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WO2004036958A1 - Dispositif de connexion electrique d'une electrode, en particulier d'une electrode d'un tour metallurgique - Google Patents

Dispositif de connexion electrique d'une electrode, en particulier d'une electrode d'un tour metallurgique Download PDF

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Publication number
WO2004036958A1
WO2004036958A1 PCT/FR2003/002948 FR0302948W WO2004036958A1 WO 2004036958 A1 WO2004036958 A1 WO 2004036958A1 FR 0302948 W FR0302948 W FR 0302948W WO 2004036958 A1 WO2004036958 A1 WO 2004036958A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact
electrode
plates
crown
contact plates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2003/002948
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Roche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fai Production SAS
Original Assignee
Fai Production SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR0212880A external-priority patent/FR2846186B1/fr
Application filed by Fai Production SAS filed Critical Fai Production SAS
Priority to AU2003285394A priority Critical patent/AU2003285394A1/en
Publication of WO2004036958A1 publication Critical patent/WO2004036958A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/107—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes specially adapted for self-baking electrodes

Definitions

  • the present invention relates to an improvement to the electrical connection devices of an electrode, in particular of an electrode of a metallurgical furnace.
  • Document DE-A-35 38 490 discloses an electrical connection device for an electrode which comprises two rings surrounding an electrode, located at a distance from each other and connected to a single current source via a junction box.
  • the main object of the present invention is to improve the conditions of thermal and / or electrical coupling to an electrode, in particular when the latter is a so-called Soderberg electrode which comprises a cylindrical sheet in which granular blocks undergo, under the effect of electric currents, treatment and transformation in liquid and / or pasty form before entering into reaction with the material treated in the oven.
  • Soderberg electrode which comprises a cylindrical sheet in which granular blocks undergo, under the effect of electric currents, treatment and transformation in liquid and / or pasty form before entering into reaction with the material treated in the oven.
  • the device for the electrical connection of an electrode according to the invention can advantageously comprise at least one contact ring arranged around the electrode and comprising a multiplicity of contact plates, holding means arranged around said contact ring and applying said contact plates against the periphery of the electrode, and electrical connection means for supplying electrical energy to said contact plates.
  • said contact plates comprise means determining, in the longitudinal direction of the electrode, at least two annular zones in contact with the periphery of the electrode and in which the conditions of electrical and / or thermal coupling with the latter are different.
  • the means determining at least one of said zones can advantageously be formed by at least one layer of at least one material, deposited or attached to the plates.
  • the means determining said zones can advantageously be formed by layers of materials respectively deposited or attached to the plates and having different electrical and / or thermal characteristics.
  • the means determining at least one of said zones can advantageously be formed by annular means made of at least one insulating material arranged in a channel for circulation of a cooling fluid formed in each of said plates and extending on at least a portion of this channel.
  • said annular means can advantageously comprise at least two parts arranged along two corresponding portions of the parallel branches of a U-shaped circulation channel.
  • said annular means may advantageously be formed by at least one attached annular insert.
  • said annular means may advantageously be formed by at least one layer of at least one insulating material deposited against the wall of said channel cooling.
  • said holding means may advantageously comprise at least one retaining ring Avail- "see around said contact band and comprising a plurality of ring elements connected to them, and a plurality of pushing means acting respectively between a crown element and a contact plate for applying this contact plate against the periphery of the electrode,
  • said means for supplying electrical energy to the electrode may advantageously comprise means making it possible to generate at least one temperature gradient in the longitudinal direction of the electrode.
  • the device could advantageously comprise at least first and second contact rings arranged around the electrode, spaced apart longitudinally and comprising respectively a multiplicity of first and second contact plates, holding means arranged around said contact rings and applying said contact plates against the periphery of the electrode, as well as a multiplicity of electrical connection means for supplying electrical energy respectively to the contact plates of said contact rings.
  • said holding means could advantageously be comprising at least first and second holding rings respectively arranged around said contact crowns and comprising, respectively, a multiplicity of first and second crown elements respectively connected to each other, and a multiplicity of thrust means acting respectively between a crown element and a contact plate to apply this contact plate against the electrode.
  • FIG. 1 shows an elevational view of an electrical connection device of an electrode according to the present invention
  • FIG. 2 shows a bottom view of a connection device of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a top view of a peripheral portion of the connection device of Figure 1;
  • - Figure 4 shows a vertical and radial section, along III-III, of the portion shown in this figure 3, in its middle part;
  • - Figure 5 shows a vertical section, according to IN-IN, of the portion shown in this Figure 3, slightly offset from the section III-III;
  • FIG. 6 shows a vertical section, along V-V, of the portion shown in this Figure 3, offset from the aforementioned sections;
  • FIG. 7 shows a horizontal section of a peripheral portion of the aforementioned connection device, passing between its upper part and its lower part;
  • FIG. 8 shows an elevational view of an " inner portion of the above connection device;
  • FIG. 9 shows a perspective view of a contact plate of another electrical connection device according to the invention.
