FR2875513A1 - Procede de protection d'une gaine en ceramique de thermoplongeur, pour bain metallique non ferreux, et thermoplongeur equipe d'un dispositif de protection de sa gaine - Google Patents

Abstract

A l'aide d'une électronique de puissance dotée d'un générateur de signal ultrason et d'un amplificateur (11) couplée à un émetteur d'ondes ultrasonores (12) fixé sur l'extrémité proximale (10) de la gaine en céramique (9) d'un thermoplongeur (1) partiellement immergé dans un bain (2) métallique non ferreux, en particulier à base d'aluminium, et comportant au moins une résistance électrique chauffante (6), disposée dans la gaine (9), on applique sur la gaine (9) des ultrasons qui, au niveau de l'interface entre le bain (2) et le milieu gazeux ambiant (5) au-dessus du bain, réduisent, voire empêchent, la formation d'oxyde d'aluminium et/ou de scories à la surface (4) du bain (2), et autour de la gaine (9), et donc la fixation de cet oxyde d'aluminium et/ou des scories contre la face externe de la gaine (9), au niveau de cette interface.Application à la protection des gaines en céramique de thermoplongeurs électriques de fusion et maintien en fusion de bains métalliques non ferreux, en particulier à base d'aluminium.

Description

PROCEDE DE PROTECTION D'UNE GAINE EN CERAMIQUE DE THERMOPLONGEUR, 5 POUR

BAIN METALLIQUE NON FERREUX, ET THERMOPLONGEUR EQUIPE D'UN DISPOSITIF DE PROTECTION DE SA GAINE.

La présente invention concerne les thermoplongeurs à alimentation électrique, destinés à assurer le chauffage, et en particulier la fusion et le maintien en fusion, d'un bain métallique dans une cuve ou poche, telle qu'une poche de coulée, en particulier pour des bains métalliques non ferreux, et plus spécifiquement à base d'aluminium.

On connaît déjà des thermoplongeurs à alimentation électrique, destinés à être partiellement immergés, sensiblement verticalement ou de manière inclinée, dans des cuves pour les applications précitées, et qui comprennent au moins une résistance électrique chauffante allongée, s'étendant dans une gaine allongée, électriquement isolée de la résistance chauffante et destinée à être partiellement immergée dans le bain et à séparer la résistance chauffante du bain et d'un milieu gazeux ambiant au-dessus du bain dans la cuve, la gaine étant en céramique réfractaire et bonne conductrice de la chaleur.

Lorsque de tels thermoplongeurs à gaine en céramique sont utilisés dans des bains d'aluminium ou à base d'aluminium, pour la fusion ou le maintien en fusion de tels bains, il se forme, à l'interface entre le bain métallique et le milieu gazeux ambiant, contenant de l'air, et donc de l'oxygène, au-dessus du niveau du bain, de l'oxyde d'aluminium (Al203), appelé Corindon, qui s'accroche et se fixe autour de la gaine, contre la face latérale externe de cette gaine, au niveau de la surface libre du bain.

On sait que la formation de Corindon à la surface d'un tel bain et autour de la gaine du thermoplongeur est le résultat de l'action conjuguée de trois facteurs qui, s'ils sont réunis ensemble, contribuent à cette formation, ces trois facteurs étant l'aluminium, l'oxygène et la chaleur.

Le Corindon étant un isolant thermique, sa présence sur la face latérale externe de la gaine a pour effet de bloquer la transmission d'énergie thermique vers le bain métallique, ce qui provoque une surchauffe localisée de la gaine qui, très rapidement, lui est fatale. La formation du Corindon et sa fixation sur la gaine représentent donc un inconvénient majeur à l'utilisation de tels thermoplongeurs dans des bains métalliques à base d'aluminium, puisque la durée de vie de la gaine du thermoplongeur s'en trouve considérablement limitée.

