FR2466168A1 - Electric current connector - esp. for supplying current via contact segments to electrode in metallurgical furnace - Google Patents

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Abstract

At least one curved contact plate or segment (2) is located on the periphery of the electrode (1) and inside a circular row of segments (3). Each segment (3) contains a circular hole (7); and on the base of hole (7) is a ring flange (13) employed to anchor one end of an expandable bellows tube (12). The other end of tube (12) is closed by a plate (11). When pressurised cooling water is fed via a segment (3) into tube, (12) the latter expands axially to push segment (2) against electrode (1), thus making good electrical contact. The invention eliminates the use of rubber membranes employed to press the contact segments (2) against the electrode- such membranes do not withstand high temps.

Description

La présente invention concerne un perfectionnement aux dispositifs d'amenée de courant électrique à, par exemple, une électrode de four d'électrométallurgie. The present invention relates to an improvement to devices for supplying electric current to, for example, an electrode of an electrometallurgical furnace.

Dans les fours d'électrométallurgie, les électrodes sont soumises à des intensités de courant électrique très importantes. In electrometallurgical furnaces, the electrodes are subjected to very high electric current intensities.

Il importe donc que la répartition périphérique du courant électrique au niveau des plaques qui sont en contact avec l'électrode soit la plus homogène possible afin d'éviter des surcharges locales qui engendreraient une déterioration rapide des plaques de contact. Il est donc nécessaire d'obtenir des forces d'application des plaques de contact sur ltélectrode parfaitement égales.It is therefore important that the peripheral distribution of the electric current at the level of the plates which are in contact with the electrode is as homogeneous as possible in order to avoid local overloads which would cause rapid deterioration of the contact plates. It is therefore necessary to obtain perfectly equal application forces of the contact plates on the electrode.

Différents moyens sont actuellement connus. Certains constructeurs de fours préconisent en effet liutilisation de vérins alimentes en parallèle et agissant sur les différentes plaques de contact pour créer les forces de serrage. Parmi les différents dispositifs à vérins adoptés, il en est un dans lequel chaque vérin est constitué par une plaque de contact et un élément de couronne judicieusement disposé par rapport à la plaque de contact et faisant respectivement fonction de piston et de corps de vérin, la chambre du piston étant réalisée par une membrane en caoutchouc placée entre la plaque de contact et l'élément de couronne. Le fluide sous pression alimentant ladite chambre est cons titué par l'eau de refroidissement circulant dans l'élément de couronne. Various means are currently known. Some manufacturers of ovens recommend the use of cylinders supplied in parallel and acting on the various contact plates to create the clamping forces. Among the various actuator devices adopted, there is one in which each actuator is constituted by a contact plate and a crown element judiciously disposed with respect to the contact plate and acting respectively as piston and actuator body, the piston chamber being produced by a rubber membrane placed between the contact plate and the crown element. The pressurized fluid supplying said chamber is constituted by the cooling water circulating in the crown element.

Un tel dispositif assure un service à peine acceptable lorsque les conditions d'exploitation sont telles que la surface de la charge du four est très chaude, et que l'eau de refroidissement utilisée n'est pas suffisamment froide. En effet, la membrane en caoutchouc ne peut supporter des températures supérieures à environ 1200 si bien que, au bout d'un certain temps de fonctionnement ou à cause d'une élévation de température accidentelle, une ou plusieurs membranes se trouvent détériorées et doivent être changées, le changement de membrane nécessitant l'arrêt du four. Such a device provides barely acceptable service when the operating conditions are such that the load surface of the furnace is very hot, and the cooling water used is not cold enough. In fact, the rubber membrane cannot withstand temperatures above about 1200 so that, after a certain period of operation or due to an accidental rise in temperature, one or more membranes are deteriorated and must be changed, the membrane change necessitating stopping the oven.

L'élévation de température au-delà de 1200 agissant sur la membrane peut avoir des causes différentes. Il peut se produire une élévation de température générale lorsque de violents soufflards apparaissent ou lorsque la température de l'eau de refroidissement devient trop élevée. Une élévation de température au voisinage de la membrane peut également se produire par suite d'un déplacement excessif d'une plaque de contact par rapport à son élément de couronne, la membrane se trouvant alors directement exposée au feu ou à des jets de gaz très chauds. The rise in temperature above 1200 acting on the membrane can have different causes. A general temperature rise can occur when strong blows appear or when the temperature of the cooling water becomes too high. A temperature rise in the vicinity of the membrane can also occur as a result of an excessive displacement of a contact plate relative to its crown element, the membrane then being directly exposed to fire or to very strong gas jets. hot.