  • FIG. 10 shows a perspective view of a contact plate of another electrical connection device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a vertical section of the plate of Figure 10.
  • the electrical connection device shown in Figures 1 to 8, generally identified by. reference 1, is intended to bring electrical energy to a vertical cylindrical electrode 2 of an oven.
  • the device 1 comprises an upper set or first set 3 and a lower set or second set 4 of electrical connection which are arranged around the electrode 2 and which are spaced apart from each other longitudinally at the electrode but at low distance.
  • the upper assembly 3 comprises a first contact ring 5 which is composed, in the example, by six solid contact plates 6 in the form of arcs of a circle and spaced from each other, generally made of copper, a first ring of holding 7 disposed around and at a distance from the contact ring 5 and which is composed, in the example, by six massive ring elements 8 in the form of arcs of a circle whose ends have projecting parts 8a and 8b engaged one inside the other and interconnected by vertical axes 9, as well as six pushing means 10 which are arranged between respectively the contact plates 6 and the crown elements 8, in the central part of the latter.
  • the lower assembly 4 comprises a second contact ring 11 which is made up of six solid contact plates 12 in the form of arcs of a circle, a second holding ring 13 arranged around and at a distance from the contact ring. 11 and composed of six massive crown elements 14 in the form of arcs of a circle, the peripheral ends of which have projecting parts
  • the upper 6 and lower 12 contact plates, as well as the upper 8 and lower 14 crown elements, are respectively aligned in the direction of the axis of the electrode 2.
  • the upper contact plates 6 and the upper crown elements 8 are respectively carried by the lower end of a suspension bar 17 and of a suspension bar 18, by means of yokes 19 and 20 fixed on their face upper, near their middle in the peripheral direction.
  • the lower contact plates 12 are respectively carried by the lower ends of a pair of suspension bars 21 and 22 by means of yokes 23 and 24 which are fixed against the external face of the contact plates 12, between these plates and the crown elements 14.
  • the suspension bars 21 and 22 extend upward symmetrically with respect to the radial plane of the contact plates 12 and pass, through the upper assembly 3, between the upper contact plates 6 and the upper elements of the crown 8, on either side of the thrust means 10 and on the side of the upper contact plates 6.
  • the lower contact 12 On the upper part of the outer face of the plates, the lower contact 12 are connected electrical conduits or sheaths 32 which are bent to pass between the lower contact plates 12 and the lower crown elements 14 and then extend towards the high passing between the upper contact plates 6 and the upper crown elements 8, through the upper assembly 3, to be connected moreover to a source of electrical energy.
  • the conduits. or electrical sheaths 31 and 32 respectively have axial channels 33 and 34 which are connected to internal channel circuits 35 and 36 formed respectively inside the upper contact plates 6 and lower contact plates 12, these channel circuits internal 35 and 36 being also connected to external conduits 37 and 38, so that it is thus possible to circulate in the plates 6 and 12 a cooling fluid such as water from an external circuit .
  • the conduits 37 are connected against the external face of the upper contact plates 36 and are bent so as to be directed upwards and the conduits 38 are connected against the external faces of the lower contact plates 12 and are bent upwards and s 'extend upward passing between the upper contact plates 6 and the upper crown elements 8, through the upper assembly 3.
  • the upper crown elements 8 have a circuit of internal channels 39, the ends of which are connected to conduits 40 and 41 which extend upwards from the upper face of these upper elements of crown 8 and which are also connected to an external circuit for circulation of a cooling fluid such as water.
  • the lower crown elements 14 have, at their lower part and projecting inwards, lower flanges 42 from which extend upwards. conduits 43 and 44 which pass between the lower contact plates 12 and the lower crown elements 14 and then between the upper contact plates 6 and the upper crown elements 8, through the assembly 3.
  • the conduits 43 and 44 are connected to a circuit of internal channels 45 formed inside the lower ring elements 14 and are moreover connected to an external circuit for circulating a cooling fluid such as water.
  • the thrust means 10 and 16 comprise fluid chambers delimited at the periphery by metal bellows 46 and 47, these chambers being respectively connected to the internal channels 39 and 45 of the upper and lower elements of crown 8 and 14 so as to be subjected to the pressure of the fluid flowing in these channels, this pressure causing the radial forces of bearing respectively of the upper contact plates 6 and of the lower contact plates 12 against the external wall of the electrode 2. _ .
