Brevet FR2687463A1 — publié le 19930820

i L'invention concerne un four de refusion, comportant un creuset et, placée sur celui-ci, une cloche étanche à l'égard de l'extérieur, pouvant être décollée-soulevée du creuset par un dispositif élévateur, cette cloche présentant une traversée par laquelle passe, avec étanchéité obtenue au moyen d'un organe d'étanchéité et d'un soufflet, une tige-électrode fusible électriquement qui va jusque dans le creuset, une plate-forme inférieure, tenue par une plate-forme de pesage qui prend un appui fixe par l'intermédiaire d'éléments de pesage, portant l'organe d'étanchéité de la traversée, l'extrémité supérieure du soufflet étant fixée à ladite plate-forme inférieure, tandis que l'extrémité inférieure du soufflet s'applique sur la cloche, et la tige-électrode étant aménagée de manière à pouvoir être déplacée en hauteur au moyen d'un entraînement d'électrode, aux fins de régulation de la puissance de fusion, ladite tige-électrode étant tenue, ainsi que son entraînement, par la plate-forme de pesage. Les fours de refusion du type indiqué ci-avant sont connus d'une manière générale et servent à produire des alliages métalliques de grande qualité par refusion électrique d'une tige- électrode, sous vide, par le procédé dit VAR ou ESR Avec de tels fours de refusion, la vitesse de fusion de la tige-électrode doit être régulée aussi précisément que possible et la tige-électrode doit rentrer de manière continue dans le creuset pendant la fusion, afin que son extrémité inférieure pénètre toujours de manière constante dans le creuset, malgré de processus de fusion Afin de pouvoir être constamment rentrée avec l'ampleur voulue dans le creuset, la tige- électrode prend appui sur une plate-forme de pesage par l'intermédiaire d'éléments de pesage, de sorte que son poids peut être déterminé de manière continue La plate-forme inférieure avec l'organe d'étanchéité et le soufflet est également portée par la plate- forme de pesage afin que le frottement entre tige-électrode et organe d'étanchéité ne fausse pas la mesure de poids. Lorsque le creuset doit être de nouveau chargé, il faut alors que la cloche soit écartée de lui au moyen du dispositif élévateur. Dans le cas du four de refusion connu, le dispositif élévateur lève un cadre sur lequel la plate-forme de pesage prend appui Lors du soulèvement de la cloche, c'est donc la totalité de la partie supérieure du four qui se déplace vers le haut, avec la cloche Il en résulte que la hauteur d'encombrement du four de refusion est augmentée de la course nécessaire pour la cloche, ce qui est souvent impossible parce que le pont élévateur passant au-dessus du four de refusion est trop bas pour une telle course de levée A cela s'ajoute le fait que la partie du four à lever est très lourde, de sorte que le dispositif élévateur doit être doté d'une robustesse correspondante et est donc très onéreux. Pour éviter l'augmentation de l'encombrement en hauteur, on a aussi déjà construit des fours de refusion dans lesquels au lieu de lever la totalité de la partie supérieure, on ne soulève que la cloche avec l'organe d'étanchéité servant d'étage de pression Afin de compenser l'influence de l'organe d'étanchéité sur le poids mesuré de la tige- électrode, on a associé à l'étage de pression un dispositif supplémentaire pour la mesure de poids Une telle réalisation est toutefois très complexe et a été abandonnée car, malgré sa grande complication, elle n'a permis aucune mesure de poids suffisamment précise. L'invention a pour but de réaliser un four de refusion du type indiqué au début, de manière à permettre une mesure aussi précise que possible du poids de la tige-électrode, cela avec une complexité aussi faible que possible, sans accroître l'encombrement en hauteur du four de refusion lorsqu'on soulève la cloche pour la dégager du creuset. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif élévateur est supporté sur la plate-forme de pesage et est aménagé pour lever la plate-forme inférieure, et par le fait que la cloche est liée à la plate-forme inférieure par une liaison d'entraînement, notamment par broches, présentant du jeu lors de l'application de la cloche sur le creuset. Avec ce type de construction, lorsque la cloche est assise sur le creuset, le jeu de la liaison d'entraînement a pour effet que l'organe d'étanchéité ne prend pas appui sur le creuset L'organe d'étanchéité de l'étage de pression forme donc, avec la plate-forme de pesage, un système de forces fermé Par suite, les frottements entre l'organe d'étanchéité et la tige-électrode lors de l'introduction de cette dernière dans la cloche, ne faussent pas la mesure de poids Si l'on actionne le dispositif élévateur, le jeu de la liaison d'entraînement est d'abord franchi, puis la cloche avec l'étage de pression comportant l'organe d'étanchéité est levée Elle se déplace en translation vers le haut, à l'intérieur d'un cadre extérieur, par rapport à la tige-électrode et n'augmente donc pas la hauteur d'encombrement du four de refusion. Bien que présentant tous ces