FR2486651A1

FR2486651A1 - Procede et appareil pour detecter le niveau de surface du metal en fusion dans un moule

Info

Publication number: FR2486651A1
Application number: FR8113457A
Authority: FR
Inventors: Y Kamikawa; K Nenbai; Y Nimura; H Yokoyama
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1980-07-09
Filing date: 1981-07-08
Publication date: 1982-01-15
Also published as: AU528599B2; AU7266081A; US4470446A; GB2082777B; CA1197591A; GB2082777A; FR2486651B1

Abstract

PROCEDE ET APPAREIL POUR DETECTER LE NIVEAU DE LA SURFACE DU METAL EN FUSION DANS UN MOULE. ON INTRODUIT UNE ELECTRODE 5 DANS UN LAITIER 3 FORMANT UNE COUCHE SOUS UN FLUX 4 FLOTTANT SUR LE METAL EN FUSION 2 PLACE DANS LE MOULE 1, ON DETECTE 10, 11 UNE VARIATION DE RESISTANCE ELECTRIQUE DUE A UN GRADIENT DE TEMPERATURE A L'ENDROIT D'INTRODUCTION DE L'ELECTRODE, ON FAIT MONTER OU DESCENDRE 6 L'ELECTRODE 5 DE FACON A MAINTENIR LADITE RESISTANCE CONSTAMMENT ENTRE 5 ET 50 OHMS ET ON MESURE 8 LE DEGRE DE DEPLACEMENT DE L'ELECTRODE POUR DETECTER 12, 13, 14 AINSI LE NIVEAU DE LA SURFACE DU METAL EN FUSION. APPLICATION AU DOMAINE DE LA COULEE CONTINUE.

Description

La présente invention concerne un procédé et un appa-

reil pour détecter le niveau de la surface du métal en fusion dans un moule de coulée de métal,en particulier pour une

machine de coulée continue.

Jusqu'à maintenant, il a été difficile de détecter de façon continue le niveau de la surface du métal en fusion dans le moule d'une machine de coulée continue car le métal fondu à traiter se trouve à température élevée. Pour résoudre ce problème, on a proposé, dans la demande de brevet japonais publiée sous le no42848/79,un procédé suivant lequel on introduit une électrode dans un laitier formant une couche sous un flux flottant sur la surface du bain de métal fondu, on détecte une variation de résistance électrique due à un gradient de température à l'endroito l'électrode est introduite,on fait déplacer l'électrode vers le haut ou vers le bas afin de maintenir toujours constante la valeur détectée

et on mesure le degré de déplacement.

On a également proposé d'autres techniques pour détec-

ter le niveau de la surface du bain de métal en fusion dans un moule d'une machine de coulée continue,comme décrit dans les publications de brevets japonais suivantes n'122 622/78,

49 944/80,42846/79.

La présente invention concerne en particulier un

perfectionnement au procédé de détection du niveau de la sur-

face de métal en fusion dans un moule,décrit dans la demande

de brevet japonais 42 848/79.

L'invention a pour but de fournir un procédé et un appareil permettant la détection du niveau de la surface de métal en fusion dans un moule avec une grande précision et une haute fiabilité,tout en pouvant être commodément

adaptés pour des applications pratiques.

Ains/L'invention concerne un procédé de détection du niveau de la surface de métal en fusion dans un moule, suivant lequel on introduit une électrode dans un laitier formant une couche sous un flux flottant à la surface du métal en fusion dans le moule,ce qui permet de détecter un changement de résistance électrique du à un gradient de température à l'endroit d'introduction de l'électrode,

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et on déplace l'électrode vers le haut ou vers le bas pour maintenir toujours constante la valeur détectée.On mesure le degré de déplacement de l'électrode pour détecter le niveau de la surface du métal en fusion. Ce procédé est caractérisé en ce que la valeur détectée est maintenue cons-

tante dans une gamme de 5 à 50 ohms.

