des supports (16) fixés airbords des tubes de refroidissement limitrophes. 7.- Couvercle de cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce média- ne (12) revêtue d'une maçonnerie réfractaire, du couvercle est susceptible d'être soulevée indépendamment des autres pièces du couvercle du four. 8 - Couvercle de cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le châssis (4) du couvercle avec le tuyau de refroidissement (5), est suscep- tible d'être soulevé indépendamment de la pièce médiane (12), revêtue d'une maçonnerie réfractaire, du couvercle. 9.- Couvercle de cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble du couvercle du four (12) est susceptible d'être soulevé comme un tout de la cuve (2) du four.