FR2741227A1 - Long life electrode esp. for glass melting furnace - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une électrode, notamment destinée à être utilisée dans des fours de fusion du verre. The present invention relates to an electrode, in particular intended for use in glass melting furnaces.
Bien que plus particulièrement destinée à de telles applications,
I'invention pourra également être utilisée dans tous les secteurs de l'activité économique dans lesquels on est amené à employer des procédés de traitement mettant en oeuvre des électrodes comme, notamment, dans la fusion des métaux et alliages métalliques.Although more particularly intended for such applications,
The invention may also be used in all sectors of economic activity in which it is necessary to employ treatment methods using electrodes such as, in particular, in the melting of metals and metal alloys.
Actuellement, dans ces domaines, on connaît de nombreux types d'électrodes différentes. Elles sont constitués, par exemple, d'un support et d'un embout plongeant. Currently, in these fields, many different types of electrodes are known. They consist, for example, of a support and a plunging nozzle.
Afin d'éviter la détérioration des matériaux qui les constitue lorsque les températures atteintes au cours du traitement risquent de dépasser leur point de fusion ou de sublimation en présence d'oxygène, on a développé des électrodes munies de circuits de refroidissement par fluide. In order to avoid deterioration of the materials which constitute them when the temperatures reached during the treatment risk exceeding their melting or sublimation point in the presence of oxygen, electrodes provided with fluid cooling circuits have been developed.
Bien que satisfaisantes dans certains cas, de telles électrodes présentent de nombreux inconvénients. En effet, on constate, après un temps d'utilisation assez court, qu'elles sont fortement altérées et ceci, notamment, dans les zones où le matériau constituant l'embout est en contact avec le fluide de refroidissement. Although satisfactory in certain cases, such electrodes have numerous drawbacks. Indeed, it is found, after a fairly short time of use, that they are greatly altered and this, in particular, in the areas where the material constituting the nozzle is in contact with the cooling fluid.
Certaines présentent ainsi des circuits de refroidissement dont les dimensions ont été localement modifiées. Some thus have cooling circuits whose dimensions have been locally modified.
Ceci entraîne, notamment, une diminution de leur étanchéité, de leur résistance mécanique et de leur conductibilité électrique. Ceci peut également provoquer des risques de surchauffe locale de l'électrode etlou une pollution du circuit de refroidissement, la présence de matière en provenance de l'embout ayant été constatée. This leads, in particular, to a reduction in their tightness, their mechanical strength and their electrical conductivity. This can also cause risks of local overheating of the electrode and / or pollution of the cooling circuit, the presence of material from the nozzle having been observed.
Ces disfonctionnements finissent de plus par altérer rapidement le traitement du bain dans lequel de telles électrodes sont plongées. These malfunctions also end up rapidly altering the treatment of the bath in which such electrodes are immersed.
Le but de la présente invention est de proposer une électrode qui pallie les inconvénients précités et permette de protéger les matériaux qui la constituent de toute altération, notamment au niveau des zones où ils sont en contact avec un fluide, notamment de refroidissement. The object of the present invention is to provide an electrode which overcomes the aforementioned drawbacks and makes it possible to protect the materials which constitute it from any deterioration, in particular in the areas where they are in contact with a fluid, in particular cooling.
Un autre but de la présente invention est de proposer une électrode dont la durée de vie soit prolongée. Another object of the present invention is to provide an electrode whose lifespan is extended.
Un avantage de la présente invention est d'être facilement adaptable sur les électrodes préexistantes. An advantage of the present invention is to be easily adaptable to the pre-existing electrodes.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Other objects and advantages of the present invention will appear during the description which follows which is given only for information and which is not intended to limit it.
La présente invention concerne une électrode, notamment destinée à être utilisée dans des fours de fusion du verre, comportant un support, électriquement conducteur, apte à permettre la circulation d'un fluide, notamment de refroidissement, et un embout plongeant, également électriquement conducteur, comprenant une extrémité distale et une extrémité proximale, ladite extrémité proximale étant apte à être assujettie au support et définissant une interface entre ledit embout et ledit fluide, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens pour protéger le matériau constituant l'embout d'un contact direct avec ledit fluide, prévu sur au moins une partie de ladite interface. The present invention relates to an electrode, in particular intended for use in glass melting furnaces, comprising a support, electrically conductive, capable of allowing the circulation of a fluid, in particular of cooling, and a plunging nozzle, also electrically conductive, comprising a distal end and a proximal end, said proximal end being able to be secured to the support and defining an interface between said tip and said fluid, characterized in that it comprises means for protecting the material constituting the tip of direct contact with said fluid, provided on at least part of said interface.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante. The present invention will be better understood on reading the description which follows, accompanied by the appended drawings which form an integral part thereof.