Afin de remédier à cet inconvénient, il a déjà été proposé de mener une action directement sur l'aspect surfacique de la gaine, en rendant sa porosité pratiquement nulle, mais cette action n'a conduit a aucune amélioration conséquente. Il a également été envisagé de ralentir la formation du Corindon en agissant sur les facteurs déclenchant sa formation. Comme l'aluminium est un facteur imposé et immuable, ainsi d'ailleurs que la chaleur, puisque le thermoplongeur, dans les applications envisagées ci-dessus, est destiné à fournir suffisamment de chaleur au bain métallique à base d'aluminium pour en assurer la fusion et le maintien en fusion, il a été envisagé de supprimer l'oxygène ou de réduire la quantité d'oxygène disponible dans le milieu gazeux ambiant audessus du niveau du bain métallique dans la cuve, ce qui, en pratique, s'avère impossible ou tout au moins très difficile à réaliser compte tenu des interventions de service nécessaires, mettant la cuve en communication avec l'atmosphère ambiante.

Le problème à la base de la présente invention est de remédier à l'inconvénient précité, et de proposer un procédé de protection des gaines, en particulier en céramique, de thermoplongeurs utilisés dans des bains métalliques à base d'aluminium, et plus généralement des bains métalliques non ferreux. L'invention a également pour but de proposer un thermoplongeur, du type présenté ci-dessus, et équipé d'un dispositif de protection de sa gaine en céramique contre les dépôts d'oxyde d'aluminium (Al2O3 Corindon), afin de protéger ces gaines contre des surchauffes localisées occasionnant leur endommagement, et donc de prolonger très sensiblement leur durée de vie et leurs performances thermiques.

A cet effet, le procédé selon l'invention, pour la protection d'une gaine en céramique de thermoplongeur, pour bain métallique non ferreux, en particulier à base d'aluminium, et du type présenté ci-dessus, se caractérise en ce qu'il comprend au moins l'étape consistant à appliquer des ultrasons sur ladite gaine en céramique immergée au moins partiellement dans ledit bain, de sorte à réduire, voire empêcher la formation d'oxyde d'aluminium (Al 203) à la surface du bain et autour de ladite gaine, et donc la fixation de cet oxyde d'aluminium contre la face externe de ladite gaine au niveau de l'interface entre le bain et le milieu gazeux ambiant.

A l'aide de ce procédé de protection aux ultrasons, on parvient à générer, autour de la gaine, une onde surfacique à la surface libre du bain, qui a pour effet de créer un nettoyage aux ultrasons, empêchant l'accrochage du Corindon sur la gaine en céramique, au niveau de l'interface entre le bain métallique et le milieu gazeux ambiant au-dessus de ce dernier.

Ce procédé de nettoyage aux ultrasons est avantageusement mis en oeuvre pendant le fonctionnement du thermoplongeur, et de préférence en outre, même après l'interruption de l'alimentation électrique du thermoplongeur, mais aussi longtemps que le bain métallique est suffisamment chaud pour que la formation du Corindon soit favorisée.

Ce procédé peut aussi être mis en oeuvre sur tous les thermoplongeurs servant à chauffer des bains de métaux non ferreux présentant un encrassement surfacique, pour réduire, voire empêcher, le dépôt de scories et/ou d'oxydes sur les gaines des thermoplongeurs.

A cet effet, le procédé selon l'invention se caractérise, d'une manière générale, en ce qu'il comprend les étapes consistant à coupler une électronique de puissance dotée d'un générateur de signal ultrason et d'un amplificateur, situé en dehors de ladite cuve, à au moins un émetteur d'ondes ultrasonores, également située en dehors de ladite cuve, à appliquer et maintenir appliquée ladite sonotrode contre une partie d'extrémité proximale de ladite gaine retenue en dehors de ladite cuve, et par laquelle la gaine est maintenue sur la cuve, et à transmettre lesdites ondes ultrasonores à ladite gaine pendant au moins une partie de la durée de fonctionnement du thermoplongeur.

Avantageusement, le procédé de protection selon l'invention comprend, de plus, au moins l'étape consistant à mettre en place, autour et à distance radiale d'une partie proximale de gaine qui n'est pas immergée dans le bain, au moins une chemise externe de protection, électriquement isolante, dont l'extrémité distale plonge dans le bain, et formant pièce d'usure sur laquelle est déportée la fixation d'oxyde, en particulier d'aluminium et/ou de scories.

