FR2514981A1

FR2514981A1 - Self-baking Soderberg electrode mounting - with suspended clamping devices on radial ribs of electrode shell

Info

Publication number: FR2514981A1
Application number: FR8119617A
Authority: FR
Inventors: Knut Evensen
Original assignee: Elkem ASA
Current assignee: Elkem ASA
Priority date: 1981-10-19
Filing date: 1981-10-19
Publication date: 1983-04-22
Also published as: FR2514981B1

Abstract

Mounting for self-baking electrodes in electrothermal melting furnaces uses an electrode shell with radial outward longitudinal ribs. A number of clamping devices can be applied with their jaws to these ribs and supply the electric current to the electrode. These clamping devices are so designed that they pinch just the ribs and transfer exclusively tangential forces to the electrode shell. Each clamping device is provided with a cooling circuit. This confines the cooling to the ribs so that the electrode heat loss is reduced. The electrode shells are not stressed by radial deformation and can therefore with advantage be made of non-ferrous materials.

Description

L'invention concerne un dispositif de porteélectrode pour électrodes auto-durcissantes destinées à être utilisées dans un four de fusion électrothermique. Plus parti culiêrement, le dispositif de porte-électrode selon l'invention est destiné à être utilisé avec des électrodes auto-durcissantefi telles que des électrodes 'WSoderberg" classiques. The invention relates to an electrode holder device for self-hardening electrodes for use in an electrothermal melting furnace. More particularly, the electrode holder device according to the invention is intended to be used with self-hardening electrodes such as conventional "WSoderberg" electrodes.

Une électrode auto-durcissante de type connu comprend typiquement un carter métallique entourant à la fois la partie durcie ou cuite et la partie non durcie de l'électrode. Intérieurement, les carters d'électrodes classiques sont munis d'un certain nombre de nervures ou d'ailettes partant verticalement et radialement vers l'intérieur, de manière à pénétrer dans la pste d'électrode. La pâte d'électrode non durcie ou non cuite est introduite dans le carter par son extré- mité supérieure, et cette pâte est progressivement durcie par la chaleur du four lorsque l'électrode s'enfonce vers le bas dans le dispositif de porte-électrode. A self-hardening electrode of known type typically comprises a metal casing surrounding both the hardened or baked part and the uncured part of the electrode. Internally, the conventional electrode housings are provided with a certain number of ribs or fins extending vertically and radially inwards, so as to penetrate into the electrode base. Uncured or uncooked electrode paste is introduced into the housing through its upper end, and this paste is gradually cured by the heat of the oven when the electrode is pushed down into the electrode holder device. .

Il est bien connu que le dispositif de porteélectrode doit assurer un excellent contact électrique entre le carter de l'électrode et le dispositif de porte-électrode. Dans les ensembles d'électrode selon l'art antérieur, on a utilisé les nervures en saillie du carter pour tenir et pour guider l'alimentation des électrodes tandis que le courant électrique était amené aux électrodes par un certain nombre de crampons de contact exerçant une pression de contact radiale sur ltélectrodz
Un anneau de pression monté extérieurement sert alors de moyen de poussée permettant aux crampons de contact d'exercer la pression requise sur l'électrode.It is well known that the electrode holder device must ensure excellent electrical contact between the electrode housing and the electrode holder device. In the electrode assemblies according to the prior art, the protruding ribs of the housing were used to hold and guide the supply of the electrodes while the electric current was brought to the electrodes by a number of contact studs exerting a radial contact pressure on the electrode
An externally mounted pressure ring then serves as a pushing means allowing the contact studs to exert the required pressure on the electrode.

On a constaté qu'un dispositif de porte-électrod de ce type applique des forces radiales relativement importantes sur ltélectrode dans la zone critique où se produit le processus de cuisson de l'électrode. Pendant le blocage et l'introduction des électrodes, les particules de la pâte d'électrode non cuite ou en train de cuire, exposées à ces forces, peuvent être soumises à de petits mouvements relativement nocifs entre particules adjacentes. Ces petits mouvements relatifs peuvent produire un défaut de cuisson des électrodes qui risquent ensuite de casser. It has been found that an electrode holder device of this type applies relatively large radial forces to the electrode in the critical area where the baking process of the electrode occurs. During blockage and insertion of the electrodes, particles of the uncooked or baking electrode paste, exposed to these forces, can be subjected to small, relatively harmful movements between adjacent particles. These small relative movements can produce a defect in the cooking of the electrodes which may then break.

Pour le contrale thermique de ces ensembles, les crampons de contacte sont de préférence refroidis par eau et les surfaces de refroidissement relativement grandes des moyens de blocage placés au voisinage du carter amènent la zone de cuisson et de durcissement à se situer dans la zone voisine de l'extrémité inférieure des moyens de blocage. For the thermal control of these assemblies, the contact studs are preferably water-cooled and the relatively large cooling surfaces of the blocking means placed in the vicinity of the housing cause the cooking and hardening zone to be located in the zone close to the lower end of the locking means.

On a const-até que la nécessité de refroidir les moyens de blocage de ces dispositifs selon l'art antérieur limite à la fois la longueur de pas d'alimentation de chaque électrode et la vitesse d'alimentation de cette électrode. De plus, la surface de refroidissement relativement grande des moyens de blocage peut produire des chocs thermiques sur les électrodes dans la zone de cuisson à chaque fois que se produit une diminution incontrolée du rythme de fonctionnement du four, ce qui risque d'augmenter corrélativement les ruptures d'électrodes. It has been noted that the need to cool the blocking means of these devices according to the prior art limits both the length of the feeding step of each electrode and the feeding speed of this electrode. In addition, the relatively large cooling surface of the blocking means can produce thermal shocks on the electrodes in the cooking zone each time there is an uncontrolled decrease in the operating rate of the oven, which risks correspondingly increasing the electrode ruptures.

