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La présente invention a pour objet un tube-guide réfrac-
taire destiné ~ ~tre installé dans le mur d'un four métallurgique.
Des ouvertures sont prévues dans un tel four, de façon
à pouvoir viser l'intérieur du four ou à faire des prélèvements
de métal ou de laitier au cours dtune opération ou à mesurer (en
- continu ou non) la température du mé-tal, du laitier ou de l'at-
mosphère du four. On peut par exemple ainsi mesurer en continu
les températures d'un four métallurgique5 de la mani~re qui a été
exposée dans les brevets français n- 72 21944 et n 72 2515~ au
nom de la demanderesse.
Par lesdites ouvertures sont donc introduits des appa-
reils de mesure ou d'observation en forme de cannes, qui peuvent
coulisser dans des tubes-guides réfractaires prévus dans l'épais-
seur du mur du four.
Ce tube réfractaire connu est plein et ne s'use ordi-
nairement pas à la m~me vitesse que la paroi adjacente du mur du
four dans lequel il est encastré.
Quand le tube-guide réfractaire fond moins vite que le
mur du four, l'extrémlté dudit tube dépasse à l'intérieur du four
et est exposée aux chutes de matériaux divers et en particulier
de ferrailles. Les instruments de mesure ne sont donc pas proté-
gés dans l'extrémité du tube-guide en saillie à l'intérieur du
four.
Par contre, si le tube-guide réfractaire fond plus vite
~; que le mur du four, l'extrémité de celui-ci présente à l'intérieur
du four une ouverture en forme d'entonnoir. Deux inconvénients
sont alors rencontrés. D'une part, l'extrémité de la canne de
mesure reçoit alors en plus du rayonnement reçu frontalement, un
rayonnement reçu latéralement dans l'entonnoir. D'autre part,
l'existence de cet entonnoir rend plus difficile le décrassage
de l'extrémité de la canne de mesure. Les projections de métal
liquide ou de laitier qui sont solidifiées sur la canne ne se
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décollent pas et bloquent la canne de mesure au cours de son mou-
vement de recul. Par ~illeurs, l'encrassement de l~extrémité de
la canne amenuise sa sensibilité thermique.
Le réfr~ctaire dlun tel tube-guide peut, de manière
connue, être choisi de fa~on à fondre approximativement à la ma-
me vitesse que le mur du four. Cependant, on observe alors le
plus souvent que le tube-guide fond d'abord plus vite en début
d'opération que le mur du four et que l'inverse se pr~duit en
fin d'opération.
Le tube-guide réfractaire suivant l'invention s'use à
la m8me vitesse que le mur du four et comporte des moyens facili-
tant le décrassage de la canne de mesure au cours d'un mouvement
de recul de celle-ci. Le tube-guide réfractaire est aussi par-
tiellement réutilisable.
Le tube-guide réfractaire objet de l'invention, dans
lequel coulisse la canne de mesure, comporte des moyens de refroi-
dissement à air comprimé. Il comprend une partie métallique et
une partie réfractaire. La partie métallique est un bo~tier com-
portant des tubes fins métalliques qui traversent longitudinale-
ment la partie réfractaire.
L'invention concerne un tube-guide ré~ractaire à encas-
trer dans le mur d'un four métallurgique et destiné à guider une
canne de mesure à l'intérieur dudit four, caractérisé par le fait
qu t il comprend une partie réfractaire de forme générale cylindri-
que enfoncée partiellement dans un boitier métallique également
de forme ~énérale cylindrique destiné à positionner le tube-guide
réfractaire précité en butée sur la paroi extérieure du four, le-
dit tube-guide réfractaire présentant un orifice central pour per-
mettre le passage de la canne de mesure de température du disposi-
tif précité.
