Brevet FR2856234A1 — publié le 20041217

Dispositif de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique La présente invention concerne le domaine des dispositifs de connexion électrique d'électrodes, en particulier d'électrodes de fours métallurgiques. Pour alimenter en énergie électrique une électrode verticale d'un four métallurgique, il est connu de suspendre autour de cette 10 électrode une multiplicité de plaques de contact reliées à une source d'énergie électrique, d'entourer ces plaques de contact d'une couronne constituant des segments périphériques reliés entre eux et suspendus et d'interposer des vérins entre chaque segment de couronne et chaque plaque de contact afin d'appliquer les plaques de contact contre la paroi 15 périphérique de l'électrode. La présente invention a pour but de proposer un dispositif de connexion électrique d'une électrode dont la structure et le fonctionnement sont complètement différents de celui décrit ci-dessus. Le dispositif de connexion électrique d'une électrode selon la 20 présente invention, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique, comprend une multiplicité de plaques de contact disposées à la périphérie de l'électrode et des moyens pour appliquer lesdites plaques de contact contre ladite électrode. Selon la présente invention, lesdits moyens d'application 25 comprennent des moyens de tension périphériques qui, sous l'effet d'efforts périphériques, produisent des efforts radiaux d'application desdites plaques de contact contre ladite électrode. Selon la présente invention, lesdits moyens de tension comprennent de préférence au moins un câble qui entoure ou encercle 30 ladite multiplicité de plaques de contact et des mïoyens de traction agissant de façon à tendre ce câble. Selon la présente invention, lesdits moyens de tension comprennent de préférence des moyens de régulation desdits moyens de traction permettant de réguler la tension dudit câble. Selon la présente invention, lesdits moyens de traction 5 comprennent de préférence au moins un vérin agissant entre deux extrémités dudit câble. Selon une variante de la présente invention, lesdites plaques de contact comprennent au moins un passage au travers duquel passe ledit câble. Selon une autre variante de la présente invention, au moins une plaque de contact comprend au moins une gorge périphérique de réception dudit câble. Selon la présente invention, ladite plaque de contact porte de préférence un couvercle recouvrant extérieurement ladite gorge. Selon la présente invention, au moins une plaque de contact présente de préférence un évidement extérieur dans lequel sont disposés lesdits moyens de traction. Selon la présente invention, au moins une plaque de contact peut avantageusement comprendre au moins deux zones d'appui dudit câble, 20 espacées périphériquement. Selon la présente invention, au moins une plaque de contact porte de préférence un sabot de glissement contre lequel vient en appui ledit câble. Selon la présente invention, ledit sabot est de préférence disposé 25 dans un évidement extérieur de ladite plaque de contact. Selon la présente invention, ladite plaque de contact porte de préférence un couvercle recouvrant extérieurement ledit évidement. Selon la présente invention, ledit sabot peut avantageusement présenter une gorge périphérique de réception dudit câble. Selon la présente invention, des soufflets de protection sont de préférence interposés entre lesdites plaques de contact et entourent ledit câble. Selon la présente invention, les extrémités desdits soufflets sont de préférence engagées dans des évidements desdites plaques de contact. Selon la présente invention, lesdits évidements peuvent avantageusement présenter des prolongements d'insertion débouchant radialement vers l'extérieur. Selon la présente invention, lesdites plaques de contact portent de préférence des couvercles recouvrant extérieurement lesdits évidements. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une 10 électrode d'un four métallurgique, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel: - La figure 1 représente une vue en perspective d'un dispositif de connexion électrique d'une électrode selon l'invention; - La figure 2 représente une coupe radiale du dispositif de la 15 figure 1; - La figure 3 représente une coupe radiale partielle agrandie du dispositif de la figure 1; - La figure 4 représente une vue en élévation latérale partielle d'un côté du dispositif de la figure 1; - La figure 5 représente une vue en élévation latérale partielle d'un autre côté du dispositif de la figure 1; - La figure 6 représente une coupe selon VI-VI de la figure 2 - La figure 7 représente une coupe selon VII-VII de la figure 3 - La figure 8 représente une vue en perspective d'une variante de 25 réalisation du dispositif précité; - La figure 9 représente une coupe radiale partielle agrandie du dispositif de la figure 8; - La figure 10 représente une vue en élévation partielle d'un côté du dispositif de la figure 8; - La figure 1l représente une coupe selon XI-XI de la figure 9 - et la figure 12 représente une coupe selon XII-XII de la figure 9. En se reportant aux figures 1 à 7, on voit qu'on a représenté un dispositif de connexion électrique 1 destiné à alimenter en énergie électrique une électrode cylindrique 2 disposée verticalement. Ce dispositif de connexion 1 comprend une multiplicité de 5 plaques métalliques de contact 3, dans l'exemple au nombre de huit, qui sont régulièrement réparties à la périphérie de l'électrode 2 et qui constituent des segments faiblement espacés d'une couronne cylindrique dont le diamètre intérieur correspond sensiblement au diamètre de l'électrode 2. Chaque plaque de contact 3 présente une face intérieure verticale cylindrique 4 d'appui en contact avec la périphérie de l'électrode 2, une face extérieure verticale 5 également cylindrique, des faces supérieure et inférieure 6 et 7 horizontales et des faces d'extrémités périphériques 8 et 9 qui s'étendent sensiblement dans des plans longitudinaux contenant 15 l'axe desdites faces cylindriques 4 et 5 ou l'axe de l'électrode 2. Chaque plaque de contact 3 est suspendue à l'extrémité inférieure de deux barres verticales 10 et 11 périphériquement espacées, par l'intermédiaire de chapes 12 et 13 fixées sur sa face supérieure 6. Chaque plaque de contact 3 présente un évidement extérieur 14 20 qui est en creux dans sa face extérieure 5 et qui présente un pourtour rectangulaire dont deux côtés opposés 15 et 16 s'étendent verticalement et deux côtés opposés 17 et 18 s'étendent horizontalement, ainsi qu'un fond plat vertical 19. Dans leurs parties 20 et 21 s'étendant périphériquement de part et 25 d'autre de leur évidement extérieur 14, chaque plaque de contact 3 présente des passages traversants arqués 22 et 23 de section circulaire, dont les axes s'étendent périphériquement selon un cercle concentrique à leurs faces intérieure et extérieure 4 et 5 et donc sensiblement concentriquement à l'électrode 2. Telles qu'elles viennent d'être décrites, les plaques de contact 3 sont identiques et sont respectivement équipées de la manière suivante. Comme le montrent plus précisément les figures 4 et 6, à l'exception d'une plaque de contact 3a, chaque autre plaque de contact 3b porte, dans son évidement 14 et en appui contre son fond 19, un sabot de glissement 24 qui présente une face extérieure 25 cylindrique et concentriquement à ses faces intérieure et extérieure 4 et 5 et donc à l'électrode 2, dans laquelle est ménagée une gorge arquée 26 qui s'étend 5 périphériquement selon un arc concentrique aux faces intérieure et extérieure 4 et 5 et donc à l'électrode 2, cette gorge arquée 26 s'étendant dans le prolongement de la partie intérieure des passages traversants 22 et 23 de ladite plaque. Le dispositif de connexion 1 comprend en outre des moyens pour 10 appliquer les plaques 3 contre la paroi périphérique de l'électrode 2 qui comprennent des moyens de tension périphérique 27 qui, sous l'effet d'efforts périphériques, produisent des efforts radiaux d'application des plaques de contact 3 contre la paroi périphérique de l'électrode 2. Ces moyens de tension 27 comprennent un câble métallique 28 15 qui entoure les plaques de contact 3 de la manière suivante. Comme le montre plus précisément la figure 3, le câble 28 passe au travers des passages périphériques 22 et 23 des plaques de contact 3, traverse les évidements 12 des plaques de contact 3b en étant engagé dans les gorges périphériques 26 des sabots de glissement 24 et présente 20 des parties d'extrémité 29 et 30 qui débouchent dans l'évidement extérieur 14 de la plaque de contact 3a. Comme le montrent plus précisément les figures 3, 5 et 7, ces moyens de tension 27 comprennent en outre des moyens de traction métalliques 31 qui relient les parties d'extrémité 29 et 30 du câble 28 et 25 qui sont disposés dans l'évidement extérieur 14 de la plaque de contact 3a, ces moyens de traction 31 étant constitués de la manière suivante. Les parties d'extrémités 29 et 30 du câble 28 sont prises dans des serrecâbles 32 et 33 qui comprennent respectivement des demi-coquilles 34 et 35 accouplées par des vis transversales 