La pression relativement importante des moyens de blocage radiaux entrasse toujours également des risques de déformations intempestives du carter d'électrode, qui peuvent à leur tour déformer la partie correspondante de l'électrode elle-meme. The relatively high pressure of the radial blocking means also always runs the risk of untimely deformation of the electrode casing, which can in turn deform the corresponding part of the electrode itself.

L'invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur et concerne à cet effet un dispositif de porte-électrode destiné à tenir une électrode dans un four de fusion électrothermique, cette électrode comprenant un carter muni de nervures faisant saillie radialement vers l'extérieur du carter, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un certain nombre de moyens de blocage destinés à venir en contact avec les nervures pour-amener le courant électrique a' à l'électrode, et en ce que ces moyens de blocage sont conçus pour ne se bloquer que contre les nervures du carter d'électrode, de manière à n'appliquer ainsi que des forces tangentielles sur ce carter d'électrode. The invention aims to overcome the above drawbacks of the prior art and for this purpose relates to an electrode holder device intended to hold an electrode in an electrothermal melting furnace, this electrode comprising a casing provided with ribs making protruding radially outwards from the casing, device characterized in that it comprises a certain number of locking means intended to come into contact with the ribs to bring the electric current a 'to the electrode, and in that these blocking means are designed to block only against the ribs of the electrode housing, so as to apply only tangential forces on this electrode housing.

Les moyens de blocage sont de préférence refroidis par une circulation interne de liquide. Cependant, comme les surfaces de refroidissement des moyens de blocage sont limitées à une zone réduite dans le sens latéral, des deux c8tés des nervures, plutôt qu'aux parois du carter elles-memes, le transfert de chaleur à partir de l'électrode se trouve fortement réduit. The blocking means are preferably cooled by an internal circulation of liquid. However, since the cooling surfaces of the locking means are limited to a reduced area in the lateral direction, on both sides of the ribs, rather than at the walls of the housing themselves, the transfer of heat from the electrode takes place. finds it greatly reduced.

Les moyens de blocage selon l'invention permettent la cuisson de durcissement de l'électrode indépendamment de la forme géométrique de celle-ci, et permettent également l'utilisation de carters d'électrode réalisés dans d'autres matériaux que le fer ou l'acier, car il n'est plus nécessaire de résister à des déformations radiales éventuelles. On remarquera que dans beaucoup de processus, il peut etre très utile d'utiliser un dispositif d'électrode introduisant un minimum de fer, de sorte que l'utilisation de carters pouvant mAeme être non métalliques, est très intéressante pour augmenter la fiabilité et l'adaptabilité des électrodes à ces processus. The locking means according to the invention allow curing of hardening of the electrode independently of the geometric shape of the latter, and also allow the use of electrode housings made of materials other than iron or steel, because it is no longer necessary to resist possible radial deformations. It will be noted that in many processes, it can be very useful to use an electrode device introducing a minimum of iron, so that the use of casings which may even be non-metallic, is very advantageous for increasing the reliability and the adaptability of the electrodes to these processes.

Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, on dispose des écrans de protection de préférence refroidis par une circulation interne de réfrigérant, dans les zones comprises entre les moyens de blocage et les électrodes correspondantes. De plus, pour obtenir les meilleurs résultats, ces écrans intermédiaires sont fixés aux bords extérieurs des moyens de blocage pour éliminer pratiquement tout transfert des moments de forces appliqués à l'électrode par les écrans intermédiaires, ces moments étant transmis par les moyens de blocage. In a preferred embodiment of the invention, protective screens are preferably provided, cooled by an internal circulation of refrigerant, in the zones comprised between the blocking means and the corresponding electrodes. In addition, to obtain the best results, these intermediate screens are fixed to the outer edges of the blocking means to eliminate practically any transfer of the moments of force applied to the electrode by the intermediate screens, these moments being transmitted by the blocking means.

Pour obtenir les meilleurs résultats, les écrans intermédiaires ont une épaisseur telle, et sont disposés de telle manière par rapport aux moyens de blocage, que les surfaces extérieures de ces écrans arrivent sensiblement à ras des surfaces correspondantes des moyens de blocage en formant ainsi-avec eux un corps à surface extérieure sensiblement cylindrique.To obtain the best results, the intermediate screens have such a thickness, and are arranged in such a way with respect to the blocking means, that the external surfaces of these screens arrive substantially flush with the corresponding surfaces of the blocking means, thus forming with them a body with a substantially cylindrical outer surface.

Les écrans et les moyens de blocage sont de plus reliés rigidement à leurs extrémités supérieures par un certain nombre de plaques de jonction. Pour obtenir les meilleurs résultats, ces plaques de jonction sont réalisées dans un matériau conducteur de l'électricité, de sorte que l'extrémité supérieure du dispositif de porte-électrode sert d'anneau de dérivation de courant permettant d'obtenir une distribution de courant sensiblement uniforme dans l'électrode. The screens and the locking means are moreover rigidly connected at their upper ends by a number of junction plates. For best results, these junction plates are made of an electrically conductive material, so that the upper end of the electrode holder device serves as a current bypass ring for obtaining a current distribution. substantially uniform in the electrode.