L'invention concerne également un appareil pour la

mise en oeuvre du procédé,cet appareil comprenant une élec-

trode destinée à être introduite dans un laitier formant une couche sous un flux flottant à la surface du métal en fusion,un générateur pour fournir un courant constant à

l'électrode,un dispositif pour mesurer la résistance électri-

que entre l'électrode et le métal fondu,un dispositif de réglage de résistance pour établir une résistance de valeur prédéterminée rentrant dans une gamme comprise entre 5 et 50 ohms, un amplificateur différentiel pour produire à sa sortie un signal correspondant à la différence entre la résistance mesurée par le dispositif de mesure et la valeur prédéterminée et un amplificateur de puissance pour convertir le signal de sortie de l'amplificateur différentiel en un signal de commande d'un servo-moteur. Le servo-moteur est actionné par le signal de commande et un dispositif de levage est entraîné par ce servo-moteur pour déplacer l'électrode vers le haut ou vers le bas jusque dans une position o la résistance entre l'électrode et le métal fondu correspond à la résistance prédéterminée définie par le dispositif de réglage de résistance. En outre il est prévu un moyen pour

mesurer le déplacement de l'électrode.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention

seront mis en évidence dans la suite de la description,

donnée à titre d'exemple non limitatif,en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig.1 est un schéma synoptique d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; Fig.2 est un diagramme illustrant un mode d'obtention de courbes donnant la relation entre la position d'électrode D et la variation de résistance R, Fig.3 est un graphique donnant des courbes R-D obtenues conformément au mode indiqué sur la figure 2; Fig.4 est une vue latérale schématique d'un appareil pour détecter le niveau de surface de métal en fusion conformément à un autre mode de réalisation de la présente invention; Fig.5 est une vue en coupe schématique d'encore un autre mode de réalisation de l'invention; Fig.6 est une vue latérale schématique d'un dispositif stabilisateur d'électrode pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention;

Fig.7(a) est un schéma d'un mode de réalisa-

tion du circuit du dispositif de mesure de résistance de la figure 1 tandis que les figures 7(b) à 7 (g) sont des graphiques donnant les formes d'ondes des tensions de sortie apparaissant en différentes parties, et Fig.8(a) à 8(d) sont des vues latérales en coupe d'électrodes utilisées dans l'appareil servant à la

mise en oeuvre du procédé de l'invention.

En considérant la figure lon voit que, pendant l'opération de coulée,du métal en fusion 2 est introduit dans un moule 1 d'une machine de coulée continue tandis que simultanément un flux est déversé sur le métal en fusion.Sur ce métal fondu 2,il se forme une couche de laitier 3 et une couche de flux 4 sur la couche 3,comme cela

est bien connu.

Une électrode en forme de barre,constituée d'une matière de haut point de fusion,telle que du carbone, est introduite par le haut du moule 1 dans le flux 4 de façon que son extrémité inférieure vienne se placer dans la couche de laitier 3. L'électrode est suspendue de manière à pouvoir être déplacée vers le haut et vers le bas à l'aide d'un dispositif mécanique de levage 6 comprenant par exemple un bras mobile vers le haut et vers le bas ou bien un

câble pouvant être enroulé sur ou déroulé d'un tambour.

Ce dispositif de levage 6 est entraîné par un servo-moteur 7 et l'électrode 5 est relevée ou descendue par la rotation normale ou inverse du servo-moteur 7. Le dispositif de levage 6 est pourvu par exemple d'un potentiomètre du type linéaire

dont le signal de sortie représente le déplacement de l'élec-

trode 5. Un courant constant est fourni à l'électrode 5 par un générateur de courant constant 9 et une résistance

existant entre l'électrode 5 et le métal en fusion est détec-

tée à l'aide d'un dispositif 10 de mesure de résistance.

Le signal de sortie du dispositif 10 de mesure de résistance est comparé, à l'aide d'un amplificateur différentiel 12, avec une résistance de valeur prédéterminée comprise entre 5 et 50 ohms,prédéfinie par un dispositif 11 de réglage de résistance,la différence étant convertie en un signal de commande du servo-moteur 7 par un amplificateur de puissance 13. Ce signal de commande actionne le servo-moteur 7 de façon que celui- ci fasse exécuter au dispositif de levage 6 ses mouvements de montée ou de descente d'électrode. En d'autres termes,quand le niveau du métal en fusion 2 dans le moule 1 change,le signal de sortie du dispositif 10 de mesure de résistance varie en correspondance et le servo-moteur 7

est actionné,en fonction du signal de sortie de l'amplifica-

teur différentiel 12,en fonction de la différence entre le signal de sortie du dispositif 10 de mesure de résistance et la valeur de préréglage du dispositif ll,de sorte que le dispositif de levage 6 est entraîné pour faire monter ou descendre l'électrode 5 jusque dans une position o la résistance entre l'électrode 5 et le métal en fusion 2 correspond toujours à la valeur prédéterminée établie par le dispositif 11 de réglage de résistance. Ce mouvement de montée et de descente de l'électrode 5 est mesuré par exemple à l'aide d'un potentiomètre 8 de façon à détecter ainsi le niveau de la surface du métal-fondu 2. Le signal de sortie du dispositif ll de mesure de résistance et le signal de sortie du potentiomètre 8 sont enregistrés de façon continue

par un enregistreur 14.

