FR1464420A - Appareil pour la mise en position de l'électrode d'un four à arc - Google Patents

Description

Appareil pour la mise en position de l'électrode d'un four à arc. La présente invention se rapporte aux fours à arc électrique et plus spécialement ià un appareil pour commander la ,position .des électrodes dans un four à arc électrique du type à électrode consu- mable et atmosphère contrôlée.

!Les fours à arc à électrodes consumables sont utilisés de façon courante pour certaines applica tions comme la fusion des métaux ,réfractaires, dont le titane constitue un exemple. D'une façon géné rale, ces fours comportent une chambre hermé tique à l'intérieur de laquelle une électrode consu- mable est progressivement fondue dans une atmo sphère contrôlée, le métal en fusion résultant étant recueilli :dans un creuset ou moule ,pour former un lingot. La fusion est réalisée au moyen d'un arc qui éclate entre l'électrode consumable et le lin got et qui est entretenue par un courant continu relativement intense. Lors de la formation du lin got, la longueur de l'électrode diminue progressi vement, de sorte qu'elle doit être abaissée afin de conserver la longueur d'arc correcte dans les con ditions de fusion désirées. A cet effet, des fours con nus utilisent un support d'électrode entraîné par un moteur électrique servant à déplacer l'électrode vers le lingot en fonction des conditions électriques régnant dans l'arc.

Outre ce déplacement général vers le :bas de l'é lectrode au fur et @à mesure de la formation du lingot, cette électrode doit également être réglée par rapport au lingot quand le ,courant et la ten sion de l'arc varient. Ainsi, l'électrode doit être relevée quand le courant de l'arc augmente, ce qui indique que cet arc est trop court, et elle doit être abaissée quand la tension de l'arc augmente, ce qui indique que cet arc est trop long. Ces va riations du courant et :de la tension exigent une in version continue du sens de rotation du .moteur d'en traînement électrique. Par suite de l'inertie des mo teurs électriques, la vitesse .de réponse et la sensi- bilité des systèmes de :commande d'électrodes con nus sont relativement limitées.

L'invention est matérialisée dans un appareil pour le positionnement de l'électrode d'un (four @à arc électrique comportant un circuit engendrant un si gnai électrique représentant les conditions élec triques dans l'électrode et un moteur hydraulique réversible accouplé à l'électrode afin .d'assurer son positionnement caractérisé en ce :qu'un dispositif hydraulique fournissant une sortie ide sens et d'am plitude variables, est accouplé au moteur afin de lui fournir un liquide selon un débit qui est -dé terminé par l'amplitude et dans un sens qui est dé terminé par le sens de la variation de la sortie, des organes réactifs couplés à cette sortie engen drant un signai électrique réactif présentant une relation .fonctionnelle avec l'amplitude et le sens de la variation de la sortie, un servo-dispositif mon té de façon .à recevoir le signal représentant les conditions dans l'électrode et le signal réactif agis sant pour faire varier l'amplitude et le sens de la sortie afin de .provoquer le déplacement de l'éiec- trode par rapport à la matière formant la pièce, dans une direction et à une vitesse qui sont fonc tions des valeurs relatives des signaux.

La description qui va suivre, faite en ,regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, per mettra de mieux comprendre l'invention La figure 1 est une vue de .profil avec coupe partielle d'un four à arc électrique à électrode consumable équipé suivant l'invention; La figure 2 montre schématiquement l'appareil de commande et d'entraînement de l'électrode des tiné au four visible sur la figure 1; Les figures 3 et 4 montrent une partie de l'appa reil de commande représenté sur la figure 2, dans différentes .positions; La figure 5 montre schématiquement une variante de réalisation de l'invention. D'une façon :générale, l'invention concerne un four à arc électrique comportant une électrode et un récipient recevant le métal en fusion, ainsi qu'un .circuit engendrant un signai. électrique représen tant les conditions électriques régnant dans l'élec- trode, un moteur hydraulique réversible assurant le positionnement ide (électrode, et une pompe hy- draulique fournissant une sortie dont le sens et P amplitude sont variables. La .pompe est accouplée au .moteur afin de fournir un liquide à ce moteur selon un :débit déterminé par l'amplitude et dans un sens défini par le sens de la variation de la sortie de la pompe. En outre, des organes réactifs sont conjugués à la sortie de la .pompe pour fournir un signai électrique réactif qui est fonction de Pam- piitude et du sens de la variation .de cette sortie de la pompe; et un servo-dispositif est monté de façon :à recevoir le signal correspondant à la con dition de 1'éiectrode et le signai réactif et à faire varier fampiitude et le sens de la sortie :de la pompe de façon telle que féiectrode soit déplacée par rapport ïà la matière formant la ,pièce dans une direction et :à une vitesse qui sont fonctions :des valeurs relatives des signaux.

