WO2005060314A1 - Thermo-plongeur electrique a element chauffant gaine - Google Patents
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- WO2005060314A1 WO2005060314A1 PCT/FR2004/003238 FR2004003238W WO2005060314A1 WO 2005060314 A1 WO2005060314 A1 WO 2005060314A1 FR 2004003238 W FR2004003238 W FR 2004003238W WO 2005060314 A1 WO2005060314 A1 WO 2005060314A1
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
- H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters
Definitions
- the present invention relates to electrically supplied immersion heaters intended to maintain a metal bath in fusion (this term having to be interpreted as designating the metals themselves and the alloys) and the methods of using such immersion heaters.
- the invention finds a particularly important, although not exclusive, application in the field of immersion heaters intended to keep molten metals with a melting point above 400 ° C., in particular aluminum and alloys based on aluminum.
- immersion heaters intended to be placed vertically, of axisymmetric elongated shape, comprising an internal heating element made of a material capable of being brought to high temperature and an external sheath surrounding the heating element; in the heating element is formed a longitudinal slot which defines, in the heating element, a path of circulation of electricity between two terminals fixed at the proximal end of the heating element.
- Such immersion heaters are described for example in documents FR-A-2,559,886, 2,622,382, 2,699,038 and 2,720,888 to which reference may be made.
- the present invention aims in particular to provide a immersion heater which at the same time is capable of being made up of commercially available elements, therefore of being manufactured at a moderate price, and is capable of being brought to high temperatures.
- an elongated thermo-plunger which can be axisymmetric, comprising: - an elongated heating element, preferably made of ceramic, generally made of silicon carbide, having a proximal part provided with electricity supply terminals and a distal part treated so as to have a resistivity much higher than that of the proximal part, said heating element having a slot delimiting a current circulation path between the terminals along the proximal part and of the distal part, - an external sheath, advantageously 5 to 8 mm thick, separating the heating element from the atmosphere, made of a refractory material which is incapable of reacting with metals, preferably ceramic, of sufficiently porosity reduced to avoid the passage of molten metal, having an internal diameter greater than the external diameter of the heating element and containing the latter, - a sheath, threaded on the proximal part of the heating element, and ending at a distance from the part distal of said heating element, and a nozzle mounted at the
- the outer sheath separates the heating element from the conductive metal bath.
- the sheath and the end piece are advantageously made of a material chosen so as to present a flexibility tolerating differential expansions of the elements which they separate, for example made of alumina or fibrous silica possibly impregnated.
- the thickness of the sheath is generally between 3 and 6 mm.
- the difference between the outside diameter of the sheath and the end piece and the inside diameter of the sheath is generally of the order of 1 mm, before heating to allow easy sliding.
- the transfer of heat between the heating element and the sheath, in particular by radiation, is sufficiently effective so that the temperature difference between the external surface of the heating element and the inner surface of the sheath is very small.
- the absence of a spacer comparable to the sheath between the distal part of the heating element and the sheath reduces the obstacle to heat transfer.
- the sheath itself can be thin, for example 5 to 8 mm thick, which reduces the thermal gradient across it.
- the outer sheath can be made of silicon carbide of a nature comparable to the material of the heating element, but impregnated with silicon nitride in order to close its porosity.
- an external sheath made of silicon nitride for example of so-called "Sialon” material
- Sialon silicon nitride
- the endpiece has an end portion of hemispherical shape pressing on an end portion of corresponding shape of the sheath.
- the endpiece may have a central pin intended to engage in the distal end of the heating element, and surrounded by a flat pad resting on the end of the tabular heating element.
- Cutting the heating element intended to define a path for the circulation of electricity, can take various forms.
- the treatment of the distal part advantageously gives the material which constitutes it a resistivity greater by at least an order of magnitude than the resistivity of the proximal part, this in order to concentrate the generation of heat in the distal part.
- the heating element can be provided so that its distal part can withstand a maximum temperature of 1450 ° C and provide a surface thermal flow of between 10 and 20 Watts per square centimeter.
- a recess extends from the proximal end of the heating element to near a bottom of the distal part and the bottom of the distal part is fixed to a conductor of electrical connection, passing through the chamber, thus making it possible to use at will either the entire heating element or half of it.
