FR2869245A1

FR2869245A1 - Electric immersion heater for ladle, has heating zones defined on each arm, axially displaced in sheath by suspension devices and electrically fed by electrical connection devices connected to proximal end parts of arms

Info

Publication number: FR2869245A1
Application number: FR0404459A
Authority: FR
Inventors: Alain Girault; Bernard Creton
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-10-28
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: FR2869245B1

Abstract

The heater has U-shaped heating resistors (3-5) engaging with respect to each other in bases at a side of a closed base of a sheath that is suspended in a tub. Arms (3a-5a) of the resistors lie parallel to a longitudinal axis of the sheath. Heating zones (3c-5c) defined on each arm are axially displaced in the sheath by suspension devices and electrically fed by electrical connection devices connected to proximal end parts of the arms.

Description

Thermo-plongeur électrique à plusieurs zones de chauffage étagées.Electric immersion heater with several heating zones.

L'invention concerne un thermo-plongeur à alimentation électrique, destiné à assurer le chauffage d'un bain métallique, notamment à base d'aluminium, et en particulier d'un bain à niveau variable dans une cuve, telle qu'une poche de coulée. The invention relates to a thermo-plunger with an electrical supply, intended to ensure the heating of a metal bath, in particular based on aluminum, and in particular of a variable-level bath in a tank, such as a ladle. casting.

Le thermo-plongeur selon l'invention est du type comprenant plusieurs résistances chauffantes allongées, sur chacune desquelles est définie au moins une zone chauffante, les résistances chauffantes étant disposées dans une gaine externe allongée, électriquement isolée des résistances chauffantes et séparant les résistances chauffantes du bain métallique et du milieu ambiant au dessus du bain, la gaine étant, à cet effet, réalisée en un matériau réfractaire, bon conducteur de la chaleur, et insusceptible de réagir avec le bain métallique. The thermo-plunger according to the invention is of the type comprising several elongated heating resistors, on each of which is defined at least one heating zone, the heating resistors being disposed in an elongated outer sheath, electrically insulated from the heating resistors and separating the heating resistors from the heating element. metal bath and the ambient environment above the bath, the sheath being, for this purpose, made of a refractory material, good conductor of heat, and insusceptible to react with the metal bath.

Les thermo-plongeurs du type indiqué ci-dessus, et utilisés pour assurer le chauffage de bains métalliques, en particulier d'aluminium ou à base d'aluminium, s'avèrent inappropriés au maintien en fusion, dans des conditions économiques de consommation d'énergie, et propres à garantir une longue durée de vie de leurs éléments constitutifs, du métal ou de l'alliage métallique du bain dans une poche de coulée, dans laquelle des prélèvements sont effectués sensiblement régulièrement, de sorte que le niveau du bain métallique dans la poche de coulée est variable par intermittences. The thermo-divers of the type indicated above, and used for heating metal baths, in particular aluminum or aluminum-based, prove to be unsuitable for maintaining melt, under economic conditions of consumption of energy, and able to ensure a long life of their constituent elements, the metal or the metal alloy of the bath in a ladle, in which samples are taken substantially regularly, so that the level of the metal bath in the ladle is variable intermittently.

Le but de la présente invention est de proposer un thermo-plongeur du type indiqué ci-dessus, qui convienne mieux que ceux actuellement utilisés aux diverses exigences de la pratique, et dont la structure, et de préférence également l'alimentation électrique et la commande de cette alimentation, sont particulièrement adaptées à une utilisation avantageuse pour le chauffage d'un bain métallique, notamment à base d'aluminium, et à niveau variable dans une cuve telle qu'une poche de coulée. The object of the present invention is to provide a thermo-plunger of the type indicated above, which is more suitable than those currently used to the various requirements of the practice, and whose structure, and preferably also the power supply and control of this feed, are particularly suitable for an advantageous use for heating a metal bath, in particular based on aluminum, and at a variable level in a tank such as a ladle.

A cet effet, le thermo-plongeur selon l'invention, du type présenté cidessus, se caractérise en ce qu'au moins deux résistances chauffantes sont en forme de U, engagées l'une dans l'autre de sorte que les bases des résistances en U, dont chaque base forme un pont entre les deux branches de la résistance en U correspondante, sont disposées du côté de l'extrémité distale fermée de la gaine, tandis que les branches des résistances en U s'étendent sensiblement parallèlement à un axe longitudinal et central de la gaine, depuis la base de la résistance en U correspondante vers l'extrémité proximale de la gaine, par laquelle la gaine est montée sur un support et suspendue dans le bain, chaque résistance en U étant, d'une part, alimentée électriquement par des dispositifs de connexion électrique reliés aux parties d'extrémité, situées du côté opposé à la base correspondante, de ses deux branches, et, d'autre part, retenue axialement dans la gaine et par rapport aux autres résistances en U par des dispositifs mécaniques de suspension coopérant avec lesdites parties d'extrémité de ses deux branches, sur chacune desquelles est définie au moins une zone chauffante décalée axialement par rapport aux zones chauffantes de chaque autre résistance en U. Ainsi, le thermo-plongeur selon l'invention, présente plusieurs zones de chauffage qui sont étagées, dans la direction de l'axe longitudinal de la gaine, de sorte que le nombre des zones chauffantes situées en dessous du niveau du bain métallique varie avec ce niveau, dans la mesure où le thermo-plongeur n'est pas disposé horizontalement dans le bain métallique, mais plutôt verticalement ou avec une inclinaison relativement limitée par rapport à la verticale, dans la cuve. For this purpose, the thermo-plunger according to the invention, of the type presented above, is characterized in that at least two heating resistors are U-shaped, engaged one inside the other so that the bases of the resistors in U, each base of which forms a bridge between the two branches of the corresponding U-shaped resistance, are arranged on the side of the closed distal end of the sheath, whereas the branches of the U-shaped resistances extend substantially parallel to an axis longitudinal and central of the sheath, from the base of the corresponding U-shaped resistance towards the proximal end of the sheath, through which the sheath is mounted on a support and suspended in the bath, each U-shaped resistance being on the one hand , electrically powered by electrical connection devices connected to the end portions, located on the side opposite the corresponding base, of its two branches, and, on the other hand, axially retained in the sheath and by means of to other U-shaped resistors by mechanical suspension devices cooperating with said end portions of its two branches, each of which is defined at least one heating zone axially offset with respect to the heating zones of each other U-shaped resistor. the thermo-plunger according to the invention has several heating zones which are staggered in the direction of the longitudinal axis of the sheath, so that the number of heating zones situated below the level of the metal bath varies with this level. , in that the thermo-plunger is not arranged horizontally in the metal bath, but rather vertically or with a relatively limited inclination relative to the vertical, in the tank.

Il est possible que les zones chauffantes d'une même résistance chauffante soient décalées axialement, avec chevauchement axial ou non, l'un par rapport à l'autre, et/ou que les zones chauffantes des différentes résistances chauffantes soient également décalées axialement les unes par rapport aux autres avec un chevauchement axial. It is possible that the heating zones of the same heating resistor are offset axially, with axial overlap or not, with respect to each other, and / or that the heating zones of the different heating resistors are also axially offset. compared to others with axial overlap.

Toutefois, dans un mode de réalisation simplifié et dont la régulation de l'alimentation électrique est plus aisée, les zones chauffantes de chaque résistance en U sont décalées sans recouvrement axial avec les zones chauffantes de chaque autre résistance en U, de sorte que le thermoplongeur présente plusieurs zones chauffantes étagées. However, in a simplified embodiment and the regulation of the power supply is easier, the heating zones of each U-shaped resistor are offset without axial overlap with the heating zones of each other U-shaped resistor, so that the immersion heater has several stepped heating zones.

A cet effet, il est en outre avantageux qu'une zone chauffante soit définie sur chacune des deux branches d'une résistance en U et s'étende sur la même longueur axiale et à partir d'un même niveau axial que l'autre zone chauffante de la même résistance en U. Pour favoriser un chauffage sensiblement homogène du bain métallique sur la périphérie de la gaine, les branches des résistances en U sont avantageusement réparties sensiblement régulièrement en direction circonférentielle autour de l'axe central de la gaine. For this purpose, it is furthermore advantageous that a heating zone is defined on each of the two branches of a U-shaped resistance and extends over the same axial length and from the same axial level as the other zone. In order to promote a substantially homogeneous heating of the metal bath on the periphery of the sheath, the branches of the U-shaped resistors are advantageously distributed substantially regularly in the circumferential direction around the central axis of the sheath.

Selon un mode de réalisation préféré, chaque résistance en U est en céramique avec, sur chaque branche, une zone chauffante constituée par une portion de la longueur de ladite branche, ladite portion étant traitée de façon à avoir une résistivité supérieure à celle du reste de la branche et de la base de la résistance en U correspondante. According to a preferred embodiment, each U-shaped resistor is ceramic with, on each branch, a heating zone constituted by a portion of the length of said branch, said portion being treated so as to have a resistivity greater than that of the rest of the branch and the base of the corresponding U-shaped resistance.

Afin de faciliter la réalisation des résistances chauffantes du thermoplongeur étagé ainsi obtenu, les branches des résistances en U sont avantageusement cylindriques de même section transversale, de préférence circulaire, et ne se différencient d'une résistance en U à l'autre que par la longueur des branches et la position des zones chauffantes le long des branches, tandis que les bases des résistances en U sont sensiblement identiques, de forme sensiblement parallélépipédique et sensiblement perpendiculaires aux branches. In order to facilitate the production of the heating resistances of the stepped immersion heater thus obtained, the branches of the U-shaped resistors are advantageously cylindrical with the same cross-section, preferably circular, and differ from one U-shaped resistance to the other only in length. branches and the position of the heating zones along the branches, while the bases of the U-shaped resistances are substantially identical, of substantially parallelepipedal shape and substantially perpendicular to the branches.

En outre, la gaine est avantageusement et également en céramique de porosité suffisamment réduite pour éviter le 20 passage de métal fondu au travers elle. In addition, the sheath is advantageously and also ceramic of porosity sufficiently reduced to prevent the passage of molten metal therethrough.

Pour assurer l'isolation électrique des résistances chauffantes vis-à-vis de la gaine externe, le thermo- plongeur comprend avantageusement de plus une entretoise distale, en matériau électriquement isolant et réfractaire, résistant de préférence à une température d'au moins 1400 C, et sensiblement centrée dans l'extrémité distale fermée de la gaine, et présentant un évidement dans lequel est au moins partiellement logée la base de celle des résistances en U qui est la plus profondément engagée dans la gaine, de sorte à centrer la base et les parties qui lui sont adjacentes des branches de ladite résistance en U en les maintenant hors de contact avec la gaine, afin d'en assurer l'isolation électrique vis-à-vis de la gaine. To ensure the electrical insulation of the heating resistances vis-à-vis the outer sheath, the thermo-plunger advantageously further comprises a distal spacer, made of electrically insulating and refractory material, preferably resistant to a temperature of at least 1400 C , and substantially centered in the closed distal end of the sheath, and having a recess in which is at least partially housed the base of that of the U-shaped resistors which is most deeply engaged in the sheath, so as to center the base and the parts adjacent thereto of the branches of said U-shaped resistor keeping them out of contact with the sheath, in order to ensure the electrical insulation thereof with respect to the sheath.

Pour présenter une meilleure résistance à la pression exercée par le bain métallique, l'extrémité distale de la gaine présente avantageusement une forme sensiblement hémisphérique et loge au moins partiellement l'entretoise distale sensiblement en forme d'au moins un tronçon de calotte sphérique. To have a better resistance to the pressure exerted by the metal bath, the distal end of the sheath advantageously has a substantially hemispherical shape and at least partially houses the distal spacer substantially shaped at least one spherical cap section.

Au niveau de cette extrémité distale de la gaine, l'étage de chauffage le plus inférieur, ou le plus immergé dans le bain, est avantageusement réalisé par le fait que, sur chaque branche de la résistance en U la plus engagée dans la gaine, la zone chauffante correspondante est directement adjacente à la base en pont entre les branches. At this distal end of the sheath, the lowest heating stage, or the most immersed one in the bath, is advantageously realized by the fact that, on each branch of the U-resistance most engaged in the sheath, the corresponding heating zone is directly adjacent to the base in bridge between the branches.

Afin d'encore mieux isoler électriquement la gaine des résistances chauffantes, le thermo-plongeur comprend avantageusement de plus une entretoise proximale, en matériau électriquement isolant et réfractaire, résistant de préférence à une température d'au moins 1400 C, et formant un bouchon cylindrique de fermeture de l'extrémité proximale de la gaine, et munie d'une collerette radiale externe d'appui contre un rebord de ladite extrémité proximale de la gaine, l'entretoise proximale étant axialement percée de trous agencés en couronne et traversés chacun axialement par l'une respectivement des branches des résistances en U, de sorte à maintenir lesdites branches hors de contact avec la gaine et d'en assurer l'isolation électrique vis-à-vis de la gaine. In order to further electrically insulate the sheath of the heating resistors, the thermo-plunger advantageously further comprises a proximal spacer, made of electrically insulating and refractory material, preferably resistant to a temperature of at least 1400 C, and forming a cylindrical plug closing the proximal end of the sheath, and provided with a radial outer bearing collar against a flange of said proximal end of the sheath, the proximal spacer being axially pierced with holes arranged in a ring and each traversed axially by one respectively branches of the U-shaped resistors, so as to maintain said branches out of contact with the sheath and to ensure electrical insulation vis-à-vis the sheath.

Dans le même but, le thermo-plongeur comprend avantageusement en outre au moins une entretoise intermédiaire, en matériau électriquement isolant et réfractaire, résistant de préférence à une température d'au moins 1400 C, et en forme de disque disposé transversalement dans la gaine et sensiblement centré dans cette dernière par au moins une paire de pions de centrage diamétralement opposés et en saillie radiale vers l'extérieur du disque pour prendre appui contre la gaine, le disque présentant sur sa périphérie des échancrures conformées de sorte que chacune des branches de chaque résistance en U, dont la base est située entre ladite entretoise intermédiaire et l'extrémité distale de la gaine, est guidée et au moins partiellement logée, en dehors de toute zone chauffante de ladite branche, dans une échancrure respective du disque. For the same purpose, the thermo-plunger advantageously further comprises at least one intermediate spacer, made of electrically insulating and refractory material, preferably resistant to a temperature of at least 1400 ° C., and in the form of a disk arranged transversely in the sheath and substantially centered in the latter by at least one pair of diametrically opposite centering pins and radially outwardly projecting from the disk to bear against the sheath, the disk having on its periphery shaped indentations so that each of the branches of each U-shaped resistor, whose base is located between said intermediate spacer and the distal end of the sheath, is guided and at least partially housed, outside any heating zone of said branch, in a respective indentation of the disc.