avantages fonctionnels, le four de refusion selon l'invention est néanmoins de construction très simple Par rapport au four de refusion connu, on peut même omettre quelques composants, par exemple les tubes pour le guidage de la tige-électrode et le cadre extérieur Les composants différant de ceux du four de refusion connu, notamment le dispositif élévateur avec son groupe hydraulique et son système de vérin(s), peuvent aussi être utilisés pour d'autres versions de four Comme il ne faut lever qu'un faible poids, cela grâce à l'invention, le dispositif élévateur peut être plus petit et par conséquent économiquement plus avantageux En outre, le four de refusion est globalement moins encombrant. La liaison d'entraînement peut être de configuration différente Dans une forme de réalisation particulièrement simple, la liaison d'entraînement est constituée par des broches de la cloche, dirigées vers le haut, qui traversent chacune la plate-forme inférieure et présentent chacune une tête à faible distance du côté supérieur de la plate-forme inférieure. Dans une réalisation comparativement plus simple, la liaison d'entraînement est constituée par des griffes venant mutuellement en prise, avec du jeu, agencées sur le côté dessus de la cloche et sur le côté dessous de la plate-forme inférieure. Tout mouvement pendulaire de la tige-électrode avec la plate- forme inférieure, et par conséquent toute sollicitation des éléments de pesage par des forces latérales peuvent être exclus de manière très simple, selon un autre développement de l'invention, dans lequel il est prévu, sur le côté dessus de la cloche, des cylindres de guidage ouverts vers le haut, dans chacun desquels s'engage un galet de guidage qui est mobile en hauteur et est fixé à la plate-forme inférieure. La tige-électrode peut aussi être guidée en son extrémité supérieure, de manière très simple, si le dispositif élévateur possède au moins deux vérins de levage fixés à la plate-forme de pesage, vérins dont les tiges de piston sont liées en permanence, chacune par son extrémité inférieure, à la plate-forme inférieure, et si la tige- électrode est solidarisée à une traverse de guidage qui présente des trous de guidage traversés par les tiges de piston. Afin d'éviter les erreurs de poids dues au fait que le câble à courant fort allant à la tige-électrode suit un tracé variable en fonction de la course de la tige-électrode, on peut prévoir, sur la plate-forme de pesage, des moyens de suspension pour maintenir un câble flexible, pour courant fort, allant à la tige-électrode Ce câble pour courant fort est alors finalement tenu, en ses deux points extrêmes, par la plate-forme de pesage, de sorte qu'il n'influence pas la mesure de poids Un câble rectiligne simple peut alors relier l'organe de suspension de câble (sur la plate-forme de pesage) à l'alimentation en courant. D'autres caractéristiques, avantages et formes de réalisation possibles de l'invention apparaîtront dans la description suivante, présentée à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dont les figures représentent: la figure 1, schématiquement, une coupe longitudinale d'un four de refusion selon l'invention; et la figure 2, schématiquement, dans le cas d'une modification par rapport à la figure 1, une coupe longitudinale d'une zone modifiée du four de refusion, située au-dessus de sa cloche ou coiffe. Le four de refusion représenté globalement sur la figure 1 comporte, placé dans une fondation 1, un creuset 2 sur lequel une coiffe ou cloche 3 est placée, de manière étanche, en opérant par le haut Cette cloche 3 peut être décollée du creuset 2 et déplacée vers le haut dans des guides rectilignes 4 d'un cadre 5, lequel est du type tournant Une tige-électrode 6 à fondre dans le creuset 2 traverse la cloche 3 de haut en bas et va jusque dans le creuset 2. Pour étancher la cloche 3 dans la région de la traversée de la tigeélectrode 6, on a prévu un organe d'étanchéité 8 lié au côté supérieur de la coiffe 3 et maintenu par une plate-forme inférieure 9 agencée audessus du côté supérieur de la cloche Au côté inférieur de cette plateforme 9 sont fixés des galets de guidage 10, 11 qui, par le haut, s'engagent dans des cylindres de guidage 12, 13 La plate-forme inférieure 9 se trouve ainsi empêchée de se déplacer transversalement par rapport à la cloche 3. Des broches 14, 15 sont en outre fixées sur le côté supérieur de la cloche 3 Elles traversent la plate-forme inférieure 9 et possèdent chacune une tête 16, 17 à distance du côté supérieur de la plate-forme 9 Ces broches 14, 15 forment une liaison d'entraînement entre la plate-forme inférieure 9 et la cloche 3 Si la plate-forme inférieure 9 est levée, elle entraîne alors la cloche 3, après une courte course à vide, dès que les têtes 16, 17 s'appliquent sur cette plate-forme inférieure. Un dispositif élévateur 18 sert à décoller la cloche 3 du creuset 2 et à la lever Ce dispositif comporte deux vérins de levage opérant hydrauliquement, 19, 20, qui sont fixés sur une plate-forme de pesage 21 et présentent chacun une