CH285930A - Four électrique à résistance. - Google Patents

Four électrique à résistance.

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CH285930A
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Olivotto Vanfrido
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Olivotto Vanfrido
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    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/02Ohmic resistance heating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
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Description


  Four électrique à résistance.    L'invention a pour objet un four électri  que à résistance.  



  Il a déjà été proposé d'employer des subs  tances vitreuses fondues sous l'action du pas  sage d'un courant électrique pour le chauf  fage ou la fonte de métaux ou d'autres ma  tières dans un four à réverbère. L'emploi de  telles substances présente cependant. quelques  difficultés et inconvénients. Par exemple, du  fait que les couches inférieures de la substance  vitreuse fondue sont enfermées dans un réci  pient et sont éloignées de la surface libre dis  sipant la chaleur, ces couches profondes attei  gnent une température plus élevée que les  couches superficielles et, en conséquence, ab  sorbent. proportionnellement une plus grande  partie du courant de chauffage que lesdites  couches, ce qui contribue encore à l'augmen  tation de la température des couches infé  rieures.

   Ces différences de température des  différentes couches produisent au sein de la  masse une turbulence considérable due aux  courants de     convexion    qui s'établissent dans  la substance fondue, et il en résulte une accé  lération de la corrosion des parois du réci  pient. De plus, du fait que la plus grande  partie de la chaleur est produite dans les cou  ches inférieures du liquide, le rendement ther  mique de l'élément de chauffage ainsi consti  tué est diminué, car une grande partie de la  chaleur est dissipée à travers le fond du réci  pient, cette chaleur dissipée étant générale  ment perdue.

      Du fait. de la turbulence et des hautes  températures atteintes dans les couches infé  rieures de la substance vitreuse fondue, il a  été nécessaire, dans les éléments de chauffage  connus, de revêtir le récipient d'une couche  de carbone protectrice. Il en résulte une loca  lisation marquée des surfaces de l'élément dé  gageant la. chaleur, an voisinage des électrodes  qui amènent le courant à l'élément, car ce  courant tend à passer par le chemin le plus  direct à partir des électrodes au revêtement  de carbone et le long dudit revêtement, plutôt  que de passer par un chemin     plus    long à tra  vers la substance vitreuse. Ce phénomène  provoque une réduction marquée de la. régu  larité et de l'efficacité du rayonnement de la  surface de l'élément.  



  Ces difficultés limitent. également les di  mensions que l'on peut pratiquement donner  au récipient destiné à contenir la matière for  mant la résistance et., de ce fait, limitent éga  lement la résistance électrique de l'élément  qui est partiellement déterminée par la dis  tance existant entre les électrodes et le revê  tement du récipient. De ce fait, pour une  puissance donnée, l'alimentation de l'élément  doit être effectuée à une tension plus basse  que cela ne serait le cas si cette résistance  n'était pas limitée, le courant étant par  contre plus élevé. Les frais d'installation et  les risques de charge inductive sont en consé  quence plus élevés.

        La présente invention concerne un four  électrique à résistance permettant d'atteindre  les températures les plus élevées recherchées  dans les fours et ne présentant qu'à un faible  degré les inconvénients et défauts     qu'entraine     l'emploi de substances vitreuses fondues  comme résistance.  



  Le four faisant l'objet de la présente in  vention est caractérisé en ce qu'il comprend  au moins un élément de chauffage compre  nant une résistance constituée par une subs  tance vitreuse fondue et conductrice de l'élec  tricité dans cet état, contenue dans un réci  pient réfractaire, et     laie    couche de particules  solides divisées d'une matière non fusible et  bonne conductrice de l'électricité flottant sur  ladite substance vitreuse fondue, le tout étant  disposé de manière que la plus grande partie  de la chaleur produite soit engendrée dans la  couche supérieure de cet élément.  



  Par  substance vitreuse fondue , il est  également entendu une masse     semi-fluide    ou  pâteuse d'un ou de plusieurs mélanges vi  treux.  



  Par l'emploi d'une couche supérieure con  ductrice formée de particules solides flottant  sur la substance vitreuse fondue, la plus  grande partie du courant est dirigée par cette  couche dans la couche supérieure de l'élé  ment, ce qui permet une dissipation très ra  pide de la chaleur par l'intermédiaire de la  surface libre de l'élément.     Etant    donné que la  chaleur est, pour sa plus grande partie, pro  duite dans la     partie    supérieure de l'élément,  cette disposition élimine les violents courants  de     convexion    et la corrosion du revêtement  réfractaire du récipient et des électrodes est  sensiblement, réduite.  



  De plus, du fait que la zone la plus chaude  de l'élément se trouve dans la partie     supé-          iieure    de ce dernier, la mauvaise     conductibi-          lité    thermique de la substance vitreuse fon  due protège le revêtement réfractaire du ré  cipient, de telle sorte que la température de  rayonnement de l'élément peut être augmen  tée. Cette protection peut être     accrue    par l'ad  dition à la substance vitreuse de     certains     oxydes métalliques ou de graphite colloïdal         qui    assombrissent la substance vitreuse et di  minuent la pénétration par rayonnement de  la chaleur à partir de la couche supérieure.  



  La réduction de l'usure des électrodes que  l'on obtient également permet d'employer des  électrodes massives ou agglomérées dont. l'em  ploi simplifie notablement la construction du  four, ces électrodes étant peu encombrantes et  leur montage étant relativement très facile.  



