CA1200692A - Permeable refractory element for the injection of a stirring fluide into a molten metal bath - Google Patents

Permeable refractory element for the injection of a stirring fluide into a molten metal bath

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CA1200692A
CA1200692A CA000417389A CA417389A CA1200692A CA 1200692 A CA1200692 A CA 1200692A CA 000417389 A CA000417389 A CA 000417389A CA 417389 A CA417389 A CA 417389A CA 1200692 A CA1200692 A CA 1200692A
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permeable
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permeable refractory
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CA000417389A
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French (fr)
Inventor
Eric Lienaux
Jean-Marie Augeard
Jean-Claude Grosjean
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Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Original Assignee
Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
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    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
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Abstract

1. A permeable refractory element for introducing a stirring fluid into a molten liquid metal bath held in a metallurgical vessel, such as an oxygen-blown (through the top) steelworks converter, element to be inserted for walling and, usually, for lining at the bottom of said vessel and comprising an unobstructed face for the stirring-fluid outlet, and characterized in that it comprises at least two electroconductive bodies (16, 6), arranged according to the thickness of the element and insulated from one another, one of their ends being flush with the outlet face (8) for the stirring fluid, the other end being connected to electric-supply source (17) so as to make up two live terminals, of opposite polarities, of an open electric circuit, said circuit including at least one audible-indicating means (18), showing whether the circuit is "open or closed".

Description

~20069~

La présente invention se rapporte à l'élaboration des métaux, notamment de l'acier. Elle concerne plus précisément des éléments réfractaires perméables qui, implantés en paroi (généralement le fond) d'un récipient métallurgique, servent pour l'introduction d'un fluide de brassage, habituellement un gaz inerte, dans le bain de métal en fusion contenu dans ce récipient.
L'applica-tion de la technique de brassage pneu-matique évoquée ci-dessus à un convertisseur d'aciérie à
l'oxygène sou~flé par le haut, se développe actuellement dans le monde entier sous la dénomination "procédé LsE"
(Lance-Brassage-Equilibre). Cette technique tend à réaliser, comme son nom l'indique, l'équilibre entre métal et laitier et permet ainsi de cumuler dans une large mesure les avan-tages respectifs des procédés classiques d'affinage à souf-flage d'oxygène par le haut et à soufflage d'oxygène par le bas.
En règle générale, les éléments réfractaires per-méables utilisés présentent schématiquement une partie prin-cipale perméable en matériau réfractaire (Magnésie, Dolomie,..)prise dans une enveloppe métallique de faible épaisseur, l'en-semble étant sensiblement de meme forme et de même taille que les briques réfractaires habituelles auxquelles il se substi-tue. L'enveloppe laisse libre la face de soufflage située dans le plan de la surface du revetement réfractaire tapis-sant l'intérieur du récipient d'affinage, alors que la base de l'enveloppe recouvrant la face opposée est pourvue d'une tubulure pour l'arrivée du fluide de brassage.
De nombreuses solutions ont déjà été proposées pour conférer à la partie réfractaire une perméabilité sélec-tive suffisante pour assurer un débit de fluide de brassage --1~

06~2 satisfaisant tout en évitant une pénétration en sens inverse du métal en fusion.
Par ailleurs, ces éléments, comme tout corps réfractaire, s'usent inévitablement au contact du métal en fusion. Mais on réussit aujourd'hui à limiter la vitesse d'usure à celle du rev8tement réfractaire classique environ-nant. Encore est-il utile de connaitre les moments et la durée de la venue du métal liquide au contact du réfractaire.
La présente invention a pour but de pré~enir l'uti-lisateur de la présence de métal en fusion contre la face desoufflage des éléments réfractaires perméables.
Un autre but est de l'informer du degré d'usure de ces éléments, (et par conséquent de l'ensemble du revête-ment réfractaire), pour lui permettre d'intervenir, par exemple par une réfectio~ du fond, lorsque l'épaisseur rési-duelle atteint le m;n;mllm acceptable.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un élément réfractaire perméable pour l'introduction d'un fluide de brassage dans un bain de métal en fusion. L'élément présente une face libre pour la sortie du fluide de brassage ~t se caractérise en ce qu'il est pourvu d'au moins deux corps électroconducteurs, isolés entre eux, dispos~s selon l'épaisseur de l'élément et dont une extrémité est susceptible d'affleurer ladite face libre, l'autre extrémité étant reliée à une sortie d'une alimentation électrique de manière à cons-tituer les bornes sous tension, de polarités opposées, d'un circuit électrique, ledit circuit comprenant des moyens de signalisation de l'état "ouvert ou fermé" du circuit.
Comme on le comprend, l'invention consiste donc à
équipper un élément réfractaire perméable d'un système de ~0~369~

