Brevet FR2410263A1 — publié le 19790622

L'invention concerne un dispositif pour déterminer de façon intermittente la température et/ou la composition d'une masse d'acier fondue, dispositif qui comporte un tube-support qui peut se déplacer le long d'un guidage vertical, un tube de fixation disposé à l'extrémité inférieure du tube-support ainsi qu' une sonde de mesure et/ou de prélèvement d'échantillons pouvant être enfilée sur le tube de fixation. On sait depuis longtemps déterminer la température et la composition d'une masse d'acier fondue, qui se trouve par exemple dans un convertisseur, dans le cas d'un convertisseur disposé verticalement, donc dans la position de travail. Dans ce but on utilise un dispositif qui est constitué essentiellement par un tubesupport dont l'intérieur est généralement refroidi par eau et qui se trouve au-dessus du convertisseur, par un tube de fixation disposé à l'extrémité inférieure du tubé-support et par des sondes de prélèvement d'échantillons et/ou de mesure qui peuvent être enfilées sur le tube de fixation. L'extrémité superieure du tubesupport est fixée sur un chariot qui peut monter et descendre sur un guidage vertical, la plupart du temps grâce à un treuil. De cette manière la sonde de prélèvement d'échantillons et/ou de mesure peut être introduite puis retirée du convertisseur. Pour chaque processus de prélèvement d'échantillons et/ ou de mesure on prend une nouvelle sonde dans un magasin, on la place dans une position de couplage au-dessous du tube de fixation et elle est couplée à celui-ci par abaissement du tube-support. Lors de l'abaissement de la sonde, la tête de mesure de cette sonde est brièvement plongée dans la masse d'acier fondue. Suivant la tête de mesure choisie on mesure ainsi la température de la masse d'acier fondue ou on prélève un échantillon de cette masse dans le but de déterminer la composition, ou avec une tête de mesure combinée on effectue simultanément ces deux opérations. Pendant son temps de séjour à l'intérieur du convertisseur, la sonde, qui est essentiellement constituée par un manchon en carton, se carbonise sur sa face extérieure. Le tube de fixation qui se trouve à l'intérieur n'èst pas endommagé et peut ultérieurement servir pour un grand nombre de mesures et/ou de prélèvements d'échantillons. Après un temps de séjour, qui ne dure que quelques secondes, dans le convertisseur, la sonde utilisée est retirée du tube de fixation, au-dessus du convertisseur, et on la laisse tomber dans la masse d'acier fondue ou dans un récipient, lorsqu'il s'agit d'une simple sonde de mesure, ou respectivement on procède avant tout à une séparation selon laquelle on enlève la tête de mesure avec l'échantillon de masse fondue et on l'amène à un poste d'essai. Le tube de fixation, muni à son extrémité de contacts électriques, est jusqu'ici monté de façon amovible, bien qu'il y soit monté rigidement, sur l'extrémité inférieure du tube-support.Une courte section longitudinale de ce -tube pénètre'dans le tubesupport et il ne peut être relevé et abaissé qu'avec celui-ci.Dans le cas où la longueur du tube-support est égale à 20 m ou plus, alors que la sonde possedeengénéral une longueur de 2 m, l'agencement rigide du tube de fixation sur le tube-support signifie une augmentation de la longueur de relèvement qui correspond au moins à la longueur totale du tube de fixation. Ceci entraîne-non seulement un guidage plus long mais aussi-plus difficile et par consé-quent plus coûteux, pour le tube de fixation.Pour cette opération il faut également un treuil plus important et plus puissant.Avant tout il faut augmenter la hauteur de la construction où se trouve le tube-support et renforcer sa structure de support. Ceci conduit notamment à des difficultés importantes lorsquç dans des installations existantes on souhaite installer ulterieurement un dispositif pour déterminer de façon intermittente la t,empérature et/ou la composition d'une masse d'acier fondue suivant un mode de travail vertical. En raison de la hauteur nécessaire ceci n'est pas réalisable dans la plupart des cas. En outre il ne faut pas négliger les inconvénients qui sont dûs au déplacement du lourd tubesupport.Le tube-support rempli d'eau de refroidissement et qui pèse généralement plusieurs tonnes doit être soumis plusieurs fois dans les deux sens à une accélération puis à un ralentissement durant un processus de mesure et/ou de prélèvement d'échantillons, ce qui par conséquent implique le contrôle de masses importantes du point de vue de la technique d'éntrainement. L'invention se propose par conséquent de réaliser un dispositif pour déterminer de façon intermittente la température et/ou la composition d'une masse d'acier fondue qui permet un remplacement simple d'une sonde utilisée par une nouvelle sonde dans une position d'échange située au-dessus de la masse d'acier fondue,en évitant le déplacement de masses importantes, et qui réduit considérablement la hauteur et respectivement la longueur des bâtiments et des guidages nécessaires pour pouvoir relever et abaisser librement le tube-support. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que le tube de fixation est monté dans le tube-support de manière à pouvoir coulisser longitudinalement. Une fois que le tube-support a été amené dans la position d'échange au-dessus de la masse d'acier fondue, par exemple audessus du couvercle de prélèvement d'un convertisseur, après un processus de mesure et/ou de prélèvement d'échantillons,le tubesupport a atteint sa position la plus élevée. Pour retirer la sonde de mesure et/ou de prélèvement d'échantillons du tube de fixation , il ntest maintenant plus nécessaire de relever encore le lourd tube-support d'une hauteur qui correspond au moins à la longueur de la sonde.Suivant la présente invention, il suffit de déplacer le tube de fixation dans le tube-support qui demeure maintenant à cette hauteur afin de séparer de façon souhaitée la sonde du tube de fixation En outre, lors de l'enlèvement de la sonde utilisée et de la mise en place d'une nouvelle sonde provenant d'un magasin situé au-dessus du tube de fixation, pour coupler le tube de fixation et la sonde il n'est plus nécessaire d'abaisser lten- semble du tube-support, mais il suffit de nouveau de déplacer le tube de fixation par rapport au tube-support jusqu'à ce qu'il arrive dans la position de butée extrême prévue, dans laquelle les contacts électriques entre la sonde et le tube de fixation,dans la sonde, sont fermés. Un avantage important des mesures prises suivant l'invention réside dans le fait que la longueur du guidage pour le tubesupport peut maintenent être raccourcie d'une quantité qui correspond à la longueur d'une sonde de mesure et/ou de prélèvement d'échantillons. La réduction de dépense en moyens techniques qui en découle conduit en outre à une réduction de la hauteur des bati ments ainsi que de la structure de support -nécessaire. Ceci facilite notamment la mise en place ultérieure de dispositifs de mesure et/ou de prélèvement d'échantillons dans des installations existantes ou respectivement permet une telle mise en place ultérieure. En outre, il est également avantageux de ne plus avoir d appliquer des forces d'accélération et de freinage au tube-support, qui pèse plusieurs tonnes, lors de l'échange des sondes. Les dispositifs d'entraînement nécessaires pour déplacer le tube-support peuvent par conséquent être moins puissants. Ils deviennent de ce fait plus simples, ce qui entrain non seulement une diminution des coûts de fabrication mais aussi une meilleure mise en oeuvre du point de vue économique. Le déplacement du tube de fixation, dont le poids est faible par rapport à celui du tube-support, ne nécessite a-ucune dépense particulière du point de vue de la technique d'entraine- ment. Les masses à déplacer sont faibles de sorte qu'en particulier le couplage du tube de fixation avec une nouvelle sonde est fortement facilité. Le positionnement exact du tube de fixation et de la sonde n'a plus besoin d'être effectué avec un tube de fixation dont l'extrémité inférieure est située au-dessous du tube-support à une distance qui correspond à la longueur totale de ce tube de fixation qui est d'environ 2 m. Il suffit simplement de faire sortir une petite section du tube de fixation hors du tube-support pour effectuer le positionnement à l'aide de moyens auxiliaires connue.De ce fait, le tube de fixation qui est fragile n'est pratiquement pas soumis ou même n'est pas soumis du tout à des contraintes transversales. De ce fait on peut par exemple utiliser une procédure de positionnement suivant laquelle la sectionextrê- me inférieure du tube-support est en outre dans une position fixe par rapport à la section extrême supérieure et la nouvelle sonde est-amenée dans le prolongement axial du tube de fixation,audessous de celui-ci, à l'aide d'un dispositif de-délivrance ou respectivement devise en charge de la sonde, commandé par programme, après avoir déterminé les coordonnées de la position du tube de fixation dans le plan horizontal-. En ce qui concerne l'endroit particulier de mise en oeuvre du dispositif de mesure et/ou de'prélèvement d'échantillons, il est difficile de déplacer directement le tube de fixation. Par conséquent, suivant la présente invention on prévoit de façon avantageuse de coupler le tube de fixation à une tringlerie de prolongement guidée de manière à pouvoir se déplacer longitudinalement dans le tube-support. De façon avantageuse, la tringlerie de-pro- longement peut se présenter sous une forme tubulaire et être guidée jusqu.'