- the immersion heater is advantageously designed so that an electrically insulating ring, preferably made of pure alumina and of small thickness, is positioned in the sheath and on the end piece, around a part of the latter and from the distal end of the heating element, so as to be interposed between the sheath and the heating element, thus maintained in an electrically isolated position with respect to the sheath, a small space preferably separating the ring , on the one hand, of the heating element and, on the other hand, of the sheath.
- an electrically insulating ring preferably made of pure alumina and of small thickness
- the sheath is advantageously surrounded, in its proximal part, by an electrically insulating jacket which stops before the distal part of the heating element and separated from an end flange of the sheath by an annular isolation and centering interlayer. , preferably provided with orifices for introducing a neutral or reducing gas, into the annular space between the jacket and the sheath.
- the end piece may also have at least one longitudinal recess formed in its periphery and delimited between portions of a discontinuous centering surface, in circumferential direction around the longitudinal axis of the immersion heater, on the end piece, in order to '' improving the thermal diffusion of the heating element towards the distal end of the sheath.
- the endpiece may have at least two recesses formed by concave cylindrical longitudinal machining each delimited between two portions of centering surface, preferably regularly distributed in circumferential direction at the periphery of the endpiece.
- the recesses can be formed by planar longitudinal machining, each also delimited between two centering bearing portions, preferably also regularly distributed in circumferential direction at the periphery of the end piece.
- the immersion heater can be used vertically, horizontally, or in any oblique position intermediate between the vertical and horizontal positions. To guarantee the proper functioning of the immersion heater, particularly in the horizontal position, at least one electrically insulating spacer strip is advantageously inserted into the slot, in order to keep the latter open between the two halves of the heating element that the slot separates from one another.
- the electrical connection terminals may, in particular, include braids of electrically conductive metal, such as copper braids, the braids or tabs to which they are welded are clamped by a ring of insulating material against semi-annular zones of the end of the proximal part remote from the distal part, provided with a metallic coating, for example aluminum.
- a sheath is generally adopted locally coated with a protective layer where it risks be at the aluminum-air interface.
- the invention also aims to provide a method of heating a bath of molten metal at high temperature, making it possible to temporarily dissipate in the heating element a maximum power greater than the nominal power which would be acceptable in the case of a method of applied power regulation operation.
- an immersion heater of the kind described above further comprising a temperature sensor of the distal part of the heating element, advantageously placed at mid-length of this distal part.
- the immersion heater is placed on a container containing a bath of molten metal, the free surface of which is at a level greater than or equal to that of the distal part and, optionally, equal to or greater than the level of the lower edge.
- the power applied to the heating element is regulated so as to limit the temperature of the distal part, supplied by the sensor, to a determined maximum temperature.
- This maximum temperature is for example less than 1450 ° C. in the case of a commercially available heating element, made of silicon carbide, the distal part of which is impregnated.
- the method of the invention can be implemented to maintain a molten metal bath having a melting point above 600 °, and according to this method, an immersion heater as defined above is immersed in the bath so that the entire distal part of the heating element is completely submerged, and the power applied to the heating element is controlled by a bath temperature regulation loop at a predetermined value greater than the melting point, while limiting the temperature of the said heating element to a second predetermined value lower than that causing the degradation of this element.
- the regulation loop can be provided to, in addition, limit the maximum power applied to the heating element to a predetermined value, which is greater than a nominal power of the heating element.
- FIG. 1 is an elevational view in partial section of a first embodiment of the invention; the scale not being respected for clarity;
- - Figure 2 is a sectional view along line II-II of Figure 1;
- - Figure 3 shows the distal part of an immersion heater constituting an alternative embodiment with an insulating ring positioned on the centering tip and interposed between the outer sheath and the distal part of the heating element
- - Figure 4 is a view similar to FIG. 3 for an immersion heater according to another alternative embodiment, with a temperature sensor in a electrical connection conductor linked to a bottom of the distal part of the heating element and passing through a recess in the latter.
