Brevet FR2846186A1 — publié le 20040423

i " Dispositif de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique ". La présente invention concerne un perfectionnement aux dispositifs de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique. La présente invention a principalement pour but d'améliorer la répartition et la densité des courants électriques traversant l'électrode, en particulier lorsque cette dernière est une électrode dite Sôderberg qui comprend une tôle cylindrique dans laquelle des blocs granuleux 10 subissent, sous l'effet des courants électriques, un traitement et une transformation sous forme liquide et/ou pâteuse avant d'entrer en réaction avec la matière traitée dans le four. Le dispositif de connexion électrique d'une électrode selon l'invention peut avantgeusement comprendre des moyens d'alimentation 15 en énergie électrique de l'électrode permettant de générer au moins un gradient de température selon le sens longitudinal de cette électrode. Selon une variante d'exécution de l'invention, le dispositif de connexion électrique peut avantgeusement comprendre au moins une première et une seconde couronnes de contact disposées autour de 20 l'électrode, espacées longitudinalement et comprenant respectivement une multiplicité de premières et de secondes plaques de contact, au moins une première et une seconde couronnes de maintien respectivement disposées autour desdites couronnes de contact et comprenant respectivement une multiplicité de premiers et de seconds 25 éléments de couronne respectivement reliés entre eux, une multiplicité de moyens de poussée agissant respectivement entre un élément de couronne et une plaque de contact pour appliquer cette plaque de contact contre l'électrode, ainsi qu'une multiplicité de moyens de connexion électrique pour alimenter en énergie électrique respectivement lesdits 30 plaques de contact. Selon l'invention, les moyens de connexion électrique des plaques de contact de ladite seconde couronne de contact passent de préférence entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien. Selon l'invention, les moyens de suspension des plaques de contact de ladite seconde couronne de contact passent de préférence entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien. Selon l'invention, les moyens d'amemée et de retour d'un fluide de refroidissement des plaques de contact de ladite seconde couronne de contact passent de préférence entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien. Selon l'invention, les moyens d'amenée et de retour d'un fluide de 10 refroidissement des éléments de couronne de ladite seconde couronne de maintien passent de préférence entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien. Selon l'invention, les moyens de commande des moyens de poussée associés auxdits seconds éléments de couronne et auxdites 15 secondes plaques de contact passent de préférence entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un dispositif de connexion électrique d'une électrode d'un four métallurgique, décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le 20 dessin sur lequel: la figure 1 représente une vue en élévation d'un dispositif de connexion électrique d'une électrode selon la présente invention; - la figure 2 représente une vue de dessous d'un dispositif de connexion de la figure l; - la figure 3 représente une vue de dessus d'une portion périphérique du dispositif de connexion de la figure i; - la figure 4 représente une coupe verticale et radiale, selon IIIIII, de la portion représentée sur cette figure 3, dans sa partie médiane; - la figure 5 représente une coupe verticale, selon IV-IV, de la 30 portion représentée sur cette figure 3, légèrement décalée par rapport à la coupe III-III; - la figure 6 représente une coupe verticale, selon V-V, de la portion représentée sur cette figure 3, décalée par rapport aux coupes précitées; - la figure 7 représente une coupe horizontale d'une portion périphérique du dispositif de connexion précité, passant entre sa partie supérieure et sa partie inférieure; - et la figure 8 représente une vue en élévation d'une portion intérieure du dispositif de connexion précité. Le dispositif de connexion électrique représenté sur les figures, repéré d'une manière générale par la référence 1, est destiné à amener de l'énergie électrique à une électrode cylindrique verticale 2 d'un four. Le dispositif 1 comprend un ensemble supérieur ou premier 10 ensemble 3 et un ensemble inférieur ou second ensemble 4 de connexion électrique qui sont disposés autour de l'électrode 2 et qui sont distants l'un de l'autre longitudinalement à l'électrode mais à faible distance. L'ensemble supérieur 3 comprend une première couronne de contact 5 qui est composée, dans l'exemple, par six plaques massives de 15 contact 6 en forme d'arcs de cercle et distantes les unes des autres, une première couronne de maintien 7 disposée autour