La présence de cette chemise de protection, constituant une pièce d'usure sur laquelle la fixation d'oxyde et/ou de scories est déportée, améliore encore la protection de la gaine en céramique du thermoplongeur, car cette mesure s'associe avantageusement au traitement par ultrasons, en délimitant une zone annulaire de protection par ultrasons, entre la gaine et la chemise de protection externe, au niveau de la surface libre du bain.

Encore plus avantageusement, le procédé de protection de l'invention comprend l'étape supplémentaire consistant à établir une atmosphère neutre ou réductrice dans l'espace annulaire délimité, au-dessus du niveau du bain, entre ladite gaine et ladite chemise de protection, par admission d'au moins un gaz neutre ou réducteur dans ledit espace annulaire.

L'invention a également pour objet un thermoplongeur du type présenté cidessus, et qui se caractérise en ce qu'il comprend, en outre, un dispositif de protection de la gaine, comportant au moins un émetteur d'ondes ultrasonores, fixé à une partie d'extrémité proximale de la gaine, ladite partie d'extrémité proximale étant destinée à être maintenue hors de la cuve et à retenir la gaine en partie immergée dans le bain, ledit émetteur d'ondes ultrasonores étant couplé à une électronique de puissance dotée d'un générateur de signal ultrason et d'un amplificateur également maintenu hors de la cuve, de sorte à appliquer à ladite gaine des ondes ultrasonores réduisant, voire supprimant, la formation d'oxyde d'aluminium (Al2O3) à la surface du bain et sa fixation contre la face externe de la gaine, au niveau de l'interface entre le bain et le milieu gazeux ambiant.

Dans une forme préférée de réalisation, le dispositif de protection de la gaine comprend également au moins une chemise de protection externe, destinée à être montée, à distance radiale, autour d'une partie proximale de gaine située au-dessus du niveau du bain, et de sorte que son extrémité distale plonge dans le bain, ladite chemise de protection étant électriquement isolante et formant, pièce d'usure sur laquelle est reportée la fixation d'oxyde, en particulier d'aluminium, et/ou de scories.

De préférence, la chemise de protection est interchangeable et réalisée en une céramique de moindre qualité que celle de la gaine, ce qui permet de protéger la gaine d'un thermoplongeur en consommant successivement plusieurs chemises de protection agencées en pièces d'usure relativement économiques à réaliser et utiliser.

En outre, l'espace annulaire délimité au-dessus du niveau du bain, entre la chemise de protection et la gaine, peut être avantageusement utilisé pour renfermer une atmosphère neutre ou réductrice, et, à cet effet, il est avantageux que cette atmosphère neutre ou réductrice soit définie par au moins un gaz neutre ou réducteur, admis dans l'espace annulaire par au moins un orifice d'introduction de gaz, ménagé dans un élément intercalaire annulaire d'isolement, et, de préférence, également de centrage, séparant une collerette terminale de la partie d'extrémité proximale de la gaine d'une collerette d'extrémité proximale de ladite chemise de protection, pour la retenue à la cuve.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci- dessous, à titre non limitatif, d'exemples de réalisation décrits en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique en partie en coupe verticale, d'un thermoplongeur avec dispositif de protection aux ultrasons selon l'invention, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 d'une première variante de thermoplongeur avec dispositif de protection aux ultrasons et chemise externe de protection de la gaine, et - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'un troisième exemple de réalisation, avec une atmosphère neutre ou réductrice dans l'espace annulaire entre la gaine et la chemise externe de protection.

Le thermoplongeur 1 selon la figure 1 est destiné à être partiellement plongé dans un bain métallique 2 non ferreux, en particulier à base d'aluminium, contenu dans une cuve 3, ou poche, dans laquelle le bain 2 doit être mis et/ou maintenu en fusion, le niveau ou surface libre 4 du bain 2 étant surmonté, dans la cuve 3, d'un milieu gazeux ambiant 5 contenant de l'air, donc de l'oxygène.

Le thermoplongeur 1, de forme allongée, comporte, en partie centrale, une résistance chauffante 6, qui peut être de constitution classique, de forme cylindrique avec éventuellement un renflement terminal supérieur de fixation.