détection de présence du métal en fusion utilisant les pro-priétés électroconductrices de ce dernier.
Lorsque le métal en fusion vient au contact de la face de sou-fflage, il relie deux bornes sous tension affleu-rant cette face, fermant ainsi un circuit électrique dont on détecte le passage du courant.
Dans une forme de réalisation, les bornes sont des tiges métalliques traversant longitudinalement la partie réfractaire de l'élément.
Selon une autre réalisation, l'élément réfractaire est placé dans une enveloppe métallique laissant libre la face de soufflage, ladite enveloppe constituant l'une des bornes électriques.
Conformément à une autre réalisation, une borne électrique au moins est constituée par une pluralité de corps métalliques, tels que des tiges, disposés longitu~-n~lem~nt dans la partie réfractaire de l'élément et dont les extrémités sont situées à des niveaux décalés selon l'épaisseur de l'é-lément à partir de la face de soufflage à l'état neuf. Ainsi, les extrémités des différents corps sont mises à nu successi-vement au fur et à mesure de l'usure du réfractaire et, en détectant le passage du courant dans chaque corps, on suit l'évolution de l'usure.
L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaitront plus clairement au vu de la des-cription qui suit donnée à titre d'exemple et en référence à
la planche de dessins annexée sur laquelle:
- la figure la est une représentation schématique en section médiane longitudinale d'un élément réfractaire per-méable selon le plan AA de la -figure lb-~2~g~

- la figure lb est une vue en plan de l'élément illustré sur la figure la, - les figures 2a, 3a et 2b, 2c, sont des représen-tations analogues respectivement à celles de la figure la et de la figure lb, relative à deux autres variantes de réalisa-tion.
Les éléments réfractaires perméables 1, décrits ici sont montrés à l'état neuf et présentent une forme générale en tronc de pyramide à base rectangulaire afin de pouvoir se substituer a~x briques habituelles du fond d'un récipient d'affinage. Les figures la, 2a et 3a représentent d'ailleurs un élement implanté dans un tel fond, dont on distingue en 2 la carapace métallique extérieure, en 3 la couche de réfrac-taire dite "de sécurité" et en 4 la couche dite "d'usure"
égalem~nt en matériau réfractaire (briques).
Comme on le voit sur les figures 1, l'élément 1 se compose essentiellement d'une partie principale perméable 5 en matériau réfractaire prise dans une enveloppe métallique 6 ~ l'aide d'un produit de jointoiement 7 formant une couche d'étanchéité latérale.
Cette enveloppe a sa petite base ouverte (extrémi-té supérieure sur les figures) de manière à laisser libre la face de soufflage 8 de la partie réfractaire. De plus, sa grande base 9 est pourvue d'une tubulure 10 raccordée à
une conduite 11 d'amenée d'un fluide de brassage à partir d'une source non représentée.
On considérera par la suite que le fluide de bras-sage est un gaz inerte, par exemple de l'azote ou de llargon.
La grande base 9 de l'enveloppe est placée légère-ment à distance de la partie réfractaire 5 afin de ménager entre elles une chambre de répartition gazeuse 12.
Dans les exemples retenus ici, la perméabilité de lapartie réfractaire 5 est obtenue grace a une réalisation de celle-ci en un assemblage de plaquettes 13 en matériau réfrac taire compact ordinaire, (par exemple en héton magnésien)~
Ces plaquettes sont juxtaposées avec inter-position entre-elles d'entretoises d'é~artement lon~itudinales 14. Celles-ci sont de format très réduit (~ils métalliques) de manière à mé~ager entre les plaques 13 des fentes de soufflage 15 de quelques lOème de mm de largeur seulement. Pour des raisons de clarté, cette largeur a été volont-airement exagérée sur les figures. Les fentes 15 assurent le passage du gaz de brassage en reliant la chambre de répartition 12 à la face de soufflage 8 tout en évitant, grâce à leur étroitesse, des infiltrations intempestives de métal en fusion.
La conception et la structure de la partie réfrac-taire perméable 5 ne faisant pas partie de l'objet meme de l'invention, les indications générales précédentes n'ont été
données qu'à titre purement informatif. Pour une description plus détaillée, on pourra utllement se reporter par exemple, au texte de la demande de brevet français publiée no. 2.475~529.
Confoxmément à l'invention, la partie réfractaire 1 est traversée par une tige métallique 16 dont l'extrémité
haute affleure la face de soufflage 8.
Cette tige et l'enveloppe 6, dont le bord libre vient également dans le plan de la face 8, sont de préférence en acier et constituent les deux bornes terminales, de polarité
opposée, d'un circuit électrique ouvert comprenant, comme on le voit, une alimentation 17 (par exemple un accumulateur), un dispositif de signalisation sonore 18 et deux fils de liai-son souples 19,19' courant dans le conduit 11 et dont les , _ 69~