  • the thrust means 10 and 16 could include hydraulic cylinders.
  • the connection members of these jacks to a source of pressurized fluid would then be arranged so as to extend through spaces separating respectively the contact plates 6 and 12 and the crown elements 8 and 14.
  • the electrical connection device 1 which has just been described realizes, in the longitudinal direction of the electrode, two annular zones 3a and 4a constituted by the contact rings 5 and 1 1 in which electrical coupling conditions can be generated and thermal with the electrode 2 either equal or different depending on the treatment needs of the latter, these conditions essentially depending on the size of the plates, the electric power supply currents, the temperatures of the coolants.
  • a contact plate 50 of a contact ring 51 not shown in full and comprising for example six identical contact plates, this contact ring 51 belonging to a single electrical connection device comparable to one of the electrical connection assemblies described above and placed around the electrode 2.
  • the inner face 52 in contact with an electrode 2 of each contact plate 50, generally made of copper, of the contact ring 51 is provided with a deposited upper layer 53 and a deposited intermediate layer 54, the lower part 55 of each plate 50 being bare.
  • the contact ring 51 has an upper annular zone 56, an intermediate annular zone 57 and a lower annular zone 58, in contact with the electrode 2 and arranged in the longitudinal direction of the latter, under which the conditions of electrical coupling and / or thermal with the electrode can be adapted according to the materials constituting the layers 53 and 54 and the height of these layers in order to obtain a desired treatment of the electrode 2.
  • the layer 53 and / or the layer 54 may comprise an alloy or an amalgam based on copper and phosphorus.
  • the layer 53 and / or the layer 54 may include a silver-based alloy or amalgam.
  • the layer 53 and / or the layer 54 can include an alloy or an amalgam based on copper and zinc, chromium or aluminum.
  • the layers will preferably have a thickness of between 0.1 and 0.3 mm and may be deposited by plasma spraying or by electrolytic deposition.
  • the upper zone 56 could be constituted so as to essentially reduce the thermal conduction and the intermediate zone 57 could be constituted so as to essentially increase the electrical conduction.
  • the plate 50 could comprise a single layer 53 or 54, more than two layers or could also include a layer on the lower part of its face 52.
  • a contact plate 60 of a contact ring 61 has been shown, not shown in its entirety and comprising for example six identical contact plates.
  • this contact ring 61 can belong to a single electrical connection device comparable to one of the electrical connection assemblies described above and placed around the electrode 2.
  • the contact plate 60 has an internal channel 62 extending in the shape of a U so as to present a horizontal branch 63 formed in its lower part and two vertical branches 64 formed respectively between a quarter and a third of its circumferential dimension.
  • the vertical branches 64 of the channel 62 have, in their upper part, an increased diameter in which is disposed a tubular cylindrical insert 65 whose thermal conductivity is lower than that of the material constituting the plate 60, generally made of copper.
  • the insert could be made of a ceramic and could extend over the upper three-quarters of the height of the vertical branches 64.- - •>
  • the insert inserts 65 make it possible to reduce, in the upper part of the plate contact .60, the thermal transfer from this plate 60 to the fluid circulating in the channel 62 - so that the contact ring 61 has, longitudinally at the electrode 2, two annular zones 66 and 67 in which the conditions of thermal coupling with electrode 2 are different, in fact generating a temperature gradient in the longitudinal direction of the electrode.
  • the channel 62 could have several inserts distributed to constitute several zones in the longitudinal direction of the electrode 2 and these zones could be determined not by added inserts but by layers deposited against the wall of the channel 62 , made of a material less good thermal conductor than that constituting the plates 60.

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Abstract

Dispositif de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique, comprenant au moins une couronne de contact disposée autour de l'électrode et comprenant une multiplicité de plaques de contact, des moyens de maintien disposée autour de ladite couronne de contact et appliquant lesdites plaques de contact contre la périphérie de l'électrode, et des moyens de connexion électrique pour alimenter en énergie électrique lesdits plaques de contact, et dans lequel lesdites plaques de contact (50) comprennent des moyens (53) déterminant, selon le sens longitudinal de l'électrode, au moins deux zones annulaires (52, 56) en contact avec la périphérie de l'électrode et dans lesquelles les conditions de couplage électrique et/ou thermique avec cette dernière sont différents.

Description

« Dispositif de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique »
La présente invention concerne un perfectionnement aux dispositifs de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique.