On a représenté sur la figure 1 un four à arc électrique .à électrode consumable et atmosphère contrôlée désigné -d'une façon générale par la ré férence<I>10.</I> @Ce four comporte une partie<I>II</I> @conte- nant un creuset, une zone de passage intermédiaire <I>12;</I> et un mécanisme supérieur<I>13</I> d'entraînement ide l'électrode.

La partie 11 ,comprend une enveloppe externe <I>15</I> sensiblement cylindrique, munie .d'un fond<I>16</I> qui -est fixé sur elle .de façon étanche au moyen de boulons 18, afin de ménager un .chemisage de re froidissement pour un creuset 22 logé dans ce che misage et recevant le lingot 23 formé jà partir du métal fondu. L'enveloppe 15 est associée à un conduit 24 d'arrivée du fluide ide refroidissement et -à con duit ide sortie 25. Une plaque de montage hori zontale 26 supportée au voisinage de (extrémité supérieure -de (enveloppe 15 par .des colonnes ver ticales 28, présente un orifice .centrai 29 pour la réception de l'extrémité supérieure du creuset 22. Une =bride 32 s'étendant vers l'extérieur :à :partir de l'extrémité supérieure .de ce creuset 22 est fixée sur la face supérieure de la :plaque ,de montage <I>26</I> au moyen .de boulons 34. Un joint<I>35</I> est disposé autour de la ,périphérie ;de l'orifice 29, au-dessous de la bride<I>32.</I>

La zone de passage <I>12</I> du four<I>10</I> .comprend un carter cylindrique externe 36 qui est sensible- ment coaxial au creuset 22 et :qui est fixé sur l'extrémité supérieure de celui-ci par des 'boulons <I>34</I> traversant une bride<I>38</I> orientée vers l'extérieur, prévue @à l'extrémité inférieure de ce carter <I>36.</I> Une seconde bride 39 s'étend vers l'extérieur ù par tir de l'extrémité supérieure du carter 36, pour la réception d'un joint annulaire 40 et d'une plaque formant couvercle 42, qui sont fixés sur la bride <I>39</I> au moyen de boulons 44. Le couvercle<I>42</I> re couvre la cavité <I>45</I> ménagée par le creuset <I>22</I> et le carter 36,de la zone de passage.

Une électrode 46 est disposée à l'intérieur de la cavité 45; elle présente un bout d'arbre 48 qui est solidaire .de son extrémité supérieure, en vue de la fixation amovible d'un tube porte-électrode 49 par un collier 50. Le tube 49 traverse à coulissement un manchon d'étanchéité 56 prévu dans le couver cle 42, de .façon à réaliser un joint étanche au fluide pour la cavité 45 et à assurer en outre l'iso lation électrique .de 1':éiectrode 46 par rapport à la plaque formant couvercle 42.

Un .conduit<I>57</I> est relié au carter<I>36</I> et communi que avec l'intérieur de la cavité 45 afin de mettre cette dernière en .communication avec un appa reil à faire le vide ou avec une source :de gaz inerte si un vide :partiel ou une atmosphère consti- tuée par un gaz inerte est nécessaire pendant l'opé ration .de fusion.

Le dispositif 13 d'entraînement de l'électrode est supporté au-dessus du .couvercle 42 par des tiges verticales 65 Ïdont les extrémités inférieures sont fixées sur :ce couvercle 42 et -dont les extrémités supérïeures supportent un ,plateau ou une table supérieure 66. Le dispositif d'entraînement .com prend une premiér plaque 68, qui est en :principe triangulaire et qui est fixée sur l'extrémité supérieu re du tube porte-électrode 49, et une seconde pla que 70 en principe triangulaire, rdisposée vertica- lement au,dessus .de la plaque 68 et associée à un écrou<I>71</I> fixé dans un orifice <I>72</I> ménagé dans cette ;plaque et concentrique au tube porte-électrode 49. Un élément tubulaire 74 est monté à coulis sement sur chacune des tiges de support 65; chaque élément 74 est fixé à son extrémité inférieure sur la première :plaque triangulaire 68 et à. son extré mité supérieure sur la seconde plaque triangulaire <I>70,</I> de sorte que les plaques 68 et<I>70</I> sont accou- plées et peuvent se déplacer verticalement par cou lissement sur les tiges de support 65.