D'autres formes de réalisation de l'invention utilisent un écran cylindrique extérieur à la place de l'écran illustré sur la figure 2. Les moyens de blocage sont modifiés de façon que seules leurs extrémités inférieures soient en contact de blocage avec les nervures ; la partie restante des moyens de blocage est espacée de l'électrode de manière à former un espace de logement d'un écran de cuivre entre l'électrode et les moyens de blocrge, afin de court-circuiter les champs induc tifs créés par le courant passant dans les moyens de blocage
La chaleur d'induction normalement produite par ce courant peut ainsi se trouver très sensiblement limitée
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfere aux dessins cijoints dans lesquels
- la figure 1 représente une vue de face en éle- vation verticale d'un dispositif d'électrode selon l'invention, les autres parties du four et des moyens de suspension étant supprimés pour plus de clarté ;
- la figure 2 est une vue de caté en élévation verticale d'un écran de protection ;
- la figure 3 est une coupe horizontale d'une partie du dispositif de porte-électrode, la coupe étant effectuée suivant la ligne III-Tls de la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue plus détaillée en élévation verticale des moyens de suspens ion du dispositif de porte-électrode ;;
- la figure 5 est une coupe horizontale d'une partie du dispositif de porte-électrode, la coupe étant effectuée suivant la ligne V-V de la figure 1
- la figure 6 est une vue en coupe verticale suivant la ligne VI-VI de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne VIf-VIf de la figure 1
- la figure 8 est une vue en coupe verticale de la partie inférieure des crampons
- la figure 9 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne IX-IX de la figure 1 =
- la figure 10 est une vue en coupe verticale suivant la ligne X-X de la figure 9 ;
- la figure 11 est une vue en coupe verticale de l'extrémité inférieure de l'écran de protection et des deux moitiés constituant chaque crampon ;;
- la figure 12 est une vue d'une seconde forme de réalisation d'un écran selon l'invention ;
- les figures 13 et 13a sont des vues en élévation verticale d'une troisième forme de réalisation de 7 invention ,
- la figure 14 est une vue en coupe horizontale de la forme de réalisation des figures 12 ou 13, la coupe étant effectuée suivant la ligne XIV-XIV de la figure 13:
- la figure 15 est une vue en élévation verticale de l'extrémité inférieure des moyens de blocage et de l'écran des figures 12 ou 13.Other embodiments of the invention use an external cylindrical screen in place of the screen illustrated in FIG. 2. The locking means are modified so that only their lower ends are in locking contact with the ribs; the remaining part of the blocking means is spaced from the electrode so as to form a space for housing a copper screen between the electrode and the blocking means, in order to short-circuit the inductive fields created by the current passing through the blocking means
The induction heat normally produced by this current can thus be very appreciably limited.
Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the detailed description which follows and which refers to the attached drawings in which
- Figure 1 shows a front view in vertical elevation of an electrode device according to the invention, the other parts of the oven and the suspension means being omitted for clarity;
- Figure 2 is a vertical elevation of a protective screen;
- Figure 3 is a horizontal section of a portion of the electrode holder device, the section being taken along line III-Tls of Figure 1;
- Figure 4 is a more detailed view in vertical elevation of the suspension means ion of the electrode holder device;
- Figure 5 is a horizontal section of a portion of the electrode holder device, the section being taken along the line VV of Figure 1
- Figure 6 is a vertical sectional view along line VI-VI of Figure 5;
- Figure 7 is a horizontal sectional view along the line VIf-VIf of Figure 1
- Figure 8 is a vertical sectional view of the lower part of the studs
- Figure 9 is a horizontal sectional view along the line IX-IX of Figure 1 =
- Figure 10 is a vertical sectional view along line XX of Figure 9;
- Figure 11 is a vertical sectional view of the lower end of the protective screen and the two halves constituting each stud ;;
- Figure 12 is a view of a second embodiment of a screen according to the invention;
FIGS. 13 and 13a are views in vertical elevation of a third embodiment of the invention,
FIG. 14 is a view in horizontal section of the embodiment of FIGS. 12 or 13, the section being taken along the line XIV-XIV of FIG. 13:
FIG. 15 is a view in vertical elevation of the lower end of the locking means and of the screen in FIGS. 12 or 13.

La figure 1 représente une vue en élévation verticale d'un dispositif de porte-électrode 1 suspendu à un châssis de suspension 2 par des entretoises 3. Le dispositif de porte-électrode 1 comprend un certain nombre de crampons 4 montés en glissement sur des nervures verticales 5, ces nervures comme on peut mieux le voir sur la figure 3, faisant saillie radialement vers l'extérieur à partir du carter d'électrode 6. FIG. 1 represents a view in vertical elevation of an electrode holder device 1 suspended from a suspension frame 2 by spacers 3. The electrode holder device 1 comprises a number of studs 4 slidably mounted on ribs vertical 5, these ribs as can best be seen in FIG. 3, projecting radially outwards from the electrode casing 6.

Les crampons 4 sont régulièrement disposés sur le pourtour de l'électrode 7.The studs 4 are regularly arranged around the periphery of the electrode 7.

Les crampons 4 sont de préférence constitués par des éléments sans soudure en cuivre électrolytique. Les spécialistes de la question remarqueront que ces crampons permettent de supprimer les opérations longues et compliquées qu'il faut typiquement mettre en oeuvre pour former, guider et mouler les crampons de contact classiques fabriqués selon l'art antérieur. The studs 4 are preferably constituted by seamless elements made of electrolytic copper. Specialists in the matter will note that these studs make it possible to eliminate the long and complicated operations which it is typically necessary to implement to form, guide and mold the conventional contact studs manufactured according to the prior art.

On remarquera en outre que les opérations de vérification et de contrale liées à la fabrication des crampons peuvent titre considérablement simplifiées.It will also be noted that the verification and control operations linked to the manufacture of the studs can be considerably simplified.

Les crampons 4 sont percés de conduits de refroidissement formant un système de refroidissement qui sera décrit ci-après. Le système de refroidissement interne est relié à deux ensembles de tubulures Sa, 8b destinés respectivent à amener et à ramener le liquide de refroidissement, au moyen de tubes flexibles respectifs 9a, 9b. Comme illustré sur les figures, les tubulures 8a, 8b sont également supportées par le châssis de suspension 2. The studs 4 are pierced with cooling ducts forming a cooling system which will be described below. The internal cooling system is connected to two sets of pipes Sa, 8b intended respectively to supply and return the coolant, by means of respective flexible tubes 9a, 9b. As illustrated in the figures, the pipes 8a, 8b are also supported by the suspension frame 2.

