Procédé de chauffage électrique, notamment pour fondre des substances dont le point de fusion est élevé, et dispositif pour sa mise en oeuvre. La présente invention, due à. MM. Henri George et Gaston Delpech, comprend un pro cédé de chauffage électrique, notamment pour fondre des. substances dont le point de fusion est élevé, et un dispositif pour la mise en aeuvre de ce procédé.
Le procédé suivant l'invention est caracté risé en ce que l'on utilise -comme agent de chauffage au moins un résistor en carbone que l'on dispose de telle façon qu'il n'y ait aucun contact ni avec la. substance à chauf fer, ni avec les parois de l'enceinte de chauf fage, et en ce qu'on déplace la, substance à chauffer en regard du résistor et dans une direction pratiquement perpendiculaire à sa longueur, c'est-à-dire normale à la direction du courant qui le parcourt, en vue d'obtenir une répartition sensiblement égale de la cha leur sur tous les points de ladite substance.
Le dispositif pour la mise en aeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un résistor en carbone disposé de telle façon, dans: une, enceinte de chauffage, qu'il n'ait aucun contact ni avec les parois ,de cette enceinte, ni avec la substance à chauffer, et en ce qu'il comporte des moyens pour -déplacer la substance à chauffer en, re gard du résistor, dans une direction prati quement perpendiculaire à, sa longueur, c'est- à,-dire normale à.
la direction du courant qui le parcourt, en vue. d'obtenir une répartition sensiblement égale .de la chaleur sur tous les points -de ladite substance.
Le résistor est -de préférence construit en graphite, qui admet une densité de cou rant très élevée et peut ainsi être porté à une très haute température.
Le -dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution du dispositif selon l'invention.
Les fig. 1 et 2 montrent, l'une en coupe transversale, l'autre en coupe longitudinale, une première forme d'exécution servant à la fabrication de plaques. ,de silice fondue; dans ce dispositif, la résistor est situé au-dessus de la substance à traiter; La fig. .3 est une coupe longitudinale d'une variante, dans laquelle la plaque obte nue par le résistor précédent est ramollie par l'action .d'un second résistor situé au-dessous d'elle, puis ensuite moulée;
Les. fig. 4 et 5 représentent l'une la coupe axiale, l'autre la coupe transversale d'une -deuxième forme -d'exécution sous forme d'un four tournant à, axe horizontal pour la fusion -des métaux, du verre et d'autres substances pouvant être amenées par la chaleur à. l'état liquide; Les fig. 6 et 7 représentent l'une la coupe axiale, l'autre la coupe transversale d'une troisième forme d'exécution sous forme d'un four tournant à axe horizontal pour la fabri cation de corps tubulaires.
La. fig. 8 représente la coupe verticale d'une quatrième forme d'exécution qui est un four tournant à. axe vertical pour la fabrica- li.on d'articles creux ayant une forme île ré volution, tels que les creusets, et la fig. 9 montre un détail -de ce type de four.
Les. dispositifs représentés aux fig. 1 à 7 comprennent un résistor constitué par une tige droite 1, en carbone ou en graphite, dont les extrémités sont logées,dans des manchons 2 portés par des plateaux mobiles, 3, égale ment en carbone. Ces plateaux sont fixés dans des cadres métalliques 4, qui sont reliés aux bornes d'une source,de courant électrique non représentée.
Dans les fi-. 8 et 9, le résistor est une tige coudée l' dont les: extrémités 2' et 2" sont serrées entre deux demi-disques 3' et 3" en carbone, l'une de ces extrémités étant en contact avec l'un des demi-disques et isolée de l'autre par le moyen .de cales isolantes 5' et 5". Ces demi-disques sont fixés dans des demi-cadres 4' et 4" également isolés l'un île l'autre et reliés aux bornes de la source élec trique.
L'enceinte chauffante est constituée soit par une enveloppe 6! en graphite faisant of- fice de voûte (fig. 1, 2 et 3), calorifugée,ex- térieurement par du noir de fumée 24, soit par -un tambour métallique 7 (fig. 4 à 7), soit par une boîte métallique 8 fixée à un arbre -de rotation 9 (fig. 8).
Les plateaux mobiles 3 sont construits de manière à former les parois latérales -de l'en ceinte chauffante. De même, les demi-disques 3' et 3" des fi-. 8 et 9 servent de couvercle à l'enceinte chauffante 8.
Dans les dispositifs représentés par les fig. 1, 2 et 3, la substance à fondre 10' est distribuée à, l'état pulvérulent sur un organe -de transport 11, qui la fait passer sous les moyens de chauffage constitués par le résis ter 1 et l'enceinte 6, qui est disposée ,de telle façon que la chaleur .soit rayonnée, par une ouverture pratiquée à la partie inférieure île l'enceinte, sur la substance à fondre; sa vi tesse de déplacement est réglée de manière à fondre une épaisseur déterminée de cette sub stance.
La plaque ainsi fondue 12 continue à. cheminer sur des rouleaux 13, tandis que la couche pulvérulente non fondue est évacuée à l'extrémité de la course horizontale du transporteur 11.
En donnant à ce transporteur un mouve ment longitudinal de va-et-vient et en l'ali mentant alternativement ,de matière première, tantôt -d'un côté, tantôt de l'autre de l'en ceinte de chauffage, la plaque obtenue est formée par la superposition de minces cou ches fondues., ce qui présente des avantages pour la fabrication du quartz transpàrent à l'aide -de cristal de roche broyé.