extrémités sont soudées respectivement à l'extrémité basse de la tige 16 et à la tubulure 10 de l'enveloppe 6.
On comprend que dans ces conditions le métal en fusion, venant au contact de la face ~, met du meme coup en liaison électrique directe la ~ige 16 et l'enveloppe 6. Le courant électrique qui slétablit par la fermeture du circuit déclenche la signalisation 18.
Pour des raisons évidentes, liées aux courants para-sites susceptibles de gêner la détection, on a avantage à ce que l'enveloppe 6 soit bien isolée électriquement de la tige 16 Cette isolation est obtenue naturellement par la partie réfractaire elle-même. On peut toutefois améliorer la situa-tion en optant pour des plaquettes 13 en matériau réfractaire non carboné. De même, le produit de jointoiement 7 utilisé
présente, de préférence, des qualités d'isolant electrique.
Il est également possible, comme le montrent les figures, de placer la tige 16 dans un logement légerement sur-dimensionné par rapport au format de la tige. Ce logement peut aisément être réalisé au moyen d'encoches prévues en regard l'une de l'autre sur deux plaquettes 13 adjacentes. On rem-plit alors l'interstice par un produit de jointoiement non conducteur, ce qui assure ainsi à la fois l'isolation élec-~rique recherchée et la fixation de la tige 16 dans l'élément perméable.
Une autre mesure préven-tive à cet égard consiste prévoir un joint isolant 20 qui prend place entre la base de l'enveloppe 6 et la carapace métallique 2 du convextisseur.
La variante illustrée sur les figures 2 se distingue de celle décrite ci-avant par le fait qu'une seconde tige métallique 21 est prévue dans la partie réfractaire 5 en ~20~692 remplacement de l'enveloppe 6 dans son rôle de borne élec-trique.
Cette variante trouve notamment application dans les cas où l'élément de soufflage 1 est réalisé sans enveloppe métallique.
De même, une telle variante peut 8tre retenue si l'enveloppe 6 ne recouvre la surface latérale de la partie réfractaire 5 que de façon patielle, c'est-à-dire si elle est conçue de fabrication de maniere que son bord supérieur se situe en retrait par rapport au niveau de la face de soufflage 8.
La variante illustrée sur les figures 3 présente un intér8t particulier en ce sens qu'elle assure la detection de présence du métal en fusion contre la face de soufflage 8 tout en permettant de suivre l'évolution de l'usure de l'élé-ment 1 et du réfractaire 4 environnant, due à l'action du métal en fusion.
Cette variante se caractérise, comme on le voit, par le fait que, l'une des-bornes du circuit électrique de detec-tion est constituée par une pluralité de tiges métalliques, 22, 23, 24, 25 placées dans la partie réfractaire 5. L'autre borne électrique est assurée, comme pour la variante de la figure 1, par l'enveloppe métallique 6. Les tiges 22, 23, 24 25, présentent des longueurs différentes afin que leurs extré-mités supérieures s'étagent à des niveaux décalés entre eux selon l'épaisseur de la partie réfractaire 5. L'une d'entre elles,,à savoir la tige 22, affleure de fabrication la face de soufflage 8, et peut donc être placée comme dans les exemples précédents dans une fente de soufflage 15.
Les autres tiges sont enfouies dans des trous borgnes ménagés à cet effet au sein de la masse réfractaire 5 ~C36~:

