Brevet FR2527887A1 — publié le 19831202

La présente invention est relative à un procédé de mesure du déplacement des électrodes d'un four électrique à arc, permettant le réglage des électrodes, et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On entend par réglage des électrodes le réglage du rendement du four électrique à arc que l'on réalise en général par ce que l'on appelle un réglage d'impédance. Pendant la marche du four électrique, il est souhaitable que, compte tenu de courbes caractéristiques déterminées à l'avance qui dépendent chaque fois de la coulée, l'apport de puissance soit constant au cours des différentes phases de la coulée, ce qui implique un réglage de ia position des électrodes. Les conditions du réglage des électrodes, qui dépendent des différentes phases de la coulée, sont donc très variables. Un réglage de ce type, qui est décrit par le brevet DE - AS 2 238 006, utilise comme organe de conmande du circuit de réglage un dispositif hydraulique qui assure le déplacement des électrodes. Dans des réglages de ce type on peut constater que souvent la position de fonctionnement réglée ne peut pas être maintenue, ce qui s'explique notamment par l'inertie de l'organe de réglage. De plus, les lenteurs dans la commande des supports d'électrodes gênent le déplacement des électrodes, ce qui provoque souvent des écarts de réglage avant que l'organe de réglage ne déplace l'électrode. Le but de l'invention est la mise au point d'un procédé et d'un dispositif correspondant, du type initialement défini, permettant d'améliorer le mode de réglage des électrodes. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait qu'en même temps que les électrodes se déplacent, un conducteur se déplace par rapport à une bobine d'alimentation en courant alternatif de telle manière qu'au moins une valeur électrique du système se modifie constamment et que cette valeur, mesurée en permanence, serve de mesure à la valeur à donner au déplacement des électrodes. Les valeurs relatives à ce déplacement de-termi- nées par ce nouveau procédé sont la vitesse du déplacement de l'électrode et la position de l'électrode. En mesurant d'une manière permanente ces valeurs relatives au déplace ment et en les utilisant pour le réglage on peut faire avancer l'électrode exactement de la quantité voulue. Le problème se simplifie lorsque la valeur à déterminer est proportionnelle à la valeur mesurée. Il est particulièrement avantageux de faire intervenir la valeur mesurée comme valeur effective pour un réglage de la vitesse de déplacement de l'électrode servant de base au réglage des électrodes suivant le procédé connu appliqué dans les disposit-f-s de réglage électromé- canique de la position des électrodes. Un mode dappllcation du Procédé suivant l'in vention dans lequel le conducteur est un conducteur magnetique et dans lequel on mesure l'inductance de la bobine d'alimentation présente 1' 1--Jantage de faire intervenir un dispositif de construceioll tres sLmple -'est également le cas pour une autre viante du procédé dans laquelle le conducteur est un conducteur électrique ayant la forme d'une bobine dans laquelle on mesure la tension induite. On obtient en plus, dans ce cas, une meilleure linéarité, une moindre sensibilité transversale et un domaine de mesures plus étendu. Du fait que la bobine d'alimentation parcourue par un courant alternatif est montée à poste fixe et que le conducteur se déplace, l'application du procédé est plus simple que dans le dispositif inverse, que l'on peut évidemment envisager également. Dans un mode de réalisation, la bobine d'alimentation soumise à une tension alternative contient un noyau comportant un entrefer et le conducteur, de forme allongée, est monté, de manière à se déplacer dans l'entrefer en restant dans le sens de sa longueur parallèle à l'axe d'une électrode correspondante, la surface de la section de l'entrefer occupée par le conducteur pouvant changer constamment. Dans ces conditions, le mode de construc- tion du mécanisme est très simple et, par conséquent, le prix de revient est peu élevé. Ce dispositif est particulièrement avantageux en raison de sa robustesse et du fait qu'il n'est pas accessible à la saleté et résiste à des conditions de service sévères comme celles que l'on trouve dans les aciéries. Des modes de réalisation particulièrement avantageux sont ceux dans lesquels le conducteur, dans le plan de la surface de la section de la fente a la forme d'un coin ou dans lequel le conducteur est monté sur un élément de maintien d'une électrode correspondante, notamment sur un cylindre à électrodes. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen.d'exemples d'application du procédé et de dispositifs pour son application en se référant au dessin et aux schémas. La fig. 1 est un schéma d'un dispositif de mesure pour la mise en oeuvre du procédé. La fig. 2 est un schéma représentant les organes essentiels d'un dispositif de réglage de l'impédance. Les fig. 3 à 5 représentent différents modes de réalisation du dispositif suivant l'invention. La fig. 6 représente un autre mode de réalisation de l'invention et son mode de montage sur un four électrique à arc. La fig. 1 indique le principe du procédé suivant l'invention. Un générateur de fonctionnement 1 alimente une bobine d'alimentation 2 montée à poste fixe avec une tension alternative constante dont il est avantageux que la fréquence soit très supérieure à la fréquence du réseau. Le conducteur qui se déplace en même temps que l'une des électrodes du four électrique est constitué par une bobine 3 qui est montée de telle manière par rapport à la bobine d'alimentation 2, que lorsqu'elle change de position la tension induite en elle se modifie. Cette tension est envoyée à un filtre électrique, constitué par un filtre à seuil élevé 4, de manière à éliminer par filtrage les tensions parasites à fréquence de ré seau comme celles qui sont normalement induites par le système à courant fort du four électrique à arc.Le redresseur 5, qui est monté à la suite et auquel il est avantageux d'adjoindre un filtre à bas niveau .6, transforme la tension alternative en une tension continue uh qui est proportionnelle au niveau de l'électrode et qui est envoyée à un appareil indicateur. Un organe de différenciation 7 monté en parallèle produit une tension u qui est proportionnelle v à la vitesse de déplacement de support d'électrode et, par conséquent, également, à l'électrode. La tension u qui représente la valeur mesurée v du déplacement peut être utilisée avantageusement comme valeur effective pour un réglage de la vitesse de déplacement de l'électrode servant de base au réglage de l'électrode. La fig. 2 montre comment on peut procéder pour un réglage de ce genre constituant un réglage d'impédance une tension l proportionnelle au courant d'électrode est comparée au point 8 à une tension u proportionnelle à la tension d'électrode, qui doit encore être multipliée par une valeur normale et transmise à un organe de réglage proportionnel 9 qui indique un écart de réglage x .Avant w que cette valeur x soit introduite comme grandeur directrice dans un organe 10 de réglage de la vitesse situé plus loin, elle est comparée à la valeur effective de la tension Uv (Point 11). Comme organe 10 de réglage de la vitesse, il est avantageux d'utiliser un régulateur d'intégration proportionnel. Sa borne de sortie est reliée à un interrupteur 12 qui permet, en cas de besoin, de passer du système de réglage au système de commande à la main. Dans le système de réglage, l'écart de réglage XW constitue un signal qui est transmis à un amplificateur de puissance 13 qui fournit alors à la bobine 14 d'une vanne de réglage hydraulique commandée électriquement, non représentée, un courant proportionnel. La fig. 3 représente un mode de réalisation de la bobine d'alimentation 2 qui comporte un noyau annulaire 16 muni d'un entrefer 15. Les extrémités de l'enroulement 17 de la bobine sont reliées au générateur de fonctionnement 1 (fig. 1). Le champ magnétique produit de cette manière dans l'entrefer déplace la bobine 3 qui a une forme allongée et dont l'ensemble 18 des spires a une forme en trapèze. Cet ensemble de spires entoure les côtés étroits d'une pièce de support 19 qui a également la forme d'un trapèze allongé et est constituée en un matériau non conducteur. La tension induite dans la bobine 3 qui varie par suite du déplacement relatif de la bobine d'alimentation 2 de la bobine 3, est envoyée par exemple à un filtre à seuil élevé comme celui qui est mentionné dans l'exemple de réalisation représenté par la fig. 1. i Dans l'exemple de réalisation représenté par la fig. 4, on utilise, à la différence de ce que montre la fig. 3, un conducteur magnétique 20, constitué par exemple par de l'acier, ayant une forme de coin allongé et monté à poste fixe. En lui associant une bobine 2' qui