<Desc/Clms Page number 1>
MONTURE D ELECTRODES POUR FOURS DE FUSION ELECTRO-THERMIQUES.
Pour fixer les électrodes des fours de fusion électro-thermiques, on se sert des dispositifs les plus divers suivant qu'il s'agit d'électrodes à diamètre fort ou faible. Pour les électrodes de grandes dimensions, on em- ploie de préférence, comme montures, des anneaux rigides ou flexibles. L'an- neau de construction rigide employé pour les plaques de contact à pression et dont les dimensions doivent être particulièrement considérables, est sou- vent déformé déjà après un temps court par la fatigue de service ou résul- tant de la flexion et par les températures élevées de la charge du four, à un point tel que des réparations coûteuses deviennent nécessaires et entraî- nent des interruptions dans le travail.
Avant tout, on .ne réussit pas à réaliser une pression d'enserrement toujours uniforme, ce qui a pour effet d'entraîner des dé sagréments, particulièrement quand il s'agit d'électro- des relativement plastiques et rondes. On a déjà essayé de parer à ces in- convénients par l'emploi de montures en anneaux flexibles, constituées par des chaînes à maillons et pour lesquelles le serrage des plaques de contact sur l'électrode se fait par l'intermédiaire de leviers coudés. Encore qu'il soit possible d'obtenir également par ces leviers une certaine élasticité de l'anneau dont la longueur peut être variée, on ne réussit toutefois pas à transmettre la pression d'enserrement sur les plaques de contact, d'une façon parfaitement uniforme.
Ceci est le cas en particulier lors d'un ser- rage ou d'un déserrage considérable de la monture.
Il a été trouvé maintenant que tous ces inconvénients peuvent être évités et qu'une pression d'enserrement uniforme et constante peut être obtenue en donnant à l'anneau flexible une forme particulière. La nou- velle monture d'électrodes pour fours de fusion électrothermiques à plu- sieurs plaques de contact qui, lors du serrage sur l'électrode, s'appuyent sur un anneau flexible, se caractérise par le fait que le serrage des pla- ques de contact sur l'électrode ou le desserrage de celles-là, se fait soit directement soit indirectement et par le fait que la longueur de l'an-
<Desc/Clms Page number 2>
neau reste inchangée,
le serrage direct ou le désserrage se faisant par la réduction ou l'aggrandissement du périmètre de l'anneau projeté sur un plan perpendiculaire à l'axe de l'électrode, la longueur de l'anneau restant constante. Et ceci est produit par le fait que l'anneau flexible est dispo- sé en ondulations au moyen de dispositifs connus, par exemple leviers, rou- leaux,etc.' et est déplacé lors du serrage des plaques de contact, dans un plan parallèle ou formant un angle constant avec l'axe de l'électrode.
Le serrage indirect des plaques de contact sur l'électrode se fait au moyen d'éléments intermédiaires placés entre l'anneau flexible et les plaques de contact, comme des ressorts, des dispositifs connus hydrauliques, pneumati- ques ou autres, de façon telle que les distances entre l'anneau et les pla- ques de contact subissent des variations identiques.
On emploie avantageusement comme anneau flexible, un câble con- stitué de fils métalliques et pouvant être réalisé sans fin ou être réuni bout à bout.
Pour protéger l'anneau flexible contre l'action destructive de la charge du four très chaude, il convient d'entourer l'anneau flexible d'une chemise en matériel ductile réalisée sous forme d'un tuyau, permettart de refroidir l'anneau. La chemise disposée en forme de tuyau est utilement muni d'éléments de dilatation. Comme agents de refroidissement sont envisa- gés des liquides, tels que l'eau, ou des gaz, tel que l'air.
Dans des cas particuliers, des chaînes à maillons, des chaînes Galle, des chaînes marines ou autres peuvent être utilisées comme anneau flexible.
Si un câble métallique ou des chaînes à maillons, Galle, marines ou autres sont utilisées comme anneau flexible, on peut, en présence d'un four fermé et si l'adaptation de la monture d'électrode se fait à l'exté- rieur de la voûte, renoncer éventuellement au refroidissement des chaînes,.