Un certain nombre d'écrans intermédiaires 10 sont disposés entre les tampons 4 et l'électrode 7. Comme on peut mieux le voir sur la figure 5, les écrans 10 sont supportés par les crampons 4 à leurs bords extr8mes, de manière à éliminer tout transfert de moments de forces entre les écrans 10 et les électrodes 7 par l'intermédiaire des crampons 4. Les écrans intermédiaires 10 ont une épaisseur et une disposition telles que leurs surfaces extérieures arrivent à ras des surfaces extérieures des crampons 4 de manière à former un corps de forme sensiblement cylindrique. A number of intermediate screens 10 are arranged between the buffers 4 and the electrode 7. As can best be seen in FIG. 5, the screens 10 are supported by the studs 4 at their extreme edges, so as to eliminate any transfer of force moments between the screens 10 and the electrodes 7 by means of the studs 4. The intermediate screens 10 have a thickness and a disposition such that their outer surfaces reach flush with the outer surfaces of the studs 4 so as to form a body of substantially cylindrical shape.

On remarquera que, selon l'invention, les dimensions des crampons 4 sont indépendantes du diamètre de l'électrode, et l'on remarquera également qu'on peut faire varier très simplement le diamètre de l'électrode en échangeant des écrans de largeurs radiales correspondantes. On remarquera ainsi que les crampons 4 peuvent être réalisés sous la forme de blocs standard pouvant s'utiliser avec n'importe quel diamètre particulier d'électrode. It will be noted that, according to the invention, the dimensions of the studs 4 are independent of the diameter of the electrode, and it will also be noted that the diameter of the electrode can be varied very simply by exchanging screens of radial widths corresponding. It will thus be noted that the studs 4 can be produced in the form of standard blocks which can be used with any particular diameter of electrode.

On remarquera encore que chaque écran intermédiaire 10 et chaque ensemble de crampons 4 sont de préférence supportés séparément par- le châssis de suspension 2. Pour obtenir les meilleurs résultats d'accessibilité, la distance radiale entre le châssis 2 et le carter d'électrode doit être suffisamment grande pour permettre aux crampons 4 et/ou aux éléments d'écran 10 d'être soulevés, soit sous forme d'éléments unitaires soit tous ensemble, pour quitter le contact avec ltélectrode. It will also be noted that each intermediate screen 10 and each set of studs 4 are preferably supported separately by the suspension chassis 2. To obtain the best accessibility results, the radial distance between the chassis 2 and the electrode casing must be large enough to allow the studs 4 and / or the screen elements 10 to be lifted, either in the form of unitary elements or all together, to leave contact with the electrode.

On remarquera encore qu'on peut remplacer tout crampon unitaire 4 sans avoir à supprimer la pression de blocage des autres crampons 4. Les éléments des crampons 4 peuvent eAtre montés ou démontés au moyen de grues ou autres dispositifs de levage analogues (non représentés) disposés au-dessus de l'électrode. On remarquera enfin que, dans une variante de réalisation, les écrans 10 peuvent astre abaissés par rapport aux crampons 4, jusqu'à un niveau où ils ne viennent plus en butée avec ces crampons.It will also be noted that any unitary spike 4 can be replaced without having to remove the blocking pressure from the other spikes 4. The elements of the spikes 4 can be mounted or dismounted by means of cranes or other similar lifting devices (not shown) arranged above the electrode. Finally, it will be noted that, in an alternative embodiment, the screens 10 can be lowered relative to the studs 4, to a level where they no longer come into abutment with these studs.

Sur la figure 1, la référence 4' désigne un crampon en position dégagée des éléments d'écran adjacents 10, tandis que la référence 4" désigne un crampon monté en position rigide au-dessus des autres parties du dispositif de porteélectrode 1. In FIG. 1, the reference 4 'designates a crampon in the disengaged position from the adjacent screen elements 10, while the reference 4 "designates a crampon mounted in a rigid position above the other parts of the electrode holder device 1.

Comme on peut le voir sur la figure 2 qui est une coupe horizontale de la partie supérieure du porte-électrode, suivant la ligne III-III de la figure 1, et sur la figure 1 qui est une vue en élévation verticale de la partie supérieure des crampons, ces crampons 4 sont constitués de deux parties inverses sensiblement identiques, disposées de part et d'autre des nervures 5 faisant saillie radialement vers l'extérieur du carter d'électrode 6. Les deux moitiés inverses des crampons 4 sont comprimées l'une contre l'autre par un dispositif à res sorts convenable constitué par exemple par des ressorts en hélice ou en disque (non représentés sur la figure 4). As can be seen in Figure 2 which is a horizontal section of the upper part of the electrode holder, along line III-III of Figure 1, and in Figure 1 which is a vertical elevation view of the upper part crampons, these crampons 4 consist of two substantially identical reverse parts, arranged on either side of the ribs 5 projecting radially outward from the electrode casing 6. The two reverse halves of the crampons 4 are compressed one against the other by a suitable spring device consisting, for example, of helical or disc springs (not shown in FIG. 4).

La figure 7 représente une coupe horizontale suivant la ligne Vil-Vil de la figure 1, et la figure 9 représente une zone verticale de la partie inférieure du porteélectrode, au voisinage d'un crampon 4. Un dispositif de ressort convenable, mieux représenté sur la figure 7, permet de bloquer ensemble les deux moitiés d'un crampon 4 pour obtenir la pression de blocage de surface et le contact électrique convenables. Le boulon 24 et l'écrou 26 monté sur celuinci, sont disposés dans un trou coaxial de chacune des deux moitiés du crampon 4 illustré sur les figures. On remarquera qu on peut régler la pression de ressort contre les épaulements du trou en vissant simplement l'écrou 26 sur le boulon 24. FIG. 7 represents a horizontal section along the line Vil-Vil of FIG. 1, and FIG. 9 represents a vertical zone of the lower part of the electrode holder, in the vicinity of a crampon 4. A suitable spring device, better represented on Figure 7, allows to block together the two halves of a clamp 4 to obtain the surface locking pressure and the appropriate electrical contact. The bolt 24 and the nut 26 mounted on this, are arranged in a coaxial hole in each of the two halves of the clamp 4 illustrated in the figures. It will be noted that the spring pressure can be adjusted against the shoulders of the hole by simply screwing the nut 26 onto the bolt 24.