et à distance de la couronne de contact 5 et qui est composée, dans l'exemple, par six éléments massifs de couronne 8 en forme d'arcs de cercle dont les extrémités présentent des parties en saillie 8a et 8b engagées les unes 20 dans les autres et reliées entre elles par des axes verticaux 9, ainsi que six moyens de poussée 10 qui sont disposés entre respectivement les plaques de contact 6 et les éléments de couronne 8, dans la partie centrale de ces derniers. De façon correspondante, l'ensemble inférieur 4 comprend une 25 seconde couronne de contact 11 qui est composée par six plaques massives de contact 12 en forme d'arcs de cercle, une seconde couronne de maintien 13 disposée autour et à distance de la couronne de contact 1 1 et composée par six éléments massifs de couronne 14 en forme d'arcs de cercle dont les extrémités périphériques présentent des parties en saillie 30 14a et 14b engagées les unes dans les autres et reliées entre elles par des axes verticaux 15, ainsi que six moyens de poussée 16 disposés respectivement entre les plaques de contact 12 et les éléments de couronne sensiblement dans leur partie médiane. Les plaques de contact supérieures 6 et inférieures 12, ainsi que les éléments de couronne supérieurs 8 et inférieurs 14, sont respectivement alignés dans le sens de l'axe de l'électrode 2. Les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de 5 couronne 8 sont respectivement portés par l'extrémité inférieure d'une barre de suspension 17 et d'une barre de suspension 18, par l'intermédiaire de chapes 19 et 20 fixées sur leur face supérieure, au voisinage de leur milieu dans le sens périphérique. Les plaques inférieures de contact 12 sont respectivement portées 10 par les extrémités inférieures d'une paire de barres de suspension 21 et 22 par l'intermédiaire de chapes 23 et 24 qui sont fixées contre la face extérieure des plaques de contact 12, entre ces plaques et les éléments de couronne 14. Les barres de suspension 21 et 22 s'étendent vers le haut de façon symétrique par rapport au plan radial des plaques de contact 12 et 15 passent, au travers de l'ensemble supérieur 3, entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, de part et d'autre des moyens de poussée 10 et du côté des plaques supérieures de contact 6. Sur les faces intérieures des parties d'extrémité périphériques des 20 éléments inférieurs de couronne 14 et symétriquement par rapport à leur plan radial, sont fixés une paire de bras de suspension 25 et 26 qui s'étendent vers le haut et passent entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, au travers de l'ensemble supérieur 3. Au-dessus de cet ensemble 3, les bras de suspension 25 et 25 26 sont portés par l'intermédiaire de chapes 29 et 30, par les extrémités d'une paire de barres de suspension 27 et 28 qui s'étendent vers le haut. Sur la partie supérieure des faces extérieures des plaques supérieures de contact 6 sont branchés des gaines ou conduits de courant électrique 31 qui sont coudés vers le haut et passent entre les plaques 30 supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8 puis s'étendent vers le haut pour être reliés par ailleurs à une source de courant électrique. Sur la partie supérieure de la face extérieure des plaques inférieures de contact 12 sont branchés des conduits ou gaines de courant électrique 32 qui sont coudés pour passer entre les plaques inférieures de contact 12 et les éléments inférieurs de couronne 14 puis s'étendent vers le haut en passant entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, au travers de l'ensemble supérieur 3, pour être reliés par ailleurs à une source d'énergie électrique. Les conduits ou gaines électriques 31 et 32 présentent respectivement des canaux axiaux 33 et 34 qui sont reliés à des circuits de canaux internes 35 et 36 ménagés respectivement à l'intérieur des plaques supérieures de contact 6 et des plaques inférieures de contact 12, 10 ces circuits de canaux internes 35 et 36 étant par ailleurs reliés à des conduits extérieurs 37 et 38, de telle sorte qu'il est ainsi possible de faire circuler dans les plaques 6 et 12 un fluide de refroidissement tel que de l'eau provenant d'un circuit externe. Les conduits 37 sont branchés contre la face extérieure des plaques supérieures de contact 36 15 et sont coudés de manière à être dirigés vers le haut et les conduits 38 sont branchés contre les faces extérieures des plaques inférieures de contact 12 et sont coudés vers le haut et s'étendent vers le haut en passant entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, au travers de l'ensemble supérieur 3. Les éléments supérieurs de couronne 8 présentent un circuit de canaux internes 39 dont les extrémités sont connectées à des conduits 40 et 41 qui s'étendent vers le haut à partir de la face supérieure de ces éléments supérieurs de couronne 8 et qui sont reliés par ailleurs à un circuit externe de circulation