Brevet FR2537375A1 — publié le 19840608

La présente invention concerne des électrodes utilisées pour chauffer une matière fondue, spécialement à base de métal ou de verre fondu De telles électrodes s'étendent habituellement dans un récipient, dans lequel se trouve un volume de matière fondue ou d'une matière devant être fondue, et pénètre en dessous de la surface du bain de fusion, L'électrode est utilisée pour fournir de l'énergie électrique à la matière fondue ou devant être fondue O La quantité de chaleur extrêmement grande engendrée dans l'électrode exige un système de refroidissement très étudié Ordinaire- ment, on incorpore coaxialement un conduit de chaleur dans l'électrode. La princàpo de fonctionnement dl un conduit de chaleur sont bien connus et sont décrits dans diverses sources provenant des brevets US no 3 865 184 et 3 753 364 En bref, un conduit de chaleur est un tube forment un thermosiphon de vaporisation constitué par un réservoir ayant de bonnes propriétés de conduction de la chaleur et formant un circuit fermé dont la paroi intérieure est garnie d'une toile métallique consti- tuant une structure capillaire Une des extrémités du conduit de chaleur est chauffée et l'autre extrémité est refroidie, A l'intérieur du conduit de chaleur, il se produit un cycle continu d'évaporation-condensation qui transfère la chaleur axialement en direction de l'extrémité refroidie. L'installation d'un tel conduit de chaleur dans une électrode est diffi- cile et relativement conteuse et est parfois la cause de problèmes durant le fo Mctionnement de l'électrode. C'est pourquoi, l'objet principal de la présente invention est de fournir une électrode dans laquelle est incorporé un conduit de chaleur et qui est simple, facile à fabriquer et dont le fonctionnement est fiable. Compte tenu de cet objet, la présente invention réside dans une électrode qui est destinée à conduire de l'énergie électrique jusqu'à un bain de matière fondue et qui comporte un moyen formant conduit de chaleur pour refroidir ladite électrode, laquelle comprend un corps d'électrode en cuivre, adapté pour s'étendre jusque dans ledit bain, ledit corps comportant un trou axial qui s'y étend depuis la première de ses extrémités, caractérisée par le fait qu'un revêtement est appliqué sur les surfaces du corps en cuivre qui délimitent ledit trou, ce revêtement protégeant le cuivre contre toute interaction avec un volume de fluide de conduit de chaleur sous hbate température se trouvant dans le- dit trou et à la seconde extrémité de celui-ci lorsque ladite électrode est en position de fonctionnementcp Fra fait que des moyens sont disposés à la première extrémité dudit corps d'électrode pour évacuer la chaleur transportée par ledit fluide depuis la seconde extrémité jusqu'à ladite première extrémité dudit corps de manière à refroidir ainsi la seconde extrémité de ladite électrode. L'invention apparattra plus facilement dans la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre purement illustratif en Io se référant aui dessir annexé, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une électrode de la technique antérieure; et la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une électrode d'un premier mode de réalisation 1 La figure 1 représente des électrodes de l'état de la technique L'électrode 1 s'étend dans un bac 10 contenant un bain 2 d'aluminium fondu De façon typique, l'électrode 1 est un cylindre de cuivre de 2 m 43 ( 8 pieds) de longueur et de 30,4 cm ( 1 pied) de diamè- tre Un conduit de chaleur 3 d'un diamètre de 5 cm ( 2 pouces) et d'une longueur de 2 m 13 ( 7 pieds) est Gmboité à retrait dans un trou formé dans l'électrode Une chambre 4 contient une substance, habituellement du potassium ou du mercure, qui est l'agent de transfert de chaleur. L'extrémité supérieure de l'électrode comporte un système 5 de chemise de refroidissement à eau La figure 1 montre également une partie de la toile métallique 6 qui est le système capillaire du conduit de chaleur. Les flèches 7 montrent l'écoulement de la chaleur. La figure 2 illustre un premier mode de réalisation d'une électrode perfectionnée dans laquelle est intégré un conduit de chaleur. Les éléments 1, 2, 4, 5, 6, 7 et 10 sont identiques à ceux de la figure 1 mais le composant 3, qui est un tube faisant partie du système de conduit de chaleur de la figure 1,a été omis La chambre 4, formée par un trou de 5 cm ( 2 pouces) foré dans l'électrode elle-même, est utilisée comme "conduit" de chaleur On revêt la surface intérieure de ce trou avec une couche de 0,76 mm ( 30 mils) de molybdène, de nickel ou d'acier inoxydable, par dépôt de vapeur, de manière à protéger le cuivre de l'électrode contre l'interaction avec le mercure ou le'potassium fluide se trouvant dans la chambre 4 Ce revêtement protecteur est représenté par une ligne 8 en trai&,interrompussur la figure 2 La figure 2 montre également un bouchon d'étanchéité 11 et un bouchon d'accès 12 pour la chambre 4. REVENDICATIONS 1 Electrode destinée à conduire l'énergie électrique jusqu'à un bain de matière fondue et comportant pour son refroidissement un moyen formant conduit de chaleur, ladite électrode comprenant un corps d'élec- trode ( 1) en cuivre, adapté pour s'étendre jusque dans ledit bain ( 2), ledit corps ( 1) comportant un-trou axial qui s'y étend depuis une première de ses extrémités, caractérisée par le fait qu'un revêtement est appliqué sur les surfaces du corps en cuivre qui délimitent ledit trou, ce revête- ment protégeant le cuivre contre toute interaction avec un volume de fluide de conduit de chaleur sous haute température disposé à l'intérieur dudit trou et à la seconde extrémité de ce trou lorsque ladite électrode est en position de fonctionnement, et-'le fait que des moyens de refroidisse- ment ( 5) sont disposés à la première extrémité dudit corps ( 1) d'électro- de pour évacuer la chaleur transportée par ledit fluide depuis la seconde extrémité jusqu'à ladite première extrémité dudit corps, de manière à refroidir ainsi la seconde extrémité de ladite électrode. 2 Electrode suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit revêtement est du nickel. 3 Electrode suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit revêtement est de l'acier inoxydable. 4 Electrode suivant la revendication l,caractérisée par le fait que ledit revêtement est du molybdène. Electrode suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que ledit fluide est du potassium. 6 Electrode suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que ledit bain est de l'aluminium. 7 Electrode suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que ledit bain est du verre.