Les specialistes de la question remarqueront encore que les deux parties des crampons 4 peuvent titre maintenues ensemble par tout dispositif de serrage hydraulique, pneumatique ou mécanique convenable. Cependant, une force de blocage suffisante peut être obtenue au moyen du dispositif à ressort ci-dessus pour réaliser la poussée de blocage contre les nervures 5.On remarquera encore que la poussée ainsi produite n'agit que dans la direction tangentielle contre les ner- vures, et qu'il n'existe pratiquement pas de poussée contre le carter d'électrode dans la direction radiale. ainsi, comme indiqué sur les figures, le dispositif de porte-électrode 1 ne nécessite pas l'utilisation d'un anneau de pression extérieur classique destiné à fournir la poussée radiale au crampon de contact. Specialists in the matter will also note that the two parts of the studs 4 can be held together by any suitable hydraulic, pneumatic or mechanical clamping device. However, a sufficient blocking force can be obtained by means of the above spring device to achieve the blocking thrust against the ribs 5. It will also be noted that the thrust thus produced acts only in the tangential direction against the nerves. vures, and that there is practically no thrust against the electrode housing in the radial direction. thus, as indicated in the figures, the electrode holder device 1 does not require the use of a conventional external pressure ring intended to provide the radial thrust to the contact stud.

En revenant de nouveau à la figure 4, le courant électrique provenant d'une source (non représentée) est amené aux crampons 4 par un tube conducteur 20, le courant étant appliqué à 1'extrémité supérieure des crampons 4. Pour obtenir les meilleurs résultats de contact électrique entre le tube 20 et les deux moitiés des crampons 4, le tube 20 est muni d'un élément d'extension de nervure 21 monté entre les parties exté- rieures des deux moitiés des crampons 4. Quand on serre les boulons et les écrous 22 on obtent un contact suffisant pour une bonne conduction électrique. Returning again to Figure 4, the electric current from a source (not shown) is supplied to the studs 4 by a conductive tube 20, the current being applied to the upper end of the studs 4. For best results electrical contact between the tube 20 and the two halves of the studs 4, the tube 20 is provided with a rib extension element 21 mounted between the outer parts of the two halves of the studs 4. When the bolts are tightened and the nuts 22 provide sufficient contact for good electrical conduction.

En se référant de nouveau à la figure 1 et à la figure 7, les écrans 10 descendent vers le bas au-dessous des extrémités inférieures des crampons 4. A leurs extrémités inférieures, les écrans comportent à la fois un rebord 11, et des extensions radiales intérieures 13 situées des deux côtés et dirigées vers l'électrode 7. Ces extensions forment un rebord destiné à recouvrir l'ouverture comprise entre les écrans 10 et le carter d'électrode 6. Ce rebord et les parois latérales 13 servent de support à un revetement réfractaire 28 et à un matériau d'étanchéité 27. Pour obtenir les meilleurs résultats, les briques réfractaires formant le revetement 28 sont en forme de coin pour empêcher tout glissement intempestif vers le carter d'électrode 6. Referring again to Figure 1 and Figure 7, the screens 10 descend down below the lower ends of the studs 4. At their lower ends, the screens have both a flange 11, and extensions internal radials 13 located on both sides and directed towards the electrode 7. These extensions form a flange intended to cover the opening between the screens 10 and the electrode casing 6. This flange and the side walls 13 serve as a support for a refractory lining 28 and a sealing material 27. For best results, the refractory bricks forming the coating 28 are wedge-shaped to prevent any inadvertent sliding towards the electrode casing 6.

Les extrémités inférieures des écrans 10 sont reliées, sur tout le pourtour de l'électrode 7, au moyen de boulons ou de fiches 12. De préférence, les boulons 12 sont des boulons fendus dont une moitié pénètre vers le haut dans l'une des moitiés des moyens de blocage 4 pour former un pivot ou une charnière, comme indiqué plus clairement sur la figure 9. Comme indiqué sur les figures 1 et 9, la moitié gauche du crampon 4 sert de charnière pour un écran 10. On remarquera ainsi que les écrans 10 sont reliés sur tout le pourtour inférieur de l'élec- trode 7 sans gêner ou réduire la force de blocage produite par les crampons sur les nervures 5. The lower ends of the screens 10 are connected, around the entire periphery of the electrode 7, by means of bolts or plugs 12. Preferably, the bolts 12 are split bolts, half of which penetrate upward in one of the halves of the locking means 4 to form a pivot or a hinge, as indicated more clearly in FIG. 9. As indicated in FIGS. 1 and 9, the left half of the clamp 4 serves as a hinge for a screen 10. It will thus be noted that the screens 10 are connected over the entire lower periphery of the electrode 7 without hampering or reducing the blocking force produced by the studs on the ribs 5.

Cette liaison des écrans à leur extrémité inférieure permet d'obtenir une chambre 30 fermée vers le bas et vers l'extérieur, autour de l'électrode 7 elle-meme, ce qui la protège contre les fumées et contre la chaleur du four. La température à l'intérieur de l'espace 30 peut se réguler en amenant et/ou en recyclant de l'air ou du gaz dans le tube 29. This connection of the screens at their lower end makes it possible to obtain a chamber 30 closed downwards and outwards, around the electrode 7 itself, which protects it against the fumes and against the heat of the oven. The temperature inside the space 30 can be regulated by supplying and / or recycling air or gas into the tube 29.

