BE671580A - - Google Patents

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    • H05B7/00Heating by electric discharge
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Description


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  Electrode à arc non consumable. 



   La présente invention concerne des perfectionnements aux électrodes et particulièrement celles destinées aux fours à arc, l'invention se rapportant plus spécialement à une électrode non consumable perfectionnée, 
Dans les fours à arc électrique , on a couramment utilisé jusqu'ici des électrodes en carbone et en graphite, qu'il s'agisse de fours à arc électrique du type submergé, du type di- rect ou du type indirect. Dans un four à arc du type direct, la majeure partie de la puissance consommée dans le four est concen- trée dans un arc jaillissant entre l'électrode et la matière à chauffer, cette matière habituellement appelée bain de fu- 

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 sion.

   Dans un four à arc du type indirect,   l'arc   jaillit entre deux électrodes ; dans ce cas, la matière à chauffer ne consti- tue pas une des électrodes comme dans le cas du four à arc du ty- pe direct. Dans un four à arc du type submergé, l'électrode est submergée par la matière à chauffer et la chaleur   communiquée   au bain en fusion est obtenue par effet Joule ainsi que par un grand nombre de petits arcs qui jaillissent entre l'électrode et la matière à chauffer ajnsi qu'entre les particules de la matière elle-même. 



   Dans tous les cas précités, l'électrode en carbone ou en graphite est utilisée jusqu'à son oxydation, sa sublimation ou le moment où il y a réaction chimique avec la matière à chauffer, ou encore jusqu'à ce que l'électrode se brise. Les électrodes en carboné et en graphite doivent être constammant remplacées au fur et à mesure de leur consommation. Les temps   d'arrêt du   four nécessaires pour recharger les électrodes, glisser les électro- des dans   leursporte-électrcdes   ou pour enlever des parties d'électrode brisées dans le four, peuvent représenter une perte de production considérable que l'on estime constituer 2 à   3 %   du temps de fonctionnement. 



   Dans son brevet de même date intitulé "Four à arc électriques et électrode non consumable pour ce   fpur",   la   Deman-     deresse   décrit une électrode non consumable permettant de supprimer la plus grande partie des frais, du temps d'arrêt et des difficultés de fonctionnement qui accompagnent   l'utilisation   d'électrodes en carbone et en graphite se consumant au fur et à mesure de la marche . du four.

   L'électrode non consumable décrite dans ce brevet de même   date comprend une face d'électrode annulaire refroidie à l'eau qui   constitue une surface d'arc, un support se composant au moins en par- tie d'une matière conductrice de l'électricité et électriquement 

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 connectée à la face d'électrode, le support comprenant des con- duits ou passages pour amener un fluide de refroidissement jus- qu'à la face d'électrode et pour évacuer le fluide de cette face d'électrode, la partie conductrice du support étant reliée à une source de potentiel de manière à produire un arc prenant naissan- ce sur la face d'électrode, ainsi qu'une bobine inductrice dispo- sée dans le voisinage de la face d'électrode,

   cette bobine induc- trice étant alimentée et créant un champ maghétique à hauteur de la surface d'arc de la face d'électrode, ce champ magnétique forçant l'arc à se déplacer sans interruption autour de la surfa- ce d'arc annulaire de la face d'électrode. Une pièce de forme allongée,en uhe matière fortement refractaire comme de la   cérami-   que,fait partie du support et enferme le reste du support de ma- nière à protéger celui-ci contre la chaleur de rayonnement et'de con- vection provenant de l'arc et des gaz, ainsi qu'un moyen d'obturation,      ou bouchon construit en une matière fortement réfractaire comme de la céramique qui obture le vide central de la face d'électro-      de annulaire.      



   La présente invention représente un progrès sur l'é-      lectrode non consumable décrite dans le brevet précité et comporte de n o m b r e u s e particularités nouvelles et originales. Le support de la présente invention est de forme tubulaire et comprend des manchons coaxiaux de dia- mètres différents délimitant des conduits annulaires pour le pas- sage d'un fluide. Un manchon extérieur, de préférence en acier, donne une résistance mécanique maximum à l'ensemble, et un manchon céraminue ext4rieur au manchon en acier constitue un écran contre la,      chaleur ou'écran thermique.

   La présente invention procure un disposi- tif à conduits nouveau et original constituant aussi support pour la face d'électrode de manière à établir des passages pour le fluide 

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      de refroidissement vers la surface d'arc de la face d'électrode. 



  La bobine inductrice est montée de façon que les lignes de force magnétiquéssuivent le contour de la surface d'arc. Le support de la bobine est construit, de préférence, en une matière magnéti- que qui diminue la reluctance du circuit magnétique. Dans cer- taines formes d'exécution, un bouchon refroidi à l'eau obture le vide central de la face d'électrode annulaire. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, une partie de la face d'électro- de est recouverte d'un écran thermique. 



   L'invention a pour but principal de procurer une' électrode non consumable perfectionnée destinée à un four à arc. 



   L'invention a aussi pour buts de procurer : une électrode nouvelle et perfectionnée qui ne se consume pas pen- dans la marche du four à arc et comporte un écran thermique nouveau et perfectionné, une électrode nouvelle et perfectionnée dont l'arc se déplace sur la surface de l'électrode sous l'action d'un champ magnétique produit à hauteur de la surface d'arc de l'électrode et dont les lignes de force épousent le contour de la surface d'arc, une électrode non consumable nouvelle et perfectionnée dont la sur- face d'arc soit refroidie à l'eau d'une manière perfectionnée. 



   Ces buts ainsi que d'autres buts de l'invention res- sortiront clairement de la description donnée ci-après avec réfé- rence aux dessins annexés, dans lesquels : 
Les figures lA et 1B réunies constituent une vue en coupe d'une électrode suivant la présente invention. 



   La figure 2 est une vue en bout ou en plan de l'é- lectrode de la figure 1. 



   La figure 3 est une vue en coupe d'une électrode ayant 

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 une partie centrale refroidie par fluide'et constituant une forme d'exécution supplémentaire et préférée de l'invention. 



   La figure 4 est une vue d'une face d'électrode selon une troisième forme d'exécution de l'invention. 



   La figure 5 est une vue fragmentaire de la partie centrale d'une électrode constituant une modification de l'appa- reil de la figure 3, et 
La figure 6 est une vue d'une électrode à partie cen- trale rentrée constituant une autre forme d'exécution de l'inven- tion. 



   Sur les différentes figures, les mêmes éléments por- tent les mêmes références. La figure 1 représente un long tube 10 de préférence en acier ou en un autre métal comportant, à cha- que extrémité, des parties 11 et 12 à plus grand diamètre inté- rieur de manière à constituer des épaulements 13 et   14.   Comme celà ressortira ci-après, ces épaulements sont prévus pour déter- miner exactement la position du tube par rapport à d'autres par- ties de l'électrode. Dans la description   ci-aprs,   la partie de l'électrode où l'arc prend naissance est appelée face d'électrode, cette partie se trouvant au bas de l'électrode.

   L'extrémité su- périeure de celle-ci consiste en un bloc ou tête 15 en métal dont une partie de la paroi extérieure 16 vient s'engager sans jeu im- portant dans le tube 10 précité, La surface inférieure du bloc 
15 peut venir s'appliquer contre l'épaulement précité 13, et l'ex- trémité ad.jacente du tube   10   peut aussi venir s'appliquer contre l'épaulement 17 de la tête 15. Comme le dessin le montre, le bloc ou tête 15 n'est pas cylindrique mais approximativement rec- tangulaire, de sorte que des parties du vide 73 séparant le tube 
10 d'un manchon coaxial intérieur 21 décrit ci-après sont ouver-   tes à l'atmosphère à l'extrémité supérieure de l'électrode, ce   

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 qui permet une ventilation et donne aussi la place pour introduire les connexions de la bobine inductrice.