La figure 1 présente un exemple d'électrode conforme à l'invention plongeant dans un bain, notamment de verre. FIG. 1 shows an example of an electrode according to the invention immersed in a bath, in particular of glass.
La figure 2 détaille, selon une coupe axiale partielle, la zone repérée II de la figure 1. FIG. 2 details, in a partial axial section, the zone marked II in FIG. 1.
La figure 3 décrit un exemple de réalisation d'un des éléments de l'invention, repéré III à la figure 2. FIG. 3 describes an exemplary embodiment of one of the elements of the invention, marked III in FIG. 2.
La figure 4 décrit, selon une coupe axiale, un autre mode de réalisation, conforme à l'invention, de l'élément représenté à la figure 3. FIG. 4 describes, in an axial section, another embodiment, according to the invention, of the element shown in FIG. 3.
La présente invention concerne une électrode, notamment destinée à être utilisée dans des fours de fusion du verre. The present invention relates to an electrode, in particular intended for use in glass melting furnaces.
Bien que plus particulièrement destinée à de telles applications, elle pourra être également utilisée dans tous les secteurs de l'activité économique dans lesquels on est amené à mettre en oeuvre des électrodes. Although more particularly intended for such applications, it could also be used in all sectors of economic activity in which it is necessary to use electrodes.
A la figure 1, on observe un exemple d'électrode 1, conforme à l'invention, plongeant dans un bain notamment de verre 2. In FIG. 1, there is an example of an electrode 1, in accordance with the invention, immersed in a bath, in particular of glass 2.
Selon le mode de réalisation illustré, ladite électrode 1, orientée verticalement, est introduite dans le bain 2 par le haut. Selon d'autres modes, elle peut également être introduite dans ledit bain 2 par le bas et/ou être orientée selon des directions obliques ou horizontales. According to the illustrated embodiment, said electrode 1, oriented vertically, is introduced into the bath 2 from above. According to other modes, it can also be introduced into said bath 2 from below and / or be oriented in oblique or horizontal directions.
L'électrode 1 comporte un support 3 et un embout plongeant 4, tous deux électriquement conducteurs. The electrode 1 comprises a support 3 and a plunging nozzle 4, both electrically conductive.
Afin d'éviter une surchauffe de l'électrode 1 et, plus particulièrement, de son embout 4, le support 3 permet la circulation d'un fluide, notamment destiné à assurer le refroidissement, tel que de l'eau par exemple. In order to avoid overheating of the electrode 1 and, more particularly, of its tip 4, the support 3 allows the circulation of a fluid, in particular intended to ensure cooling, such as water for example.
Pour cela, comme plus particulièrement illustré dans la zone représentée en coupe partielle, le support 3 présente, par exemple, une structure tubulaire. Un tube externe 5 assure, notamment, la résistance mécanique et la conductibilité électrique de l'électrode 1. For this, as more particularly illustrated in the area shown in partial section, the support 3 has, for example, a tubular structure. An external tube 5 ensures, in particular, the mechanical resistance and the electrical conductivity of the electrode 1.
A ce sujet, il est à noter que ledit tube externe 5 peut être constitué, notamment, de deux couches de matériaux différents, I'une externe assurant la résistance mécanique, et l'autre interne assurant la conduction du courant. II peut s'agir, par exemple, respectivement d'acier inoxydable et de cuivre. Par ailleurs, un tube interne 6, orienté de manière coaxiale au tube externe 5, permet la circulation du fluide. In this regard, it should be noted that said external tube 5 may consist, in particular, of two layers of different materials, one external ensuring mechanical strength, and the other internal ensuring current conduction. It can be, for example, respectively stainless steel and copper. Furthermore, an internal tube 6, oriented coaxially with the external tube 5, allows the circulation of the fluid.
Ainsi, selon l'exemple représenté, le fluide est acheminé en direction de l'embout plongeant 4 à l'intérieur du tube interne 6, selon la flèche repérée 7. Il est ensuite évacué dans le sens opposé, comme indiqué par les flèches repérées 8, entre la face externe du tube interne 6 et la face interne du tube externe 5. Thus, according to the example shown, the fluid is conveyed in the direction of the plunging nozzle 4 inside the internal tube 6, according to the arrow marked 7. It is then discharged in the opposite direction, as indicated by the arrows identified 8, between the external face of the internal tube 6 and the internal face of the external tube 5.
L'embout plongeant 4 comprend une extrémité distale 9 et une extrémité proximale 10, apte à être assujettie au support 3. The plunging end piece 4 comprises a distal end 9 and a proximal end 10, able to be secured to the support 3.
