174 LA HOUILLE BLANCHE

Le Réglage automatique hydraulique ultra-rapide des Fours électriques tourmentés

INTRODUCTION

D E L'UTILITÉ D'UN RÉGLAGE ULTRA-RAPIDE DES ÉLECTRODES.

C'est un fait bien connu que la marche d 'un four électrique à arc est caractérisée par des modifications continuelles dans l ' é ta t du bain et de son ambian t , p rovoquan t des var ia t ions de la puissance absorbée pa r le four, qui sont plus ou moins impor­t an t e s selon les produi ts t ra i tés .

Ces var ia t ions sont cause de mult iples inconvénients : dimi­nut ion du rendement du four, mauvaise ut i l isat ion des lignes des t ransformateurs et des générateurs , pointes sur le réseau, disjonctions, etc . Les f luctuations du bain, qui ne sont pas moins gênantes , se t raduisent , à leur tour , pa r des variat ions de puis­sance, une usure excessive de l 'électrode et, sur tout , pa r une carburat ion du bain a l lant en général à fin contraire du b u t poursuivi .

Un ajustage de la position de l 'électrode a donc une impor­t ance capitale qui incitera le chef d 'usine à ne pas confier cet te m a n œ u v r e à une main-d'œuvre coûteuse et incontrôlable, mais a avoir recours au réglage automatique. Le chimiste, d ' au t re par t , se r endan t compte de l ' intérêt pr imordial qu'i l y a, au point de vue de la quali té de la product ion, à s 'assurer que les électrodes suivent immédia tement les fluctuations du bain et de l ' intensité absorbée, ne se contentera pas d 'un réglage au tomat ique quel­conque, mais donnera à un réglage ultra-rapide t ou te l ' importance qu ' i l méri te .

D E S CONDITIONS ESSENTIELLES D'UN RÉGLAGE ULTRA-RAPIDE.

L a nécessité d 'un réglage ins tan tané de l 'électrode condui t à rechercher l 'élimination de tou tes les causes de re tards dans le réglage, re tards qui sont essentiellement provoqués pa r l ' inertie des masses à manœuvrer , l ' inertie magnét ique des organes électriques de commande et l 'élasticité des organes de t r a n s ­mission.

I l est évident qu'i l ne peu t ê t re question de chercher une a t ténuat ion de l ' inertie des masses pa r une diminution du poids de l 'électrode et de son a rma tu re ; c'est donc en premier lieu les organes de commande de l 'électrode qu'il s'agit de réaliser d 'une manière rationnelle. On proscrira donc, pour les fours qui exi­gent une grande rapidi té de réglage, l 'emploi des treuils com­mandés par moteurs électriques, à cause des roues, engrenages e t rotors qui offrent une inertie énorme lors d'inversion du sens de réglage ; on rejet tera aussi t ou t système basé sur Pexcita-t ion de machines à courant continu, pa r suite du re tard à l 'ai­manta t ion de ces machines. Enfin, on réduira au min imum la valeur du contrepoids, toujours dans le b u t de diminuer la masse du système.

Un seul mode de commande des électrodes répond ent ièrement à ces conditions essentielles de rapidi té : celui pa r vérin hydrau­lique. Ce dernier est, en effet, un organe d 'une souplesse parfaite, capable du plus grand t ravai l en n ' a y a n t qu 'une inertie négli­geable ; il permet la commande de l 'électrode, soit directement, soit pa r câble, sans l ' interposition d'organes intermédiaires.

D ' a u t r e pa r t , il est évident que la commande hydraul ique doit répondre a u x exigences d 'un réglage ul t ra-rapide par des

dimensions convenables des tuyauter ies , de manière à réduire au min imum la per te de charge lorsque le régula teur doit faire un brusque appel à t ou t e l 'énergie disponible.

Comme le mécanisme adopté pour la commande des électrodes, le régulateur au tomat ique devra répondre lui aussi, a u x exi­gences pa r sa propre rapidi té d 'act ion. Elle ne devra pas être ent ravée pa r l ' inertie d 'un organe de mesure de grandes dimen­sions, ni pa r l'effort que nécessite la commande du dis t r ibuteur d 'eau, alors même que toutes les conditions imposées par le réglage ul t ra-rapide concourent à l 'adoption d 'un dis t r ibuteur d 'eau de grandes dimensions nécessi tant pa r conséquent un certain effort pour sa m a n œ u v r e . Cet effort, une construct ion logique ne l ' imposera pas à l 'appareil de mesure du régula teur mais à un servo-moteur auquel l 'utilisation d'huile sous pression assurera une douceur et une sécuii té de fonctionnement qui ne peuven t ê tre obtenues, d 'une manière t rès prolongée, que par l 'ut i l isation de l 'huile.

Le régula teur au toma t ique Guénod type H F (fig. 1) réalise pleinement ces condit ions, ainsi que l'on peut s'en rendre compte par la description suivante .