  De plus, la résistance     électrique    de l'élé  ment est augmentée du fait qu'il n'est plus  nécessaire de protéger le récipient par un  revêtement de carbone, si bien qu'une tension  plus élevée et un courant plus faible peuvent  être utilisés. La totalité de la surface libre de  l'élément est traversée de faon relativement  régulière par le courant et, de ce fait, toute  cette surface est active, ce qui     permet    de di  minuer les dimensions de l'élément compara  tivement à celles d'un élément à résistance  liquide uniforme de type connu.  



  L'élément de chauffage que comprend le  four objet de la présente invention est extrê  mement bon marché, son usure est négligea  ble et il ne présente pas de danger de rupture  ou de claquage.  



  La masse vitreuse tondue remplit plu  sieurs fonctions. Elle procure un bon contact  électrique avec chacune des particules solides  de la. couche supérieure et contribue ainsi à  produire une     résistance    électrique régulière  ment répartie sur la surface de rayonnement  et à     empêcher    la formation de points chauds  localisés sur cette     dernière.    Elle sert.

   égale  ment à protéger les particules solides contre  une oxydation en formant     Lui    revêtement vi  treux     sur    ces dernières, à condition cependant  que l'épaisseur de la, couche de     particules    soli  des n'excède pas environ 5     em.    Comme déjà  mentionné, la masse vitreuse protège égale  nient le revêtement réfractaire du récipient  contre un     échauffement    excessif et réduit à  un     minimum    le passage du courant dans les  couches inférieures de l'élément..

   Ce dernier  effet. peut être augmenté par le refroidisse  ment du fond du récipient, obtenu, par exem  ple, par circulation d'un fluide de refroidisse  ment dans des tubes prévus à cet effet., ou en      employant un récipient présentant un fond  réfractaire de faible épaisseur,     d'environ    10  à 20     eili,    et en soumettant la face inférieure  de ce fond à l'action d'un courant d'air libre  ou forcé.  



  Une forme d'exécution particulière du  four faisant l'objet de l'invention comprend  des     conducteurs    en contact avec ladite subs  tance vitreuse et au     moins    partiellement im  mergés clans ladite couche flottante de ma  tière non fusible, ces conducteurs étant des  tinés à faire passer un courant électrique à  travers ledit élément pour chauffer ce der  nier.  



  Le four est, de préférence, du type à ré  verbère et lesdits conducteurs peuvent être  des électrodes en carbone massifs, en graphite  massif ou en une pâte à base de carbone com  primée et cuite.  



  Dans le four objet de l'invention, des tem  pératures de l'ordre de 1600  C peuvent aisé  ment être obtenues, ce qui n'est le cas dans  aucun des fours à     réverbère    connus. L'obten  tion de telles     températures        permet    d'élargir  la gamme des produits réfractaires ou céra  miques pouvant être traités de façon satis  faisante dans ce type de four.  



  Lorsque des particules de carbone sont  employées dans la couche flottante de l'élé  ment de chauffage d'un four fermé conforme  à l'invention, il est possible d'obtenir une  atmosphère réductrice dans le four, ce     qui     présente un grand avantage lors du chauffage  de matières ferreuses et lors de la     cuisson    de  porcelaine, cette atmosphère réductrice rédui  sant fortement les pertes dues à     l'oxydation     dans le cas du traitement des matières fer  reuses.  



  Le dessin     représente,    à titre d'exemple,       plusieurs    variantes de l'élément de chauffage  et     plusieurs    formes d'exécution du four fai  sant l'objet de l'invention.  



  Les     fig.    1, 2 et 3, 4, 5 et 6 représentent       schématiquement.    quatre variantes d'un élé  ment de chauffage.  



  La     fig.    7 est une vue partielle en coupe  d'une première forme d'exécution du four et  représente plus particulièrement la disposi-         tion    de moyens de support et de refroidisse  ment pour une électrode de ce four.  



  La     fig.    8 est une vue en     élévation,    par  tiellement en coupe par     VIII-VIII    de la       fig.    9, d'une seconde ferme d'exécution cons  tituant un four à réverbère destiné au chauf  fage de lingots forgés de grandes dimensions.  



  La     fig.    9 est une vue en coupe selon la  ligne     IX-IX    de la     fig.    8.  



  La     fig.    10 est une vue en coupe longitu  dinale d'une troisième forme d'exécution cons  tituant un four électrique à réverbère du type  à bascule, destiné à la fonte de métaux ou à la  réduction de minéraux et d'oxydes.  



  La.     fig.    11 est une vue en coupe longitu  dinale     par    XI-XI de la     fig.    12 d'une qua  trième forme d'exécution constituant un four  électrique à réverbère pour le chauffage de  lingots d'acier laminés.  



  La fi,-. 12 est une vue en coupe selon la.  ligne     XII-XII    de la     fig.    11.  



  La     fig.    13 est une vue en coupe longitu  dinale d'une cinquième forme d'exécution  constituant     un    four électrique à réverbère des  tiné au chauffage de lingots pesant jusqu'à  environ 300 kg.  



  Les     fig.    14 et 15 sont des vues en  coupe prises respectivement selon les lignes       XIV-XIV    et     XV-XV    de la     fig.    13.  



  La     fig.    16 est une vue en coupe longitu  dinale d'une sixième forme d'exécution cons  tituant un four électrique à réverbère pour  le chauffage de lingots d'acier laminé ou d'al  liages pesant,     jusqu'à    environ 700 kg.  



  La     fig.        l.7    est une vue en coupe selon la  ligne     XVII-XVII    de la     fig.   <B>16.</B>  



  La     fig.    18 est une vue en coupe, selon la  ligne     XVIII--XVIII    de la fi-. 19, d'une sep  tième forme d'exécution constituant un four  électrique à réverbère comprenant une sole  rotative     pour    le chauffage de petits lingots.  



