Brevet FR2617598A1 — publié le 19890106

DISPOSITIF DE PRELEVEHENT DE MATIèRES DANS UN HAUT FOURNEAU L'invention concerne un dispositif de prélèvement de matières dans un four de fusion réduction et, notamment, dans un haut fourneau en marche. Pour étudier ou contrôler le fonctionnement d'un haut fourneau, la connaissance de la composition chimique des produits élaborés sous la zone de fusion peut se révéler intéressante. I1 paraît donc utile de pouvoir recueillir ces produits liquides lors de leur écoulement depuis la zone de fusion du haut fourneau en marche, au moyen d'un dispositif pratique et résistant. Tel est le but de l'invention. I1 est atteint grâce à un dispositif qui comprend une sonde tubulaire dans et hors de laquelle coulisse un auget de prélèvement ; l'auget se compose essentiellement d'un corps, en matériau à bonne résistance thermique, dans lequel est formée une auge, et d'une armature de soutien, en matériau à bonne résistance mécanique, comprenant une coque recouvrant partiellement la paroi extérieure du corps. Par matériau à bonne résistance thermique, on entend un matériau plus spécialement adapté à supporter les chocs thermiques résultant de sa mise en contact avec les produits liquides à températures très élevées du haut fourneau. I1 est par ailleurs recommandé que ce matériau soit peu adhérent à l'égard des liquides recueillis, même après leur solidification. Une expérimentation poussée a montré que le graphite réunit ces qualités, alors que l'alumine ne possède pas la première et 1 acier pas la seconde. Par matériau à bonne résistance mécanique, on entend un matériau plus spécialement adapté à soutenir mécaniquement le corps de l'auget : placé lui-même dans un environnement chaud, il n'est toutefois pas soumis aux mêmes chocs thermiques que le corps de l'auget et n'a pas à être peu adhérent puisqu'il n'entre pas au contact des produits recueillis. L'acier convient spécialement à cet emploi. Généralement le corps de l'auget est cylindrique, horizontal, et de même axe que la sonde. La coque qui lutinent le corps de l'auget n'entoure que partiellement la paroi cylindrique du corps et, avantageusement, est semi-cylindrique et n'entoure que la moitié inférieure du corps. De la sorte, le corps peut être extrait de sa coque, en cas de besoin, et surtout la moitié supérieure du corps, laissée libre, forme un jeu suffisant avec la paroi interne de la sonde pour accepter un surplus éventuel de matières prélevées, sans entraîner des risques de coincement lors du retrait de l'auget dans la sonde ; du reste, ce surplus ne peut être que peu abondant du fait que la surface du graphite est peu adhérente. Avantageusement, la coque est fermée à au moins une de ses extrémités par une paroi discorde et l'armature comporte un moyen de maintien du corps. I1 s'agit par exemple d'un moyen élastique agissant au travers d'une des parois discoïdes de la coque. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante d'un mode préféré de réalisation. Il sera fait référence au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'auget conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe transversale II-II de la figure 1. La sonde refroidie 1 possède un orifice cylindrique 2 dans lequel coulisse un outil mobile de prélèvement constitué -essentiellemen-t de l'auget 3 fixé à l'extrémité d'une tige 4. Des moyens non représentés permettent de déplacer la tige 4 de façon à faire saillir l'auget 3 hors du nez 5 de la sonde 1 en vue d'un prélèvement et à le rétracter à l'intérieur de la sonde pour recueillir et analyser les produits prélevés. L'auget comprend un corps sensiblement cylindrique 6 en graphite, d'une pièce, à l'intérieur duquel est formée longitudinalement l'auge 7, à fond horizontal 8 et parois latérales légèrement évasées 9 les parois frontales 10 de l'auge sont constituées par les bases du corps cylindrique 6. On notera qu'un corps massif de graphite donne satisfaction, alors qu'un simple revêtement de feuilles de carbone dans une armature d'acier ne convient pas : les feuilles se voilent et des billes de fonte viennent se coller entre l'acier et les feuilles. Le corps 6 est partiellement contenu dans une armature en acier constituée d'une coque semi-cylindrique il fermée à ses extrémités frontales par deux parois discoïdes 12 et 13 soudées à la coque 11. La paroi 13 tournée vers la tige 4 est solidarisée à celle-ci au moyen d'un dispositif intermédiaire de fixation 14. Ce dispositif peut comprendre notamment des ailettes 15 de guidage en translation. I1 comporte également un dispositif- de serrage élastique du corps 6 dans son armature, constitué d'un piston 16 sollicité par un ressort 17 ' de façon à pousser, au travers d'une ouverture 18 de la paroi discorde 13, la paroi frontale 10 du corps 6 et à repousser ainsi le corps 6 contre l'autre paroi discorde 12 de l'armature. Des moyens non représentés permettent d'insuffler par la sonde un gaz neutre de refroidisse ment, tel que de l'azote, pendant le prélèvement. L'échappement du gaz est représenté par la flèche 19. Ce gaz refroidit les gouttes prélevées très rapidement et empêche des réactions chimiques éventuelles entre les produits recueillis et le graphite de l'auget qui perturberaient l'analyse desdits produits. La coque semi-cylindrique 11 laisse dégagées les parties supérieures 20 des parois latérales cylindriques du corps 6, de manière à laisser un jeu, entre ces parties et les surfaces en regard de l'orifice 2 de la sonde, plus important que celui qui existe entre la coque 11 et les surfaces de l'orifice 2 en regard. La sonde 1 est introduite par une des tuyères du haut fourneau et permet de recueillir les produits élaborés devant ladite tuyère, par exemple à 1,5 ou 2 m du nez de la tuyère. Les moyens d'introduction de la sonde sont connus en soi, et on pourra se référer par exemple à la demande française No. 86 15074 à ce sujet. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné au prélèvement de matière notamment dans un haut fourneau, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde tubulaire (1) dans et hors de laquelle coulisse un auget de prélèvement (3) et en ce que auget (3) se compose essentiellement d'un corps en matériau à bonne résistance thermique, dans lequel est formée une auge (7), et d'une armature de soutien, en matériau à bonne résistance mécanique, comprenant une coque (11) recouvrant partiellement la paroi extérieure du corps (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de l'auget est cylindrique de même axe que la sonde et que la coque (11) est semi-cylindrique. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la coque (11) est fermée à au moins une de ses extrémités par une paroi discoïde (12, 13). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'armature (11, 12, 13) comporte un moyen de maintien élastique (16, 17) du corps (6). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps (6) est en graphite. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'armature (11, 12, 13) est en acier.