Brevet FR2174653A1 — publié le 19731019

La présente invention concerne le repérage de la température dans un four à rayonnement à partir du flux thermique reçu par les parois. Une des techniques les plus récentes pour suivre ltévolution de la température dans un four, et en particulier dans un four à arc, consiste à déter- miner la température d'un corps exposé en permanence au rayonnement du four, et plus spécialement de l'arc. Ce corps que l'on incorpore dans la paroi du four est réalisé dans un matériau bon conducteur thermique et transmet très rapidement les variations de température à un thermocouple qui constitue l'or- gane de mesure.Dans un tel dispositif, il est cependant toujours nécessaire de prévoir un refroidissement par circulation de fluide pour éviter que certains éléments n'atteignent une température risquant d'entrainer leur détérioration. I1 existe donc toujours une possibilité de voir apparattre une fuite sur le circuit de refroidissement avec écoulement du fluide dans le four chaud, et risque d'explosion, avec les inconvénients qui en résultent. Le but de la présente invention est de fournir une méthode et un dispositif permettant de suivre ltévolution de la température dans un four à rayonnement sans risque d'écoulement de liquide de refroidissement dans le four. A cet effet, l'objet de l'invention est une méthode pour repérer et suivre ltévolution de la température dans un four à rayonnement, et dans laquelle on vise au moyen d'un pyromètre optique une surface en matériau conducteur de la chaleur exposée au rayonnement thermique. Cette surface est dans le cas présent une paroi constituant le fond d'un tube incorporé dans ltépaisseur du four, paroi que lton renouvelle périodiquement au fur et à mesure de l'usure du tube. Selon un autre aspect de cette méthode, le renouvellement de la paroi constituant le fond du tube est obtenu en introduisant dans celui ci des disques de même matière que l'on enfonce jusqu'à les amener en un point expo sé au rayonnement du four. Un autre objet de l'invention est un dispositif permettant de repérer la température interne d'un four, comme il vient d'être dit ci dessus, comportant un organe soumis au flux thermique et un appareil de mesure de la température de cet organe. L'organe soumis au flux thermique est constitué par un tube en graphite, fermé à son extrémité disposée vers l'intérieur du four par une paroi également en graphite. On comprend très bien que dans le cas de la présente invention deux élé- ments sont nécessaires pour réaliser la mesure que l'on entend effectuer. D'une part un appareil de mesure qui est ici un pyromètre optique, c' est o dire un appareil permettant d'effectuer des mesures sans aucun contact avec le corps chaud, et d'autre part une surface exposée au flux thermique et transnettant sans pertes ni retard les variations de celui ci. Selon invention, cette sur- face est une paroi constituant le fond d'un tube en matériau réfractaire bon conducteur thermique incorporé dans la paroi du four. Avec le pyromètre on vise par l'intérieur du tube la surface de la paroi opposée à celle disposée en regard laboratoire du four.Etant donné qu'il n'y a aucun contact entre l'appareil de mesure et organe soumis au flux thermique, aucun refroidissement ne s'avère nécessaire. Le seul problème résidait dans l'usure des parois réfractaires du four et également du tube, et par conséquent de la disparition progressive de la paroi visée. La solution adoptée par le demandeur consiste à renouveler périodiquement cette paroi au moyen de disques de même matériau que l'on introduit dans le tube et que l'on enfonce jusqu a ce outils soient exposés au rayonnement du four. On pourrait utiliser a là place des disques des cylindres d'épaisseur plus grande, mais il est préférable pour la précision des mesures de limiter cette épaisseur afin de ne pas avoir un gradient de température dans la paroi. L'invention sera d'ailleurs mieux comprise gce à la description qui suit donnée à titre d'exemple non limitatif en regard de la planche de dessins sur laquelle les figures 1 et 2 représentent, vue en coupe à deux degrés d'usure, la paroi d'un four dans laquelle est incorporé le dispositif objet de l'invention. Sur la figure 1 on a représenté partiellement, vue en coupe, la paroi 1 en matériau réfractaire d'un four à arc par exemple, maintenu par la cuirasse métallique figurée en 2. Dans cette paroi 1 et -cette cuirasse 2 est ménagée une ouverture cylindrique dans laquelle est emboîté un tube métallique 3 à l'intérieur duquel est glissé à force un tube en graphite 4 fermé par une paroi 5 dans sa partie située vers l'intérieur du four. Cette paroi 5 est disposée pour affleurer sensiblement le revement réfractaire intérieur du four. Un pyromètre optique schématisé en 6 permet de viser la face interne de la paroi 5 et d'en déterminer la température. La configuration ci dessus décrite est celle du four juste au début d'une campagne de production. On conçoit en effet qu'au fur et à mesure des élaborations, le réfractaire 1 s'use de m8me que le tube de graphite 4. A un certain moment l'usure du tube et du garnissage devient telle que toute la paroi 5 disparate et qutil y a impossibilité de faire la mesure. On introduit alors dans le tube (fig. 2) un disque de graphite 7 usiné pour glisser à l'intérieur du tube, et l'on enfonce le disque jusqu'à ce que sa face externe arrive dans la zone soumise au rayonnement. On a ainsi reconstitué la paroi grabce à laquelle on peut poursuivre la mesure de la température interne du four. On voit que ce dispositif particulièrement simple permet d'obtenir des mesures pratiquement en continu malgré l'usure de la paroi soumise au rayonnement thermique, puisqu'il est extrèmement rapide d'en mettre une autre en place dès que cela s' avère nécessaire. L'invention s'applique particulièrement bien dans le cas des fours électriques à arc utilisés notamment pour l'élaboration de l'acier. RSVENDICATIOIIS 1. - Méthode pour repérer la température dans un four à rayonnement, dans laquelle on vise au moyen d'un pyromètre optique une surface en matériau conducteur de la chaleur exposée au rayonnement thermique, caractérisée en ce que lton vise de l'extérieur du four une paroi constituant le fond d'un tube incorporé dans la paroi du four et que 1 on renouvelle périodiquement ladite paroi au fur et à mesure de l'usure du tube. 2. - Méthode selon la revendication 1., caractérisée en ce que l'on renouvelle la paroi constituant le fond d'un tube en graphite en introduisant dans celui ci, et par son extrémité extérieure au four, des disques de graphite que l'on pousse dans le tube de manière à les amener en un point exposé au rayonnement du four. 3. - Dispositif pour détecter le flux thermique reçu par les parois d'un four électrique comportant un organe soumis au flux thermique et un appareil de mesure de la température de cet organe, caractérisé en ce que organe soumis au flux thermique est un tube fermé à son extrémité disposée vers l'intérieur du four par une paroi de mEme matière que le tube.