Brevet FR2009600A1 — publié le 19700206

t 2009600 L'invention concerne un dispositif de mesure continue de la température d'un bain métallique enfusion dans un récipient métallurgique , en particulier un convertisseur , à 1* aide d*un barreau de matière diaphane ou transparente, résistant 5 température® élevées et à la corrosion» On connaît un procédé de mesure thermo-électrique continue de la température d'un bain de métal dans un convertisseur (Revue Stahl und Eisen, 1962, pages 797 à 808). Ce procédé consiste à faire passer un tube protecteur en matière particulière» dont le composant principal est de l'oxyde de chrome, à travers 10 une ouverture latérale de la paroi du convertisseur, au niveau du bain métallique, c'est-à-dire du fer en fusion; le tube protecteur qui pénètre îi l'intérieur du convertisseur est disposé dans une céramique fermée de magnésie frittée et de verre seluble et placée 15 à la partie antérieure de l'ouverture de la paroi duco nvertisseur. Un couple thermo-électrique introduit dans le tube protecteur mesure la température du bain métallique» Ce mode connu de mesure de la température a l'inconvénient que les tubes protecteurs ne tiennent en moyenne que trois fusiens et que, pénétrant à l'intérieur 20 du convertisseur, ils risquent d'être détériorés et en conséquence d'empâcher la mesure de la température. On connaît aussi un procédé de mesure de la température, par exemple de métal liquide placé dans une poche, consistant à plonger brièvement une barre de quartz vitrifié dans le 25 bain dont le rayonnement, transmis par réflexion totale dans cette barre , est mesuré à 1'autre extrémité de cette dernière au moyen d'un pyroaètre automatique . Cette mesure n'est cependant possible que brièvement aux températures élevées d'environ 16QOcC du bain métallique, car la surface de la barre de quartz se dévitri— 30 fie aux températures supérieures h environ 1000°C et en conséquence nuit à la réflexion totale, la mesure de la température n'étant donc pas possible sur une longue période. On a également proposé antérieurement de monter un couple thermo-électrique dans un tube protecteur transpa-35 rent. On connaît par ailleurs des tubes d'oxyde de zirconium formant une armature de couples thermo-électriques pour les protéger centre les températures élevées* 69 17570 2 2009600 ' " L'invention a pour objet un dispositif de mesure de la température, évitant les inconvénients de l'art antérieur et permettant en particulier cette mesure en continu, de manière très simple, pendant au moins «ne campagne d'un convertis-5 seur o L'invention a en particulier pour objet mn dispositif évitant la dévitrification des barres de type connu à des températures supérieures à environ 1000°C. Selon une particularité essentielle-de l'invention, la barre qui traverse la paroi de la carcasse du four et 10 qui est en matière transparente, résistant aux températures élevées •t à la corrosion, par exemple en quartz vitrifié, est enrôbée à l'intérieur de cette carcasse dans un bloc d'oxydes & point de fusion élevé, exempts d'oxydes alcalins, par exemple d'oxyde ou de silicate de zirconium et un pyromètre chromatique est disposé à 1' 15 extrémité de la barre« La barre qui, d'une part, atteint la périphérie intérieure du garnissage et d'autre part traverse la paroi de la carcasse du four dont elle ressort à l'extérieur, est disposée de préférence dans un tube de têle d'acier et un autre tube en matière adaptée au genre de garnissage de la carcasse entoure 20 le blec d'oxydes k point de fusion élevé ete xempts d'oxydes alcalins. Si le garnissage du convertisseur est un matériau basique, par exemple en dolemie, le tube est done également en matière basique, par exemple en oxyde de magnésium, tandis que si le garnissage est acide et réfractaire, le tube est é&alemeçt en matière 25 acide et réfractaire. La barre et le tube de t8le d'acier sont avantageusement enveloppés par un tube protecteur et passant de l'intérieur de la carcasse à travers le fond de celle-ci pour ressortir à l'extérieuro En variante, une bride disposée extérieurement sur le fond de la paroi de la carcasse permet de raccorder le 30pyromètre chromatiqueo L'invention a essentiellement l#avantage d'empêcher la dévitrification de la barre en matière transparente, résistant aux températures élevées et à la corrosion, et de permettre ainsi de manière très simple la mesure continue de la température 35 pendant au moins une campagne de convertisseur, en particulier dans la mise en oeuvre des procédés d'insufflation d'oxygène dans ce dernier. D'autres objets et avantages de l'invention 69 17570 2009600 seront Mieux compris à 11 aida de la description détaillée qui va suivre et du dessin sur lequel x - la figure 1 illustre schéaiatiqueaent le dispositif de mesure optique continue de la température selon l'in- 5 vention; et - la figure 2 illustre une