et leurs parties terminales inférieures dëpassent légèrement pour permettre la liaison électrique avec la source d'alimen-tation 17. Cette liaison slopère selon un montage en paral-lèle des tiges entre-elles, et des indicateurs 26,26', 26",2~"' ~par exemple des témoins lumineux) signalent l'existence d'un courant dans les circuits élémentaires de chacune des tiges.
De la sorte, le dispositif permet de détecter la présence de métal en fusion contre la face de soufflage 8 ainsi que, le degré d'usure de l'élément en cours d'utilisation par mise à nu successive des tiges au fur et à mesure de l'usure.
La précision de la mesure est bien entendu directement liée au décalage de n~veau entre les extrémités des tiges.
La mise en oeuvre de l'invention est for simpler En tout cas, elle ne pose aucun problème non-maitrisé.
La tension nécessaire entre les sorties de la source électrique 17 peut etre faible, de l'ordre de quelques volts seulement. Par ailleurs cette tension peut être continue ou alternative. Les fils souples de connection électrique entre les bornes et la sourcé 17 sont avantageusement placés dans la conduite 11 d'amenée du gaz, ce qui assure leur maintient en température gr~ce au courant gazeux.
Bien entendu, l'invention ne saurait se limiter aux exemples décrits, mais s'étend à de multiples variantes aux équivalents dans la mesure où sont respectées les caractéris-tiques énoncées dans les revendications jointes.
Ainsi les tiges métalliques, telles que 16, 21, 22, etc.. peuvent être remplacées par tout autre corps à condi-tion qu'il ait des propriétés électroconductrices. Des élé-ments en graphite peuvent par exemple convenir. De meme la forme de ces corps peut etre quelconque: tiges, fils, plaques, v ~

~az~6~6~

tubes, etc...
Ainsi, pour les éléments de soufflage dont la per-méabilité est assurée, non plus au moyen de plaquettes réfrac-taires étanches ju~taposées, mais par des micro-tuyères incorporées dans une matrice réfractaire, l'invention pourra 8tre mise en oeuvre simplement en élisant une ou deux de ces tuyères comme bornes électriques, selon que l'on aura opté
pour la variante à enveloppe conductrice (figure 1) ou non (figure 2).
De même, la tige métallique, ou plus généralement tout corps électroconducteur selon l'invention, peut ne pas affleurer la surface de l'élément à l'état neuf. Dans ce cas, l'affleurement recherché interviendra ultérieurement au cours de la mise en service de l'élément, après une usure du réfractaire sur une profondeur égale à celle de l'extrémité
du corps conducteur dans la partie réfractaire `a l'état neuf.
De même encore, le suivi de l'usure de l'élément de soufflage peut être réalisé par d'autres moyens que la plu-ralité de tiges à décalage de niveau.
Il est tout à fait possible en effet, de ne mettre en oeuvre qu'une seule tige, telle que 16, mais jouant en plus de son r~le de détection de présence du métal en fusion, une fonction de résistance électrique consornmable. On peut suivre alor5 la réduction progressive de la longueur de la tige en surveillant en continu une caractéristique du circuit électri-que dont les variations sont liées à celles de la longueur de la tige. Une méthode par exemple peut consister à déterminer en continu la résistance de la tige à partir de la mesure du courant électrique dans le circuit de détection.
Une tige de ce type peut fort bien être réalisée à partir d'une tiye formée par un fil métallique calibré, de _g _ 9~

résistivité connue avec précision, de préférence élevée, et de grande longueur développée, que l'on enroule en solénoïde à
spires jointives, autour d'un noyau réfractaire par exemple.
Bien entendu, le fil devra dans ce cas avoir été préalablement revetu d'un vernis isolant.
De meme encore, on peut remplacer les indicateurs individuels 26,2~', 26",26"~, prévus sur les différentes bran-ches du montage en parallèle pour détecter le passage du cou-rant dans chacune des tiges, par un dispositif unique sensible aux variations de l'intensité électrique totale du circuit, par exemple, un dispositif pourvu d'un convertisseur analogique digital et indiquant à partir de l'intensité totale du circuit le nombre de tiges ou le rang de la tige dont 1'extrémité est mise à nu.
On comprend que de multiples possibilités existent quant aux choi~ des mo~ens de signalisation adaptés ~ l'in-vention, choix ~ue l'utilisateur effectuera en fonction de ses nécessités, de ses disponibilités ou simplement en fonc-tion de ses go~ts personnels.
~ 20069 ~