  La     fig.    19 est une vue en coupe selon la  liane     XIX-XIX    de la     fig.    18.  



  La     fig.    20 est une vue en coupe longitu  dinale d'une huitième forme d'exécution cons  tituant un four électrique à réverbère avec  sole rotative.      La     fig.    21 est une vue en coupe selon la  ligne     XXI-XXI    de la     fig.    20.  



  La     fig.    22 est une vue en coupe Longitu  dinale d'une neuvième forme d'exécution  constituant un four électrique à réverbère  destiné au chauffage de mandrins d'acier pour  la fabrication de tubes selon le procédé       Mannesmann.     



  La     fig.    23 est une vue en coupe selon la  ligne     XXIII-XXIII    de la     fig.    22.  



  La     fig.    24 est une vue de face d'une  dixième forme d'exécution constituant un  four électrique à réverbère comprenant une  chambre de chauffage montée sur un chariot..  



  La     fig.    25 est une vue en coupe selon la  ligne     XXV-XXV    de la     fig.    24.  



  La     fig.    26 est une vue en coupe, selon la  ligne     XXVI-XXVI    de la     fig.    28, d'une  onzième forme d'exécution constituant un  four électrique à réverbère destiné à la cuis  son de matières réfractaires et céramiques.  



  La     fig.    27 est une     vue    latérale, partielle  ment en coupe, du four représenté à la     fig.    26.  Les     fig.    28, 29 et 30 sont des vues  en coupe, prises respectivement selon les  lignes     XXVIII-XXVIII,        XXIX-XXIX     et     XXX-XXX    de la     fig.    27.  



  Les variantes d'élément de chauffage re  présentées aux     fig.    1 à 6 peuvent être utili  sées avec les différentes formes d'exécution  de four représentées aux     fig.    7 à 30. Elles  comprennent une substance vitreuse fondue  10 contenue dans un récipient réfractaire iso  lant 11 et sur laquelle flotte une couche 12  de particules, fragments, poudres ou grains  de carbone, de graphite ou d'une autre ma  tière non fusible, conductrice de l'électricité,  présentant un poids spécifique plus faible que  la substance     vitreuse    10 et une meilleure     con-          ductibilité    de l'électricité que cette dernière.

    Des électrodes 13, constituées par des blocs  de carbone ou par des agglomérés de pâte à  base de carbone sont disposées de différentes  manières dans ces éléments, cependant tou  jours de manière à être en contact avec la  couche flottante supérieure, de carbone par  exemple, et .avec le liquide vitreux situé sous  cette couche. Dans la variante de la     fig.    1,    les électrodes sont,     constituées    par de simples  tiges cylindriques disposées parallèlement, aux  deux extrémités de l'élément.  



  Dans la variante des     fig.    2 et 3, les élec  trodes sont accolées aux parois d'extrémité du  récipient 11; les faces opposées de ces élec  trodes ne sont pas parallèles. Comme repré  senté à la     fig.    3, la distance     qui    les sépare va  rie d'un bout. à l'autre de l'élément., de sorte  qu'un des côtés de celui-ci (marqué     +    )  atteint en service une température     phis    élevée  que l'autre côté (marqué -).

   Dans la va  riante de la     fig.    4, les électrodes 13 sont dis  posées verticalement et touchent la substance  vitreuse à     travers    la couche flottante 12 de  carbone, la longueur immergée des électrodes  étant égale à l'épaisseur de cette couche flot  tante. La disposition des électrodes 13 peut  varier selon le genre de courant employé, cou  rant continu ou alternatif monophasé ou tri  phasé, et selon la répartition de chaleur qu'on  désire obtenir dans le four, à condition cepen  dant que cette disposition permette de con  centrer le courant dans les couches supé  rieures de l'élément, de manière à éviter la  formation de courants de     conv        exion    dans la  masse vitreuse.  



  Dans la variante des     fig.    5 et 6, les élec  trodes 13 de l'élément de chauffage sont tra  versées par des tuyaux     7.4,    de cuivre par  exemple, qui constituent, d'une part, des tiges  de contact pour l'amenée du courant aux élec  trodes et, d'autre part., des conduits pour le  passage d'un fluide de refroidissement, tel  que de l'air ou de l'eau, par exemple. Ces  tubes sont, de préférence, pourvus d'ailettes  périphériques destinées à ai     gnnenter    leur sur  face de contact avec les électrodes.  



  La     fig.    7 représente partiellement une pre  mière forme d'exécution de four électrique  comprenant un élément de chauffage du  même type que celui décrit en référence à la       fig.    1. Les électrodes cylindriques 13 de cet  élément, dont une seule est. représentée, pé  nètrent dans le récipient. 11 par des ouver  tures cylindriques 15 ménagées dans sa paroi.  Chacune des électrodes 13 est reliée par son  extrémité extérieure à une source de courant,      par l'intermédiaire de     conducteurs    16 et d'une  bride de fixation 17, en bronze par exemple.

    Une chambre (le refroidissement<B>1.9,</B> faite  d'une matière non magnétique et dans la  quelle une circulation d'eau de refroidisse  ment est assurée par l'intermédiaire de con  duits 20, est disposée dans une douille 18  logée dans la paroi extérieure du four; cette  chambre 19 entoure l'électrode. Un     presse-          étoupe    extérieur 21 empêche l'air de péné  trer entre l'électrode 13 et la chambre de re  froidissement 19, et cette     dernière    est ajustée  de façon étanche dans la douille 18.

   La face       intérieure    de la chambre de refroidissement  19 est,, de grande surface, de manière à. re  froidir le revêtement réfractaire 17. de l'élé  ment de chauffage et à     empêcher    toute cor  rosion par la substance vitreuse fondue au  voisinage de l'électrode.  