courbe de température enregistrée par le dispositif de l'invention» Le fond t on tôle d'acier du convertisseur est garni de briques réfractaire* 2 et comporte un passage qui s*élar-10 fit à travers ces dernières jusqu'à l'intérieur du convertisseur* Une barre 3 de quartz vitrifié, atteignant d'une part la périphérie intérieure du garnissage réfractaire et ressortant d'autre part du fond 1 en tôle d*acier, est disposée dans cette ouverture afin de permettre la mesure continue de la température du métal on 13 fusion se trouvant dans le convertisseur ot devant recevoir une insufflation d'oxygène* La barre 3 de quartz vitrifié, placée daRs un tube 4 de têJe d'acier, est enrobée dans un bloc 5 d'oxyde ou de silicate de zirconium fixé dans un tube 6 de matière réfractaire, en particulier d'oxyde de magnésium. 20 Une bague S obturant le tube protecteur 7 fer me la partie inférieure du tube 6* Le tube protecteur 7 traverse le fond 1 du convertisseur avec la barre 3 et le tube 4* Une plaque d'assise 9 soudée à l'intérieur du fond 1 du convertisseur contribue à la fixation du dispositif monté dans le tube 6* 23 Une bride 10, soudée à l'extérieur de la ttle 1 du fond du convertisseur, supporte un pyromètre chromatique non représenté dont i'orifice d'admission de la lumière fait face à l'extrémité de la barre 3 . Le pyromètre chromatique est protégé de manière connue contre les détériorations mécaniques et le ra-30 yonnement thermique. La figure 2 illustre la température (abeisse) en fonction du temps (ordonnée) mesurée par le dispositif de l'invention dans un métal en fusion se trouvant dans un convertisseur à insufflation d'oxygène* 35 La fonte riche en phosphore est déversée dans le convertisseur à une température d'environ Î300°C (point a) puis de l'oxygène et de la chaux pulvérulente sont insufflés sur ou dans le bain métallique à partir de b|* La température monte continuellement à environ 1570°C pendant les 20 minutes d'insuf-40 flation. Un élément plongeur étalonné de comparaison indique éga 69 17570 4 2009600 lement une température de 1570°C au point g-j» L'arrivée d*oxygène est coupée , puis le convertisseur est incliné pour permettre «ne prise d'échantillon (voir point et il est ensuite redressé puis 1»insufflation d'oxygène reprend • La températ«re du 5 bain métallique, qui est descendue pendant le bàsculement du convertisseur , continue ensuite de monter à environ 1555°C jusqu'à la fin e.j de la première période d'insufflation. La température (gg) mesurée également à titre de comparaison par l'élément plongeur est de 156Q°C» 10 Le convertisseur est à nouveau incliné (d2) pour le décrassage et «ne prise d'échantillon*» A la fin du décrassage , des riblens sont ajoutés au bain métallique afin de le refroidir (c) et la deuxième période d'insufflation d'oxygène débute à la 42ème minute et demie (kg)*» La courbe montre que la tempé-15 rature dm bain métallique monte à environ 1595®C jusqu'à environ la soixantième minute qui marque la fin (f) de la seconde période d'insufflation» La mesure comparative (§3) de l'élément plongeur donne au môme instant «ne température de 1510°C et donc les mesures fournies par le dispositif de l'invention«t par l'élément 20 plongeur concordent très bien dans tous les cas» 69 17570 5 2009600 REVENDICATIONS 1° - Dispositif de mesure continue de la température d'un bain métallique liquide dans un réeipient métallurgique, en particulier dans un convertisseur, à l'aide d'une barre de matière 5 transparente, résistant aux températures élevées et à la corrosion, caractérisé en ce que ladite barre qui traverse la paroi de la carcasse du four et qui est ea matière transparente, résistant aux températures élevées et à la corrosion, par e:-:aapie en quartz vitrifié, est enrobée à l'intérieur de ladite carcasse dans un 10 bloc d'oxydes à point de fusion élevé et exempts d'exydes alcalins, par exemple d'exyde ou de silieate de zireonium et un pyromètre chromatique est disposé à l'extrémité de ladite barre* 2° - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite barre qui, d'une part, atteint la périphérie inté-15 rieure du garnissage et d*autre part traverse la parèide la cas™ casse du four pour ressortir à l'extérieur est disposée dans un tube de tôle d'acier et un autre tube en matière adaptée au type de garnissage enveloppe le bloc d'oxydes à point de fusion élevé, exempts d'oxydes alcalins. 20 3° - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caracté risé en ce qufun tube protecteur entoure au moins partiellement ladite barre et ledit tube de tôle d*acier qui passe à l'intérieur du récipient à travers le fond de ce dernier pour ressortir à 1* extérieur. 25 4° - Dispositif selon les revendications 1 è 3, caractéri sé en ce qu'une bride de raccerd du pyromètre chromatique est prévue à l'extérieur du fond de la paroi du récipient métallurgique* • ' -/ ï BAD ORIGINAL