Le .dispositif<I>13</I> .d'entraînement de l'électrode comprend également un moteur .d'entraînement hy draulique 76, qui est monté judicieusement au- dessus ide la plaque supérieure 66, et une tige filetée d'entraînement<I>77,</I> qui coopère avec l'écrou 'fixe<I>71</I> prévu .dans la seconde :plaque triangulaire 70 et qui s'étend verticalement vers le bas ,à travers les orifices 78 et 80 ménagés dans les plaques 66 et 68 respectivement, pour pénétrer :à (intérieur du tube -porte-électrode 49. Un pignon 81 est monté sur l'arbre de sortie 82 du moteur 76 et attaque un pignon 84 fixé sur l'extrémité supérieure de la tige filetée 77 et monté à rotation autour de l'ori fice 78 ménagé dans la plaque 66 au moyen d'un palier convenable 85. L'énergie électrique est fournie à l'électrode 46 par l'intermédiaire d'une borne 88 ,prévue sur la plaque 68, étudiée de façon à recevoir un conduc teur souple 89. Le courant passe de la plaque<B>68</B> à travers .le tube porte-électrode 49, le collier 50 et le bout d'arbre 4.8, pour parvenir à l'électrode <I>46.</I> Des manchons isolants<I>90</I> en matière conve nable isolent les tiges de guidage 65 par rapport aux .plaques 68 et 70 et aux éléments tubulaires 74.

Comme décrit plus en détail plus loin, le mo teur 76 est commandé en fonction des conditions de tension et de courant régnant dans l'électrode par un dispositif de commande hydraulique 94 qui est relié au moteur 76 par des conduits<I>95</I> et<I>96.</I> Ce dispositif de commande hydraulique 94 provo que la rotation du moteur 76 dans un sens capable de maintenir l'arc créé entre l'électrode 46 et le lin got 23 à une longueur relativement uniforme. On voit à l'examen de la figure 1 que la rotation du moteur 76 fait tourner la tige filetée 77 par l'intermédiaire du pignon 81 et du pignon 84. Lorsque cette tige filetée 77 tourne, un mouvement relatif est produit entre elle et l'écrou 71 fixé sur <B>la</B> plaque 70. Ceci .provoque le déplacement de cette plaque 70 dans un sens qui est déterminé -par le sens de rotation de la tige 77, et ce dépla cement est transmis à l'électrode 46 par l'inter médiaire des éléments tubulaires 74 @de la plaque 68 et,du tube porte-électrode 49.

Si l'on se reporte à la figure 2, on voit que le dispositif de commande hydraulique 94 prévu pour le moteur 76 y est représenté plus en détail. Ii com prend une pompe 98, une vanne de servocomman de 99, un transducteur de réaction<I>100,</I> et un cir cuit de commande<I>101.</I> La pompe<I>98</I> est entraî née de façon continue par un moteur<I>103;</I> le sens et l'amplitude de sa sortie, qui est transmise au moteur hydraulique<B>76,</B> dépend de la position du plateau incliné 101. de cette pompe. Le circuit de commande<I>101</I> est couplé au conducteur <I>89</I> d'excita tion de l'électrode, afin de détecter le courant et la tension dans l'électrode; il est connecté en outre au transducteur de réaction<I>100,</I> qui détecte la po sition du plateau incliné<I>104</I> de la pompe.

La vanne de servocommande 99 est reliée au circuit de commande<I>101</I> afin de détecter un signai ,d'erreur produit par une modification des condi tions de tension et de courant dans l'électrode, .ce qui indique que la longueur de l'arc produit par l'é lectrode doit être corrigée. Elle assure un nou veau réglage du plateau incliné 104 de la pompe en fonction de ce signai d'erreur. Le transducteur de réaction<I>100</I> est amené<B>l</B>à son tour dans une nou velle position, qui est fonction de la position de ce plateau incliné 104.

Les techniciens spécialisés dans ce domaine com prendront que. lorsque l'électrode 46 se rapproche du lingot 23, la résistance de l'arc diminue, de sorte qu'il en résulte une augmentation .du cou rant dans l'arc et une diminution -de sa tension. Inversement, lorsque la distance entre l'électrode 46 et le lingot 23 augmente, la résistance de l'arc augmente égaiement, et il en résulte une réduc tion du courant et une augmentation de la tension. Quand la distance entre l'électrode 46 et le lingot 23 a la valeur prédéterminée désirée, les si gnaux représentant cette .tension et ce courant et les signaux ;provenant du transducteur de réaction <I>100</I> fournissent un signal d'erreur égal à zéro, de sorte que la vanne de servocommande 99 main tient le plateau incliné 104 .dans sa iposition pour conserver cet écartement de l'électrode.