Le positionnement de chaque entretoise intermédiaire est avantageusement assuré par le fait que chaque entretoise intermédiaire repose, par son disque, sur la base de celle des résistances en U autre que la résistance en U la plus engagée dans la gaine, et qui est la plus proche du disque, entre ce dernier et l'extrémité distale de la gaine. The positioning of each intermediate spacer is advantageously ensured by the fact that each intermediate spacer rests, by its disk, on the base of that of the U-shaped resistors other than the U resistance most engaged in the sheath, and which is the closest of the disc, between the latter and the distal end of the sheath.

De ce fait, pour une réalisation optimale de chaque étage de chauffage autre que celui le plus profondément engagé dans la gaine, il est avantageux que, pour chaque résistance en U autre que la plus engagée dans la gaine, l'extrémité distale de la zone chauffante de chaque branche de ladite résistance en U soit à une distance de la base de ladite résistance en U qui est supérieure ou égale à l'épaisseur axiale de l'entretoise intermédiaire correspondante. Therefore, for an optimal embodiment of each heating stage other than the one most deeply engaged in the sheath, it is advantageous for each U-shaped resistor other than the most engaged in the sheath, the distal end of the zone. heating element of each branch of said U-resistance is at a distance from the base of said U-resistance which is greater than or equal to the axial thickness of the corresponding intermediate spacer.

Afin d'assurer le chauffage d'un bain métallique dans une cuve, telle qu'une poche de coulée, en adaptant l'importance de la zone de chauffage, et donc la puissance de chauffage, au niveau variable du bain métallique dans la cuve, il est avantageux que, selon l'invention, les alimentations électriques des résistances en U soient indépendantes les unes des autres, et soient pilotées par une installation de régulation, de sorte que toute résistance en U, dont les zones chauffantes sont situées sensiblement sous le niveau du bain métallique dans la cuve, est alimentée pour que lesdites zones chauffantes soient portées à une température de chauffage du bain, tandis que toute résistance en U, dont les zones chauffantes sont situées sensiblement au dessus du niveau du bain dans la cuve, a son alimentation électrique coupée ou, de préférence, limitée de sorte à maintenir la partie émergente de la gaine à une température intermédiaire entre la température de chauffage du bain et la température ambiante. In order to ensure the heating of a metal bath in a tank, such as a ladle, by adapting the importance of the heating zone, and therefore the heating power, to the variable level of the metal bath in the tank , it is advantageous that, according to the invention, the power supplies of the U-shaped resistors are independent of each other, and are controlled by a control installation, so that any U-shaped resistance, whose heating zones are located substantially under the level of the metal bath in the tank, is fed so that said heating zones are brought to a heating temperature of the bath, while any U resistance, whose heating zones are located substantially above the level of the bath in the tank, has its power supply cut off or, preferably, limited so as to maintain the emerging portion of the sheath at a temperature intermediate the heating temperature bath age and room temperature.

Avantageusement, afin de limiter les contraintes thermiques encaissées par la gaine, toute résistance en U, dont les zones chauffantes sont situées sensiblement au dessus du niveau du bain, a son alimentation électrique limitée de sorte à maintenir la partie émergente de la gaine sensiblement à la température du bain. Advantageously, in order to limit the thermal stresses received by the sheath, any U-shaped resistor, whose heating zones are located substantially above the level of the bath, has its power supply limited so as to maintain the emergent portion of the sheath substantially at the bath temperature.

Afin de protéger les résistances chauffantes de toute surchauffe, l'installation de régulation de l'alimentation électrique des résistances en U comprend avantageusement des premiers capteurs de température, disposés axialement espacés dans ladite gaine,et dont chacun est sensiblement au niveau des zones chauffantes de l'une respectivement des résistances en U et relié à un premier régulateur comparant la température qu'il mesure à une première consigne de température, correspondant à une limitation souhaitée de la température des résistances chauffantes, pour commander un gradateur d'alimentation électrique de la résistance en U correspondante à l'état passant ou bloqué selon que la température mesurée par ledit premier capteur de température est inférieure ou supérieure à la première consigne de température. In order to protect the heating elements from overheating, the power supply control system of the U-shaped resistors advantageously comprises first temperature sensors arranged axially spaced apart in said sheath, and each of which is substantially at the level of the heating zones. one respectively U-shaped resistors and connected to a first regulator comparing the temperature it measures to a first temperature setpoint, corresponding to a desired limitation of the temperature of the heating resistors, to control a power supply dimmer of the resistance in U corresponding to the on state or blocked depending on whether the temperature measured by said first temperature sensor is lower or higher than the first temperature setpoint.

Avantageusement, afin que l'installation de régulation prenne également en compte une température de régulation du bain métallique, cette installation comprend également des deuxièmes capteurs de température, disposés dans une deuxième gaine de protection plongée dans le bain métallique,et dont chacun est sensiblement de niveau avec l'extrémité proximale des zones chauffantes de l'une respectivement des résistances en U, les deuxièmes capteurs de température étant reliés chacun à un commutateur, sensible à la température qu'il mesure, sur une entrée de commande du gradateur d'alimentation de la résistance en U au niveau correspondant, ou à un deuxième régulateur, comparant la température qu'il mesure à une deuxième consigne de température correspondant à une température de régulation du bain, choisie inférieure à la première consigne de température, et commandant lui-même le premier régulateur, afin de couper ou réduire l'alimentation électrique par le gradateur d'alimentation de la résistance en U au niveau correspondant. Advantageously, so that the control installation also takes into account a control temperature of the metal bath, this installation also comprises second temperature sensors, arranged in a second protective sheath dipped in the metal bath, and each of which is substantially level with the proximal end of the heating zones of one respectively U-shaped resistors, the second temperature sensors being each connected to a temperature sensitive switch which it measures on a control input of the supply dimmer the resistance at U at the corresponding level, or at a second regulator, comparing the temperature that it measures to a second temperature setpoint corresponding to a control temperature of the bath, which is chosen to be lower than the first temperature setpoint, and which itself controls even the first regulator, to cut or reduce the power supply e by the supply dimmer of the U-resistor at the corresponding level.

Selon un mode d'alimentation simple et économique, chacune des résistances en U est alimentée en courant électrique monophasé fourni par un gradateur respectif relié à une source d'alimentation et connecté à un dispositif de connexion électrique sur la partie d'extrémité proximale d'une branche de ladite résistance en U, tandis que la partie d'extrémité proximale de l'autre branche de ladite résistance en U est connectée électriquement au neutre de ladite source d'alimentation électrique par un dispositif de connexion électrique des parties d'extrémité proximale des branches analogues de toutes les résistances en U, lesdits dispositifs de connexion électrique étant montés sur lesdites extrémités proximales des branches des résistances en U au dessus desdits dispositifs mécaniques de suspension des résistances en U dans la gaine, ou étant intégrés auxdits dispositifs mécaniques de suspension, qui assurent un serrage ou pincement desdites parties d'extrémités proximales des branches des résistances en U. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description donnée ci- dessous, à titre non limitatif, d'exemples de réalisation du thermo- plongeur de l'invention, décrits en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue partielle, en partie en élévation et en partie en coupe, d'un premier mode de réalisation d'un thermo-plongeur selon l'invention avec trois résistances chauffantes en U à zones chauffantes étagées; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale par un plan diamétral passant entre les deux branches de chacune des trois résistances chauffantes en U d'un deuxième exemple de thermo-plongeur avec zones chauffantes étagées dans une gaine externe à extrémité distale hémisphérique; les figures 3a, 3b et 3c représentent en élévation latérale les trois résistances chauffantes en U, respectivement celle de plus petite longueur des branches, celle de longueur intermédiaire des branches, et celle de plus grande longueur des branches; - La figure 4 est une vue schématique en coupe transversale selon IV-IV de la figure 1, représentant les positions relatives des trois résistances chauffantes en U imbriquées les unes dans les autres dans la gaine, indépendamment d'entretoises de centrage; - la figure 5 est une vue en coupe transversale selon V-V de la figure 1, à plus grande échelle, représentant la position de la plus longue résistance chauffante par rapport à une entretoise de centrage dans l'extrémité distale de la gaine, ; - la figure 6 est une coupe transversale selon VI-VI de la figure 1, à plus grande échelle, représentant les positions relatives des branches des deux résistances chauffantes les plus engagées dans la gaine et d'une entretoise intermédiaire au dessus de la base de la résistance chauffante de taille intermédiaire; - la figure 7 est une vue en coupe transversale selon VII-VII de la figure 1, analogue à la coupe de la figure 6, mais au dessus d'une autre entretoise intermédiaire, reposant sur la base de la résistance chauffante de petite taille. According to a simple and economical mode of supply, each of the U-shaped resistors is supplied with a single-phase electrical current supplied by a respective dimmer connected to a power source and connected to an electrical connection device on the proximal end portion of the power supply. one branch of said U-shaped resistor, while the proximal end portion of the other branch of said U-resistor is electrically connected to the neutral of said power source by an electrical connection device of the proximal end portions analogous branches of all the U-shaped resistances, said electrical connection devices being mounted on said proximal ends of the U-shaped resistors branches above said mechanical U-shaped suspension resistors in the sheath, or being integrated with said mechanical suspension devices which clamp or pinch said extr proximal emulsions of the branches of the U-shaped resistors. Other advantages and characteristics of the invention will emerge from the description given below, in a non-limiting manner, of embodiments of the thermo-plunger of the invention, described by reference. to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a partial view, partly in elevation and partly in section, of a first embodiment of a thermo-plunger according to the invention with three heating elements U-shaped heating zones layered; FIG. 2 is a view in longitudinal section through a diametral plane passing between the two branches of each of the three U-shaped heating elements of a second example of a thermo-plunger with stepped heating zones in an outer sheath with a hemispherical distal end; Figures 3a, 3b and 3c show in side elevation the three heating elements U, respectively that of shorter branch length, the intermediate length of the branches, and that of greater length of the branches; FIG. 4 is a diagrammatic cross-sectional view along IV-IV of FIG. 1, showing the relative positions of the three U-shaped heating elements nested within each other in the sheath, independently of centering spacers; - Figure 5 is a cross-sectional view along V-V of Figure 1, on a larger scale, showing the position of the longest heating resistance relative to a centering spacer in the distal end of the sheath,; - Figure 6 is a cross section along VI-VI of Figure 1, on a larger scale, showing the relative positions of the branches of the two heaters most engaged in the sheath and an intermediate spacer above the base of the intermediate size heating resistor; - Figure 7 is a cross-sectional view along VII-VII of Figure 1, similar to the section of Figure 6, but above another intermediate spacer, based on the base of the heating resistor of small size.

les figures 8 et 9 sont des vues respectivement en plan et en coupe axiale d'une variante d'entretoise de centrage distale se logeant dans l'extrémité distale hémisphérique de la gaine du thermo-plongeur selon la figure 2; - les figures 10 et 11 sont des vues 25 respectivement en plan et en coupe axiale de chacune des deux entretoises de centrage intermédiaire; - les figures 12 et 13 sont des vues respectivement en plan et en coupe axiale d'une entretoise de centrage proximale du thermo-plongeur de la figure 2; - la figure 14 est une vue schématique en plan d'un circuit d'alimentation électrique des résistances chauffantes du thermo-plongeur de la figure 2; et - les figures 15, 16 et 17 sont des vues schématiques, en partie en coupe verticale, d'une même installation de régulation de chauffage d'un thermo- plongeur selon la figure 1 ou 2, dans un bain métallique dans une cuve, en fonction du niveau respectivement élevé, intermédiaire ou bas du bain dans la cuve. Figures 8 and 9 are views respectively in plan and in axial section of a distal centering spacer variant housed in the hemispherical distal end of the sheath of the thermo-plunger according to Figure 2; - Figures 10 and 11 are views respectively in plan and in axial section of each of the two intermediate centering spacers; - Figures 12 and 13 are views respectively in plan and in axial section of a proximal centering spacer of the thermo-plunger of Figure 2; FIG. 14 is a diagrammatic plan view of a power supply circuit for the heating resistors of the thermo-plunger of FIG. 2; and FIGS. 15, 16 and 17 are diagrammatic views, partly in vertical section, of the same heating control installation of a heat sink according to FIG. 1 or 2, in a metal bath in a tank, depending on the respectively high, intermediate or low level of the bath in the tank.

Le thermo-plongeur montré à titre d' exemple sur la figure 1 est un thermo-plongeur de forme allongée, à alimentation électrique, destiné à être monté sur une cuve ou une poche contenant du métal en fusion, et maintenu par un support de sorte qu'une partie plus ou moins portante de la longueur du thermo-plongeur est plongée dans le bain 1 de métal en fusion, dont le niveau ou la surface libre est repérée en 2, lorsque la poche, par exemple une poche de coulée d'aluminium ou d'un alliage à base d'aluminium, est pratiquement pleine. The thermo-plunger shown by way of example in FIG. 1 is an elongated thermo-plunger, with an electrical supply, intended to be mounted on a tank or a pocket containing molten metal, and held by a support of a that a more or less bearing portion of the length of the thermo-plunger is immersed in the bath 1 of molten metal, the level or the free surface is marked in 2, when the pocket, for example a ladle of aluminum or aluminum-based alloy, is virtually full.