The present invention relates to the development of metals, especially steel. It concerns more precisely permeable refractory elements which, implanted on the wall (usually the bottom) of a metallurgical vessel, serve for the introduction of a brewing fluid, usually an inert gas in the molten metal bath contained in this container.
The application of the tire-brewing technique above mentioned to a steel mill converter at oxygen sou ~ blown from above, is currently developing worldwide under the name "LsE process"
(Lance-Brewing-Balance). This technique tends to achieve, as its name suggests, the balance between metal and slag and thus makes it possible to cumulate to a large extent the advantages respective stages of conventional refining processes oxygen flow from the top and oxygen blowing from the low.
Generally, refractory elements will Mables used schematically present a main part permeable cap made of refractory material (Magnesia, Dolomite, etc.) taken in a thin metal envelope, the appears to be of substantially the same shape and size as the usual refractory bricks which it replaces kill. The envelope leaves free the blowing face located in the plane of the surface of the refractory lining carpet-the inside of the ripening container, while the base of the envelope covering the opposite face is provided with a tubing for the arrival of the brewing fluid.
Many solutions have already been proposed to give the refractory part a selected permeability sufficient to ensure a flow of mixing fluid --1 ~

06 ~ 2 satisfactory while avoiding reverse penetration molten metal.
Besides, these elements, like any body refractory, inevitably wear out on contact with metal fusion. But today we manage to limit the speed from wear to that of the conventional refractory lining approximately-nant. Still it is useful to know the moments and the duration of the coming of the liquid metal in contact with the refractory.
The present invention aims to pre ~ enir uti-the presence of molten metal against the blowing face of the permeable refractory elements.
Another purpose is to inform it of the degree of wear of these elements, (and therefore of the entire coating -refractory), to allow it to intervene, by example by a refectio ~ of the bottom, when the thickness resi-dual reaches m; n; mllm acceptable.
With these objectives in view, the object of the invention is a permeable refractory element for the introduction of a stirring fluid in a bath of molten metal. The element has a free face for the outlet of the mixing fluid ~ t is characterized in that it is provided with at least two electrically conductive bodies, isolated from each other, arranged according to the thickness of the element and one end of which is susceptible flush with said free face, the other end being connected at an output of a power supply so as to place the terminals under voltage, with opposite polarities, electric circuit, said circuit comprising means for signaling of the "open or closed" state of the circuit.
As can be understood, the invention therefore consists in equipping a permeable refractory element with a ~ 0 ~ 369 ~

detection of the presence of molten metal using the pro-electrically conductive properties of the latter.
When the molten metal comes into contact with the blowing face, it connects two terminals with flush voltage rant this face, thus closing an electrical circuit of which the current flow is detected.
In one embodiment, the terminals are metal rods passing longitudinally through the part element refractory.
According to another embodiment, the refractory element is placed in a metal envelope leaving the face free blowing, said envelope constituting one of the terminals electric.
According to another embodiment, a terminal at least electric is constituted by a plurality of bodies metallic, such as rods, arranged longitu ~ -n ~ lem ~ nt in the refractory part of the element and whose ends are located at levels offset by the thickness of the element from the blowing face in new condition. So, the ends of the different bodies are exposed successively progressively with the wear of the refractory and, in detecting the flow of current in each body, we follow the evolution of wear.
The invention will be well understood and other aspects and advantages will appear more clearly in the light of the following description given by way of example and with reference to the accompanying drawing plate on which:
- Figure la is a schematic representation in longitudinal median section of a refractory element mable according to the plan AA of -figure lb-~ 2 ~ g ~