  Lorsque la     partie    de l'électrode 13 qui  fait saillie dans la masse 10 de l'élément de  chauffage est usée, l'électrode peut être libé  rée, après vidange de l'eau de refroidissement,  et peut être avancée jusqu'à ce qu'une nou  velle surface de contact de dimension suffi  sante soit en     contacx    avec la masse.  



  Les     fig.    8 à 30 représentent différentes  formes d'exécution de four électrique à ré  verbère, comprenant des     éléments    de chauf  fage tels que ceux décrits en référence aux       fig.    1 à 6, les parties similaires de chacun de  ces fours portant les mêmes références.  



  Les     fig.    8 et 9 représentent une deuxième  forme d'exécution d'un four électrique à ré  verbère à sole fixe pour le chauffage de lin  gots destinés à être forgés ou matricés, pour  la cuisson de matières réfractaires ou céra  miques, pour la fonte de métaux ou la réduc  tion d'oxydes minéraux, en particulier d'oxy  des métalliques. Ce four convient notamment  au     eliaitffage    de lingots de grandes dimen  sions jusqu'à des températures comprises  entre 1200 et 1400  C.

   Il comprend deux élé  ments de chauffage 30 disposés latéralement,  ces éléments comprenant. chacun un récipient  ou bac 11 contenant une     substance    vitreuse  fondue 10 sur laquelle flotte une couche 12  de particules de carbone, des électrodes 13    étant introduites à partir des côtés du bac.  La voûte 31 du four est conformée de manière  que le rayonnement thermique se concentre  comme indiqué en 32, les rayons caloriques  quittant verticalement la     surface    de l'élément  (le chauffage 30 étant réfléchis et convergeant  vers l'axe d'un lingot 33 disposé dans le four.

    Cette disposition assure une grande régularité  de la température de la pièce     chauffée.    La  voûte 31 est, de préférence, faite d'une ma  tière réfractaire à base d'alumine contenant       40    à     42        %        de        A1203        qui,        du        fait        de        sa        vitri-          fication    superficielle effectuée lors de la mise  en route du four, a une longue durée, jusqu'à  trois ans par exemple.  



  La troisième forme d'exécution représen  tée à la     fig.    10 constitue un four à réverbère  du type basculant qui convient particulière  ment pour la fonte de     métaux    ou la réduction.  d'oxydes minéraux, notamment d'oxydes mé  talliques.  



  Ce four comprend un seul élément de  chauffage 30 disposé transversalement à l'axe       dit    four. La voûte 31 est incurvée de manière       que    les rayons quittant, l'élément 30 perpendi  culairement à la surface de ce dernier soient  réfléchis sur une sole concave 34 dans la  quelle les métaux à fondre ou les autres pro  duits à. chauffer sont disposés. L'élément de  chauffage 30 disposé dans un récipient 11  est séparé de la sole par une paroi 35 refroi  die par une     circulation        d'eau    parcourant. des  tubes 36; cette paroi forme un écran empê  chant. le contenu du récipient 11 de passer  dans la sole et vice versa.

   Le four est monté  sur des galets 37 guidés par des rails 38, la  disposition du tout étant telle que le four  puisse être basculé autour d'un axe horizon  tal passant par la     gueule    39 de la sole pour  verser le métal fondu dans un moule ou dans  un autre récipient.. Un vérin hydraulique 40  sert à basculer le four.  



  Les formes d'exécution représentées aux       fig.    11 à 17 comprennent une sole fixe et des  moyens pour introduire une série d'objets à  chauffer dans le four, les éléments de chauf  fage étant disposés sur l'un des côtés ou     sous     la trajectoire des objets à chauffer.      La quatrième forme d'exécution représen  tée aux     fig.    11 et 12 est destinée au chauf  fage de lingots d'acier laminé d'un poids d'en  viron 120 kg et a une capacité de traitement  d'environ une     tonne/heure.    Les lingots 41 à  chauffer pénètrent dans le four par une     porte     42; ils sont poussés par groupes dans le four,  à     partir    d'un convoyeur 43, par un vérin 44.

    A     l'intérieur    du four, les lingots passent le  long d'une voie comprenant deux rails de  guidage 45 disposés au-dessus de et entre  deux éléments de chauffage allongés 30       (fig.    12).  



  La voûte 31 est conformée de manière  que le rayonnement thermique perpendicu  laire aux surfaces des éléments de chauffage  soit réfléchi sur un axe longitudinal central  situé     juste    sous la trajectoire des lingots 41,  comme représenté à la     fig.    12, de manière à  obtenir une répartition régulière de la cha  leur sur les lingots. Les lingots chauffés,  poussés le long des rails 45 par le vérin 44,  sortent finalement du four par une porte 46  située à l'autre extrémité de ce dernier. Un  transformateur 47 servant à l'alimentation des  électrodes 13 est disposé sous le four.  



  Ce four est destiné au chauffage de lin  gots de petite section, d'acier doux par exem  ple, qui peuvent être chauffés rapidement  sans inconvénient. En effet, il ne présente  qu'une courte zone 48 que les lingots traver  sent pour subir un chauffage préalable avant  d'être soumis au chauffage maximum. Cette  disposition permet de réaliser un four de pe  tite longueur et de grand rendement.  