La présente invention a principalement pour but un dispositif d'amenée de courant qui ne présente pas les inconvénients résultant de l'utilisation d'une membrane en caoutchouc mentionnée ci-dessus. The main object of the present invention is a current supply device which does not have the drawbacks resulting from the use of a rubber membrane mentioned above.

Le dispositif d'amenée de courant électrique à, par exemple, une électrode de four d'électrométallurgie, selon la présente invention, comprend au moins une plaque de contact appliquée radialement contre l'électrode et un élément de couronne disposé radialement à distance de la plaque de contact, une chambre associée de préférence à l'élément de couronne et disposée du côté de la plaque de contact recevant un fluide sous pression permettant de déformer ladite chambre de manière à presser ladite plaque de contact contre l'électrode. The device for supplying electric current to, for example, an electrode of an electrometallurgical furnace, according to the present invention, comprises at least one contact plate applied radially against the electrode and a crown element disposed radially away from the contact plate, a chamber preferably associated with the crown element and disposed on the side of the contact plate receiving a pressurized fluid making it possible to deform said chamber so as to press said contact plate against the electrode.

Selon la présente invention, ladite chambre est délimitée par ledit élément de couronne, un plateau formant piston et pouvant agir sensiblement radialement à l'électrode sur ladite plaque de contact et un soufflet métallique, de préférence cylindrique, déformable essentiellement selon son axe et s'étendant sensiblement radialement à ladite électrode, les extrémités dudit soufflet étant reliées de façon étanche respectivement audit élément de couronne et audit plateau formant piston. According to the present invention, said chamber is delimited by said crown element, a plate forming a piston and capable of acting substantially radially at the electrode on said contact plate and a metal bellows, preferably cylindrical, essentially deformable along its axis and s' extending substantially radially to said electrode, the ends of said bellows being tightly connected respectively to said crown element and to said piston plate.

Selon la présente invention, ledit soufflet est relié à l'élément de couronne de préférence par une bride, le soufflet étant fixé sur cette bride et cette bride étant fixée sur l'élément de couronne. According to the present invention, said bellows is connected to the crown element preferably by a flange, the bellows being fixed on this flange and this flange being fixed on the crown element.

Selon la présente invention, ledit soufflet est relié audit plateau formant piston de préférence par une couronne, le soufflet et le plateau étant fixés sur cette couronne. According to the present invention, said bellows is connected to said plate forming a piston preferably by a crown, the bellows and the plate being fixed on this crown.

Afin de s'opposer au passage d'éventuels couranisélec- triques d'une plaque de contact à une autre, il est préférable d'interposer entre ledit plateau et la plaque de contact une couche d'un matériau isolant tel que du verre mélamine.  In order to oppose the passage of possible couraniselectriques from one contact plate to another, it is preferable to interpose between said plate and the contact plate a layer of an insulating material such as melamine glass.

La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un dispositif d'amenée de courant électrique à une électrode particulier, décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel :
La figure 1 est une vue, en coupe selon le plan I-I de la figure 2 qui passe par l'axe de l'électrode, du dispositif selon la présente invention
La figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 1, perpendiculairement à l'axe de l'électrode dans laquelle on a
representé uniquement un dispositif.The present invention will be better understood from the study of an electric current supply device to a particular electrode, described by way of nonlimiting example and illustrated by the drawing in which:
Figure 1 is a sectional view along plane II of Figure 2 which passes through the axis of the electrode, of the device according to the present invention
Figure 2 is a sectional view along II-II of Figure 1, perpendicular to the axis of the electrode in which there is
represented only a device.

Comme on peut le voir sur les figures, l'électrode
cylindrique 1 est entourée par une multiplicité de plaques de contact 2
suspendues qui est elle-même entourée par une multiplicité d'éléments de
couronne 3 également suspendus, un élément de couronne étant associé à
une plaque de contact. Les plaques de contact 2 sont alimentées en courant
électrique par des conducteurs non réprésentés.As can be seen in the figures, the electrode
cylindrical 1 is surrounded by a multiplicity of contact plates 2
suspended which is itself surrounded by a multiplicity of elements of
crown 3 also suspended, a crown element being associated with
a contact plate. Contact plates 2 are supplied with current
electric by conductors not shown.