- Figure lb is a plan view of the element illustrated in Figure la, - Figures 2a, 3a and 2b, 2c, are representations tations analogous respectively to those of FIG.
of FIG. 1b, relating to two other alternative embodiments tion.
The permeable refractory elements 1, described here are shown in new condition and have a general shape in a pyramid trunk with a rectangular base in order to be able to substitute a ~ x usual bricks from the bottom of a container ripening. Figures la, 2a and 3a also represent an element located in such a background, which is distinguished in 2 the outer metal shell, in 3 the refraction layer said "safety" and in 4 the so-called "wear layer"
also in refractory material (bricks).
As seen in Figures 1, element 1 essentially consists of a permeable main part 5 of refractory material taken in a metal casing 6 ~ using a jointing product 7 forming a layer lateral sealing.
This envelope has its small open base (extremi-upper tee in the figures) so as to leave free the blowing face 8 of the refractory part. Furthermore, its large base 9 is provided with a tube 10 connected to a pipe 11 for supplying a stirring fluid from from a source not shown.
We will consider below that the arm fluid sage is an inert gas, for example nitrogen or enlarged.
The large base 9 of the envelope is placed light-remote from the refractory part 5 in order to spare between them a gas distribution chamber 12.
In the examples used here, the permeability of the refractory part 5 is obtained thanks to an embodiment of this in an assembly of plates 13 of refractive material ordinary compact silencing, (for example in magnesian heteron) ~
These plates are juxtaposed with inter-position between-them spacers é ~ artement lon ~ itudinales 14. Celles-these are very small (~ metallic) so to mé ~ ager between the plates 13 of the blowing slots 15 of a few lOths of mm wide only. For reasons of clarity, this width has been deliberately exaggerated over the figures. The slots 15 ensure the passage of gas from mixing by connecting the distribution chamber 12 to the face of blowing 8 while avoiding, thanks to their narrowness, untimely infiltration of molten metal.
The design and structure of the refractive part to be permeable 5 not being part of the very object of the invention, the foregoing general indications were not data for informational purposes only. For a description more detailed, we can utllement refer for example, to the text of the published French patent application no. 2,475 ~ 529.
In accordance with the invention, the refractory part 1 is crossed by a metal rod 16 whose end high is flush with the blowing face 8.
This rod and the envelope 6, the free edge of which comes also in the plane of the face 8, are preferably in steel and constitute the two terminal terminals, of polarity opposite, of an open electrical circuit comprising, as we sees it, a power supply 17 (for example an accumulator), a sound signaling device 18 and two wires of connection its flexible 19.19 'running in the conduit 11 and whose , _ 69 ~

ends are welded respectively to the lower end of the rod 16 and the tube 10 of the casing 6.
We understand that under these conditions the metal in fusion, coming into contact with the face ~, puts at the same time in direct electrical connection the ~ ige 16 and the envelope 6. The electric current which is established by closing the circuit triggers signaling 18.
For obvious reasons, related to the currents para-sites likely to interfere with detection, we benefit from this that the casing 6 is electrically well insulated from the rod 16 This insulation is obtained naturally by the part refractory itself. However, the situation can be improved tion by opting for plates 13 made of refractory material non-carbon. Likewise, the jointing product 7 used preferably has qualities of electrical insulation.
It is also possible, as the figures, to place the rod 16 in a slightly sur-dimensioned in relation to the rod format. This accommodation can easily be made by means of notches provided opposite one from the other on two adjacent plates 13. We replace folds the gap with a non-grouting product conductor, thereby ensuring both electrical insulation ~ risk sought and the fixing of the rod 16 in the element permeable.
Another preventive measure in this regard is provide an insulating joint 20 which takes place between the base of the casing 6 and the metal shell 2 of the convexor.
The variant illustrated in Figures 2 stands out of that described above by the fact that a second rod metal 21 is provided in the refractory part 5 in ~ 20 ~ 692 replacement of envelope 6 in its role as an electrical terminal stick.
This variant is particularly applicable in case where the blowing element 1 is produced without an envelope metallic.
Likewise, such a variant can be adopted if the envelope 6 does not cover the lateral surface of the part refractory 5 only patially, that is to say if it is designed to manufacture so that its upper edge is set back from the level of the blowing face 8.
The variant illustrated in Figures 3 presents a of particular interest in that it ensures detection presence of molten metal against the blowing face 8 while allowing to follow the evolution of the wear of the element ment 1 and the surrounding refractory 4, due to the action of molten metal.
This variant is characterized, as we see, by the fact that one of the terminals of the electric detec-tion consists of a plurality of metal rods, 22, 23, 24, 25 placed in the refractory part 5. The other electrical terminal is ensured, as for the variant of the Figure 1, by the metal casing 6. The rods 22, 23, 24 25, have different lengths so that their ends upper mites are staggered at staggered levels depending on the thickness of the refractory part 5. One of they, namely the rod 22, is flush with the manufacturing face of blowing 8, and can therefore be placed as in the examples previous in a blow slot 15.
The other rods are buried in holes blind provided for this purpose within the refractory mass 5 ~ C36 ~:

and their lower end portions slightly protrude to allow electrical connection to the power source tation 17. This link slopers according to a parallel mounting.
link rods together, and indicators 26,26 ', 26 ", 2 ~"' ~ for example, indicator lights) indicate the existence of a current in the elementary circuits of each of the rods.
In this way, the device makes it possible to detect the presence of molten metal against the blowing face 8 as well that, the degree of wear of the element in use by successive baring of the rods as they wear.
The accuracy of the measurement is of course directly linked offset n ~ calf between the ends of the rods.
The implementation of the invention is for simpler In in any case, it poses no uncontrolled problem.
The voltage required between the source outputs electric 17 can be weak, around a few volts only. Furthermore, this tension can be continuous or alternative. Flexible wires for electrical connection between the terminals and the source 17 are advantageously placed in the gas supply line 11, which keeps them in temperature thanks to the gas stream.
Of course, the invention cannot be limited to examples described, but extends to multiple variations to equivalent as long as the characteristics are met ticks set out in the appended claims.
So the metal rods, such as 16, 21, 22, etc. can be replaced by any other condi-tion that it has electroconductive properties. Ele-Graphite elements may for example be suitable. Likewise the shape of these bodies can be arbitrary: rods, wires, plates, v ~

~ az ~ 6 ~ 6 ~

tubes, etc ...
Thus, for the blowing elements whose per-stability is ensured, no longer by means of refractory plates watertight shutters ju ~ taped, but by micro-nozzles incorporated into a refractory matrix, the invention may 8be implemented simply by electing one or two of these nozzles as electrical terminals, depending on whether you have chosen for the variant with conductive cover (Figure 1) or not (figure 2).
Likewise, the metal rod, or more generally any electroconductive body according to the invention, may not flush with the surface of the element in new condition. In this case, the desired outcrop will occur later on during the commissioning of the element, after wear of the refractory to a depth equal to that of the end of the conductive body in the refractory part in new condition.
Likewise, monitoring the wear of the element blowing can be achieved by other means than most reality of level shift rods.
It is quite possible indeed, not to put using only one rod, such as 16, but playing in addition its r ~ the detection of the presence of molten metal, a consumable electrical resistance function. We can follow alor5 the progressive reduction of the length of the rod in continuously monitoring a characteristic of the electrical circuit that whose variations are linked to those of the length of the stem. One method for example may be to determine continuous resistance of the rod from the measurement of electric current in the detection circuit.
A rod of this type can very well be made from a tie formed by a calibrated metal wire, _g _ 9 ~

precisely known resistivity, preferably high, and long developed length, which is wound in solenoid at contiguous turns, around a refractory core for example.
Of course, the wire must in this case have been previously coated with an insulating varnish.
Similarly, we can replace the indicators 26,2 ~ ', 26 ", 26" ~, provided on the different branches parallel mounting checks to detect the passage of the rant in each of the stems, by a unique sensitive device to variations in the total electrical current of the circuit, for example, a device with an analog converter digital and indicating from the total intensity of the circuit the number of stems or the row of the stem whose end is exposure.
We understand that multiple possibilities exist as for the choi ~ mo ~ ens signaling adapted ~ the-vention, choice ~ ue the user will perform according to its needs, its availability or simply in function tion of his personal tastes.