Selon l'exemple de réalisation illustré, L'embout plongeant 4 présente une forme cylindrique. II peut être constitué, notamment, d'une seule pièce en un matériau disposant d'une bonne conductibilité électrique, afin d'éviter toute porosité quelconque et peut également être constitué de plusieurs parties assemblées entre elles, par exemple, par vissage. According to the illustrated embodiment, the plunging end piece 4 has a cylindrical shape. It can be made, in particular, of a single piece of a material having good electrical conductivity, in order to avoid any porosity and can also be made up of several parts assembled together, for example, by screwing.
Le matériau constitutif de l'embout 4 peut notamment être du molybdène ou un autre matériau résistif. Le ou les matériaux choisis présentent d'ailleurs, généralement, des points de fusion ou de sublimation assez bas. The material constituting the end piece 4 can in particular be molybdenum or another resistive material. The chosen material or materials moreover generally have fairly low melting or sublimation points.
C'est souvent la raison pour laquelle il est ainsi nécessaire de prévoir une circulation de fluide dans l'électrode 1 afin, notamment, d'assurer leur refroidissement.This is often the reason why it is thus necessary to provide a circulation of fluid in the electrode 1 in order, in particular, to ensure their cooling.
L'alimentation en fluide et l'alimentation électrique ne sont pas représentées. Elles sont constituées de dispositifs connus de l'homme de l'art connectés à l'électrode 1, notamment, au niveau du support 3, au voisinage de son extrémité opposée à celle reliée avec l'embout 4. Fluid supply and electrical supply are not shown. They consist of devices known to those skilled in the art connected to the electrode 1, in particular, at the level of the support 3, in the vicinity of its end opposite to that connected with the endpiece 4.
Cette dernière est détaillée à la figure 2. On observe ainsi que l'extrémité proximale 10 de l'embout 4 définit une interface 11 entre ledit embout 4 et le fluide. The latter is detailed in FIG. 2. It can thus be seen that the proximal end 10 of the endpiece 4 defines an interface 11 between said endpiece 4 and the fluid.
Afin d'éviter une altération et un vieillissement prématuré, 'électrode 1 comprend des moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 d'un contact direct avec ledit fluide. Lesdits moyens 12 sont prévus sur au moins une partie de l'interface 11. In order to avoid damage and premature aging, the electrode 1 comprises means 12 for protecting the material constituting the end piece 4 from direct contact with said fluid. Said means 12 are provided on at least part of the interface 11.
A la figure 2, on remarque également que l'embout 4 est assujetti au support 3, par exemple, par l'intermédiaire d'un filetage 13 coopérant avec un taraudage 14 prévu dans le tube externe 5 du support 3. In FIG. 2, it is also noted that the end piece 4 is fixed to the support 3, for example, by means of a thread 13 cooperating with a thread 14 provided in the external tube 5 of the support 3.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, L'embout plongeant 4 comprend, au niveau de l'extrémité proximale 10 un alésage 15, apte à permettre la circulation du fluide en connexion avec ladite circulation prévue dans le support 3. According to a particular embodiment of the invention, the plunging end piece 4 comprises, at the level of the proximal end 10 a bore 15, capable of allowing the circulation of the fluid in connection with said circulation provided in the support 3.
Comme représenté, ledit alésage 15 est notamment orienté axialement et sa profondeur est limitée à l'extrémité proximale 10 de l'embout 4. As shown, said bore 15 is in particular oriented axially and its depth is limited to the proximal end 10 of the endpiece 4.
Le tube interne 6 du support 3 présente, par exemple, en regard de l'alésage 15, un prolongement 16 débouchant au-delà dudit support 3 et introduit dans ledit alésage 15, notamment, sur la presque totalité de sa profondeur. The internal tube 6 of the support 3 has, for example, opposite the bore 15, an extension 16 opening beyond said support 3 and introduced into said bore 15, in particular, over almost its entire depth.
Selon le mode de réalisation illustré, I'interface 11 entre l'embout 4 et le fluide circulant est définie par la surface interne 17 de l'alésage 15 et la surface supérieure 18 de l'extrémité proximale 10 de l'embout 4. De plus, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant ledit embout 4 sont prévus sur au moins toute ladite interface 11. According to the illustrated embodiment, the interface 11 between the nozzle 4 and the circulating fluid is defined by the internal surface 17 of the bore 15 and the upper surface 18 of the proximal end 10 of the nozzle 4. From moreover, the means 12 for protecting the material constituting said end piece 4 are provided on at least all of said interface 11.
Par ailleurs, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 sont constitués, notamment, d'un matériau thermiquement et/ou électriquement conducteur. Ce dernier sera en outre, éventuellement, inoxydable et/ou apte à former une couche d'oxyde auto-protectrice. Furthermore, the means 12 for protecting the material constituting the end piece 4 consist, in particular, of a thermally and / or electrically conductive material. The latter will also, optionally, be stainless and / or able to form a self-protective oxide layer.
