Brevet FR2558677A1 — publié le 19850726

La présente invention concerne un agencement d'électrodes à haut rendement dans des récipients soumis à des contraintes thermiques, en particulier des fours ou des goulottes de coulée, pourvu d'au moins une électrode incorporée dans une matière réfractaire. On connaît déjà d'après le brevet DE-PS 31 06 741 un agencement d'électrodes de contact pour des fours à arc électrique ou à résistances pourvu d'une plaque de base agencée à l'extérieur de la chemise de la carcasse du four, à laquelle sont reliées électriquement les gorges d'au moins deux électrodes droites de préférence en forme de barres, la partie restante des électrodes plongeant dans la chemise de la carcasse du four et étant en contact avec la coulée se trouvant dans le foyer du four. La plaque de base est conformée et elle est agencée à une distance telle de la carcasse du four que, entre elle et cette dernière, est formé un passage de flux pour du gaz de refroidissement devant traverser ce passage, en particulier de l'air de refroidissement, pour refroidir les gorges des électrodes, la face extérieure de la carcasse du four et la plaque de base. Dans cet agencement des électrodes, seules la gorge des électrodes et les zones du fond des fours entourant immédiatement celles-ci sont refroidies. Le fluide de refroidissement gazeux proposé est insuffisant en ce qui concerne le refroidissement des électrodes. La conséquence en est une forte déformation des électrodes de contact. En même temps, les électrodes se dilatent relativement beaucoup par l'échauffement des résistances électriques et la transmission thermique hors du bain, des tensions étant créées dans la matière réfractaire qui les entoure et prcvoquant des fissures. 1 L'objet de la présente invention est de conformer une électrode de façon que l'on évite les inconvénients décrits et que soit créée, en particulier, une électrode résistante, refroidie intensivement. Cet objet est résolu, en ce que l'électrode possède des canaux allant jusqu'à la tête d'électrode pour recevoir des fluides de refroidissement liquides ou gazeux et en ce que la tête d'électrode est agencée à proximité du bord interne du revêtement réfrac- taire. De préférence, le volume existant entre la tête d'électrode et le bord interne du revêtement réfractaire est rempli d'une matière électroconductrice résistante à l'usure, en particulier du graphite. Avantageusement, la matière électroconductrice, résistante à l'usure, se compose d'une masse fondue solidifiée; l'électrode ou une partie de l'électrode se compose d'un métal bon conducteur de la chaleur, en particulier du cuivre. En outre, l'électrode est entourée d'un corps conique, s'agrandissant vers la face externe du récipient et composé d'une matière réfractaire. Dans un mode de réalisation avantageux, lors de l'emploi d'un fluide de refroidissement liquide, en particulier de l'eau, le circuit de refroidissement est du type à aspiration. On connaît, à vrai dire, d'après le document DE-AS-1558 224 une électrode refroidie par eau pour un récipient soumis à des contraintes thermiques, qui plonge d'en haut directement dans la coulée. Cette électrode est cependant introduite à travers la couche de laitier et elle n'est pas incorporée 1 dans le revêtement réfractaire. Selon l'invention, le corps extérieur de l'électrode se compose d'une matière à haute conductibilité thermique, par exemple du cuivre, et il est conformé intérieurement en canaux d'amenée de fluide de refroidissement de sorte que la surface de la tête thermiquement chargée au plus haut point possède le refroidissement le plus intensif. Le corps refroidi de l'électrode, dans la matière réfractaire du récipient, se trouve protégé contre toute usure. En même temps, l'électrode, par suite du puissant refroidissement, est dimensionnée pour un grand rendement électrique spécifique sous un volume réduit. Grâce à l'agencement de la tête de l'électrode à proximité du bord interne du revêtement réfractaire du récipient, un espace est avantageusement créé pour une couche de protection contre l'usure avant la tête de l'électrode. Cette couche de protection peut se composer de masses