à la section extrême supérieure du tube-support. Les dispositifs nécessaires pour déplacer le tube de fixation peuvent par conséquent être disposés dans une zone où ils ne sont plus soumis à des températures par trop élevées. Suivant l'invention, le tube de fixation est conrôlé,au moins indirectement, par un dispositif de relèvement et d'abaissement. Celui-ci peut être associé directement au tube-support. Il est alors fixé sur le tube-support et se relève et s'abaisse avec celui-ci. A ce point de vue, dans un mode de réalisation préféré de l'invention le dispositif de relèvement et d'abaissement est installé dans une position fixe et peut être couplé avec la tringlerie de prolongement. De cette manière, les masses à déplacer, à savoir le tube-support, ne sont pas notablement augmentées, quoF que le poids du dispositif de relèvement ét d'abaissement ne soit pas lié au poids du tube-support. Notamment dans le cas d'une installation fixe du dispositif de relèvement et d'abaissement, il est avantageux que la tringlerie de prolongement sorte au-dessus du tube-support. Dans ce cas, le dispositif de relèvement et d'abaissement peut, de manière à pouvoir être couplé à la tringlerie de prolongement,être constitué par des griffes de préhension qui, en cas de besoin, s'adaptent sur ltextrémîté supérieure, de constitution correspondante, de la tringlerie de prolongement et la déplacent dans la direction souhaitée. Le dispositif de relèvement et d'abaissement pour le tube de fixation peut être réalisé de différentes façons. De préférence, cependant, le tube de fixation est déplacé longitudinalement au moyen d'un dispositif à -piston de poussée, pneumatique ou hydraulique. De façon avantageuse, le dispositif å piston est disposé dans le prolongement axial du tube-support, le cylindre étant fixe et l'extrémité libre de la tige de piston étant munie d'organes de couplage ou de préhension pour saisir la section ex trême supérieure de la tringlerie de prolongement. En général, une sonde utilisée est retirée du tubesupport en maintenant la sonde utilisée dans la position d'échange, au moyen d'organes de préhension de la sonde, et en sortant le tube de fixation de la sonde. Pour cela il n'est pas nécessaire d'introduire complètement le tube de fixation dans le tube-support. Cependant, suivant une autre caractéristique de l'invention, le tube de fixation peut être rentré complètement dans le tube-supp De ce fait, lors de l'utilisation de sondes de mesure, on obtient l'avantage que pour retirer une sonde utilisée du tube de fixation il n'est plus nécessaire d'amener des organes de préhension au niveau de la sonde. Lorsque le tube de fixation se déplace dans le tube-support, la sonde de mesure arrive sur la face frontale du tube-support et tombe d'elle même vers le bas dans la masse d'acier fondue une fois que le tube de fixation est complètement sorti de la sonde. La présente invention sera mieux comprise à laide de la description suivante d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif représente aux dessins annexés sur lesquels: -la figure 1 est un schéma, partiellement en coupe, d'un dispositif de mesure de température pour des masses d'acier fondues, dans la position de fonctionnement, -la figure 2 représente le dispositif de mesure de température de la figure I dans la position d'échange de la sonde; -la figure 3 représente le dispositif de mesure de température de la figure 1 une fois qu'une çonde'utilisée a-été enlevée; et -la figure 4 représente le dispositif de mesure de température de la figure 1 avant la mise en place d'une nouvelle sonde de mesure. Sur la figure 1, la référence 1 désigné une masse d'acier fondue qui se trouve dans un convertisseur. Le convertisseur ainsi que le couvercle de prélèvement qui est normalement disposé audessus du convertisseur n'ont pas été représentés pour ne pas compliquer la figure. La température de la masse d'acier fondue 1 est déterminée au moyen d'une sonde de mesure 2 qui est montée sur un tube de fixation 3 qui est prévu sur l'extrémité inférieure 4 d'un tite- support 5 qui peut se déplacer verticalement. Le tube de fixation comporte à son extrémité des contacts électriques,. non représentés sur les figures, qui,lorsque la sonde de mesure est bien en place, font contact avec des contacts électriques correspondants prévus à l'intérieur de la sonde de mesure. Le tube de fixation 3 est raccordé, dans le tube-support 5 refroidi par eau intérieurement, à un tube de prolongement 6 qui traverse longutudinalement le tube-support et sort de celuici du côté supérieur. Dans la section extrême qui est sortie le tube de prolongement comporte une collerette de couplage 7. Dans le prolongement axial du tube de prolongement 6 est monté fixement un dispositif 8 à piston de poussée qui peut être actionné pneumatiquement. L'extrémité libre de la tige de piston 9 supporte des griffes de préhension 10 du type à dents qui peuvent être actionnées par un dispositif à piston de poussée pneumatique non