Pour sélectionner une résistance prédéterminée à l'aide du dispositif 11, ou en d'autres termes pour mesurer la relation entre la distance D séparant le métal en fusion de l'électrode (c'est-à-dire la position de l'électrode) et la résistance R entre le métal en fusion et l'électrode (c'est-à-dire la résistance de niveau),il est prévu un dispositif 15 de réglage de vitesse de rotation de manière que l'amplificateur de puissance 13 soit commandé par son signal de sortie. Ainsi,en manoeuvrant un commutateur 16

pour déconnecter l'amplificateur de puissance 13 de l'ampli-

ficateur différentiel 12 et simultanément pour connecter l'amplificateur de puissance 13 au dispositif de réglage de vitesse de rotation 15,le servo-moteur 7 est entraîné à une vitesse constante par le dispositif 15 de réglage de vitesse de rotation,de sorte que l'électrode 5 descend dans le laitier 3 depuis la surface de contact de la couche de flux jusqu'à la surface du métal en fusion à une vitesse constante,par exemple de 40 mm/s, et la résistance de niveau,variable de façon continue,est prise en chaque endroit

par le dispositif 10 de mesure de résistance et est enregis-

trée par l'enregistreur 14,comme indiqué sur la figure 2.

On a ainsi obtenu les courbes position d'électrode-résistance de niveau qui sont indiquées sur la figure 3. La température

du métal en fusion au moment de la mesure a été de 1500'C.

La courbe A1 représente une courbe D-R dans un cas o l'épaisseur de la couche de laitier est de 10 mm. Lorsque R

est comprise entre 5 et 50 ohms, D subit une variation légè-

rement en gradin correspondant à la variation de R. En consé-

quence,on voit que D varie essentiellement linéairement en correspondance avec la variation de résistance au voisinage de la valeur prédéterminée, établie facultativement dans une gamme comprise entre 5 et 50 ohms. En d'autres termes, il est possible d'assurer la commande mutuelle de D et R dans cette gamme. En référence à la courbe A1, o R est

inférieure à 5 ohms,on voit que cette courbe est essentielle-

ment horizontale et que la variation de R en correspondance

à la variation de D est faible,de sorte que la caractéristi-

que dite de suivi est extrêmement mauvaise. D'autre part,

lorsque R est supérieure à 50 ohms,la courbe est essentielle-

ment verticale et la variation de D en fonction de R est faible;en conséquence il risque de se produire ce qu'on appelle un phénomène de flottement se traduisant par une vibration de l'électrode à l'extérieur de la gamme

contrôlable. En outre,si ladite valeur de résistance prédé-

terminée est réglée à un niveau inférieur à 5 ohms,il existe un risque indésirable que l'électrode plonge dans le

métal en fusion et que celui-ci se dépose sur l'électrode.

D'autre part,si la valeur de la résistance est réglée au-dessus de 50 ohms,il existe un risque que l'électrode soit retirée du flux et refroidie et que du laitier se

dépose sur l'électrode.

Par ailleurs,la courbe A2 est une courbe D-R dans un cas o l'épaisseur de la couche de laitier est de 6 mm. Dans une gamme de valeurs de R comprise entre 5 et 50 ohms, D et R varient de façon essentiellement linéaire comme pour la courbe A1, et D est soumis à une variation en gradin en correspondance à la variation de résistance au voisinage de la valeur prédéterminée de résistance réglée facultativement dans une plage comprise entre 5 et

ohms. En conséquence,il est possible d'assurer une comman-

de mutuelle de D et R dans cette plage.

De plus,la courbe A3 est une courbe D-R dans un cas o l'épaisseur de la couche de laitier est de 3 mm. Dans ce cas,la courbe est essentiellement horizontale si R est inférieure à 5 ohms et elle est essentiellement verticale si R est supérieure à 5 ohms. En conséquence, on ne peut pas obtenir une relation linéaire entre D et R dans l'une ou l'autre gamme et il est difficile d'avoir pour R une valeur prédéterminée,convenant pour la commande de D.