Claims (7)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège, est revendiqué sont définies comme il suit:- The realizations of the invention, about which a right exclusive property or lien, is claimed are defined as follows: - 1. - Elément réfractaire perméable pour l'introduc-tion d'un fluide de brassage dans un bain de métal en fusion contenu dans un récipient métallurgique, élément destiné à
être implanté en paroi dudit récipient et présentant une face libre de sortie du fluide de brassage, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux corps électroconducteurs disposés selon l'épaisseur de l'élément en étant électrique-ment isolés entre-eux et susceptibles d'affleurer par l'une de leurs extrémités la face de sortie du fluide de brassage, l'autre extrémité étant reliée à une source électrique de manière à constituer les deux bornes sous tension de polari-tés opposées d'un circuit électrique ouvert, ledit circuit comprenant au moins un moyen de signalisation de l'état "ouvert ou fermé" du circuit.
1. - Permeable refractory element for the introduction tion of a stirring fluid in a bath of molten metal contained in a metallurgical container, element intended for be implanted on the wall of said container and having a free face of the stirring fluid outlet, characterized in that it has at least two electrically conductive bodies arranged according to the thickness of the element being electric-isolated from each other and likely to be exposed by one from their ends the outlet face of the stirring fluid, the other end being connected to a power source of so as to constitute the two terminals under voltage of polari-opposite sides of an open electrical circuit, said circuit comprising at least one state signaling means "open or closed" of the circuit.
2, - Elément réfractaire perméable selon la reven-dication 1, dans lequel une partie principale perméable en matériau réfractaire est prise dans une enveloppe métallique laissant libre la face de sortie du gaz de brassage, et carac-térisé en ce que l'un des corps électroconducteurs formant une borne du circuit électrique est constitué par ladite enveloppe. 2, - Permeable refractory element according to the res-dication 1, in which a main part permeable in refractory material is taken in a metal casing leaving free the outlet side of the stirring gas, and charac-terized in that one of the electrically conductive bodies forming an electrical circuit terminal is constituted by said envelope. 3. - Elément réfractaire perméable selon la reven-dication 1 ou 2, caractérisé en ce que une borne du circuit électrique est constituée par une pluralité de corps électro-conducteurs dont les extrémités tournées vers la face de sor-tie sont situées à des niveaux décalés entre eux selon l'épaisseur de l'élément, en ce que, lorsque l'un des corps électroconducteurs affleure, par son extrémité, la face de sortie, les autres corps sont enfouis dans la matière réfrac-taire, et en ce que des moyens de signalisation de l'état "ouvert ou fermé" du circuit électrique sont également prévus pour détecter le passage du courant électrique dans les différents corps électroconducteurs. 3. - Permeable refractory element according to the res-dication 1 or 2, characterized in that a circuit terminal electric is constituted by a plurality of electro-conductors whose ends face the exit face tie are located at staggered levels according to the thickness of the element, in that when one of the bodies electrically conductive, at its end, is flush with the face of exit, the other bodies are buried in the refractory material shut up, and in that state signaling means "open or closed" of the electrical circuit are also provided to detect the passage of electric current through different electrically conductive bodies. 4. - Elément réfractaire perméable selon la reven-dication 1 ou 2, caractérisé en ce que une borne au moins est constituée par une résistance électrique, consommable et en ce que des moyens de signalisation de l'état "ouvert ou fermé" du circuit électrique sont également prévus pour indiquer l'épaisseur résiduelle dudit élément par une déter-mination d'une caractéristique du circuit électrique dont les variations sont liées à celle de la longueur de la borne. 4. - Permeable refractory element according to the res-dication 1 or 2, characterized in that at least one terminal consists of an electrical resistance, consumable and in that means for signaling the status "open or closed "of the electrical circuit are also provided for indicate the residual thickness of said element by a determination mination of a characteristic of the electrical circuit whose variations are related to that of the length of the terminal. 5. - Elément réfractaire perméable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les corps électro-conducteurs sont constitués par des tiges métalliques. 5. - Permeable refractory element according to the claim 1, characterized in that the electro-conductors are made up of metal rods. 6. - Elément réfractaire perméable selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites tiges sont en acier. 6. - Permeable refractory element according to the claim 5, characterized in that said rods are in steel. 7. - Elément réfractaire perméable selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'une au moins desdites tiges est tubulaire et sert pour l'introduction dans le bain du fluide de brassage. 7. - Permeable refractory element according to claims 5 or 6, characterized in that at least one of said rods is tubular and serves for the introduction in the brewing fluid bath.
CA000417389A 1981-12-16 1982-12-09 Permeable refractory element for the injection of a stirring fluide into a molten metal bath Expired CA1200692A (en)

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