FR2670504A1 - Installation de fusion de ferraille pour la production d'acier. - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet une installation de fusion de ferraille pour la production d'acier, à l'intérieur d'un four électrique (1) comportant une cuve (2) et associée à au moins une électrode (30) susceptible de pénétrer verticalement dans la cuve (2) du four (1) pour déterminer la fusion d'une charge de ferraille (3) en formant un bain de métal surmonté d'un laitier, ladite cuve (2) étant munie d'un orifice (24) de coulée de l'acier fondu et d'au moins un orifice (27) de décrassage et d'évacuation du laitier, et l'ensemble étant placé dans un bâtiment (5) équipé de moyens (54) d'évacuation de l'acier fondu et du laitier et comportant un plancher (55) de circulation de personnel et de matériel autour du four. Selon l'invention, l'orifice de décrassage (27) a une section juste suffisante pour le passage du laitier et le plancher de circulation (55) est placé au-dessus dudit orifice (27), à un niveau assez élevé pour que la plus grande partie de la paroi latérale de la cuve (2) se trouve au-dessous dudit plancher (55) et dépasse au-dessus de ce niveau d'une hauteur faible permettant l'inspection directe de la cuve (2), à partir du plancher (55), après ouverture du couvercle (11).

Description

L'invention a pour objet une installation d'élaboration d'un métal tel que l'acier par fusion, dans un four électrique, d'une matière ferreuse telle que de la ferraille.

On utilise depuis longtemps, et de plus en plus, des fours électriques à arc pour la production d'acier par fusion de ferraille ou autre matière première ferreuse, par exemple un minerai préréduit.

D'une façon générale, un four électrique à arc comprend une cuve de fusion limitée par une sole réfractaire entourée d'une paroi latérale et fermée, à sa partie supérieure, par un couvercle amovible, la cuve étant associée à une ou plusieurs électrodes reliées à une source de courant. Chaque électrode est fixée à l'extrémité d'un bras s'étendant en porte-à-faux au-dessus de la cuve et pénètre verticalement dans celle-ci en traversant le couvercle par un orifice ménagé à cet effet. Le four peut-être alimenté en courant alternatif au moyen de trois électrodes ou bien en courant continu. Dans ce cas, on utilise une ou plusieurs électrodes traversant la voûte et associées chacune à une ou plusieurs électrodes placées dans la sole et reliées à la source de courant, chacune par un conducteur de retour.Bien entendu, le four est associé à un certain nombre d'appareillages annexes tels que les installations électriques, des moyens de chargement en ferraille et en matières d'addition, des moyens d'évacuation de l'acier fondu et du laitier et des circuits d'évacuation des fumées. Souvent, pour améliorer le rendement du four, on prévoit aussi un préchauffage de la ferraille avant son entrée dans le four dans une enceinte parcourue par des gaz, chauds.

Cet ensemble assez complexe d'appareils onéreux et encombrants est placé dans un bâtiment qui comprend, d'une façon générale, une zone de réception et de reprise de la ferraille, éventuellement une zone de préchauffage, et une zone d'élaboration.

La ferraille brute arrive dans la zone de réception dans un ou plusieurs récipients ou "paniers" de transport. Chaque panier est repris par un pont roulant, circulant au-dessus de toute l'installation, et est amené soit directement au-dessus du four, soit, de préférence, dans une cellule de préchauffage, le panier étant ensuite repris par le pont roulant et transporté au-dessus de la cuve. Chaque panier est généralement muni d'un fond ouvrant constitué de deux coquilles montées rotatives chacune autour d'un axe horizontal et qui, en s'écartant l'une de l'autre, laissent tomber la ferraille qui se déverse dans la cuve du four dont le couvercle a été écarté.A cet effet, la voûte constituant le couvercle ainsi que les électrodes peuvent être suspendues à un portique déplaçable horizontalement ou bien à des bras montés rotatifs autour d'un axe vertical sur un socle placé à côté du four.

La fusion de la ferraille s'effectue grâce à la production d'arcs électriques à partir des électrodes et le métal fondu forme un bain qui s'accumule sur la sole en forme de cuvette et sur lequel surnage un laitier où se rassemblent les impuretés. Généralement, la sole a, en section horizontale, une forme ovoïde formant un bec de coulée de l'acier fondu. Ce bec de coulée est à un niveau supérieur à celui de la sole et constitue un seuil de retenue du métal. La cuve peut basculer en roulant sur un plan d'appui horizontal de façon à faire passer l'acier au-dessus du seuil pour le couler dans une poche placée à un niveau inférieur.