Un premier soufflage peut ainsi être effectué dans lestubes mé~ailiques fins noyés dans l'épaisseur de la partie réfrac-
~ 5 ~taire du tu~e. Ce premier soufflage, qul élimine pxatiquement
l~accrochage sur le tube de la crasse de fusion du four, doit 8tre
réglable pour permettre de ma~triser l'usure du tube réfractaire
en fonction de celle ~u mur. En effet, la pression appliquée
doit être plus forte au débu-t pour éviter que le réfractaire ne
fonde plus vite que le mur en créant un entonnoir dont les bords
ne sont pas francs, ce qui gêne le décrassage et expose la canne
à un rayonnemen-t supplémentaire reçu latéralement, en plus de
celui qu'elle recoit frontalement. La pression de soufflage
appliquée doit ensuite être plus faible à la fin pour éviter que
la partie réfractaire du tube, trop refroidie, ne dépasse du mur
et ne soit exposée à la chute des ferrailles. Les pressions de
soufflage à utiliser au cours d'une opération peuvent être déter-
minées expérimentalement une fois pour toutes. Il faut par exem-
ple pour cela adapter la pression de soufflage tout en visant
ltextrémité du tube-guide réfractaire dans le four de fa~con à ce
qu'il s1use à la mame vitesse que le mur.
Un deuxième soufflage est aussi effectué dans le jeu
existant entre la partie réfractaire du tube et la canne qui y
coulisse. Ce deuxième soufflage permet de solidifier ou "tremper"
à la sortie du côté four les projections de laitier ou de crasses
qui viendraient sur le bec de la canne et il doit empêcher les
crasses légères de venir jusqu'à la canne elle-m8me. Le décras-
sage se trouve ainsi grandement facilité par la rupture de ces
crasses solidifiées fragiles sous la poussée de l'embout de la
canne.
Le boitier métallique du tube-guide réfractaire com-
prend deux chambres. Les tubes métalliques fins précités commu-
niquent avec une première chambre du boitier reliée à une instal-
lation dlair comprimé. Le boitier comprend aussi une deuxième
chambre communiquant avec le jeu existant entre la partie réfrac-
taire du tube et la canne de mesure qui y coulisse, ladite deuxiè-
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me chambre du boitier étant elle aussi reliée à une installationdtair comprimé.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l~invention, on
va en décrire, ~ titre d'illustration et sans aucun caractère
limitatif, un mode de réalisation pris comme exemple et représen-
té sur le dessin annexé, sur lequel:
la figure unique représente une vue en coupe longitudi-
nale dtun mode de réalisation du tube-guide réfractaire
suivant l'invention.
Dans un boitier métallique 1 de forme générale cylindri-
que est emboitée une partie réfractaire 2 également de forme cy-
lindrique et munie d'une ouverture centrale 2a. Le bo~tier 1
comprend un manchon cylindrique 3 auquel sont soudées une plaque
frontale 4, une plaque de moulage 5 et une rondelle de sépara-
tion 6, ces trois pièces métalliques étant respectivement paral-
lèles et en forme de disque. La plaque frontale 4, percée au
centre dtun trou ~a et soudée en bout sur le manchon 3, est des-
tinée à servir de plaque d'appui sur la paroi extérieure du mur
du four. La plaque de moulage 5, percée au centre d'un trou 5a,
est soudée à l'intérieur du manchon 3. La rondelle ~e séparation
6, percée au centre d'un trou 6a et soudée à l'intérieur du man-
chon 3, occupe une position intermédiaire entre les plaques 4 et
5 et définit entre ces dernières une première chambre 7 et une
~deuxième chambre 8.