F IG. 1. — Régulateur H F . (côté boîte de conrexions)

LE RÉGULATEUR HYDRAULIQUE GUÉNOD, TYPE HF

DESCRIPTION : Le régulateur, dont on voit , à la fig. 2 une coupe schématique, comprend un solénoïde (6) mesu ran t l 'in­tensi té absorbée par le four et agissant sur l ' ob tu ra teur (14) de la chambre (13) d 'un servo-moteur à huile (5) a l imenté pa r la pompe (10). Le piston (12) de ce servo-moteur (5) act ionne, par le moyen du levier (16), le d is t r ibuteur d 'eau sous pression (2) de la pompe (3) a l imen tan t le vérin (1) qui commande l'élec­t rode à régler.

Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1935024

LA HOUILLE BLANCHE 175

L'appareil comporte encore un dispositif de sécurité consti­tué pa r un solenoide ( 7 ) mesurant Ja tension ent re sole et élec­trode et commandan t le dis t r ibuteur ( 1 8 ) envoyant l 'huile de part et d ' au t re du piston ( 1 9 ) soumis à l'effort du ressort ( 2 0 ) et solidaire du levier ( 2 3 ) formant butée du piston ( 1 2 ) .

Les écrous ( 9 ) et ( 2 4 ) réalisent des butées réglables, facilement accessibles, pour le servo-moteur ( 5 ) , le dis tr ibuteur ( 2 ) et le piston ( 1 9 ) .

FONCTIONNEMENT : La fig. 2 rend facilement compréhensible le fonctionnement de l 'appareil .

A l ' é ta t d'équilibre, c'est-à-dire lorsque l ' intensité réglée est normale, le solenoide ( 6 ) donne une position précise aux leviers ( 1 5 ) et une fuite déterminée à la ca taracte ( 1 4 ) d'où il résulte dans les chambres ( 1 1 ) et ( 1 3 ) des pressions telles que le piston ( 1 2 ) est lui-même en équilibre ; le piston ( 2 ) ferme à ce moment les lumières du dis t r ibuteur d'eau : l 'électrode est immobile.

F IG. 2 . — Représentat ion schématique du régulateur H F .

Si, pa r contre, l ' intensité absorbée pa r le four devient t rop élevée, l'effort fourni par le solénoïde augmente et provoque une diminution de section de la ca ta rac te ( 1 4 ) , pa r conséquent une augmenta t ion de pression de la chambre ( 1 3 ) pa r r appor t à la chambre ( 1 1 ) , donc un mouvement de bas en h a u t du distri­bu teur ( 1 2 ) , de h a u t en bas du piston ( 2 ) qui m e t en relation la pompe ( 3 ) et le vérin ( 1 ) : l 'électrode monte .

Enfin, si l ' intensi té du four décroît, le ressort antagonis te du solénoïde provoque une augmentat ion de la fuite de la chambre ( 1 3 ) , un abaissement de la pression dans cet te dernière, un déplacement de h a u t en bas du piston ( 1 2 ) ,de bas en h a u t du piston ( 2 ) qui ferme l'orifice de la pompe ( 3 ) , mais ouvre le vérin sur la décharge ( 4 ) : l 'électrode descend par son propre poids.

SOLÉNOÏDE : Le solénoïde absorbe, à 5 0 périodes, 3 , 5 ampères sous 4 0 volts soit 1 4 0 voltampères. A cet te consommation vient éventuellement s 'ajouter celle de la résistance additionnelle dont l ' importance est proportionnelle à la marge de réglage dé­sirée.

Le solénoïde est formé d 'un inducteur fixe à circuit magné­t ique feuilleté et d 'un indui t en court-circuit , rigide, indéfor­mable, nullement sujet à avarie .

INSENSIBILITÉ : Grâce à l 'emploi du servo-moteur à huile, l 'insensibilité du régulateur peut ê t re ex t rêmement faible, moins de 1 % ; une valeur aussi pe t i te n 'est , sauf certains cas par t i ­culiers, pas nécessaire en pra t ique ; elle peu t du reste s 'ajuster au banc d'essais du régulateur, à ce qui para î t le plus indiqué dans chaque cas.

ASSERVISSEMENT : Le régulateur possède un système amor­tisseur consti tué par les leviers ( 1 5 ) et pa r un dashpot réglable. L'efficacité de ces dispositifs est telle qu'elle permet de garan t i r

qu 'aucun mouvement pendulaire de l 'électrode n 'es t à craindre, même aux plus grandes vitesses de réglage.

LE RÉGULATEUR TYPE HD

Cet appareil ne diffère du modèle H F décrit ci-dessus que pa r le fait qu'il possède un dis t r ibuteur d 'eau ( 2 ) mun i de 4 voies. Il permet donc l 'envoi d 'eau sous pression de pa r t et d ' au t re du piston des vérins ou de la pale t te de servo-moteurs rotat ifs .