Sur la partie arrière de la cuve, du côté opposé au bec de coulée de l'acier, la paroi latérale du four est munie d'une ouverture dite de décrassage, par laquelle peut être évacué périodiquement le laitier. A cet effet, la partie inférieure de l'ouverture de décrassage forme également un seuil placé, parfois, à un niveau légèrement plus élevé que le bec de coulée de l'acier et l'évacuation du laitier est réalisée par basculement du four vers l'arrière, l'angle d'inclinaison étant réglé de façon à permettre le déversement du laitier dans une poche placée audessous du four en retenant l'acier dans la cuvette.

La cuve du four électrique doit donc être placée à un niveau plus élevé que les poches de réception de l'acier fondu et du laitier.

Comme il est nécessaire que le personnel puisse se déplacer au niveau du four et assez près de celui-ci, le bâtiment est muni d'un plancher de circulation placé à une certaine hauteur au-dessus du sol. Généralement, la partie du plancher placée à proximité immédiate du four est solidaire de la cuve et bascule avec celle-ci, dans un sens ou dans l'autre, le reste du plancher étant fixe.

Jusqu a présent, il a semblé normal de placer le plancher de circulation à peu près à la hauteur des deux seuils de coulée de l'acier et du laitier et il en résulte que la plus grande partie de la paroi latérale de la cuve s'élève au-dessus du plancher jusqu'à une hauteur de deux à trois mètres, compte tenu des dimensions actuelles des fours électriques.

Chaque fois que l'on arrête la fusion et que l'on ouvre le four pour y introduire une nouvelle charge de ferraille, il est nécessaire d'observer l'intérieur de la cuve pour vérifier le bon fonctionnement du four, notamment la descente de la ferraille, repérer des détériorations du réfractaire et les réparer. Même si de nombreuses opérations peuvent être automatisées dans les installations modernes, une telle surveillance reste indispensable. Compte tenu de la hauteur de la cuve au-dessus du plancher, il est nécessaire, pour donner à un opérateur une vue plongeante sur la cuve, de disposer, à côté du four, une passerelle surélevée, mais celle-ci peut gêner les déplacements du personnel et des différents matériels et son utilisation n'est pas sans danger.

C'est pourquoi on utilise généralement, pour cette observation, l'orifice de décrassage qui s'ouvre largement sur la paroi latérale et est fermé par une porte. Cependant, le champ de vision est souvent insuffisant.

L'invention a pour objet une nouvelle disposition du four électrique qui permet de remédier à ces inconvénients en facilitant l'inspection de la cuve.

L'invention s'applique donc, d'une façon générale, à une installation de fusion de ferraille à l'intérieur d'un four électrique comprenant une cuve limitée par une paroi latérale et un fond formant une sole, un couvercle amovible de fermeture de la cuve et au moins une électrode reliée à une source de courant par au moins un conducteur et susceptible de pénétrer verticalement dans la cuve en traversant le couvercle pour déterminer la fusion d'une charge de ferraille placée sur la sole en formant un bain de métal surmonté d'un laitier, ladite cuve étant munie d'un orifice de coulée de l'acier fondu et d'un orifice de décrassage et d'évacuation du laitier, l'ensemble étant placé dans un bâtiment équipé de moyens d'approvisionnement en ferraille et de moyens d'évacuation de l'acier fondu et du laitier et comportant un plancher de circulation de personnel et de matériel autour du four.

Conformément à l'invention, l'orifice de décrassage a une section juste suffisante pour le passage du laitier et le plancher de circulation est placé au-dessus dudit orifice, à un niveau assez élevé pour que la plus grande partie de la paroi latérale de la cuve se trouve au-dessous dudit plancher et que le bord supérieur de la cuve dépasse audessus de ce niveau d'une hauteur faible, inférieure à une hauteur d'homme et permettant l'inspection directe de la cuve, à partir du plancher, après ouverture du couvercle.

Mais une telle disposition apporte aussi d'autres avantages.

En effet, il est intéressant de limiter autant que possible les entrées d'air dans le four pour en améliorer le bilan énergétique et, dans les fours classiques, les dimensions importantes de l'ouverture de décrassage ne permettaient pas de fermer celle-ci de façon étanche. En utilisant, selon l'invention, un orifice de décrassage de dimensions aussi faibles que possible, on peut obturer celui-ci de façon plus efficace.

Par ailleurs, l'élaboration de l'acier génère un important volume de gaz chauds et poussiéreux pendant les phases de fusion et d'affinage et ces fumées sont captées par une conduite branchée sur un orifice ménagé dans la voûte et qui les évacue à l'extérieur après dépoussiérage. Généralement, les fumées passent dans une chambre de combustion permettant de brûler l'oxyde de carbone et les autres imbrûlés et de récupérer une partie des poussières entraînées par les fumées. Les gaz brûlés sont envoyés, en tout ou en partie, vers une ou plusieurs cellules de préchauffage de la ferraille en attente de chargement.