  Les     fig.    13, 14 et 15 représentent     suie     cinquième forme d'exécution de construction  analogue à celle du four représenté aux       fig.    11 et 12, destiné au chauffage de lingots  d'un poids d'environ 300 kg et ayant une  capacité d'environ quatre tonnes/heure. Dans  cette forme d'exécution, la zone de chauffage  préalable 48 est cependant beaucoup     plus     longue et la voûte 31 est incurvée longitudi  nalement, de manière à réfléchir progressive  ment la chaleur sur le train de lingots péné  trant par la porte 42, pour que les lingots soient  chauffés lentement à     partir    du moment où ils    pénètrent dans la zone de chauffage préala  ble 48.

   De plus, les rails 45 sont constitués  par des tubes refroidis par une circulation  d'eau. Les lingots passent des rails 45 sur  une sole inclinée 34 sur laquelle ils peuvent  être retournés, par exemple au moyen de rin  gards introduits à travers des ouvertures la  térales, pour être chauffés régulièrement et  pour éliminer des bandes froides précédem  ment protégées par les rails     4-5.    La voûte 31  du four est conformée de manière que la cha  leur rayonnée à partir des éléments de chauf  fage 30 converge également sur la sole 34.  



  La sixième forme d'exécution représentée  aux     fig.    16 et 17 est. très semblable à. celle  décrite ci-dessus, mais elle est destinée au  chauffage de lingots laminés d'environ 700 kg  et a une capacité d'environ 10 tonnes/heure.  Ce four diffère des fours précédents princi  palement en ce qu'il comprend une longue  zone de chauffage préalable 48 qui est chauf  fée par des éléments de chauffage auxiliaire  50 à résistance métallique du type normal,  les lingots étant supportés non seulement par  les rails 45, mais encore par des     guides    tubu  laires     transversaux    49 refroidis par une cir  culation d'eau.

   Les lingots entrent en 42 et.,  à partir de la zone 48, ils passent sur un uni  que élément de chauffage principal 30 qui  les chauffe, d'une part, par rayonnement di  rect et, d'autre part, par rayonnement réflé  chi par la voûte 31 du four. Un élément de  chauffage auxiliaire 30' disposé près de l'ex  trémité de sortie du four, en aval de la sole  34, chauffe cette dernière par réflexion par  la voûte 31, qui est également. incurvée lon  gitudinalement, comme représenté à la     fig.    16.  Les lingots sont extraits du four latéralement  par des portes 51 au moyen de dispositifs  (non représentés) prévus à cet effet.  



  Les     fig.    18, 19, 20 et 21 représentent deux  formes d'exécution d'un troisième     type    et  comprenant chacune des soles mobiles suscep  tibles de tourner ou de se déplacer selon une  trajectoire rectiligne. Ces fours sont destinés  au chauffage d'objets qui doivent rester dans  le four pendant un     temps    déterminé, ces  objets étant disposés sur des chariots circu-           lant    sur une voie; ces objets peuvent aussi  être des pièces d'acier de grandes dimensions  destinées à être forgées; ces fours conviennent  également. à. la cuisson d'objets en matières  réfractaires et en porcelaine.  



  La septième forme d'exécution représentée  aux     fig.    18 et 19 est destinée au chauffage  de petits lingots d'acier avant leur étampage  par exemple. Elle comprend une sole rotative  34. Cette disposition est particulièrement fa  vorable pour le chauffage successif d'un  grand nombre de pièces devant être étampées,  chaque pièce passant. pendant un temps dé  terminé dans le four.  



  La chaleur est rayonnée à partir d'un élé  ment de chauffage 30 de forme circulaire, dis  posé     coaxialement    à la sole rotative     3.1,    cette  dernière étant supportée par un élément  annulaire 52 monté sur des galets 52'. La  voûte 31 est conformée de manière à réfléchir  la chaleur rayonnée de la manière la plus  régulière possible sur la sole et des moyens  sont prévus pour permettre de modifier la  vitesse de rotation de la sole. Une paroi annu  laire 53 formant. écran sépare l'élément de  chauffage 30 de la sole 34. Cette paroi re  froidie par une circulation d'eau 54 empêche  les infiltrations de matières vitreuses sur les  parties mobiles du four. L'étanchéité du four  est assurée par des labyrinthes à sable 55.  



  Les     fig.    20 et 21 représentent une huitième  forme d'exécution comprenant une sole rota  tive 34 présentant, une dépression centrale  constituant le bac 11 d'un élément de chauf  fage 30. Des électrodes 13 disposées vertica  lement sont alimentées par des tubes de cui  vre 56 vissés dans lesdites électrodes; elles  sont. protégées par une     série    d'anneaux 57  formés par des tubes réfractaires parcourus  par une circulation d'eau. Du fait que le bord  de la sole entoure l'élément de chauffage 30,  un seul labyrinthe à sable 55 est nécessaire  pour empêcher l'air de pénétrer dans le four.  La sole tournant lentement assure un bras  sage favorable de la surface de l'élément. de  chauffage 30.  



  Dans ce type d'élément de chauffage 30,  il est avantageux de munir le bac 11 conte-         nant    l'élément d'un anneau de carbone et  d'une couche conductrice de pâte à électrode       SSderberg.    Ces mesures assurent la répartition  la     phis    favorable du courant sur la totalité  de la surface de l'élément 30, car, l'élément  étant alimenté en courant triphasé, cet  anneau extérieur constitue automatiquement  le point central ou neutre du circuit triphasé  des électrodes. Il est à remarquer que les élec  trodes sont disposées aux sommets d'un trian  gle équilatéral dont les côtés sont égaux à       @/    3 fois la distance existant entre les élec  trodes et l'anneau conducteur de la paroi 11.

