LU83818A1

LU83818A1 - Four perfectionne pour le traitement de materiaux par voie electrique et son utilisation

Info

Publication number: LU83818A1
Application number: LU83818A
Authority: LU
Inventors: Jacques Piret
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1982-05-07

Description

c 2092/8012.

Revendiez'/η es la priorité de(=) îa d" ' . r- / c*v.oi>te(s) dépci-i/.' œ&p*.___ |e os 98o / * , sous le r.° _fjf, l ' CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CEHTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,

Association sans but lucratif - Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique).

Four perfectionné pour le traitement de matériaux par voie électrique et son utilisation.

%» - La présente invention se rapporte à un four perfec tionné pour le traitement de matériaux par voie électrique.

Ce four est avantageusement utilisé pour traiter des scories métallurgiques, des oxydes divers, minerais ou autres,..., dans le but d'en accroître les possibilités de valorisation, par / exemple dans le domaine métallurgique, ou encore dans le domaine/ de la cimenterie.

η _ jLm . L'utilisation des fours électriques du type à électrodes est chose bien connue en elle-même. Suivant les cas, on introduit dans le four plusieurs électrodes parallèles entre elles, le plus souvent en.graphite, et c'est entre ces électrodes et la charge du four que l'on fait jaillir un ou plusieurs arcs électriques, lesquels amènent cette charge à l'état de fusion et entretiennent celui-ci. Telle est la manière usuelle de se servir de ce type de four électrique lorsque la charge à traiter est essentiel-i leroent de nature métallique.

Lorsque cette charge n'est pas essentiellement métallique, tout en restant électriquement conductrice à haute température (par exemple des sels fondus, ces oxydes fondus) , le passage du courant ne se fait plus par arc électrique,mais (les électrodes parallèles ayant alors le plus souvent leurs extrémités inférieures plongées .dans le bain) par conductibilité électrique, avec échauffement par effet Joule.

Une telle utilisation présente toutefois certains inconvénients. Il est en effet pratiquement impossible d'éviter dans une telle charge l'apparition d'un gradient thermique vertical dû notamment à l'état de température plus basse du fond réfractaire du récipient métallurgique, et au fait que la conductibilité électrique de ce genre de charge s'accroissant avec la température, toute amorce de passage de courant en un endroit donné de la charge favorise 1'échauffement de celle-ci en cet endroit, ce qui, par effet cumulatif, accroît la densité de courant électrique en ce même endroit et ainsi de suite... Il se ·. 4 * crée donc et s'entretient des zones nettement plus chaudes dans la charge, avec les inconvénients que cela comporte : inhomogérisité du traitement, usure différentielle des électrodes, etc...

La présente invention a pour objet un four électrique d'un type particulier, permettant sans encourir les inconvénients susmentionnés, son utilisation comme four de traitement dans de très nombreuses applications, notamment dans le cas où la / charas à mettre eh oeuvre est essentiellement non métallique, et/\ ! ' U/ 3.- .- > pratiquement non conductrice d'électricité à basse température, (c'est-à-dire à l’état solide ou quasi solide).

Ce four se caractérise d'une part, par une disposition particulière des électrodes et d'autre part, par une composition d'au moins la partie du revêtement du four qui est en contact avec la charge à l'état fondu.

« - Suivant l'invention, les électrodes utilisées sont disposées proches de la verticale, mais obliques l'une par rapport à l'autre, de façon à se rapprocher de plus en plus l'une de l'autre, au fur et à mesure que l'on se rapproche de leurs extrémités inférieures, lesquelles se trouvent sous le niveau supérieur de la charge liquide. On peut ainsi obtenir un chemin électrique, pour le passage du courant, d'autant plus court que les extrémités, plus immergées dans la charge liquide, sont plus rapprochées les unes des autres.

** . '

Plusieurs dispositions d'électrodes sont possibles, mais on préférera une disposition régulière, par exemple en triangle équilatéral dans l'axe du récipient.