Après la description d'un mode de réalisation de la

présente invention,on voit que celle-ci concerne un procédé pour détecter le niveau de la surface du métal en fusion dans un moule,ce procédé consistant à introduire une électrode dans un laitier constituant une couche sous un flux flottant à la surface du métal en fusion se trouvant dans le moule,ce qui permet de détecter une variation

de résistance électrique résultant d'un gradient de tempéra-

ture dans la position de l'électrode,à déplacer l'électrode vers le haut et vers le bas de façon à maintenir la valeur détectée toujours constante, et à mesurer le degré de déplace- ment de l'électrode,le procédé étant caractérisé en ce que la valeur détectée est constante dans une gamme comprise entre 5 et 50 ohms. En réglant la valeur détectée de façon

qu'elle reste constante dans la gamme précitée,il est possi-

ble d'assurer la détection du niveau de la surface du métal

en fusion par déplacement de montée et descente de l'électro-

de en fonction de la variation de résistance dans une gamme

o le déplacement de l'électrode et la variation de résis-

tance s'effectuent en relation linéaire l'un par rapport à

l'autre.

On va maintenant décrire en référence à la figure 4 un appareil de mesure du niveau de la surface du métal en fusion dans un moule de coulée,qui est utilisé pour la

mise en oeuvre du procédé de l'invention.

La machine comprend une poche 24 (ou tundish)destinée à déverser un métal en fusion 21 par l'intermédiaire d'une buse 22 dans un moule de coulée 23, un wagon à plate-forme 27 pouvant se déplacer sur des rails 26 placés à côté d'une entrée 25 du moule de coulée 23 dans un intervalle étroit existant entre la poche 24 et le moule situé en dessous,ainsi qu une potence 28 montée sur le wagon 27 et composée d'un bras arrière 28b et d'un bras avant 28a,reliés de façon séparable entre eux et s'étendant en direction et au-dessus d'une entrée 25 du moule de coulée 23. Un câble 29 s'étend le long de la potence 28 et une électrode 30 est suspendue,par l'intermédiaire de l'extrémité avant du câble 29,au bras avant 28a afin de pénétrer dans l'entrée 25,1'extrémité arrière du câble 29 s'étendant au-delà du bras arrière 28b et étant enroulée sur un tanbour 32 qui peut être entraîné en rotation,dans le sens direct ou le sens inverse,par un moteur électrique 31 monté sur le wagon à plate-forme 27.Un potentiomètre 33 est prévu pour

mesurer le degré d'enroulement ou de déroulement du câble.

A la différence de la structure décrite ci-dessus, on peut utiliser un agencement du type tournant dans lequel le wagon à plateforme 27 est placé sur un bâti tournant (non représenté),au lieu de l'être sur les rails 26,ou bien on peut utiliser une structure fixe o le wagon à plateforme 27 est placé sur un châssis fixe (non représenté) à la place

des rails 26, et est fixé par exemple sur un wagon à poche.

En outre,les rails étant fixés,le corps principal du dispo-

sitif de mesure de niveau peut être agencé de manière à pouvoir être entraîné automatiquement vers l'avant et vers

l'arrière. Egalement,le bras du dispositif de mesure de ni-

veau peut être rendu déplaçable vers le haut et vers le bas

à l'aide d'une vis sans fin à rangée de billes (non repré-

sentée). Er/onséquence, le câble à l'extrémité avant duquel est suspendue l'électrode et qui part du tambour du côté entrée du moule de coulée, permet d'amener l'électrode dans ladite entrée. Le câble est enroulé ou déroulé en fonction de la valeur détectée par l'électrode,en assurant ainsi la montée ou la descente de cette électrode,et le degré d'enroulement et de déroulement est mesuré,par exemple à l'aide d'un potentiomètre, Avec un tel procédé de mesure,on peut établir une large gamme de valeurs de mesure à partir de la condition initiale de la coulée

dans l'espace étroit existant entre la poche et le moule.

En outreil est possible de former des billettes ne comportant aucun défaut interne par une agitation électromagnétique du métal en fusion 21 introduit dans le

moule de coulée 23 par la buse 22,en faisant passer un cou-

rant alternatif dans une bobine électromagnétique 100-placée à l'extérieur di+ oule de coulée 23,comme indiqué sur la

figure 5.