      La neuvième forme d'exécution représen  tée aux     fig.    22 et 23 est. du type à convoyeur  extérieur destiné notamment, au chauffage de  mandrins d'acier allié utilisés pour la fabri  cation de tubes selon le procédé     Mannesmann     et qui doivent être chauffés sur une grande  longueur et rester froids sur une petite lon  gueur à l'une de leurs extrémités. Ce type  de four peut. également être employé avec  avantage pour le chauffage d'autres objets  allongés.  



  Les pièces à chauffer 41 sont suspendues  à des chariots 60 qui se déplacent le long  d'une voie 61 disposée à l'extérieur de la pa  roi supérieure du four. Deux éléments de  chauffage 30 sont disposés de chaque côté de  la trajectoire des pièces à chauffer, à la base  du four, la voûte 31 étant conformée de ma  nière à répartir la chaleur rayonnée sur une  grande partie de la longueur des tubes tout en  obtenant un chauffage aussi     régulier    que pos  sible. L'emploi des deux éléments 30 évite  un chauffage excessif des extrémités infé  rieures des pièces è chauffer. L'effet de  chauffage par     convexion    dans l'atmosphère de  ce four est appréciable.

   Les pièces à chauffer  41 se déplacent régulièrement le long de la  voie 61     (fig.    23), dans une zone de chauffage  préalable 48     (fig.    22) jusqu'à ce qu'elles par  viennent au-dessus des éléments de chauffage  30. Les pièces 41 sont soumises à un chauf  fage initial dans la zone 48 par     convexion     uniquement. Des labyrinthes à sable 55 em  pêchent l'air de pénétrer dans le four; un      dispositif de levage 62 est prévu pour     intro-          diûre    et retirer les pièces au début et à la fin  du chauffage.  



  Les     fig.    24 et 25 représentent une dixième  forme d'exécution dans laquelle un élément  de chauffage 30 est monté sur un chariot mo  bile 64 disposé sur des rails 65, chariot qui  peut être déplacé pour être amené devant.       l'une    ou l'autre d'une série de chambres 66  dans lesquelles les pièces à chauffer sont dis  posées. De cette manière, l'élément de chauf  fage peut être amené en position pour     chauf-.     fer un objet disposé dans l'une de ces cham  bres, puis déplacé pour être amené devant  une autre chambre, une fois le chauffage du  premier objet terminé. De cette manière, on  obtient pratiquement le     chauffage    de plusieurs  fours au     moyen    d'un seul élément de chauf  fage.

    



  La onzième forme d'exécution représentée  aux     fig.    26 à 30 est du type à galerie, dans  lequel les pièces à chauffer sont déplacées à  travers le four sur des chariots. Il est parti  culièrement indiqué pour la cuisson d'objets  en matière réfractaire ou en céramique. Des       températures    allant jusqu'à 1600  C peuvent  facilement être atteintes dans ce four, ce qui  n'est pas le cas avec les fours connus de ce  genre. D'obtention de températures de cet.  ordre de grandeur permet la     cuisson    de nom  breuses matières.  



  Le four comporte     suie        galerie    allongée 70       pourvue    d'une voie 71 disposée sur son sol,  sur laquelle circulent des chariots 72 pourvus  de plateaux supérieurs destinés à supporter  les objets à cuire. Ces chariots sont introduits  successivement dans le four par l'entrée 73  de la     galerie    et ressortent du four en 74. Dans  la zone centrale 75 de la galerie sont dispo  sés des éléments de chauffage 30 qui sont  pourvus d'électrodes 13 et dont les surfaces  de rayonnement sont placées légèrement plus  bas que la surface des plateaux supérieurs  des chariots 72 (voir     fig.    28). La voûte 31 clé  la galerie, revêtue de matière réfractaire, est.

    conformée de manière à réfléchir la chaleur  rayonnée par les éléments de     chauffage        sur     les objets portés par les chariots 72.    Au voisinage de l'entrée 73 de la galerie  est. placé un ventilateur 76 qui aspire de l'air  dans la galerie 70, de     faeon        cire    cet. air cir  cule dans le sens opposé à la. direction de dé  placement. des chariots<B>72.</B> L'air pénètre par  des ouvertures 77 ménagées dans le voisinage  de l'extrémité de sortie     74.    de la galerie et  passe, par l'intermédiaire clé conduits verti  caux 78 pratiqués dans la paroi     chi    four, jus  que dans un passage 79 ménagé dans la voûte  de la galerie.

   Ce     passage    79 est.     phis    haut  dans la zone centrale de la galerie     que    dans  ses extrémités.     Après    la zone centrale de  chauffage, l'air passe du passage 79 dans des  conduits     verticaux    80 et pénètre dans la ga  lerie elle-même par des ouvertures 81; il     est.     alors aspiré hors clé la galerie par le venti  lateur, par l'intermédiaire de     canaux        8'21.    Un  second courant d'air est aspiré par le venti  lateur directement à. travers la galerie, à par  tir de l'extrémité 74 de cette dernière.

   De  cette manière, de l'air circule le long du four  dans le sens inverse de     celui    du déplacement  des     chariots,    cet. air     s'échauffe    à une tempé  rature d'environ 800  C pendant son passage  clans la zone centrale du four et rencontre  par la suite les objets     froids    qui circulent sur  les chariots 72 et il     leur    transmet sa chaleur  et. assure ainsi le     chauffage    préalable de ces  objets.  



  Des     résistances    auxiliaires métalliques 83,  clé type normal, sont. également. montées dans  la zone de     eliauffage    préalable du four pour       assurer    le chauffage clés     objets    avant que ces  derniers ne pénètrent dans la zone centrale  75 du four. De cette     manière,    les objets péné  trant dans la galerie 70 par l'entrée 73 ren  contrent tout d'abord un courant d'air chaud,  puis se déplacent dans la. zone     eliauffée    par  les résistances auxiliaires 83 avant de péné  trer dans la zone centrale de cuisson 7 5 dans  laquelle ils sont.     cuits    par la chaleur rayon  nante réfléchie par la voûte de la galerie.

