LU85300A1 - Perfectionnements aux electrodes pour fours a plasma - Google Patents

Description

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CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM V00R RESEARCH IN DE METALLURGIE»

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

Perfectionnements aux électrodes pour fours à plasma.

La présente invention concerne une électrode améliorée pour un four à plasma à arc.

Depuis quelques années, on assiste à un développement incessant de la technique d'injection au haut fourneau de gaz réducteurs chauds produits, ou au moins portés à la température désirée, au moyen d'un four à plasma à arc.

Dans cette technique, on fait jaillir un arc électrique entre deux électrodes entre lesquelles on fait circuler le fluide gazeux à réchauffer. Ce fluide gazeux contient une certaine quan-tité de gaz oxydant, par exemple de l'air.

A l'heure actuelle, les électrodes utilisées dans les fours à plasma à arc sont généralement constituées de cuivre, en raison de l'excellente conductibilité thermique et électrique de ce métal. Elles se présentent généralement sous la forme de deux . tubes de même axe, placés dans le prolongement l'un de l'autre i ί V Λ - 2 -

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et séparés par un espace à travers lequel circule le gaz à chauffer.

Cependant, ces électrodes en cuivre présentent un · inconvénient important lorsque le four à plasma est alimenté en courant continu. En effet, l'anode est attaquée par l'oxygène présent dans le fluide gazeux; il se produit une oxydation rapide dans la région où agit le pied anodique de l'arc, et l'anode subit de ce fait une érosion rapide qui limite fortement sa durée de vie.

Il est donc nécessaire de la remplacer fréquemment, ce qui perturbe de façon importante l'utilisation du four.

On a tenté de remédier à cet inconvénient en faisant tourner 1' arc à grande vitesse à l'intérieur des électrodes. On a réussi de cette façon à prolonger dans une certaine mesure la vie des électrodes, mais cette amélioration reste limitée, car on n'a pas supprimé la cause de la dégradation, à savoir l'oxydation de l'anode.

La présente invention a pour objet une électrode pour four à plasma à arc, qui ne présente par l'inconvénient rappelé ci-dessus.

En particulier, l'électrode qui fait l'objet de la présente invention est pratiquement insensible à l'oxydation, lorsqu'elle est utilisée comme.anode dans un four à plasma alimenté en courant continu, ou en courant alternatif redressé.

A cet effet, l’électrode tubulaire pour four à plasma à arc, qui fait l'objet de'la. présente invention, est essentiellement caractérisée en ce qu'au moins la partie sur laquelle agit l’arc du * dit four à plasma est en argent.

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Selon une première variante du dispositif de l'invention, l'électrode se présente sous la forme d'un tube composite, comportant un tube extérieur en un matériau permettant son refroidissement, par · exemple en cuivre, et un élément tubulaire intérieur en argent, logé en position coaxiale dans ce tube extérieur.

Selon un mode de réalisation particulier de cette première variante, l'élément tubulaire intérieur en argent ne s'étend que sur une partie de la longueur de l'électrode. Dans ce cas, il est avantageusement logé dans un évidement annulaire pratiqué dans la paroi intérieure du tube extérieur.

Toujours selon l'invention, l'élément tubulaire intérieur est avantageusement serti dans le tube extérieur.

Les figures jointes illustrent, à titre d'exemple, les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits.

La figure 1 montre une électrode tubulaire constituée d'un tube de cuivre 1 dans lequel est serti un élément tubulaire en argent 2, s'étendant sur toute la longueur du tube 1.

La figure 2 représente une électrode analogue à-celle de la ? figure 1, dans laquelle l'élément tubulaire en argent 2 ne s'étend que sur une partie de la longueur de l'électrode et est logé dans un évidement 3 pratiqué dans la paroi intérieure du tube extérieur 1.

Selon une autre variante du dispositif de l'invention, l'électrode tubulaire se compose d'un tube extérieur en un matériau permettant son refroidissement, par exemple en cuivre, dont la surface intérieure est revêtue d'une couche d'argent déposée Γ™"" ---------------- - 4 - ' » a

Il ne sortirait évidemment pas du cadre de l’invention que la ' dite couche d'argent soit déposée par une autre méthode/ telle que par dépôt de vapeur sous vide ou par projection.

L'électrode en argent conforme à l'invention s'est avérée particulièrement intéressante, lorsqu'elle est employée comme anode d'un four à plasma à arc. Elle présente une durée de vie au moins dix fois supérieure à celle des électrodes en cuivré, ce /i compense largement la différence de prix qu'elle entraîne.

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Claims (7)

1. Electrode tubulaire pour four à plasma à arc, caractérisée en ce qu'au moins la partie sur laquelle agit l’arc du dit four à plasma est en argent.

2. Electrode suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un tube extérieur constitué d'un matériau permettant le refroidissement de l'électrode et d'un élément tu- . bulaire intérieur en argent, logé en position coaxiale dans le dit tube extérieur.

3. Electrode suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le dit élément tubulaire intérieur ne s'étend que sur une partie de la longueur du dit tube extérieur et en ce qu'il est logé dans un évidement annulaire pratiqué dans la paroi intérieure du dit tube extérieur.

4. Electrode suivant l'une ou l’autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le dit élément tubulaire intérieur est serti dans le dit tube extérieur.

5. Electrode suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu' v elle se compose d'un tube extérieur, constitué d'un matériau * permettant le refroidissement de l'électrode, dont la surface r intérieure est revêtue d'une couche d'argent.

6. Electrode suivant l’une ou l'autre des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que le dit tube extérieur est en cuivre.

7. Utilisation d'une électrode suivant l'une ou l'autre des l revendications 1 à 6, comme anode d'un four à plasma à arc. A —