Bien entendu, lors du chargement, le couvercle doit être ouvert et il se produit encore une forte émission de fumées qui ne sont pas captées. Des projections d'acier et de laitier peuvent aussi se produire au moment du déversement de la ferraille dans la cuve.

Comme une telle installation produit, en outre, un bruit important, on cherche à l'isoler autant que possible pour réduire la pollution aussi bien par les fumées que par les bruits.

A cet effet, on a proposé de placer le four dans une enceinte fermée aménagée dans le bâtiment, qui permet de réduire les bruits et de capter les fumées sortant du four pendant le chargement, mais les résultats obtenus restent insuffisants et, en outre, une telle enceinte gêne le transport des différents matériels et la circulation du personnel.

Grâce à la surélévation du plancher, il est possible, selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, de placer la source de courant entièrement au-dessous du plancher de coulée, en particulier lorsque le four électrique fonctionne en courant continu. De la sorte, la plus grande partie des installations électriques sont placées à l'abri des projections éventuelles d'acier et autres pollutions. En outre, on dispose d'un plancher de circulation entièrement dégagé facilitant les opérations et améliorant la sécurité.

En effet, on peut placer au-dessous du plancher des hottes d'aspiration et des circuits de récupération des fumées ainsi que la plus grande partie des moyens de production et de circulation des gaz chauds pour le préchauffage de la ferraille, la zone d'élaboration placée audessus du plancher autour du four étant ainsi isolée des pollutions.

Ces avantages sont encore accrus si l'on utilise, pour le chargement du four, un organe spécifique de transport d'un récipient de chargement entre une position de prise en charge de la ferraille et une position de déversement dans le four.

Selon une autre caractéristique encore plus avantageuse, le récipient de chargement, lorsqu'il est dans la position de prise en charge, peut être fermé de façon étanche et relié à un circuit de circulation de gaz chauds pour servir d'enceinte de préchauffage de la ferraille.

Mais l'invention sera mieux comprise par la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés.

La Figure 1 est une vue générale schématique d'une installation de production d'acier par fusion de ferraille au four électrique.

La Figure 2 est une vue schématique, en coupe transversale, selon II/II de la Figure 1.

La Figure 3 représente schématiquement, à échelle agrandie, la disposition d'un four électrique perfectionné selon l'invention.

Sur la Figure 1, on a représenté schématiquement l'ensemble d'une installation d'élaboration placée à l'intérieur d'un bâtiment 5 comprenant, dans l'exemple représenté, une halle principale équipée d'un pont roulant 51.

Généralement , on réchauffe la ferraille avant son introduction dans le four et l'on peut donc définir, à l'intérieur de la halle, une zone A de réception de la ferraille, une zone B de préchauffage et une zone C d'élaboration.

Le four électrique 1 est placé dans la zone d'élaboration et est entouré d'un plancher de circulation 55 placé à une hauteur H au-dessus du sol 50 de la halle 5. Le four 1 est représenté en élévation sur la Figure 3 et comprend une cuve 2 constituée d'une sole réfractaire 20 entourée d'une paroi latérale 21 et fermée par un couvercle 11 à travers lequel passe au moins une électrode consommable 30 pénètrant verticalement dans la cuve 2. Comme on l'a indiqué sur la Figure 1, le couvercle 11 est constitué d'une voûte suspendue à l'extrémité d'un bras 14 s'étendant en porte-à-faux et monté pivotant autour d'un axe vertical sur un socle fixe 15 de façon à pouvoir écarter latéralement la voûte 11 en dégageant entièrement l'ouverture de la cuve 2.

De même, chaque électrode 30 est montée à l'extrémité d'un bras 31 pivotant également sur le socle 15 autour d'un axe vertical et qui peut se déplacer verticalement pour faire passer l'électrode 30 au-dessus de la voûte 11 puis la descendre dans le four au fur et à mesure de sa consommation.

Le four 1 est placé dans un châssis 6 posé sur un socle fixe constitué de deux piliers 53 placés de part et d'autre de la cuve 2 et munis chacun, à sa partie supérieure, d'un chemin de roulement horizontal sur lequel repose le châssis 6 par l'intermédiaire d'appuis arrondis 61.

Le socle 15, sur lequel pivotent les bras 14 et 31 de support du couvercle 11 et des électrodes 30, est également solidaire du châssis 6.