Egalement,conformément à un autre mode de réalisation de l'invention,il est prévu un dispositif de stabilisation d'électrode pour empêcher une vibration de l'électrode 30, due à un écoulement du métal en fusion sous l'influence de la force électromagnétique. Ce dispositif de stabilisation d'électrode a une structure dans laquelle l'arbre de guidage placé le plus en bas est constitué par un tube 51d ayant un petit diamètre intérieur et o le câble 29 passe dans des tubes 51a, 51b, 51c et 51d. En conséquence,dans un appareil de mesure de niveau de surface de métal en fusion

du type suspendu On câbleil est prévu un dispositif sta-

bilisateur d'électrode comprenant un mécanisme d'expansion-

contraction déplaçable vers le haut ou vers le bas en corres-

pondance à l'enroulement ou au déroulement du câble et

agencé pour permettre au câble de le traverser et pour main-

tenir le câble exempt de vibrations dans une position o l'électrode est suspendue. Dans l'appareil de détection de niveau de la figure l,le dispositif 9 de mesure de résistance comprend,comme indiqué sur la figure 7(a),un générateur 14

servant à produire un courant constant,un convertisseur ten-

sion-intensité 15 et un circuit de traitement de sortie comportant un amplificateur de tension 16,un filtre à bande passante 17,un redresseur 18 et un filtre passe-bas 19. Le signal de sortie du convertisseur tension-intensité 15 est appliqué à l'électrode 5,le signal de sortie de l'électrode est ensuite traité par le circuit de traitement et le signal de sortie du circuit de traitement est appliqué à l'amplificateur différentiel 1.2. Comme indiqué sur la figure 7(b),le générateur 14 produit une tension d'onde sinusoïdale d'une fréquence qui est différente de la fréquence d'une perturbation externe prévisibletelle qu'une agitation électromagnétique. Normalement, l'agitation électromagnétique a une fréquence d'au maximum 15 Hz et la fréquence du courant fourni par le réseau est de 50 à 60 Hz, de sorte que la fréquence porteuse du générateur est habituellement réglée à une valeur de 100 à 500 Hz. Lors de la réception du

signal de sortie du générateur 14,le convertisseur tension-

intensité 15 convertit ce signal en un courant porteur d'intensité constante,comme indiqué sur la figure 7(c),et il l'applique à l'électrode 5. L'amplificateur de tension 16 détecte la tension entre l'électrode 5 et le métal en fusion 2 et il produit une forme d'onde représentant une chute de tension mesurée,qui est formée d'une onde variable due à une variation de la valeur de la résistance entre l'électrode

et le métal en fusion,d'une onde variable due à la perturba-

tion externe et de l'onde porteuse mentionnée ci-dessus.

Lors de la réception de l'onde de chute de tension provenant de l'amplificateur 16,le filtre à bande passante 17 enlève les bandes de basses et hautes fréquences bordant la bande de fréquence de l'onde porteuse et produit par conséquent une composante d'onde porteuse correspondant à la valeur de la chute de tension correspondant à l'onde variable résultant de la suppression de la perturbation externecomme indiqué sur la figure 7(e). Le redresseur 18 reçoit la forme d'onde qui sort du filtre à bande passante 17,il convertit le courant alternatif en un courant continu et il produit par conséquent une forme d'onde filtrée et redressée qui est indiquée sur la figure 7(f). Le filtre passe-bas 19 reçoit la forme d'onde redressée sortant du redresseur 18,il élimine la fréquence porteuse et il engendre ainsi seulement l'onde variable correspondant à la variation de la valeur de résistance entre l'électrode et le métal en fusion,comme indiqué sur la figure 7(g). L'onde variable

sortant du filtre passe-bas 19 est appliquée à l'amplifica-

teur différentiel 12. En conséquence,le signal d'entrée à

l'amplificateur différentiel est exempt de parasites imputa-

bles à la bobine d'agitation électromagnétique ou à d'autres perturbations externes et à l'onde porteuse et il est

par conséquent composé seulement de l'onde variable corres-

pondant à la variation de la valeur de résistance entre l'électrode 6 et le métal en fusion 2.En utilisant un tel signal d'entrée,il est possible de détecter avec précision

le niveau de la surface du métal en fusion.

