Brevet FR2337336A1 — publié le 19770729

La présente invention dûe à la collaboration de MM. Fernand BAUDRILLARD, Ingénieur Divisionnaire, e t Hugues GILLION, A gent Supérieur, à l'Usine de Dunkerque de la Société Demanderesse, concerne les dispositifs permettant d'effectuer un échantillonnage d'un métal en fusion, notamment à des fins d'analyse physique ou chimique. On sait qu'il est nécessaire en sidérurgie de prélever fréquemment des échantillons de métal en fusion, afin de pouvoir contrôler l'analyse de ce métal. Suivant les types de mesure qui doivent être effectués, la forme des échantillons doit être différente, ce qui a conduit à définir principalement trois types d'échantillons - tout d'abord les échantillons massifs, de forme générale cylindrique ou tronconique et présentant un diamètre de 30 mm environ et une longueur de 60 à 80 mm. Ces échantillons -conviennent en particulier pour les analyses par spectrométrie et permettent de prélever des copeaux en quantité suffisante pour effectuer des analyses chimiques. ns offrent également comme avantage de présenter une homogénéité satisfaisante, étant donné leur volume. Par contre, il est difficile d'extraire rapidement de tels échantillons de faibles quantités représentatives permettant d'effectuer le dosage du carbone, du soufre ou analogue sur des appareils de mesure très spécialisés. - pour pouvoir effectuer ces dernières mesures, on est conduit à prélever des échantillons de diamètre sensiblement plus faible, de l'ordre de quelques millimètres, appelés " crayons ", qui sont d'une mise en oeuvre rapide et aisée. Par contre, ces crayons peuvent être d'une homogénéité moins bonne et dans le cas d'aciers non calmés, ils peuvent être constitués de métal insufi samment calmé. - ceci a conduit à prélever des échantillons comprenant, dans le même moule, une tige crayon et une médaille ou pastille de métal de faible épaisseur (8 mm environ) et présentant un diamètre analogue à celui des échantillons massifs. Cependant, de tels échantillons plats présentent en géné- ne ral une hétérogénéité notable que l'on4 > eut atténuer qu'en effectuant les analyses après usinage précis de la surface de l'échantillon. Cet usinage nécessite la présence d'une machine importante ce qui augmente le cotit de l'installation. De plus, la découpe du crayon et le fraisage de la surface de la pastille s'effectuent successivement, ce qui allonge la durée de la préparation. Le volume exploitable est de plus très faible et permet donc peu d'analyses.Enfin, comme indiqué ci-dessus,le type de prélèvement simultané de la médaille et du crayon, conduit souvent à la présence dans le crayon d'un métal insuf fisamment calmé. En présence de cet état de la technique,le but de l'invention est de réaliser un dispositif d'échantillonnage qui permette de résoudre ces divers problèmes en fournissant simultanément des échantillons permettant dteffectuer les diverses mesures. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de prélèvement du type comprenant un moule destiné à autre plongé dans le métal en fusion et à recueillir un échantillon massif de ce métal, caractérisé en ce que ce moule constitue un moule principal et comporte sur une paroi latérale au moins un logement communiquant avec son volume interne et dans lequel est reçu au moins un deuxième moule de dimension sensiblement plus petite et adapté pour effectuer le prélèvement d'un deuxième échantillon. De préférence, la paroi latérale du moule principal est eorifOr- mfi our délimiter ledit logement dans lequel est reçu un tube en quartz ou autre matériau réfractaire convenable, constituant le deuxième moule. Les dimensions du moule principal correspondent de préféren ce à celles des échantillons massifs classiques, à savoir un diamètre de l'or dre de 30 à 35 mm,tandis que le deuxième échantillon correspond à un échan tillon du type crayon d'un diamètre de 4 à 1 Omm , par exemple. Suivant une caractéristique intéressante, le logement dans le quel est reçu le deuxième moule ne s'étend que sur une partie de la hauteur du moule principal, qui conserve sa section normale sur une hauteur déterminée, de l'ordre de 20 à 30mm par exemple, de sorte qu'une opération de sectionne ment unique permet de libérer simultanément les deux échantillons sur lesquels seront effectuées les diverses analyses. L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous en se réfé rant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel: - la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de prélèvement ou d'échantillonnage suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligue 2-2 de la Fig. 1. On voit sur la Fig. 1 un dispositif de prélèvement ou d'échantil lonnage comprenant principalement un moule 1 en acier ou autre métal ou ma tériau ònvenable,de de forme générale cylindrique, de diamètre compris,par par exemple entre 30 et 35 mm. Ce moule comporte une paroi latérale 2, éventuellement constituée par deux demi-coquilles, une plaque d'embase 3 et un fond 4. La paroi latérale 2 et le fond 4 sont rendus solidaires par exemple par des points de soudure. La paroi latérale comporte une large échancrure 5, au voisinage de la plaque d'embase pour permettre l'entrée du métal en fusion. Elle comporte par ailleurs, suivant l'invention, une partie 6 Fep^OÜsaver l'intérieur et délimitant un logement