La résistance électrique chauffante 6 comprend une partie proximale 6a et une partie distale 6b, qui constitue la partie chauffante de la résistance 6. Cette dernière est, par exemple, constituée d'un même matériau de base, en céramique, sur toute sa longueur, mais avec une partie distale 6b traitée de façon à avoir une résistivité nettement supérieure à celle de sa partie proximale 6a. Cette résistance chauffante 6, par exemple constituée de carbure de silicium, est subdivisée en deux branches par une fente qui présente, dans la partie proximale 6a, une forme droite définissant deux zones semi cylindriques et, dans la partie distale 6b, une forme en hélice allongeant le trajet de circulation du courant entre deux bornes d'alimentation électriques 7, fixées à l'extrémité proximale des deux branches de la partie proximale 6a, et reliées à une source de courant électrique 8, par exemple un réseau de distribution électrique.

La résistance chauffante 6 est placée dans une gaine externe allongée 9, qui la sépare du bain 2 que la résistance 6 doit chauffer, ainsi que du milieu gazeux ambiant 5. Cette gaine 9, qui est donc partiellement immergée dans le bain 2, est réalisée en une céramique réfractaire, bonne conductrice de la chaleur, par exemple dans la même céramique que celle de la résistance 6, mais traitée de façon à ne pas présenter de porosité ouverte.Il est notamment possible d'utiliser un gaine 9 en nitrure de silicium, qui a une résistance élevée aux agressions externes, ou en carbure de silicium imprégné de nitrure de silicium.

La gaine 9, en contact avec le bain métallique 2 par une grande partie de sa face externe, est maintenue électriquement isolée de la résistance chauffante 6 par des entretoises d'isolement et de centrage de la résistance 6 dans la gaine 9, ces entretoises n'étant pas représentées dans le but de simplifier la figure 1.

La résistance 6 est maintenue suspendue dans la gaine 9 de la manière représentée sur la figure 1, avec sa partie distale 6b complètement engagée dans la partie distale de la gaine 9 voisine de son fond hémisphérique et immergée dans le bain 2, tandis que la partie proximale 6a de la résistance 6 traverse la partie proximale de la gaine 9 située dans le milieu gazeux ambiant 5 dans la cuve 3, et que la gaine 9 présente, à son extrémité proximale, une collerette radiale externe 10 formant un rebord de fixation de la gaine 9 sur un support de suspension du thermoplongeur 1 dans la cuve 3, lequel support peut être directement une partie d'un couvercle de cuve 3 percé d'une ouverture d'introduction du thermoplongeur 1 dans la cuve 3 et dans le bain 2.

Afin de protéger la gaine 9 contre les dépôts d'oxyde d'aluminium (Al2O3_ Corindon) sur sa face latérale externe, au niveau de la surface libre 4 du bain 2, en raison de l'aluminium présent dans ce bain 2, d'oxygène présent dans le milieu gazeux 5 au dessus du bain 2, et de la chaleur diffusée par le thermoplongeur 1, ce dernier est équipé d'un dispositif de protection, destiné à éviter que le Corindon, qui est un isolant thermique, ne bloque la transmission d'énergie thermique de la résistance 6 vers le bain 2, au travers de la gaine 9, au niveau de l'interface entre le bain 2 et le milieu gazeux ambiant 5, un dépôt de Corindon à ce niveau sur la face externe de la gaine 9 provoquant une surchauffe localisée de cette gaine 9, qui conduit rapidement à sa destruction.

Afin d'empêcher, ou tout au moins de réduire, le dépôt du Corindon autour de la gaine 9, le dispositif de protection comprend une électronique de puissance dotée d'un générateur de signal ultrason et d'un amplificateur 11, qui est connecté à un émetteur d'ondes ultrasonores 12 appliqué et fixé sur la collerette radiale externe 12 de l'extrémité proximale de la gaine 9, de sorte que des ondes ultrasonores sont appliquées à la gaine 9, pendant le fonctionnement du thermoplongeur 1, c'est-à-dire au moins pendant que le thermoplongeur 1 a sa résistance chauffante 6 électriquement alimentée par les bornes 7 aux extrémités proximales des deux branches de sa partie proximale 6a, qui peuvent traverser la sonotrode 12, par exemple de forme annulaire.