Une douille 9 traverse la première chambre 7 entre la
plaque de moulage 5 et la rondelle de séparation 6. La douille
9, soudée en bout en 6_ sur la rondelle de séparation 6, fait
communiquer la deuxième chambre 8 avec l'ouverture centrale 2a
de la partie réfractaire 2. Un trou 4b taraudé dans la plaque
frontale ~ est prévu pour relier la deuxième chambre 8 à une ins-
tallation d~air comprimé non repriésentée. La partie réfractaire
2, enfoncée partiellement dans le manchon 3 et appliquée sur la
plaque de moula~e 5, contient, disposés régulièrement et longitu-
~. ~
dinalement, ~es -tubes rnétalliques fins 10. Les tubes métalliques
10 sont emmanchés a force dans la plaque de moulage 5 et débou-
chent dans la première chamb~e 7. Un tube de raccordement 11 fi
leté intérieurement, soudé en 4c et en 6b respectivement à la
plaque frontale 4 et à la rondelle de séparation 6, traverse la
deuxième chambre 8 et est prévu pour alimenter la première cham-
bre 7 en air comprimé. Le trou 4a de la plaque frontale 4, l'alé-
sage 9a de la douille 9 et l'ouverture centrale 2a de la partie
réfractaire 2 présentent un diamètre intérieur d'axe commun qui
permet Ie passaye dtune canne de mesure non représentée.
Le diamètre du trou 4 est inférieur à celui de l'alé-
sage 9a et de l'ouverture centrale 2a, ces dimension~ étant choi-
sies pour assurer le meilleur guidage possible de la canne, tout
en limitant au mieux les fuites d'air de refroidissement par la
face frontale du tube-yuide. L'expérience montre par ailleurs,
en l'absence de la douille 9, une usure très aléatoire de l-'alé-
sage 2a du tube-guide en fin de campagne.
Grâce à cette structure préférée du tube-guide réfrac-
taire, il est donc possible de refroidir séparément la canne de
mesure et la partie réfractaire du tube-guide.
La partie réfractaire 2 enfoncée partiellement dans le
bo~tier 1 formé par les deux chambres 7 et 8 précitées et les
tubes métalliques fins 10, doit bien résister du point de vue
thermique~et mécanique. C'est par exemple un mélange à 99% d'alu-
mine et de 1% de liant dont le point de fusion est situé entre
1800 et 2000C moulé en place dans le boitier 1. Le tube-guide
réfractaire comprenant le boitier 1 et la partie réfractaire 2
est destiné à être appliqué dans un trou d'un mur de four métal-
` lurgique, sans aucun soin particulier, ni mécanique, ni thermique,
autre qu ' un séchage ~ l'étuve et il est alors positionné mécani-
quement en butée sur la paroi extérieure du four.
Le ~oitier 1 d'un tube-guide réfractaire usagé peut ~tre
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réutilisé, les tubes métalliques fins 10 fondus ayant été rempla-
cés par de nouveaux, emmanchés également à force dans la plaque
de moulage 5.
Il est bien entendu que l'on peut apporter au mode de
réalisation qui vient drêtre décrit divers changements, perfec-
tionnements ou additions 9 et que l'on peut remplacer certains élé-
ments par des éléments équivalents sans altérer pour cela l'éco-
nomie générale de l'invention.
Ainsi, dans une variante d t exécution de 1 t invention,
la pièce céramique 2 peut être fabriquée séparément, par des moy-
ens classiques de moulages céramlques, les tubes 10 étant rempla-
cés par des trous réalisés directement dans la céramique au moy-
en de broches lors du moulage.
Cette solution a 1 t avantage cle faire l'économie des tu-
bes 10, avec toutefois une perte de pression, aisément compensa-
ble, en extrémité de tube, due à la diffusion de l'air insufflé à
travers la céramique poreuse, ce qui en améliore, par contre, le
refroidissement dans la masse. Le bo~tier 1 est alors utilisé
indéfiniment, seule la pièce céramique 2 étant remplacée après
usure.
Dans ce mode de réalisation, la pi~ce céramique 2 est
enfilée dans le tube 3, comme indiqué sur la figure, les tubes 10
et leur plaque de raccordement 5 étant supprimés, ce qui simpli-
fie la réalisation du bo~tier 1.