Si l'on ,considère maintenant plus spécialement la pompe hydraulique 98, on voit qu'elle comporte un carter extérieur<I>106,</I> :qui supporte à rotation les extrémités opposées d'un arbre d'entrée<I>107</I> accou <B>p</B>lé au moteur<I>103</I> de façon à être entraîné en rotation dans le même sens à une vitesse constante. L'arbre<I>107</I> traverse un orifice<I>109</I> -du plateeau incliné 104 et est relié à pivotement -à un anneau <I>110</I> qui coopère par .coulissement avec une cavité circulaire<I>112</I> ménagée dans ce plateau incliné <I>104.</I> Un bloc-cylindres <I>113</I> est relié :à l'extrémité opposée de l'arbre 107, avec lequel il tourne. Ce bloc<I>113</I> présente plusieurs cylindres de pompe<I>115,</I> dont chacun est associé @à un piston<I>116.</I> Chacun des ,pistons<I>116</I> est relié judicieusement par une tige<I>118 ;à</I> l'anneau<I>110.</I>

En outre, deux cylindres de positionnement<I>120</I> sont prévus .dans le carter<I>106;</I> chacun d'eux est associé :à un piston de positionnement<I>121,</I> qui .est relié aux .côtés opposés :du plateau inclinable<I>104</I> par des tiges<I>122.</I> On comprendra que l'angle d'in clinaison du plateau 104 est déterminé par les po sitions des pistons<I>121,</I> qui déterminent ainsi éga lement la position angulaire de l'anneau<I>110.</I>

Lorsque l'arbre<I>107</I> est entraîné en rotation de manière à faire tourner l'anneau<I>110</I> et 3e bloc-cy lindres<I>113,</I> le plateau inclinable <I>104</I> demeure im mobile; l'anneau<I>110</I> oscille alors de façon à<B>dé-</B> placer les pistons<I>116</I> vers l'intérieur et vers l'ex térieur par rapport aux cylindres associés<I>115.</I> Quand le ;plateau inclinable 104 occupe la position représentée sur la figure 2, le piston inférieur<I>116</I> termine sa course de pompage, tandis que le piston supérieur<I>116</I> termine sa course d'admission.

On comprendra que la longueur de la course :des pistons<I>116,</I> et en conséquence la quantité de fluide pompé, sont déterminées par l'angle d'inclinaison du plateau 104. Ainsi, alors que du fluide s'écoule de la .pompe vers le moteur quand le :plateau 104 est incliné (comme montré sur les âg. 2 et 4) aucun fluide n'est pompé quand ce plateau 104 occupe la .position neutre visible sur la figure 3. Par ailleurs, le sens d'inclinaison du plateau 104 dé termine le sens d'écoulement du fluide. Ainsi, lors- que le plateau -104 occupe la -position visible sur la figure 2, le fluide est pompé .dans un sens, tandis que lorsque ce ,plateau 104 occupe la position inverse visible sur la -figure 4., fécouiement .du fluide s'effectue en- sens opposé.

La vanne de servo-commande 99 comprend un boisseau<I>125</I> présentant un premier orifice de sor tie<I>127</I> et un second- orifice de sortie<I>128,</I> qui sont reliés respectivement par des conduits 129 et <I>131</I> à l'un des cylindres de- positionnement<I>120.</I> En outre, le 'boisseau<I>125</I> ,présente un orifice d7en- trée <I>130;</I> qui est relié par un conduit 132 à une petite pompe pilote 133. La vanne de servo-comman- de 99 comprend égaiement un tiroir<I>135,</I> disposé ,dans un alésage 136 ménagé dans le boisseau<I>125</I> et .relié @à chacun .des orifices .de sortie <I>127 et 128</I> et ,à l'orifice d'entrée<I>130.</I> Ce tiroir <I>135</I> est relié par une tige<I>137</I> à l'armature ou induit<I>138</I> d'un moteurwcowple 140. 'Ce moteur-couple 140 comprend égaiement deux enroulements LZ <I>et L2,</I> qui sont couplés au- circuit de commande<I>101</I> d'une faon qui sera décrite glus en détail plus loin- Le transducteur de réaction<I>100</I> est formé .par un transformateur linéaire différentiel à rapport va riable -comprenant un enroulement primaire L3 connecté à une source de courant alternatif 145 et .deux enroulements secondaires L4 et L5 connec, tés au - circuit de commande<I>101</I> ,d'une manière décrite plus loin. En outre, le transducteur de ré action comprend une armature <B>150,</B> qui est reliée par une tige-<B>151</B> à un bras de positionnement<I>153</I> fixé sur le plateau inclinable 104. Comme le com prendront les techniciens spécialisés dans ce do maine, la tension de sortie obtenue sur chacun des enroulements secondaires L4 et L5 est déterminée par la ,position de l'armature <I>150,</I> qu est elle-mê me déterminée par le degré d'inclinaison du pla teau 104.