   Un conduit axial ou ver- tical 18 pratiqué dans la tête 15, a une partie 19 qui est taraudée et qui vient se visser sur l'extrémité filetée du   nanchon   métal- lique 21, celui-ci étant en cuivre de préférence. Corme celà est décrit ci-après, grâce au vissage de la partie 19 sur le man- chon 21,-celui-ci attache la tête 15 à l'électrode proprement-di- te et constitue aussi un moyen efficace pour le passage du .courant. 



  Une gorge angulaire 22 (voir figure lA) pratiquée dans la tête 15 contient un joint d'éanchéité torique 23. 



   Une chambre annulaire 24 est prévue à l'intérieur de la tête 15 et communique avec un conduit annulaire 32 situé entre le manchon 21 et un manchon de plus petit diamètre 31 coaxial par rapport au premier, la chambre   24   étant pourvue d'une admis-' sion   d'eau   25 dont la paroi   26,   si on le désire, est filetée com- me représenté. Comme le dessin le montre, le conduit axial pré- cité 18 comporte, en 30, une partie de plus petit diamètre inté- rieur, de manière à déterminer un épaulement 27. Le conduit 18 communique avec une évacuation d'eau 28 dont la paroi intérieure 29 est partiellement taraudée.

   L'extrémité supérieure du manchon métallique 31 précité vient se loger sans jeu important dans le conduit 18 et son extrémité vient s'appliquer contre l'épaulement 
27 précité du manchon 31 constituant le conduit 41 tandis que ce manchon 31 délimite, avec le manchon 21 précité, le conduit annulaire précité 32 laissant passer l'eau de refroidissement vers la face d'électrode. Cornue le dessjn le montre, une gorge annulaire 33 pratiquée près de l'extrémité supérieure du manchon 
31, contient un joint d'étanchéité torique 34. Le conduit 41 sert à évacuer le fluide de refroidissement provenant de la face d'élec- trode vers 1'évacuation d'eau 28. 

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   L'autre extrémité ou .extrémité inférieure du manchon métallique 21 est fileter en 36 sur sa paroi extérieure de manière à venir se visser dans le support 37 de forme générale cylin- drique dont la paroi intérieure est taraudée ; ce support 37 sert à porter la bobine inductrice.et la face d'électrode et 'constitue aussi un.dispositif à conduits pour le'fluide ainsi qu'un circuit magnétique aux endroits où ce support est,en une matière   magnéti-   que. Le support 37 de la bobine et de la face d'électrode est pourvu, sur' sa paroi extérieure, d'une.gorge peu profonde 38, de .grands trous disposés périphériquement faisant communiquer la gor- ge 38 avec l'intérieur du support cylindrique 37.

   Un de ces   trou-s   est représenté en 39, les différents trous donnant dans le conduit annulaire 32 précité de façon que l'eau s'écoule du con- duit annulaire 32, par les trous transversaux ou passages 39, dans l'espace vide constitué par la gorge 38. 



   La surface extérieure du support 37 est entourée d'un manchon métallique.100. Ce support 37 a aussi, sur sa hau-   teur. médiane,   un diamètre extérieur légèrement plus petit afin de délimiter un conduit annulaire   40,entre   la paroi intérieure du manchon 100 et la paroi extérieure du support 37, par lequel l'eau peut atteindre la face de l'électrode, comme celà est décrit   ci    après. Une gorge annulaire 42 pratiquée dans le support 37 con- tient un joint d'étanchéité torique 43 tandis Qu'une gorge annu- laire 59 contient un joint torique 60. Le support cylindrique 37 comporte aussi, sur sa paroi intérieure, l'épaulement   44   contre lequel vient s'appliquer l'extrémité adjacente du manchon 21. 



  Une partie de la paroi intérieure du support 37 est taraudée en , 46 et vient se visser sur la paroi extérieure filetée d'un dispo- sitif à conduit pour fluide portant la référence générale   48   et pourvu d'une vis de maintien 49 dont le rôle est exposé ci-après. 

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   Le dispositif 48 comprend un conduit axial 51 dont une partie a un diamètre intérieur plus petit de manière à définir un épaule- ment 52 contre lequel vient s'appliquer l'extrémité adjacente du manchon 31 précité. Le dispositif   48   est pourvu, sur sa paroi extérieure,d'une gorge annulaire large et peu profonde 53 ainsi que de trous transversaux espacés périphériquement, un de ces trous étant représenté en 53. La paroi extérieure 55 est écartée de la paroi intérieure du support 37 de manière à délimiter un conduit annulaire 56.

   Comme   celà   est décrit en détail ci-après, l'eau pénétrant par l'admission d'eau 25 descend par le conduit 32, tra- verse les passages 39 de manière   à   atteindre la gorge annulaire 
38 et de là le conduit annulaire   40,   l'eau atteignant finalement le pourtour d'un circuit de refroidissement voisin de la face d'é- lectrode.   Comme   le dessin le montre, le dispositif à conduits de fluide   48   comporte une gorge annulaire 57 sur sa paroi inté- rieure, cette gorge contenant un joint d'étanchéité torique 58 entre la paroi du dispositif   48   et la paroi extérieure du manchon 
31. 



   Le support 37 de la bobine inductrice et de la face d'électrode comporte de petits rebords annulaires sur sa paroi in- térieure et sur sa paroi extérieure de manière à définir un   épaule- '   ment 61 sur sa paroi intérieure et un épaulement 62 sur sa paroi ex- térieure. Un manchon   64   de forme générale annulaire et monté sur l'extrémité inférieure du support 37 comprend des parties de paroi cylindriques 67 et 83 qui sont radialement espacées et con- centriques, le manchon   64   se terminant par une partie d'extrémité annulaire 89 dont la face extérieure est courbe et la face inté- rieure 70 plane.

   La partie de paroi extérieure 83 vient s'appli- quer, à son extrémité supérieure, contre l'épaulement 62, tandis que l'extrémité supérieure de la partie,de paroi intérieure 67 vient 

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 s'appliquer contre l'épaulement 61. En outre, le support   37'com-   porte, sur sa surface cylindrique extérieure, une gorge annulaire 
65 contenant un joint torique 66 tandis que sa surface intérieure comporte une gorge annulaire 68 contenant un joint torique 69. 



   Comme précité, l'extrémité du manchon 64 comporte une partie cons-   tituant   en substance une surface annulaire plate 70, et le vide annulaire du manchon   64   compris entre la surface 70 et la surface plane intérieure 63 du support 37 est occupée par une bobine in- ductrice 71 entourée d'une gaine de protection 72 en une matière électriquement isolante, de la céramique par exemple. 



   De préférence, la bobine 71 est constituée par un tu- be de cuivre creux enroulé parallèlement à la face de l'électrode, les différentes   spi@ss   étant isolées les unes des autres. De l'eau de refroidissement-circule à l'intérieur des spires de ma-   nière   à évacuer la chaleur régnant à l'intérieur de la bobine. 



   Une telle forme d'exécution est représentée à la figure 6 et est décrite en détail ci-après. 



   Deux conducteurs isolés 121 et 122 (voir figure 2) servant à alimenter la bobine 71 partent de la gaine 72 et traver- sent un conduit axial ou longitudinal 124 du support 37 pour at- teindre l'espace ou chambre 73 délimitée entre le tube 10 et le manchon 21 précité. De là,les conducteurs vont vers des bornes qui peuvent comporter des moyens de connexion refroidis à l'eau et se trouvant dans le voisinage de la tête 15 tout en étant iso- lés de celle-ci, les conducteurs électriques 121 et 122 allant vers la bobine inductrice étant représentés creux. 