36 et 37 opposées. Les serre-câbles 32 et 33 sont engagés latéralement dans des évidements 38 et 39 de pièces de liaison 40 et 41 présentant des faces radiales 42 et 43 passant devant les extrémités des parties d'extrémité 29 et 30 du câble 28. Les pièces de liaison 40 et 41 sont reliées, axialement aux parties d'extrémité 29 et 30 du câble 28, par un vérin 44 dont le corps et le piston sont respectivement fixés contre leurs faces 42 et 43. Comme le montrent plus précisément les figures 1 et 5, les 5 chambres du vérin 44 sont reliées à un organe hydraulique de pression 45 situé à distance, par l'intermédiaire de conduits 46 et 47 dont une partie s'étend verticalement au travers de la plaque de contact 3a, entre son évidement 14 et sa face supérieure 6. L'organe hydraulique de pression 45 est par exemple relié à un pupitre électronique de commande et de 10 régulation non représenté. Par ailleurs, l'évidement extérieur 14 de chaque plaque de contact 3 est fermé par un couvercle métallique qui est constitué par une plaque rectangulaire arquée 48 affleurant et suivant leur face extérieure 5, la périphérie des plaques 48 étant engagée dans des rainures 49 ménagées 15 autour de l'évidement 14 et cette plaque étant fixée par plusieurs vis 50. Enfin, les faces verticales d'extrémité 8 et 9 en vis-à-vis des plaques de contact 3 présentent des évidements ou lamages 51 et 52 concentriques à leurs passages 22 et 23. Des soufflets métalliques de protection 53 sont disposés autour du cable 28 et sont engagés dans les 20 évidements ou lamages 51 et 52 des plaques 3 adjacentes en traversant les espaces qui les séparent. Le dispositif de connexion 1 qui vient d'être décrit peut être installé de la manière suivante. On fixe respectivement dans les évidements 14 des plaques de 25 contact 3b des sabots 17, classiquement par des vis 54. On suspend les plaques de contact 3 respectivement aux barres 10 et 11. A partir de l'évidement 14 de la plaque de contact 3a, on engage circonférentiellement le câble 28 au travers des passages 22 et 23 des 30 plaques de contact 3 en prenant soin d'interposer entre elles les soufflets 53, ce par exemple en écartant les plaques de contact 3 de l'électrode 2 pour disposer d'un espace suffisant. Les plaques de contact 3 étant bien placées autour de l'électrode 2, en contact avec cette dernière, on fixe sur les parties d'extrémité 29 et 30 du câble 28, dans l'évidement 14 de la plaque de contact 3a, les serrecâbles 32 et 33. Disposant d'un ensemble pré-assemblé constitué des pièces de liaison 40 et 41 et du vérin 44, on engage ces pièces de liaison 40 et 41 autour des serre-câbles 32 et 33 comme décrit précédemment, leurs évidements 39 et 40 étant disposés de façon à être ouvert vers le bas. On installe les conduits 46 et 47 et on relie leurs extrémités au 10 vérin 44 et à l'organe hydraulique de commande 45. Enfin, on installe les couvercles de protection 48 que l'on fixe par les vis 50. Le dispositif de connexion 1 qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante. En soumettant convenablement le vérin 44 à une pression hydraulique issue de l'organe hydraulique de commande 45, ce vérin 44 tire l'une en direction de l'autre les parties d'extrémité 29 et 30 du câble 28 et tend ce dernier. Ce faisant, la circonférence constituée par le câble 28 et les moyens de liaison 31 se réduit. Les efforts périphériques ainsi 20 créés se transforment en des efforts radiaux que le câble 28 exerce sur les plaques de contact 3, ces dernières tendant à s'appliquer contre la paroi périphérique de l'électrode 2. En régulant les pressions hydrauliques délivrées au vérin 44, on peut ainsi réguler les pressions exercées par les plaques de contact 3 25 contre l'électrode 2. En se reportant aux figures 8 à 12, on peut voir qu'on a représenté un dispositif de connexion électrique 55 qui constitue une variante du dispositif de connexion électrique 1 et qui s'en différencie uniquement par le fait que les parties 20 et 21 des plaques de contact 3 30 présentent, cette fois, des gorges périphériques profondes 56 et 57 dont le fond correspond à la partie intérieure des passages traversants 22 et 23 de l'exemple précédent, le câble 28 étant engagé au fond de ces gorges. En outre, les évidements d'extrémité 51 et 52 des plaques 3 de l'exemple précédent présentent des prolongements d'insertion 58 et 59 vers l'extérieur de façon à ce qu'ils soient ouverts radialement vers 1' extérieur. Grâce à cette disposition, le câble 28 peut être aisément installé de façon à encercler les plaques de contact 3 préalablement installées en