On a indiqué sur la figure 3 un graphique donnant la relation entre la valeur de résistance R entre le métal en fusion et l'électrode,mesurée à l'aide du dispositif 10, et la distance D séparant la surface du métal en fusion de l'électrode et mesurée à l'aide du potentiomètre 8.Les courbes A1, A2 et A3 représentent des cas o l'épaisseur t48665 t 1 1 de la couche de laitier se trouvant sur le bain de métal en fusion à une température de 1500'C est respectivement de 3 mm,6 mm et 10 mm. Normalementla couche de laitier 3 dans laquelle l'électrode est placée a un certain gradient de résistance correspondant à un gradient de température existant entre la zone à haute température dirigée vers le métal en fusion et la zone à basse température en contact

avec la couche de flux,et par conséquent il est habituelle-

ment possible de déterminer la distance entre l'électrode et le métal en fusion en mesurant la résistance entre l'électrode

et le métal en fusion.

Lors de la détermination du niveau de la surface du métal en fusion,la couche de laitier 3 est formée par du flux 4 déversé et fondu sur la surface du métal en fusion et elle doit avoir une épaisseur suffisante pour posséder un gradient de résistance modéré, de façon à pouvoir mesurer

en toute sécurité la résistance en chaque endroit. Conformé-

ment à l'invention,on a effectué différentes expériences et il en est résulté que,lors de l'utilisation d'un flux thermiquement isolant comme le flux 4,il est possible de former facilement une couche de laitier ayant une épaisseur suffisante et une couche de flux ayant une bonne efficacité d'isolation thermique et il est possible d'effectuer la mesure de résistance en chaque endroit en réglant l'épaisseur

de la couche de laitier dans la gamme comprise entre 3 et 15 mm.

Le flux d'isolation thermique est composé par exemple de 36,6% SiO2, 34% de CaO, 5,5% de Al03 et 4,6% de F. A la

différence du flux de type fusi-ble classique composé princi-

palement de Na2SiO3 et de CaF2 il est difficilement converti en laitier et, quand il est refroidi,il provoque difficilement une cohésion du laitier et par conséquent on peut obtenir une couche de laitier d'une épaisseur suffisante en fonction

de la quantité de flux introduite sur le métal en fusion.

L'électrode 5 utilisée dans l'appareil selon

l'invention représenté sur la figure 1 est introduite,à l'ai-

de du dispositif de suspension,au travers de la couche de flux 4 dans le laitier 3 pour détecter la résistance entre le métal en fusion 2 et ellemême. Il est nécessaire qu'elle soit commodément introduite dans le laitier et qu'elle présente une résistance au frottement et une résistance au mouillage suffisantes,par rapport au métal en fusion et au laitier. A la suite de diverses expériences,on a trouvé selon l'invention qu'on pouvait obtenir de bonnes valeurs

de la résistance au frottement et au mouillage pour l'électro-

de en utilisant du carbone (sans revêtement) ou bien du "THERMO-

ALLOY" comme matériaux de fabrication de l'électrode.

On a donné dans le tableau 1 ci-après les résultats

d' expériences effectuées avec divers matériaux.

TABLEAU 1

Matériaux Propriété Durabilité de mouillage 1. Titane bonne 2. Acier inoxydable bonne 3.Corde à piano - Non durable pour utilisation pendant longue période de temps 4.Platine bonne

5. Carbone + revêtement Non durable pour utili-

isolateur en céramique sation pendant longue isolateur en céramique proed ep période de temps

6.Carbone + revêtement Non durable pour utili-

en briques réfractaires - sation pendant longue période de temps 7. Carbone + revêtement bonne d'alumine 8.Carbone + revêtement bonne de nitrure de bore 9. Carbone sans revêtement pas bonne Faible consommation 10. Mo + ZrO2 pas bonne Faible consommation (corps fritté)

THERMO ALLOY(marque dépo-

sée)fabriqué par Toho Kinzoku Co.,Ltd Comme le montre le tableau lparmi les matériaux utilisables pour la fabrication des électrodes, le carbone et le "THERMO-ALLOY" satisfont aux impératifs de résistance au mouillage et à l'adhérence du laitier et possèdent aussi une bonne durabilité lors d'usages répétés. En outre,il a été confirmé qu'ils réagissaient extrêmement

bien à une variation de résistance. En outre,quand l'électro-

de est mise sous une forme cylindrique et est introduite dans le laitier verticalement avec sa partie centrale placée dans le flux,la partie qui est située à la lisière entre l'atmosphère et le flux,comme indiqué sur les figures 8(a) et 8(b),s'use au degré maximal. Il est possible d'augmenter la durabilité en donnant à cette partie une plus grande épaisseur qu'aux autres afin de pofiler l'ensemble de

l'électrode en forme de baril,comme le montre la figure 8(c).