   Le support 37 et le manchon   64.réunis   peuvent être considérés comme un dispositif général de canalisation du fluide. 



   Le dispositif à conduits pour fluide précité portant la référence générale 48 est pourvu, à son extrémité inférieure, 

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 d'une bague ou rebord annulaire 75 formant prolongement sxial tan- dis qu'un dispositif de retenue 76 comportant une gorge annulai- re 77 contenant un joint torique 76 est'monte dans l'espace vide délimité par le rebord 75. Le dispositif de retenue 76 est per- ce d'un alésage axial 79 dans lequel pénètre la partie filetée du boulon   49   précité.

   La tête 81 du boulon   49   vient s'appliquer contre un épaulement 80 du dispositif de retenue 76 de manière à bien fixer en place le dispositif de retenue 76 par rapport au dispositif à   conduits 48.   Le dispositif de retenue 76 peut aussi être construit en une matière magnétique de manière à encore ré- duire la reluctance du circuit magnétique. Un ressort à boudin 
82 entoure la tête 81 du boulon   49,   l'extrémité supérieure du res- sort venant s'appliquer contre la surface d'épaulement 80 du dis- positif de retenue   '76,   tandis que   l'extrémité   inférieure du res- sort vient s'appliquer contre un bouchon 84 construit en une ma- tière fortement réfractaire, comme de la céramique.

   Le bouchon 
84 comporte une partie d'extrémité 85 ayant un diamètre exté- rieur plus petit de manière à délimiter une gorge dans laquelle vient se loger une partie d'une bague de maintien 86 faite en . céramique ou en une autre matière fortement réfractaire. 



   L'extrémité inférieure du dispositif de retenue 76 a un diamètre extérieur réduit et est filetée en 87, un joint to-   rique   88 étant prévu pour faire scellement avec une face d'élec- trode de forme générale annulaire ou cylindrique portant la référence 90. La surface extérieure de la paroi cylindrique in- térieure de la face d'électrode 90 est filetée en 91 et vient se visser sur la partie filetée 87 du dispositif de retenue 76, la surface extérieure de la paroi cylindrique extérieure de la face d'électrode 90'étant aussi filetée en 92 pour des raisons exposées ci-après. La tête 93, qui constitue la surface d'arc, est déli- 

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 mitée latéralement par des parois annulaires 94 et 95.

   On peut constater que, lorsque la face d'électrode portant la référence générale 90 est vissée en place comme représentée il reste des conduits de forme annulaire ou cylindrique 96 et 98 entre les pa- rois du manchon 64 et les parois adjacentes de la face d'électro- de 90. A l'extrémité avant ou inférieure de la face d'électrode 90, il y a aussi un passage 97 pour le fluide directenent à l'ar- rière de la surface d'arc.

   Ces conduits 96,97 et 98 complètent un circuit de circulation pour un fluide de refroidissement par- tant de l'admission d'eau 25 et aboutissant à l'évacuation d'eau 28, ce circuit passant par : l'admission 25, le conduit descendant 32, les trous transversaux 39, la   gor 1   38, le conduit annulaire 40, le conduit annulaire 98, le conduit incurvé 97, le conduit annulaire 98, le conduit annulaire 58, la gorge 53, les trous trans- versaux 54, le conduit 41 et l'évacuation d'eau 28. 



   Comme précité, la paroi intérieure du tube 10 est pourvue d'un épaulement 14 à son extrémité inférieure 12. Le long manchon métallique 100 ayant une.partie à plus grand diamè- tre extérieur 101 à son extrémité inférieure glisse contre la pa- roi intérieure de la partie à diamètre intérieur plus petit 12 du tube 10 et vient s'appliquer contre l'épaulement   14.   Une ba- gue 102 ayant un rebord 103 et une partie filetée 104 est disposée dans le voisinage de la paroi extérieure du manchon métallique 100. 



  La partie filetée extérieure 104 vient se visser sur la partie fi- letée 107 de la paroi intérieure de l'extrémité d'une bague sup- plémentaire 106. L'autre extrémité de la bague 106 est aussi fi- letée en 108. La partie filetée 108 vient se visser sur la par- tie filetée 92 de la face d'électrode 90. La bague 106 comporte des gorges annulaires 109 et 110 contenant des joints toriques respectifs 111 et 112 servant de scellement entre les gorges annu- 

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 laires et la partie à plus grand diamètre 101 du manchon 100 ain- si que la partie de paroi extérieure de la face d'électrode   90,   Les bagues 102 et 106 peuvent aussi être en une matière magnéti- que de manière à encore réduire la reluctance du circuit magnéti- que. 



   Un manchon   119   en une matière fortement réfractaire, comme de la céramique,entoure extérieurement le tube 10, l'extré- mité inférieure du manchon 119 venant s'appliquer contre une ba- gue 118 aussi en une matière céramique fortement réfractaire. La .bague 118 vient s'appliquer contre le rebord 103. En outre, l'extrémité de la face d'électrode est entourée par une bague cé- ramique 117 ayant un épaulement 116 qui vient s'appliquer contre une surface d'extrémité de la bague 106 précitée. Les pièces en céramiqùe 119, 118 et 117, la bague céramique 86 et le bouchon cé-   ramique     84   constituent un,écran thermique pour les parties de l'é- lectrode qui sont le plus directement exposées au rayonnement pro- pre de l'arc, au rayonnement des gaz incandescents et à la chaleur transmise par convection.

   On peut constater que toute la surfa- ce d'électrode annulaire de la tête 93 est refroidie à l'eau. La bobine inductrice 71 est alimentée de telle façon, par exemple en courant continu , que l'arc se déplace de façon ininterrompue le long d'une trajectoire circulaire faisant le tour'de la surface annulaire ou circulaire de la face d'électrode 90. Les lignes de force du champ magnétique 115 suivent un chemin qui épouse en sub- stance le contour de la surface d'arc du fait que le centre de la bobine inductrice se trouve en substance au centre de courbure vir- tuel de la surface   d'ara   incurvée. Afin de pouvoir représenter le champ magnétique,. il a été supposé de façon arbitraire que le support 37 est en une matière non magnétique.

   Le champ magnétique produit a une intensité suffisante pour que l'arc se déplace à une vitesse 

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 assez grande, conformément aux indications du brevet précité de la Demanderesse. 



   Le fil de connexion 35 est représenté symboliquement pour indiquer l'amenée du courant à l'électrode. 



   La figure 2 qui est une vue en bout ou en plan de l'électrode, représente en 121 et 122 les bornes précitées pour les conducteurs allant à la bobine inductrice 71. Si on le désire, un plateau à bornes (non représenté) peut être fixé sur la tête 
15, par exemple au moyen de vis se vissant dans des trous tarau- dés 125. 



   On peut considérer que l'ensemble de la face d'élec- trode comprend la face d'électrode proprement dite 90 et le man- chon 64 qui en est séparé par les conduits du fluide 96, 97 et 
98. 