a d'ailleurs la même structure que la bobine 2, on obtient un dispositif comme celui que représente la fig. 3. Dans ce dispositif, la bobine 3 est remplacée par le conducteur 20. Lors du déplacement relatif de la bobine 2' et du conducteur 20, l'inductance de la bobine d'alimentation varie et constitue une valeur qui est constamment proportionnelle à la valeur mesurée à déterminer. La fig. 5 représente un conducteur magnétique 21 qui ne s' amincit pas en forme de coin comme le conducteur 20, mais qui garde toujours la même section sur toute sa longueur. En raison de sa légère obliquité par rapport à l'axe 22 de la bobine 2', la profondeur de pénétration du conducteur 21 dans l'entrefer 15 varie au cours du déplacement relatif des pièces, ce qui, en faisant varier le champ magnétique, fait varier l'inductance de la bobine 2'. La fig. 6 représente le mode de montage d'un conducteur en forme de bobine 3' sur le cylindre d'électrode 23 d'un four électrique à arc 24. La bobine 2 montée à poste fixe sur un support 25 est orientée dans le sens horizontal, l'entrefer 15 faisant face au cylindre d'électrode 23. L'entrefer 15 contient toujours deux fils d'une bobine 3' en forme de V qui à leurs extrémités sont tendus, de manière à être isolés, par fixation par l'intermédiaire de corps isolants 26, 27, aux deux extrémités du cylindre d'électrode 23. Dans ces conditions, à l'extrémité inférieure de la bobine 3' le fil de bobine tourne autour du corps isolant 26, tandis qu'à son extrémIté supérieure il y a un raccord souple 28 recevant la tension induite.Lorsque le cylindre d'électrode 23, qui déplace l'électrode 30, par l'intermédiaire du bras de support 29, se déplace vers le haut par rapport à son piston 32 relié sans pouvoir bouger au plancher 31 de l'atelier, la distance qui, dans l'entrefer, sé- pare l'un de l'autre les deux fils de la bobine 3' se modifie constamment! ce qu;- fait varier la valeur de la tension constamment prélevée aux bornes 28. Ce mode de réallsation de la bobIne est partlculièrement simple et peu sensible à l'action dcs facteurs extérieurs et cependant les chiffres qu'elle rournit son- au moins aussi précis que ceux que l'on obtient dans le cas du mode de réalisation représenté par la flg. 3 I.e procédé suivant 1 REVENDICATIONS 1 - Procédé de détermination d'une valeur mesurant le déplacement des électrodes dans un four électrique à arc et utilisée pour le réglage des électrodes, caractérisé en ce qu'en même temps que les électrodes se déplacent un conducteur se déplace par rapport à une bobine d'alimentation parcourue par un courant alternatif, en ce qu'au moins une valeur électrique du système se modifie constamment et en ce que cette valeur mesurée en permanence est utilisée comme mesure de la valeur à déterminer pour le déplacement des électrodes. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur mesurée est proportionnelle à la valeur à déterminer. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la valeur mesurée est utilisée comme valeur effective pour un réglage de la vitesse de déplacement des électrodes servant de base au reglage des electrodes. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conducteur est un conducteur magnétique et que l'on mesure l'inductance de la bobine d'alimentation. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conducteur est un conducteur électrique en forme de bobine et que l'on mesure la tension induite. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bobine d'alimentation parcourue par le courant alternatif est fixe et que le conducteur est mobile. 7 - Dispositif pour l'application du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bobine d'alimentation (2) parcourue par un courant alternatif comporte un noyau (16) muni d'un entrefer (15) et que le conducteur, de forme allongée et pouvant se déplacer dans l'entrefer (1D), de manière que sa dimension longitudinale soit à peu près parallèle à l'axe d'une électrode correspondante, est monté de telle manière que la surface de section de l'entrefer recouverte par le conducteur soit constamment variable. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le conducteur a, dans le plan de la surface de la section de l'entrefer (15), la forme d'un coin - 9 - Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le conducteur est monté sur l'élément de maintien d'une électrode correspondante, en particulier sur un cylindre d'électrode (23).