Brevet FR2462699A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne un perfectionnement aux dispositifs de prise d'échantillon de métal en fusion. Plus spécifiquement, l'invention vise les dispositifs du type constitué par un moule, présentant au moins une chambre avec passage d'accès à cette dernière, moule destiné à être temporairement fixé en bout d'une lance à l'aide de laquelle il est immergé dans le métal en fusion, puis retiré après remplissage. Les analyses le plus souvent effectuées en sidérurgie exigent des échantillons tant en forme de plaquette que de barre. Pour cette raison, on a proposé de conformer un dispositif du type sus-décrit de sorte que ladite chambre fournisse un échantillon en forme de plaquette et son passage d'accès un échantillon en forme de barre. Les deux formes d'échantillon sont ainsi obtenues par immersion d'un seul moule. Une deuxième barre peut également être obtenue à l'autre extrémité de ladite plaquette. I1 est évidemment indispensable que les échantillons obtenus soient complets et aient une structure homogène, exempte de porosités. Ces deux conditions sont souvent fort difficiles à remplir. En effet, les conditions au voisinage d'un bain de métal en fusion sont telles qu'il est souhaitable que la prise d'échantillon s'effectue dans les délais les plus courts possibles. Ceci implique un passage d'accès à la chambre du moule d'un diamètre relativement important mais également le risque de voir se vider partiellement le moule lors de son retrait du bain, surtout lorsque ce dernier est à haute température donc particulièrement fluide. Une solution à ce problème a été trouvée (brevet français nO PV 76 20664) qui consiste à prévoir à l'entrée dudit passage une "masse froide" destinée à figer le métal en cet endroit dès remplissage de la chambre. Par ailleurs, lors de la prise d'échantillon d'aciers non calmés, il est nécessaire de désoxyder le plus complètement possible le métal pénétrant dans le moule, ceci afin d'obtenir un échantillon homogène. Eu égard à la vitesse de remplissage du moule, il est difficile d'obtenir avec sécurité une diffusion suffisamment complète d'un agent désoxydant dans l'échantillon. Ainsi, des déboires ont été constatés avec des dispositifs connus dans lesquels toute ou partie de la paroi du passage d'accès était revêtue de ou constituée par un agent désoxydant (exemple : brevet américain nO 3.646.816). Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients sus-mentionnés et ce de manière particulièrement économique. Elle consiste à cet effet a munir l'entrée dudit passage d'accès d'un embout tubulaire de refroidissement dans lequel est disposée une feuille d'un métal désoxydant s'appliquant élastiquement et localement contre la paroi interne dudit embout. Le matériau constitutif dudit embout et sa masse sont choisis de manière à obtenir une solidification du métal dans l'embout dès que la chambre du moule est remplie. La feuille de métal désoxydant est préférablement plissée et enroulée de manière à présenter une section transversale de forme substantiellement étoilée sur pratiquement toute la longueur dudit embout. Pour plus de clarté, un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 représente en coupe et écorchés partiels, un dispositif de prise d'échantillon perfectionné selon l'invention; la figure 2 représente à échelle agrandie une coupe selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 représente à échelle agrandie une coupe selon la ligne III-III de la figure 1; et la figure 4 représente une variante d'exécution de la partie supérieure du dispositif de la figure 1. Le dispositif de prise d'échantillon représenté à la figure 1 est constitué par un moule métallique 1, réalisé en deux coquilles identiques placées face à face et logées dans un support 2 en sable de fonderie. Ce support est inséré dans l'extre- mité d'un tube en carton 3, destiné à être glissé, par son autre extrémité, sur le bout d'une lance non représentée. Le moule 1 comporte un passage d'entrée 4débouchant dans une chambre 5, laquelle se prolonge, à son tour, par un passage cylindrique 6 réalisé, en l'occurrence, par un tube en quartz 7 cimenté au moule 1. Le passage d'entrée 4 est:protégé par une coiffe métal lique consumable 8 lors de son immersion dans le bain. Les dispositions susdécrites sont connues et ne font pas, en tant que telles, partie de l'invention. Le perfectionnement selon l'invention consiste à insérer, dans le passage d'entrée 4, un embout tubulaire 9 de refroidissement dans lequel est disposée une feuille 10 d'un métal désoxydant (par exemple Zr, Ti, Al, ...) s'appliquant élastiquement et localement contre la paroi interne dudit embout 9. Le matériau constitutif dudit embout 9 et sa masse sont choisis de manière à obtenir une solidification du métal dans l'embout 9 dès que la chambre 5 du moule 1 est remplie. La feuille 10 de métal aésoxE7dant est préféralDlement plissée et enroulée de manière à présenter une section transversale de forme substantiellement étoilée (figure 2) sur pratiquement toute la longueur dudit embout 9. De préférence, le rapport du diamètre externe au diamètre interne de l'embout 9 est de l'ordre de 1,2 à 1,5, tandis que sa hauteur est de l'ordre de 3 à 4 fois son -diamètre interne. Ces valeurs ne sont qu'indicatives, les deux seules limites étant que le diamètre interne de l'embout 9 ne peut être inférieur à 3 mm et l'épaisseur de la paroi à 0,5 mm environ. Il est évident que la feuille 10 pourrait également être ondulée, voire présenter une texture réticulée, le but étant de distribuer le plus régulièrement possible l'agent désoxydant dans le volume interne de la chemise 9 sans pour autant ralentir la pénétration du métal en fusion. Comme représenté à la figure 3, un refoulement local 11 de la matière constitutive des coquilles constituant le moule 1, vers l'extrémité du passage d'entrée 4 voisine de la chambre 5, empêche que l'embout 9 ne pénètre dans cette dernière. Un ciment approprié 12 solidarise l'embout 9 audit support 2. Afin d'éviter que la feuille 10 ne soit refoulée dans la chambre 5, le bord inférièur de l'embout 9 est pourvu d'une couronne de barbes 13, dirigées vers l'intérieur de l'embout et constituant des butées. Une variante d'exécution intéressante est représentée à la figure 4. Cette variante consiste à réaliser l'embout 9 sous forme de tube fermé et son extrémité 14 faisant saillie sur le corps 2. On peut alors omettre la coiffe 8 de la figure 1, son rôle étant repris par l'embout 9. Ceci représente une économie appréciable. I1 est évident que des modifications peuvent être apportées à l'exemple sus-decrit, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, l'expression "passage d'entrée" utilisée ci-avant peut désigner aussi bien la partie correspondante des coquilles constituant le moule 1 que l'alésage central du support 2. REVENDICATIONS. 1.- Perfectionnement aux dispositifs de prise d'échantillon de métal en fusion, du type comportant un moule destiné à être im mergé brièvement dans le métal et comprenant un passage d'accès vers au moins une chambre, caractérisé en ce qu'il consiste à munir l'entrée dudit passage d'un embout tubulaire de refroidissement dans lequel est disposée une feuille d'un métal désoxydant s'appliquant élastiquement et localement contre la paroi interne dudit embout. 2.- Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit embout est métallique, son diamètre interne étant d'au moins 3 mm et l'épaisseur de sa paroi de 0,5 mm environ. 3.- Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite feuille est plissée et enroulée de manière à présenter une section transversale substantiellement étoilée, sa longueur étant environ égale à celle de l'embout. 4.- Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chemise est fermée en son extrémité la plus éloignée de ladite chambre, cette extrémité fermée faisant office de coiffe de protection pour la traversée du laitier. 5.- Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite feuille est réalisée en zirconium.