De la sorte, l'ensemble du châssis 6 portant le four, son couvercle et les électrodes, peut basculer en roulant sur les appuis 61, sous l'action de moyens non représentés tels que des vérins.

Pour permettre ce basculement dans un sens ou dans l'autre, le plancher de circulation 55 est muni d'une large ouverture couverte par un plancher auxiliaire 62 solidaire du châssis 6.

Toutes ces dispositions sont classiques et n'ont pas besoin d'être décrites plus en détail.

Dans l'exemple représenté, le four 1 fonctionne en courant continu et comporte une seule électrode consommable 30 associée à une électrode de sole 32, les deux électrodes étant reliées à une source de courant continu 35 par des conducteurs, respectivement 33 et 34. Mais le four pourrait aussi être alimenté en courant alternatif par l'intermédiaire de trois électrodes.

La ferraille 3 qui doit être fondue dans le four électrique 1 arrive à l'état brut dans la zone de réception A. Elle est chargée dans un ou plusieurs récipients 52 appelés généralement "paniers" qui ont chacun la forme d'une poche ouverte vers le haut et vers le bas, l'orifice inférieur étant fermé par un fond amovible constitué de deux ou plusieurs coquilles qui peuvent s'écarter l'une de l'autre par rotation autour d'un axe horizontal.

La Figure 3 montre, à échelle agrandie, un four de fusion 1 perfectionné selon l'invention comprenant une cuve 2 fermée par un couvercle 11 et dans laquelle pénètre l'électrode consommable 30.

Au début d'une opération, une charge de ferraille 3 est placée sur la sole 20 dont la face supérieure 22 est creusée en forme d'une cuvette. Dans le fond de celle-ci est placé au moins un organe conducteur formant une électrode de sole 32. Il se forme ainsi entre l'électrode consommable 30 et la ferraille 3 qui est en contact avec l'électrode de sole 32, des arcs électriques qui provoquent la fusion de la ferraille 3.

Le métal fondu se rassemble dans la cuvette et forme un bain métallique 36 recouvert d'une couche de laitier 37.

A la fin de l'opération, l'électrode 30 est relevée et le four 1 est basculé vers l'avant, c'est-à-dire vers la gauche sur les Figures 2 et 3. Le bain d'acier 36 déborde au-dessus du bord supérieur de la cuvette 20 qui forme un seuil 23.

Le plus souvent, le seuil avant 23 débouche dans un orifice ménagé dans la paroi latérale de la cuve et prolongé par un bec de coulée.

Cependant, dans l'exemple représenté, la cuve 2 du four 1 n'est pas munie d'un bec de déversement de l'acier, la sole 20 étant relevée sur ses bords par une paroi réfractaire et le seuil 23 est muni d'un trou de coulée 24 ménagé à travers la paroi de la sole et fermé de façon amovible par un moyen connu comme une busette 25.

Ainsi, lorsque le four 1 est incliné vers l'avant, le métal fondu 36 passe au-dessus du trou de coulée 24 et, après ouverture de la busette 25, est déversé dans une poche de coulée 54 placée au niveau inférieur, sur le sol du bâtiment 5.

Lorsque le four 1 est incliné vers l'arrière, le laitier 37 puis le bain de métal 36 débordent au-dessus du bord opposé de la cuvette 22 formant un seuil arrière 26. Le laitier 37 qui flotte au-dessus du métal 36 déborde avant le métal 36 et peut ainsi être évacué par un orifice 27 ménagé dans la paroi latérale 21 et prolongé éventuellement par un bec de coulée 28 à partir duquel le laitier peut être déversé dans une poche de coulée placée à cet effet au niveau inférieur.

Comme on l'a indiqué plus haut, dans les installations classiques, le seuil 26 se trouve placé sensiblement au niveau du plancher de circulation, ce qui permet l'observation de l'intérieur de la cuve par l'orifice de décrassage, celui-ci s'ouvrant largement dans la paroi latérale et étant muni d'une porte amovible.

Selon l'invention, au contraire, on donne à l'orifice de décrassage 27 une section juste suffisante pour réaliser l'évacuation du laitier 37 dans de bonnes conditions, la continuité de la paroi latérale 21 pouvant alors être rétablie.

De plus, le plancher de circulation 55 et le plancher auxiliaire 62 sont surélevés largement au-dessus du seuil de décrassage 26 de façon que la paroi latérale 21 de la cuve 2 ne dépasse au-dessus du niveau des planchers 62 et 55 que sur une hauteur réduite h, simplement nécessaire pour des questions de sécurité et qui peut être de quelques dizaine de centimètres et, en tout cas, bien inférieure à une hauteur d'homme.

