Brevet FR2467368A1 — publié le 19810417

La présente invention est relative à desperfectionnements apportés aux installations de réchauffage en poche de l'acier liquide sous atmosphère protectrice. On sait que la technique actuelle de réchauffage de l'acier li- quide en poche, avant coulée, est généralement associée à une mise sous vide du métal, les électrodes de chauffage étant alors en position haute, par exemple, et aucun arc ne réchauffant le métal. Ces installations doivent être réalisées de façon que la poche, son couvercle et les logements d'électrodes constituent un ensemble étanche. Par ailleurs, lesdites installations doivent être conçues pour que les électrodes puissent se déplacer verticalement et qu'elles traversent le couvercle de la poche, ou de la cuve contenant la poche, tout en assurant une étanchéité telle que, lors de la descente en pression de dégazage (de l'ordre de 0,5 à 1 torr, par exemple), il n'y ait aucune fuite notable. Cette invention se propose d'apporter une installation répondant à ces exigences, sans préjudice pour le fonctionnement en phase de réchauf- fage, et sans nuire à la robustesse de l'installation. A cet égard, il importe que l'installation réponde aux autres exigences suivantes: - le déplacement des électrodes ne doit pas être entravé pendant les phases de réchauffage, le mouvement étant régulé pour assurer, comme connu pour les fours électriques à arc, une fourniture constante de puissance active; le déplacement des électrodes, pendant ces mêmes phases, doit être tel qu'aucune contrainte ne risque de rompre l'électrode en graphite - la longueur de la colonne d'électrode doit être aussi réduite que possible, afin d'obtenir une résistance maximale aux contraintes électrodynamiques, réduisant ainsi à un minimum les risques de rupture des électrodes. L'invention vise, en conséquence, une installation de réchauffage en poche d'acier liquide sous atmosphère protectrice, du type dans lequel chaque électrode de chauffage est disposée dans un logement mobile étanche traversant, à sa partie inférieure, un passage étanche monté sur le cou- vercle de la poche ou de la cuve contenant la poche, cette installation étant caractérisée en ce que ledit passage étanche est constitué par une ceinture refroidie par eau disposée autour dudit logement et portant les logements des joints assurant l'étanchéité, cette ceinture étant reliée, par un raccord souple et étanche au vide, à une bride solidaire dudit couvercle. Selon une caractéristique de cette invention, on interpose entre ladite ceinture et la bride solidaire du couvercle de la poche un empilage d'anneaux réfractaires en matériau isolant, limitant à l'écrasement les débattements verticaux dudit raccord souple. Selon une autre caractéristique de cette invention, on dispose, entre ladite ceinture et la bride solidaire du couvercle, un système de tiges et de ressorts extérieurs, limitant à l'extension les débattements verticaux dudit raccord souple. Selon l'invention, ladite ceinture refroidie par eau est pourvue, d'une part, de logements recevant des joints râcleurs, et, d'autre part, d'un logement recevant un joint d'étanchéité, des conduits obturables étant prévus pour amener un lubrifiant entre la ceinture etle logement mobile de l'élec- trode. Selon une variante de cette invention, le joint assurant l'étanchéité dans la ceinture est de forme tubulaire et gonflable, et il est alimenté par un fluide sous pression, de façon à venir s'appliquer contre le logement de l'électrode, lors du travail à basse pression, et à se rétracter par dégon- flage, lors des déplacements de ce logement. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressor- tiront de la description faite ci-après, en référence au dessin annexé, qui en illustre deux exemples de réalisation, non limitatifs. Sur le dessin: la Figure 1 est une vue schématique, en élévation latérale et en coupe verticale, d'une installation selon l'invention; et, - la Figure 2 est une vue partielle, en coupe verticale, d'une va- riante de l'invention. En se référant à l'exemple de réalisation représenté à la Figure 1, on voit en 10 le couvercle de la poche ou de la cuve contenant la poche, et en 12 l'une des électrodes de chauffage. Chaque électrode 12 est positionnée dans un logement qui comprend trois parties: - une partie supérieure 14, formant logement de réserve, dans laquelle se trouve située la partie non utile de l'électrode 12, celle-ci étant descen- due, comme connu, dans la pince d'électrode au fur et à mesure de sa consommation, la consommation d'un tronçon entier entraînant la fixation par nipple d'un tronçon nouveau; cette partie supérieure 14 est accessible 3 2467368 par un couvercle à fermeture autoclave 16 - une partie