En se reférant de nouveau aux figures 5 et 6, les écrans sont en outre reliés par des éléments de liaison 14 disposés le long de toute la partie médiane du dispositif de porte-électrode. Les éléments de liaison 14 passent tangentiellement dans des cavités 15 des crampons 4. Chaque élément de liaison 14 peut se déplacer librement dans sa cavité 15. Pour obtenir les meilleurs résultats, on fixe les éléments de liaison 14 aux extensions de l'écran 10 par des tiges 16 partant vers le haut de chaque extrémité de chaque élément de liaison 14, au-dessus de l'extrémité supérieure du dispositif de porteélectrode, de façon que les tiges 16 puissent se manipuler à ce niveau. Referring again to Figures 5 and 6, the screens are further connected by connecting elements 14 arranged along the entire middle part of the electrode holder device. The connecting elements 14 pass tangentially into cavities 15 of the studs 4. Each connecting element 14 can move freely in its cavity 15. For best results, the connecting elements 14 are fixed to the extensions of the screen 10 by rods 16 extending upwards from each end of each connecting element 14, above the upper end of the electrode holder device, so that the rods 16 can be manipulated at this level.

Comme indiqué, les tiges 16 présentent une ex trémité inférieure conique s'adaptant dans un trou conique correspondant 17 de l'élément de liaison 14, et dans un trou conique 18 de l'extension de l'écran 10. L'élément de liaison 14 traverse le crampon 4 sans le gêner. On remarquera cependant que les éléments d'écrans 10 viennent buter, par leurs bords extérieurs, contre les crampons 4. Ainsi, la liaison obtenue ne transmet aucun moment de force entre les crampons et l'électrode
En se référant aux figures 1 et 3, les crampons 4 et l'écran 10 sont en outre reliés ensemble, à l'extrémité supérieure des crampons 4, par des moyens tels qu'une plaque de jonction 19 réalisée de préférence en cuivre pour présenter une excellente conductivité électrique.On remarquera que, comme leC écrans 10 et les crampons 4 sont reliés par des moyens conducteurs de l'électricité, la partie supérieure de la surface du dispositif de porte-électrode joue le rible d'un anneau de dérivation distribuant le courant électrique sur tout le pourtour de l'électrode 7.As indicated, the rods 16 have a conical lower end fitting in a corresponding conical hole 17 of the connection element 14, and in a conical hole 18 of the extension of the screen 10. The connection element 14 crosses the stud 4 without hindering it. Note, however, that the screen elements 10 abut, by their outer edges, against the studs 4. Thus, the connection obtained does not transmit any force moment between the studs and the electrode
Referring to Figures 1 and 3, the studs 4 and the screen 10 are further connected together, at the upper end of the studs 4, by means such as a junction plate 19 preferably made of copper to present excellent electrical conductivity. It will be noted that, as the screens 10 and the studs 4 are connected by electrically conductive means, the upper part of the surface of the electrode holder device plays the part of a bypass ring distributing the electric current all around the electrode 7.

Comme indiqué ci-dessus, chaque écran 1Q et chaque crampon 4 sont de préférence supportés séparément par un dispositif de suspension. Ce dispositif de suspension comporte des moyens d'alimentation de I'électrode (non représentés sur les dessins). Un espace suffisant est délimité par le dispositif de suspension et par le carter d'électrode pour permettre aux écrans et/ou aux crampons dflAetre soulevés dans cet espace par des moyens de levage d'électrode ou autres appareils de levage (non représentés). As indicated above, each screen 1Q and each clamp 4 are preferably supported separately by a suspension device. This suspension device comprises means for supplying the electrode (not shown in the drawings). Sufficient space is delimited by the suspension device and by the electrode casing to allow the screens and / or the studs to be lifted in this space by electrode lifting means or other lifting devices (not shown).

En se référant de nouveau à la figure 5 représentant les deux moitiés des crampons 4, on remarquera que chaque moitié est percée de conduits ou de trous 23 destinés à permettre la circulation du réfrigérant. On remarquera que, selon l'invention, la partie de surface refroidie de chaque crampon 4 conducteur du courant n'est en contact qu'avec une nervure 5, et que la surface refroidie de l'électrode ne correspond qu'aux dimensions latérales du crampon 4. Cela permet de réduire au minimum le transfert de chaleur à partir du carter, de sorte que la majeure partie de l'énergie calorifique tend à rester dans la pâte d'électrode située dans la zone de cuisson de celle-ci, et ne risque pas d'être transférée au réfrigérant. Referring again to FIG. 5 representing the two halves of the studs 4, it will be noted that each half is pierced with conduits or holes 23 intended to allow the circulation of the refrigerant. It will be noted that, according to the invention, the cooled surface part of each crampon 4 conducting the current is in contact only with a rib 5, and that the cooled surface of the electrode only corresponds to the lateral dimensions of the spike 4. This minimizes the transfer of heat from the housing, so that most of the heat energy tends to remain in the electrode paste located in the cooking zone thereof, and does not risk being transferred to the refrigerant.

Des ariantes de réalisation du porte-électrode selon l'invention sont illustrées sur les figures 12 à 15. Areas of embodiment of the electrode holder according to the invention are illustrated in FIGS. 12 to 15.

Comme les formes de réalisation de ces figures correspondent sensiblement à la forme de réalisation déjà décrite ci-dessus, on ne décrira ci-après que les différences apportées. Les parties de ces figures qui sont inchangées par rapport à la forme de réalisation précédente, seront repérées par les mêmes références.As the embodiments of these figures correspond substantially to the embodiment already described above, only the differences will be described below. The parts of these figures which are unchanged compared to the previous embodiment, will be identified by the same references.