contact avec l'électrode 2, simplement en l'engageant par l'extérieur dans les gorges périphériques 56 et 57 dans lesquelles il est porté et dans les gorges 26 des sabots de glissement 24, en prenant soin en même 10 temps d'installer les soufflets 53 autour du câble 28 et de les engager dans les évidements 51 et 52 ouverts vers l'extérieur. Puis, on procède à l'installation des moyens de traction 31 comme décrit dans l'exemple précédent. Enfin, chaque plaque de contact 3 porte un couvercle 15 rectangulaire extérieur arqué 60 qui recouvre son évidement 14 et, en outre, ses gorges périphériques 56 et 57 et ses prolongements 58 et 59, ce couvercle 60 allant d'un bord périphérique à l'autre de la plaque 3, affleurant sa face extérieure 5 et étant fixé par des vis 61 comme dans l'exemple précédent, au fond d'une rainure périphérique 62 entourant 20 l'évidement 14. La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. En particulier, les moyens d'application des plaques de contact 3 contre l'électrode 2 pourraient comprendre au moins un deuxième câble 25 encerclant les plaques de contact et espacés dans le sens de l'axe de l'électrode et des moyens de traction pour tendre ce deuxième câble. Bien d'autres 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, comprenant une multiplicité de plaques de contact disposées à la périphérie de l'électrode et des moyens pour appliquer lesdites plaques de contact contre ladite 5 électrode, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'application comprennent des moyens de tension périphérique (27) qui, sous l'effet d'efforts périphériques, produisent des efforts radiaux d'application desdites plaques de contact (3) contre ladite électrode (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que 10 lesdits moyens de tension (27) comprennent au moins un câble (28) qui entoure ou encercle ladite multiplicité de plaques de contact et des moyens de traction (31) agissant de façon à tendre ce câble. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de tension (27) comprennent des moyens de régulation 15 desdits moyens de traction (31) permettant de réguler la tension dudit câble. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de traction (31) comprennent au moins un vérin (44) agissant entre deux extrémités dudit câble (28). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que lesdites plaques de contact (3) comprennent au moins un passage (22, 23) au travers duquel passe ledit câble (28). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'au moins une plaque de contact (3) comprend 25 au moins une gorge périphérique (56, 57) de réception dudit câble (28). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite plaque de contact (3) porte un couvercle (60) recouvrant extérieurement ladite gorge (56, 57). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, 30 caractérisé par le fait qu'au moins une plaque de contact (3) présente un évidement extérieur (14) dans lequel sont disposés lesdits moyens de traction (31). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait qu'au moins une plaque de contact (3) comprend au moins deux zones d'appui (22, 23; 56, 57) dudit câble (28), espacées périphériquement. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé par le fait qu'au moins une plaque de contact (3) porte un sabot de glissement (24) contre lequel vient en appui ledit câble (28). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit sabot (24) est disposé dans un évidement extérieur (14) de 10 ladite plaque de contact (3). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ladite plaque de contact (3) porte un couvercle (48; 60) recouvrant extérieurement ledit évidement (14). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 15 12, caractérisé par le fait que ledit sabot (24) présente une gorge périphérique (26) de réception dudit câble (28). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisé par le fait qu'il comprend des soufflets de protection (53) interposés entre lesdites plaques de contact et entourant ledit câble 20 (28). 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les extrémités desdits soufflets (53) sont engagées dans des évidements (51, 52) desdites plaques de contact (3). 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait 25 que lesdits évidements 51, 52) présentent des prolongements d'insertion (58, 59) débouchant radialement vers l'extérieur. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait que lesdites plaques de contact (3) portent des couvercles (60) recouvrant extérieurement lesdits évidements. 30 - - - - - - -