Par le document DE-A-35 38 490, on connaît un dispositif de connexion électrique d'une électrode qui comprend deux bagues entourant une électrode, situées à distance l'une de l'autre et reliées à une source de courant unique via une boîte de dérivation.
La présente invention a principalement pour but d'améliorer les conditions de couplage thermique et/ou électrique vers une électrode, en particulier lorsque cette dernière est une électrode dite Sôderberg qui comprend une tôle cylindrique dans laquelle des blocs granuleux subissent, sous l'effet des courants électriques, un traitement et une transformation sous forme liquide et/ou pâteuse avant d'entrer en réaction avec la matière traitée dans le four.
Le dispositif de connexion électrique d'une électrode selon l' invention peut avantageusement comprendre au moins une couronne de contact disposée autour de l'électrode et comprenant une multiplicité de plaques de contact, des moyens de maintien disposés autour de ladite couronne de contact et appliquant lesdites plaques de contact contre la périphérie de l'électrode, et des moyens de connexion électrique pour alimenter en énergie électrique lesdites plaques de contact.
Selon la présente invention, lesdites plaques de contact comprennent des moyens déterminant, selon le sens longitudinal de l' électrode, au moins deux zones annulaires en contact avec la périphérie de l'électrode et dans lesquelles les conditions de couplage électrique et/ou thermique avec cette dernière sont différentes.
Selon la présente invention, les moyens déterminant au moins l'une desdites zones peuvent avantageusement être formés par au moins une couche en au moins un matériau, déposée ou rapportée sur les plaques. Selon la présente invention, les moyens déterminant lesdites zones peuvent avantageusement être formés par respectivement des couches de matériaux déposées ou rapportées sur les plaques et présentant des caractéristiques électriques et/ou thermiques différentes. Selon la présente invention, les moyens déterminant au moins l'une desdites zones peuvent avantageusement être formés par des moyens annulaires en au moins un matériau isolant disposés dans un canal de circulation d'un fluide de refroidissement ménagé dans chacune desdites plaques et s'étendant sur au moins une portion de ce canal. Selon la présente invention, lesdits moyens annulaires peuvent avantageusement comprendre au moins deux parties disposées le long de deux portions correspondantes des branches parallèles d'un canal de circulation en forme de U.
Selon la présente" invention, lesdits moyens annulaires peuvent avantageusement être formés par au moins un insert annulaire rapporté. Selon la présente invention, lesdits moyens annulaires peuvent avantageusement être formés par au moins une couche en au moins un matériau isolant déposé contre la paroi dudit canal de refroidissement.
Selon la présente invention, lesdits moyens de maintien peuvent avantageusement comprendre au moins une couronne de maintien dispo-" sée autour de ladite couronne de contact et comprenant une multiplicité d' éléments de couronne reliés' entre eux, et une multiplicité de moyens de poussée agissant respectivement entre un élément de couronne et une plaque de contact pour appliquer cette plaque de contact contre la périphérie de l'électrode,
Selon la présente invention, lesdits moyens d'alimentation en énergie électrique de l'électrode peuvent avantageusement comprendre des moyens permettant de générer au moins un gradient de température selon le sens longitudinal de l'électrode. Selon la présente invention, le dispositif pourrait avantageusement comprendre au moins une première et une seconde couronnes de contact disposées autour de l'électrode, espacées longitudinalement et comprenant respectivement une multiplicité de premières et de secondes plaques de contact, des moyens de maintien disposées autour desdites couronnes de contact et appliquant lesdites plaques de contact contre la périphérie de l' électrode, ainsi qu'une multiplicité de moyens de connexion électrique pour alimenter en énergie électrique respectivement les plaques de contact desdites couronnes de contact.
Selon la présente invention, lesdits moyens de maintien pourraient avantageusement être comprendre au moins une première et une seconde couronnes de maintien respectivement disposées autour desdites couronnes de contact et comprenant- respectivement une multiplicité de premiers et de seconds éléments de couronne respectivement reliés entre eux, et une multiplicité de moyens de poussée agissant respectivement entre un élément de couronne et une plaque de contact pour appliquer cette plaque de contact contre l'électrode.