Le thermo-plongeur comporte,dans sa partie centrale dans le sens radial, un ensemble chauffant constitué, dans cet exemple, de trois résistances chauffantes 3, 4 et 5, telles que représentées sur les figures 3a, 3b et 3c, dont chacune est une résistance en U avec deux branches allongées et parallèles entre elles, respectivement 3a, 4a et 5a, et perpendiculaires à une base, respectivement 3b, 4b et 5b formant un pont entre les deux branches 3a, 4a ou 5a de la résistance chauffante en U 3,4 ou 5 correspondante. The thermo-plunger comprises, in its central part in the radial direction, a heating unit consisting, in this example, of three heating resistors 3, 4 and 5, as represented in FIGS. 3a, 3b and 3c, each of which is a U-shaped resistor with two elongate and mutually parallel branches, respectively 3a, 4a and 5a, and perpendicular to a base, respectively 3b, 4b and 5b forming a bridge between the two branches 3a, 4a or 5a of the heating resistor U 3 , 4 or 5 corresponding.

Chaque résistance en U 3,4 ou 5 est en céramique, et constituée du même matériau de base sur toute la longueur de ses branches 3a, 4a ou 5a et dans sa base 3b, 4b ou 5b, par exemple en carbure de silicium, et chacune de ses branches 3a, 4a ou 5a comporte une zone chauffante 3c, 4c ou 5c respectivement, constituée par une portion de la longueur de la branche correspondante, cette portion étant traitée de façon à avoir une résistivité supérieure à celle du reste de la branche 3a, 4a ou 5a et de la base 3b, 4b ou 5b de la résistance en U 3, 4 ou 5 correspondante. Souvent, la résistivité des zones chauffantes 3c, 4c et 5c est d'un ordre de grandeur supérieur à celle du reste des résistances 3, 4 et 5. Chaque zone chauffante 3c, 4c ou 5c, définie sur chacune des deux branches 3a, 4a ou 5a d'une résistance 3,4 ou 5 s'étend sur la même longueur axiale et à partir d'un même niveau axial que l'autre zone chauffante 3c, 4c ou 5c de la même résistance 3, 4 ou 5. Les bases 3b, 4b et 5b des trois résistances 3, 4,5 sont identiques l'une à l'autre, et de forme parallélépipédique, tandis que les branches 3a, 4a et 5a sont des barreaux cylindriques de même section transversale circulaire qui ne se différencient, d'une résistance en U 3, 4 ou 5 à l'autre, que par la longueur des branches 3a, 4a et 5a, ainsi que par la position des zones chauffantes 3c, 4c et 5c le long de ces branches 3a, 4a et 5a. Ainsi, on distingue une petite résistance 3 (figure 3a), dont les branches 3a ont chacune une longueur de, par exemple, 1350 mm, avec une zone chauffante 3c de 250 mm de longueur et dont l'extrémité la plus proche de la base 3b est séparée de cette dernière d'une distance de, par exemple, 50 mm, correspondant à l'épaisseur d'une entretoise isolante décrite ci-dessous, une résistance moyenne 4 (figure 3b), dont les branches 4a ont chacune une longueur de, par exemple, 1650 mm avec une zone chauffante 4c également de 250 mm de longueur et espacé de la base 4b d'une distance de 50 mm, pour la même raison que ci-dessus, et une grande résistance 5 (figure 3c), dont les branches 5a ont chacune une longueur de, par exemple, 1900 mm et une zone chauffante 5c de 250 mm de longueur, mais directement adjacente à la base 5b. Each U-shaped resistor 3,4 or 5 is made of ceramic, and consists of the same basic material along the entire length of its branches 3a, 4a or 5a and in its base 3b, 4b or 5b, for example made of silicon carbide, and each of its branches 3a, 4a or 5a comprises a heating zone 3c, 4c or 5c respectively, constituted by a portion of the length of the corresponding branch, this portion being treated so as to have a higher resistivity than the rest of the branch 3a, 4a or 5a and the base 3b, 4b or 5b of the corresponding U-resistor 3, 4 or 5. Often, the resistivity of the heating zones 3c, 4c and 5c is of an order of magnitude greater than that of the rest of the resistors 3, 4 and 5. Each heating zone 3c, 4c or 5c, defined on each of the two branches 3a, 4a or 5a of a resistor 3,4 or 5 extends over the same axial length and from the same axial level as the other heating zone 3c, 4c or 5c of the same resistor 3, 4 or 5. The bases 3b, 4b and 5b of the three resistors 3, 4,5 are identical to one another, and of parallelepipedal shape, while the branches 3a, 4a and 5a are cylindrical bars of the same circular cross-section which does not differentiate, from a resistance in U 3, 4 or 5 to the other, only by the length of the branches 3a, 4a and 5a, as well as by the position of the heating zones 3c, 4c and 5c along these branches 3a, 4a and 5a. Thus, there is a small resistor 3 (FIG. 3a), whose branches 3a each have a length of, for example, 1350 mm, with a heating zone 3c of 250 mm in length and whose end closest to the base 3b is separated from the latter by a distance of, for example, 50 mm, corresponding to the thickness of an insulating spacer described below, a mean resistance 4 (FIG. 3b), whose branches 4a each have a length of, for example, 1650 mm with a heating zone 4c also 250 mm in length and spaced from the base 4b by a distance of 50 mm, for the same reason as above, and a high resistance 5 (Figure 3c) , whose branches 5a each have a length of, for example, 1900 mm and a heating zone 5c of 250 mm in length, but directly adjacent to the base 5b.

Sous une tension d'alimentation de 220 V, appliquée aux extrémités proximales 3d, 4d, 5d des branches 3a, 4a et 5a, du côté opposé aux bases 3b, 4b et 5b constituant, en position d'utilisation, l'extrémité distale, la puissance de chauffe de chacune des résistances 3, 4 et 5 peut être de 10 kW. Under a supply voltage of 220 V, applied to the proximal ends 3d, 4d, 5d of the branches 3a, 4a and 5a, on the opposite side to the bases 3b, 4b and 5b constituting, in the position of use, the distal end, the heating power of each of the resistors 3, 4 and 5 can be 10 kW.

Ces trois résistances chauffantes en U 3, 4 et 5 sont disposées dans une gaine externe allongée 6, de forme cylindrique de section circulaire dont le fond 7, qui est plat dans l'exemple de la figure 1, constitue l'extrémité distale de la gaine 6, laquelle est maintenue plongée dans la cuve et dans le bain métallique 1 par son extrémité proximale (non représentée sur la figure 1) fixée par un support au dessus de la cuve, et au niveau de laquelle les résistances 3, 4 et 5 sont suspendues dans la gaine 6 par des moyens mécaniques retenant les extrémités proximales 3d, 4d, 5d (non visibles sur la figure 1) des branches 3a, 4a et 5a, lesquelles extrémités sont, comme déjà mentionnées, électriquement alimentées par des dispositifs de connexion électrique, également non représentés sur la figure 1. These three U-shaped heating resistors 3, 4 and 5 are arranged in an elongate outer sheath 6 of cylindrical shape of circular section whose bottom 7, which is flat in the example of FIG. 1, constitutes the distal end of the sheath 6, which is kept immersed in the tank and in the metal bath 1 by its proximal end (not shown in Figure 1) fixed by a support above the tank, and at which the resistors 3, 4 and 5 are suspended in the sheath 6 by mechanical means holding the proximal ends 3d, 4d, 5d (not visible in Figure 1) branches 3a, 4a and 5a, which ends, as already mentioned, electrically powered by connection devices electric, also not shown in Figure 1.

La gaine 6 est réalisée en un matériau réfractaire, bon conducteur de la chaleur, et insusceptible de réagir avec le bain métallique 1, et la gaine 6 est également, de préférence, réalisée en céramique, par exemple en nitrure de silicium, qui présente une résistance élevée aux agressions externes, ou en carbure de silicium imprégné de nitrure de silicium. Cette gaine 6, qui sépare les résistances chauffantes 3, 4 et 5 du bain métallique 1 et du milieu ambiant au dessus de ce bain 1, peut être généralement constituée du même matériau réfractaire que celui constituant les résistances 3, 4 et 5, mais traité de façon à ne pas présenter de porosité ouverte. De plus, la gaine 6 en contact par sa face externe avec le métal du bain 1, doit être électriquement isolée des résistances chauffantes 3, 4 et 5, et il faut simultanément réduire la résistance thermique de l'intervalle de séparation entre la gaine 6, d'une part, et les résistances chauffantes 3, 4 et 5, d'autre part, tout en assurant une excellente homogénéité du chauffage en direction circonférentielle autour de la gaine 6 et tenir compte de ce que la hauteur du niveau 2 du bain 1 dans la cuve est variable. The sheath 6 is made of a refractory material, good heat conductor, and insusceptible to react with the metal bath 1, and the sheath 6 is also preferably made of ceramic, for example silicon nitride, which has a high resistance to external attack, or silicon carbide impregnated with silicon nitride. This sheath 6, which separates the heating resistors 3, 4 and 5 from the metal bath 1 and the ambient medium above this bath 1, may generally consist of the same refractory material as that constituting the resistors 3, 4 and 5, but treated so as not to have open porosity. In addition, the sheath 6 in contact by its outer face with the metal of the bath 1, must be electrically isolated from the heating resistors 3, 4 and 5, and it is necessary simultaneously to reduce the thermal resistance of the separation gap between the sheath 6 on the one hand, and the heating resistors 3, 4 and 5, on the other hand, while ensuring excellent homogeneity of the heating in the circumferential direction around the sheath 6 and take into account that the height of the level 2 of the bath 1 in the tank is variable.

Pour cela, d'une part, les résistances chauffantes 3, 4 et 5 sont agencées selon une disposition particulière à présent décrite, et, d'autre part, ces résistances 3, 4 et 5 sont maintenues dans cette disposition relative particulière par des entretoises isolantes de centrage, assurant l'isolation électrique de la gaine 6 par rapport aux résistances 3, 4 et 5 et le centrage de ces dernières dans la gaine 6. For this, on the one hand, the heating resistors 3, 4 and 5 are arranged according to a particular arrangement now described, and, on the other hand, these resistors 3, 4 and 5 are maintained in this particular relative arrangement by spacers. insulating centering, ensuring the electrical insulation of the sheath 6 with respect to the resistors 3, 4 and 5 and the centering thereof in the sheath 6.

La disposition relative particulière des résistances chauffantes en U 3, 4 et 5 est que celles-ci sont engagées l'une dans l'autre, de sorte que les bases 3b,4b et 5b des résistances 3,4 et 5 sont disposées du côté de l'extrémité distale fermée de la gaine 6, constituée par son fond 7, alors que les branches 3a, 4a et 5a des résistances 3, 4 et 5 s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal et central de la gaine 6, et symétriquement par rapport à cet axe central pour les deux branches de chaque résistance, à partir de la base 3b, 4b ou 5b de la résistance 3, 4 ou 5 correspondante et vers l'extrémité proximale de la gaine 6 (c'est-àdire du côté opposé au fond 7), par laquelle, comme déjà mentionné cidessus, la gaine 6 est montée sur un support (non représenté sur la figure 1) et suspendue dans la cuve contenant le bain métallique 1. The particular relative arrangement of the U-shaped heating resistors 3, 4 and 5 is that they are engaged one inside the other, so that the bases 3b, 4b and 5b of the resistors 3,4 and 5 are arranged on the opposite side. the closed distal end of the sheath 6, constituted by its bottom 7, while the branches 3a, 4a and 5a of the resistors 3, 4 and 5 extend parallel to the longitudinal and central axis of the sheath 6, and symmetrically with respect to this central axis for the two branches of each resistor, from the base 3b, 4b or 5b of the corresponding resistor 3, 4 or 5 and towards the proximal end of the sheath 6 (i.e. the opposite side to the bottom 7), whereby, as already mentioned above, the sheath 6 is mounted on a support (not shown in Figure 1) and suspended in the vessel containing the metal bath 1.

En outre, les résistances 3, 4 et 5 sont retenues axialement dans la gaine 6 par des dispositifs mécaniques de suspension coopérant avec les extrémités proximales 3d, 4d, 5d des branches 3a, 4a et 5a, du côté opposé aux bases 3b, 4b et 5b, de telle sorte que chacune des zones chauffantes 3c, 4c et 5c de chacune des résistances 3, 4 et 5 est décalée axialement par rapport aux zones chauffantes de chacune des deux autres résistances en U 3, 4 et 5. In addition, the resistors 3, 4 and 5 are retained axially in the sheath 6 by mechanical suspension devices cooperating with the proximal ends 3d, 4d, 5d of the branches 3a, 4a and 5a, on the opposite side to the bases 3b, 4b and 5b, so that each of the heating zones 3c, 4c and 5c of each of the resistors 3, 4 and 5 is axially offset with respect to the heating zones of each of the other two U-shaped resistors 3, 4 and 5.

Afin que le thermo-plongeur présente, dans cet exemple, trois zones de chauffage étagées et bien délimitées, les zones chauffantes 3c, ou 4c, ou 5c de chaque résistance en U 3, ou 4, ou 5 sont décalées axialement sans recouvrement axial avec les zones chauffantes de chaque autre résistance en U, et, de plus, afin de procurer une bonne homogénéité de chauffage en direction circonférentielle autour de la gaine 6, les branches 3a, 4a et 5a des résistances en U 3, 4 et 5 sont réparties sensiblement régulièrement en direction circonférentielle, autour de l'axe central de la gaine 6. So that the thermo-plunger has, in this example, three stepped and well-defined heating zones, the heating zones 3c, or 4c, or 5c of each U-shaped resistor 3, or 4, or 5 are axially offset without axial overlap with the heating zones of each other U-shaped resistor, and, in addition, in order to provide a good homogeneity of heating in circumferential direction around the sheath 6, the branches 3a, 4a and 5a of the U-shaped resistors 3, 4 and 5 are distributed. substantially regularly in the circumferential direction around the central axis of the sheath 6.

Ainsi, la disposition relative particulière des résistances 3, 4 et 5 est celle représentée sur les figures 1 et 4, la figure 4 montrant que les branches 3a, 4a et 5a des trois résistances 3, 4 et 5 sont situées, vues en plan, aux sommets d'une étoile à six branches, et que les bases 3b, 4b et 5b sont espacées les unes au dessus des autres et croisées (orientées selon des directions régulièrement inclinées les unes par rapport aux autres). Thus, the particular relative arrangement of the resistors 3, 4 and 5 is that shown in Figures 1 and 4, Figure 4 showing that the branches 3a, 4a and 5a of the three resistors 3, 4 and 5 are located, seen in plan, at the vertices of a six-pointed star, and that the bases 3b, 4b and 5b are spaced apart from each other and crossed (oriented in directions regularly inclined relative to each other).