On emploiera en part iculier le régulateur H D pour la commande d'électrodes équilibrées ou horizontales (voir schéma fig. 9 ) .

DISPOSITIF DE SÉCURITÉ

Chaque réguJateur H F ou H D por te en lui-même les dispositifs de sécurité nécessaires, b loquant l 'électrode en cas de manque de tension aux bornes du four ou de m a n q u e de pression d'huile. D ' au t r e par t , les vannes de réglage à main, dont il est question plus loin, comprennent un dispositif qui immo­bilise l 'électrode en cas de m a n q u e de pression d 'eau.

BLOCAGE ELECTROMAGNÉTIQUE. Lorsque, pour une raison quelconque,

l ' intensité ne peu t plus être main tenue à la valeur ajustée, l 'électrode t end à descendre dans le bain pour chercher à aug­menter l 'ampérage. C'est alors qu ' in tervient le blocage électro­magnét ique, qui empêche tou te descente de l 'électrode, lorsque la tension ent re ce t te dernière et la sole se t rouve être inférieure à une valeur déterminée, et ceci de la façon suivante :

Le ressort antagonis te du solénoïde ( 7 ) (fig. 2 ) provoque un mouvement de bas en h a u t du piston ( 1 8 ) . L 'hui le sous pression passant alors pa r le condui t ( 1 7 ) pénèt re dans la par t ie supérieure du piston ( 1 9 ) . Ce dernier descend et soulève la bu t ée ( 2 3 ) empê­chant le piston ( 1 2 ) du servo-moteur ( 5 ) de descendre en dessous d'une cote déterminée. A cet te cote correspond une position du piston ( 2 ) du dis tr ibuteur d 'eau telle que la conduite du vérin

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ne peut être ouver te sur l 'évacuation. L'électrode ne peu t donc descendre, bien qu'elle y soit sollicitée pa r le solénoïde princi­pal ; pa r contre elle peut toujours monter . Lorsque la tension entre électrode et sole est redevenue normale, le solénoïde (7) fait descendre le piston (18) ; l 'huile pénètre dans la chambre (21) et contrecarre l'effet du ressort (2) sur le piston (19). L e levier (23) se place dans la position indiquée sur la fig. 2 et laisse t ou t e l iberté au piston (12) d'effectuer la course complète nécessaire au réglage au tomat ique .

BLOCAGE A PRESSION D'HUILE.

E n cas d 'accident à la distr ibution d'huile ou d 'a r rê t du moteur la pression d'huile venan t à manquer dans la chambre (21), le piston (19), poussé par le ressort (20), descend et provoque le jeu de la bu tée (23) qui empêche t ou t e descente du piston (12) du servo-moteur (5) en dessous de la cote dont il est question dans le paragraphe précédent .

BLOCAGE HYDRAULIQUE.

Enfin, si par accident la pression d 'eau v ien t à m a n q u e r l 'électrode n ' é t a n t plus soutenue t end ra à descendre dans le bain alors que le régulateur, cherchant à la faire remonter , m e t t r a en communicat ion le vérin (1) avec la pompe (3). L 'eau contenue dans le vérin cherchera donc à s'écouler à t ravers la vanne de commande à main e t pa r la pompe, dans le réservoir (voyez fig.2 ). Cette évacuation, et la descente de l 'électrode qui en résulte, sont rendues impossibles pa r une soupape de re tenue spéciale, mon tée dans la vanne à main et qui obture au toma t i ­quement la condui te v e n a n t du vér in , lorsque la pression d 'eau tombe en dessous d 'une valeur déterminée.

ACCESSOIRES RÉSISTANCE ADDITIONNELLE.

[1 est indispensable de pouvoir modifier le régime du four pendant le cours d 'une opération, cela, bien entendu sans inter­rompre le réglage au tomat ique . Lors du réglage de l ' intensité, on peu t obtenir ce résultat , soit au moyen d 'un t ransformateur , d ' intensi té sectionné, soit au moyen d 'une résistance additionnelle insérée dans le circuit d 'a l imentat ion du solénoïde.

Cette dernière disposition permet l 'obtent ion de régimes de réglage aussi nombreux et entre des limites aussi étendues qu'i l peut être désiré.

Les résistances additionnelles normales possèdent 15posilions réparties entre des limites comprises dans un rappor t de 1 à 2,5 ; un rappor t plus grand s 'obt ient au moyen d 'une résistance supplémentaire.

TRANSFORMATEUR D'INTENSITÉ.

Le t ransformateur d ' intensité peut être mon té sur la hau te ou sur la basse tension du réseau a l imentant le four. Lorsque la disposition des barres s 'y prê te et pour des intensités de l 'ordre de 1.500 à 25.000 ampères, on prévoi t u n t ransformateur ne compor tant pas d 'enroulement primaire, celui-ci é t an t consti tué par les barres elles-mêmes.