Selon la présente invention, les moyens dé c nnexion électrique et/ou les moyens de suspension des plaques de contact de ladite seconde couronne de contact et/ou les moyens de suspension des éléments de couronne de ladite seconde couronne de maintien et/ou les moyens d'amenée et de retour d'un fluide de refroidissement des plaques de contact de ladite seconde couronne de contact et/ou " les moyens de commande des moyens de poussée associés auxdits seconds éléments de couronne et auxdites - secondes plaques de contact passent entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs de connexion électrique d'une électrode d'un four métallurgique, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel :
- la figure 1 représente une vue en élévation d'un dispositif de connexion électrique d'une électrode selon la présente invention ;
- la figure 2 représente une vue de dessous d'un dispositif de connexion de la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue de dessus d'une portion périphérique du dispositif de connexion de la figure 1 ;
- la figure 4 représenté une coupe verticale et radiale, selon III- III, de la portion représentée sur cette figure 3, dans sa partie médiane ; - la figure 5 représente une coupe verticale, selon IN-IN, de la portion représentée sur cette figure 3, légèrement décalée par rapport à la coupe III-III ;
- la figure 6 représente une coupe verticale, selon V-V, de la portion représentée sur cette figure 3, décalée par rapport aux coupes précitées ;
- la figure 7 représente une coupe horizontale d'une portion périphérique du dispositif de connexion précité, passant entre sa partie supérieure et sa partie inférieure ; - la figuré 8 représente une vue en élévation d'une portion" intérieure du dispositif de connexion précité ;
- la figure 9 représente une vue en perspective d'une plaque de contact d'un autre dispositif de connexion électrique selon l'invention ;
- la figure 10 représente une vue „en perspective d'une plaque de contact d'un autre dispositif de connexion électrique selon l' invention ;
- et la figure 1 1 représente une coupe verticale de la plaque de la figure 10.
Le dispositif de connexion électrique, représenté sur les figures 1 à 8, repéré d'une manière générale par. la référence 1 , est destiné à amener de l'énergie électrique à une électrode cylindrique verticale 2 d'un four.
Le dispositif 1 comprend un ensemble supérieur ou premier ensemble 3 et un ensemble inférieur ou second ensemble 4 de connexion électrique qui sont disposés autour de l'électrode 2 et qui sont distants l'un de l'autre longitudinalement à l'électrode mais à faible distance.
L'ensemble supérieur 3 comprend une première couronne de contact 5 qui est composée, dans l'exemple, par six plaques massives de contact 6 en forme d'arcs de cercle et distantes les unes des autres, généralement en cuivre, une première couronne de maintien 7 disposée autour et à distance de la couronne de contact 5 et qui est composée, dans l'exemple, par six éléments massifs de couronne 8 en forme d'arcs de cercle dont les extrémités présentent des parties en saillie 8a et 8b engagées les unes dans les autres et reliées entre elles par des axes verticaux 9, ainsi que six moyens de poussée 10 qui sont disposés entre respectivement les plaques de contact 6 et les éléments de couronne 8, dans la partie centrale de ces derniers.
De façon correspondante, l'ensemble inférieur 4 comprend une seconde couronne de contact 11 qui est composée par six plaques massives de contact 12 en forme d'arcs de cercle, une seconde couronne de maintien 13 disposée autour et à distance de la couronne de contact 11 et composée par six éléments massifs de couronne 14 en forme d'arcs de cercle dont les extrémités périphériques présentent des parties en saillie
' 14a et 14b engagées les unes dans les autres et reliées entre elles par des axes verticaux 15, ainsi que six moyens de poussée 16 disposés respectivement entre les plaques de contact 12 et les éléments de couronne sensiblement dans leur partie médiane.
Les plaques de contact supérieures 6 et inférieures 12, ainsi que les éléments de couronne supérieurs 8 et inférieurs 14, sont respectivement alignés dans le sens de l'axe de l'électrode 2.
Les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8 sont respectivement portés par l'extrémité inférieure d'une barre de suspension 17 et d'une barre de suspension 18, par l'intermédiaire de chapes 19 et 20 fixées sur leur face supérieure, au voisinage de leur milieu dans le sens périphérique.
Les plaques inférieures de contact 12 sont respectivement portées par les extrémités inférieures d'une paire de barres de suspension 21 et 22 par l'intermédiaire de chapes 23 et 24 qui sont fixées contre la face extérieure des plaques de contact 12, entre ces plaques et les éléments de couronne 14. Les barres de suspension 21 et 22 s'étendent vers le haut de façon symétrique par rapport au plan radial des plaques de contact 12 et passent, au travers de l'ensemble supérieur 3, entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, de part et d'autre des moyens de poussée 10 et du côté des plaques supérieures de contact 6.
Sur les faces intérieures des parties d'extrémité périphériques des éléments inférieurs de couronne 14 et symétriquement par rapport à leur plan radial, sont fixés une paire de bras de suspension 25 et 26 qui s'étendent vers le haut et passent entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, au travers de l'ensemble supérieur 3. Au-dessus de cet ensemble 3, les bras de suspension 25 et 26 sont portés par l'intermédiaire de chapes 29 et 30, par les extrémités d'une paire de barres de suspension 27 et 28 qui s'étendent vers le haut. . Sur la partie supérieure des faces extérieures des plaques supérieures de contact 6 sont branchés des gaines ou conduits de courant électrique 31 qui sont coudés vers le haut et passent entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8 puis s'étendent vers le haut pour être reliés par ailleurs à - une source de courant électrique.