Toutefois,si les chaînes sont utilisées à l'intérieur de la voûte ou pour des fours ouverts, le refroidissement peut s'effectuer par soufflage de gaz inerte ou d'air. Il est cependant possible également d'entreprendre le refroidissement directement et d'une façon analogue à celle utilisée pour le câble constitué de fils .métalliques. Dans ce but, on peut, pour le passage de la chaîne à travers les boites à bourrage de la chemise, rem- placer les maillons de chaîne à ces endroits par un cylindre métallique de longueur suffisante ou par un câble constitué de fils métalliques, ce qui facilite l'étanchéification et permet un refroidissement direct par air et eau.
Si les forces mises en jeu pour enserrer les plaques de contact sur l'électrode sont transmises directement par le câble ou la chaîne sur les plaques de contact, le mouvement des plaques de contact en vue de ser- rer et de désserrer, se fait par réduction ou agrandissement du périmètre de l'anneau, de sorte que le diamètre primitif de l'anneau est pratiquement conservé, la forme de l'anneau étant toutefois modifiée. S'il s'agit par exemple d'électrodes rondes, l'anneau à l'état desserré forme d'abord un grand cercle ou polygone qui se trouve environ dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'électrode. Si les plaques de contact doivent être serrées con- tre l'électrode, le diamètre de ce cercle doit être réduit.
Ceci se réalise par le fait que l'anneau est mis en ondulations au moyen de dispositifs ap- propriés et par le fait que le diamètre du cercle ou du polygone projeté est réduit. La longueur de l'anneau reste alors inchangée. En désserrant les plaques de contact, on procède de la façon inverse et par la réduction et l'aplatissement de l'ondulation, le périmètre de l'anneau projeté qui conserve pratiquement pendant tous ces mouvements une forme polygonale ou circulaire, est agrandi.
Si les forces mises,en jeu pour enserrer les plaques de contact contre l'électrode sont transmises indirectement par intercalage de dispo- sitifs connus,les écartements entre l'anneau et les plaques de contact peu- vent être choisis égaux ou différents suivant la forme de l'électrode. Ces écartements doivent toutefois être changés uniformément pour toutes les for-
<Desc/Clms Page number 3>
mes d'électrode. Ceci peut se faire par exemple par l'adaption de leviers coudés ou à came de forme appropriée, par des rouleaux ou des plans inclinés et par des éléments mécaniques à commande hydraulique, pneumatique ou au- tres. Ces dispositifs sont, le cas échéant, refroidis à l'intérieur ou à l'extérieur d'une façon appropriée.
Contrairement à l'enserrement direct des plaques de contact, système pour lequel le diamètre de l'anneau varie, le diamètre de l'anneau et sa projection sont donc conservés inchangés lors de l'enserrement indirect des plaques de contact et ce sont seules les di- mensions des éléments intermédiaires placés entre l'anneau et les plaques qui varient.
Pour garantir une pression uniforme pour l'enserrement des pla- ques de contact lors de l'utilisation de forces égales pour le mouvement vertical, et pour diminuer le frottement, on peut employer des dispositifs à leviers présentant des surfaces de développement courbées d'une façon appro- priée. Il est avantageux dans ce cas, que les dispositifs à leviers qui agis- sent sur les ];laques de contact, soient assurés contre tout risque de dépla- cement par des mesures appropriées, par exemple par une cannelure ou une fourchure.
Dans le cas du système décrit en premier lieu, où les forces de pression agissent directement sur les plaques de contact par l'intermédiaire de l'anneau flexible, les conditions se présentent d'une façon particulière- ment avantageuse pour ce qui est de l'encombrement. On est notamment à même de réduire considérablement les distances entre les différentes électrodes dans le cas où il s'agit d'un four à plusieurs phases, ce qui a pour effet de diminuer la résistance d'induction de tout le four. Si toutefois, pour des raisons quelconques, on augmente les distances entre les électrodes, l'accès aux montures des électrodes est amélioré.