- - Figure 5 is a partial sectional view of an alternative embodiment of the invention, further comprising an outer jacket for creating a confined area intended to reduce the formation of aluminum oxide deposit in the form of corundum, in the case of heating of molten aluminum
- - Figure 6 is a view similar to Figure 1 and showing the installation of a temperature sensor in the heating element
- - Figure 7 is a view similar to Figures 3 and 4 for another alternative embodiment, with a centering tip for longitudinal machining
- - Figure 8 is a partial top view and in cross section of Figure 7, and - Figures 9 and 10 are similar views respectively in Figures 7 and 8 for an alternative embodiment with a centering tip provided with other longitudinal machining.
- the immersion heater of elongated shape, has in its central part, in the radial direction, a heating element 14 or heating resistor, which can be of conventional constitution, of cylindrical shape with possibly an upper terminal bulge for fixing.
- the immersion heater is intended to be placed in a vertical, horizontal or oblique position in any inclined position intermediate between the vertical and horizontal positions. In general, its diameter is between 60 and 90 mm and the length of the heating element is between 0.80 and 1.6 meters.
- the heating element 14 can be viewed as comprising a proximal part 14a of length 11 and a distal part 14b of length 12.
- the heating element 14 is made of the same basic material over all of its length, but its distal part 14b is treated so as to have a clearly higher resistivity, often of an order of magnitude greater, than that of its proximal part 14a.
- the heating element 14 is made of silicon carbide.
- a slot 16 which has, in the proximal part 14a a straight shape defining two semi-cylindrical zones, and, in the distal part 14b, a helical shape extending the current flow path between two terminals d power supply 18 intended to be connected to a current source 20.
- the heating element 14 is of tabular shape and of constant diameter, but it may have a larger bulge of support on a support.
- the heating element 14 is placed in an external sheath 22 which separates it from the bath which it is to heat.
- This sheath 22 is generally made of the same refractory material as that of the heating element 14, but treated so as not to have an open porosity. It is possible in particular to use a sheath 22 made of silicon nitride, which has a high resistance to external aggressions, or of silicon carbide impregnated with silicon nitride. Contacts between the sheath 22 and the heating element 14 must be avoided. However, the thermal resistance of the separation interval must also be reduced as much as possible.
- the immersion heater is provided with elements for centering the heating element 14 in the sheath 22.
- these elements made of electrical insulating material, include a lower end piece 24 and a sheath 26.
- the sheath 26 has a tabular shape and has an upper rim 28 intended to bear on a flange 30 of the sheath 22.
- the sheath 26 is dimensioned so as not to go downwards beyond the proximal part 14a of the heating element.
- the heating element 14 rests by the distal end of its distal part 14b on an annular flat part of the end piece 24, surrounding a centering pin 32 which penetrates into the tabular heating element 14.
- a ring 54 electrically insulating, in pure alumina is placed inside the sheath 22 and around a cylindrical part 56 of the end piece 24 which carries the pin central 32, and against which the distal end of the heating element 14 rests.
- the distal end of the heating element 14 is held in position between the pin 32, radially inside, and the ring 54, radially outwards, which keeps the heating element 14 in a position guaranteeing its electrical isolation from the external sheath 22.
- This ring 54 of thin thickness, for example of a thickness less than or equal to 3 mm, to better resist thermal shocks, is adjusted in its positioning on the centering end piece 24, and rests by its distal end (lower end in FIG. 3) on an annular flat surface forming, on the end piece 24 , a connecting shoulder from the cylindrical part 56 of the end piece 24 to an end portion 58 of hemispherical shape of this end piece 24, and housed in a corresponding hemispherical end cap of the sheath 22.
- the sheath 22 in order to reduce the thermal resistance, and therefore the temperature difference between the molten metal bath and the heating element 14, the sheath 22 has a small thickness. Generally, this thickness is between 5 and 8 mm. A thickness of 6 mm is easily achievable and can often be adopted.
- the interval between the heating element 14 and the sheath 22 should be as small and as uniform as possible. In general, this radial clearance is maintained between 3 and 6 mm. This result can be achieved by adopting a thickness of the sheath 26 of 3 mm and a difference of 0.5 mm between the external radius of the sheath 26 and the internal radius of the sheath 22. If the sheath 22 has a flat bottom, this bottom risk of deformation in a bowl under the pressure of the metal bath.