Les ultrasons appliqués par la sonotrode 12 dans la gaine 9, partiellement immergée dans le bain 2, ont pour effet de générer, autour de cette gaine 9 et au niveau de la surface libre 4 du bain 2, une onde surfacique qui permet de réduire, voire d'empêcher, la formation du Corindon à la surface 4 du bain 2, et sa fixation autour de la gaine 9, contre la face externe de cette gaine 9 au niveau de l'interface entre le bain 2 et le milieu gazeux ambiant 5 au dessus de ce dernier.

On obtient ainsi une zone annulaire de protection de la gaine 9 par ultrasons, qui est repérée par la référence 13 sur la figure 1.

Le dispositif de protection aux ultrasons de la gaine 9, dont les deux éléments essentiels couplés l'un à l'autre, à savoir le générateur 11 et la sonotrode 12, sont situés en dehors de la cuve 3 et donc à l'abri de la chaleur et des polluants éventuels contenus dans le milieu ambiant gazeux 5, assure donc, de préférence en continu pendant le fonctionnement du thermoplongeur 1, un nettoyage par ultrasons de la surface libre 4 du bain 2, en particulier dans la zone 13 annulaire immédiatement adjacente à la gaine 9, empêchant ou retardant ainsi l'accrochage du Corindon sur la face externe de la gaine 9.

Dans le cas où le bain métallique 2 est un bain non ferreux ne contenant pas d'aluminium, il n'y a pas formation de Corindon à la surface libre 4 du bain 2, mais éventuellement formation de scories susceptibles d'encrasser la face externe de la gaine 9 en se fixant contre celle-ci, au niveau de l'interface bain 2- milieu gazeux ambiant 5, et, dans une telle application, les ultrasons ont également pour effet de retarder ou d'empêcher l'encrassement de la gaine 9 par l'accrochage sur sa face externe de ces scories.

La figure 2 représente une variante perfectionnée du thermoplongeur 1 de la figure 1 équipé d'un dispositif de protection aux ultrasons de sa gaine 9, le perfectionnement consistant en des moyens de protection supplémentaires.

Pour cette raison, les composants du thermoplongeur 1 de la figure 2 et de son dispositif de protection aux ultrasons qui sont identiques ou similaires aux composants décrits en référence à la figure 1 sont repérés par les mêmes références numériques, et ne sont pas à nouveau décrits, dans leur structure comme dans leur fonctionnement.

On se limite ci-après à décrire les moyens de protection complémentaires: ces derniers comprennent essentiellement une chemise externe 14 de protection, de forme générale cylindrique et tubulaire,mise en place autour et à distance radiale d'une partie proximale, de gaine 9a, qui entoure elle-même, avec espacement radial, la partie proximale 6a de la résistance chauffante 6, cette chemise externe 14 étant, comme la gaine 9, réalisée en un matériau électriquement isolant, réfractaire et bon conducteur de la chaleur, et, de préférence en céramique de moindre qualité que celle de la gaine 9 par exemple en carbure de silicium, éventuellement imprégné de nitrure de silicium, voir en nitrure de silicium. L'extrémité distale 14b de la chemise 14 (extrémité inférieure sur la figure 2) est immergée dans le bain 2, tandis que l'extrémité proximale de cette chemise 14 est aménagée en collerette radiale externe 14a formant rebord d'appui et de fixation de cette chemise 14 sur un support fixé sur la cuve 3 ou directement, comme précédemment, sur un couvercle de cette cuve 3, tandis que la collerette radiale externe 10 de l'extrémité proximale de la gaine 9 est, dans cet exemple, en appui et fixé sur cette collerette 14a de la chemise externe 14.