Le :circuit :de- commande <I>101</I> détecte le courant dans l'électrode au moyen .d'un transformateur d'in tensité<I>158</I> dont l'enroulement secondaire est cou plé au conducteur 89 d'alimentation de l'électrode et ,est connecté aux bornes d'un potentiomètre RI, de manière <B>là</B> fournir un signal dont la tension est proportionnelle au courant dans l'électrode. Ce stagnai- est appliqué à une- première résistance R2 par l'intermédiaire d'un transformateur de ten sion<I>180.</I> Ainsi, une tension est produite aux bornes de a résistance R2; et .cette tension est proportion- nelle au courant dans l'électrode.

La-tension dans l'électrode ,est détectée au moyen d'un potentiomètre Rat qui est connecté au :conduc teur 89 et dont le curseur est relié à l'enroulement primaire d'un transformateur de tension<I>182.</I> L'en roulement secondaire du transformateur- <I>182</I> est connecté aux bornes d'une seconde résistance R4. de sorte qu'un signai formé par une tension appa raissant aux bornes de -la résistance R4 est pro- portionnel à la tension à travers féiectrode 46. Le circuit de commande 101 .comprend égaiement une seconde paire de résistances R5 et R6, qui sont :montées en série entre les -résistances R2 et R4. L'un .des enroulements secondaires L4 du transducteur de réaction<I>100</I> est connecté aux bornes de la résistance R5, et l'autre enroulement secondaire L5 est monté aux bornes de la résis tance R6. En outre, un des enroulements LZ du mo- teur-couple 140 est .connecté aux bornes des résis tances R2 et R5, et le second enroulement <I>L2</I> est connecté aux bornes des résistances R4 et R6.

Le moteur 76 est identique à la pompe 98, sauf ,que son plateau inclinable <I>160</I> est fixé sur l'arbre de sortie 82. La vitesse de rotation du moteur 76 est :déterminée par le débit selon lequel le fluide est fourni à des cylindres <I>161</I> ménagés dans un bloc-cylindres <I>162</I> qui est relié au -bloc-cylindres <I>113</I> de la pompe 98 .par -les conduits<I>95</I> et<I>96.</I> Ce fluide agit - sur-les ,pistons 164 et provoque la rotation de l'arbre 82 épar l'intermédiaire du pla teau<I>160,</I> qui est accouplé avec cet arbre. En outre, le sens de -rotation du moteur 76 est déter miné par<B>le</B> sens dans lequel le plateau inclinable 104 de la pompe 98 est incliné.

On supposera, pour plus de facilité, que la tension et le courant dans l'électrode ont des valeurs dé sirées -prédéterminées, ,de sorte que l'électrode doit demeurer au repos. .Dans cette .condition de-travail, le plateau inclinable- 104 de la pompe occupe sa position neutre représentée sur la figure 3, dans laquelle aucune sortie n'est obtenue pour le mo teur 76, qui demeure donc au repos.

<I>Si</I> la distance entre l'électrode 46 et le lingot 23 devient trop grande, de sorte qu'il se produit une aügmerrtation de la- tension de l'arc et une réduction -du courant dans celui:ci, la .chute de ten sion à travers la résistance R4 augmente, et celle à travers la résistance R2 -diminue. En conséquen ce; la tension appliquée à l'enroulement L2 -du moteur-couple 14,0 augmente, tandis que la tension appliquée à l'enroulement <I>LI</I> diminue. L'induit <I>138</I> va alors se déplacer vers la .gauche (en re gardant la fib. 2) ce qui fait .communiquer l'orifice de- sortie 127 de -la vanne de servocommande 99 avec l'orifice d'entrée<I>130;</I> de sorte que le piston de positionnement supérieur<I>121</I> va se déplacer vers la =gauche pour incliner le .plateau 104 afin de l'amener dans la position représentée sur la fi gure 2. En .conséquence; la ;pompe 98 va commen cer :à envoyer du fluide au moteur 76, pour le faire tourner vers l'avant. Le moteur 76 va .donc se met tre -à tourner vers d'avant, ce qui va abaisser l'é lectrode 46.