Pour des raisons de commodité d' installation, il pourra être indiqué, dans certains cas, de monte r le t ransformateur sur la hau te tension. Le choix se por tera alors sur un apparei l à air libre lorsque la tension du réseau est inférieureà 6.000 volts, à bain d'huile pour des tensions supérieures.

COFFRET DE MANŒUVRE A MAIN.

Une a t ten t ion t ou t e spéciale a é té donnée à la conception et à la réalisation de cet organe impor tan t dont le fonct ionnement doit être t rès sûr (fig. 3).

Liaisons hydrauliques. — Le coffret possède 4 voies de forte section pe rme t t an t d 'obtenir , pa r la seule m a n œ u v r e du volant toutes les liaisons hydraul iques ent re pompe, régula teur et vérin et de réaliser : 1° l ' immobilisation de l 'électrode, 2° sa commande au tomat ique par le régula teur H F , 3° la montée e t la descente indépendamment du régulateur.

FIG. 3. Vanne de m a n œ u \ r e à main.

L'immobilisation deTélect rode n 'est pas réalisée pa r l e boisseau du coffret, mais par une soupape fermant hermét iquement la conduite du vérin. Or cet te soupape n 'est pas placée seulement sous la dépendance de la commande à main, mais la fermeture est aussi provoquée au tomat iquement par un m a n q u e de pression dans la distr ibution d'eau (blocage hydraul ique) .

Cette disposition est par t icul ièrement heureuse parce que le dispositif de sécurité, ainsi const i tué, é t an t appelé à jouer à chaque m a n œ u v r e à main, on sera ainsi certain de son efficacité au m o m e n t oppor tun .

Connexions électriques. — Le coffret comporte encore les in ter rupteurs voulus pour court-circuiter le t ransformateur d ' intensi té et in ter rompre les circuits du bl ocage élec t romagnét ique ou de tension du régulateur dans les positions aut res que celles du réglage au tomat ique .

Le régulateur H F est donc mis complètement hors service, électr iquement et hydraul iquement , dans les positions de m a ­nœuvre à main et de repos du coffret.

GROUPE MOTO-POMPES.

L'instal lat ion de réglage hydraul ique nécessite l 'eau de sous pression pour le vérin et de l 'huile sous pression pour le régu­lateur lui-même.

Alimentation d'eau. — L 'eau peut ê t re fournie par la distri­but ion de l 'usine ou par un réservoir dans lequel aspire une pompe centrifuge, elle doit ê t re propre et ne pas déposer ; en général la seconde solution est choisie parce que plus pra t ique . La pression, si elle n 'est pas déjà déterminée par une raison d 'uni­fication (raccordement à une chute exis tante , etc) dépendra du poids de l 'électrode, éventuellement de son contrepoids et des caractéristiques de la suspension ; pour des électrodes de plu­sieurs tonnes on aura avan tage à adopter des pressions de l 'ordre de 10 à 20 kgs / cm 2 afin de diminuer la section des vérins ; par contre, pour des électrodes légères des pressions plus basses seront plus économiques. Le débit sera proport ionnel au nombre d'électrodes, à la section des vérins e t à la vitesse de réglage désirée.

Distribution d'huile. — L 'hui le utilisée doit répondre à cer­taines conditions afin que l'on en obtienne t ou t e satisfaction ; fluidité suffisante, viscosité aussi faible que possible (maxi­m u m 3° Engler à 50° C ) , densité supérieure à 0,87, pas d'acides,

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de résines ou d 'asphaltes ; de mousse. Il ne convient de pétrole ; des essais prolongés pe rme t t en t d'in­diquer des marques d'huile donnant de bons résul ta ts et se t r o u v a n t sur le marché mondial . L a pres­sion d'huile doit ê t re de 1,5 k g / c m 2 et le débit de 1 litre - seconde par régulateur.

GROUPE MOTO-POMPES.

La solution la plus éco­nomique est consti tuée par un moteu ren t r a înan t d 'une par t la pompe à eau et d 'autre par t la pompe à huile. Cependant l 'on peut aussi utiliser des groupes séparés (fig. 4) et adopter , pour l 'huile, un ensemble vertical (fig. 5).

il ne doi t se former qu 'un min imum etc.). Le régulateur t ype H D s 'adapte à la commande de ces pas d'utiliser un mélange d'huile et moteurs .

FIG. 6 . — Tableau d'installation complet pour four t r iphasé. Légende :

RA Volant pour l'ajustage de l'intensité réglées HF Régulateur Guénod. E Tuyauterie d'amenée d'eau. EE Tuyauterie d'évacuation d'eau.

S Volant de la vaime de manœuvrera main. V Conduites allant aux vérins des électrodes.