Dans cette variante, la zone 13 de protection par ultrasons est délimitée entre la face externe de la gaine 9 et la face interne de la chemise 14, au niveau de la face libre du bain 2, et on comprend que la formation de Corindon et sa fixation sont déportés sur l'extérieur de la chemise externe 14, au niveau de la surface libre 4 du bain 2, de sorte que la chemise 14 forme une pièce d'usure, facilement interchangeable, qui s'associe au traitement par ultrasons pour améliorer la protection de la gaine 9. En effet, la chemise 14 délimite un volume annulaire confiné, de quelques millimètres d'épaisseur radiale par exemple autour de la gaine 9, dans la zone située immédiatement au dessus du bain 2, et limite l'action combinée de l'oxygène et de l'aluminium du bain 2, dans cette zone, qui correspond à la zone 13 de protection par ultrasons, car la formation d'un composé oxygéné se traduit par un appauvrissement en oxygène de cette zone de confinement, et donc réduit les phénomènes d'oxydation de la gaine 9 à l'interface. Cette chemise 14 sert simultanément de protection au thermoplongeur 1 vis-à-vis des différentes agressions du milieu gazeux environnant 5.

L'exemple de la figure 3 correspond à une variante perfectionnée de celui de la figure 2, de sorte qu'à nouveau les mêmes références numériques sont utilisées sur la figure 3 pour désigner des composants identiques ou analogues à ceux du thermoplongeur 1 et de son dispositif de protection de la figure 2, et on se limite ci-après à décrire les particularités de l'exemple de la figure 3 par rapport à celui de la figure 2.

Sur la figure 3, on profite de la présence de la chemise externe de protection 14 entourant, à distance radiale la partie proximale 9a de la gaine 9 pour utiliser l'espace annulaire 15 délimité entre la gaine 9 et la chemise 14 et au dessus de la surface libre 4 du bain 2 donc au dessus de la zone de protection 13 par ultrasons, pour établir dans cet espace annulaire 15 une atmosphère neutre ou réductrice, qui vient renforcer l'effet des ultrasons, puisque cette atmosphère est dépourvue d'oxygène, et ne participe donc pas à la formation de Corindon.

A cet effet, un gaz neutre, tel que de l'azote ou de l'argon, ou réducteur, ou un mélange de tels gaz est introduit dans cet espace annulaire 15 par au moins un orifice d'introduction de gaz 16, ménagé dans un élément intercalaire annulaire 17 séparant la collerette radiale externe 10 de la partie d'extrémité proximale de la gaine 9 de la collerette radiale externe d'extrémité proximale 14a de la chemise 14, pour la retenue à la cuve 3, cet élément intercalaire annulaire 17 assurant simultanément des fonctions d'isolation électrique et de préférence également de centrage.

Dans ces différents exemples de réalisation, le dispositif de protection aux ultrasons de la gaine 9 en céramique, dont l'action est renforcée par les éventuels moyens complémentaires de protection décrits ci-dessus, favorise la longévité des thermoplongeurs et maintien de leurs performances énergétiques.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de protection d'une gaine (9) en céramique de thermoplongeur (1) pour bain (2) métallique non ferreux, en particulier à base d'aluminium, le thermoplongeur (1) étant à alimentation électrique(7,8), pour le chauffage dudit bain (2) dans une cuve (3) ou poche, et comprenant au moins une résistance électrique chauffante (6) allongée, s'étendant dans une gaine (9) allongée, électriquement isolée de la résistance chauffante (6) et séparant cette dernière du bain (2) et du milieu gazeux ambiant (5) au dessus du bain (2) dans la cuve (3), la gaine (9) étant en céramique réfractaire et bonne conductrice de la chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins l'étape consistant à appliquer des ultrasons sur ladite gaine (9) en céramique immergée au moins partiellement dans ledit bain (2), de sorte à réduire, voire empêcher la formation d'oxyde d'aluminium (Al203) à la surface (4) du bain (2) et autour de ladite gaine (9), et donc la fixation de cet oxyde d'aluminium contre la face externe de ladite gaine (9) au niveau de l'interface entre le bain (2) et le milieu gazeux ambiant (5).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également les étapes consistant à coupler une électronique de puissance dotée d'un générateur de signal ultrason et d'un amplificateur (11), situé en dehors de ladite cuve (3) à au moins un émetteur d'ondes ultrasonores (12), également situé en dehors de ladite cuve (3) à appliquer et maintenir appliquée ledit émetteur d'ondes ultrasonores (12) contre une partie d'extrémité proximale (10) de ladite gaine (9) retenue en dehors de ladite cuve (3) et par laquelle la gaine (9) est maintenue sur la cuve, et à transmettre lesdites ondes ultrasonores à ladite gaine (9) pendant au moins une partie de la durée de fonctionnement du thermoplongeur (1).