L'encombrement réduit de cette monture d'électrode - l'anneau se trouvant utilement en tant que câble immé- diatement sur les plaques de contact et la monture ne nécessitant ainsi qu'un minimum de place autour des électrodes - facilite sensiblement son utilisa- tion comme monture plongeante, de sorte qu'elle peut également être adaptée en particulier à des fours fermés ou couverts.
Dans les schémas ci-joints 1 à 9, la présente invention est expo- sée plus en détail et un câble y est utilisé comme anneau flexible. La figum 1 représente schématiquement le mode d'action de la nouvelle monture d'élec- trode. Les plaques de contact 2 sont pressées contre l'électrode 1 par le fait que les leviers 3 sont actionnés en commun dans un mouvement vertical uniforme par les tiges de traction 5. Pour cela, les éviers 3 prennent appui d'une part contre le câble 4 flexible en soi et d'autre part contre les pla- ques de contact 2.
. La force totale exercée sur l'anneau de distribution 6, se répar- tit par le câble flexible 4 uniformément sur toutes les plaques de contact aussi longtemps que les angles du polygone dessiné par le câble sont égaux.
Si un endroit de l'électrode plastique cède particulièrement à la passion de la plaque de contact et est écrasée - cas qui est représenté dans les figu- res 1 et 7 - l'intensité de la pression sur la plaque diminue à cet endroit dans une mesure égale à la variation de l'angle. Par contre, les forces d'en - serrement exercées sur les plaques de contact voisines augmentent en fonction de la diminution de l'angle et l'électrode redevient ronde par suite de la différence des forces d'enserrement.
Les figures 1, 2 et 3 représentent schématiquement différentes formes d'exécution des éléments transmettant les forces du câble sur les pla- ques de contact.
Dans-la figure 1, la transmission de la force et le mouvement des plaques de contact se font par un levier 3 qui peut se déplacer sur la plaque de contact 2, se place contre le câble 4 par l'intermédiaire d'un cro- chet et est relié par un autre crochet avec la tige de traction 5, tout en étant facilement détachable. Pour qu'avec une force élévatoire uniforme con- stante et différentes positions du levier, un enserrement constant se fasse sur la plaque de contact, les surfaces de développement sont courbées d'une
<Desc/Clms Page number 4>
façon appropriée.
Dans la figure 2, un rouleau 7 (au lieu du levier 3) se charge, en liaison avec un plan incliné,, de transmettre la force entre le câble et la plaque de contact.
Dans la figure 3, la force de pression est exercée immédiate- ment par le câble sur la plaque de contact 2, par le fait que l'anneau est tiré uniformément en ondulations entre les plaques. Comme les forces de trac- tion du câble attaquent la surface d'appui de la plaque dans un angle, il en résulte une composante de force dans la direction de l'axe de l'électrode pouvant être choisie à volonté. Dans ce cas, les tiges de traction 5 sont toutefois reliées directement avec le câble 4 entre lesplaques de contact.
Cette forme d'exécution représente un progrès technique particu- lier car elle facilite ainsi la réalisation d'une monture plongeante de l'électrode. Coma on peut le voir par la figure, la nouvelle monture d'élec- trode ne nécessite qu'une place réduite en comparaison avec les réalisations en usage jusqu'à présent.
Les figures 4 à 9 montrent les possibilités d'emploi de la nou- velle monture d'électrode pour les différentes f ormes d'électrodes. La figu- re 4 représente une monture pourune électrode à section carrée, la figure 5, pour une électrode à section hexagonale, les figures 6 et 7, pour une élec- trode à section Tonde, la figure 9, pour une électrode à section rectangu- laire et la figure 8, une monture pour paquet d'électrode.
<Desc / Clms Page number 1>
ELECTRODES MOUNT FOR ELECTRO-THERMAL FUSION OVENS.
To fix the electrodes of electro-thermal melting furnaces, the most diverse devices are used depending on whether they are large or small diameter electrodes. For electrodes of large dimensions, rigid or flexible rings are preferably used as mounts. The rigidly constructed ring used for pressure contact plates, the dimensions of which must be particularly large, is often deformed already after a short time by service or bending fatigue and by high furnace charge temperatures, so much so that costly repairs become necessary and result in downtime.