représenté. La forme des griffes de préhension correspond à celle de la collerette de couplage 7 du tube de prolongement 6. A la place des griffes de préhension 10 on peut également utiliser un électro-aimant. La section extrême supérieure 11 du tube-support 5 est couplée à un chariot 12 qui peut monter et descendre, grâce à des galets 13, sur un guidage vertical 14. Le relèvement et l'abaissement de ce chariot sont effectués au moyen d'un treuil non représenté. La figure 2 représente le dispositif de mesure de température dans une position de fonctionnement peu de temps après que la sonde de mesure 2 ait été retiré de la masse diacier fondue 1. Le tube-support 5 se trouve, ainsi que le tube de fixation 3 et la sonde de mesure, dans la position extrême supérieure, c'est-à-dire dans la position d'échange de la sonde de mesure. L'extrémité inférieure 4 du tube-support se trouve alors bloquée par un dispositif de retenue 18 qui est prévu sur un portique de travail, non représenté, disposé au-dessus de la masse d'acier fondue 1. Dans cette position , les griffes de préhension 10 du dispositif 8 à piston sont couplées à la collerette de couplage 7 du tube de prolongement 6 et le dispositif à piston est actionné dans le sens d'une rentrée. De ce fait le tube de fixation est sorti de la sonde de mesure, celle-ci s'appuyant-sur la face frontale 15 du tubesupport qui ne bouge pas.La référence 16 désigne une nouvelle sonde qui est maintenue prête par un dispositif A d'amenée des sondes, qui peut se déplacer verticalement et peut également pivoter dans le plan horizontal et se déplacer rectilignement. Le dispositif d'amenée des sondes est éventuellement commandé par programme de façon pré-sélectionnée. La figure 3 représente une position de fonctionnement du dispositif de mesure de température dans laquelle le tube de fixation 3 a été complètement sorti de la sonde de mesure 2 au moyen du dispositif 8 á piston, de sorte que la sonde de mesure utilisée tombe d'elle-même dans la masse d'acier fondue, suivant la flèche. Ensuite, le tube de fixation 3 est sorti vers le bas, par le dispositif 8 à piston, hors du tube-support 5 ( voir également figure 4) jusqu'à ce qu'on puisse positionner axialement le tube de fixation 3 et la nouvelle sonde de mesure 16 qui a été amenée dans la position d'échange par le dispositif d'amenée 17. Après avoir aligné axialement de façon exacte le tube de fixation et la nouvelle sonde de mesure, le tube de fixation est introduit, par le dispositif à piston, dans la sonde de mesure maintenue fixe, jusqu'à la position de butée finale dans laquelle les contacts électriques du tube de fixation et de la sonde de mesure se touchent. Les griffes de préhension 10 ainsi que l'organe de préhen sion 10 ainsi que l'organe de préhension du dispositif d'amenée sont alors déssarrés eL ramenés dans la position d'attente. En outre, le dispositif de retenue 18 est écarté du tube-support 5. De ce fait le dispositif de mésure de température est prêt pour un nouveau processus de mesure. Comme il va de soi et comme -il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse au contraire, toutes les variantes. - -REVENDICATIONS- 1.- Dispositif pour déterminer de façon intermittente la température et/ou la composition d'une masse d'acier fondue, qui cok porte un tube-support pouvant se déplacer le long d'un guidage vertical, un tube de fixation monté à l'extrémité inférieure du tubesupport ainsi qu'une sonde de mesure et/ou' de prélèvement d'échantillons pouvant être enfilée sur le tube de fixation, caractérisé en ce que le tube de fixation (3) est monté dans le tube-support (5) de manière à pouvoir se déplacer longitudinalement. 2.- Dispositif suivant la revendication 1,caractérisé en ce que le tube de fixation,(3) est couplé à une tringlerie de prolongement (6) guidée de manière à pouvoir se déplacer longitudinalement dans le tube-support (5). 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la tringlerie de prolongement (6)- est tubulaire. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisé en ce que le tube de fixation (3) est contrôlé au moins par un dispositif (8), de relèvement et d'abaissement. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (8) de relèvement et d'abaissement est associé au tube-support (5). 6.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (8) de relèvement et d'abaissement est installé de façon fixe et peut être couplé à la tringlerie de prolongement(61 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la tringlerie de prolongement (6) sort au-dessus du tube-support (5). 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tube de fixation (3) peut être déplacé longitudinalement par un dispositid à piston (8) 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tube de fixation (3) peut être complue tement rentré dans le tube de fixation (5).