tige de piston 22, 23 dont l'extrémité inférieure est liée de manière fixe à la plate-forme inférieure 9 Un mouvement de rentrée des tiges de piston 22 et 23 conduit donc à un soulèvement de la plate-forme inférieure et, après franchissement du jeu axial entre les têtes 16, 17 et la plate-forme inférieure 9, à un levage de la cloche 3. La plate-forme de pesage 21 prend appui par le haut sur le cadre 5, par l'intermédiaire d'éléments de pesage 24, 25 Sur cette plate-forme de pesage est en outre agencé un moteur positionneur 26 qui entraîne une broche filetée 27 liée à la tige-électrode 6 En outre, la plate-forme de pesage 21 possède, d'un côté, un moyen de suspension de câble 28 auquel est fixée une extrémité d'un câble 29 pour courant à forte intensité Ce câble va à la tige-électrode 6 en suivant un tracé courbé Une amenée rectiligne 30 pour courant à forte intensité peut relier ce moyen de suspension de câble 28 à une alimentation de courant 31. A son extrémité supérieure, la tige-électrode 6 est liée en permanence à une traverse de guidage 32 qui, à proximité de chacune de ses deux extrémités extérieures présente un trou de guidage 33, 34 par chacun desquels l'une des tiges de piston 22, 23 est guidée Si la tige- électrode 6 se déplace vers le bas, la traverse de guidage 32 glisse alors, par ces trous de guidage 33, 34, sur les tiges de piston 22, 23 et guide ainsi l'extrémité supérieure de la tige-électrode 6. La figure 3 montre l'extrémité supérieure de la cloche 3 et, agencée sur celle-ci et maintenue par les tiges de piston 22 et 23, la plate- forme inférieure 9 avec l'organe d'étanchéité 8 Dans cet exemple de réalisation, on a prévu, comme moyen de liaison d'entraînement, des griffes 35, 36, 37, 38 sur la plate-forme inférieure 9 et sur l'extrémité supérieure de la cloche 3 Ces griffes s'interceptent mutuellement Là encore, lors du levage de la plate- forme inférieure 9, ce jeu est d'abord franchi et ce n'est qu'ensuite que la cloche 3 est levée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Four de refusion, comportant un creuset ( 2) et, placée sur celui- ci, une cloche ( 3) étanche à l'égard de l'extérieur, pouvant être décollée-soulevée du creuset par un dispositif élévateur, cette cloche présentant une traversée par laquelle passe, avec étanchéité obtenue au moyen d'un organe d'étanchéité et d'un soufflet, une tige- électrode ( 6) fusible électriquement qui va jusque dans le creuset, une plate-forme inférieure ( 9), tenue par une plate-forme de pesage ( 21) qui prend un appui fixe par l'intermédiaire d'éléments de pesage ( 24, 25), portant l'organe d'étanchéité ( 8) de la traversée, l'extrémité supérieure du soufflet étant fixée à ladite plate-forme inférieure, tandis que l'extrémité inférieure du soufflet s'applique sur la cloche, et la tige-électrode étant aménagée de manière à pouvoir être déplacée en hauteur au moyen d'un entraînement d'électrode, aux fins de régulation de la puissance de fusion, ladite tige-électrode étant tenue, ainsi que son entraînement, par la plate-forme de pesage, caractérisé par le fait que le dispositif élévateur ( 18) est supporté sur la plate-forme de pesage ( 21) et est aménagé pour lever la plate-forme inférieure ( 9), et par le fait que la cloche ( 3) est liée à la plate- forme inférieure ( 9) par une liaison d'entraînement, notamment par broches ( 14, 15), présentant du jeu lors de l'application de la cloche ( 3) sur le creuset. 2 Four selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la liaison d'entraînement est constituée par des broches ( 14, 15) de la cloche ( 3), dirigées vers le haut, qui traversent chacune la plate- forme inférieure ( 9) et présentent chacune une tête ( 16, 17) à faible distance du côté supérieur de la plate-forme inférieure ( 9). 3 Four selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la liaison d'entraînement est constituée par des griffes ( 35, 36, 37, 38) venant mutuellement en prise, avec du jeu, agencées sur le côté dessus de la cloche ( 3) et sur le côté dessous de la plate- forme inférieure ( 9). 4 Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est prévu, sur le côté dessus de la cloche ( 3), des cylindres de guidage ( 12, 13) ouverts vers le haut, dans chacun desquels s'engage un galet de guidage ( 10, 11) qui est mobile en hauteur et est fixé à la plate-forme inférieure ( 9). Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif élévateur ( 18) possède au moins deux vérins de levage ( 19, 20) fixés à la plate-forme de pesage ( 21), vérins dont les tiges de piston ( 22, 23) sont liées en permanence, chacune par son extrémité inférieure, à la plate-forme inférieure ( 9), et par le fait que la tige-électrode ( 6) est solidarisée à une traverse de guidage ( 32) qui présente des trous de guidage ( 33, 34) traversés par les tiges de piston ( 22, 23). 6 Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est prévu, sur la plate-forme de pesage ( 21), un moyen de suspension de câble ( 28) pour maintenir un câble flexible pour courant fort ( 29) allant à la tige-électrode ( 6).