Above all, we do not succeed in achieving an always uniform clamping pressure, which has the effect of causing inconvenience, particularly when it comes to relatively plastic and round electrodes. Attempts have already been made to overcome these drawbacks by the use of flexible ring mounts formed by link chains and for which the clamping of the contact plates on the electrode is effected by means of angled levers. Although it is also possible to obtain by these levers a certain elasticity of the ring, the length of which can be varied, it is however not possible to transmit the clamping pressure on the contact plates in a perfectly uniform.
This is the case in particular when tightening or loosening the frame considerably.
It has now been found that all these drawbacks can be avoided and that a uniform and constant clamping pressure can be obtained by giving the flexible ring a particular shape. The new electrode holder for electrothermal melting furnaces with several contact plates which, when clamping on the electrode, rest on a flexible ring, is characterized by the fact that the clamping of the plates contact on the electrode or the loosening of these, is done either directly or indirectly and by the fact that the length of the an-
<Desc / Clms Page number 2>
our water remains unchanged,
direct tightening or loosening being done by reducing or enlarging the perimeter of the ring projected onto a plane perpendicular to the axis of the electrode, the length of the ring remaining constant. And this is produced by the fact that the flexible ring is arranged in corrugations by means of known devices, for example levers, rollers, etc. and is moved during the clamping of the contact plates, in a plane parallel or forming a constant angle with the axis of the electrode.
The indirect clamping of the contact plates on the electrode is effected by means of intermediate elements placed between the flexible ring and the contact plates, such as springs, known hydraulic, pneumatic or other devices, in such a way that the distances between the ring and the contact plates undergo identical variations.
A flexible ring is advantageously used as a cable made up of metal wires which can be made endless or be joined end to end.
To protect the flexible ring against the destructive action of the very hot furnace charge, the flexible ring should be surrounded by a ductile material jacket made in the form of a pipe, allowing the ring to be cooled. The jacket arranged in the form of a pipe is usefully provided with expansion elements. As coolants are contemplated liquids, such as water, or gases, such as air.
In special cases, link chains, Galle chains, marine chains or the like can be used as a flexible ring.
If a wire rope or chain links, Galle, marine or others are used as a flexible ring, it is possible, in the presence of a closed furnace and if the adaptation of the electrode mount is made externally of the vault, possibly giving up cooling of the chains ,.
However, if the chains are used inside the vault or for open ovens, cooling can be done by blowing inert gas or air. However, it is also possible to undertake the cooling directly and in a manner analogous to that used for the cable made of metallic wires. For this purpose, it is possible, for the passage of the chain through the stuffing boxes of the liner, to replace the chain links in these places by a metal cylinder of sufficient length or by a cable made of metal wires, this which facilitates sealing and allows direct cooling by air and water.
If the forces brought into play to grip the contact plates on the electrode are transmitted directly by the cable or chain to the contact plates, the movement of the contact plates in order to tighten and loosen, is effected by reducing or enlarging the perimeter of the ring, so that the pitch diameter of the ring is practically maintained, however the shape of the ring is changed. In the case of round electrodes, for example, the ring in the loosened state first forms a large circle or polygon which lies approximately in a plane perpendicular to the axis of the electrode. If the contact plates need to be tight against the electrode, the diameter of this circle must be reduced.
This is achieved by the fact that the ring is corrugated by means of suitable devices and by the fact that the diameter of the projected circle or polygon is reduced. The length of the ring then remains unchanged. By loosening the contact plates, one proceeds in the reverse way and by reducing and flattening the corrugation, the perimeter of the projected ring which maintains practically during all these movements a polygonal or circular shape, is enlarged.
If the forces brought into play to grip the contact plates against the electrode are transmitted indirectly by interposing known devices, the distances between the ring and the contact plates can be chosen equal or different depending on the shape. of the electrode. However, these clearances should be changed uniformly for all sizes.
