Brevet FR2181933A1 — publié le 19731207

La présente invention concerne une lance consommable de support d'un dispositif à immerger dans un bain à haute température, comprenant un tube en un matériau combustible dans le bain. bans ce type de lance, le tube est généralement en carton et il supporte, à son extrémité d'immersion une tete de mesure ou un creuset de prise d'un échantillon de métal liquide. L'immersion de la lance provoque une réaction immédiate de combustion du tube, donnant lieu à des étincelles et des bouillonnements qui soit sont dangereux lorsqu'on travaille avec accès direct, soit sont nocifs pour la précision de la mesure. La présenteinvention a pour but de supprimer l'agitation du bain dans la zone d'immersion de la lance. A cet effet, selon l'invention, le tube de la lance est garni extérieurement, à son extrémité d'immersion, d'un manchon en ciment réfractaire poreux, armé. Ce manchon constitue une protection thermique de l'extrémité d'immersion de la lance, en retarde la combustion et évite le contact direct entre le carton et le métal en fusion, au moins dans la zone du dispositif de mesure. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le manchon est constitué par un enroulement, autour du tube, d'une bande en laine minérale, imprégnée de ciment réfractaire poreux. Suivant une forme de réalisation particulièrement intéressante de l'invention, le ciment réfractaire est constitué d'un mélange d'une composition comprenant essentiellement plus de 50 % en poids de silice et plus de 30 % en poids d'alumine avec une solution de silicate de soude. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre non limitatif, d'un exemple de réalisation de l'invention avec référence aux dessins dans lesquels La figure 1 représente une vue en élévation d'une lance expansible selon l'invention. La figure 2 représente une vue partiellement en coupe, à plus grande échelle, de la lance selon ia figure 1. Dans les différentes figures, les mêmes chiffres de référence désignent des éléments identiques. Les dessins représentent une lance consommable comprenant, d'une façon connue, un tube en carton, 10, portant, à son extrémité d'immersion, 11, une tête de mesure 12 pour bains à haute température; Dans l'exemple représenté, la tête 12 contient un thermocouple dont les fils 15, 16 réunis en 13, sont disposés à l'intérieur d'un tube en U, en quartz, 14 et d'où ils dépassent pour etre reliés à des contacts 17 d'un connecteur 18 ; le connecteur 18 constitue le fond d'un corps creux en céramique 19, emmanché dans le bout du tube en carton 10 ; l'intérieur du corps creux 19 est rempli de ciment réfractaire 20 ; le ciment réfractaire maintient en place le tube 14 ainsi qu'un chapeau 21 de protection métallique, qui fond dans le bain, et isole électriquement les fils 15, 16 du thermocouple ainsi que les contacts 17; I1 est bien connu qu'à l'intérieur du tube 10 est dans le prolongement de la tête 12, l'on place un ensemble de connexion avec le connecteur 18, présentant des conducteurs de compensation allant jusqu'à un appareil de mesure de la température. La tête 12 décrite est un exemple ; une tête à thermocouple de structure bien différente aurait pu être décrite ou bien encore une tête de mesure autre qu'à thermocouple, par exemple à mesure galvanique. Conformément à l'invention, le tube 10 est garni, à son extrémité d'immersion, d'un manchon 25 en ciment réfractaire poreux, armé. Le manchon 25 est constitué par un enroulement, autour du tube 10, d'une bande en laine minérale, imprégnée de ciment réfractaire poreux. L'on a représenté schématiquement à la figure 2 les spires successives, 26 de la bande de laine minérale. De préférence, la bande est imprégnée de ciment réfractaire plus ou moins pâteux avant d'être enroulée autour du tube 10 de sorte que les spires sont disposées de façon irrégulière et constituent le support ou l'armature du ciment. La bande est avantageusement constituée en laine de verre ; le nombre de spires et la longueur de la bande dépendent des températures de bain ainsi que du type de tête 12 associé à la lance. A titre d'exemple, l'on prévoit environ cinq spires d'une longueur de 10 centimètres pour une lance équipée d'une tête de thermocouple. Il est important que le ciment réfractaire présente, après séchage, une structure poreuse. Un ciment réfractaire particulièrement intéressant pour la réalisation du manchon selon l'invention est constitué d'un mélange d'une composition comprenant essentiellement plus de 50 % en poids de silice et plus de 30 % en poids d'alumine avec une solution de silicate de soude. Ce mélange présente à l'état humide un aspect mousseux et un manchon réalisé au moyen de ce ciment présente l'avantage qu'après sechage, la oouche externe est dure et non effritable ce qui confère une bonne résistance mécanique à la lance pendant les manipulations de transport et d'immersion. t'on donne ci-apres un exemple de ciment réfractaire convenant à l'invention 8,9 parties en poids de la composition connue commercialement sous la marque de la société SOKhO : SILUMEX et com prenant : SiO2 - 56,63 % ; Fie203: 0,74 O/o ; A1203 : 39,06 % ; CaO : 0,20 % ; MgO : 0,20 % pertes au feu : 1,82 % sont mélangées à une solution de silicate de soude constituée par 1,4 partie poids de silicate de soude et 3 parties en poids d'eau. Une bande en laine de verre, imprégnée de ce ciment à l'état mousseux, a été enroulée à raison de moins de 10 enroulements, autour du tube de lance du type décrit ci-avant. Après un séchage à l'air pendant environ 24 heures et ensuite au four à une température d'environ 800C pendant environ 30 heures, la lance était prête à l'emploi. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des variantes peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. REVENDTCATIONS 1. Lance consommable de support d'un dispositif à immerger dans un bain à haute température, comprenant un tube en un matériau combustible dans le bain, caractérisée en ce que le tube de la lance est garni extérieurement, à son extrémité d'im mersion, d'un manchon en ciment réfractaire poreux, armé. 2. Lance selon la revendication 1, caractérisée en ce que le manchon est constitué par un enroulement, autour du tube, d'une bande en laine minérale, imprégnée de ciment réfractaire poreux. 3. Lance selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ciment réfractaire est constitué d'un mélange d'une composition comprenant essentiellement plus de 50 % en poids de silice et plus de 30 % en poids d'alumine avec une solution de silicate de soude. 4. Lance selon la revendication 3, caractérisée en ce que la composition comprenant la silice et l'alumine est connue sous la marque "SILUMEX" (société SOKAO).