L'électrode constituée de carbone a une plus faible masse spécifique que celle d'un laitier constituant une couche sous un flux,qui est normalement utilisé. Pour faciliter l'introduction de l'électrode dans le flux et le laitier, on prévoit sur l'extrémité avant du corps principal 5a de l'électrode en forme de barre,comme indiqué sur la figure 8(d),une saillie 5b ayant par exemple un diamètre de lOmm, et donnant lieu par conséquent à une plus faible pression superficielle,de sorte que l'électrode est introduite à la façon d'une aiguille par sa saillie extrême avant;en même temps,un bloc d'acier inoxydable 5c de plus grande masse spécifique est fixé sur la partie supérieure du corps 5a de l'électrode de façon que celle-ci soit enfoncée sous l'effet du poids du bloc d'acier inoxydable. Le corps principal 5a de l'électrode et le bloc d'acier inoxydable c sont liés entre eux par vissage en 5d et il est prévu à la partie supérieure du bloc 5c une zone de fixation 5e

pour le dispositif de suspension 7. Avec une telle construc-

tion,l'électrode peut facilement être introduite dans le flux et le laitier grâce à la saillie 5b et à l'influence du bloc 5c; la durabilité ainsi que la résistance au mouillage

par le laitier peuvent être améliorées en réalisant l'électro-

de en carbone ou en Thermo-alloy. Il est donc possible de mesurer avec précision la résistance entre le métal en fusion et l'électrode et celleci peut être utilisée de

façon extrêmement intéressante en pratique.

Comme le montre l'application décrite ci-dessus,du procédé et de l'appareil conformes à la présente invention, il est possible de détecterfacilement,efficacement et avec une grande précision le niveau de surface d'une masse de

métal en fusion dans un moule de coulée.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes

de réalisation décrits ci-dessus et il est possible d'envisa-

ger des variantes ou modifications sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

-REVENDICATIONS-

l.Procédé pour détecter le niveau de la surface du métal en fusion (2) dans un moule (1), consistant à introduire une électrode (5,23) dans un laitier (3) constituant une couche sous un flux (4) flottant sur la surface du métal en fusion dans le moulece qui permet de détecter une varia-

tion de résistance électrique due à un gradient de températu-

re de l'endroit o l'électrode a été introduites faire monter et descendre l'électrode pour faire rester toujours

constante la valeur détectée-,et à mesurer le degré de déplace-

ment de 'Lélectrodeledit procédé étant caractérisé en ce que la valeur détectée est maintenue constante dans une gamme

comprise entre 5 et 50 ohms.
2. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce

qu'un câble (29) à l'extrémité avant duquel est accrochée l'élec-

trode (23)' est suspendu à l'intérieur du moule (24),en ce que ce câble (29) est enroulé ou déroulé de façon à déplacer l'électrode (23) vers le haut ou vers le bas de façon que la

valeur de la variation de résistance électrique due au gra-

dient de température détecté par l'électrode introduite dans le métal en fusion se trouvant dans le moule soit toujours maintenue constante et en ce qu'on mesure le degré

d'enroulement ou de déroulement du câble.
3.Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,carac-

térisé en ce qu'une bobine électromagnétique est disposée à la périphérie du moule et en ce qu'on applique un courant

alternatif à cette bobine.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications

1, 2 ou 3,caractérisé en ce qu'un câble partant près d'une entrée du moule et à l'extrémité avant duquel est accrochée une électrode,est suspendu à l'intérieur du moule,en ce que le câble est déroulé ou enroulé pour faire descendre ou monter l'électrode de manière que la valeur détectée de la variation de résistance due au gradient de température du flux fondu placé sur la surface du métal en fusion se trouvant dans le moule soit maintenue toujours constante, en ce que le degré de déroulement ou d'enroulement du câble est mesuré par un potentiomètre,et en ce qu'il est prévu un mécanisme d'expansion-contraction mobile vers le haut -ou vers le bas en correspondance avec le mouvement d'enroulement ou de déroulement du câble,agencé de façon à permettre au câble de le traverser et à maintenir le câble exempt de vibration dans une zone proche de la position o l'électrode

est suspendue.
5.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1

à 4,caractérisé en ce qu'un signal d'intensité constante à porteuse ou un signal de tension constante à porteuse est appliqué à l'endroit o l'électrode est introduiteen ce que le signal de sortie détecté est obtenu sous la forme d'un signal

de tension ou d'un signal d'intensité qu'on fait passer d'a-

bord dans un filtre à bande passante (17) pour ne faire sortir que la composante contenant la porteuse puis dans un filtre passe-bas (19) pour éliminer l'onde porteuse et en ce que la composante d'onde restante est détectée comme représentant la

valeur de la variation de résistance électrique.
6.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à