Comme on peut le voir en particulier sur la figure 2,
les éléments de couronne sont montés de part et d'autre sur des colonnes
verticales 4.As we can see in particular in Figure 2,
the crown elements are mounted on both sides on columns
vertical 4.

La plaque de contact 2 présente sur sa face extérieure
une collerette cylindrique 5 qui délimite une surface sensiblement plane 6.Contact plate 2 on its outside face
a cylindrical collar 5 which delimits a substantially flat surface 6.

L'élément de couronne 3 présente un évidement intérieur cylindrique 7 dont
le fond 8 est sensiblement plat. La collerette 5 de la plaque de contact 2
pénètre légèrement dans l'évidement 7 de l'élément de couronne 3, un
espace libre 9 étant ménagé entre la surface 6 de la plaque de contact 2
et la surface 8 de l'élément de couronne 3.The crown element 3 has a cylindrical interior recess 7 of which
the bottom 8 is substantially flat. The collar 5 of the contact plate 2
slightly penetrates into the recess 7 of the crown element 3, a
free space 9 being provided between the surface 6 of the contact plate 2
and the surface 8 of the crown element 3.

Dans l'espace libre 9 entre la plaque de contact 2
et l'élément de couronne 3 se trouve une chambre 10 associée à l'élément
de couronne 3.In the free space 9 between the contact plate 2
and the crown element 3 is a chamber 10 associated with the element
crown 3.

Ladite chambre 10 est délimitée radialement à l'élec-
trode 1 d'une part par la surface 8 de l'élément de couronne 3 et d'autre
part par un plateau sensiblement cylindrique 11 ainsi que par un soufflet métallique 12. Le soufflet métallique 12 est cylindrique et s'étend sen
siblement radialement à l'électrode 1. Il présente sur sa périphérie des
ondulations qui lui permettent de se déformer essentiellement selon son
axe et, dans le cas présent, perpendiculairement à l'électrode.Said chamber 10 is delimited radially to the elect
trode 1 on the one hand by the surface 8 of the crown element 3 and on the other
leaves by a substantially cylindrical plate 11 as well as by a metal bellows 12. The metal bellows 12 is cylindrical and extends sen
approximately radially to electrode 1. It has on its periphery
undulations which allow it to deform essentially according to its
axis and, in this case, perpendicular to the electrode.

L'extrémité extérieure 12a du soufflet 12 est fixée à une bride 13, par soudage dans l'exemple représenté. La bride 12 prend appui sur la surface 8 de l'élément de couronne 3 et y est fixée grâce à une multiplicité de vis 14. Un joint cylindrique 15 écrasé entre la bride 13 et l'élément de couronne 3 assure ltetancheite.  The outer end 12a of the bellows 12 is fixed to a flange 13, by welding in the example shown. The flange 12 is supported on the surface 8 of the crown element 3 and is fixed thereto by means of a multiplicity of screws 14. A cylindrical seal 15 crushed between the flange 13 and the crown element 3 ensures tightness.

L'autre extrémité 12b du soufflet 12 est fixée par soudage dans l'exemple représenté à une couronne 16. Le plateau 11 est fixé sur la couronne 16 par l'intermédiaire d'une multiplicité de vis 17, un joint cylindrique 18 disposé entre le plateau 11 et la couronne 16 assurant l'étanchéité. The other end 12b of the bellows 12 is fixed by welding in the example shown to a crown 16. The plate 11 is fixed to the crown 16 by means of a multiplicity of screws 17, a cylindrical joint 18 disposed between the plate 11 and the crown 16 ensuring sealing.

Une couche 19 d'un matériau isolant tel que du verre mélaminé est collee à la face extérieure du plateau 11 opposée à la chambre 10. A layer 19 of an insulating material such as melamine glass is bonded to the outer face of the plate 11 opposite the chamber 10.

Comme on peut le voir sur la figure 2, il est possible de fairecirculer de l'eau de refroidissement à l'intérieur de l'élément de couronne 3 par les canaux 20, au moins l'un des canaux communiquant avec la chambre 10 grâce à l'orifice 21. As can be seen in Figure 2, it is possible to circulate cooling water inside the crown element 3 through the channels 20, at least one of the channels communicating with the chamber 10 through at port 21.