Ainsi, lorsque le couvercle 11 est ouvert, un opérateur peut se déplacer librement autour du four en ayant une vue plongeante sur l'intérieur de la cuve 2, ce qui lui permet de bien observer l'état des parois et de la charge pour repérer les détériorations du réfractaire et les dépôts éventuels de ferraille, et surveiller le travail de réparation, en particulier lorsqu'il est effectué par des robots.

Par rapport aux installations classiques dans lesquelles la hauteur h du bord supérieur de la cuve au-dessus du plancher de circulation 55 est généralement de 2 à 3 mètres, la surélévation du plancher permet donc de faciliter grandement la surveillance de la cuve.

Mais les dispositions selon l'invention présentent aussi d'autres avantages.

En premier lieu, la réduction de section de l'orifice de décrassage 27 permet de diminuer les entrées d'air et facilite, en cas de besoin, l'obturation de cet orifice alors que, auparavant, les grandes dimensions de l'orifice de décrassage ne permettaient pas de le fermer de façon réellement étanche. Il est ainsi plus facile de réaliser un équilibre de pression permettant d'éviter les entrées d'air et, par conséquent, d'améliorer le bilan énergétique du four.

Dans le même but, il est intéressant, dans le cadre de l'invention, d'utiliser un récipient de chargement monté sur un organe spécifique de transport qui permet d'amener rapidement et avec précision un récipient de chargement au-dessus du four, ce récipient étant en outre ùspécialement aménagé de façon à constituer une sorte de hotte de captage des fumées sortant du four.

Un tel récipient et son organe de transport sont représentés schématiquement sur les Figures 1 et 2.

Le récipient de chargement 4, qui est représenté en coupe axiale sur la Figure 2, est constitué d'une enveloppe tubulaire 41, à axe vertical, ouverte à ses deux extrémités respectivement supérieure et inférieure. L'extrémité inférieure est munie d'un fond amovible 42 qui peut être constitué, comme habituellement, d'au moins deux coquilles montées pivotantes autour d'axes horizontaux de façon à pouvoir s'ouvrir ou se fermer.

En outre, la partie inférieure de l'enveloppe 41 est entourée, à une certaine distance, d'une paroi latérale 43 formant une sorte de jupe dont le bord supérieur 44 est relié de façon étanche à l'enveloppe tubulaire 41 par une cloison annulaire et dont le bord inférieur 45 présente un profil sensiblement identique à celui du bord supérieur de la paroi latérale 21 de la cuve 2.

Souvent, la paroi 21 est cylindrique et, dans ce cas, on donne à l'orifice 45 un profil circulaire de même diamètre.

Dans l'exemple représenté, au contraire, la cuve 2 et le couvercle 11 ont une forme ovotide de façon à entourer le seuil 22 de coulée de l'acier ménagé sur le côté de la sole 20. Dans ce cas, on donnera encore à l'orifice inférieur de la jupe 43 une section circulaire de même diamètre que le four, mais en prolongeant la bride 45 sur un côté, par une plaque 46 susceptible de recouvrir la partie ovale du four correspondant au seuil de coulée. Ainsi, lorsque le récipient 4 est placé au-dessus de la cuve du four, celle-ci est entièrement recouverte par la base 45, 46 de la jupe 43 qui peut être placée à une faible distance du bord supérieur de la paroi latérale 21 de la cuve 2 et constitue une hotte de guidage sensiblement étanche des gaz vers le récipient 4 formant cheminée.

On évite ainsi les entrées d'air à l'intérieur de la cuve lorsque celle-ci est ouverte.

Dans le même but, il est intéressant de réduire autant que possible le temps d'ouverture du couvercle 11 et de mise en place du récipient 4 au-dessus de la cuve et, à cet effet, la mise en place du récipient 4 est réalisée au moyen d'un organe de transport pivotant 7 qui comporte un bras 71 s'étendant en porte-à-faux et monté rotatif autour d'un axe 70 sur un socle 72 placé à côté du four 1. A son extrémité libre, le bras 71 forme un fourche 73 dans laquelle s'engage le récipient 4.

De la sorte, l'axe 40 du récipient 4 décrit, par rotation des bras 71, un arc de cercle centré sur l'axe 70, ce dernier étant placé par rapport au four 1 de telle sorte que l'axe 40 du récipient 4 vienne se placer exactement, après rotation, dans l'alignement de l'axe de la cuve 2 du four 1, dans la position représentée sur la Figure 2.

Le déplacement du récipient 4 s'effectue à un niveau constant bien déterminé et la base 45 de la jupe 43 peut donc être rapprochée autant que possible de la cuve 2 du four pour assurer la canalisation du courant ascendant de fumées, ainsi que le guidage des ferrailles descendant dans la cuve 2, un tel guidage diminuant les risques de dépôt de ferraille sur les bords de la sole et la détérioration de la paroi latérale 21.