/ / Tuyauterie d'airenée d'huile. EH Tuyauterie d'évacuation d'huile.

sans presse-étoupe grâce à un moteur POSTE DE COMMANDE.

Un pupi t re ou un tableau de commande donne une solution prat ique au groupement des organes de contrôle et de m a n œ u v r e d'un four.

La figure 6 représente un tableau destiné à l ' installation d'un four tr iphasé. Les grands volants visibles sur ces figures sont ceux des vannes de manœuvre à main, les peti ts volants commandent les résistances d 'ajustage de l ' intensité réglée.

FIG. 4. — Groupe moto-pompe à eau.

FIG. 5 .

Groupe moto-pompe à huile.

VÉRIN HYDRAULIQUE.

Dans la généralité des cas l 'électrode sera mue par un vérin hydraulique dont la section et la course dépendent des carac­téristiques de l ' installation. Cet organe, don t la simplicité est une garant ie de robustesse, doit être construit et installé de façon à permet t re sans difficultés le remplacement des garni tures usagées ; il possédera les rejets nécessaires à la récolte des fuites (voyez fig. 7).

MOTEUR HYDRAULIQUE. Ce genre de moteur peut avoir son utili té dans quelques cas

(commande de treuils, d'électrodes équilibrées ou horizontales, FIG. 7. — Vue d'une installation type .

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FIG. 8. — Schéma de réglage de l ' intensité d'un four électrique (schéma pour une

électrode).

Légende. F Four. V Vérin. R Régulateur. S Vanne de commande à main et blocage hydrauL

I. Position réglage aulom. IL Position montée.

III. Position arrêt. IV. Position descente.

E Electrodes. Ta Transformateur intensité. Ra Résistance ajustage intensité. I\ Interrupteur de court-circuit. L2 Interrupteur du blocage. H Vannes. Pe Pompe à eau, Ph Pompe à huile. C Clapet de pied.

le régulateur

INSTALLATION D'UN ÉQUIPEMENT DE RÉGLAGE

COMPOSITION D'UN EQUIPEMENT.

Il comporte d 'habi tude pour chaque électrode H F , la résistance additionnelle d'aj ustage au régime voulu, la vanne de m a n œ u v r e à main, le vérin hydraulique, le groupe moto-pompes eau-huile, enfin éventuellement le t ransformateur d ' intensité ou le shunt . A ceci s'aj outent les organes de contrôle du four qui ne sont pas particuliers au réglage au tomat ique .

INSTALLATION - MONTAGE.

La fig. 7 mont re un ensemble de réglage groupé dans un espace limité ; à gauche, le régulateur H F se t rouve au-dessus du groupe fournissant la pression d'huile ; au milieu le vérin hydraul ique avec sa t ige commandan t l 'électrode par câble ; à droite du vérin la vanne de m a n œ u v r e à main , plus à droite encore, le tableau des appareils, au-dessus duquel se t rouve la conduite d 'arrivée d'eau sous pression et, t o u t en bas, l 'évacuation de l 'eau.

Comme on le voit, le régulateur se fixe au moyen de consoles contre une paroi ou un cadre en fer ; é t an t complètement blindé il peu t être placé dans la salle des fours. La vanne est fixé habi tuel­lement sur des fers cornières, mais peut aussi être disposée pour être fixée sur le sol au moyen d'un pied spécial livré sur demande.

Les connexions électriques et les liaisons hydrauliques sont à exécuter conformément aux schémas remis.

Une disposition pra t ique d 'un équipement est donnée par le tab leau de la fig. 6, tableau por tan t tous les ins t ruments de mesure, de contrôle, de manœuvre a main et de réglage au tomat ique d 'un four t r iphasé . L' instal lat ion complète ne nécessite que ré tab l i ssement des connexions électriques a u x t ransformateurs et disjoncteurs et les liaisons hydrauliques aux vérins e t groupe moto-pompes.

APPLICATION DU RÉGULATEUR HF

D E S DIVERS MODES DE RÉGLAGE. Le régulateur H F peut ê t re équipé pour

n ' impor te quel mode de rég lage : intensité, tension, puissance ou impédance — et pour toutes les combinaisons de ces régimes.

Le réglage à intensité constante est en général suffisant et, à cause de sa simplicité, le plus employé ; il est avan tageux pour le fournisseur d'énergie parce que le four joue alors le rôle de volant lors de var ia t ions de tension du réseau de distr ibution.

FIG. 9. Schéma de réglage au tomat ique de l ' intensité et de la tension d 'un four à 2 électrodes série.

F E\ E<l v, v 2

Ta

m Si *S2

Légende : Four. Electrodes. Vérins. Transformateur intensité. Régulateurs. Commutateur ajustage intensité. Résistances fixes. Vannes de commande à main et blocage hydrauL Position réglage automatique.