Lorsque le plateau inclinable 104 pivote jusqu'à la ,position avant représentée sur la figure 2, l'ar mature<I>150</I> se déplace vers (enroulement L4 et s'écarte de l'enroulement <I>L5,</I> ce qui augmente la tension -de sortie de cet enroulement L4 et réduit la tension de sortie de cet enroulement<I>L5.</I> En con séquence, la chute de tension aux bornes de la résistance R5 croît, et la chute de tension aux bor nes de la résistance R6 diminue, de sorte que la tension totale du signal appliqué à l'enroulement <I>LI</I> .du moteur-couple 144 augmente, tandis que la tension appliquée à l'enroulement<I>L2</I> diminue. Quand ces tensions sont revenues à un état d'équi libre, l'induit<I>138</I> du moteur-couple <I>140</I> est re tourné à sa position neutre,ce qui isole l'orifice ,de sortie 127 de la vanne de servocommande 99 par rapport à l'orifice d'entrée<I>130.</I>

Lorsque le moteur 76 tourne ,pour déplacer l'é lectrode 46 afin de la rapprocher du lingot 23, le courant dans l'électrode commence à croître et sa tension diminue. Il en résulte une augmenta tion proportionnelle de la chute de tension aux bor nes de la résistance R2 et une réduction propor tionnelle de la tension aux !bornes .de la résistance R4, de sorte qu'un signal d'erreur est @à nouveau détecté par le circuit -du moteur-couple 140. Ceci déplace l'induit<I>138</I> vers la droite (en ,regardant la fig. 2) afin de faire communiquer l'orifice d'en trée<I>130</I> de la vanne du servocommande 99 avec l'orifice de sortie<I>128.</I> En conséquence, le plateau inclinable 104 revient à sa position neutre visible sur la figure 3, de sorte que la sortie fournie au moteur 76 diminue et que ce moteur commence à ralentir. Quand l'électrode 46 parvient .à la posi tion désirée par rapport au lingot<I>23,</I> le plateau inclinable 104 est revenu à sa ,position neutre, visi ble sur la figure 3, et le moteur 76 est arrêté.

Si la distance entre l'électrode 46, et le lingot<I>23</I> devient trop faible, de sorte qu'un ,déplacement de l'électrode vers le haut est nécessaire, le courant dans l'électrode augmente et sa tension diminue, ce qui provoque des variations correspondantes de la tension proportionnelle au courant aux bornes de la résistance R2 et de la tension proportionnelle à la tension aux bornes de la résistance R4. Ceci provoque un déplacement de l'induit<I>138</I> vers la droite (en regardant la ig. 2) afin de faire com muniquer l'orifice de sortie<B>128</B> de la vanne de servocommande 99 avec l'orifice d'entrée<I>130.</I> Le plateau inclinable 104 va alors s'incliner vers la position inverse représentée sur la figure 4, ce qui fait tourner le moteur en sens inverse, en déplaçant l'électrode 46 vers le haut. Lors du pivo tement du plateau inclinable 104, l'armature<I>150</I> du transducteur de réaction .commence :à se dépla cer vers l'enroulement<I>L5</I> et s'écarte de l'enroule ment M, ce qui augmente le potentiel aux bornes de la résistance R6 et réduit le potentiel aux bornes de la résistance R5. Le potentiel à travers l'enrou lement<I>L2</I> du moteur-couple<I>140</I> augmente alors et le potentiel à travers l'enroulement Ll diminue, ce qui provoque le déplacement de l'induit 138 vers sa .position neutre, pour isoler l'orifice de sor tie<I>128</I> par rapport :à l'orifice d'entrée<I>130.</I>

Lorsque l'électrode 46 s'écarte du lingot 23, la tension aux bornes de la .résistance R4 commence à croître, et la tension aux bornes de la résistance <I>R2</I> diminue, de sorte que le moteur-couple 140 est de nouveau déséquilibré, .ce :qui provoque un dé placement vers la droite du tiroir<I>135.</I> En consé quence, une pression est appliquée au piston de .positionnement supérieur<I>121,</I> de sorte que le pla- teau inclinable 104 est ramené à sa ;position neu tre et que le moteur 76 tourne ;à une vitesse .plus faible. Quand l'électrode 46 atteint la position dé sirée par rapport au lingot 23, le système est de nouveau en équilibre .et la pompe 98 occupe sa position neutre visible sur la figure 3.