On peut, d'ailleurs, prévoir sur l'organe de transport 7, un réglage de faible amplitude de la hauteur du récipient 4. Par exemple, ce dernier peut reposer sur deux vérins 54 de faible course prenant appui sur les deux branches de la fourche 73 et permettant de lever ou d'abaisser le récipient 4.

De la sorte, lorsque l'on fait pivoter le bras 71 à un niveau constant on peut régler la hauteur du récipient 4 pour le faire passer un peu au-dessus de la cuve, puis on abaisse le récipient 4 en appliquant la base 45, 46, de la jupe 43 sur le bord supérieur de la cuve 2. On assure ainsi une liaison pratiquement étanche entre la cuve 2 et le récipient 4.

Mais la Figure 1 montre un autre perfectionnement particulièrement avantageux du récipient de chargement 4, permettant d'utiliser ce dernier comme enceinte de préchauffage. En effet, le récipient 4 peut être fermé, à sa partie supérieure, par un couvercle amovible 74 et, à sa partie inférieure, par une base fermée 46 ménagée sur un plancher auxiliaire 56 et sur laquelle est posé le récipient 4 en position de préchauffage. Ce dernier constitue ainsi une enceinte fermée dans laquelle on peut faire passer un courant de gaz chauds.

A cet effet, comme on l'a indiqué sur la Figure 1, la jupe 43 est munie d'un orifice latéral débouchant dans une tubulure 47 sur laquelle peut se brancher une conduite d'arrivée de gaz chauds qui se répandent dans l'espace annulaire, passent entre les coquilles 42 et le bord inférieur de la paroi 41, la fermeture n'étant pas étanche, et remontent dans le récipient 4 en cédant leur chaleur à la charge de ferraille qui s'y trouve accumulée, puis s'échappent par un orifice 75 ménagé dans le couvercle 74.

La Figure 1 montre un circuit de préchauffage particulièrement intéressant.

Dans l'exemple représenté, le four 1 est en fonctionnement, le couvercle 11 étant fermé et l'électrode 30 abaissée. l'organe de transport 7 est tourné du côté opposé au four 2 de façon à placer le récipient de chargement 4 en position de préchauffage au-dessus du plancher 56, en reposant sur la base 46 qui ferme l'orifice inférieur 45 de façon étanche.

A son extrémité opposée, l'enveloppe 41 est obturée par le couvercle 74.

Le couvercle 11 du four 1 est muni d'un orifice débouchant dans une tubulure 16 sur laquelle peut être branchée, de façon amovible, une conduite 81 d'évacuation des fumées vers une chambre de combustion 8 placée en-dessous du plancher 56, la conduite 81 passant à l'intérieur du socle 72 de support de l'organe de transport 7. On diminue ainsi la longueur du circuit qui, en outre, est bien protégé. Les gaz produits par la combustion s'échappent vers un circuit de dépoussiérage et d'évacuation par une conduite de sortie 82 sur laquelle est branchée en dérivation une conduite 83 traversant le plancher 56 et munie à son extrémité d'un joint amovible.

Lorsque le récipient 4 est placé sur la base 46, dans la position de préchauffage représentée sur la Figure 1, la tubulure 47 vient se placer en face de l'extrémité de la conduite de dérivation 83 et peut être branchée sur celle-ci au moyen du joint 38. De même, dans cette position, la tubulure 75 débouchant dans le couvercle 74 vient se placer devant une conduite 84 d'évacuation des gaz vers le circuit de dépoussiérage 82 et sur laquelle elle peut être branchée par un joint amovible.

Des vannes sont placées respectivement sur les conduites 82 et 83, en aval de la bifurcation de façon à diriger les gaz soit directement vers le dépoussiérage, soit vers la conduite 86.

Ainsi, les fumées sortant du four par la conduite 81 sont dirigées vers la chambre de combustion 8 et, selon la position des vannes, les gaz chauds ainsi produits peuvent être évacués soit vers I'extérieur, soit vers le récipient 4 lorsque ce dernier est dans la position de préchauffage. Les gaz remontent à l'intérieur du récipient 4, en cédant leur chaleur à la charge de ferraille et sont évacués vers l'extérieur par la tubulure 75 et la conduite d'évacuation 84 , celle-ci pouvant être branchée sur la conduite 82 en aval de la vanne.