II. Position montée, III. » arrêt. IV. » descente. J1 Interrupteurs de court-circuit. / 2 Interrupteurs des blocages. H Vannes. Pe Pompe à eau. Ph Pompe à huile. G Clapet de pied.

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' F I G . 10. — Schéma de réglage automat ique d'impédance d 'un four tr iphasé (schéma pour une électrode).

Légende : F Four. E Electrode. V Vérin. Ta Transformateur intensité. Ca Commutateur ajustage. R Régulateur. S Vanne de comm. à main et bloc, hydraulique, I. Position arrêt.

IL Position montée. III. » réglage automatique, IV. » , descente. Rb Rs Résistance d'ajustage. C Clapet de retenue. Ph Pompe à huile. Pe Pompe à eau. H Vannes à main.

soumises à l 'action du blocage électro­magnét ique .

FOUR BIPHASÉ.

Chaque électrode sera soumise à un réglage d ' intensi té comme celle d 'un four monophasé, pa r conséquent selon schéma fig, 8.

FOUR TRIPHASÉ.

Réglage d'intensité. — Chaque électrode sera réglée individuellement, c*est-à-c|ire aussi' selon schéma fig. 8. Si la sole est accessible le blocage électromagnétique sera branché entre celJe-ci et chaque phase.

Réglage d'impédance. — La fig. 1 0 mon t re le schéma de réglage d ' impédance de Tare

de chaque électrode qui peut ê t re réalisé sans aucune difficulté quelconque par les régulateurs H F .

FOUR A ÉLECTRODES HORIZONTALES.

Ce genre de four sera réglé au moyen du régulateur t ype H D à dis t r ibuteur d 'eau à 4 voies. L a fig. 1 1 donne le schéma de connexions pour une électrode.

CONCLUSIONS

AVANTAGES DU RÉGLAGE ULTRA-RAPIDE.

Le bon rendement du four, la quali té des

Le réglage à puissance constante est indiqué si le réseau est sujet à de fortes var ia t ions de tension et que le métallurgiste tienne cependant à un débit régulier de son four.

Enfin le réglage d'impédance, pour les fours t r iphasés, est précieux dans certaines fabrications. On remarquera cependant qu 'avec ce mode de réglage les var ia t ions de la puissance absorbée sont proportionnelles au carré des variat ions de tension éventuelle du réseau.

Les schémas de réglage au toma t ique varient su ivan t les fours et le genre de courant ; voici les plus usuels :

FOUR MONOPHASÉ A . 1 ÉLECTRODE.

Le schéma fig. 8 indique les appareils et connexions nécessaires au réglage à intensi té constante .

FOUR MONOPHASÉ A 2 ÉLECTRODES EN SÉRIE.

Le réglage d ' intensi té seule ne peut convenir pour ce genre de four ; il s 'agit en effet de réaliser en plus un par tage égal de la tension sous chaque électrode; le schéma fig. 9 donne une solution parfaite de ce problème. Chaque régu­lateur H F n ' in tervient pas seulement pourcor r iger lesvar ia t ionsder in tens i té mais encore de la tension sous chacune des 2 électrodes, Ces dernières restent

produits t rai tés , la sécurité de fonct ionnement des installations dépendent essentiellement d 'une t rès grande rapidi té de réglage.

Le bon rendement résul te du fait que les générateurs et t r ans ­formateurs, ainsi que le four lui-même, peuven t ê t re utilisés non seulement à leur pleine puissance mais sur tout à puissance

FIG. I L — Schéma de'réglage automatique de l ' intensité d 'un four à électrodes horizontales (schéma pour une électrode).

Légende ;

F Four. E Electrode. C Vérin. Ta Transformateur intensité, R Régulateur type HD. Ra Résistance ajustage intensité. 5 Vanne de commande à main et bloc, nydraul. I, Position réglage*automatique.

IL Position montée. III. * arrêt. IV. » descente. 7^ Interrupteur de court-circuit. H Vannes. Pe Pompe à eau. Ph Pompe à huile, C Clapet de pied.

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constante. Les constatat ions d'exploitation d'un four à régime tourmenté ont n iont ié que le réglage ul t ra-rapide avai t permis de réduire de 1 0 % r in lens i lé absorbée sans diminuer la production du four.

La qualité des produits est assurée par la grande rapidité de réglage, qui empêche l 'électrode d 'entrer en contact avec le bain ou, tou t au moins, ne le permet que pendan t le temps str ictement nécessaire pour assurer l 'amorçage de l 'arc. II en résulte une régularité très grande du produit t rai té et une pureté remarquable du produit affiné qui n 'est pas contaminé par l'élec­trode.

La sécurité de fonctionnement provient, dès l 'amorçage, de la correction immédiate de toutes les pointes de courant , donc protection des installations contre les surcharges accidentelles, abolition des déclenchements si désastreux des disjoncteurs, suppression enfin d 'une main-d 'œuvre plus ou moins conscien­cieuse et difficilement contrôlable.