Comme l'eau de refroidissement circulant dans l'élément de couronne 3 et dans la chambre 10 est sous pression, elle peut déformer la chambre 10 essentiellement radialement à l'électrode 1. Ainsi, le plateau 11, par l'intermédiaire de la couche isolante 19, peut agir sur la surface 6 de la plaque de contact 2 et presser cette plaque de contact contre la surface extérieure de l'électrode 2 avec la force d'application désirée. As the cooling water circulating in the crown element 3 and in the chamber 10 is under pressure, it can deform the chamber 10 essentially radially to the electrode 1. Thus, the plate 11, via the layer insulator 19, can act on the surface 6 of the contact plate 2 and press this contact plate against the exterior surface of the electrode 2 with the desired application force.

Comme onpeut le voir sur les figures, la bride 13 et la couronne 16 s'étendent radialement vers l'intérieur du soufflet 12 de manière à faciliter l'étanchéité entre la chambre 10 et l'extérieur. As can be seen in the figures, the flange 13 and the crown 16 extend radially inward of the bellows 12 so as to facilitate sealing between the chamber 10 and the outside.

On conçoit aisément que tous les dispositifs d'amenée de courant disposes autour de l'électrode 1 peuvent être réalisés de la même manière que celui décrit ci-dessus. It is easily understood that all the current supply devices arranged around the electrode 1 can be produced in the same manner as that described above.

La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. En effet, on peut prévoir un mode de montage du soufflet 12 d'une part sur l'élément de couronne 3 et d'autre part sur le plateau 11 par d'autres moyens, par exemple par sertissage, tout en maintenant l'étanchéité. D'autres variantes sont également possibles sans sortir du cadre de la présente invention.  The present invention is not limited to the example described above. Indeed, one can provide a mounting mode of the bellows 12 on the one hand on the crown element 3 and on the other hand on the plate 11 by other means, for example by crimping, while maintaining the seal . Other variants are also possible without departing from the scope of the present invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amenée de courant électrique à, par exemple, une électrode de four électrométallurgique comprenant au moins une plaque de contact appliquée radialement contre l'électrode et un élément de couronne disposé radialement à distance de la plaque de contact, une chambre associée de préférence à l'élément de couronne et disposée du côté de la plaque de contact recevant un fluide sous pression permettant de déformer ladite chambre de manière à presser ladite plaque de contact contre l'électrode, caractérisé par le fait que ladite chambre est délimitée par ledit élément de couronne, un plateau formant piston et pouvant agir sensiblement radialement à l'électrode sur ladite plaque de contact et un soufflet métallique, de préférence cylindrique, déformable essentiellement selon son axe et s'étendant sensiblement radialement à l'électrode, les extrémités du soufflet étant reliées de façon étanche respectivement audit élément de couronne et audit plateau formant piston. 1. Device for supplying electric current to, for example, an electrometallurgical oven electrode comprising at least one contact plate applied radially against the electrode and a crown element disposed radially away from the contact plate, an associated chamber preferably to the crown element and disposed on the side of the contact plate receiving a pressurized fluid making it possible to deform said chamber so as to press said contact plate against the electrode, characterized in that said chamber is delimited by said crown element, a plate forming a piston and capable of acting substantially radially to the electrode on said contact plate and a metal bellows, preferably cylindrical, deformable essentially along its axis and extending substantially radially to the electrode, the ends the bellows being tightly connected respectively to said crown element and to said piston-forming plate. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit soufflet est relié à l'élément de couronne par une bride, le soufflet étant fixé sur cette bride et cette bride étant fixée sur l'élément de couronne. 2. Device according to claim 1, characterized in that said bellows is connected to the crown element by a flange, the bellows being fixed on this flange and this flange being fixed on the crown element. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un joint d'étanchéité est disposé entre ladite bride et ledit élément de couronne. 3. Device according to claim 2, characterized in that a seal is disposed between said flange and said crown element. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le soufflet est relié audit plateau formant piston par une couronne, le soufflet et le plateau étant fixés sur cette couronne. 4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the bellows is connected to said piston-forming plate by a crown, the bellows and the plate being fixed on this crown. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'un joint d'étanchéité est disposé entre ledit plateau et ladite couronne. 5. Device according to claim 4, characterized in that a seal is disposed between said plate and said crown. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une couche d'un matériau isolant tel que du verre mélaminé est interposée entre ledit plateau et ladite plaque de contact, cette couche étant de préférence fixée audit plateau.  6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that a layer of an insulating material such as melamine glass is interposed between said plate and said contact plate, this layer preferably being fixed to said plate.
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