- the terminal part of the sheath 22 constituting its bottom, a curved shape with a concavity turned towards the inside of the sheath 22, and preferably hemispherical, by giving the end piece 24 a shape having a cylindrical part such as 56 and a hemispherical end part such as 58, as shown in FIGS. 1 and 3.
- the sheath 26 and the end piece 24 in a fibrous refractory material, which can deform.
- connection terminals 18 can be constituted by tongues of conductive material, welded on contact pads provided on the proximal end of the proximal part 14a of the heating element 14, and coated with a conductive layer 34, for example in aluminium. Instead of welding, it is possible to use hooping using a ring 36 made of insulating material.
- the terminals 18 can be held by a disc 38 made of insulating material, and can be fixed to braids 40 for supplying electricity. In an alternative embodiment, the braids are fixed directly to the conductive pads 34.
- the outer surface of the sheath 22, where it risks being at the interface between the metal bath and an atmosphere containing oxygen, is particularly likely to corrode.
- alumina in the form of corundum may form in this interface zone.
- This risk can be reduced by locally coating the outside of the sheath 22 with a thin layer (a few tens of microns) of another metal capable of absorbing oxygen and protecting the sheath 22.
- a layer formed by plasma deposition of titanium, zirconium or even hafnium or zirconium - hafnium This deposit is located above the upper level of the metal bath and does not come into contact with the bath.
- the heating element 14 has a bottom 42 overlapping the pin 32 of the end piece 24, and to which is fixed an electrically conductive tube 44, coaxial with the heating element 14 and constituting a connection with the outside.
- the heating element 14 shown in Figure 4 carries a temperature sensor 46, radially centered, located approximately halfway up the distal portion 14b and connected to the outside by a connection cable 48, allowing d '' perform temperature regulation.
- this sensor 46 can be a thermocouple placed in an alumina sheath 60, which is fixed by its distal end in the end piece 24.
- FIG. 5 where the elements corresponding to those of FIG.
- the sheath 22 is surrounded, in its upper or proximal part, by a jacket 50 made of silicon carbide, stopping downwards or towards the opposite end before the distal part 14b of the heating element 14, and separated from the flange or end flange 30 of the sheath 22 by an interlayer 52 for isolation and centering.
- the jacket 50 is provided to terminate in the immediate vicinity of the surface of the bath, when the latter is kept at temperature.
- the jacket 50 maintains an almost confined volume of small thickness (a few millimeters) around the sheath 22 in the area immediately above the bath, and limits the combined action of atmospheric oxygen and the metal of the bath.
- annular interlayer 52 with axial collar and radial ring, can be provided with orifices allowing the introduction of a neutral, or possibly reducing, gas into the annular space formed between the jacket 50 and the sheath 22.
- the lower centering end piece 24 may have one or, preferably, several longitudinal recesses, formed in its periphery by longitudinal machining operations, and delimited (s) between portions of a centering surface which is discontinuous, in the circumferential direction , on the endpiece 24, so that this or these recesses allow an improved thermal diffusion of the heating element 14 towards the hemispherical distal end portion of the sheath 22, with a limitation of the thermal stresses on this sheath 22, up to at its hemispherical end portion.
- FIGS. 7 and 8 represent a first embodiment of such a nozzle 24, with 4 identical longitudinal recesses 61, distributed in a regular manner in circumferential direction around the longitudinal axis of the immersion heater and at the periphery of the nozzle 24, and each defined by one respectively of 4 longitudinal machining of concave cylindrical shape 62, so that each recess 61 is delimited between two of the four centering bearing portions 63, curved in the form of sectors or cylindrical-spherical caps regularly distributed at the primitive periphery of the end piece 24.
- three identical longitudinal recesses 64 are each formed by one of the three flat machining operations 65 respectively, regularly distributed in the circumferential direction over the periphery of the end piece 24, so that each recess 64 is delimited between two of three bearing portions centering 66 also in the form of cylindrical-spherical sectors or caps regularly distributed on the primitive periphery of the end piece 24.