dont la forme apparaît plus clairement sur la Fig. 2. Ce logement s'étend sur une partie de la hauteur du moule principal et se termine donc à une certaine distance d du fond 4. n communique par son extrémité située à gauche sur le dessin, avec le volume intérieur du moule principal. Dans le logement 6 est reçu un tube 7 en quartz ou autre matériau réfractaire qui constitue un moule secondaire et a un diamètre de l'ordre de 6 à 8 mm environ.Les interstices entre le bord du logement 6 et l'extrémité adjacente du tube de quartz 7 sont remplis au moyen d'un produit réfractaire 8,de façon à éviter que lors du remplissage, le métal ne s'échappe par ces interstices ,, remplisse incomplètement le tube d quartz et ne provoque des bavures à l'extérieur du moule. Le tube de quartz est rendu solidaire du moule par un ruban adhésif 9 ou par tout autre moyen convenable. Cette partie essentielle du dispositif, qui constitue le moule, est complétée par des moyens classiques que l'on va énumérer rapidement. Autour du moule se trouve un manchon 10 en matériau à base de fibres réfractaires muni également d'une échancrure 11 pour permettre I1 entrée du métal, cette échancrure étant normalement obturée par un simple papier adhésif 12 d'épaisseur convenable. Le manchon 10 se prolonge au-delà du fond du moule et reçoit un tube de carton 13 ainsi qu'une rondelle d'extrémité 14, du sable 15 étant disposé dans la chambre ainsi délimitée. A son autre extrémité, le manchon 10 entoure un tube de carton 16 auquel il est fixé par des agrafes 17 et qui permet d'assurer la fixation sur une canne de prélèvement. Cette fixation peut Gtre renforcée par de la colle. Lorsque cette canne est plongée dans le métal liquide,le papier adhésif 12 se consume au bout de quelques instants, suffisants pour permettre de traverser le laitier et d'atteindre une zone homogène du métal. Ce dernier se déverse alors par l'ouverture 5,11 et commence à remplir le fond du moule principal 1. Puis, il remplit simultanément ce moule et le moule secondaire constitué par le tube en quartz 7. Le prélèvement étant terminé et le métal suffisamment refroidi, il suffit de tronçonner le moule contenant l'échantillon prélevé, au niveau de la section s de séparation entre le moule principal et le tube de quartz, pour libérer simultanément les deux échantillons sur lesquels seront effectués les divers essais. On voit donc que le dispositif suivant l'invention permet d'effectuer très simplement le prélèvement de deux échantillons de forme et de dimensions très différentes, ces deux échantillons étant prélevés simultanément dans la même zone du métal, et dans des conditions telles qu'ils présentent la même composition. En effet, le métal pénétrant dans le tube latéral n1 est ni le premier entré dans le dispositif de prélèvement, ni le dernier, mais est au contraire du métal intermédiaire, bien mélangé à la matière de calmage éventuelle. De plus, ces deux échantillons du fait de la séparation entre les deux parties du moule, sont libérés par une seule opération très simple de tronçonnage, ce qui permet de simplifier les opérations précédant les analyses proprement dites. Par ailleurs, ce dispositif est d'un prix de revient particulièrement faible, étant donné sa fabrication très simple. Bien entendu les sections du moule principal et du moule secondaire peuvent faire l'objet de variantes, notamment quant aux dimensions et à la forme, sans pour autant sortir du cadre de ce brevet. Par ailleurs, on peut prévoir plusieurs moules secondaires de diamètres éventuellement différents disposés autour du moule principal. - REVENDICATIONS - 1 - Dispositif de prélèvement du type comprenant un moule destiné à être plongé dans le métal en fusion et à recueillir un échantillon massif de ce métal, caractérisé en ce que ce moule constitue un moule principal (1) et comporte sur une paroi latérale au moins un logement (6) communiquant avec le volume interne du moule et dans lequel est reçu au moins un deuxième moule (7) de dimension sensiblement plus petite et adapté pour effectuer le prélèvement d'un deuxième échantillon. 2 - Dispositif de prélèvement suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la paroi latérale (2) du moule principal (1) est conformée pour délimiter ledit logement (6) dans lequel est reçu un tube (7) en quartz ou autre matériau réfractaire convenable, constituant le deuxième moule. 3 - Dispositif de prélèvement suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi latérale (2) du moule principal est découpée au niveau du fond du logement (6) pour assurer la communication entre les deux moules. 4 - Dispositif de prélèvement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les interstices entre le deuxième moule (7) et le moule principal (1) au niveau de la zone de communication entre les deux, sont obturés au moyen d'un ciment réfractaire (8). 5 - - Dispositif de prélèvement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le logement (6) dans lequel est repu le deuxième moule (7) ne s'étend que sur une partie de la hauteur du moule principal (1), qui conserve sa section normale sur une hauteur déterminée, de l'ordre de 20 à 30 mm par exemple. 6 - Dispositif de prélèvement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le deuxième moule (7) est fixé sur le premier par un ruban de papier adhésif (9).