Brevet FR2537261A1 — publié le 19840608

la présente invention concerne un procédé d'utili- sation d'un four à arc à courant continu dans lequel le fond de la cuve du four consiste en un composé compacte ou en briques avec des éléments métalliques, qui sont en contact électrique avec une connexion de sole, soit directement soit par l'intermédiaire de briques conductrices de l'électricité, comme des briques en carbone L'invention porte également sur une connexion de sole pour un four à arc à courant continu, destinée à la mise en oeuvre de ce procédé Le brevet US 4 228 314 décrit un four de ce type, comportant une connexion de sole. Le fond du four à courant continu connu consiste en un revêtement d'usure supérieur de type connu et il comporte des éléments rapportés conducteurs tels que des plaques ou des barres d'acier O Pour obtenir de bonnes caractéristiques économiques d'utilisation, il est important que le revêtement d'usure demeure intact aussi longtemps que possible Les sco- ries sont souvent agressives pour un tel revêtement d'usure et réduisent souvent sa durée de vie. L'invention vise à apporter une solution aux pro- blèmes mentionnés ci-dessus ainsi qu'à d'autres problèmes as- sociés, en relation avec un four à arc à courant continu O Le procédé est caractérisé en ce que, après la fusion et un trai- tement supplémentaire éventuel d'une charge, au moment de la coulée du bain de fusion, on laisse une certaine quantité du bain de fusion, de façon que cette quantité restante, appelée nappe inférieure, puisse constituer une partie d'une électrode de démarrage pour l'opération de fusion suivante L'usure du revêtement d'usure est ainsi réduite par le fait qu'on laisse dans le four, entre les différentes charges, cette nappe in- férieure en fusion, qui est par exemple en acier en fusion. Ceci élimine le choc thermique qui se produit lorsque le four est complètement déchargé puis chargé avec de la ferraille froide ou une autre matière froide De plus, la nappe infé- rieure empoche que les scories ne viennent en contact avec le fond du four, ce qui est avantageux lorsque les scories pro- duisent une érosion considérable de la matière de revêtement située dans le four. Le fonctionnement avec une nappe inférieure a été appliqué récemment aux fours à courant alternatif dans les installations dans lesquelles la qualité de l'acier coulé doit etre égale d'une charge à une autre Ceci présente l'in- convénient consistant en ce qu'on ne peut pas réparer le fond lorsqu'on conserve une nappe inférieure d'une charge à une autre, de cette manière. L'inconvénient qui consiste en ce qu'on ne peut pas réparer le fond lorsqu'on fait fonctionner le four avec une nappe inférieure est cependant de peu d'importance dans le cas des fours à courant continu, du fait qu'on ne répare pas le fond conducteur du four Ceci signifie que la couche con- ductrice peut être recouverte et le procédé correspondant à l'invention présente donc des avantages spéciaux en relation avec des fours à arc à courant continu A la place 9 le fond conducteur est ici usé jusqu'à ce qu'il reste une certaine épaisseur minimale du revêtement d'usure, par exemple 100 à mm Ensuite, on remplace l'ensemble du fond du four par un fond de rechange, qui a été préparé à côté du four Voir par exemple le brevet US 4 277 638 Un avantage supplémentai- re lié à ce procédé particulier consiste en ce qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser une électrode de démarrage spéciale lorsqu'on fait fonctionner le four à courant continu avec une nappe inférieure, conformément au procédé de l'invention O L'invention porte également sur une connexion de sole pour un four à arc à courant continu, destinée à la mise en oeuvre du procédé ci-dessus 9 cette connexion de sole com- prenant au moins une plaque métallique et éventuellement une couche de briques conductrices de l'électricité, comme des briques de carbone 9 qui sont en contact avec la plaque métal- lique Sur ces briques, ou en contact avec la plaque, se trou- ve une couche d'un composé compacté, ou de briques comprenant des éléments métalliques, tels que des pointes ou des barres traversantes, en acier ou en un autre métal ou alliage La connexion de sole considérée est caractérisée en ce qu'elle comporte également une nappe inférieure en fusion provenant de charges précédentes, qui est en contact avec la couche men- tionnée en dernier. Dans un mode de réalisation préféré de la connexion de sole conforme à l'invention, la nappe inférieure couvre la totalité de la zone conductrice du fond du four, éventuelle- ment également dans la position d'inclinaison normale pour la coulée normale La profondeur de cette couche en fusion doit 4 tre suffisamment grande pour que le fond du four ne soit pas exposé aux scories, même lorsque le four est incliné pour faire couler la quantité normale du bain de fusion. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant au dessin annexé qui représente une coupe d'un four à arc à courant continu. Une cuve de four 1 comporte un couvercle ou un re- vêtement de matière métallique 2, de type normal Le nombre d'électrodes/cathodes est de un, mais il peut étre de deux, trois ou plus, et l'électrode peut 9 tre creuse, comme dans le cas représenté, ou pleine, et elle est connectée à un poten- tiel négatif La matière de l'électrode est normalement du graphite, 53 On utilise le conduit 4 dans les cas o on ef- fectue une réduction, par exemple pour la production de fer brut, et on utilise normalement une électrode pleine pour la fusion Le four comporte une descente de coulée 5 et une ou- verture d'évacuation des scories, 60 Sous la cuve du four se trouve une connexion de sole qui, dans la position initiale, consiste en un certain nombre de plaques ou de barres de mé- tal, 7, traversant une couche 8 de matière compactée ou de briques Les barres ou les plaques 7 sont continues et elles pénètrent dans une couche de graphite 9, disposée à la surfa- ce frontière entre la couche 7, 8 de matière compactée, et des briques conductrices de l'électricité, 10, par exemple des briques de carbone, qui supportent la couche de matière compactée Les plaques ou les barres 7 descendent ainsi jus- qu'à l'intérieur de la couche de graphite 9 et forment un bon contact électrique avec cette dernière, et donc également avec les briques de carbone conductrices de l'électricitéo Les briques de carbone sont disposées de façon à former une autre couche et se terminent par une plaque métallique 11, par exemple en cuivre ou en acier, qui s'étend sur une gran- de longueur le long du fond du four la plaque peut par exem- ple couvrir la totalité du fond et elle comporte des contacts de connexion 11, 12 destinés à Ctre connectés au pôle positif de la source de courant continu Il est naturellement possi- ble de n'utiliser qu'un seul contact L'ensemble de la con- nexion de sole et son prolongement ont pour but d'étendre le courant du four sur une partie considérable du fond et autour du centre du four, ce qui évite pratiquement une obliquité de l'arc 13 La plaque de connexion de sole comporte des moyens pour effectuer un refroidissement par air, 14, ou un refroi- dissement par liquide, ou éventuellement les deux, dans le but de maintenir cette plaque à une température aussi faible que possible, pour qu'elle ne soit pas endommagée par la cha- leur provenant du four On pourra voir à -cet égard le brevet US 4 228 314 précité. le procédé conforme à l'invention est mis en oeuvre de la manière suivante: après avoir fait fondre une charge et effectué éventuellement un traitement supplémentaire, on décharge le four jusqu'à une limite 16 pour le bain de fusion 15, ce qui crée une nappe inférieure 17, en fusion, qui re- couvre la partie conductrice ( 7) du fond du four Bien enten- du, il est possible de laisser une nappe inférieure plus pe- tite, mais elle doit normalement avoir au moins la grandeur représentée sur la figure Elle peut 8 tre plus grande de fa- çon à recouvrir également la partie du fond qui est conductri- ce de l'électricité, dans la position inclinée pour la coulée normale du bain de fusion, grâce à quoi les scories ne vien- nent pas en contact avec cette partie du*fond qui est conduc- trice de l'électricité, et le revêtement d'usure n'est pas inutilement érodé. La connexion de sole comprend les couches habituel- les de métal, 11, et de briques de carbone 10, et les couches conductrices de l'électricité 8, 7, au sommet desquelles se trouve la nappe inférieure en fusion, 17, qui consiste par exemple en un bain d'acier ou de fer On obtient ainsi une connexion de sole qui est constituée par les différentes cou- ches décrites précédemment et par une couche de métal en fu- sion 17. 253 ? 261 Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé d'utilisation d'un four à arc-à courant continu avec un fond de la cuve du four consistant en un com- posé compact' ( 8) ou en briques avec des éléments métalliques ( 7), qui sont en contact électrique avec une connexion de so- le ( 11), soit directement soit par l'intermédiaire de briques conductrices ( 10), comme des briques de carbone, caractérisé en ce que, après la fusion et éventuellement un traitement supplémentaire d'une charge ( 15), pendant la coulée du bain de fusion, on laisse une certaine 'quantité de ce dernier, de façon que la partie restante, ou nappe inférieure ( 17), puis- se constituer une partie d'une électrode de démarrage pour l'opération de fusion suivante, la nappe inférieure restante ( 17) existant en une quantité telle qu'elle recouvre complè- tement le fond conducteur du four, également dans la position d'inclinaison pour la coulée normale du bain de fusion. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe inférieure restante ( 17) existe en une quan- tité telle qu'elle recouvre complètement le fond conducteur du four, et ceci est avantageusement également vrai dans la position d'inclinaison pour la coulée normale du bain de fu- sion. 3 Connexion de sole pour un four à arc à courant continu, destinée à la mise en oeuvre du procédé selon la re- vendication 1, comprenant au moins une-plaque métallique ( 11) et éventuellement une couche de briques conductrices de l'électricité, comme des briques de carbone, qui est en con- tact avec cette plaque ( 11), et des couches d'un composé com- pacté ( 8) ou de briques, disposées sur les briques mentionnées en premier ou étant en contact avec la plaque ( 11)D ces cou- ches mentionnées en dernier contenant des éléments métalliques ( 7) tels que des plaques ou des barres traversantes en acier ou en un autre métal ou alliage, caractérisée en ce que la connexion de sole comprend également une nappe inférieure en fusion ( 17) provenant de charges antérieures, qui est en con- tact avec les couches mentionnées en dernier. 4 Connexion de sole selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce que la nappe inférieure recouvre la totalité D 37261 de la zone conductrice du fond du four, éventuellement égale- ment dans la position d'inclinaison pour la coulée normaleo-