électroconductrices, en particulier du graphite, des masses métalliques fondues solidifiées ou analogues. L'électrode n'en est pas déformée. Lors de détériorations possibles de l'électrode, la pénétration du fluide de refroidissement, dans le cas o on utilise un fluide liquide, est empêchée par l'utilisation d'un circuit de refroidissement aspirant. De plus, l'invention se distingue par une conformation du manteau réfractaire de l'électrode, facile à surveiller qui permet, grâce à sa forme s'agrandissant en cône vers la paroi extérieure, un remplacement facile de l'électrode avec son manteau sans démontage du corps du four lui-même. Les figures des dessins annexés feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est un exemple de réalisation de l'invention à l'aide d'une coupe longitudinale à travers une électrode agencée dans le revêtement réfractaire. La figure 2 est un schéma du dispositif d'alimentation en fluide de refroidissement. Comme cela est représenté sur la figure 1, l'électrode 2 se compose d'un manchon tubulaire 5 et d'un corps de refoule- ment 6. L'électrode 2 possède une admission 9 pour le fluide de refroidissement et un évidement central 7, qui va jusqu'à la tête de l'électrode 2'. Dans cette tête se trouve une chambre pour la répartition du fluide de refroidissement. Entre manchon 5 et corps de refoulement 6 est agencée une fente 8 annulaire, qui se termine dans la sortie du fluide de refroidissement, dans la zone de l'anneau collecteur 10. La conduite 11 d'amenée et d'évacuation est fixée sur l'électrode 2 au moyen de la plaque de fixation 12. L'électrode 2 est agencée contre le récipient soumis à des contraintes thermiques par des moyens de fixation 13 et 14 appropriés. L'électrode 2 est enveloppée d'une pièce 3 conique réfractaire. La pièce 3 réfractaire est incorporée dans le revêtement 4 réfractaire du récipient soumis à des contraintes thermiques. La tête d'électrode 2' et le revêtement réfractaire 4 délimitent un espace creux 4'.-Dans cet espace creux 4' se rassemble une matière électroconduc- trice et résistante à l'usure formée du bain 1 solidifié et elle protège la tête 2' de l'électrode. Sur la figure 2 est représenté le dispositif d'alimentation en fluide de refroidissement par aspiration. Une pompe 15 aspire le fluide liquide par l'intermédiaire des canaux de refroidissement de l'électrode 2 à partir d'un réservoir 18 sans pression. Une arrivée de fluide de refroidissement 9 et une sortie 10 se trouvent à l'extrémité postérieure de l'électrode 2. Les références 16 et 17 désignent schémati- quement des instruments de surveillance, par exemple pour la pression et la température. REVENDICATIONS 1 1 - Agencement d'électrodes dans des récipients soumis à des contraintes thermiques, en particulier des fours ou des goulottes de coulée, pourvu d'au moins une électrode incorporée dans une matière réfractaire, caractérisé en ce que l'électrode (2) possède des canaux (7, 8) allant jusqu'à la- tête d'électrode (2') pour recevoir des fluides de refroidissement liquides ou gazeux et en ce que la tête d'électrode (2') est agencée à proximité du bord interne du revêtement réfractaire (4). 2 - Agencement d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume existant entre la tête d'électrode (2') et le bord interne du revêtement réfrac- taire est rempli d'une matière électroconductrice résistante à l'usure, en particulier du graphite. 3 - Agencement d'électrodes selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière électroconductrice, résistante à l'usure, se compose d'une masse fondue solidi- fiée. 4 - Agencement d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode ou une partie de l'électrode se compose d'un métal bon conducteur de la chaleur, en particulier du cuivre. - Agencement d'électrodes selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électrode est entourée d'un corps conique, s'agrandissant vers la face externe du récipient et composé d'une matière réfractaire. 1 6 - Agencement d'électrodes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l'emploi d'un fluide de refroidissement liquide, en particulier de l'eau, le circuit de refroidissement est du type à aspiration.