Les techniciens spécialisés dans ce domaine com prendront que le circuit de commande<I>101</I> fonc tionne également d'une façon analogue si le si- P a a <B>1</B> formé par une tension proportionnelle au courant, appliqué à la résistance R2, ou le signal formé par une tension proportionnelle @à la tension, appliqué -à la résistance R4, est remplacé par une source de tension de référence.

On voit à la lecture de la description qui pré cède que l'appareil de ,positionnement représenté sur la figure 2 fournit une commande différentielle de l'électrode avec une vitesse de réponse relative ment ,grande. En outre, étant donné que .l'inertie du moteur 76 est .faible, puisque seule une petite quantité d'huile se trouve sous. pression, et en outre que la vitesse à laquelle ce moteur 76 tourne -dé pend de la distance dont l'électrode 46 s'écarte de la position désirée par rapport au lingot<I>23,</I> le dispositif présente un pouvoir résolutoire relative ment élevé, en ce sens qu'il se rapproche plus étroitement d'un point donné que les systèmes électriques ou hydrauliques classiques. Par ailleurs. du fait que la vitesse du moteur 76 varie avec l'inclinaison du ,plateau 104. on peut obtenir une gamme de vitesses -beaucoup plus lange que dans le cas des systèmes électriques ou hydrauliques connus. En outre, par suite :de l'inertie relative ment faible .du sstème. le dispositif d'entraînement peut être arrêté' et inversé plus rapidement que dans le cas des systèmes classiques de déplace ment des électrodes.

Les techniciens spécialisés dans ce & maine com prendront que, dans le cas d'un four triphasé comportant trois électrodes 46 et trois conducteurs d'excitation séparés 89 connectés à un système d'alimentation triphasé, un moteur 76 et un dispo sitif de .commande hydraulique 94 sont prévus ,pour chacune de ces électrodes.

On a représenté schématiquement sur la figure 5 une variante de réalisation de l'invention dans la quelle le moteur 76 et la pompe 98' fournissent chacun un .débit fixe. Pour cette raison, la com- mande du sens et du débit d'écoulement du fluide est assurée par la vanne de servocommande 99'. A moins que le contraire ne soit spécifié, chacun des éléments du mode ,de réalisation représenté sur la figure 5 est identique,à l'élément correspondant .du mode de réalisation visible sur la figure 2 et est désigné par la même référence.

La vanne de servocommande 99' est représentée schématiquement; elle comprend un boisseau 166 et un tiroir 167 monté ià coulissement dans ce bois seau<I>166</I> et présentant des cavités annulaires axiale ment espacées<I>168, 169</I> et 170. En outre, le tiroir <I>167</I> est muni d'un canai oblique<I>171</I> s'étendant à partir .de la cavité<I>168</I> de telle sorte que, lorsque ce tiroir<I>167</I> se trouve dans sa position neutre vi sible sur la figure 5, le conduit 172 de sortie de la pompe soit relié au conduit de retour 173 -de cette pompe par le conduit<I>174.</I> Le moteur 76 est mis en communication avec le 'boisseau<I>166</I> par un pre mier et un second :conduits 176, 177. Quand le tiroir<I>167 se</I> trouve dans sa ;position neutre vi sible sur la figure 5, le conduit 176 est intercalé entre les :cavités<I>168</I> et 169, et le conduit<I>177</I> relie les .cavités<I>169</I> et<I>170,</I> de sorte que le moteur 76 est isolé par rapport à la pompe 98', l'électrode 46 demeurant au repos.

On rappellera que si la distance entre l'électrode 46 et le lingot<I>23</I> devient trop grande, la tension appliquée à l'enroulement <I>L2</I> du moteur-couple <I>140</I> augmente, tandis que la tension appliquée à l'enroulement <I>LI</I> de ce moteur-couple diminue. De cette façon, l'induit 138 se déplace vers le bas (sur la @fig. 5), ce qui met le conduit de sortie 172 de la pompe en .communication avec le conduit <I>177</I> du moteur, par l'intermédiaire de la cavité<I>170</I> ménagée dans le tiroir 167. En outre, le conduit de retour<I>173</I> de la pompe est relié au conduit<I>176</I> du moteur par l'intermédiaire de la cavité 167, tandis que le conduit en dérivation 174 est isolé par rapport au anal<I>171.</I> En conséquence, le fluide s'écoule depuis la pompe 98' vers le moteur 76 dans le sens avant, ce qui provoque la rotation de ce moteur 76 dans un sens qui abaisse l'électrode 46. On comprendra que la quantité de fluide qui s'écoule vers le .moteur 76 et :qui commande la vi tesse de rotation de ce moteur est déterminée par le degré de déplacement du tiroir<I>167</I> à partir -de saposition neutre.