II pourra s'agir, par exemple, d'un métal présentant un point de fusion relativement élevé. Ainsi, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 sont constitués, notamment, de cuivre ou d'un alliage de cuivre. It may be, for example, a metal having a relatively high melting point. Thus, the means 12 for protecting the material constituting the end piece 4 are made, in particular, of copper or a copper alloy.
Ces moyens 12 doivent être conçus et mis en oeuvre, par exemple par un ajustement soigné, de telle façon qu'il y ait un bon échange thermique entre le fluide de refroidissement et le matériau constituant l'embout 4, par l'intermédiaire desdits moyens 12. These means 12 must be designed and implemented, for example by careful adjustment, so that there is a good heat exchange between the cooling fluid and the material constituting the nozzle 4, by means of said means. 12.
Selon l'exemple représenté, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout présentent au niveau de l'alésage 15 une épaisseur variant de 5 à 25 % du diamètre dudit alésage 15, prévu de section circulaire. According to the example shown, the means 12 for protecting the material constituting the nozzle have at the bore 15 a thickness varying from 5 to 25% of the diameter of said bore 15, provided with a circular section.
A la figure 3, on constate que les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 sont constitués, par exemple, d'un doigt 19 présentant une tête 20, apte à coopérer avec la surface supérieure 18 de l'extrémité proximale 10 dudit embout 4, et un corps 21, apte à coopérer avec la surface interne 17 de l'alésage 15. In FIG. 3, it can be seen that the means 12 for protecting the material constituting the end piece 4 consist, for example, of a finger 19 having a head 20, able to cooperate with the upper surface 18 of the proximal end 10 of said endpiece 4, and a body 21, capable of cooperating with the internal surface 17 of the bore 15.
Si l'on se reporte de nouveau à la figure 2, on observe que la tête 20 du doigt 19 présente une forme permettant d'assurer une étanchéité optimale de l'électrode 1 et un passage du courant entre le support 3 et l'embout 4 avec un minimum de perte électrique. If we refer again to FIG. 2, we observe that the head 20 of the finger 19 has a shape making it possible to ensure optimum sealing of the electrode 1 and a flow of current between the support 3 and the end piece 4 with a minimum of electrical loss.
II pourra s'agir, notamment, d'une forme tronconique, la paroi interne du tube externe 5 étant usinée de manière correspondante. It could be, in particular, of a frustoconical shape, the internal wall of the external tube 5 being machined in a corresponding manner.
Selon le mode de réalisation particulier du doigt 19 représenté à la figure 4, la tête 20 constitue un capuchon 22, apte à recouvrir, outre sa surface supérieure 18, les flancs de l'extrémité proximale 10 de l'embout 4 situés au voisinage de ladite surface supérieure 18. According to the particular embodiment of the finger 19 shown in FIG. 4, the head 20 constitutes a cap 22, capable of covering, in addition to its upper surface 18, the sides of the proximal end 10 of the end piece 4 located in the vicinity of said upper surface 18.
Selon un premier mode de réalisation, le doigt 19 est amovible. II est alors ajusté dans l'alésage 15 de manière à permettre un contact sans jeu entre ledit doigt 19 et le matériau constituant l'embout 4. According to a first embodiment, the finger 19 is removable. It is then adjusted in the bore 15 so as to allow play-free contact between said finger 19 and the material constituting the end piece 4.
Si nécessaire, cet ajustement est effectué avec déformation de matière. Ainsi, le doigt 19 est, par exemple, emmanché à force dans l'alésage 15. If necessary, this adjustment is made with material deformation. Thus, the finger 19 is, for example, force fitted into the bore 15.
De manière préférentielle, ce doigt 19 est réalisé en une seule pièce dans la masse, sans brasure, afin de supprimer tout risque d'infiltration du liquide de refroidissement dans le matériau constitutif de l'embout 4. Preferably, this finger 19 is produced in a single piece in the mass, without soldering, in order to eliminate any risk of infiltration of the coolant in the material constituting the nozzle 4.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 sont constitués par une couche de matière déposée sur l'interface 11. According to another embodiment, the means 12 for protecting the material constituting the end piece 4 consist of a layer of material deposited on the interface 11.
Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente demande. Naturally, other implementations of the present invention, within the reach of those skilled in the art, could have been envisaged without departing from the scope of the present application.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9513689A FR2741227A1 (en) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | Long life electrode esp. for glass melting furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9513689A FR2741227A1 (en) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | Long life electrode esp. for glass melting furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2741227A1 true FR2741227A1 (en) | 1997-05-16 |
Family
ID=9484698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9513689A Pending FR2741227A1 (en) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | Long life electrode esp. for glass melting furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2741227A1 (en) |
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