Lorsque le four 1 doit être réalimenté en ferraille, l'électrode 30 est remontée et la conduite 81 est débranchée, ce qui permet l'ouverture du couvercle 11. De même, les conduites 83 et 84 sont débranchées respectivement des tubulures 47 et 75. Le couvercle 7 est retiré et, le récipient 4, ainsi libéré, est placé par rotation de l'organe de transport 5, au-dessus de la cuve 2 du four dans la position représentée sur la Figure 2. La ferraille préchauffée est alors déversée dans la cuve 2.

On notera que la surélévation du plancher de circulation 55 permet de dégager, à l'étage inférieur, un espace de hauteur plus importante dans lequel il est plus facile de placer la plus grande partie des circuits de circulation de gaz. Par ailleurs, l'utilisation d'un récipient de chargement 4 aménagé pour servir d'enceinte de préchauffage et d'un organe pivotant 7 pour amener le récipient 4 de la position de préchauffage à la position de déversement dans la cuve, permet de réduire les manutentions et les risques qu'elles comportent et de diminuer le temps d'ouverture du couvercle 11 de la cuve et, par conséquent les risques de pollution par les fumées.

Mais une telle disposition présente un autre avantage très important. En effet, comme on l'a représenté sur la Figure 1, en surélevant le plancher de circulation 55, on peut placer au-dessous de celui-ci toute l'installation 35 de production de courant électrique et, ainsi, mettre à l'abri des projections d'acier et autres pollutions l'ensemble des installations électriques. Le plancher 55 est ainsi entièrement dégagé, ce qui permet une circulation facile, autour du four, du personnel et du matériel d'entretien, et accroît la sécurité.

Une telle disposition est particulièrement avantageuse lorsque le four est alimenté en courant continu, comme on l'a représenté sur les
Figures.

En effet, en courant alternatif, il est préférable de réduire autant que possible les longueurs des conducteurs reliant les électrodes aux bornes du transformateur et, pour cela, on place généralement les bornes au-dessus du niveau de la cuve de façon à réduire la longueur des boucles que doivent former les conducteurs pour permettre le mouvement vertical des électrodes. Lorsque, selon l'invention, on place la source de courant 35 entièrement au-dessous du niveau du plancher 55, les bornes sont également placées sous ce niveau et les boucles formées par les conducteurs sont allongées, mais cet allongement des conducteurs ne présente pas d'inconvénients en courant continu.

Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails des modes de réalisation qui viennent d'être décrits, d'autres perfectionnements et d'autres variantes pouvant être imaginés.

C'est ainsi que les circuits de circulation des gaz chauds pourraient être disposés autrement, par exemple en faisant déboucher verticalement la conduite 31 dans un orifice ménagé dans la base 34 de fermeture du récipient de chargement 4.

D'ailleurs, s'il est avantageux de placer la chambre de combustion 32 sous le plancher 18 pour la relier facilement à l'enceinte de préchauffage 4 en faisant circuler les gaz chauds de bas en haut, on pourrait imaginer d'autres dispositions et un sens de circulation inversé, par exemple lorsque les perfectionnements selon l'invention sont adaptés à une installation existante et que l'on désire conserver autant que possible l'implantation des moyens de production et de circulation des gaz chauds.

En outre, le couvercle 7 de fermeture de l'enceinte de préchauffage 4 pourrait être maintenu sur celle-ci en position de déversement, la tubulure 75 étant alors branchée, de façon amovible, sur un circuit d'évacuation des fumées vers des moyens de dépoussiérage.

Les signes de référence, insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Installation de fusion d'une matière ferreuse telle que de la ferraille pour la production d'un métal tel que l'acier, à l'intérieur d'un four électrique (1) comportant une cuve (2) limitée par une paroi latérale (21) et un fond (20) formant une sole, un couvercle amovible (11) de fermeture de la cuve (2) et au moins une électrode (30) reliée à une source de courant (35) par au moins un conducteur (33) et susceptible de pénétrer verticalement dans la cuve (2) en traversant le couvercle (11) pour déterminer la fusion d'une charge de ferraille (3) placée sur la sole (20) en formant un bain de métal surmonté d'un laitier, ladite cuve (2) étant munie d'un orifice (24) de coulée de l'acier fondu et d'au moins un orifice (27) de décrassage et d'évacuation du laitier, et l'ensemble étant placé dans un bâtiment (5) équipé de moyens (51, 52) d'approvisionnement en ferraille et de moyens (54) d'évacuation de l'acier fondu et du laitier et comportant un plancher (55) de circulation de personnel et de matériel autour du four,

caractérisée par le fait que l'orifice de décrassage (27) a une section juste suffisante pour le passage du laitier et que le plancher de circulation (55) est placé au-dessus dudit orifice (27), à un niveau assez élevé pour que la plus grande partie de la paroi latérale (21) se trouve au-dessous dudit plancher (55) et que le bord supérieur de la cuve (2) dépasse au-dessus de ce niveau d'une hauteur faible (h), inférieure à une hauteur d'homme et permettant l'inspection directe de la cuve (2), à partir du plancher (55), après ouverture du couvercle (11).