Sur la figure 1, l'isolation électrique de la gaine 6 par rapport aux résistances 3, 4 et 5 est assurée par une entretoise distale 8, reposant sur le fond 7 de la gaine 6, et par deux entretoises intermédiaires 9 et 10, dont la première 9 repose sur la base 4b de la résistance 4 de taille moyenne, et dont la seconde 10 repose sur la base 3b de la petite résistance 3. In FIG. 1, the electrical insulation of the sheath 6 with respect to the resistors 3, 4 and 5 is ensured by a distal spacer 8, resting on the bottom 7 of the sheath 6, and by two intermediate struts 9 and 10, of which the first 9 rests on the base 4b of the resistor 4 of medium size, and the second 10 rests on the base 3b of the small resistor 3.

Le thermo-plongeur de la figure 1 pourrait également comporter une entretoise proximale, agencée en bouchon de fermeture de l'extrémité proximale de la gaine 6 et traversée par les branches 3a, 4a et 5a des trois résistances 3, 4 et 5, tout en présentant une collerette périphérique en saillie radiale externe prenant appui contre une collerette analogue de l'extrémité proximale de la gaine 6 pour le maintien de cette dernière sur le support précité, et comme cela est décrit ci-dessous en référence à l'exemple de la figure 2. The thermo-plunger of FIG. 1 could also comprise a proximal spacer, arranged as a closure cap for the proximal end of the sheath 6 and traversed by the branches 3a, 4a and 5a of the three resistors 3, 4 and 5, while having a circumferential collar projecting radially external bearing against an analogous collar of the proximal end of the sheath 6 for the maintenance of the latter on the aforementioned support, and as described below with reference to the example of the figure 2.

Ces entretoises telles que 8, 9 et 10 sont réalisées en un matériau électriquement isolant et réfractaire, résistant à une température qui peut être d'au moins 1400 C, par exemple un matériau constitué par l'agglomération de fibres de céramique ré-imprégnées, par exemple en alumine ou silice fibreuse éventuellement imprégnée, ce matériau étant choisi de façon à présenter une souplesse tolérant des dilatations différentielles des composants que ce matériau sépare. These spacers such as 8, 9 and 10 are made of an electrically insulating and refractory material resistant to a temperature which may be at least 1400 C, for example a material consisting of the agglomeration of re-impregnated ceramic fibers, for example alumina or fibrous silica optionally impregnated, this material being chosen so as to have a flexibility that tolerates differential expansion of the components that this material separates.

Comme représenté sur les figures 1 et 5, l'entretoise distale 8 a la forme d'un disque circulaire plat reposant sur le fond 7 et dont le diamètre externe est légèrement inférieur au diamètre interne de la gaine 6 de sorte à être sensiblement centré dans l'extrémité distale fermée de la gaine 6, et l'entretoise distale 8 présente, dans sa face opposée au fond 7, un évidement 11 dont la forme en section transversale (perpendiculairement à l'axe longitudinal de la gaine 6)est complémentaire à celle de la section transversale (perpendiculairement aux branches 5a) de la base 5b et des extrémités distales des branches 5a qui se raccordent à cette base 5b, de sorte que l'extrémité distale de celle des trois résistances chauffantes en U qui est la plus profondément engagée dans la gaine 6, à savoir la grande résistance en U 5, est au moins partiellement logée dans cet évidement 11, qui reçoit donc une partie au moins de labase 5b et des portions des branches 5a se rattachant à cette dernière. De la sorte, cette base 5b et les portions qui lui sont adjacentes des branches 5a de la grande résistance 5 sont centrées dans l'extrémité distale de la gaine 6 et maintenues hors de contact avec cette partie de la gaine 6. Du fait de l'engagement seulement partiel de la base 5b dans l'évidement 11 de l'entretoise distale 8, on comprend que la zone chauffante 5c de chacune des deux branches 5a de la grande résistance 5, la plus engagée dans la gaine 6, peut être directement adjacente à la base 5b. As shown in FIGS. 1 and 5, the distal spacer 8 is in the form of a flat circular disc resting on the bottom 7 and whose external diameter is slightly smaller than the internal diameter of the sheath 6 so as to be substantially centered in the distal end closed of the sheath 6, and the distal spacer 8 has, in its face opposite the bottom 7, a recess 11 whose cross-sectional shape (perpendicular to the longitudinal axis of the sheath 6) is complementary to that of the cross section (perpendicular to the branches 5a) of the base 5b and the distal ends of the branches 5a which are connected to this base 5b, so that the distal end of the three heating resistances U which is the most deeply engaged in the sheath 6, namely the high resistance U 5, is at least partially housed in this recess 11, which therefore receives at least a portion of the base 5b and portions of the branches 5a related to the latter. In this way, this base 5b and the adjacent portions of the branches 5a of the large resistance 5 are centered in the distal end of the sheath 6 and kept out of contact with this part of the sheath 6. Because of the only partial engagement of the base 5b in the recess 11 of the distal spacer 8, it is understood that the heating zone 5c of each of the two branches 5a of the large resistance 5, the most engaged in the sheath 6, can be directly adjacent to the base 5b.

Les entretoises intermédiaires 9 et 10 sont identiques l'une à l'autre et réalisées chacune comme représenté sur les figures 10 et 11. Cependant, comme représenté sur les figures 6 et 7, elles sont décalées l'une par rapport à l'autre en direction circonférentielle autour de l'axe longitudinal de la gaine 6. The intermediate struts 9 and 10 are identical to each other and each made as shown in Figures 10 and 11. However, as shown in Figures 6 and 7, they are offset relative to each other in the circumferential direction around the longitudinal axis of the sheath 6.

Comme représenté sur les figures 10 et 11, chacune des entretoises intermédiaires 9 et 10 a la forme d'un disque circulaire plat 12, dans la paroi latérale duquel sont ménagées six échancrures 13 régulièrement réparties en direction circonférentielle autour de l'axe du disque 12 et à la périphérie de ce dernier, chaque échancrure 13 étant conformée pour loger et guider sensiblement la moitié du périmètre de l'une des branches 3a, 4a et 5a des trois résistances. Dans cet exemple, comme ces branches 3a, 4a et 5a sont des barreaux cylindriques de section circulaire, chaque échancrure 13 a une forme sensiblement hémicylindrique de section circulaire d'un diamètre par exemple de 26 mm correspondant au diamètre des branches des résistances, dans un disque 12 d'un diamètre de 100 mm par exemple, et qui présente également deux pions de centrage 14 diamétralement opposés, en saillie radiale vers l'extérieur du disque 12, chacun entre deux échancrures 13 et d'une largeur, en direction circonférentielle ou tangentielle, sensiblement égale au diamètre de chaque échancrure 13. As represented in FIGS. 10 and 11, each of the intermediate struts 9 and 10 is in the form of a flat circular disk 12, in the lateral wall of which are provided six notches 13 regularly distributed circumferentially around the axis of the disc 12 and at the periphery of the latter, each notch 13 being shaped to house and guide substantially half of the perimeter of one of the branches 3a, 4a and 5a of the three resistors. In this example, since these branches 3a, 4a and 5a are cylindrical bars of circular section, each notch 13 has a substantially semicylindrical shape of circular section with a diameter of, for example, 26 mm corresponding to the diameter of the branches of the resistors, in a disc 12 with a diameter of 100 mm for example, and which also has two diametrically opposite centering pins 14, radially outwardly projecting from the disk 12, each between two notches 13 and a width, in the circumferential direction or tangential, substantially equal to the diameter of each notch 13.

L'épaisseur, ou dimension axiale, de chaque entretoise intermédiaire 9 ou 10, aussi bien au niveau de son disque 12 que de ses pions 14, est égale à la distance séparant chacune des zones chauffantes 3c et 4c de la base 3b ou 4b correspondante sur les résistances 3 et 4, c'est-à-dire de 50 mm dans cet exemple, et la distance entre les extrémités radiales externes des deux pions 14, par exemple de 148 mm dans cet exemple, est légèrement inférieure au diamètre interne de la gaine 6, de sorte que chaque entretoise 9 et 10 peut être disposée transversalement dans la gaine 6, perpendiculairement à l'axe longitudinal de cette dernière, et centrée dans cette gaine 6 par la paire de pions 14 de centrage, pouvant prendre appui contre la face interne de la gaine 6. The thickness, or axial dimension, of each intermediate spacer 9 or 10, both at its disk 12 and its pins 14, is equal to the distance between each of the heating zones 3c and 4c of the corresponding base 3b or 4b. on the resistors 3 and 4, that is to say 50 mm in this example, and the distance between the outer radial ends of the two pins 14, for example 148 mm in this example, is slightly less than the internal diameter of the sheath 6, so that each spacer 9 and 10 can be arranged transversely in the sheath 6, perpendicular to the longitudinal axis of the latter, and centered in this sheath 6 by the pair of pins 14 of centering, which can bear against the inner face of the sheath 6.

Du fait de l'épaisseur de chaque entretoise 9, 10 et de la distance entre les extrémités radiales externes de ses pions 14, chaque entretoise 9, 10 ne peut basculer lorsque elle est mise en place dans la gaine 6, et l'entretoise 9 vient reposer par sa face distale (inférieure sur les figures 1 et 11) sur la face proximale ou supérieure de la base 4b de la résistance 4, de longueur moyenne, qui est suspendue dans la gaine 6 par les extrémités proximales 4d (supérieures) de ses branches 4a de sorte que l'entretoise 9, située entre la base 4b et les extrémités distales des zones chauffantes 4c des branches 4a, est également située juste au dessus des extrémités proximales (supérieures) des zones chauffantes 5c des branches 5a de la résistance 5, comme cela est clairement représenté sur la figure 1. Dans cette position de l'entretoise 9, et comme représenté sur la figure 6, chacune des branches 4a et 5a de chaque résistance en U 4 et 5 dont la base 4b et 5b est située entre cette entretoise intermédiaire 9 et l'extrémité distale 7 de la gaine 6, est guidée en étant partiellement logée, en dehors de toute zone chauffante 4c ou 5c de ces branches, dans une échancrure respective 13 du disque 12 de l'entretoise 9. Due to the thickness of each spacer 9, 10 and the distance between the outer radial ends of its pins 14, each spacer 9, 10 can not rock when it is placed in the sheath 6, and the spacer 9 is rested by its distal face (lower in Figures 1 and 11) on the proximal or upper face of the base 4b of the resistor 4, of average length, which is suspended in the sheath 6 by the proximal ends 4d (upper) of its branches 4a so that the spacer 9, located between the base 4b and the distal ends of the heating zones 4c of the branches 4a, is also located just above the proximal (upper) ends of the heating zones 5c of the branches 5a of the resistance 5, as is clearly shown in FIG. 1. In this position of the spacer 9, and as shown in FIG. 6, each of the branches 4a and 5a of each U-shaped resistor 4 and 5 whose base 4b and 5b is if you e between this intermediate spacer 9 and the distal end 7 of the sheath 6, is guided by being partially housed, outside any heating zone 4c or 5c of these branches, in a respective indentation 13 of the disk 12 of the spacer 9 .

La figure 6 montre que chacun des deux pions de centrage 14 est directement adjacent à l'une respectivement des deux branches 5a logée dans l'une des deux échancrures 13 adjacentes à ce pion 14, tandis que l'autre échancrure 13 n'est pas occupée. FIG. 6 shows that each of the two centering pins 14 is directly adjacent to one respectively of the two branches 5a housed in one of the two notches 13 adjacent to this pin 14, while the other notch 13 is not busy.

L'entretoise intermédiaire 10, identique dans sa structure à l'entretoise 9, repose par la face distale (inférieure) de son disque 12 contre la face proximale (supérieure) de la base 3b de la résistance 3, et se trouve située entre cette base 3b et l'extrémité distale (inférieure) des zones chauffantes 3c sur les branches 3a de cette résistance 3, laquelle est suspendue dans la gaine 6 et dans les deux autres résistances 4 et 5, par les extrémités proximales 3d (supérieures) de ses branches 3a de telle sorte que l'entretoise intermédiaire 10 soit située juste au dessus des extrémités proximales (supérieures) des zones chauffantes 4c de la résistance 4, comme cela est clairement représenté sur la figure 1. La figure 7 montre que les pions de centrage 14 de l'entretoise 10 sont décalés en direction circonférentielle autour de l'axe de la gaine 6 d'un angle de 60 , et que ses échancrures 13 logent toutes partiellement l'une respectivement des six branches 3a, 4a et 5a des trois résistances 3, 4 et 5, puisque cette entretoise 10 est disposée transversalement dans la gaine 6 à un niveau supérieur à toutes les bases 3b, 4b et 5b des trois résistances 3, 4 et 5. The intermediate spacer 10, identical in structure to the spacer 9, rests by the distal (lower) face of its disk 12 against the proximal (upper) face of the base 3b of the resistor 3, and is located between this base 3b and the distal end (bottom) of the heating zones 3c on the branches 3a of this resistor 3, which is suspended in the sheath 6 and in the other two resistances 4 and 5, by the proximal ends 3d (upper) of its 3a branches such that the intermediate spacer 10 is located just above the proximal ends (upper) of the heating zones 4c of the resistor 4, as is clearly shown in Figure 1. Figure 7 shows that the centering pins 14 of the spacer 10 are offset in the circumferential direction about the axis of the sheath 6 by an angle of 60, and that its notches 13 all partially house one respectively of the six branches 3a, 4a and 5a of the three resistors 3, 4 and 5, since this spacer 10 is arranged transversely in the sheath 6 at a level higher than all the bases 3b, 4b and 5b of the three resistors 3, 4 and 5.