'On comprendra égaiement que, :du fait :que l'in duit<I>138</I> est relié :à l'armature<I>150</I> par la tige<I>137',</I> cette armature <I>150</I> va égaiement se déplacer vers le bas et vers l'enroulement L4, en s'écartant de l'en- roulement <I>L5.</I> Ceci augmente la tension de sortie de l'enroulement L4 et réduit la tension de sortie de l'enroulement <I>L5.</I> En conséquence, le signai total formé par une tension, appliqué à l'enrou lement<I>LI</I> .du moteur-couple <I>140,</I> croît. tandis que la tension appliquée à l'enroulement <I>L5</I> diminue. L'induit<I>138</I> du moteur-couple<I>140</I> va alors com mencer à revenir à sa position neutre, pour isoler le moteur 76 de la pompe 98' quand l'équilibre est de nouveau atteint.

Si par ailleurs la distance ,entre l'électrode 46 et le lingot 23 devient trop faible, !de sorte qu'un déplacement de l'électrode vers le haut est néces saire, le courant dans l'électrode augmente et la tension baisse, ce qui va :provoquer le déplacement vers le haut de l'induit 138 (en regardant la fig. 5). En conséquence, le conduit 176 du moteur est mis en .communication avec le conduit de sor tie<I>172</I> de la ,pompe, par l'intermédiaire de la ca vité<I>168,</I> tandis que le conduit<I>177</I> est mis en com munication avec le conduit de retour 173 de cette pompe par la cavité<I>169.</I> Le moteur<I>176</I> tourne alors dans le sens inverse pour relever l'électrode 46, et lorsque la distance requise est obtenue, le système est ramené à une condition d'équilibre de la manière décrite précédemment.

Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter -de l'inven tion.

Claims (1)

1. ItÉSUbif, 1 Appareil pour la mise en .position de l'élec- trode d'un four à arc électrique comportant un cir cuit engendrant un signal électrique représentant les conditions électriques régnant dans l'électrode et un moteur hydraulique réversible relié à cette électrode afin d'assurer son positionnement, carac térisé en :ce qu'un dispositif hydraulique dont la sortie varie en sens et en amplitude est accouplé au moteur -de manière ;à lui fournir un liquide selon un débit déterminé par l'amplitude et :dans un sens défini par le sens de la variation de cette sor tie, des organes réactifs couplés @à cette sortie en aendrant un signal électrique réactif fonction de l'amplitude et -du sens .de la variation de cette sor tie, un servo-dispositif recevant le signal représen tant les conditions :dans l'électrode et le signai de réaction agissant de façon ,à faire varier l'ampli tude et le sens !de :cette sortie afin :de provoquer le déplacement de l'électrode par rapport à la ma tière formant la ipièce dans un sens et à une vi tesse qui sont fonctions -des amplitudes relatives des signaux. 2 Modes de réalisation de cet appareil, pré sentant les particularités suivantes, considérées sé parément ou collectivement a. Le dispositif hydraulique -est constitué par une pompe à débit variable; b. Le dispositif hydraulique comprend une pom- !Pe hydraulique rotative reliée au moteur hydrau lique et un arbre d'entrée entrainé en rotation à une vitesse sensiblement constante; c. Le dispositif hydraulique comprend une pom pe hydraulique et la sortie .précitée est associée à un élément de commande dont le sens et l'am plitude sont variables et qui est prévu entre la pom pe et le moteur pour commander le sens et l'am plitude d'écoulement du fluide entre ces deux dis positifs; d. L'arbre de sortie du moteur hydraulique est relié à l'électrode; e. Le circuit engendrant un signal électrique com prend un premier organe fournissant un signal proportionnel à la tension dans l'électrode et un second organe fournissant un signal proportion nel au courant dans l'électrode; f. La ipompe hydraulique rotative comporte un élément de commande dont le sens et l'amplitude varient -à ,partir d'une position neutre, un trans formateur linéaire comportant deux enroulements secondaires et une armature reliée à cet élément de commande, le servo-dispositif comprenant un moteur-couple monté de façon à recevoir le signal représentant les conditions .dans l'électrode et relié à ces enroulements secondaires en vue .de la ré ception du signal de réaction; g. Le moteur-couple est également relié à cet élé. ment de commande afin de faire varier l'ampli tude et le sens du -déplacement dudit élément de commande :à partir de sa position neutre en fonc tion de .l'amplitude des signaux, ,pour provoquer un déplacement .de l'électrode par rapport .à la pièce dans un sens tendant à ramener cet élément de commande à une position neutre.