   En  quittant cette zone, les objets se déplacent  dans la zone de     refroidissement    pour parve  nir à la sortie 74, zone dans laquelle ils sont  refroidis progressivement par l'air     circulant     à contre-courant dans la galerie.      Des tubes de circulation d'eau 85 sont dis  posés le long des récipients des éléments de  chauffage pour réduire la température clé  leurs faces extérieures et. empêcher la ma  tière vitreuse fondue de suinter vers les cha  riots.  



  Lors de la cuisson d'objets en céramique  très délicats qui pourraient être endommagés  du fait de la présence de vapeurs provenant  de la matière vitreuse des éléments de chauf  fage 30, les parois séparant les éléments 30  de la voie 71 peuvent être prolongées vertica  lement, de manière à former des diaphragmes  84 atteignant. la voûte de la, galerie, comme  représenté dans la partie de gauche de la       fig.        ?8.    Ces     diaphragmes    s'étendent alors en  général de part et d'autre de la voie sur toute  la longueur de la zone centrale de     cliauf-          fage    75.  



  La voûte 31 peut être rendue réfléchis  sante en introduisant une petite quantité de  borax dans les éléments 30, de manière à pro  duire des vapeurs vitrifiantes au début de  l'opération.  



  Le four représenté est d'une construction  remarquablement simple et d'un emploi éco  nomique; en ayant. recours à des circuits élec  triques appropriés, la température clé cuis  son     peut    être réglée manuellement ou auto  matiquement dans des limites étroites, l'écart  de température étant par exemple maintenu  inférieur à     10     C.  



  Les différents fours décrits     ci-dessus    com  prennent. tous au moins un élément de chauf  fage à résistance en substance vitreuse fon  due et permettent de transformer l'énergie  électrique en énergie thermique dans de  bonnes conditions. La température qui peut  être atteinte dans ces fours est uniquement  limitée par la résistance des matières réfrac  taires.

   Ainsi, pour des     températures    allant  jusqu'à     1400     C ou même davantage, la cons  truction de tels fours ne présente pas de dif  ficulté notable, et l'emploi d'éléments de  chauffage à résistance en substance     vitreuse     fondue permet l'utilisation de tels fours pen  dant des périodes prolongées, pouvant par       exemple    dépasser un an, sans réparation ni    entretien. Même après des périodes de fonc  tionnement aussi longues, les réparations qui  doivent être effectuées restent, en général,  simples et peu importantes.

Claims (1)