En variante, il est bien évidemment possible que chaque entretoise intermédiaire 9 ou 10 comporte deux, voire trois paires de pions de centrage tels que 14 diamétralement opposés et en saillie radiale vers l'extérieur du disque 12, entre deux échancrures 13 adjacentes. Mais le centrage de ces entretoises 9 et 10 ne s'en trouve pas suffisamment amélioré au point de compenser les coûts plus élevés de réalisation de telles entretoises, ainsi que la gêne pouvant être occasionnée par les pions 14 supplémentaires pour la bonne diffusion de la chaleur des zones chauffantes 3c, 4c et 5c vers le bain métallique 1 à l'extérieur de la gaine 6, au travers de cette dernière. As a variant, it is of course possible for each intermediate spacer 9 or 10 to have two or even three pairs of centering studs 14 that are diametrically opposed and project radially outwardly from the disk 12 between two adjacent notches 13. But the centering of these spacers 9 and 10 is not sufficiently improved to compensate for the higher costs of producing such spacers, and the inconvenience may be caused by the additional pins 14 for the good diffusion of heat heating zones 3c, 4c and 5c to the metal bath 1 outside the sheath 6, through the latter.

La géométrie et la structure des entretoises intermédiaires 9 et 10, telles que représentées sur des figures 10 et 11, suffit à garantir un excellent maintien des branches 3a, 4a et 5a convenablement espacées les unes des autres ainsi que de la gaine 6, pour garantir une bonne isolation électrique vis-à-vis de cette dernière. The geometry and the structure of the intermediate struts 9 and 10, as shown in FIGS. 10 and 11, suffice to guarantee excellent retention of the branches 3a, 4a and 5a suitably spaced from one another as well as from the sheath 6, to guarantee good electrical insulation vis-à-vis the latter.

On obtient ainsi, comme clairement représenté sur la figure 1, des zones de chauffage agencées en trois étages superposés sans recouvrement axial. L'espacement axial entre les trois étages de zones de chauffage, dont chaque zone est définie par une paire de zones chauffantes 3c, 4c ou 5c, peut être augmenté en variante, si la distance entre les bases 3b et4b, d'une part, et, d'autre part, les extrémités distales des zones chauffantes correspondantes 3c et 4c est supérieure à l'épaisseur des entretoises intermédiaires 9 et 10, et si les résistances 3 et 4 sont suspendues dans la gaine 6 de façon à être moins engagées vers le fond 7 de cette dernière. Thus, as clearly shown in FIG. 1, heating zones arranged in three superimposed stages without axial overlap are obtained. The axial spacing between the three stages of heating zones, each zone of which is defined by a pair of heating zones 3c, 4c or 5c, can be increased alternatively, if the distance between the bases 3b and 4b, on the one hand, and, on the other hand, the distal ends of the corresponding heating zones 3c and 4c is greater than the thickness of the intermediate struts 9 and 10, and if the resistors 3 and 4 are suspended in the sheath 6 so as to be less engaged towards the bottom 7 of the latter.

En variante également, et dans ce dernier cas, les zones chauffantes 5c de la résistance 5 la plus engagée dans la gaine 6 peuvent ne pas être directement adjacentes à la base 5b de cette résistance 5. Alternatively also, and in the latter case, the heating zones 5c of the resistor 5 most engaged in the sheath 6 may not be directly adjacent to the base 5b of this resistor 5.

L'exemple de réalisation de la figure 2 comporte de nombreux composants identiques ou analogues à ceux précédemment décrits de l'exemple de la figure 1, et dont les dimensions et/ou positions relatives sont les mêmes, de sorte que ces composants analogues sont repérés par les mêmes références numériques, et que la description de l'exemple de la figure 2 portera essentiellement sur les différences de cette réalisation par rapport à celle de la figure 1. The exemplary embodiment of FIG. 2 comprises many identical or similar components to those previously described in the example of FIG. 1, and whose relative dimensions and / or positions are the same, so that these analogous components are identified. by the same reference numbers, and that the description of the example of Figure 2 will focus on the differences in this embodiment compared to that of Figure 1.

En particulier, dans l'exemple de la figure 2, les trois résistances 3, 4 et 5 et les deux entretoises intermédiaires 9 et 10 sont identiques dans leur structure et leurs positions relatives à celles décrites précédemment. In particular, in the example of Figure 2, the three resistors 3, 4 and 5 and the two intermediate struts 9 and 10 are identical in their structure and their positions relative to those described above.

Une différence importante de l'exemple de la figure 2 par rapport à celui de la figure 1 est que la gaine 6 n'a plus de fond plat mais un fond bombé 7' à concavité tournée vers l'intérieur de la gaine 6, ce fond l'étant de préférence hémisphérique pour constituer une extrémité distale en saillie vers le fond de la cuve et le bain métallique 1. A significant difference from the example of FIG. 2 with respect to that of FIG. 1 is that the sheath 6 no longer has a flat bottom but a domed bottom 7 'concavity facing the inside of the sheath 6; bottom being preferably hemispherical to form a distal end projecting towards the bottom of the tank and the metal bath 1.

En effet, le fond plat 7 de la gaine 6 de la figure 1 risque de se déformer en cuvette sous la pression du bain de métal 1. Il est en conséquence très préférable de donner à l'extrémité distale 7' de la gaine 6, constituant son fond, la forme bombée à concavité tournée vers l'intérieur de la gaine 6 telle que proposée ci-dessus, et de préférence hémisphérique, ce qui conduit à donner à l'entretoise distale 8' une forme extérieure adaptée, pour qu'elle puisse être au moins partiellement logée dans le fond hémisphérique 7' de la gaine 6, en logeant elle-même, comme dans l'exemple précédent, au moins en partie la base 5b et les portions des branches 5a qui s'y rattachent de la résistance 5. A cet effet, l'entretoise distale 8' peut être réalisée comme représenté sur les figures 8 et 9. Sur ces figures, l'entretoise distale 8'est réalisée sous la forme d'un embout en tronçon cylindro-sphérique, constitué par l'empilement axial d'un disque cylindrique 15, de section circulaire de diamètre légèrement inférieur au diamètre interne de la gaine 6, et de préférence égal à la distance entre les extrémités radiales externes des deux pions 14 des entretoises intermédiaires 9 et 10, la hauteur du disque cylindrique 15 étant égale à l'épaisseur des entretoises intermédiaires 9 et 10, par exemple de 50 mm, et ce disque 15 présentant, dans sa face proximale (supérieure sur les figures 2 et 9) le même évidement 11 que celui ménagé dans l'entretoise distale 8 de l'exemple de la figure 1, à savoir un évidement 11 dont la section transversale (perpendiculairement à l'axe longitudinal de la gaine 6, et donc de l'entretoise distale 8')a la forme complémentaire à celle de la base 5b et des portions d'extrémité qui s'y rattachent des branches 5a de la résistance 5, puisque cette base 5b et les portions des branches 5a qui s'y rattachent sont destinées à être partiellement logées et centrées dans cet évidement 11, lequel peut avoir une profondeur axiale égale à la hauteur du disque 15, c'est-à-dire par exemple 50 mm. Ce disque cylindrique 15 est d'une seule pièce avec une calotte sphérique 16, qui se loge ainsi dans l'extrémité distale sphérique 7' de la gaine 6, et deux usinages plans 17, parallèles l'un à l'autre ainsi qu'aux grands côtés de l'évidement 11 sont ménagés, symétriquement de part et d'autre de cet évidement 11, dans le disque 15 comme dans la calotte sphérique 16, de sorte que l'entretoise distale 8'présente en fait la forme d'un tronçon de calotte sphérique 16 surmonté d'un tronçon de disque cylindrique évidé 15. Ainsi, lorsque l'entretoise distale 8' est en position dans l'extrémité distale 7' de la gaine 6, deux évidements longitudinaux ou axiaux identiques sont délimités chacun entre l'un des usinages plans 17 et la partie de la paroi interne en regard de la gaine 6 et de son fond 7' hémisphérique. Ces évidement permettent une diffusion thermique améliorée des zones chauffantes 5c de la résistance 5 vers la partie d'extrémité distale hémisphérique 7' de la gaine 6, et donc vers le métal ou l'alliage du bain 1 situé en dessous et autour de cette partie hémisphérique 7', avec une limitation des contraintes thermiques sur la gaine 6 jusqu'à son extrémité hémisphérique 7'. Ces usinages plans 17 et les évidements qu'ils délimitent n'altèrent pas les fonctions de centrage et d'appui éventuel de la résistance chauffante 5 dans l'entretoise distale 8' dans la partie d'extrémité distale 7' de la gaine 6, en maintenant cette résistance 5 convenablement isolée électriquement de la gaine 6 et positionnée par rapport aux autres résistances 3 et 4. In fact, the flat bottom 7 of the sheath 6 of FIG. 1 risks being deformed in a bowl under the pressure of the metal bath 1. It is therefore very preferable to give the distal end 7 'of the sheath 6, constituting its bottom, the convexly curved shape facing inwardly of the sheath 6 as proposed above, and preferably hemispherical, which leads to the distal spacer 8 'a suitable external shape, so that it can be at least partially housed in the hemispherical bottom 7 'of the sheath 6, housing itself, as in the previous example, at least partly the base 5b and portions of the branches 5a attached thereto. the resistance 5. For this purpose, the distal spacer 8 'can be made as shown in Figures 8 and 9. In these figures, the distal spacer 8 is made in the form of a tip cylindro-spherical section constituted by the axial stacking of a cylindrical disk e 15, of circular section of diameter slightly smaller than the internal diameter of the sheath 6, and preferably equal to the distance between the outer radial ends of the two pins 14 of the intermediate struts 9 and 10, the height of the cylindrical disc 15 being equal to the thickness of the intermediate struts 9 and 10, for example 50 mm, and this disc 15 having, in its proximal face (upper in Figures 2 and 9) the same recess 11 as that formed in the distal spacer 8 of the example of Figure 1, namely a recess 11 whose cross section (perpendicular to the longitudinal axis of the sheath 6, and therefore the distal spacer 8 ') has the shape complementary to that of the base 5b and the end portions attached thereto branches 5a of the resistor 5, since this base 5b and the portions of branches 5a attached thereto are intended to be partially housed and centered in this recess 11, which may have an axial depth equal to the height of the disk 15, that is to say for example 50 mm. This cylindrical disk 15 is in one piece with a spherical cap 16, which is thus housed in the spherical distal end 7 'of the sheath 6, and two planar machining operations 17, parallel to each other as well as to on the long sides of the recess 11 are formed, symmetrically on either side of this recess 11, in the disk 15 as in the spherical cap 16, so that the spacer distal 8 'actually presents the shape of a section of spherical cap 16 surmounted by a segment of hollow cylindrical disk 15. Thus, when the distal spacer 8 'is in position in the distal end 7' of the sheath 6, two identical longitudinal or axial recesses are delimited each between one of the planar machining 17 and the portion of the inner wall facing the sheath 6 and its bottom hemispherical 7 '. These recesses allow an improved thermal diffusion of the heating zones 5c of the resistor 5 towards the hemispherical distal end portion 7 'of the sheath 6, and thus towards the metal or the alloy of the bath 1 situated below and around this part hemispherical 7 ', with a limitation of thermal stresses on the sheath 6 to its hemispherical end 7'. These planar machining 17 and the recesses they delimit do not alter the centering and possible support functions of the heating resistor 5 in the distal spacer 8 'in the distal end portion 7' of the sheath 6, maintaining this resistor 5 suitably electrically isolated from the sheath 6 and positioned relative to the other resistors 3 and 4.

Une autre différence importante de l'exemple de la figure 2 par rapport à celui de la figure 1 est que, sur la figure 2, le thermoplongeur est également équipé d'une entretoise proximale 18 telle qu'illustrée sur les figures 12 et 13, et réalisée dans le même matériau électriquement isolant et réfractaire que les autres entretoises 8 ou 8', 9 et 10. Another important difference of the example of FIG. 2 with respect to that of FIG. 1 is that, in FIG. 2, the immersion heater is also equipped with a proximal spacer 18 as illustrated in FIGS. 12 and 13, and made of the same electrically insulating and refractory material as the other spacers 8 or 8 ', 9 and 10.

Cette entretoise proximale 18, montée dans l'extrémité proximale (supérieure sur la figure 2) de la gaine 6, se présente comme un bouchon cylindrique 19 de section circulaire de diamètre externe légèrement inférieur au diamètre interne de la gaine 6, pour assurer la fermeture de l'extrémité proximale de cette gaine 6, et ce bouchon 19 est muni, à son extrémité proximale (supérieure sur la figure 13) d'une collerette radiale externe 20, s'étendant sur toute la périphérie du bouchon 19, et par laquelle l'entretoise 18 prend appui contre un rebord 21 de l'extrémité proximale de la gaine 6, ce rebord 21 étant également en saillie radiale vers l'extérieur de la gaine 6, sur toute la périphérie de l'ouverture à l'extrémité proximale de la gaine 6, et lui- même en appui et maintenu (par des moyens non représentés sur la figure 2) contre un épaulement annulaire 22 ménagé en saillie radiale interne à l'extrémité inférieure d'un support 23 fixé au-dessus de la cuve contenant le bain 1, l'épaulement 22 entourant un passage central cylindrique de section circulaire, de diamètre légèrement supérieur au diamètre externe de la gaine 6, pour permettre la mise en place du thermo-plongeur dans la cuve et le bain métallique 1, comme représenté sur la figure 2. Le bouchon 19 de l'entretoise proximale 18 est de plus axialement traversé par des trous ou alésages 24 cylindriques de section circulaire de diamètre légèrement supérieur au diamètre des branches 3a, 4a et 5a des résistances chauffantes 3,4 et 5, les alésages 24 étant en nombre égal aux dites branches, et donc les 6 alésages 24, destinés chacun à être traversé par la partie d'extrémité proximale 3d, 4d, 5d de l'une respectivement des branches 3a, 4a et 5a des résistances en U, sont régulièrement répartis en direction circonférentielle autour de l'axe central et longitudinal de l'entretoise 18, selon une implantation en couronne, de sorte qu'à ce niveau également ces parties d'extrémité proximales 3d, 4d, 5d des branches 3a, 4a et 5a sont maintenues hors de contact avec la gaine 6 pour en assurer l'isolation électrique. This proximal spacer 18, mounted in the proximal end (upper in FIG. 2) of the sheath 6, is in the form of a cylindrical plug 19 of circular section of external diameter slightly smaller than the internal diameter of the sheath 6, to ensure the closure of the proximal end of this sheath 6, and this cap 19 is provided, at its proximal end (upper in FIG. 13) with an external radial collar 20, extending over the entire periphery of the stopper 19, and through which the spacer 18 bears against a flange 21 of the proximal end of the sheath 6, this rim 21 also projecting radially outwards from the sheath 6, over the entire periphery of the opening at the proximal end of the sheath 6, and itself supported and maintained (by means not shown in Figure 2) against an annular shoulder 22 formed radially internal projection at the lower end of a support 23 fixed above e the tank containing the bath 1, the shoulder 22 surrounding a central cylindrical passage of circular section, of diameter slightly greater than the outer diameter of the sheath 6, to allow the introduction of the thermo-plunger in the tank and the metal bath 1, as shown in Figure 2. The plug 19 of the proximal spacer 18 is further axially traversed by holes or cylindrical holes 24 of circular section of diameter slightly greater than the diameter of the branches 3a, 4a and 5a of the heating resistors 3 , 4 and 5, the bores 24 being equal in number to said branches, and thus the 6 bores 24, each intended to be traversed by the proximal end portion 3d, 4d, 5d of one respectively of the branches 3a, 4a and 5a U-shaped resistors, are regularly distributed circumferentially about the central and longitudinal axis of the spacer 18, in a crown implantation, so that at this level Then, these proximal end portions 3d, 4d, 5d of the legs 3a, 4a and 5a are kept out of contact with the sheath 6 to provide electrical isolation thereof.