   La description précédente montre que la présente in- vention procure un appareil permettant d'atteindre parfaitement les buts précités de l'invention. L'arc se -déplace dé façon ininter- rompue   suivant', une     trajectoire   circulaire sur la surface de l'élec- trode à une vitesse suffisante pour empêcher toute vaporisation notable de la matière d'électrode au ou aux points de naissance de l'arc sur la surface d'électrode ;

   conformément aux enseigne- . ments du brevet précité de la Demanderesse, le   dbit   d'eau de refroidissement de l'électrode est tel qu'on puisse main- tenir la température de la surface d'électrode suffisamment basse pour que, lorsque l'arc repasse une seconde fois au même point de la surface d'électrode, la température de ce point ne monte pas au delà de la température de fusion de la matière d'électrode pen- dant un temps suffisamment long pour provoquer une perte nota- ble de matière. 



   Il va de soi que la face d'électrode 90 et le manchon 

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 64 sont en une matière non magnétique. De préférence, le sup- port 37 est en une matière magnétique et le dispositif à conduits de fluide 48 peut aussi être en une matière magnétique. Les pièces 37 et 48 peuvent aussi être en une matière non magnétique. 



   La figure 3 représente une autre forme d'exécution de l'invention dans laquelle le bouchon céramique 84 de la figure 1B a été remplacé par une partie centrale refroidie à l'eau por- tant la référence générale 140 et obturant le vide constitué par le trou central dans la face d'électrode annulaire, la partie cen- trale refroidie à l'eau étant électriquement isolée de la surface d'arc afin d'éviter qu'un arc n'atteigne cette partie centrale.Sur la figure 3, le support 37 constituant support de la face d'électro- de et dispositif de canalisation de fluide annulaire 37' a une forme générale semblable au support correspondant 37 de la figure 1B. ' Dans l'appareil de la figure 3, l'eau ou un autre fluide de re- froidissement circule de préférence dans un sens tel qu'il pénè- tre par le conduit 32' et tort par le conduit 41'.

   A l'inté- rieur du support constituant en même temps dispositif de canalisa- tion de fluide 37' se trouve vissé en 46' un manchon annulaire de forme allongée constituant dispositif support ou de retenue portant la référence générale 128 et comportant une gorge annu- laire 129 contenant un joint d'étanchéité torique 130 entre la paroi circulaire intérieure du dispositif de retenue 128 et la pa- roi extérieure adjacente du manchon 31. Comme le dessin le mon- tre, le conduit intérieur passant par le dispositif 128 a une par- tie de paroi conique 131 de manière à constituer une partie de manchon de grande longueur et de diamètre extérieur réduit 132 constituant un prolongement faisant partie intégrante du disposi- tif 128.

   Le rebord annulaire 133 formé par la réduction du diamètre extérieur du dispositif 128 est percé de plusieurs trous 

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 axiaux périphériquement espacés, deux trous étant représentés en 134 et 135. Des distanceurs 136 et 137 constitués par des tétons en une matière dure,électriquement isolante et mécanique- ment résistante sont introduits dans les trous 134 et 135.

   La partie de la paroi extérieure du dispositif 128 en substance con- tiguëaux trous 134 et 135 est filetée en 138 et vientse visser dans la partie filetée adjacente 141 d'un manchon ou dispositif de   canali-   sation de fluide portant la référence générale 142, le manchon 142 ayant une partie 149 à plus petit diamètre intérieur de ma- nière à constituer un épaulement annulaire 163 tandis que son ex- trémité inférieure 143 de diamètre extérieur plus petit est file- tée extérieurement en 144. La partie   "iletée   144 se visse sur la partie filetée 91 de la face d'électrode.

   Comme le dessin le montre, la paroi du manchon 142 est percée de plusieurs trous radiaux périphériquement espacés, deux de ces trous à grand dia- mètre étant représentés en 147 et 148 ; ces trous laissent passer l'eau ou autre fluide de refroidissement de la manière décrite plus en détail ci-après. 



   Un chapeau 151 ayant une extrémité obturée 152 est glissé à l'intérieur du manchon 142, entre la paroi intérieure de celui-ci et le manchon 132, ceci sans toucher les deux parois puis- que le diamètre intérieur du chapeau 151 est plus grand que le diamètre extérieur du manchon 132 de manière à délimiter un con- duit 153 tandis que l'extrémité du manchon 132 s'arrête à une certaine distance de la paroi intérieure de la partie d'extrémité obturée 152 du chapeau 151 de manière à définir le conduit 154. 



  Le chapeau 151 est aussi séparé du manchon 142 par un espace an- nulaire 150. L'extrémité supérieure du chapeau 151 a une paroi de plus forte épaisseur et de diamètre extérieur plus grand 155, la surface d'extrémité supérieure du chapeau 151 venant s'appli- quer en substance contre les extrémités adjacentes des distan- 

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 ceurs isolants précités 136 et 137, ceux-ci servant à espacer de façon appropriée le chapeau   151.   



   Une gorge annulaire 158 pratiquée dans la surface extérieure de la partie de paroi 155 contient un joint torique ou un scellement semblable 159, et la paroi extérieure de la par- tie 155 a une forme telle qu'un épaulement 160 porte une bague 162 en une matière isolante venant s'appliquer contre l'épaule- ment 160 du chapeau 151 tout en s'appliquant aussi contre l'é- paulement 163 de la paroi intérieure du   manchon 142   à hauteur du changement du diamètre   intérieur.   L' extrémité inférieure du chapeau 151 est séparée de la face d'électrode par la bague iso- lante 86 qui   est-construite,de   préférence, en une matière réfrac- taire comme la céramique et est logée dans la gorge annulaire 85 de la face d'électrode 90. 



   Le chapeau 151 est électriquement neutre grâce à la présence de la bague en céramique 86 et de la bague isolante 162, des espaces annulaires 150 et 153, des distanceurs isolants 136 et 137 et du joint torique 159 en caoutchouc ou en une autre ma- tière électriquement isolante. 



   Le chapeau 151 et le manchon 152 constituent un dis- positif de canalisation laissant passer l'eau de refroidissement' sur l'extrémité obturée 152 à l'effet d'évacuer la chaleur de cette extrémité. L'eau descendant par le conduit annulaire 32' traverse les trous radiaux 39 et descend ensuite par le conduit annulaire   40 ;   de là, l'eau traverse les conduits 98,97 et 96 contournant l'arrière de la surface d'arc de la face d'électrode pour pénétrer dans le conduit annulaire 56 ; de là, l'eau traverse les trous radiaux pratiqués dans le manchon   142,   deux de ces trous étant représentés en 147 et   148.   L'eau descend ensuite par le conduit 153 entre le manchon 132 et la paroi intérieure du chapeau. 

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  151. L'eau tourne ensuite autour de l'extrémité du manchon 132 pour traverser le conduit 154 et remonte à l'intérieur du manchon 132 pour pénétrer dans le conduit   41'.   L'eau.qui lèche l'extré- mité obturée 152 du chapeau 151 permet d'évacuer facilement la chaleur à cet endroit et empêche que cette surface soit portée, j par la chaleur de convection ou de rayonnement, à une température qui entraînerait autrement la destruction de la partie centrale. 



   La figure 4 représente une autre forme d'exécution de l'invention dont les caractéristiques propres peuvent être utilisées dans l'une ou l'autre des formesd'exécution de la figu- re lB ou de la figure 3. Comm la figure 4 le montre, les deux faces latérales de la paroi extérieure de la face d'électrode annulaire portant la référence générale 90' et constituant les faces inclinées 94 et 95, sont recouvertes de revêtements en une matière fortement réfractaire 171. et 172, ces revêtements étant en céramique, si on le désire, ou en une autre matière appropriée à l'effet d'isoler thermiquement la partie de la face d'électro- de qui ne joue pas le rôle de surface d'arc, la partie de sufa- ce 175 qui constitue la surface d'arc proprement dite pour l'arc 176 n'étant pas recouverte de ce revêtement. 



