Brevet FR2449890A1 — publié le 19800919

La présente invention concerne une sonde perdue pour me surc dans un métal en fusion, particulièrement mais non exclusivement en sidérurgie. On utilise depuis de nombreuses années des sondes perdues comprenant un corps en forme de bouchon portant au moins une cellule de mesure, ce corps étant engagé dans une extrémité d'un tube en carton ou similaire lui-même destiné à être glissé, par son autre extrémité, autour du bout d'une lance métallique tubulaire. La cellule de mesure est généralement soit un thermocouple dont une partie des deux brins et la jonction chaude sont logées dans un tube en quartz en forme de U, soit une cellule électrochimique pour la mesure de la teneur en oxygène actif. Dans certains cas, un même corps peut porter deux cellules à fonctions différentes. La conception et la fabrication de telles sondes posent des problèmes extrêmement complexes et délicats. En effet, elles doivent permettre des mesures très précises, dans un environnement particulièrement agressif, tout en étant le moins cher possible vu leur utilisation unique. Le corps en forme de bouchon, sur lequel porte principalement l'invention, doit offrir une résistance mécanique et thermique suffisante pour supporter efficacement la cellule lors de son immersion dans le métal en fusion et durant tout le temps nécessaire à la mesure. I1 doit en outre, particulièrement lorsque la cellule qu'il porte est un thermocouple, éviter que les conducteurs et surtout les jonctions froides ne se trouvent à des températures différentes durant la mesure. I1 doit enfin constituer une barrière efficace à la pénétration dans la lance tubulaire de gaz résultant de la combustion de la sonde, lesquels pourraient - selon les matériaux constitutifs de cette dernière - attaquer les conducteurs électriques et/ou encrasser les connecteurs nécessairement présents dans la lance. Malgré ces exigences qualitatives, le bouchon doit encore être peu onéreux, c'est-à-dire de fabrication aisée et rapide à partir de matériaux à bon marché. Jusqu a présent, du point de vue qualitatif, les meilleurs résultats ont été obtenus dans la pratique, par des bouchons en céramique présentant un alésage central rempli d'un ciment réfractaire dans lequel est noyée une partie de la cellule. On a égale ment proposé de réaliser ledit corps entièrement en céramique, sans dépasser à ce jour le stade expérimental. L'utilisation d'une céramique offre, en production, le désavantage d'un rebut important, vu les retraits en cours de cuisson, ce qui se répercute défavorablement sur le coût (contrôles dimensionnels obligatoires et rebut proprement dit). Le but de l'invention est d'apporter une solution efficace et avantageuse aux problèmes susdécrits. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en réalisant ledit corps soit totalement en ciment réfractaire ou en résine organique éventuellement pourvue d'une charge, SOit, pour une partie,en l'une de ces deux matières, cette partie supportant alors la cellule de mesure et étant entourée d'un manchon en sable de fonderie. Lorsqu'on fait appel audit manchon en sable de fonderie et que celui-ci a une paroi de faible épaisseur, on l'imprègnera avantageusement d'une résine phénolique, en vue d'en augmenter la resistance mécanique. A titre purement illustratif, deux exemples de réalisation de sondes selon l'invention sont décrits ci-après avec référence aux dessins annexés montrant ces sondes en coupe axiale. La figure 1 représente une sonde constituée par un corps 1, présentant une collerette 2, destiné à être engagé dans l'une des extrémités d'un tube en carton ou similaire 3. Le corps 1 est réalisé, dans cet exemple, soit en ciment réfractaire, soit en une résine organique (par exemple une résine thermodurcissable) éventuellement pourvue d'une charge pour en abaisser le prix de revient. Dans le corps 1 sont partiellement noyés, d'un côté, un connecteur 4 portant des contacts 5 et 6 et, de l'autre côté, les extrémités d'un tube en quartz 7 en forme de U. Au travers de ce tube et dans la masse du corps 1 s'étendent les deux conducteurs, respectivement 8 (Pt) et 9 (Pt/Rh) d'un thermocouple dont la jonction chaude est indiquée en 10. Ces conducteurs sont reliés aux contacts 5 et 6 par les jonctions froides 11 et 12. Pour faciliter la fabrication de la sonde, le tube 7 peut être soutenu, avant et pendant le moulage du corps 1, par une po tence 13 solidaire du connecteur 4. Le corps 1 est également destiné à supporter une coiffe métallique de protection 14. Dans l'exemple de la figure 2, la sonde diffère de celle de la figure 1 en ce que le corps 1 - toujouts réalisé soit en ciment réfractaire, soit en une matière synthétique éventuellement chargée - présente une forme substantiellement cylindrique et est entouré d'un manchon en sable de fonderie 15 présentant lui-même une collerette 2a. En cours de fabrication de la sonde, ce dernier sert de moule au corps 1. Lorsque la sonde présente de faibles dimensions (diamètre de la collerette 2a de l'ordre de 30 mm), le manchon 15 peut être avantageusement imprégné d'une résine phénolique ensuite pdlymérisée, ceci afin d'en accroitre la résistance mécanique. I1 est évident que les sondes selon l'invention peuvent être réalisées en des formes, dimensions et configuration extrêmement diverses. REVENDICATIONS. 1.- Sonde perdue pour mesure par immersion dans un métal en fusion, du type comprenant un corps en forme de bouchon portant au moins une cellule de mesure, ce corps étant destiné à être engagé dans une extrémité d'un tube en carton ou similaire lui-même destiné à être glissé, par son autre extrémité, autour du bout d'une lance métallique tubulaire, caractérisée en ce que ledit corps est réalisé soit totalement en ciment réfractaire ou en résine organique éventuellement pourvue d'une charge, soit partiellement en l'une de ces deux matières, cette partie supportant alors la cellule de mesure et étant entourée d'un manchon en sable de fonderie. 2.- Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit manchon en sable de fonderie est imprégné d'une résine phé- nolique.