A titre d'exemple, le diamètre de chaque alésages 24, qui est le même que celui de chaque échancrure 13 des entretoises 9 et 10, est de 26mm, le diamètre externe de la collerette 20 et son épaisseur axiale étant respectivement de 250mm et 50mm, tandis que le diamètre externe du bouchon 19 et sa dimension axiale sous la collerette 20 sont respectivement de 148mm et 250mm, les centres des alésages 24 étant répartis sur un cercle de 100mm de diamètre avec un angle au centre de 60 entre deux alésages 24 adjacents. By way of example, the diameter of each bore 24, which is the same as that of each notch 13 of the spacers 9 and 10, is 26 mm, the external diameter of the collar 20 and its axial thickness being respectively 250 mm and 50 mm. , while the outer diameter of the cap 19 and its axial dimension under the flange 20 are respectively 148mm and 250mm, the centers of the bores 24 being distributed over a circle 100mm in diameter with a central angle of 60 between two adjacent bores 24 .

Comme représenté sur la figure 2, uniquement pour une branche 3a de la seule résistance 3, l'extrémité proximale, telle que 3d, de chacune des 6 branches 3a, 4a et 5a dépasse en saillie au-dessus de la collerette 20 de l'entretoise proximale 18, et se trouve enserrée ou pressée par un dispositif mécanique de suspension schématisé en 25 sur la figure 2, qui permet de positionner axialement les résistances 3, 4 et 5 les unes par rapport aux autres dans la gaine 6, ces dispositifs mécaniques de suspension pouvant être tout mécanisme connu de serrage ou pincement, voire un simple dispositif à goupille ou à clavette traversant un passage transversal ou une rainure transversale de l'extrémité proximale de la branche correspondante, pour prendre appui contre la face supérieure de l'entretoise proximale 18 et ainsi retenir axialement ladite branche de résistance. Il existe de nombreux types différents de tels dispositifs mécaniques 25 qui se fixent par serrage ou pincement, par exemple des modèles à étriers, cavaliers, ou à plaques mécaniques coopérant avec des boulons ou vis de serrage. As shown in FIG. 2, only for a branch 3a of the single resistor 3, the proximal end, such as 3d, of each of the 6 branches 3a, 4a and 5a project beyond the collar 20 of the proximal spacer 18, and is contained or pressed by a mechanical suspension device shown schematically at 25 in FIG. 2, which makes it possible to axially position the resistors 3, 4 and 5 relative to one another in the sheath 6, these mechanical devices suspension can be any known clamping or pinching mechanism, or even a simple pin or key device through a transverse passage or a transverse groove of the proximal end of the corresponding branch, to bear against the upper face of the spacer proximal 18 and thus axially retain said resistance branch. There are many different types of such mechanical devices that clamp or pinch, such as stirrups, jumpers, or mechanical plates cooperating with bolts or clamping screws.

L'alimentation électrique de chaque branche 3a, 4a ou 5a est assurée par des dispositifs de connexion électrique reliés aux parties des extrémités proximales des branches, telles que 3d, faisant saillie au-dessus de ces dispositifs 25 mécaniques de suspension, comme schématisé en 26 sur la figure 2. Un tel dispositif de connexion électrique 26 peut être tout type approprié de bande de raccordement électrique, et notamment comporter des tresses en métal conducteur de l'électricité, telles que des tresses d'aluminium, ce qui permet d'éviter tout risque de couple thermoélectrique avec les extrémités proximales des résistances 3, 4 et 5 qui sont recouvertes d'un film d'aluminium. En variante, chaque tresse conductrice peut être également fixée autour d'une partie d'extrémité proximale d'une branche de résistance par un clip métallique qui entoure partiellement la tresse entourant elle-même ladite partie d'extrémité proximale et fermée en boucle autour d'elle par des moyens de fixation, par exemple à plaques serrées par boulonnage, le clip enserrant élastiquement la tresse sur ladite partie d'extrémité pour renforcer la liaison et compenser les effets de la dilatation. Les dispositifs de connexion électrique tels que 26 peuvent également être constitués par des languettes en matériau conducteur, soudées sur des plages de contact prévues sur l'extrémité proximale telle que 3d des branches de résistance et revêtues d'une couche conductrice, par exemple en aluminium. Au lieu d'un soudage, on peut utiliser un frettage à l'aide d'une bague en matériau isolant. Des bornes de raccordement électrique peuvent être maintenues par un disque isolant et être fixées à des tresses d'amenée d'électricité, lesquelles, dans une variante de réalisation, peuvent être fixées directement sur des plages conductrices. En variante, lorsque les dispositifs mécaniques de suspension 25 comportent des éléments métalliques assurant une continuité électrique de l'extérieur jusqu'à la surface latérale externe des extrémités proximales tel que 3d des branches des résistances, les dispositifs de connexion électrique peuvent être intégrés aux dispositifs mécaniques de suspension. The power supply of each branch 3a, 4a or 5a is provided by electrical connection devices connected to the portions of the proximal ends of the branches, such as 3d, protruding above these mechanical suspension devices, as shown schematically in FIG. in FIG. 2. Such an electrical connection device 26 may be any suitable type of electrical connection strip, and in particular may comprise electrically conductive metal braids, such as aluminum braids, which makes it possible to avoid any risk of thermoelectric torque with the proximal ends of the resistors 3, 4 and 5 which are covered with an aluminum film. Alternatively, each conductive braid may also be secured around a proximal end portion of a resistance limb by a metal clip that partially surrounds the braid itself surrounding said proximal end portion and closed in a loop around a proximal end portion. it by fastening means, for example to plates tightened by bolting, the clip elastically gripping the braid on said end portion to strengthen the connection and compensate for the effects of expansion. The electrical connection devices such as 26 may also consist of tongues of conductive material, welded to contact pads provided on the proximal end such as 3d of the resistance branches and coated with a conductive layer, for example aluminum . Instead of welding, it is possible to use a hoop with a ring of insulating material. Electrical connection terminals can be maintained by an insulating disc and be fixed to electricity supply tresses, which, in an alternative embodiment, can be fixed directly on conductive pads. Alternatively, when the mechanical suspension devices 25 comprise metal elements providing electrical continuity from the outside to the outer lateral surface of the proximal ends such as 3d of the branches of the resistors, the electrical connection devices can be integrated into the devices. mechanical suspension.

L'alimentation électrique des résistances chauffantes 3, 4 et 5 peut être réalisée en courant triphasé au moyen d'une installation de régulation assurant une alimentation indépendante de chacune des trois résistances 3, 4 et 5. The power supply of the heating resistors 3, 4 and 5 can be carried out in three-phase current by means of a regulation installation providing a power supply independent of each of the three resistors 3, 4 and 5.

Mais, selon une variante avantageuse, et comme représenté schématiquement sur la figure 14, chacune des résistances en U 3, 4 et 5 est alimentée en courant électrique monophasé à partir d'une source d'alimentation qui est le secteur 27. L'extrémité proximale 3d, 4d ou 5d de l'une seulement des deux branches 3a, 4a ou 5a de chacune des trois résistances en U 3, 4 et 5 est reliée à la phase du secteur 27 par un gradateur respectif 28, 29 ou 30, qui est par exemple l'un de trois gradateurs à thyristor montés en parallèle, ainsi que par une pince 31, 32 ou 33, qui est à la fois une pince de suspension mécanique et une pince de contact électrique pour, simultanément, alimenter électriquement la résistance en U correspondante 3, 4 ou 5, et assurer la suspension mécanique de la branche correspondante de cette résistance dans la gaine 6 au travers de l'entretoise proximale 18. Pour limiter la tension aux bornes des résistances constituées par les pinces 31, 32 et 33 et la borne commune 34, afin de ne pas réduire la durée de vie des résistances 3, 4 et 5 par une tension trop élevée, cette alimentation électrique est assurée par l'intermédiaire de transformateurs-abaisseurs 54, 55 et 56 dont chacun est interposé entre le gradateur 28, 29 ou 30 respectif et la borne ou pince respective 31, 32 ou 33. Par contre, les parties d'extrémité proximale 3d, 4d et 5d des secondes branches 3a, 4a et 5a des trois résistances 3, 4 et 5 sont reliées en commun et en parallèle à la terre au neutre du secteur d'alimentation 27 par un dispositif métallique 34 de suspension axiale des résistances 3, 4 et 5 dans la gaine 6 et de contact électrique avec les extrémités proximales 3d, 4d, 5d correspondantes, ce dispositif 34 comportant, par exemple, un cadre métallique conducteur formé de deux étriers en arc de cercle, dont l'un 35, en partie mobile et/ou déformable en position radiale interne, et l'autre 36 en position radiale externe, qui sont raccordés à leurs extrémités par des barreaux radiaux 37, les extrémités proximales 3d, 4d et 5d étant bridées par ce dispositif 34 grâce à des ensembles vis-écrous 38-39 mis en uvre pour tendre à rapprocher les deux étriers 35 et 36 l'un vers l'autre dans les intervalles entre les extrémités proximales 3d, 4d et 5d, comme schématiquement représenté sur la figure 14. En parallèle sur le neutre du secteur 27, le dispositif 34 est raccordé à la terre 57 par l'intermédiaire d'un circuit protecteur 58 par contrôle d'isolement, mesurant un courant de fuite (image de l'impédance) entre le neutre et la terre 57. But, according to an advantageous variant, and as shown diagrammatically in FIG. 14, each of the U-shaped resistors 3, 4 and 5 is supplied with single-phase electrical current from a power source which is the sector 27. The end proximal 3d, 4d or 5d of only one of the two branches 3a, 4a or 5a of each of the three resistors U 3, 4 and 5 is connected to the phase of the sector 27 by a respective dimmer 28, 29 or 30, which is for example one of three thyristor dimmers connected in parallel, as well as a clamp 31, 32 or 33, which is both a mechanical suspension clamp and an electrical contact clamp for simultaneously powering the resistor U-shaped corresponding 3, 4 or 5, and ensure the mechanical suspension of the corresponding branch of this resistor in the sheath 6 through the proximal spacer 18. To limit the voltage across the resistors constituted by the clamps 31, 32 and 33 th t the common terminal 34, in order not to reduce the life of the resistors 3, 4 and 5 by a too high voltage, this power supply is provided by means of step-down transformers 54, 55 and 56 each of which is interposed between the respective dimmer 28, 29 or 30 and the respective terminal or clamp 31, 32 or 33. On the other hand, the proximal end portions 3d, 4d and 5d of the second limbs 3a, 4a and 5a of the three resistors 3, 4 and 5 are connected in common and in parallel with the earth to the neutral of the power supply sector 27 by a metallic device 34 of axial suspension of the resistors 3, 4 and 5 in the sheath 6 and of electrical contact with the proximal ends 3d, 4d, 5d corresponding, this device 34 comprising, for example, a conductive metal frame formed of two arcuate stirrups, one of which 35, partly movable and / or deformable in radial internal position, and the other 36 in radial position external, which are ordered at their ends by radial bars 37, the proximal ends 3d, 4d and 5d being clamped by this device 34 by means of screw-nut assemblies 38-39 used to tend to bring the two stirrups 35 and 36 one closer together. to the other in the intervals between the proximal ends 3d, 4d and 5d, as schematically shown in Figure 14. In parallel to the neutral of the sector 27, the device 34 is connected to the ground 57 via a protective circuit 58 by insulation control, measuring leakage current (image of impedance) between neutral and earth 57.

Les alimentations indépendantes des résistances 3, 4 et 5, en courant monophasé ou triphasé, permettent une adaptation de la zone de chauffage du thermo-plongeur au niveau 2 du bain métallique 1 dans la cuve. Cette adaptation peut être pilotée par une installation de régulation, telle que celle montrée sur les figures 15 à 17, représentant un thermo- plongeur selon l'invention, dont la représentation des résistances en U 3, 4 et 5 est limitée à celle de l'une de leurs zones chauffantes 3c, 4c et 5c axialement décalées, par simplicité, et dont la gaine 6 est plongée sensiblement verticalement dans un bain métallique 1, dont le niveau 2 dans une poche de coulée 40 est respectivement élevé, sur la figure 15, intermédiaire sur la figure 16, ou bas sur la figure 17, c'est-à-dire respectivement au-dessus de toutes les zones chauffantes 3c, 4c et 5c (figure 15), entre les zones chauffantes 3c et 4c (figure 16) lorsque chaque zone chauffante 3c émerge du bain 1 dont le niveau 2 a baissé, et entre les zones chauffantes 4c et 5c (figure 17) quand les zones chauffantes 3c et 4c émergent sensiblement du bain 1, dont le niveau 2 a encore baissé. The independent power supplies of the resistors 3, 4 and 5, in single-phase or three-phase current, allow an adaptation of the heating zone of the heat sink to the level 2 of the metal bath 1 in the tank. This adaptation can be controlled by a regulating installation, such as that shown in FIGS. 15 to 17, representing a thermo-plunger according to the invention, the representation of the U-shaped resistors 3, 4 and 5 of which is limited to that of FIG. one of their heating zones 3c, 4c and 5c axially offset, for simplicity, and whose sheath 6 is substantially vertically dipped in a metal bath 1, whose level 2 in a ladle 40 is respectively high, in FIG. 15 , intermediate in FIG. 16, or bottom in FIG. 17, that is to say respectively above all the heating zones 3c, 4c and 5c (FIG. 15), between the heating zones 3c and 4c (FIG. 16 ) when each heating zone 3c emerges from the bath 1 whose level 2 has dropped, and between the heating zones 4c and 5c (Figure 17) when the heating zones 3c and 4c emerge substantially from the bath 1, the level 2 further decreased.