  1. REVENDICATION: Four électrique à résistance, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de chauffage comprenant une résistance consti tuée par une substance vitreuse fondue et conductrice de l'électricité dans cet état, con tenue dans un récipient réfractaire, et. une couche de particules solides divisées d'une matière non fusible et bonne conductrice de I'électricité flottant sur ladite substance vi treuse fondue, le tout étant. disposé de ma nière que la plus grande partie de la chaleur produite soit engendrée dans la couche supé rieure de cet. élément. SOUS-REVENDICATIONS 1.
    Four selon la revendication, caractérisé en ce que ladite matière non fusible est. de telle nature qu'elle soit meilleure conductrice de l'électricité que ladite substance vitreuse fondue, de sorte qu'un courant électrique tra versant l'élément est concentré dans la couche supérieure de ce dernier. 2. Four selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière non fusible est constituée par du gra phite. 3. Four selon la revendication et. la sous- revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière non fusible est. constituée par du car bone sous forme de blocs. 4.
    Four selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière non fusible est constituée par du coke. 5. Four selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière non fusible est constituée par du car bone amorphe. ô. Four selon la revendication et la sous revendication 1, caractérisé en ce que ladite substance vitreuse fondue contient des ingré dients qui la rendent opaque pour le rayon nement thermique. 7.
    Four selon la revendication et les sous- revendications 1 et 6, caractérisé en ce que lesdits ingrédients sont constituées par des oxydes métalliques. 8. Four selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend des conducteurs en con tact avec ladite substance vitreuse et, au moins partiellement, immergés clans ladite couche flottante de matière non fusible, ces conducteurs étant destinés à faire passer un courant électrique à travers ledit élément pour chauffer ce dernier. 9. Four selon la revendication et la sous- revendication 8, caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont des électrodes à base de car bone. 10.
    Four selon la revendication et les sous revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lesdites électrodes sont en carbone massif. 11. Four selon la revendication et les sous- revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lesdites électrodes sont en graphite massif. 12. Four selon la revendication et les sous- revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lesdites électrodes sont constituées par une pâte à base de carbone comprimée et cuite. 13.
    Four selon la revendication et les sous- revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lesdites électrodes sont montées dans des man chons de refroidissement faits d'une matière non magnétique, fixés à une paroi du four et refroidis par une circulation de fluide. 14. Four selon la revendication et les sous- revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lesdites électrodes présentent des conduits mé nagés pour un fluide de refroidissement cir culant dans ces conduits. 15. Four selon la revendication et la sous revendication 8, caractérisé en ce qu'il est agencé pour chauffer la matière par réverbé ration. 16.
    Four selon la revendication et les sous- revendications 8 et 15, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre chaude pourvue d'une sole fixe. 17. Four selon la revendication et les sous- revendications 8 et 15, caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens permettant de le faire basculer autour d'un aie horizontal passant au voisinage de son embouchure, pour couler la matière fondue contenue dans ladite sole. 18.
    Four selon la. revendication et les sous revendications 8 et 15, caractérisé en ce qu'il comprend une galerie chaude de forme allon gée comportant une sole fixe et des moyens pour faire avancer des objets à traiter dans ladite galerie, ces objets étant. poussés au tra vers du four par l'introduction dans celui-ci de nouveaux objets à traiter. 19. Four selon la revendication et les sous revendications 8 et 15, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre chaude pourvue d'une sole mobile. 20. Four selon la revendication et les sous revendications 8, 15 et. 19, caractérisé en ce que ladite sole est montée rotativement autour d'un axe vertical. 21.
    Four selon la revendication et les sous- revendications 8, 15 et 19, caractérisé en ce que ladite sole est mobile horizontalement se lon une trajectoire rectiligne. 22. Four selon la revendication et les sous revendications 8 et 15, pour le chauffage d'ob jets allongés, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens extérieurs destinés à permettre de suspendre lesdits objets de manière qu'ils pendent verticalement dans la chambre chaude du four et de faire avancer ces objets à travers ladite chambre, le long d'une voie extérieure à cette chambre. 23.
    Four selon la revendication et les sous- revendications 8 et 15, caractérisé en ce qu'il comprend un élément, de chauffage monté dans une chambre réfractaire mobile sur une voie de déplacement, de façon à pouvoir être amenée successivement en regard de plusieurs chambres fixes pour chauffer des objets dis posés dans ces chambres, et à pouvoir être écartée desdites chambres fixes quand le trai tement est terminé. 24.
    Four selon la. revendication et la sous- revendication 8, caractérisé en ce qu'il com prend une zone de chauffage préalable placée à distance d'une zone directement chauffée par des éléments de chauffage, et dans la quelle les objets à chauffer passent en pré- mier lieu après leur introduction dans le four. 25.
    Four selon la revendication et les sous- revendications 8 et 24, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments de chauffage électri que auxiliaires à résistance solide, destinés à assurer un chauffage préalable des objets à chauffer dans ladite zone de chauffage préa lable. 26. Four selon la revendication et les sous- revendications 8 et 24, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour aspirer (le l'air à travers les régions chaudes du four, de ma nière à chauffer cet air, puis à le faire passer sur les objets froids devant être chauffés qui ont été introduits dans ladite zone de chauf fage préalable. 27.
    Four selon la revendication et la sous- revendication 8, caractérisé en ce qu'il est agencé de telle fagon que dans la zone de chauffage les objets à chauffer soient. sépa rés des éléments de chauffage par un dia phragme réfractaire de faible épaisseur en une substance conductrice clé la chaleur, dans le but d'empêcher lesdits objets d'être endom magés par des vapeurs vitreuses provenant des éléments de chauffage. 28.
    Four selon la revendication et la sous- revendication 8, caractérisé en ce qu'il com prend des tubes disposés de manière à assurer la circulation d'un liquide de refroidissement, ces tubes étant placés à proximité de la sur face extérieure d'une paroi du récipient d'un élément de chauffage et destinés à produire un refroidissement tel clé ladite paroi que cela empêche ladite substance vitreuse fondue de suinter hors dudit récipient en passant par cette surface. 29. Four selon la revendication et les sous revendications 8 et 15, caractérisé en ce qu'il présente des surfaces de réverbération vitri fiées créées par l'addition à au moins un élé ment de chauffage d'une petite quantité d'un composé contenant du bore. 30.
    Four selon la revendication et les sous- revendications 8, 15 et 29, caractérisé en ce que ledit composé est de l'acide borique. 31. Four selon la revendication et les sous- revendications 8, 15 et 29, caractérisé en ce que ledit composé est du borate de sodiiun. 32. Four selon la revendication, caracté risé en ce qu'il comprend au moins un élément de chauffage tel que représenté à la fig. 1 du dessin annexé. 33. Four selon la- revendication, caracté risé en ce qu'il comprend au moins un élé ment de chauffage tel que représenté à la fig. 2 du dessin annexé. 34.
    Four selon la revendication, caracté risé en ce qu'il comprend au moins un élément de chauffage tel. que représenté à la fi-.<B>ô</B> du dessin annexé. 35. Four selon la revendication, caracté risé en ce qu'il comprend au moins un élé ment de chauffage tel que représenté à la fig. 4 du dessin annexé. 36. Four selon la revendication, caracté risé en ce qu'il comprend au moins un élé ment de chauffage tel que représenté aux fig. 5 et 6 du dessin annexé. 37. Four selon la revendication, et tel que représenté à la fig. 7 du dessin annexé. 38. Four selon la revendication, et tel que représenté aux fig. 8 et 9 du dessin annexé. 39.
    Four selon la revendication, et tel que représenté à la fig. 10 du dessin annexé. 40. Four selon la revendication, et tel que représenté aux fig. 11 et 12 du dessin annexé. 41. Four selon la revendication, et tel que représenté aux fig. 13 à 15 du dessin annexé. 42. Four selon la revendication, et tel que représenté aux fig. 16 et 17 du dessin annexé. 43. Four selon la revendication, et tel que que représenté aux fig. 18 et 19 du dessin annexé. 44. Four selon la revendication, et tel que représenté aux fig. 20 et 21 du dessin annexé. 45.
    Four selon la revendication, et tel que représenté aux fig. 22 et 23 du dessin annexé. 46. Four selon la revendication, et tel que représenté aux fig. 24 et 25 du dessin annexé. 47. Four selon la revendication, et tel que représenté aux fig. 26 à 30 du dessin annexé.
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