2. Installation de fusion selon la revendication 1, dans laquelle l'ensemble du four (1) comportant la cuve (2), le couvercle (11) et des moyens (14, 15, 31) de support du couvercle (11) et des électrodes (30) sont solidaires d'un châssis (6) pouvant basculer vers l'avant ou vers l'arrière pour la coulée du métal par l'orifice (24) et du laitier par l'orifice (27), caractérisée par le fait que le plancher de circulation (55) comporte une partie (62) entourant le four (1) et solidaire du châssis (6), ladite partie (62) recouvrant un orifice ménagé dans le plancher (55) pour permettre le basculement de l'ensemble du four et de son châssis (6).

3. Installation de fusion selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la hauteur (h) du bord supérieur de la cuve (2) au-dessus du plancher (55, 62) n'est pas supérieure à quelques dizaines de centimètres.

4. Installation de fusion selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la source de courant (35) est placée entièrement au-dessous du plancher de circulation (55).

5. Installation de fusion selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la source de courant (35) fonctionne en courant continu.

6. Installation de fusion selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un récipient (4) de chargement du four constitué d'une enveloppe tubulaire (41) ouverte à ses deux extrémités, supérieure et inférieure, et munie à son extrémité inférieure d'un fond ouvrant pour le déversement de la ferraille introduite par le haut.

7. Installation de fusion selon l'une des revendications précédentes, associée à des moyens de préchauffage de la ferraille (3) avant son introduction dans le four (1), comportant un circuit (81) de récupération des fumées du fourr une chambre (8) de production de gaz chauds et une enceinte de préchauffage reliée à un circuit (83, 84) de circulation des gaz chauds et dans laquelle peut être placée une charge de ferraille à préchauffer,

caractérisée par le fait qu'au moins la chambre (8) de production des gaz chauds et la plus grande partie des circuits (81) de récupération des fumées et (82, 83) de circulation des gaz chauds sont placés au-dessous du plancher de circulation (55).

8. Installation de fusion selon la revendication 6, caractérisée par le fait que le récipient de chargement (4) est muni de moyens (46, 74) de fermeture amovible, respectivement, de ses deux extrémités et de moyens (47, 75) de branchement sur un circuit (83, 84) de circulation de gaz chauds, ledit récipient constituant, dans une position de préchauffage, une enceinte de préchauffage de la charge de ferraille qu'il contient avant son introduction dans le four.

9. Installation de fusion selon l'une des revendications 6 et 8, caractérisée par le fait que le récipient de chargement (4) est placé sur un organe spécifique (7) de transport dudit récipient suivant un parcours déterminé et à un niveau sensiblement constant, entre une position de prise en charge et/ou de préchauffage de la ferraille et une position de déversement de celle-ci dans le four (1), le niveau du déplacement étant tel que la partie inférieure dudit récipient (4) se trouve sensiblement au même niveau que le bord supérieur de la cuve du four.

10. Installation de fusion selon la revendication 9, caractérisée par le fait que l'organe de transport (7) est muni de moyens (54) de commande d'un déplacement vertical d'ampleur limitée du récipient de chargement (4) par rapport au niveau du déplacement.

11. Installation de fusion selon les revendications 8 à 10, caractérisée par le fait que le moyen de fermeture étanche de l'extrémité inférieure du récipient de chargement est constitué d'une paroi formant une jupe (43) entourant toute la partie inférieure du récipient et ayant un bord supérieur relié de façon étanche à la paroi latérale du récipient et un bord inférieur limitant un orifice inférieur de la jupe (43) s'ouvrant largement vers le bas à un niveau plus bas que l'extrémité inférieure du récipient (4), ledit récipient (4) étant posé, en position de préchauffage, sur un plancher (56) muni d'une base fixe (46) sur laquelle peut venir s'appliquer le bord inférieur de la jupe (43) pour l'obturation étanche de l'orifice inférieur de celle-ci.

12. Installation de fusion selon la revendication 11, caractérisée par le fait que le bord inférieur de la jupe (43) a un profil correspondant sensiblement à celui du bord supérieur de la cuve (2) du four (1) de telle sorte que, en position de déversement, ladite jupe (43) forme un moyen de guidage ascendant des fumées sortant du four vers le récipient qui constitue une cheminée d'évacuation desdites fumées et de guidage descendant des ferrailles vers la cuve.