Ces avantages ne sont assurés que par un réglage ultra-rapide des électrodes, c'est-à-dire de Vordre de grandeur de 150 mm. par seconde.

AVANTAGES DU RÉGULATEUR GUÉNOD H F ,

Le régula teur ul t ra-rapide Guénod H F n'est pas un appareil « universel » adapté , avec plus ou moins de succès, au réglage hydraul ique des fours électriques. Tous ses organes ont été étudiés et exécutés spécialement en vue d'un réglage ultra-rapide des électrodes. Ce réglage demande t o u t part icul ièrement une action immédiate , un effort moteur élevé, et, comme cela a été déjà

exposé, une robustesse à toute épreuve de l 'appareil de réglage dont la sensibilité doit cependant rester t rès fine. — Ces 4 carac­térist iques ne sont généralement pas conciliables; en effet, la sensibilité et la rapidi té d 'act ion ne peuvent guère être a t tendues que d 'un appareil de réglage dans lequel l'effort à fournir est aussi limité cpie possible. La sensibilité n 'es t du reste pas généralement le fait d'un appareil robuste , don t les masses ont une inertie défavorable à une grande vitesse de réglage. Ce n'est que par remploi a"un servo-motcur à huile qu'il a été possible de réaliser simultanément ces A conditions qui, autrement, réagissent défavorablement lune sur Vautre. Grâce à ce servo-moleur, le régulateur Guénod i IF possède un solénoïde de dimensions réduites ayan t une inertie négligeable; tou te la marge de réglage s'effectue sur une course de 5 m m . ; l'effort à fournir pa r ce solénoïde est minime et absolument indépendant de l'effort résis tant du dis tr ibuteur d'eau sous pression.

D 'au t re part , l'effort puissant, pouvant atteindre 30 kg., à dis­position pour la commande du distributeur d'eau a permis d 'exé­cuter cet organe sur des bases excessivement larges; les sections de passage de l 'eau sont grandes et l 'appareil se prê te à l 'utili­sation de pression d'eau jusqu 'à 25 atmosphères . De plus, la course du dis t r ibuteur n ' é t an t que de 2 cm., les effets d ' inertie de cet organe sont nuls.

Ce dis t r ibuteur d'eau est monté dans le carter même du régu­lateur, et la transmission des mouvements, entre les différents organes, s'opère par des lames flexibles et non au moyen de leviers munis d'articulations qui sont sujets à une p rompte usure.

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FIG. 12. — Diagramme de l ' intensité d'un tour réglé automat iquement par moteur électrique et treuil. — Vitesse de réglage 60 cm/min.

X Disjonction.

FIG. 13. — Diagramme de l ' intensité du même tour, mais muni d 'un régulateur ultra-rapide Guérod H F . — Vitesse de réglage S m/min,

A Modification volontaire à l ' intensité ajustée. X Arrêt du four.

LA HOUILLE BLANCHE 181

En résumé, le régulateur Guénod type HF constitue le régu­lateur de four le plus rapide, le plus précis et le plus robuste actuellement connu ; le plus rapide par la suppression de tous effets d ' inert ie pouvan t re tarder l 'action du solenoide et des distr ibuteurs et par les dimensions très larges de ces derniers organes, pe rme t t an t la commande des électrodes les plus lourdes aux vitesses les plus rapides ; le plus précis grâce an fait que le solenoide, mesuran t la grandeur réglée, n 'a pas d'effort appré­ciable à vaincre puisqu'il commande le dis t r ibuteur par servo­moteur ; le plus robuste, par sa conception moderne, par ses organes commandés par lames flexibles et par sa construction ent ièrement blindée.

DIAGRAMMES DR RÉGLAGE.

Les diagrammes fig. 12 et 13 ont été relevés sur le même four et pour le même produi t t r a i t é ; le régime de ce four peut ê t re considéré comme le plus tourmenté qui se rencontre en métallurgie.

La fig. 12 indique les var ia t ions de l ' intensité, le réglage auto­matique du jour agissant sur rélectrode par moteur électrique et treuil et raison de 60 cm/minute. On constate que la vitesse de réglage ne permet pas d 'éviter des à-coups qui font intervenir le disjoncteur au tomat ique .

La fig. 13, par contre, relève les variat ions de l ' intensité absor­bée par ce même four alors qu'il est réglé automatiquement par régulateur ultra-rapide Guénod HF, agissant sur un vérin per­mettant un déplacement d'électrode de H m. par minute.

La comparaison de ces deux diagrammes illustre d 'une façon part iculièrement frappante les avantages du réglage hydraul ique très rapide réalisé par le régulateur Guénod HF.