   En   chosissant   de façon appropriée les dimensions de la   surface,175   laissée à nu, celle-ci peut jouer adéquatement le rôle de surface d'arc tandis que les revêtements isolants 171 et 172 diminuent les pertes de. chaleur tout en diminuant aussi le dépôt de matière provenant du bain en fusion sur la   surface d'é.-   lectrode, La distance 177 séparant les extrémités intérieures des revêtements 171 et 172 peut avoir toute longueur voulue. 



   Il va de soi que, lorsque l'électrode non consumable de la présente invention est utilisée pour faire fondre des matières paramagnétiques ou ferromagnétiques, le.champ magnétique produit 

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      par la bobine 71 (non représenté à la figure   4   pour la clarté du dessin) agit de façon à attirer la matière du bain de fusion sur l'électrode,cette matière venant se déposer sur l'électrode, Cette matière déposée peut affaiblir le champ magnétique nécessai- re pour faire tourner l'arc. Les revêtements en céramique 171 et   172   peuvent diminuer la quantité de matière déposée, ce qui constitue un avantage supplémentaire de ces revêtements. 



   L'isolement thermique de la face d'électrode provoque aussi une diminution du flux de chaleur envoyé par l'arc sur l'é- lectrode ; si on le désire, le revêtement céramique peut consis- ter en un revêtement appliqué par aspersion sur la face d'électro- de, On peut aussi utiliser d'autres moyens pour appliquer ces revêtements sur la face d'électrode. 



   Le bouchon refroidi à l'eau de la forme d'exécution de la   fig@@@   3 présente certains avantages par rapport au bouchon céramique de la forme d'exécution de la figure 1B. Dans les ap- pareils de chauffage à arc ainsi que dans les fours utilisant des électrodes non consumables, la face d'électrode est la partie qui doit véhiculer le courant d'arc et qui doit résister à l'élévation de température qui en découle. Afin de réduire au minimum l'usu- re de l'électrode, celle-ci a une forme annulaire et l'arc est.mis en rotation le long de sa surface sous l'effet d'un flux magnéti- que perpendiculaire à l'arc électrique. L'eau circulant à l'in- térieur de la face d'électrode évacue la chaleur absorbée par celle-ci.

   La partie centrale de l'électrode est exposée à des flux de chaleur extrêmement   élevez.   Toute matière isolante non céra- mique placée à cet endroit se désintégrera ou commencer? à fondre en un temps très court, et même au moins certaines céramiques se dété- rioreront ou se dégraderont après une certaine durée d'utilisation. 



   D'autre part, si la partie centrale était une pièce de métal re- 

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 froidie à l'eau se trouvant au même potentiel que l'électrode, l'arc pourrait atteindre la partie centrale plutôt que se li- miter à là surface d'électrode même. Selon la présente inven- tion, l'extrémité 152 de la partie centrale métallique refroidie à l'eau est électriquement isolée par rapport à la face d'électrode 90 afin d'éviter que l'arc ne prenne naissance sur la partie cen- trale. Ceci est obtenu par la présence des bagues 86 et 162 en céramique ou en une autre matière appropriée électriquement iso- lante. En outre, comme précité, le chapeau 151 ne touche jamais le manchon 132 et des vides supplémentaires peuvent être prévus entre la surface adjacente du chapeau 151 et les distanceurs 136 et 137.

   En isolant électriquement la partie centrale, la dean- deresse évite de devoir utiliser une partie centrale creuse et fortement rentrée. Des avantages supplémentaires résultent d'u- ne diminution de la superficie de la partie centrale, parce'qu'une plus petite partie de surface est alors exposée au rayonnement, ce qui réduit les pertes calorifiques. La partie centrale re- froidie à l'eau et électriquement isolante, conforme à l'inven- tion,permet de donner une petite superficie à cette partie cen- trale. 



   Si on le désire, la surface extérieure de l'extrémi- té 152 de la partie centrale peut être recouverte d'une matière céramique thermiquement isolante comme de l'oxyde d'aluminium ou un autre revêtement céramique approprié. Une telle solution est représentée à la figure 5 où le revêtement céramique porte la référence 166. 



   La figure 6 représente encore une autre forme d'exé- cution de l'invention qui diffère de la forme d'exécution de la figure lb en ce que la partie centrale est rentrée, en ce que le manchon ou revêtement céramique recouvrant extérieurement l'élec- 

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 trode est armé de fils sur une partie de la longueur, et   en e   qu'une chemise d'eau de refroidissement est utilisée. 



   Sur la figure 6 des manchons 200 et 201 de diamètres différents qui délimitent un conduit annulaire 202 entre eux cor- respondent respectivement aux tubes ou manchons 31 et 21 de l'é- lectrode de la figure 1. Comme précité, l'eau peut pénétrer ou sortir par le manchon 200 et, dans la forme d'exécution de la fi- gure 6, il a été supposé arbitrairement que l'eau sort par le manchon 200 et pénètre dans l'électrode par le conduit annulaire 202. Le manchon 201, qui est en cuivre, est fileté en 203 et est vissé par cette partie sur un support de face d'électrode et de bobine inductrice portant la référence générale 204, le dispo- sitif   204   correspondant au dispositif semblable 37 de la figure 1. 



  De préférence, le dispositif 204 est en une matière magnétique. 



  Une bague 205 d'un diamètre légèrement supérieur à celui du man- chon 201 de manière à définir avec celui-ci un conduit annulaire 206, est disposé au-dessus du support   204   et pose sur celui-ci, des conducteurs 207 et 208 reliés à une bobine inductrice de champ magnétique,à décrire ci-après en détail,passant par le conduit annulaire 206. La bague 205 a une partie extérieure filetée 209 qui s'engage dans l'extrémité taraudée 211 d'un manchoh 212 en mé- tal ou en une autre matière appropriée, l'extrémité inférieure 213 du manchon 212 ayant un diamètre intérieur plus grand afin de 'délimiter un espace libre pour y monter une face d'électrode por- tant la référence générale 215.

   Comme le dessin le montre, un conduit ou espace de forme cylindrique 216 est prévu entre la pa- roi intérieure du manchon 212 et la paroi extérieure du prolonge- ment inférieur du support 204, le conduit 216 servant au passage de l'eau qui y pénètre par plusieurs trous radiaux espacés percés   dqns   la paroi 'du support 204, un de ces trous radiaux étant repré- 

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 senté en 217 ; les trous 217 communiquent avec le conduit annu- laire 202. La surface extérieure du support   204   est pourvue d'une gorge annulaire 218 dans le voisinage des trous   217   pour permettre à l'eau de pénétrer librement dans le conduit cylindri- que 216. 



   La bague 205 précitée a une partie à diamètre exté- rieur plus grand 220 de manière à définir deux épaulements 221 et 222. L'extrémité inférieure d'un manchon   224   vient s'appli- quer contre l'épaulenent 221 tandis   qu'un   manchon 225 en métal ou en une autre matière appropriée est disposé à l'extérieur du manchon   224   sans le toucher à l'effet de délimiter un espace an- nulaire ou cylindrique 226.   Le-.,au   pénètre dans l'espace annu- laire 226 en passant par des admissions et des évacuations appro- priées (non représenté pour la clarté du dessina ceci constituant une chemise de refroidissement par eau pour l'électrode.

   Cette chemise refroidie à l'eau peut s'étendre en substance sur toute la longueur de l'électrode entre le support   204   et la tête de   l'élect.:ode   qui est assez semblable à la tête représentée à la figure 2 et à la figure lA. 