- Such end pieces 24 with machined recesses such as 61 or 64 in FIGS. 7 to 10, always provide the centering functions and supporting the heating element 14 in the distal part of the sheath 22, keeping the heating element 14 centered around the longitudinal axis, possibly of symmetry, of the entire immersion heater, as described above with reference to Figures 1, 3, 4 and 6.
- end pieces 24 can also be machined to receive and support an electrically insulating spacer ring, such as the ring 54 of Figure 3, or receive on their pin 32 a bottom such as 42 to support the distal end of the distal part 14b of the heating element 14 and an electrically conductive tube such as the tube 44, as described above with reference to FIG. 4.
- the immersion heater of the invention can be used in vertical position as in horizontal position, as well as in any oblique position, in which it is inclined between the two vertical and horizontal positions.
- At least one electrically insulating spacer strip 67 for example made of pure alumina (consisting of alumina at more than 99% by weight) is put in place, as shown in FIGS. 1 and 2, transversely and diametrically in the portion of the heating element 14 which is located at the distal end of the proximal part 14 a, and so that the ends of the spacer strip 67 are engaged in two opposite parts of the slot 16
- This spacer strip 67 has a length (see FIG.
- the immersion heater according to the invention is of particular interest for maintaining a molten metal bath with a relatively high melting point. This is the case with aluminum, which must generally be kept at a temperature of the order of 750 ° C.
- An advantageous method of implementing the immersion heater then consists in supplying it with a source provided with a regulation having two interlocking control loops. An external loop is for example provided to control the power applied so as to bring and maintain the bath at 750 ° C. An internal loop limits the temperature of the distal part 14b of the heating element 14, for example to 1200 ° C.
- This mode of power regulation avoids the limitation of the power applied to the set value provided by the manufacturer for use in the absence of a temperature limitation, which is the rule in normal operating modes, without measuring the temperature of the heating element 14.
- This mode of regulation also makes it possible to increase the life of the heating element 14, which is no longer subject to overheating.
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Le thermoplongeur, de forme allongée, comporte un élément chauffant (14) et une gaine externe (22). L'élément chauffant (14) présente une partie proximale (14a) munie de bornes (18) d'amenée d'électricité et une partie distale (14b) traitée de façon à avoir une résistivité très supérieure à celle de la partie proximale (14a). Une fente (16) délimite un trajet de circulation de courant entre les bornes (18). La gaine externe (22) sépare l'élément chauffant (14) de l'ambiance ; elle est en un matériau réfractaire, de porosité suffisamment réduite pour éviter le passage de métal fondu. Un fourreau (26) enfilé sur la partie proximale (14a) de l'élément chauffant (14) et un embout (24) monté à l'extrémité de la partie distale (14b) de l'élément chauffant (14) opposée à la partie proximale (14a), en matériau isolant électrique fibreux réfractaire, ont un diamètre externe leur permettant de glisser dans la gaine (22) et sont destinés à centrer l'élément chauffant (14) dans la gaine (22).
