Brevet FR2389121A1 — publié le 19781124

La présente invention concerne une sonde combinée, permettant simultanément de prélever un échantillon d'un bain de métal - tel que l'acier - en fusion et d'effectuer une mesure relative à ce bain, par exemple d'en mesurer la température. Pour effectuer de telles opérations, on a jusqu'à présent eu recours à des sondes distinctes, à usage unique, constituées, chacune, substantiellement par une tête active portée en bout d'un support tubulaire destiné à être engagé autour d'une lance appropriée. Ces lances sont creuses, non seulement pour une question de -poids mais également pour abriter, dans le cas de sondes de mesures, les connections électriques nécessaires entre la tête active de la sonde et des instruments de lecture et/ou d'enregistrement. La nécessité de devoir effectuer successivement les deux opérations, respectivement de prélèvement d'échantillon et de mesure, présente, comme inconvénients majeurs, d'être relativement longue et d'exposer fortement l'opérateur à la chaleur inodisée du bain de métal. L'inconvénient de la longueur de la mesure est particu lièrement évident dans le cas de bains en couvertisseurs, où l'on doit attendre les résultats des analyses pour pouvoir incorporer les charges et poursuivre l'élaboration de l'alliage désiré. Considérant ce qui précède, il pourrait sembler évident de combiner les deux sondes connues en une seule. Toutefois, dans la pratique, une telle combinaison se heurte à des difficultés pratiques telles qu'elle n'a, à la connaissance de la Demanderesse, jamais pu être réalisée de façon satisfaisante. Un premier obstacle réside dans les contraintes dimensionnelles, jouant en l'occurrence. En effet, la sonde montée en bout d'une lance doit pouvoir aisément être immergée dans le bain de métal par un opérateur maniant l'autre bout de ladite lance. La seule force de l'opérateur, placé dans une position mécaniquement désavantageuse, doit permettre à la sonde de traverser le laitier et de vaincre la pression ferrostatique du bain. La sonde doit donc avoir un volume et un maître-couple les plus faibles possibles. Un deuxième obstacle résulte du mariage même des deux types de têtes actives envisagés. En effet, une tête due mesure (de la température par exemple), nécessite la présence de contacts et conducteurs électriques dans lance. Une tête de prélèvement d'échantillon, par ailleurs, requiert une évacuation d'air, de gaz et d'éventuels déchets de combustion, afin de permettre le remplissage de sa cavité destinée à recevoir l'échantillon de métal. Dans les sondes classiques, cette évacuation se fait normalement au travers de la lance. Dans le cas de la combinaison de deux têtes dans une même sonde, la chaleur des gaz refoulés suiteà la prise d'échantillon et le dépôt, par exemple, par condensation de déchets de combustion sur les contacts et les conducteurs contenus dans la lance amèneraient immanquablement des perturbation intolérables dans les mesures. Le but de l'invention est de fournir une solution qualitativement et économiquement avantageuse au problème sus-décrit. A cet effet, une sonde combinée est proposée, laquelle comprend, conformément à l'invention, un moule à-échantillon et un dispositif de mesure, tous deux connus en soi, portés au moins partiellement par un support commun inséré dans une extrémité d'un premier tube porteur; un deuxième tube porteur partiellement inséré dans l'autre extrémité du premier tube; entre les deux tubes, un moyen mettant l'intérieur du premier tube en communication avec l'atmosphère, à l'extérieur du deuxième tube; et un moyen d'obturation de l'extrémité du deuxième tube engagée dans le premier tube. Pour plus de clarté, un exemple de réalisation de l'invention est décrit en détail ci-après, avec référence aux dessins annexes la figure 1 est une coupe axiale d'une sonde combinée conforme à l'invention; et la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1. La sonde représentée permet d'effectuer simultanément la prise d'un échantillon d'un bain de métal en fusion et la mesure de la température de ce bain. A cet effet, elle comporte un thermocouple 1 et un moule à échantillon 2 tous deux portés - au moins partiellement en ce qui concerne le moule - par un support commun 3. Ce support 3 est inséré dans une extrémité d'un premier tube porteur 4, par exemple en carton. Dans l'autre extrémité du tube 4 est insérée l'extrémité d'un deuxième tube porteur 5, entourée de carton ondule 6 de manière à constituer une pluralité de passages 7 mettant l'intérieur du tube 4 en communication avec l'extérieur, hors du tube 5. Un bouchon 8, portant en son centre un connecteur 9, obture l'extrémité du tube 5 engagée dans le tube 4. Ce bouchon 8 est pourvu, sur sa périphérie, d'une pluralité de rainures 10 de passage de gaz, prolongeant en quelque sorte les passages 7. Le thermocouple 1 et le connecteur 9 sont électriquement reliés par deux conducteurs 11 et 12 adéquats, convenablement isolés. Pour faciliter l'assemblage, il est avantageusement fait usage d'un tube de liaison 13.légèrement flexible, à l'aide duquel on réalise le préassemblage du support 3, du bouchon 8 et des éléments susdécrits qui leur sont associés. De manière connue, la partie dépassante du support 3 est pourvue d'un chapeau métallique de protection 14, lui-même protégé en l'occurrence par un chapeau de carton 15. Lorsque la sonde susdécrite, dament montée en bout d'une lance appropriée, est immergée dans un bain, les gaz et d'éventuels déchets de combustion refoulés par les évents usuels du moule 2 pourront s'échapper vers l'extérieur par les rainures 10 et les passages 7, sans pénétrer dans le tube 5. Ces gaz et déchets s'echappent soit dans le bain de métal (laitier), soit dans l'atmosphère proprement dite, selon les cas et la profondeur d'immersion de la sonde On obtient donc un remplissage parfait du moule 2 ainsi qu'une mesure précise de la température puisque tout risque de perturbation de celle-ci, suite à des dépôts sur le connecteur 9 ou sur les contacts de la lance, est éliminé. I1 est évident que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple susdécrit, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS. 1.- Sonde combinée permettant simultanément de prélever un échantillon d'un bain de métal en fusion et d'effectuer une mesure relative à ce bain, caractérisée en ce qu'elle comprend : un moule à échantillon et un dispositif de mesure, tous deux connus en soi, portés au moins partiellement par un support commun inséré dans une extrémité d'un premier tube porteur; un deuxième tube porteur partiellement inséré dans l'autre extrémité du premier tube; entre les deux tubes, unmoyen mettant l'intérieur du premier tube en communication avec l'atmosphère, à l'extérieur du deuxième tube; et un moyen d'obturation de l'extrémité du deuxième tube engagée dans le premier tube. 2.- Sonde combinée selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen de mise en communication avec l'atmosphère est constitué par au moins une couche de carton ondulé, enroulée autour de l'extrémité dudit deuxième tube insérée dans le premier tube. 3.- Sonde combinée selon la revendication-l, caractérisée en ce que ledit moyen d'obturation supporte un connecteur connu en soi, faisant saillie dans ledit deuxième tube et relié électriquement audit moyen de mesure. 4.- Sonde combinee selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit support commun et ledit moyen d'obturation sont insérés chacun dans une extrémité d'un tube de liaison, l'ensemble ainsi constitué étant inséré dans ledit premier tube.