   L'écran thermique en céramique portant la référence 230, qui peut consister en un manchon céramique ou en un revête- ment céramique appliqué par   pistolage   ou encore en un revête- ment céramique appliqué de toute autre façon appropriée, compor- te une partie à paroi mince 231 et une partie à paroi épaisse 232. Le revêtement céramique protège l'extérieur de l'électro- de contre la chaleur de rayonnement et de convection provenant de l'arc et des gaz incandescents se trouvant dans le voisinage, la partie à paroi mince 231 s'étendant sur toute la longueur jusqu'à la face d'électrode 215 de manière à venir s'appliquer contre celle-ci, tandis que la partie à paroi plus épaisse 232 

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 comporte des fils d'armature 233.

   La partie relativement épais- se 232 peut s'étendre en substance sur toute la longueur de l'é-   lectrdde.-   
Les parois intérieure et extérieure de l'extrémi- té inférieure du support   204   ont des formes telles que deux épau-   lements   annulaires 261 et 262 soient constitués.

   Une cuvette à bobine portant la référence générale 238, construite en une   matiè-   re non magnétique et constituée par des parois latérales cylindri- ques concentriques 235, 236 et un fond annulaire 239 dont la face inférieure est incurvée comme le dessin le   raontre,   est montée sur l'extrémité inférieure du support annulaire   204.   La cuvette porte-bobine 238 contient une gaine isolante   240   construite en une résine de   polytétrafluoroéthylne   ou une autre matière appro- priée dont le fond annulaire   241   et les deux parois latérales cy- lindriques et   concentriqueµ242   et 243 constituent les parties constituantes,

   les bords supérieure des parties latérales s'ap- pliquant contre la surface inférieure 272 du support   204,   la bague distanceuse 273 immobilisant la bobine dans la position représen- tée de façon qu'elle ne puisse pas se mouvoir axialement dans le sens de la longueur de l'électrode. 



   Comme la dessin le montre,   un.conduit   annulaire 298 existe entre la paroi extérieure de la cuvette 238 et la paroi cy- lindrique intérieure de la face d'électrode 215, tandis qu'un conduit annulaire 297 à section transversale courbe est prévu entre la surface inférieure incurvée de la partie d'extrémité 239 de la cuvette porte-bobine et la partie de paroi intérieure adja- cente de la face d'électrode 215 et qu'un conduit 296 de forme générale- cylindrique est prévu entre la surface annulaire ex- térieure de la partie de paroi intérieure 236 de la cuvette porte- bobine 238 et la paroi intérieure adjacente de la face d'électrode 

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 215.

   Comme le dessin le montre, ces conduits 298, 297 et 296 communiquent avec le conduit 216 précité se trouvant entre le support 204 et le manchon 212 de manière qu'un fluide de refroi- dissement puisse suivre un chemin qui est décrit plus en détail ci-après. 



   A l'intérieur du support cylindrique 204 se trouve une partie centrale portant la référence générale   248   dont l'ex- trémité supérieure est filetée extérieurement en 251 de   Manière   à venir se visser sur la partie filetée adjacente'252 du support   204.   



  La partie centrale 248 est percée de trous radiaux périphérique- ment espacés, deux de ces trous étant représentés en   249   et 250 ; ces trous communiquent avec un conduit cylindrique 256 prévu en- tre la paroi extérieure de la partie centrale cylindrique   248   et la paroi intérieure de forme cylindrique du support   204.   Le conduit 256 communique avec le conduit précité 296. 



   L'eau ou un autre fluide de refroidissement descend par le conduit annulaire 202, traverse les trous radiaux espacés   217   percés dans le support   204,   contourne la gorge annulaire 218- pour descendre dans le conduit cylindrique 216, le conduit cylin, drique 298, faisant ensuite le tour du conduit 297 voisin de la surface d'arc de l'électrode pour traverser le conduit cylindri- que 296, pénétrer dans le conduit 256, traverser les trous radiaux dont font partie les trous   249   et 250, l'eau remontant ensuite par le conduit   246   pratiqué au milieu de la partie centrale cylin- drique 248, pour finalement sortir par le manchon 200. 



   La face d'électrode portant la référence générale 215 comprend aussi deux parties de paroi pratiquement cylindrioues ayant des diamètres différents tout en étant concentriques l'une par rapport à l'autre, ainsi qu'une partie d'extrémité inférieure pleine qui constitue la surface d'arc. La partie de paroi annu - 

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 laire intérieure de la face d'électrode 215 est filetée en 258 et se visse dans la partie filetée 257 de l'extrémité 255 de la partie centrale 248. Comme le dessin le montre, le conduit 246 de la partie centrale est obturé par la cloison pleine 254, afin d'éviter que l'eau ne pénètre dans l'extrémité de prolongement 255. 



   Près de l'extrémité inférieure de l'extrémité de pro- longement 255 se trouve une bague 266 en une matière céramique ou une autre matière fortement réfractaire, cette bague étant mainte- nue en place par la face latérale intérieure 295 en surplomb de la face d'électrode 215. La paroi extérieure de la face d'élec- trode 215 comporte aussi une partie iatérale 294 qui s'applique contre l'extrémité du revêtement céramique et contre l'extrémité adjacente du manchon métallique 212. Si on le désire, la partie latérale 294 peut être brasée à l'extrémité adjacente 213 du man- chon 212. 



   La figure 6 représente aussi une bobine inductrice 23? refroidie à l'eau, cette bobine comportant huit spires 281 et cha- que spire contenant intérieurement une canalisation pour fluide 
282. Les spires sont isolées les unes des autres par l'isolant 
283. Des conducteurs creux 207 et 208 introduisent le fluide de refroidissement dans la bobine et l'en évacuent, respective- ment. Au cours de la construction de la bobine, le fil ou tube peut être enroulé en bobine en étant déjà isolé avant le bobina- ge. On bobine ensuite le tube, on y ajoute de l'isolant supplé- mentaire et on imprègne ensuite la bobine d'une résine appropriée de façon à constituer un ensemble en substance indéformable. 



   Les conducteurs 207 et 208 de la bobine inductrice 
237, qui contiennent des canalisations pour fluide 227 et 228 res- pectivement, traversent un passage axial 271 pratiqué dans le sup- 

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 port   204.   Un isolant réfractaire approprié 270 entoure les con- ducteurs 207 et 208. Le champ magnétique créé par la bobine 237 est représenté en   244.   Afin de pouvoir représenter le champ, il a été supposé arbitrairement que le support   204   est construit en une matière magnétique. 



   En prévoyant, dans la forme d'exécution de la figure 
6, un vide 275 d'une longueur ou d'une profondeur considérable à l'arrière ou au-dessus de la bague 266 en céramique, bague qn une matière fortement réfractaire, on simplifie légèrement le problè- me de refroidissement de la partie centrale 248 et de la protec- tion de la partie intérieure métallique de l'électrode contre le rayonnement de l'arc ou la. chaleur de convection des gaz ainsi que contre'l'endommagement ou la destruction du métal de cette électrode. 



   La partie centrale rentrée   248   peut être brasée à la face d'électrode 215, ce qui permet d'omettre les parties filetées 
257 et 258. La partie centrale   248   peut aussi faire partie inté- grante de la face d'électrode 215, si on le désire. 



   En bref, l'appareil de la présente invention permet d'atteindre parfaitement les buts précités de l'invention. L'in- vention procure une surface d'arc, une bobine inductrice qui crée un champ faisant mouvoir l'arc sur la surface d'arc, des tubes mé- talliques véhiculant de l'eau de refroidissement et du courant vers la face d'électrode et servant en même temps de support, des isolants thermiques qui protègent les,parties non refroidies et limitent les pertes calorifiques vers l'électrode dans le four, tandis que des moyens sont prévus pour monter et connecter les ca- nalisations d'eau ainsi que pour connecter les alimentations de courant. 