La régulation est assurée de sorte que toute zone chauffante 3c, 4c ou 5c qui se trouve en dessous du niveau 2 du bain métallique 1 dans la cuve 40 est alimentée électriquement pour être portée à une température limitée par sécurité à, par exemple, 1250 C, pour assurer le chauffage du bain 1, tandis que toute zone chauffante 3c, 4c ou 5c qui se trouve sensiblement au dessus du niveau 2 du bain 1 dans la cuve 40 a son alimentation électrique qui est coupée ou, de préférence, limitée de sorte à maintenir la partie de la gaine 6 qui émerge du bain 1 à une température intermédiaire entre la température de chauffage du bain et la température ambiante, par exemple à la température du bain, afin de réduire les chocs thermiques supportés par la gaine 6, dont la durée de vie peut ainsi être prolongée. The regulation is ensured so that any heating zone 3c, 4c or 5c which is below the level 2 of the metal bath 1 in the tank 40 is electrically powered to be brought to a temperature limited by safety to, for example, 1250 C. to ensure the heating of the bath 1, while any heating zone 3c, 4c or 5c which is substantially above the level 2 of the bath 1 in the tank 40 has its power supply which is cut or, preferably, limited so to maintain the part of the sheath 6 which emerges from the bath 1 at a temperature intermediate the bath heating temperature and the ambient temperature, for example at the temperature of the bath, in order to reduce the thermal shocks borne by the sheath 6, of which the service life can be extended.

A cet effet, et si les zones chauffantes 3c, 4c et 5c des résistances en U sont respectivement alimentées électriquement par les gradateurs à thyristor 28, 29 et 30 comme sur la figure 14, l'installation de régulation comprend 3 capteurs de température, 41, 42 et 43 disposés dans la gaine 6 et axialement espacés dans cette dernière de sorte que chacun d'eux soit sensiblement au niveau des zones chauffantes de l'une respectivement des résistances en U, c'est- à-dire que le premier capteur 41 est au niveau des zones chauffantes 3c, le second capteur 42 au niveau des zones chauffantes 4c et le troisième capteur 43 au niveau des zones chauffantes 5c. Ces trois capteurs de température, 41, 42, 43 sont tous reliés à un régulateur 44, qui compare les signaux reçus des trois capteurs 41, 42, 43, et qui correspondent aux températures des zones chauffantes 3c, 4c et 5c, à une consigne de température maximum des résistances de 1250 C, que le régulateur 44 reçoit d'un générateur de valeur de consigne 45, grâce auquel la consigne maximale des résistances peut être réglée, cette consigne de température correspondant à une limitation de la température maximale des zones chauffantes 3c, 4c et 5c. En fonction de cette comparaison, le régulateur 44 commande chaque gradateur 28, 29 ou 30 d'alimentation électrique des zones chauffantes 3c, 4c et 5c à l'état passant ou bloqué, selon que la température mesurée par le capteur de température 41 ou 42 ou 43 est inférieure ou supérieure à la première consigne de température fournie par le générateur 45. Ainsi, dès que l'un des capteurs de température 41, 42, 43 détecte une température que le régulateur 44 détermine comme étant supérieure à la consigne de température des résistances donnée par le générateur 45, le régulateur 44 commande le gradateur 28, 29 ou 30 d'alimentation des zones chauffantes 3c ou 4c ou 5c en surchauffe pour couper ou réduire momentanément cette alimentation, qui est rétablie dès que le régulateur 44 détecte que le signal provenant du capteur de température 41 ou 42 ou 43 correspondant correspond à une température inférieure au seuil de 1250 C. For this purpose, and if the heating zones 3c, 4c and 5c of the U-shaped resistors are respectively electrically powered by the thyristor dimmers 28, 29 and 30 as in FIG. 14, the control installation comprises 3 temperature sensors, 41 , 42 and 43 disposed in the sheath 6 and axially spaced in the latter so that each of them is substantially at the level of the heating zones of one respectively U-shaped resistors, that is to say that the first sensor 41 is at the heating zones 3c, the second sensor 42 at the heating zones 4c and the third sensor 43 at the heating zones 5c. These three temperature sensors, 41, 42, 43 are all connected to a regulator 44, which compares the signals received from the three sensors 41, 42, 43, and which correspond to the temperatures of the heating zones 3c, 4c and 5c, to a setpoint maximum temperature of the resistances of 1250 C, that the regulator 44 receives from a set-point generator 45, by which the maximum setpoint of the resistances can be set, this temperature setpoint corresponding to a limitation of the maximum temperature of the heating zones 3c, 4c and 5c. According to this comparison, the regulator 44 controls each dimmer 28, 29 or 30 of power supply of the heating zones 3c, 4c and 5c in the on or off state, depending on whether the temperature measured by the temperature sensor 41 or 42 or 43 is less than or greater than the first temperature setpoint supplied by the generator 45. Thus, as soon as one of the temperature sensors 41, 42, 43 detects a temperature that the regulator 44 determines to be greater than the temperature set point resistors given by the generator 45, the controller 44 controls the dimmer 28, 29 or 30 of the heating zones 3c or 4c or 5c overheating to cut or reduce momentarily this power supply, which is restored as soon as the regulator 44 detects that the signal from the corresponding temperature sensor 41 or 42 or 43 corresponds to a temperature below the threshold of 1250 C.

L'installation de régulation comprend également trois autres capteurs de température 46, 47 et 48, qui peuvent être des thermo-couples comme les capteurs 41, 42 et 43, et qui sont disposés en étant axialement espacés dans une autre gaine 49, également plongée dans le bain 1 dans la cuve 40, cette gaine 49 étant une gaine de protection, en un matériau réfractaire, bon conducteur de la chaleur, insusceptible de réagir avec le métal ou les métaux du bain 1, et de préférence également électriquement isolant, par exemple en céramique ou alumine pure. Dans la gaine de protection 49, plongée dans le bain métallique 1 sensiblement parallèlement à la gaine 6 du thermo-plongeur, les capteurs de température 46, 47 et 48 sont disposés de sorte à être sensiblement de niveau avec l'extrémité proximale de chaque zone chauffante respectivement 3c, 4c et 5c. Le capteur de température 48, le plus engagé dans la gaine, 49 et donc le plus proche du fond de la cuve 40, est relié à un second régulateur 50, qui compare la température mesurée par ce capteur 48 à une deuxième consigne de température délivrée au régulateur 50 par le générateur de valeur de consigne 51, cette seconde consigne de température, de préférence réglable, correspondant à une température de régulation du bain métallique 1, qui est donc inférieure à la première consigne de température du générateur 45, correspondant à la température maximale admissible des résistances chauffantes. Ce second régulateur 50 est un régulateur maître qui commande le premier régulateur 44 ou régulateur esclave afin de couper ou réduire l'alimentation électrique par les gradateurs 28, 29 et 30 d'alimentation des zones chauffantes 3c, 4c et 5c, au niveau du capteur de température 46, 47 et 48. Chacun des deux autres capteurs de température 46 et 47 est relié à l'un respectivement de deux commutateurs 52 et 53, sur la ligne de commande du gradateur respectivement 28 ou 29 assurant l'autorisation de l'alimentation électrique des zones chauffantes respectivement 3c ou 4c au niveau correspondant au capteur respectivement 46 ou 47. Chacun des commutateurs 52 et 53 est sensible à la température mesurée par le capteur 46 ou 47 respectivement et commande l'interruption ou la réduction de l'alimentation par le gradateur 28 ou 29 correspondant dès que la température mesurée par le capteur 46 ou 47 dépasse la deuxième consigne de température, la température de régulation du bain 1, fixée dans cet exemple à 750 C. The regulating installation also comprises three other temperature sensors 46, 47 and 48, which may be thermocouples like the sensors 41, 42 and 43, and which are arranged being axially spaced in another sheath 49, also dipped in the bath 1 in the tank 40, this sheath 49 being a protective sheath made of a refractory material, good heat conductor, insusceptible to react with the metal or metals of the bath 1, and preferably also electrically insulating, by example ceramic or pure alumina. In the protective sheath 49, immersed in the metal bath 1 substantially parallel to the sheath 6 of the thermo-plunger, the temperature sensors 46, 47 and 48 are arranged to be substantially level with the proximal end of each zone. heating respectively 3c, 4c and 5c. The temperature sensor 48, the most engaged in the sheath 49 and therefore the closest to the bottom of the tank 40, is connected to a second regulator 50, which compares the temperature measured by the sensor 48 to a second temperature setpoint delivered. to the regulator 50 by the setpoint generator 51, this second temperature setting, preferably adjustable, corresponding to a control temperature of the metal bath 1, which is therefore less than the first temperature setpoint of the generator 45, corresponding to the maximum permissible temperature of the heating elements. This second regulator 50 is a master regulator which controls the first regulator 44 or slave regulator in order to cut or reduce the power supply by the dimmers 28, 29 and 30 supplying the heating zones 3c, 4c and 5c, at the sensor 46, 47 and 48. Each of the two other temperature sensors 46 and 47 is connected to one respectively of two switches 52 and 53, on the control line of the dimmer respectively 28 or 29 providing authorization of the supplying the heating zones respectively 3c or 4c at the level corresponding to the sensor 46 or 47 respectively. Each of the switches 52 and 53 is sensitive to the temperature measured by the sensor 46 or 47 respectively and controls the interruption or the reduction of the power supply. by the corresponding dimmer 28 or 29 as soon as the temperature measured by the sensor 46 or 47 exceeds the second temperature setpoint, the control temperature of the bath 1, fixed in this example at 750 C.

Ainsi, comme montré sur la figure 15, lorsqu' aucun des capteurs 46, 47 et 48 ne détecte une température du bain 1 supérieure à la deuxième consignede température, et que simultanément aucun des capteurs 41, 42, 43 ne détecte une température des zones chauffantes 3c,4c et 5c supérieure à la première consigne de température, les commutateurs 52 et 53 sont inopérants et le régulateur maître 50 laisse le régulateur esclave 44 commander l'alimentation électrique des résistances chauffantes par les trois gradateurs 28, 29 et 30. Dès que l'un des capteurs 41, 42 et 43 détecte une température des zones chauffantes 3c, 4c ou 5c correspondante qui est supérieure à la première consigne de température (de 1250 C dans cet exemple), le régulateur esclave 44 commande l'arrêt ou la réduction de l'alimentation électrique par le gradateur 28, 29 ou 30 correspondant, les commutateurs 52, 53 n'intervenant pas tant que l'un au moins des capteurs de température 46 et 47 ne détecte pas une température supérieure à la deuxième consigne de température (de 750 C dans cet exemple). Thus, as shown in FIG. 15, when none of the sensors 46, 47 and 48 detects a temperature of the bath 1 greater than the second temperature record, and simultaneously none of the sensors 41, 42, 43 detect a temperature of the zones. 3c, 4c and 5c higher than the first temperature setpoint, the switches 52 and 53 are inoperative and the master regulator 50 leaves the slave regulator 44 to control the power supply of the heating resistors by the three dimmers 28, 29 and 30. that one of the sensors 41, 42 and 43 detects a temperature of the heating zones 3c, 4c or 5c corresponding which is greater than the first temperature setpoint (of 1250 C in this example), the slave regulator 44 controls the shutdown or the reduction of the power supply by the corresponding dimmer 28, 29 or 30, the switches 52, 53 not intervening as long as at least one of the temperature sensors 46 and 47 are not connected. does not detect a temperature higher than the second temperature setpoint (750 C in this example).

Si l'un au moins des capteurs de température 46, 47 et 48 détecte une température du bain supérieure à la deuxième consigne, alors qu'aucun des capteurs 41, 42, 43 ne détecte une température de zone chauffante supérieure à la première consigne, le régulateur maître 50 commande au régulateur esclave 44 de couper ou réduire directement l'alimentation électrique par le gradateur 30, et commande la coupure ou la réduction de l'alimentation électrique par l'un et/ou l'autre des gradateurs 28 et 29, au travers des commutateurs 52 et 53, ces commutateurs 52 et 53 ayant pu déjà agir auparavant en sécurité. If at least one of the temperature sensors 46, 47 and 48 detects a bath temperature greater than the second setpoint, while none of the sensors 41, 42, 43 detects a heating zone temperature greater than the first setpoint, the master regulator 50 commands the slave regulator 44 to cut or directly reduce the power supply by the dimmer 30, and controls the cutting or reduction of the power supply by one and / or the other of the dimmers 28 and 29 , through the switches 52 and 53, these switches 52 and 53 could already act previously safely.