Grâce à cette disposition, on peut obliger le courant à s'établir dans le fond du récipient, échauffant la zone la plus inférieure de la charge et opérant ainsi un brassage automatique de la masse en fusion. Celle-ci devient donc plus homogène au point de vue composition et achèvement du traitement auquel on la soumet.

Si l'on envisage des électrodes en carbone, le traitement comportera nécessairement un certain caractère réducteur.

Par contre, si l'on utilise des électrodes dont au moins l'extrémité, éventuellement refroidie, est revêtue ou constituée de carbure de silicium ou de molybdène, on pourrait n'avoir qu'une simple opération de chauffage si l'on ne fait à la charge aucun apport extérieur (réducteurs, produits fondants, désulfurants, ou^ autres) . X/y 4.-

La partie du revêtement du four, en contact avec la charge liquide, est constituée de façon à pouvoir résister au mieux à l'attaque de celle-ci. Elle est caractérisée par une couche interne en carbure de silicium ou en graphite, pouvant elle-même être recouverte d'une couche constituée d'un porteur de carbone, par exemple du coke ou du charbon lié à du brai. Cette couche ultime destinée à s'user sert de réfractaire actif participant à la réduction pendant le traitement en cours.

* A partir du côté extérieur et vers l'intérieur, le revêtement du récipient comporte habituellement une carcasse métallique, ainsi qu'une couche protectrice dite de sécurité, isolant réfractaire, en un matériau de bonne qualité, par exemple des briques à haute teneur en alumine.

Le domaine revendiqué pour la présente invention se rapporte non seulement au four électrique sus-décrit, mais à son utilisation pour n'importe quel traitement de matériau et spécialement ceux comportant une opération de réduction avec formation et éventuellement décantation de métal.

Il ne sort également pas du domaine de l’invention, de modifier la position relative des électrodes dans le four, par exemple modifier l'inclinaison d'une ou plusieurs de celles-ci, rapprocher ou écarter leurs extrémités, etc... Ceci permet de rendre possible le contrôle du traitement de la charge à n'importe quelle profondeur dans celle-ci, spécifiquement dans sa zone inférieure, où 1'échauffement est difficile, surtout dans le cas d'une charge constituée de matériaux non métalliques, tels que * ceux envisagés dans la présente invention.

L'amorçage du passage du courant, dans le cas de matériaux non conducteurs à basse température constituant la charge, se fait par exemple en déposant initialement sur ceux-ci une faible quantité d'une matière électriquement conductrice, telle que par exemple du charbon, des mitrailles, etc... r /

Claims

2. Four suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes sont en carbone.
3. Four suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité au moins des électrodes est revêtue ou constituée de carbure de silicium ou de molybdène.
4. Four suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les électrodes sont munies d'un * ' „ système de refroidissement par circulation d'un fluide réfrigérant. P
5. Four suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un réfractaire dont au moins la partie du revêtement interne, destinée à être mise en contact avec la charge contenue dans le four, présente une couche interne constituée de graphite. t" % 6.-
6. Four suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un revêtement réfractaire dont au moins la partie interne, destinée à être mise en contact avec la charge contenue dans le four, présente une 1 couche interne constituée de carbure de silicium.
7. Four suivant l'une ou l'autre des revendications * 5 et 6, caractérisé en ce que la dite couche interne est recouverte j» d'une couche constituée d'un mélange porteur de carbone, par exemple du coke ou de charbon et de brai.
8. Four suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que du côté extérieur vers l'intérieur, sa paroi est constituée d'une carcasse métallique enveloppant une couche d'isolation de haute qualité, par exemple en un matériau réfractaire à haute teneur en alumine, précédée éventuellement d'une couche de briques de sécurité.
9. Tout procédé mettant en oeuvre le four électrique, tel que décrit ou revendiqué ci-dessus. Dessins : - planches u îr , „ / osce C" v.,r * —W-—"^2. psi CS dr~c)*.'i~ription « * JL .. r: --:-.¾ :. . r. ver.^bations Luxemboi-::îs -