   On remarquera que la disposition de la bobine induc- 

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 trice sur les figures   1B, 3   et 6 est telle que la forme des lignes de force magnétiques permette à celles-ci d'épouser de très près le contour de la surface d'arc de la face d'électrode, En   d'au..   tres mots, la bobine inductrice se trouve au centre de la section transversale de la face d'électrode. Ceci est très intéressant, parce qu'on obtient ainsi un champ maximum ou optimum servant à la rotation de l'arc autour de la surface d'arc annulaire. L'in- vention procure donc un champ magnétique perfectionné autour de l'électrode ainsi qu'une meilleure énergie   d'entraînement   pour l'arc. 



   Une particularité importante de l'invention réside en la construction tubulaire des éléments constituant support, conducteurs de courant et canalisations pour l'eau de refroidis- sement, Les manchons en céramique sont avantageusement assem - blés et   constituent   un écran thermique efficace pour la partie de l'électrode que l'on ne désire pas exposer à la chaleur de ra- yonnement et de convection de l'arc. Le tube ou manchon 10 peut être en acier, et ce tube constitue à la fois une protection pour les conducteurs de la bobine inductrice et un support mécanique. 



  Le manchon ou tube 21 maintient en place les autres éléments tu- bulaires et, comme il est construit en cuivre, il véhicule la ma- jeure partie du courant allant vers l'électrode. 



   L'électrode de la présente invention est pourvue d'un isolement thermique efficace. Les pertes calorifiques dans la face de l'électrode et dans l'électrode entière sont réduites au minimum, ce qui permet d'augmenter le rendement de travail de l'électrode. Ceci est atteint en premier lieu en entourant l'en- semble de l'électrode d'un ou de plusieurs manchons cylindriques en céramique. Le second moyen utilisé est un bouchon en cérami- que ou refroidi à l'eau. 

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   Si on le désire, l'ensemble de l'électrode peut ê- tre pourvu de protubérances métalliques et de la céramique tassée peut y être appliquée. Si on le désire, un support pour la céra- mique tassée peut être constitué par des trous pratiqués dans au moins certains éléments de l'ensemble. Un revêtement en cérami-   que tassée offre certains avantages ; desdommages possibles dus   aux chocs subis par l'électrode au moment de la charge du four se localiseront et se répareront facilement entre les opérations de chauffe. 



   Comme précité, dans une forme d'exécution décrite, on utilise un isolant thermique sur des parties de la face d'élec- trode pour diminuer le flux de chaleu- dirigé par l'arc et le bain en fusion sur 'l'électrode. 



   Un autre avantage de l'appareil de la présente inven- tion réside en ce que la face d'électrode portant la référence générale 90 peut se remplacer facilement. Ceci est dû à l'uti-   lisation   d'une vis de maintien 81 (voir figure   1)   et d'un man- chon 76. Lorsque ces deux éléments sont enlevés, on peut aisé- ment enlever la face d'électrode sans déranger la bobine induc- trice ni sa gaine. On peut aussi rendre les faces d'électrode des figures 3 et.6 aisément amovibles. Dans certaines applica- tions de chauffage à arc, il. peut être très intéressant de rendre l'électrode aisément amovible, puisque.l'électrode peut s'en- . dommager du fait qu'elle vient en contact avec les matières que l'on charge dans le four ou encore parce qu'elle est normale- ment usée. 



   L'électrode de la présente invention prise dans son ensemble se caractérise par les particularités et les éléments décrits ci-dessus et, en outre, cette électrode présente en bref les avantages suivants ; 

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 (1) Isolation thermique afin de limiter les pertes calorifiques. 



   (2) Face d'électrode amovible que l'on peut   aiaément   et rapide- ment enlever. 



   (3) Système de canalisations d'eau très économique avec circu- lation transitoire de la vapeur et de l'eau dans un sens perpendiculaire à l'arc et au sens de déplacement de l'arc. 



   (4) Structure relativement rigide de tubes métalliques pouvant résister à une manipulation brutale et de forme simple et économique. 



   (5) Simplicité générale du système, électrode compacte et aisé- ment adaptable. 



   (6) Convient particulièrement bien pour le domaine des fours à arc électriques et, dans ce cas en particulier, les par- ticularités suivantes sont à signaler : (a) profil permettant de   lim@ter   les explosions de gaz chauds sur les côtés du four, ce qui réduit la corro- sion des parois et les pertes calorifiques. 



   (b) refroidissement et circulation de l'arc sur l'électro- de à l'effet d'éviter l'érosion de la matière d'élec- trode. 



   (7) Utilisation d'une bobine inductrice refroidie à l'eau ce qui permet de réduire au minimum l'encombrement requis pour une bobine inductrice ayant un nombre déterminé d'am- pères-tours ; ceci permet de loger la bobine inductrice a l'intérieur de la pointe de l'électrode de manière à utiliser les lignes'de force d'une manière optimum. 



   Quoique la description précédente   concernu   des électrodes utilisées dans un four à arc, il va de soi que   l'élec-   trode de la présente invention peut aussi être utilisée dans un appareil de chauffage à arc ou dans un générateur de plasma, si on le désire. 



   Si on le désire, d'autres fluides appropriés que l'eau peuvent être utilisés pour le refroidissement. 



   Les électrodes de la présente invention sont en sub- stance non,consumables et ont une durée de vie supérieure de nom- breux ordres de grandeur à la durée de vie des électrodes en car- bone ou en graphite actuellement généralement utilisées. 



   Il va de soi que la bobine inductrice refroidie à 

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 l'eau qui a été représentée à la figure 6 peut aussi être utili- sée dans les formes d'exécution des figures 1 et 3.      



     L'expression   "surface d'une autre polarité" qui est utilisée dans les revendications annexées, désigne aussi bien le bain en fusion qu'une autre électrode ou une autre surface d'arc, et concerne des arcs formés aussi bien par une électrode alimentée en courant continu que par une élec- trode alimentée en courant alternatif. 



   La chemise de refroidissement par fluide de la forme d'exécution représentée à la figure 6 peut aussi être utilisée dans les appareils des figures 1 et 3. 



   L'électrode peut être utilisée tout aussi aisément dans une position verticale que dans une position horizontale ou i toute autre position inclinée.      



   L'électrode peut être utilisée en combinaison avec d'autres électrodes comme, par exemple, dans le cas de trois é-   lectrodes   alimentées dans un four à arc par du courant triphasé. 



   L'expression "conducteur" utilisée ici et dans les revendications annexées, désigne une conductibilité électrique, si elle est utilisée   telleauelle.   



   Le fait de passer de supports37 et   204   en une matière non magnétique à des supports en une matière magnétique peut avoir pour conséquence d'augmenter de l'ordre de 10 % l'intensité du champ magnétique à hauteur de la surface d'arc. 