Si la cuve 40 est partiellement vidée du bain métallique 1 qu'elle contient et que le niveau 2 de ce bain s'abaisse de la position haute de la figure 15 à la position intermédiaire de la figure 16, dans laquelle les zones chauffantes 3c sont au dessus du niveau 2 du bain métallique 1, le capteur de température 41 détecte rapidement une température des zones chauffantes 3c qui atteint voire dépasse la première consigne de température, de sorte que le régulateur esclave 44 commande le passage à l'état bloquant du gradateur 28 polir couper l'alimentation électrique des zones chauffantes 3c. Mais le capteur de température 46 dans la gaine 49 détecte alors une température indiquant que ce capteur 46 et donc aussi le capteur 41 ainsi que les zones chauffantes 3c sont au-dessus du niveau 2 du bain, ce qui conduit le commutateur 52 à commander le gradateur 28 afin que ce dernier assure un chauffage réduit des zones chauffantes 3c pour que la partie de la gaine 6 qui émerge du bain métallique 1 soit conservée à. une température sensiblement égale à celle du bain métallique 1, afin de limiter les contraintes thermiques subies par cette gaine 6. If the tank 40 is partially emptied of the metal bath 1 which it contains and the level 2 of this bath is lowered from the upper position of FIG. 15 to the intermediate position of FIG. 16, in which the heating zones 3c are above the level 2 of the metal bath 1, the temperature sensor 41 rapidly detects a temperature of the heating zones 3c which reaches or even exceeds the first temperature setpoint, so that the slave regulator 44 controls the blocking state of the dimmer 28 polishing cut the power supply of the heating zones 3c. But the temperature sensor 46 in the sheath 49 then detects a temperature indicating that this sensor 46 and thus also the sensor 41 and the heating zones 3c are above the level 2 of the bath, which causes the switch 52 to control the dimmer 28 so that the latter provides a reduced heating of the heating zones 3c so that the portion of the sheath 6 which emerges from the metal bath 1 is kept at. a temperature substantially equal to that of the metal bath 1, in order to limit the thermal stresses experienced by this sheath 6.

Lorsque le niveau 2 du bain 1 passe de la position intermédiaire de la figure 16 à la position basse de la figure 17, dans laquelle le capteur 42 détecte une température de zone chauffante 4c supérieure à la première consigne, ce qui provoque l'intervention du régulateur esclave 44 qui tend à couper ou réduire l'alimentation de cette zone chauffante par le gradateur 29, le capteur de température 47, qui est au dessus du niveau 2 du bain 1, détecte alors une température qui conduit le commutateur 53 à modérer l'alimentation électrique de la zone chauffante 4c afin que, dans cette configuration également, toute la partie émergée de la gaine 6 soit maintenue à une température qui est sensiblement celle du bain métallique 1. When the level 2 of the bath 1 passes from the intermediate position of Figure 16 to the lower position of Figure 17, wherein the sensor 42 detects a heating zone temperature 4c greater than the first setpoint, which causes the intervention of the slave regulator 44 which tends to cut or reduce the supply of this heating zone by the dimmer 29, the temperature sensor 47, which is above the level 2 of the bath 1, then detects a temperature which leads the switch 53 to moderate the supplying the heating zone 4c so that, in this configuration as well, the entire emergent portion of the sheath 6 is maintained at a temperature which is substantially that of the metal bath 1.

Lorsque l'on passe du niveau intermédiaire au niveau bas du bain 1, le gradateur 28 assure déjà la régulationen température de la zone chauffante 3c, qui est passée en mode de chauffage réduit lors du passage du niveau haut au niveau intermédiaire du bain 1. When passing from the intermediate level to the low level of the bath 1, the dimmer 28 already regulates the temperature of the heating zone 3c, which is switched to reduced heating mode during the transition from the high level to the intermediate level of the bath 1.

On comprend ainsi que le thermo-plongeur à zones chauffantes étagées selon l'invention permet une bonne adaptation de l'alimentation électrique et de la puissance de chauffage à l'évolution de la hauteur du niveau du bain métallique dans la cuve, tout en permettant, grâce à un pilotage approprié de son installation de régulation, de limiter dans une mesure très appréciable les contraintes thermiques sur la gaine du thermo- plongeur. It is thus understood that the staged heating zone thermo-plunger according to the invention allows a good adaptation of the power supply and the heating power to the evolution of the height of the level of the metal bath in the tank, while allowing thanks to an appropriate control of its control system, to limit in a very significant measure the thermal stresses on the thermo-plunger sheath.

Claims

1. Thermo-plunger with electric power supply, for heating a bath (1) metal, in particular based on aluminum, and in particular at level (2) variable in a tank (40), comprising several heating resistors (3). , 4, 5), on each of which is defined at least one heating zone (3c, 4c, 5c), and disposed in an elongated outer sheath (6), electrically isolated from the heating resistors (3, 4, 5) and separating the heating resistances of the metal bath (1) and of the ambient medium above the bath, the sheath (6) being made of a refractory material, a good conductor of heat, and insusceptible to react with the metal bath (1), characterized in that at least two heating resistors (3, 4, 5) are U-shaped, engaged one inside the other so that the bases (3b, 4b, 5b) of the U-shaped resistors, of which each base (3b, 4b, 5b) forms a bridge between the two branches (3a, 4a, 5a) of the corresponding U-shaped resistance , are disposed on the side of the distal end (7, 7 ') closed of the sheath (6), while the branches (3a, 4a, 5a) of the U-shaped resistors (3, 4, 5) extend substantially parallel to a longitudinal and central axis of the sheath (6), from the base (3b, 4b, 5b) of the corresponding U-shaped resistance towards the proximal end (21) of the sheath (6), through which the sheath ( 6) is mounted on a support (23) and suspended in the bath (1), each U-shaped resistor (3, 4, 5) being, on the one hand, electrically powered by electrical connection devices (26) connected to the proximal end portions (3d, 4d, 5d), located on the opposite side to the corresponding base (3b, 4b, 5), of its two limbs (3a, 4a, 5a) and, on the other hand, retained axially in the sheath (6) and with respect to the other U-shaped resistors (4, 5, 3) by mechanical suspension devices (25) cooperating with said proximal end portions (3d, 4d, 5d) of its two branches (3a, 4a , 5a), on each of which is defined at least one heating zone (3c, 4c, 5c) axially offset with respect to the heating zones (4c, 5c, 3c) of each other U-shaped resistor (4, 5, 3).

2. Thermo-plunger according to claim 1 characterized in that the heating zones (3c, 4c, 5c) of each U-shaped resistor (3, 4, 5) are offset without axial overlap with the heating zones of each other U-shaped resistor. , so that the thermo-plunger has several stepped heating zones.

3. Thermo-plunger according to one of claims 1 and 2, characterized in that a heating zone (3c, 4c, 5c) is defined on each of the two branches (3a, 4a, 5a) of a U-shaped resistor (3, 4, 5) and extends over the same axial length and from the same axial level as the other heating zone of the same U-resistance.

4. Thermo-plunger according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the legs (3a, 4a, 5a) of the U-shaped resistors (3, 4, 5) are distributed substantially regularly in the circumferential direction around the central axis of the sheath (6).

5. Thermo-plunger according to one of claims 1 to 4, characterized in that each U-shaped resistor (3, 4, 5) is ceramic with, on each leg (3a, 4a, 5a), a heating zone ( 3c, 4c, 5c) constituted by a portion of the length of said branch, said portion being treated so as to have a higher resistivity than the remainder of the branch (3a, 4a, 5a) and the base (3b, 4b 5b) of the corresponding U-resistor (3, 4, 5).

6. Thermo-plunger according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the legs (3a, 4a, 5a) of the U-shaped resistors (3, 4, 5) are cylindrical with the same cross section, preferably circular , and differ from one U-resistance (3, 4, 5) to the other only by the length of the limbs (3a, 4a, 5a) and the position of the heating zones (3c, 4c, 5c) along branches (3a, 4a, 5a).

7. Thermo-plunger according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the bases (3b, 4b, 5b) of the U-shaped resistors (3, 4, 5) are substantially identical, of substantially parallelepipedal shape and substantially perpendicular to the branches (3a, 4a, 5a).

8. Thermo-plunger according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the sheath (6) is ceramic porosity sufficiently reduced to prevent the passage of molten metal through it.

9. Thermo-plunger according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a distal spacer (8, 8 ') of electrically insulating material and refractory, preferably resistant to a temperature of at least 1400 C, and substantially centered in the closed distal end (7, 7 ') of the sheath (6), and having a recess (11) in which is at least partially accommodated the base (5b) of that (5) of the resistors U-shaped which is the most deeply engaged in the sheath (6), so as to center the base (5b) and adjacent parts thereof with branches (5a) of said U-shaped resistor (5) keeping them out of contact with the sheath (6) in order to ensure electrical insulation with respect to the sheath (6).

10. Thermo-plunger according to claim 9, characterized in that the distal end (7 ') of the sheath (6) has a substantially hemispherical shape and at least partially houses the distal spacer (8') substantially D-shaped at least one spherical cap section (16).

11. Thermo-plunger according to any one of claims 9 and 10, characterized in that, on each branch (5a) of the U-shaped resistor (5) most engaged in the sheath (6), the heating zone (5c ) is directly adjacent to the base (5b) in a bridge between the branches (5a).

12. Thermo-plunger according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises a proximal spacer (18) of electrically insulating material and refractory, preferably resistant to a temperature of at least 1400 C, and forming a cylindrical plug (19) closing the proximal end of the sheath (6), and provided with an external radial bearing flange (20) against a flange (21) of said proximal end of the sheath ( 6), the proximal spacer (18) being axially pierced with holes (24) arranged in a ring and each traversed axially by one respectively of the branches (3a, 4a, 5a) of the U-shaped resistors (3, 4, 5). , so as to maintain said branches (3a, 4a, 5a) out of contact with the sheath (6) and to ensure electrical insulation vis-à-vis the sheath (6).

13. Thermo-plunger according to any one of claims 1 to 12, characterized in that it comprises at least one intermediate spacer (9, 10) of electrically insulating and refractory material preferably resistant to a temperature of at least 1400 C, and disc-shaped (12) disposed transversely in the sheath (6) and substantially centered in the latter (6) by at least one pair of diametrically opposite centering pins (14) and projecting radially outwardly from the disk ( 12) to bear against the sheath (6), the disk (12) having on its periphery indentations (13) shaped so that each of the branches (3a, 4a, 5a) of each U-shaped resistor (3, 4, 5), whose base (3b, 4b, 5b) is located between said intermediate spacer (9, 10) and the distal end (7, 7 ') of the sheath (6), is guided and at least partially housed, outside any heating zone (3c, 4c, 5c) of said branch, in a notch (13) res perspective of the disc (12).

14. Thermo-plunger according to claim 13 characterized in that each intermediate spacer (9, 10) rests, by its disk (12), on the base (4b, 3b) of that of the resistors U (4, 3) other that the U-shaped resistor (5) most engaged in the sheath (6), and which is closest to the disc (12), between the latter and the distal end (7, 7 ') of the sheath (6) .

15. Thermo-plunger according to claim 14 characterized in that, for each U-shaped resistor (3, 4) other than the most engaged (5) in the sheath (6), the distal end of the heating zone (3c, 4c) of each leg (3a, 4a) of said U-shaped resistor (3, 4) is at a distance from the base (3b, 4b) of said U-resistor which is greater than or equal to the axial thickness of the corresponding spacer (9, 10).

16. Thermo-plunger according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the power supplies of the U-shaped resistors (3, 4, 5) are independent of each other, and are controlled by a control system, so that any U-shaped resistor whose heating zones (3c, 4c, 5c) are located substantially below the level (2) of the metal bath (1) in the tank (40), is supplied so that said heating zones (3c, 4c, 5c) are brought to a heating temperature of the bath (1), while any resistance U (3, 4, 5), whose heating zones (3c, 4c, 5c) are located substantially above the level (2) bath (1) in the tank (40), has its power supply cut off or, preferably, limited so as to maintain the emerging portion of the sheath (6) at a temperature intermediate the bath heating temperature (1) and the ambient temperature.

17. Thermo-plunger according to claim 16, characterized in that any U resistance (3, 4, 5), whose heating zones (3c, 4c, 5c) are located substantially above the level (2) of the bath (1), has its limited power supply so as to maintain the emergent portion of the sheath (6) substantially at the bath temperature (1).

18. Thermo-plunger according to one of the claims

16 and 17, characterized in that the power supply regulating installation of the U-shaped resistors (3, 4, 5) comprises first temperature sensors (41, 42, 43) arranged axially spaced in said sheath ( 6), and each of which is substantially at the level of the heating zones (3c, 4c, 5c) of one respectively of the U-shaped resistors (3, 4, 5) and connected to a first regulator (44) comparing the temperature which it measures at a first temperature setpoint {45), corresponding to a desired temperature limitation of the heating resistors (3, 4, 5), to control a dimmer (28, 29, 30) for power supply of the resistor. U (3, 4, 5) corresponding to the on state or off depending on whether the temperature measured by said first temperature sensor (41, 42, 43) is lower or higher than the first temperature setpoint.

19. Thermo-plunger according to claim 18, characterized in that the regulating installation also comprises second temperature sensors (46, 47, 48) arranged in a second protective sheath (49) immersed in the metal bath ( 1), and each of which is substantially level with the proximal end of the heating zones (3c, 4c, 5c) of one of the U-resistors (3, 4, 5), the second temperature sensors (46, 47, 48) being each connected to a temperature-responsive switch (52, 53) which it measures on a control input of the U-shaped resistor (28, 29) of the resistor (3, 4) to corresponding level, or a second regulator (50), comparing the temperature it measures to a second temperature setpoint (51) corresponding to a bath control temperature (1), chosen lower than the first temperature setpoint (45). ), and commander himself the first regulator (44), af in order to cut or reduce the power supply by the dimmer (30) supplying the U-resistor (5) at the corresponding level.

20. Thermo-plunger according to any one of claims 1 to 19, characterized in that each of the U-shaped resistors (3, 4, 5) is supplied with single-phase electrical current supplied by a respective dimmer (28, 29, 30). connected to a power source (27) and connected to an electrical connection device (31, 32, 33) on the proximal end portion (3d, 4d, 5d) of a limb (3a, 4a, 5a) of said U-resistor (3, 4, 5), while the proximal end portion (3d, 4d, 5d) of the other limb (3a, 4a, 5a) of said U-resistor (3, 4, 5) is electrically connected to the neutral of said power source (27) by an electrical connection device (34) of the proximal end portions (3d, 4d, 5d) of the legs (3a, 4a, 5a) all the U-shaped resistors, (3, 4, 5) said electrical connection devices (26) being mounted on said proximal ends (3d, 4d, 5d) of the legs (3a, 4a, 5a) of the resis U-shaped (3, 4, 5) above said mechanical suspension means (25) for U-shaped resistors in the sheath (6) or integrated with said mechanical suspension devices (31, 32, 33, 34), which clamping or clamping said proximal end portions (3d, 4d, 5d) of the U-shaped limbs (3a, 4a, 5a) (3, 4, 5).