Description
THERMO-PLONGEUR ELECTRIQUE A ELEMENT CHAUFFANT GAINE
La présente invention concerne les thermo-plongeurs à alimentation électrique destinés à maintenir en fusion un bain de métal (ce terme devant être interprété comme désignant les métaux proprement dits et les alliages) et les procédés de mise en œuvre de tels thermo-plongeurs. L'invention trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine des thermo-plongeurs destinés à maintenir en fusion des métaux à point de fusion supérieur à 400°C, en particulier l'aluminium et les alliages à base d'aluminium. On connaît déjà des thermo-plongeurs destinés à être placés verticalement, de forme allongée axisymétrique, comportant un élément chauffant interne en un matériau capable d'être porté à haute température et une gaine externe entourant l'élément chauffant ; dans l'élément chauffant est pratiquée une fente longitudinale qui définit, dans l'élément chauffant, un trajet de circulation d'électricité entre deux bornes fixées à l'extrémité proximale de l'élément chauffant. De tels thermo-plongeurs sont décrits par exemple dans les documents FR-A-2 559 886, 2 622 382, 2 699 038 et 2 720 888 auxquels on pourra se reporter. La présente invention vise notamment à fournir un thermo-plongeur qui à la fois est susceptible d'être constitué d'éléments disponibles dans le commerce, donc d'être fabriqué à un prix modéré, et est capable d'être porté à des températures élevées, de tolérer des variations importantes de niveau de la surface libre d'un bain de métal dans lequel il pénètre sans risque de dégradation par surchauffe et d'assurer un bon transfert de la chaleur depuis l'élément chauffant, et cela en évitant des amorçages ou court-circuits entre l'élément chauffant et la gaine qui est en contact avec le métal en fusion. Dans ce but, l'invention propose notamment un thermo-plongeur de forme allongée pouvant être axisymétrique, comportant : - un élément chauffant allongé, de préférence en céramique, généralement en carbure de silicium, présentant une partie proximale munie de
bornes d'amenée d'électricité et une partie distale traitée de façon à avoir une résistivité très supérieure à celle de la partie proximale, ledit élément chauffant présentant une fente délimitant un trajet de circulation de courant entre les bornes le long de la partie proximale et de la partie distale, - une gaine externe, ayant avantageusement de 5 à 8 mm d'épaisseur, séparant l'élément chauffant de l'ambiance, en un matériau réfractaire insusceptible de réagir avec les métaux, de préférence en céramique, de porosité suffisamment réduite pour éviter le passage de métal fondu, ayant un diamètre interne supérieur au diamètre externe de l'élément chauffant et contenant ce dernier, - un fourreau, enfilé sur la partie proximale de l'élément chauffant, et se terminant à distance de la partie distale dudit élément chauffant, et un embout monté à l'extrémité de la partie distale de l'élément chauffant opposée à la partie proximale, l'un et l'autre en matériau isolant électrique fibreux réfractaire et destinés à centrer l'élément chauffant dans la gaine, le fourreau ayant un diamètre interne lui permettant de glisser sur l'élément chauffant et l'un et l'autre ayant un diamètre externe leur permettant de glisser dans la gaine. La gaine externe sépare l'élément chauffant du bain de métal conducteur. Le fourreau et l'embout sont avantageusement en un matériau choisi de façon à présenter une souplesse tolérant des dilatations différentielles des éléments qu'ils séparent, par exemple en alumine ou silice fibreuse éventuellement imprégnée. L'épaisseur du fourreau est généralement comprise entre 3 et 6 mm. La différence entre le diamètre extérieur du fourreau et de l'embout et le diamètre intérieur de la gaine est généralement de l'ordre de 1 mm, avant chauffage pour permettre un glissement facile. Grâce à la faible distance entre l'élément chauffant et la gaine, le transfert de chaleur entre l'élément chauffant et la gaine, notamment par rayonnement, est suffisamment efficace pour que la différence de température entre la surface extérieure de l'élément chauffant et la surface intérieure de la gaine soit très faible. L'absence d'un intercalaire comparable au fourreau entre