,caractérisé en ce qu'on utilise comme flux un flux thermique- ment isolant qu'on fait intervenir en quantité telle qu'elle permette de maintenir l'épaisseur du laitier dans lequel l'électrode est introduite,& une valeur comprise entre 3 et mm.
7. Appareil pour détecter le niveau de la surface du métal en fusion dans un moule,comprenant une électrode(5;30) introduite dans un laitier (3) constituant une couche sous un flux (4) flottant sur la surface du métal en fusion (2)dans le moule (1),un dispositif (10,11)de détection d'une résistance électrique due à un gradient de température à l'endroit d'introduction de l'électrode,un dispositif(6,7) pour déplacer l'électrode vers le haut et vers le bas afin de maintenir toujours constante la valeur de résistance détectée,et un dispositif (8) pour mesurer le degré de déplacement de

l'électrode,ledit appareil étant caractérisé en ce que l'é-

lectrode(5;30)est formée de carbone ou d'un matériau fritté à base de Mo et ZrO2 et profilé en forme générale de barre, en ce qu'une saillie (5b) présentant une faible pression superficielle est formée à son extrémité inférieure tandis

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qu'un corps pesant (5c) constitué d'une substance résis-

tant à l'oxydation et de grande masse spécifique est fixé à son extrémité supérieure,et en ce que l'électrode est placée de façon que l'extrémité inférieure pourvue de la saillie (5b) soit insérée dans le laitier et que l'extrémité supérieure

du corps pesant (5c) soit située au-dessus du flux (4).
8. Appareil pour détecter le niveau de surface du métal en fusion se trouvant dans un moule,caractérisé en ce qu'il comprend une électrode (5; 30)destinée à être introduite dans un laitier (3) constituant une couche en dessous d'un flux (4) flottant sur la surface du métal en fusion (2), un générateur (14) pour faire passer un courant constant dans l'électrode, un dispositif (9) pour mesurer une résistance électrique entre l'électrode et le métal en fusion,un dispositif (ll)de réglage de résistance pour établir une résistance prédéterminée dans une gamme comprise entre 5 et 50 ohms, un amplificateur différentiel (12) pour produire un signal de sortie correspondant à la différence entre la résistance électrique mesurée par le dispositif de

mesure de résistance et la résistance prédéterminée,un amplifi-

cateur de puissance (16) pour convertir le signal de sortie de l'amplificateur différentiel en un signal de commande,un servo-moteur (7) entraîné par le signal de commande fourni par l'amplificateur de puissance,un dispositif de levage (6) entraîné par le servo-moteur afin de faire monter et descendre l'électrode pour l'amener dans une position o la résistance entre l'électrode et le métal en fusion correspond à la valeur prédéterminée établie par le dispositif de réglage de résistance et un moyen (8)pour mesurer le déplacement de

l'électrode (5)en vue-de détecter ainsi le niveau de la surfa-

ce du métal en fusion.
9.Appareil selon la revendication 8,caractérisé en ce que l'électrode est composée d'un corps principal (5a) formé de carbone ou d'un matériau fritté constitue de Mo et ZrO2 d'une partie en saillie (5b) formée sur l'extrémité inférieure du corps principal, constituée du même matériau et présentant une plus faible pression superficielle,et d'un corps pesant (5c) solidaire de l'extrémité supérieure du corps principal (5a) et constitué d'un matériau résistant

à l'oxydation et possédant une grande masse spécifique.
10.. Appareil selon l'une des revendications 8 et 9,

caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif stabilisateur d'électrode (51a, 51b, 51c, 51d)qui comprend un mécanisme d'expansion-contraction mobile vers le haut ou vers le bas, en correspondance au déplacement de l'électrodeafin de la

maintenir exempte de vibration.