Dans le dispositif de la fig. 3, la plaque 12, .débarrassée comme précédemment de la couche pulvérulente non fondue, est réchauf fée au moyen d'un second moyen de chauf fage constitué, comme le premier, par un ré sistor 14 et une enceinte l5, quia pour but ,de fondre la matière pulvérulente adhérente à la face inférieure de la plaque 12. Cette plaque, ainsi glaçurée sur -ses -deux faces, peut ensuite être façonnée, par exemple im primée ou moulée, par aspiration, dans.
un moule 1j6 susceptible de se déplacer avec la plaque pendant le temps nécessaire au mou lage.
Dans le dispositif des fig. -1 et 5, le four tournant comporte, en outre du tambour 7, un garnissage réfractaire 17, :dans lequel s'o père la fusion, et une matière isolante 18 logée entre la, garniture réfractaire et le tambour.
Une ouverture 19, fermée par une porte 20, sert à la, fois d'orifice de chargement et d'orifice de coulée.
Dans le dispositif des fi-. 6 et 7, on intro duit la matière première 10, à l'état pulvé rulent, dans l'intérieur du four tournant cons titué par le tambour 7, avant la mise en place du résistor 1 et -des organes qui le sup portent. Grâce à. la. force centrifuge produite par la. rotation -du four, la- matière pulvéru lente reste appliquée contre la paroi interne du tambour.
Il est: facile, à. l'aide d'un gabarit, de lui faire prendre une forme de révolution ayant pour génératrice le profil du gabarit. Dans le cas de la. silice, qui a, une grande viscosité, cette forme se conserve dans la pièce fondue.
Dans le dispositif des fig. 8 et 9, on in troduit également la. matière première 10, à l'état pulvérulent, à l'intérieur du four tour nant constitué par la. boite 8; en donnant à ce four une vitesse convenable, on fait adhé rer la. matière contre la. parai intérieure de la. boîte et on lui donne intérieurement un profil déterminé au moyen d'un gabarit que l'on retire avant :de faire passer le courant. La matière fondue, maintenue par la force centrifuge, garde la forme donnée par le ga barit. Dans le cas de silice, ou d'autres ma tières à fusion pâteuse, on peut obtenir ainsi des pièces dont; les formes s'écartent sensible ment -de celles du paraboloïde d'équilibre.
En cas de fusion pâteuse, la vitesse de rotation du four peut être réduite progressi vement à partir -du moment où la matière a. commencé à. fondre.
Avec le four tournant des fig. 6 et 7, il est possible d'obtenir, dans une même opé ration, une série de tronçons -de tubes en dis posant dans le four, transversalement par rapport à son axe et à des distances détermi nées par la longueur de ces tronçons, des ron delles de graphite qui cloisonnent la -charge -de matière première. Il est également possible d'obtenir un tube fendu dans le sens de sa longueur en disposant une lame de graphite dans la charge suivant im:e génératrice du four.
Le tube ainsi fendu peut être ensuite développé en forme -de plaque. On peut enfin' évacuer, en fin -de fusion, par la périphérie du tambour, tout ou partie de l'infondu sous l'action -de la force centrifuge; le lingot plas tique vient alors se mouler soit dans le sable restant, soit dans la paroi -du four.
Sur les fig. 1 à 7, le résistor est repré senté sous forme d'une tige cylindrique, mais il est entendu que sa forme peut varier. C'est ainsi qu'on peut employer des résistors -de sections variables, tubulaires ou multi ples, par exemple à trois tiges alimentées en triphasé et montées en étoile sur des plateaux appropriés; cette variante est applicable aux fours tournants de grand diamètre.
On peut faire circuler un fluide gazeux approprié entre le résistor et la substance à .chauffer, pour empêcher, suivant les. cas, la réduction, la carburation ou l'oxydation des matières traitées et pour entraîner hors du four les vapeurs qui se .dégagent.
La circulation,du gaz entre le résistor et la substance à -chauffer est représentée sché matiquement par un - ventilateur 21 placé à l'extrémité d'une buse 22 (fig. 6), en commu- nication avec l'enceinte à chauffer. Dans le cas d'aspiration, le ventilateur peut être rem placé par un dispositif de tirage naturel cons titué par une cheminée 23: (fig. 2 et 3).
Dans les différents dispositifs représentés -et décrits, on remarque que le résistor n'a aucun contact avec la substance à chauffer et avec les parois de l'enceinte de chauffage. De plus, dans ces différents dispositifs, la. sub stance à. chauffer se déplace dans une direc tion pratiquement perpendiculaire à la lon gueur -du résistor, c'est-à-dire dans une di mction normale à la, direction du courant de chauffage, ce qui permet -d'obtenir une répar- tition sensiblement égale @de la chaleur sur tous. les points. -de la substance.
Les -dispositifs représentés et décrits offrent, en autre, les avantages réunis des résistors connus et -de l'arc électrique, sans en avoir les inconvénients, ,à savoir: 10 Par rapport aux résistors en contact avec la matière à chauffer, ils évitent les in convénients provenant de réactions dues à ce contact; 2o Par rapport aux résistors appliqués contre les parois de l'enceinte à chauffer, ils évitent les déperditions -de chaleur par ces parois;
<B>30</B> Par rapport à l'arc électrique, ils évi tent les chutes de cendres et -de parcelles des électrodes et possèdent un facteur de puis sance plus élevé pouvant atteindre l'unité; 40 Par rapport aux .systèmes de chauffage électrique précédemment mentionnés, ils as surent une plus grande régularité de tempé- rature, car leur action est moins localisée.
On sait que, pour diminuer les inconvénients de cette localisation particulièrement sensible dans les fours chauffés par l'arc électrique, il est-d'usage, dans certains fours électriques, de déplacer l'arc -dans la direction de la ligne qui joint ses pôles, mais la répartition de la cha leur n'en reste pas moins inégale â un même instant .donné.