Comme on peut mieux le voir sur les figures 14 et 15, le porte-électrode selon ces dernières formes de réalisation utilise des crampons 4 (ou 4a) disposés a' l'intérieur d'un écran cylindrique extérieur 10'. Il apparatt ainsi immé- diatement que les écrans intermédiaires 10 de la forme de réalisation précédente, qui étaient montés entre les moyens de blocage, peuvent être remplacés par l'écran cylindrique annulaire 10', ce dernier pouvant être supporté de n'importe quelle manière classique pour enfermer complètement la surface extérieure du porte-électrode. On remarquera que pour faciliter l'interchangeabilité, le rayon extérieur de l'écran 10 doit de préférence correspondre au rayon extérieur de la combinaison d'écrans intermédiaires 10 et de moyens de blocage de la figure 1.Pour obtenir les meilleurs résultats, il faut alors réduire les dimensions radiales des moyens de blocage 4 par rapport à celles de la figure 5, de façon que l'écran extérieur 10' puisse se monter facilement. As can best be seen in FIGS. 14 and 15, the electrode holder according to these latter embodiments uses studs 4 (or 4a) arranged inside an external cylindrical screen 10 '. It thus immediately appears that the intermediate screens 10 of the previous embodiment, which were mounted between the locking means, can be replaced by the annular cylindrical screen 10 ', the latter being able to be supported in any way conventional to completely enclose the outer surface of the electrode holder. It will be noted that to facilitate interchangeability, the outside radius of the screen 10 should preferably correspond to the outside radius of the combination of intermediate screens 10 and locking means of FIG. 1. To obtain the best results, it is necessary to then reduce the radial dimensions of the locking means 4 relative to those of Figure 5, so that the outer screen 10 'can be easily mounted.

Dans la forme de réalisation de la figure 13 constituant une autre variante de l'invention, seule l'extrémité inférieure des moyens de blocage 4a est en contact de blocage avec les nervures 5. La partie restante des moyens de blocage 4a est fixée dans une position écartée par rapport au carter 6 et aux nervures 5. Cette relation d'espacement est intéressante car un second écran 31, de préférence en cuivre, peut être placé entre le carter 6 de l'électrode et la partie restante des moyens de blocage 4a écartée du carter. Le grand avantage de cette variante est qu'on a constaté que l'écran de cuivre 31 court-circuite pratiquement tous les champs inductifs créés par le courant électrique circulant dans les moyens de blocage 4a, ce qui permet de limiter complétement la chaleur extérieure dégagée par les courants inductifs.L'écran de cuivre 31 peut être maintenu en place par des moyens de support séparés ou par des supports isolés montés sur les moyens de blocage de n'importe quelle manière convenable (non représentée). In the embodiment of FIG. 13 constituting another variant of the invention, only the lower end of the locking means 4a is in locking contact with the ribs 5. The remaining part of the locking means 4a is fixed in a position apart from the housing 6 and the ribs 5. This spacing relationship is advantageous because a second screen 31, preferably made of copper, can be placed between the housing 6 of the electrode and the remaining part of the locking means 4a away from the housing. The great advantage of this variant is that it has been found that the copper screen 31 short-circuits practically all the inductive fields created by the electric current flowing in the blocking means 4a, which makes it possible to completely limit the outside heat released. by inductive currents. The copper screen 31 can be held in place by separate support means or by insulated supports mounted on the blocking means in any suitable manner (not shown).

Pour obtenir les meilleurs résultats dans la compensation des dimensions radiales de l'écran extérieur, par suite de la mise en place de l'écran de cuivre 31, on peut faire tourner la partie des moyens de blocage 4a située au voisinage de l'écran 31 de façon queoette partie se situe sensiblement à 900 de la partie de blocage inférieure. L'avantage de cette disposition apparatt plus clairement sur la vue en coupe des moyens de blocage représentée sur la figure 14.On remarquera que la largeur des moyens de blocage 4a représentée par la dimension "b", est inférieure à la profondeur des moyens de blocage représentée par la dimension "d". Par suite, quand on fait tourner le crampon comme indiqué sur la figure lot on dégage un plus grand espace disponible pour loger l'écran 31, tout en conservant le mssme encombrement radial que les formes de réalisation précédentes. To obtain the best results in compensating for the radial dimensions of the external screen, as a result of the installation of the copper screen 31, the part of the locking means 4a located in the vicinity of the screen can be rotated. 31 so that this part is located approximately 900 from the lower blocking part. The advantage of this arrangement appears more clearly on the sectional view of the locking means shown in FIG. 14. It will be noted that the width of the locking means 4a represented by the dimension "b" is less than the depth of the means of blocking represented by the dimension "d". Consequently, when the crampon is rotated as indicated in the figure in the batch, a larger available space is released to accommodate the screen 31, while retaining the same radial bulk as the previous embodiments.

Les parties du dispositif de porte-électrode qui sont exposées au rayonnement calorifique du four sont de préférence réalisées en cuivre électrolytique. Du fait de l'excellen- te conductivité thermique du cuivre, la température de surface de l'élément de blocage ne diffère que très légèrement de la température du réfrigérant en circulation, de sorte qu'on pourra considérer comme négligeables les contraintes thermiques dues au gradient de température. Par suite, l'effet de refroidisse- ment produit par le réfrigérant dans les crampons pendant une coupure éventuelle de courte durée du four, se trouve réduit au minimum comparativement à l'effet de refroidissement produit dans des moyens de blocage classiques.Les spécialistes de la question pourront remarquer que cette diminution de l'effet de refroidissement entratne une grande réduction des risques de chocs thermiques dans l'électrode. The parts of the electrode holder device which are exposed to the heat radiation from the furnace are preferably made of electrolytic copper. Due to the excellent thermal conductivity of copper, the surface temperature of the blocking element differs only very slightly from the temperature of the circulating refrigerant, so that the thermal stresses due to the temperature gradient. As a result, the cooling effect produced by the refrigerant in the studs during a possible short-term shutdown of the oven is reduced to a minimum compared to the cooling effect produced in conventional blocking means. the question may notice that this reduction in the cooling effect leads to a great reduction in the risks of thermal shock in the electrode.