Les particularités du régulateur « Guénod HF»permet d'assurer un réglage ultra-rapide des fours à régime tourmenté , ou même simplement d 'obtenir une grande régularité de marche. 11 est encore avantageux pour le réglage, à vitesse réduite, d'électrode de 10 à 50 tonnes, parce qu'il conduit à une grande simplification de leur commande mécanique.

DOCUMENTATION Installations électriques de la " Direttissima, Firenze - Bologna "

L'importance de cette nouvelle artère est grande, tant au point de vue du décongestioiinement du trafic entre deux régions ita­liennes économiquement les plus importantes, qu'au point de vue technique. Car» en effet, l'Italie est une des nations européennes où rélectrification des chemins de fer est le plus activement.pous­sée. Tous les systèmes d'éJectn fi cation y ont été essayés. L'option, qui semble définitive, pour le courant continu 3.000^, est le ré­sultat de longues études et d'observations, facilitées par les résul­tats obtenus sur des réseaux différemment équipes.

Ayant déjà eu l'occasion de fournir, ici même, une petite étude sur les difficultés surmontées poux mener à bien cette réali­sation intéressante du Génie Civil (1), nous nous proposons de donner, aussi brièvement que possible, quelques renseignements sur les installations électriques quel le comporte.

Alimentation en énergie électrique. — L'ancienne ligne électri-fiée en triphasé de la Porrettana qui reste toujours en service dis­posait d'une source d'énergie d'environ SSx lO 6 kWh, pour faire face aux nouvelles nécessités de force motrice, les équipements d e

Suviana et de l'Alto Reno mettent à leur disposition une nouvelle source d'énergie de 4 5 x i № kWh. Les 80x106 k W h par an dont on dispose semblent largement suffisants pour les besoins du trafic régulier en Firenze et Bologna. En cas d une demande su­périeure en énergie, un réseau d'interconnexion permet facile­ment* l 'apport de nouvelle force motrice provenant des réseaux ligure, toscan et émiiian.

Les lignes d'amenée de haute tension ont été l'objet d études particulièrement soignées afin d'être aussi sûr que possible de la régularité de leur fonctionnement, même pendant 3cs tourmentes les plus graves dont la région est fort souvent gratifiée.

La -tension de transport généralement adoptée est 60 kV, sauf pour la ligne principale, qui, à cette occasion, a vu sa première partie se réaliser, ou elle est à 130 kV, et sera (appelée à l'avenir à jouer le rôle « d'épiine dorsale » du réseau général 'd'intercon­nexion des lignes a haute tension italienne.

Les pylônes empHoyés pour le soutènement de ces lignes a haute tension sont de types différents répondant aux exigences de chaque région, où ils devaient être installés :

(i) La Direttissima, Bologne - Florence, par G, Kolovitch. La Houille Blanche, Novembre-Décembre 1934.

a) Pylônes à trcHlis tronc-pyramidaux : ils comportent cinq types différents dont les caractéristiques dépendent de il a longueur île, la poilée qu'ils sont destinés à former ainsi que de l'angle que la ligne fait à leur sommet. Le taux de travail pour les treillis travaillant à la compression a été déterminé par les formules des F.F.S.S. (chemins de fer italiens de l'Etat). En indiquant par cr la charge niaxim. à la compression simple et a p celle à la compres­sion et flexion on a :

pour L ^ 30 <7P = 12 k g / m 2

pour 30 < » < 105 c>p = ^-12,07 - 0,0069 ^ 1 2

pour -~ < 105 *p =rz 12

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oh l est la longueur libre du treillis cl r son rayon de giration, Le taux maximum des rivets et boulons pour des charges nor­males a été fixé à 9 k g / m m 2 et à 12 k g / m m 3 pour des charges exceptionnelles.

Les fondations des pylônes sont en béton et ciment du type-plein ou creux, suivant le cas. Dans leur calcul on a tenu compte là où cela était possible, de 'la résistance latérale du terrain.

lui partant des équations caténaires on a déterminé les fïlèches aux différentes températures et efforts de tension, ce qui a permis d'élaborer des tableaux fort utiles pour la pose et tension des conducteurs.

b) Pylônes à treillis du type à cheval et. : en conséquence de leurs dimensions et poids très élevés, ils ont été montés en tron­çons séparés et boulonnés sur place. Dans la mesure du possibiîa on a cherché à adapter la forme de la base à la configuration du terrain. Dans cette série, comme dans la précédente, il y a des t>pes différents dont les caractéristiques varient suivant la lon­gueur de la portée qu'ils vont constituer, ainsi que de J'angle que la ligne forme à leur sommet. Los • angles pour îcsqueOs le type de pylône à employer change, sont 5°, 16°, 30° et 60°.

Leur calcul a été 'fait en partant des mêmes principes que pour les précédents, seule la surcharge due à la glace a été portée à 2 kg. pasr mètre courant.