intermédiaire 18, constituée par la pince de crampage en cuivre refroidie par eau 20, étanche au vide et traversée par un poussoir 22, assurant le support de l'électrode et l'alimentation en courant élec- trique de cette dernière (pour simplifier le dessin, onn'a représenténi le système assurant cette alimentation en courant, ni le dispositif d'en- traînement de l'électrode); - une partie inférieure en forme de chemise d'eau 24, qui contient la partie utile de l'électrode 12, et dont la longueur est telle qu'elle permet le dé- placement vertical de l'électrode sans rupture de l'étanchéité. Autour de cette partie inférieure 24 du logement de l'électrode est disposé le sys- tème qui, selon l'invention, assure le passage étanche du logement d'élec- trode au travers du couvercle 10 de la poche, ou de la cuve recevant cette poche. Ce système, au travers duquel coulisse le logement (14, 18, 24) de l'électrode 12, comprend: - une ceinture, désignée dans son ensemble par la référence 26, refroidie par eau, et qui est munie de logements recevant respectivement des joints râcleurs 28, 28' et un joint d'étanchéité 30. On prévoit des conduits tels que 32, permettant une alimentation par un lubrifiant du passage du loge- ment d'électrode dans cette ceinture 26, ces conduits 32 pouvant être ob- turés par un chapeau étanche 34, en dehors des phases de graissage; - un raccord souple 36, interposé entre une bride 38, solidaire du couvercle , et ladite ceinture 26. Ce raccord souple, serti d'une part sur la cein- ture 26 et d'autre part sur la bride 38, est réalisé en un matériau souple et étanche au vide. Selon cette invention, le débattement vertical de ce raccord souple 36 est limité à l'écrasement par un empilage d'anneaux en matériau isolant , interposés entre la ceinture 26 et la bride 38. Parailleurs, ledébatte- ment vertical de ce raccord souple est limité à l'extension par des tiges et des ressorts, respectivement 42, 44. Le raccord souple et étanche au vide 36 permet de compenser les déformations relatives entre le couvercle 10 et le système de guidage et d'entraînement des électrodes. 4 2467368 La variante représentée à la Figure 2 a été conçue afin de ne pas détériorer le joint d'étanchéité de la ceinture pendant les phases de réchauf- fage, durant lesquelles le logement de l'électrode est mobile, et le niveau d'étanchéité tel qu'il peut être assuré par les joints râcleurs 22, 22'. Dans cet exemple de réalisation, le joint d'étanchéité 46 estgonflable et de forme tubulaire. Il est raccordé à une amenée de fluide 48, permettant d'assurer son gonflage et d'améliorer l'étanchéité,lors des phases de descente du loge- ment d'électrode à basse pression. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 2467368 REVENDICATIONS 1 - Installation de réchauffage en poche d'acier liquide sous atmos- phère protectrice, du type dans lequel chaque électrode de chauffage est dis- posée dans un logement mobile étanche traversant, à sa partie inférieure, un passage étanche monté sur le couvercle de la poche oude la cuve contenantla poche, cette installation étant caractérisée en ce que ledit passage étanche est constitué par une ceinture refroidie par eau, disposée autour du- dit logement et portant les logements des joints assurant l'étanchéité, ladite ceinture étant reliée à une bride solidaire du couvercle par un raccord souple et étanche au vide. 2 - Installation de réchauffage selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que l'on interpose, entre ladite ceinture et la bride solidaire du couvercle de ladite poche, un empilage d'anneaux réfractaires en matériau isolant, limitant à l'écrasement le débattement vertical dudit raccord souple. 3 - Installation de réchauffage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'on dispose, entre ladite ceinture et la bride soli- daire du couvercle, un système de tiges et de ressorts extérieurs, limitant à l'extension le débattement vertical dudit raccord souple. 4 - Installation de réchauffage selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que ladite ceinture refroidie par eau est pourvue, d'une part de logements recevant des joints râcleurs, et, d'autre part, d'un logement recevant un joint d'étanchéité, des conduits ob- turants étant prévus afin d'amener un lubrifiant entre la ceinture et le loge- ment mobile de l'électrode. 5 - Installation de réchauffage selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que le joint assurant l'étanchéité dans la ceinture est gonflable et de forme tubulaire, et en ce qu'il est ali- menté par un fluide sous pression de façon à venir s'appliquer contre le logement de l'électrode, lors du travail à basse pression, et à se rétracter par dégonflage, lors des déplacements de ce logement.