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus au moins l'étape consistant à mettre en place, autour et à distance radiale d'une partie proximale (9a) de gaine (9) qui n'est pas immergée dans le bain (2), au moins une chemise (14) externe de protection, électriquement isolante, dont l'extrémité distale (14b) plonge dans le bain (2), et formant pièce d'usure sur laquelle est déportée la fixation de l'oxyde d'aluminium.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend de plus au moins l'étape consistant à établir une atmosphère neutre ou réductrice dans l'espace annulaire (15) délimité, au-dessus du niveau (4) du bain (2), entre ladite gaine (9) et ladite chemise de protection {14), par admission d'au moins un gaz neutre ou réducteur dans ledit espace annulaire (15).

5. Thermoplongeur à alimentation électrique, pour le chauffage, en particulier la fusion et le maintien en fusion, d'un bain (2) métallique non ferreux, en particulier à base d'aluminium, dans une cuve (3), et du type comprenant au moins une résistance électrique chauffante (6) allongée, s'étendant dans une gaine (9) allongée, électriquement isolée de la résistance chauffante (6) et destinée à être partiellement immergée dans le bain (2) et à séparer la résistance chauffante (6) du bain (2) et d'un milieu gazeux ambiant (5) au-dessus du bain (2) dans la cuve (3), la gaine (9) étant en céramique réfractaire et bonne conductrice de la chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de protection de la gaine (9), comportant au moins un émetteur d'ondes ultrasonores (12), fixé à une partie d'extrémité proximale (10) de la gaine (9), ladite partie d'extrémité proximale (10) étant destinée à être maintenue hors de la cuve (3) et à retenir la gaine (9) en partie immergée dans le bain (2), ladite sonotrode (12) étant couplée à une électronique de puissance dotée d'un générateur de signal ultrason et d'un amplificateur (11) également maintenue hors de la cuve (3), de sorte à appliquer à ladite gaine (9) des ondes ultrasonores réduisant, voire supprimant la formation d'oxyde d'aluminium (Al2O3) à la surface (4) du bain (2) et sa fixation contre la face externe de la gaine (9), au niveau de l'interface entre le bain (2) et le milieu gazeux ambiant (5).

6. Thermoplongeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de protection de la gaine (9) par ultrasons comprend également au moins une chemise (14) de protection externe, destinée à être montée, à distance radiale, autour d'une partie proximale (9a) de gaine (9) située au-dessus du niveau (2) du bain (2), et de sorte que son extrémité distale (14b) plonge dans le bain (2), ladite chemise (14) de protection étant électriquement isolante et formant pièce d'usure sur laquelle est reportée la fixation de l'oxyde d'aluminium.

7. Thermoplongeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite chemise (14) de protection est interchangeable et réalisée en une céramique de moindre qualité que celle de la gaine (9).

8. Thermoplongeur selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'espace annulaire (15) délimité au-dessus du niveau (4) du bain (2), entre ladite chemise (14) de protection et ladite gaine (9) renferme une atmosphère neutre ou réductrice.

9. Thermoplongeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite atmosphère neutre ou réductrice est définie par au moins un gaz neutre ou réducteur, admis dans l'espace annulaire (15) par au moins un orifice (16) d'introduction de gaz, ménagé dans un élément intercalaire (17) annulaire d'isolement, et de préférence également de centrage, séparant une collerette terminale (10) de la partie d'extrémité de la gaine (9) d'une collerette (14a) d'extrémité proximale de ladite chemise (14) de protection, pour la retenue à la cuve (3).

10. Thermoplongeur selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la résistance chauffante (6) est en carbure de silicium et la gaine (9) ainsi que la chemise (14) de protection sont en carbure de silicium, éventuellement imprégné de nitrure de silicium, ou en nitrure de silicium.