d'un fluide de refroidissement tel que de 25 l'eau. Les éléments inférieurs de couronne 14 présentent, à leur partie inférieure et en saillie vers l'intérieur, des rebords inférieurs 42 à partir desquels s'étendent vers le haut des conduits 43 et 44 qui passent entre les plaques inférieures de contact 12 et les éléments inférieurs de 30 couronne 14 puis entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, au travers de l'ensemble 3. Les conduits 43 et 44 sont branchés sur un circuit de canaux internes 45 ménagés à l'intérieur des éléments inférieurs de couronne 14 et sont par ailleurs reliés à un circuit externe de circulation d'un fluide de refroidissement tel que de l'eau. Dans l'exemple représenté, les moyens de poussée 10 et 16 comprennent des chambres de fluide délimitées à la périphérie par des 5 soufflets métalliques 46 et 47, ces chambres étant respectivement reliées aux canaux internes 39 et 45 des éléments supérieurs et inférieurs de couronne 8 et 14 de manière à être soumis à la pression du fluide circulant dans ces canaux, cette pression provoquant les forces radiales d'appui respectivement des plaques supérieures de contact 6 et des 10 plaques inférieures de contact 12 contre la paroi extérieure de l'électrode 2. Dans un autre exemple, les moyens de poussée 10 et 16 pourraient comprendre des vérins hydrauliques. Les organes de connexion de ces vérins à une source de fluide sous pression seraient 15 alors disposés de façon à s'étendre au travers d'espaces séparant respectivement les plaques de contact 6 et 12 et les éléments de couronne 8 et 14. Bien entendu, les différents organes décrits précédemment et connectés aux plaques de contact 6 et 12 et aux éléments de couronne 8 20 et 14 peuvent être configurés de manière différentes pour être adaptés aux espaces les séparant respectivement. Grâce aux dispositions décrites, l'environnement extérieur des couronnes de maintien 7 et 13 est libre. Le dispositif de connexion électrique qui vient d'être décrit 25 permet d'obtenir une densité accrue des courants électriques traversant l'électrode 2 et sur une plus grande longueur de cette dernière, permettant ainsi d'améliorer les traitements que cette électrode subit du fait des courants électriques qui la parcourent. La présente invention ne se limite pas à l'exemple décrit 30 précédemment. Bien des variantes sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique, caractérisé par le fait qu'il comprend - au moins une première et une seconde couronnes de contact (5, 5 11) disposées autour de l'électrode (2), espacées longitudinalement et comprenant repectivement une multiplicité de premières et de secondes plaques de contact (6, 12), - au moins une première et une seconde couronnes de maintien (7, 13) respectivement disposées autour desdites couronnes de contact et 10 comprenant respectivement une multiplicité de premiers et de seconds éléments de couronne (8, 14) respectivement reliés entre eux, - une multiplicité de moyens de poussée (10, 16) agissant respectivement entre un élément de couronne et une plaque de contact pour appliquer cette plaque de contact contre l'électrode, - ainsi qu'une multiplicité de moyens de connexion électrique (31, 32) pour alimenter en énergie électrique respectivement lesdits plaques de contact. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de connexion électrique (32) des plaques de contact de ladite 20 seconde couronne de contact passent entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens de suspension (21) des plaques de contact de ladite seconde couronne de contact passent entre ladite première 25 couronne de contact et ladite première couronne de maintien. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de suspension (25) des éléments de couronne de ladite seconde couronne de maintien passent entre ladite première couronne de contact et ladite première 30 couronne de maintien. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'amenée et de retour (34) d'un fluide de refroidissement des plaques de contact de ladite seconde couronne de contact passent entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'amenée et de retour 5 (43) d'un fluide de refroidissement des éléments de couronne de ladite seconde couronne de maintien passent entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de commande des 10 moyens de poussée (16) associés auxdits seconds éléments de couronne et auxdites secondes plaques de contact passent entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien. 8. Dispositif de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique, caractérisé par le fait 15 qu'il comprend des moyens d'alimentation en énergie électrique de l'électrode comprenant des plaques de contact en contact avec la périphérie de l'électrode et traversées par un courant électrique générant au moins un gradient de température selon le sens longitudinal de l'électrode.