Sur la partie supérieure de la face extérieure des plaques, inférieures de contact 12 sont branchés des conduits ou gaines de courant électrique 32 qui sont coudés pour passer entre les plaques inférieures de contact 12 et les éléments inférieurs de couronne 14 puis s'étendent vers le haut en passant entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, au travers de l'ensemble supérieur 3, pour être reliés par ailleurs à une source d'énergie électrique.
Les conduits . ou gaines électriques 31 et 32 présentent respectivement des canaux axiaux 33 et 34 qui sont reliés à des circuits de canaux internes 35 et 36 ménagés respectivement à l'intérieur des plaques supérieures de contact 6 et des plaques inférieures de contact 12, ces circuits de canaux internes 35 et 36 étant par ailleurs reliés à des conduits extérieurs 37 et 38, de telle sorte qu'il est ainsi possible de faire circuler dans les plaques 6 et 12 un fluide de refroidissement tel que de l'eau provenant d'un circuit externe. Les conduits 37 sont branchés contre la face extérieure des plaques supérieures de contact 36 et sont coudés de manière à être dirigés vers le haut et les conduits 38 sont branchés contre les faces extérieures des plaques inférieures de contact 12 et sont coudés vers le haut et s'étendent vers le haut en passant entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, au travers de l'ensemble supérieur 3.
Les éléments supérieurs de couronne 8 présentent un circuit de canaux internes 39 dont les extrémités sont connectées à des conduits 40 et 41 qui s'étendent vers le haut à partir de la face supérieure de ces éléments supérieurs de couronne 8 et qui sont reliés par ailleurs à un circuit externe de circulation d'un fluide de refroidissement tel que de l'eau.
Les éléments inférieurs de couronne 14 présentent, à leur partie inférieure et en saillie vers l'intérieur, des rebords inférieurs 42 à partir desquels s'étendent vers le haut des. conduits 43 et 44 qui passent entre les plaques inférieures de contact 12 et les éléments inférieurs de couronne 14 puis entre les plaques supérieures de contact 6 et les éléments supérieurs de couronne 8, au travers de l'ensemble 3. Les conduits 43 et 44 sont branchés sur un circuit de canaux internes 45 ménagés à l'intérieur des éléments inférieurs de couronne 14 et sont par ailleurs reliés à un circuit externe de circulation d'un fluide de refroidissement tel que de l'eau.
Dans l'exemple représenté, les moyens de poussée 10 et 16 comprennent des chambres de fluide délimitées à la périphérie par des soufflets métalliques 46 et 47, ces chambres étant respectivement reliées aux canaux internes 39 et 45 des éléments supérieurs et inférieurs de couronne 8 et 14 de manière à être soumis à la pression du fluide circulant dans ces canaux, cette pression provoquant les forces radiales d'appui respectivement des plaques supérieures de contact 6 et des plaques inférieures de contact 12 contre la paroi extérieure de l'électrode 2. _ .
Dans un autre exemple, les moyens de poussée 10 et 16 pourraient comprendre des vérins hydrauliques. Les organes de connexion de ces vérins à une source de fluide sous pression seraient alors disposés de façon à s'étendre au travers d'espaces séparant respectivement les plaques de contact 6 et 12 et les éléments de couronne 8 et 14.
Bien entendu, les différents organes décrits précédemment et connectés aux plaques de contact 6 et 12 et aux éléments de couronne 8 et 14 peuvent être configurés de manière différente pour être adaptés aux espaces les séparant respectivement.
Grâce aux dispositions décrites, l'environnement extérieur des couronnes de maintien 7 et 13 est libre. Le dispositif de connexion électrique 1 qui vient d'être décrit réalise, selon le sens longitudinal de l'électrode, deux zones annulaires 3a et 4a constituées par les couronnes de contact 5 et 1 1 dans lesquelles peuvent être générées des conditions de couplage électrique et thermique avec l'électrode 2 soit égales soit différentes en fonction des besoins de traitement de cette dernière, ces conditions dépendant essentiellement de la taille des plaques, des courants d'alimentation en énergie électrique, des températures des fluides de refroidissement.
Il est en particulier possible d'obtenir une densité accrue et mieux répartie longitudinalement des courants électriques traversant l'électrode 2 et sur une plus grande longueur de cette dernière, permettant ainsi d'améliorer les traitements que cette électrode subit du fait des courants - électriques qui la parcourent.