<Desc / Clms Page number 3>
electrode mes. This can be done for example by the adaptation of angled or cam levers of suitable shape, by rollers or inclined planes and by mechanical elements with hydraulic, pneumatic or other control. These devices are, if necessary, cooled inside or outside in a suitable manner.
Contrary to the direct clamping of the contact plates, a system for which the diameter of the ring varies, the diameter of the ring and its projection are therefore kept unchanged during the indirect clamping of the contact plates and these are only the dimensions of the intermediate elements placed between the ring and the plates which vary.
To ensure a uniform pressure for the gripping of the contact plates when using equal forces for the vertical movement, and to decrease the friction, lever devices can be employed having development surfaces curved at a height of. appropriately. It is advantageous in this case that the lever devices which act on the contact lacquers are secured against any risk of displacement by appropriate measures, for example by a groove or a fork.
In the case of the system first described, where the pressure forces act directly on the contact plates via the flexible ring, the conditions present themselves in a particularly advantageous manner as regards the pressure. clutter. In particular, it is possible to considerably reduce the distances between the different electrodes in the case where it is a multi-phase furnace, which has the effect of reducing the induction resistance of the entire furnace. If, however, for whatever reasons, the distances between the electrodes are increased, access to the electrode mounts is improved.
The reduced bulk of this electrode mount - the ring being useful as a cable immediately on the contact plates and the mount thus requiring minimal space around the electrodes - significantly facilitates its use. tion as a plunge mount, so that it can also be particularly suited to closed or covered ovens.
In the accompanying diagrams 1 to 9, the present invention is set forth in more detail and a cable is used therein as a flexible ring. Figum 1 schematically represents the mode of action of the new electrode mount. The contact plates 2 are pressed against the electrode 1 by the fact that the levers 3 are actuated jointly in a uniform vertical movement by the pull rods 5. For this, the sinks 3 bear on the one hand against the cable. 4 flexible in itself and on the other hand against the contact plates 2.
. The total force exerted on the distribution ring 6 is distributed by the flexible cable 4 evenly over all the contact plates as long as the angles of the polygon drawn by the cable are equal.
If a place of the plastic electrode gives way particularly to the passion of the contact plate and is crushed - a case which is represented in figures 1 and 7 - the intensity of the pressure on the plate decreases at this place in a measure equal to the change in angle. On the other hand, the clamping forces exerted on the neighboring contact plates increase as the angle decreases and the electrode becomes round again as a result of the difference in the clamping forces.
Figures 1, 2 and 3 show schematically different embodiments of the elements transmitting the forces of the cable on the contact plates.
In figure 1, the transmission of force and the movement of the contact plates are effected by a lever 3 which can move on the contact plate 2, is placed against the cable 4 by means of a hook. chet and is connected by another hook with the pull rod 5, while being easily detachable. So that with a constant uniform lifting force and different lever positions a constant clamping occurs on the contact plate, the developing surfaces are curved at an angle.
<Desc / Clms Page number 4>
appropriately.
In FIG. 2, a roller 7 (instead of the lever 3) is responsible, in connection with an inclined plane, to transmit the force between the cable and the contact plate.
In Fig. 3, the pressing force is exerted immediately by the cable on the contact plate 2, by the fact that the ring is pulled uniformly in corrugations between the plates. Since the tensile forces of the cable attack the bearing surface of the plate at an angle, a component of force in the direction of the axis of the electrode results which can be selected at will. In this case, however, the traction rods 5 are connected directly with the cable 4 between the contact plates.
This embodiment represents a particular technical progress since it thus facilitates the production of a plunging mount for the electrode. As can be seen from the figure, the new electrode mount requires only a small space in comparison with the embodiments in use until now.
Figures 4 to 9 show the possibilities of using the new electrode holder for the different electrode shapes. Figure 4 shows a frame for a square section electrode, Figure 5 for a hexagonal section electrode, Figures 6 and 7 for a Tonde section electrode, Figure 9 for a rectangular section electrode. - lar and Figure 8, a mount for electrode package.