On remarquera en outre que, selon l'invention, la température du réfrigérant peut augmenter très sensiblement, car la limite supérieure de température ne dépend simplement que de la résistance thermique des moyens de blocage tels que le dispositif à ressort 25. Cela permet d'améliorer les possibilités de contrôle et de réglage des propriétés de la zone de cuisson de l'électrode, de manière à permettre une plus grande vitesse de glissement de l'électrode. It will also be noted that, according to the invention, the temperature of the refrigerant can increase very appreciably, because the upper temperature limit simply depends only on the thermal resistance of the locking means such as the spring device 25. This makes it possible to improve the possibilities of checking and adjusting the properties of the cooking zone of the electrode, so as to allow a greater sliding speed of the electrode.

Un avantage particulier de l'invention est que, pour un diamètre d'électrode donné, on peut réduire très sensiblement le diamètre extérieur du dispositif de -porte-électrode comparativement aux dispositifs selon l'art antérieur A titre d'exemple non limitatif, pour un dispositif de porte-électrode utilisant des électrodes de 1.200 mm de diamètre, on peut réduire de 20 % les surfaces exposées aux gaz du four L'avantage de cette réduction est qu'elle entratne une réduction correspondante de 20 % du débit de réfrigérant nécessaire dans le dispositif de porte-électrode. A particular advantage of the invention is that, for a given electrode diameter, the outside diameter of the electrode holder device can be reduced very significantly compared to the devices according to the prior art. By way of nonlimiting example, for an electrode holder device using 1.200 mm diameter electrodes, the surfaces exposed to oven gases can be reduced by 20% The advantage of this reduction is that it results in a corresponding reduction of 20% in the refrigerant flow required in the electrode holder device.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

10) An electrode holder device intended to hold an electrode in an electrothermal melting furnace, this electrode comprising a housing (6) provided with ribs (5) projecting radially outward from the housing, device characterized in that it includes a number of blocking means (4) intended to come into contact with the ribs (5) to bring the electric current to the electrode, and in that these blocking means (4) are designed to not block as against the ribs (5) of the electrode casing (6), so as to apply only tangential forces to this electrode casing.

20) An electrode holder device according to claim 1, characterized in that each of the locking means (4) comprises a cooling circuit.

30) An electrode holder device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that it further comprises a number of screens (10) for protection against heat, these screens (10) being arranged. respectively on the periphery of the electrode between each pair of locking means (4).

40) An electrode holder device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it further comprises sealing means (27) disposed at its lower end to prevent the gases from the oven from coming into contact. with the top of the electrode.

50) electrode holder device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it further comprises means (8a, 8b, 9a, 9b3destinés to bring the fluid in the space defined by the housing d 'electrode, in the lower sealing means (27) and inside the screens (10).

60) An electrode holder device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the screens (10) come into abutment contact with the locking means (4) only along the outer lateral lords of these, which thus makes it possible to avoid any transfer of force moments between the screens (10) and the electrodes by means of the locking means (4).

70! electrode holder device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the outer surfaces of the screens (10) come flush with the surface of the locking means (1), so as to form, in combination with these locking means, a substantially cylindrical body surrounding the electrode housing.

8) An electrode holder device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the locking means (4) consist of elements of electrolytic copper or of copper alloys without soldering.

9) An electrode holder device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the locking means (4) are @@@@ @ és d'u @@ two separable parts opposite from @ inées to @ @@@ @ @@ be the rib (5) placed between them. @@ @ that these @@@ @ @ blocking further include a @@ @@@@@ @@ to @@ r @@ comes out so as to block @@@ ces @ s separable.

10) Device @ @@ il @@@@@@@ according to any one of the claims @ @ @ terized in that the blocking means (1) @@ @@ @@@@ that @ cool circulating at inside this @.

11) Di @@ @@ electrode according to any one of re @ @@ @@@ @ @@ ti @ born in that it further comprises @@ @@@ @@@ @@@@@ (10 ') arranged outside @ @ 12) Device @@@ @@ electrode according to any one of r @@, characterized in that the locking means @ a radially spaced part of the casing (@) @res ( 5), and in that it further comprises a se @ 1) disposed between this part and the casing.

13) An electrode holder device according to any one of claims 1 to 12, associated with an electrode casing (6) for an electrode of an electrothermal melting furnace, device characterized in that it uses an electrode casing ( 6) comprising at least one electrically conductive longitudinal rib (5) projecting externally from the casing, at least one locking means (4) comprising clamping parts intended to block the rib (5) between them to ensure the suspension of the 'electrode, this locking means (4) being in electrical contact with the rib (5) so as to bring the electric current to the electrode.

140) An electrode holder device according to any one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises at least one locking means (4) intended to come into contact with one of the ribs (5) to bring the electric current at the electrode; in that this blocking means comprises a first part intended to block only against a rib (5) of the electrode casing to ensure the suspension thereof, so that the blocking means applies only forces tangentials on the electrode housing; in that a second part of the blocking means (4) is radially spaced from the casing: and in that a screen (ïO8) is mounted around the casing, between the latter and the second part of the blocking means, so as to short-circuit the inductive currents to limit the electric heating by induction of the current flowing in the blocking means.

15C) An electrode holder device according to any one of claims 1 to 14, characterized in that it further comprises an annular cylindrical screen (10 ') mounted externally around the casing and the at least single locking means (4).

16) An electrode holder device according to any one of claims 1 to 10 characterized in which comprises means which, at least over the extent of a horizontal level, exerts a radial force on the contact clamps1 ensuring their maintenance in position during operation and 1 slide.

170) An electrode holder device according to reve dication 16, characterized in that these means comprise a cb extending peripherally around the electrode holder.

180) An electrode holder device according to the conch of claims 16 and 17, characterized in that the ne (5), at its outer end, has a curvature cooperating with a corresponding surface on the contact means and fixing position vertical contact clamps.