   Quoique des formes d'exécution déterminées de l'in- vention donnant des résultats satisfaisants aient été représentées et décrites, il va de soi que des modifications peuvent y être ap- portées et que des solutions équivalentes peuvent y être substituées sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS.
    1. Electrode à arc non consumable comprenant une face d'électro- de en une matière conductrice non magnétique et constituant une surface d'arc, un générateur de champ magnétique disposé dans le voisinage de la surface d'arc de la face d'électrode, la face d'électrode ayant au moins intérieurement un conduit pour le passage d'un fluide de refroidissement près de la sur- face d'arc, une structure tubulaire construite au moins par- tiellement en une matière conductrice portant le générateur de champ magnétique et la face d'électrode et faisant connexion électrique avec cette face d'électrode,
    la structure tubulaire comprenant un moyen établissant plusieurs conduits parmi les- quels au moins un conduit annulaire pour faire circuler un flui- de de refroidissement jusqu'au conduit se trouvant à l'inté- rieur de la face d'électrode et pour évacuer ce fluide du con- duit se trouvant à l'intérieur de la face d'électrode, la par- tie conductrice de la structure tubulaire pouvant être connec- tée à une source de potentiel électrique afin de faire prendre naissance à un arc sur la surface d'arc de la face d'électro- de, le champ magnétique faisant circuler l'arc en substance de façon Ininterrompue sur la surface d'arc, et un isolant thermi- que entourant au moins l'extérieur d'au moins la partie de la structure tubulaire voisine de la face d'électrode.
    2. Electrode suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la structure tubulaire comprend un premier manchon constituant conduit et un deuxième manchon entourant coaxialement le pre- mier manchon, au moins un de ces deux premiers tranchons étant en une matière conductrice et le deuxième manchon ayant un dia- mètre plus grand et délimitant un conduit annulaire supplémen- <Desc/Clms Page number 31> taire entre le deuxième manchon et le premier manchon, une tê- te d'électrode étant disposée à une extrémité de la structure tubulaire et contenant une admission de fluide et une évacua- tion de fluide communiquant sélectivement avec le conduit cons- titué par le premier manchon et le conduit annulaire supplémen- taire situé entre le premier et le deuxième manchon ,
    et en ce que la face d'électrode consiste en une pièce annulaire montée à l'autre extrémité de la structure tubulaire et fonctionnelle- ment reliée à l'admission et à l'évacuation du fluide par l'in- termédiaire du conduit cité en premier lieu et du conduit sup- plémentaire.
    3. Electrode suivant la revendicatior 2, caractérisée en ce que la face d'électrode annulaire comporte une gorge annulaire axiale, des passages de fluide cylindriouespénétrant au moins par- tiellement dans la gorge annulaire de la face d'électrode, et des moyens pour fixer la face d'électrode à la structure tubu- laire de façon que cette face d'électrode soit écartée des passages cylindriques pour fluide de manière à établir des con- duits supplémentaires entre les parois des passages cylindri- ques pour fluide et les parois de la gorge pratiquée dans la face d'électrode, les conduits cités en dernier lieu communi- quant avec les conduits formés par le premier et le deuxième manchon, et permettant à un fluide de refroidissement de circu- ler autour des parois de la gorge dans la face d'électrode.
    4. Electrode suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la face d'électrode annulaire est attachée par vissage à la structure tubulaire et peut en être enlevée facilement.
    5. Electrode suivant une quelconouo des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face d'électrode est faite en cuivre. <Desc/Clms Page number 32>
    6. Electrode suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la face d'électrode annulaire a une sur- face d'arc incurvée et est creuse au moins pour la partie ad- jacente à la surface d'arc, et en ce que le générateur de champ magnétique consiste en une bobine logée au moins partiellement dans le creux de la face d'électrode.
    7. Electrode suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la bobine inductrice est logée en substance au centre du rayon de courbure de la surface d'arc jncurvée de manière à établir un champ magnétique dont les lignes de force magnétiques épou- sent en substance le contour de @ surface d'arc de la face d'électrode.
    8. Electrode suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que la face d'électrode annulaire porte un revêtement en une matière fortement réfractaire disposée sur au moins une partie de la surface de sa paroi latérale exté- rieure ainsi qu'un revêtement en une matière fortement réfrac- taire disposée sur au moins une partie de la surface de sa pa- roi latérale intérieure, la face d'électrode ayant au moins une partie annulaire sans revêtement d'une largeur importante constituant la surface d'arc et disposée entre les deux par- ties à revêtement, l'arc prenant naissance sur l'électrode à hauteur de la partie sans revêtement.
    9. Electrode suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un écran et/ou moyen de refroidissement disposé en substance dans le vide central de la f ace d'électrode annulaire à l'effet d'empêcher que la cha- leur ne passe à l'intérieur de la structure tubulaire en tra- versant cette ouverture centrale, et un manchon en une matière fortement réfractaire qui enfouie au moins une partie de la sur- <Desc/Clms Page number 33> face extérieure de la structure tubulaire.
    10. Electrode suivant la revendication 9, caractérisée en ce que l'écran précité consiste en un bouchon construit en une ma- tière fortement réfractaire monté dans l'ouverture centrale de la face d'électrode annulaire.
    11. Electrode suivant la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend une bague de retenue amovible construite en une matière fortement réfractaire et servant à maintenir le bouchon en place, ainsi qu'un ressort repoussant normalement le bouchon contre la bague de retenue.
    12. Electrode suivant les revendications 3 et 9, caractérisée en ce que cet écran ou moyen de refroidissement comprend un cha- peau ayant une partie de paroi cylindrique logée dans le dis- positif à passages de fluide et s'étendant en substance jus- qu'à l'ouverture centrale de la face d'électrode annulaire, l'extrémité du chapeau voisine de la surface d'arc de la face d'électrode étant obturée, ainsi qu'un manchon supplémentaire ayant un diamètre plus petit que celui de la paroi du chapeau et logé à l'intérieur du chapeau coaxialement par rapport à celui-ci de manière à constituer un conduit annulaire entre la surface extérieure du manchon supplémentaire et la paroi du chapeau, ce conduit annulaire communiquant avec un des con- duits de fluide du dispositif à passages de fluide,
    le fluide traversant aussi le manchon supplémentaire dont l'ex- trémité inférieure communique avec un des conduits de flui- de de la structure tubulaire.
    13. Electrode suivant la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend un revêtement en une matière fortement réfrac- taire sur la surface extérieure de l'extrémité obturée du chapeau. <Desc/Clms Page number 34>
    14. Electrode suivant la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen isolant électriquement le chapeau par rapport au reste de l'électrode.
    15. Electrode suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie centrale logée à l'intérieur du dispositif à passages de fluide et consti- tuant un'conduit entre la paroi intérieure de ce dispositif à passages cylindrique et la paroi extérieure de la partie cen- trale, cette partie centrale étant percée de passages radiaux permettant la circulation du fluide entre le conduit et l'in- térieur de la partie centrale, cette partie centrale commu- niquant avec le conduit d'évacuation du fluide venant de la face d'électrode, un Moyen obturant l'extrémité de la partie centrale, et une bague en une matière fortement réfractaire qui est montée à l'extrémité de la partie centrale.
    16. Elect, de suivant l'une quelconque des revenciations précéden- tes, caractérisée en ce qu'elle comprend une chemise refroidie par un fluide qui s'étend sur au moins une grande partie de la surface extérieure de l'électrode, cette chemise de refroi - dissernent comportant un revêtement en une matière fortement réfractaire qui s'étend en substance sur toute la hauteur de l'électrode entre la face d'électrode et la partie supérieure de celle-ci.
    17. Electrode suivant la revendication 16, caractérisée en ce qu'elle comprend des fils d'armature qui sont noyés dans le revêtement en matière fortement réfractaire.
    18. Electrode suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la bobine inductrice est refroidie par un fluide.
    19. Electrode suivant la revendication 18, caractérisée en ce que la bobine inductrice consiste en un conducteur creux qui est <Desc/Clms Page number 35> pourvu d'un conducteur creux d'amenée de courant permettnnt la circulation d'unfluide de refroidissement de et vers la bobine inductrice..
    20. Electrode à arc non consumable, en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés et comme repré- senté sur ces dessins.
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