En se reportant à la figure 9, on peut voit qu'on a représenté une plaque de contact 50 d'une couronne de contact 51 non représentée en entier et comprenant par exemple six plaques de contact identiques, cette couronne de- contact 51 appartenant à un dispositif de connexion électrique unique comparable à l' un des ensembles de connexion électrique décrits précédemment et placé autour de l' électrode 2. La face intérieure 52 en contact avec une électrode 2 de chaque plaque de contact 50, généralement en cuivre, de la couronne de contact 51 est munie d' une couche supérieure déposée 53 et d'une couche intermédiaire déposée 54, la partie inférieure 55 de chaque plaque 50 étant nue. Ainsi, la couronne de contact 51 présente une zone annulaire supérieure 56, une zone annulaire intermédiaire 57 et une zone annulaire inférieure 58, en contact avec l' électrode 2 et disposées selon le sens longitudinal de cette dernière, dans lesquelles les conditions de couplage électrique et/ou thermique avec l' électrode peuvent être adaptées en fonction des matériaux constituant les couches 53 et 54 et de la hauteur de ces couches en vue d'obtenir un traitement souhaité de l'électrode 2.
Dans la mesure où l'on souhaite essentiellement réduire la conduction thermique entre la plaque 50 et l' électrode 2 dans l'une des zones annulaires 56 et 57 ou dans les deux différemment, la couche 53 et/ou la couche 54 peuvent comprendre un alliage ou un amalgame à base de cuivre et de phosphore.
Dans la mesure où l'on souhaite essentiellement augmenter la conduction électrique entre la plaque 50 et l' électrode 2 dans l'une des zones annulaires 56 et 57 ou dans les deux identiquement ou différemment,- la couche 53 et/ou la couche 54 peuvent comprendre un alliage ou un amalgame à base d'argent.
Dans la mesure où l'on souhaite essentiellement réduire la conduction électrique entre la plaque 50 et l' électrode 2 dans l'une des zones annulaires 56 et 57 ou dans les deux identiquement ou différemment, la couche 53 et/ou la couche 54 peuvent comprendre un alliage ou un amalgame à base de cuivre et de zinc, de chrome ou d'aluminium.
Les couches présenteront de préférence une épaisseur comprise entre 0, 1 et 0,3 mm et pourront être déposées par projection plasma ou par dépôt électrolytique.
Dans une disposition particulière, la zone supérieure 56 pourrait être constituée de façon à essentiellement réduire la conduction thermique et la zone intermédiaire 57 pourrait être constituée de façon à essentiellement augmenter la conduction électrique.
Selon des variantes de réalisation, la plaque 50 pourrait comprendre une seule des couches 53 ou 54, plus de deux couches ou pourraient aussi comprendre une couche sur la partie inférieure de sa face 52. En se reportant aux figures 10 et 11 , on peut voit qu'on a représenté une plaque de contact 60 d'une couronne de contact 61 non représentée en entier et comprenant par exemple six plaques de contact identiques . Comme dans l'exemple décrit en référence à la figure 9, cette couronne de contact 61 peut appartenir à un dispositif de connexion électrique unique comparable à l'un des ensembles de connexion électrique décrits précédemment et placé autour de l'électrode 2.
La plaque de contact 60 présente un canal intérieur 62 s' étendant en forme de U de façon à présenter une branche horizontale 63 formée dans sa partie inférieure et deux branches verticales 64 formées respectivement entre le quart et le tiers de sa dimension circonférentielle.
Les branches verticales 64 du canal 62 présentent, dans leur partie supérieure, un diamètre accru dans lequel est disposé un insert cylindrique tubulaire 65 dont la conductibilité thermique est inférieure à celle du matériau constituant la plaque 60, généralement en cuivre. Dans un exemple, l' insert pourrait être constitué en une céramique et pourrait s'étendre sur les trois quarts supérieurs de la hauteur des branches verticales 64.- - • > Les inserts rapportés 65 permettent de réduire, dans la partie supérieure de la plaque de contact .60, le transfert thermique depuis cette plaque 60 vers le fluide circulant dans le canal 62 - de telle sorte que la couronne de contact 61 présente, longitudinalement à l' électrode 2, deux zones annulaires 66 et 67 dans lesquelles les conditions de couplage thermique avec l'électrode 2 sont différentes, générant en fait un gradient de température selon le sens longitudinal de l'électrode.
Selon des variantes de réalisation, le canal 62 pourrait présenter plusieurs inserts répartis pour constituer plusieurs zones selon le sens longitudinal de l'électrode 2 et ces zones pourraient être déterminées non pas par des inserts rapportés mais par des couches déposées contre la paroi du canal 62, en un matériau moins bon conducteur thermique que celui constituant les plaques 60.
En outre, les dispositions décrites en référence aux figures 9 à 11 pourraient être appliquées à l'un des ensembles précités du dispositif 1 décrit en référence aux figures 1 à 8 ou aux deux.
La présente invention ne se limite pas aux exemples décrits ci- dessus. En particulier, les différentes variantes de réalisation décrites pourraient être combinées, toutes ou en partie, en fonction des besoins de traitement de l'électrode. En outre, les moyens de maintien et d'appui des plaques de contact pourraient être différents. Bien d'autres variantes sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de connexion électrique d'une électrode, en particulier d'une électrode d'un four métallurgique, comprenant au moins une couronne de contact (51 ) disposée autour de l'électrode (2) et comprenant une multiplicité de plaques de contact (50), des moyens de maintien (7, 13) disposés autour de ladite couronne de contact et appliquant lesdites plaques de contact contre la périphérie de l'électrode, et des moyens de connexion électrique (31 ) pour alimenter en énergie électrique lesdites plaques de contact, caractérisé par le fait que lesdites plaques de contact (50) comprennent des moyens (53, 65) déterminant, selon le sens longitudinal de l'électrode, au moins deux zones annulaires (56, 66) en contact avec la périphérie de l'électrode et dans lesquelles les conditions de couplage électrique et/ou thermique avec cette dernière sont différentes.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que les moyens déterminant au moins l'une desdites zones sont formés par au moins une couche, (53) en au moins un matériau, déposée ou rapportée sur les plaques.
- 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens déterminant lesdites zones sont formés par respectivement des couches (53, 54) de matériaux déposées ou rapportées sur les plaques et présentant des caractéristiques électriques et/ou thermiques différentes.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens déterminant au moins l'une desdites zones sont formés par des moyens annulaires (65) en au moins un matériau isolant disposés dans un canal de circulation d'un fluide de refroidissement ménagé dans chacune desdites plaques et s'étendant sur au moins une portion de ce canal.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens annulaires (65) comprennent au moins deux parties disposées le long de deux portions correspondantes des branches parallèles d'un canal de circulation en forme de U.
6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens annulaires sont formés par au moins un insert annulaire rapporté (65).
7. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens annulaires sont formés par au moins une couche en au moins un matériau isolant déposé contre la paroi dudit canal de refroidissement.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de maintien comprennent au moins une couronne de maintien (7) disposée autour de ladite couronne de contact et comprenant une multiplicité d'éléments de couronne reliés entre eux, et une multiplicité de moyens de poussée ( 10) agissant respectivement entré un élément de couronne et une plaque de contact pour appliquer cette plaque de contact contre la périphérie de l'électrode,
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'alimentation en énergie électrique de l'électrode comprennent des moyens (53, 54, 65) permettant de générer au moins un gradient de température selon le sens longitudinal de l'électrode.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une première et une seconde couronnes de contact (5, 1 1 ) disposées autour de l'électrode (2), espacées longitudinalement et comprenant respectivement une multiplicité de premières et de secondes plaques de contact (6, 12) ; des moyens de maintien (7, 13) disposées autour desdites couronnes de contact et appliquant lesdites plaques de contact contre la périphérie de l'électrode ; ainsi qu'une multiplicité de moyens de connexion électrique (31 , 32) pour alimenter en énergie électrique respectivement les plaques de contact desdites couronnes de contact.
1 1. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que lesdits moyens de maintien comprennent au moins une première et une seconde couronnes de maintien (7, 13) respectivement disposées autour desdites couronnes de contact et comprenant respectivement une multiplicité de premiers et de seconds éléments de couronne (8, 14) respectivement reliés entre eux ; et une multiplicité de moyens de poussée (10, 16) agissant respectivement entre un élément de couronne et une plaque de contact pour appliquer cette plaque de contact contre l'électrode.
12. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé par le fait que les moyens de connexion électrique (32) et/ou les moyens de suspension (21 ) des plaques de contact de ladite seconde couronne de contact et/ou les moyens de suspension (25) des éléments de couronne de ladite seconde couronne de maintien et/ou les moyens d'amenée et de retour (34) d'un fluide de refroidissement des plaques de contact de ladite seconde couronne de contact et/ou les moyens de commande des moyens de poussée (16) associés auxdits seconds éléments de couronne et auxdites secondes plaques de contact passent entre ladite première couronne de contact et ladite première couronne de maintien.
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