la partie distale de l'élément chauffant et la gaine réduit l'obstacle au transfert de chaleur. La gaine elle-même peut être mince, par exemple de 5 à 8 mm d'épaisseur, ce qui réduit le gradient thermique à travers elle. La gaine externe peut être constituée en carbure de silicium de nature comparable au matériau de l'élément chauffant, mais imprégnée de nitrure de silicium afin de clore sa porosité. On peut également utiliser une gaine externe constituée de nitrure de silicium (par exemple en matériau dit "Sialon"), notamment lorsque le thermoplongeur est destiné à être plongé dans des bains d'un métal ou alliage ayant une forte agressivité chimique. Pour réduire les déformations de la gaine en fonctionnement, il est préférable de lui donner un fond bombé à concavité tournée vers l'intérieur de la gaine. Dans un mode de réalisation avantageux, l'embout présente une partie terminale de forme hémi-sphérique s 'appuyant sur une partie terminale de forme correspondante de la gaine. L'embout peut présenter un pion central destiné à s'engager dans l'extrémité distale de l'élément chauffant, et entouré par une plage plate s'appuyant sur l'extrémité de l'élément chauffant tabulaire. La découpe de l'élément chauffant, destinée à définir un trajet de circulation d'électricité, peut prendre diverses formes. On peut notamment utiliser un élément chauffant, dont la fente présente dans la partie proximale une forme droite définissant deux zones semi cylindriques et dans la partie distale une forme en hélice allongeant le trajet de circulation de l'électricité. Le traitement de la partie distale donne avantageusement au matériau qui la constitue une résistivité supérieure d'au moins un ordre de grandeur à la résistivité de la partie proximale, cela afin de concentrer la génération de chaleur dans la partie distale. L'élément chauffant peut être prévu pour que sa partie distale puisse supporter une température maximale de 1450°C et fournir un débit thermique surfacique compris entre 10 et 20 Watts par centimètre carré. Dans un mode particulier de réalisation, un chambrage s'étend de l'extrémité proximale de l'élément chauffant jusqu'à proximité d'un fond de la partie distale et le fond de la partie distale est fixé à un conducteur de
raccordement électrique, passant par le chambrage, permettant ainsi d'utiliser à volonté soit la totalité de l'élément chauffant soit la moitié de ce dernier. Dans une variante de réalisation, le thermoplongeur est avantageusement conçu de sorte qu'une bague électriquement isolante, de préférence en alumine pure et de faible épaisseur , est positionnée dans la gaine et sur l'embout, autour d'une partie de ce dernier et de l'extrémité distale de l'élément chauffant, de sorte à être interposée entre la gaine et l'élément chauffant, ainsi maintenu en position d'isolement électrique vis-à-vis de la gaine, un faible espace séparant de préférence la bague, d'une part, de l'élément chauffant et, d'autre part, de la gaine. En outre, la gaine est avantageusement entourée, dans sa partie proximale, par une chemise électriquement isolante s'arrêtant avant la partie distale de l'élément chauffant et séparée d'une collerette terminale de la gaine par un intercalaire annulaire d'isolement et centrage, de préférence pourvu d'orifices d'introduction d'un gaz neutre ou réducteur, dans l'espace annulaire entre la chemise et la gaine. Avantageusement, l'embout peut présenter de plus au moins un évidement longitudinal ménagé dans sa périphérie et délimité entre des portions d'une portée de centrage discontinue, en direction circonférentielle autour de l'axe longitudinal du thermoplongeur, sur l'embout, afin d'améliorer la diffusion thermique de l'élément chauffant vers l'extrémité distale de la gaine. L'embout peut présenter au moins deux évidements formés par des usinages longitudinaux cylindriques concaves délimités chacun entre deux portions de portée de centrage, de préférence régulièrement réparties en direction circonférentielle à la périphérie de l'embout. En variante, les évidements peuvent être formés par des usinages longitudinaux plans délimités chacun également entre deux portions de portée de centrage, de préférence également régulièrement réparties en direction circonférentielle à la périphérie de l'embout. Le thermoplongeur peut être utilisé verticalement, horizontalement, ou dans toute position oblique intermédiaire entre les positions verticale et horizontale. Pour garantir le bon fonctionnement du thermoplongeur, en
particulier en position horizontale, au moins une lamelle entretoise électriquement isolante est avantageusement introduite dans la fente, afin de maintenir cette dernière ouverte entre les deux moitiés de l'élément chauffant que la fente sépare l'une de l'autre. Les bornes de raccordement électrique peuvent, notamment, comporter des tresses en métal conducteur de l'électricité, telles que des tresses de cuivre, les tresses ou des languettes auxquelles elles sont soudées sont serrées par une bague en matériau isolant contre des zones semi annulaires de l'extrémité de la partie proximale éloignée de la partie distale, munies d'un revêtement métallique, par exemple en aluminium. Lorsque le thermoplongeur est prévu pour maintenir en fusion un bain d'un métal ayant un point de fusion supérieur à 700 °C, tel que l'aluminium, on adopte généralement une gaine revêtue localement d'une couche de protection là où elle risque de se trouver à l'interface aluminium-air. L'invention vise également à fournir un procédé de chauffage d'un bain de métal fondu à haute température, permettant de dissiper temporairement dans l'élément chauffant une puissance maximale supérieure à la puissance nominale qui serait acceptable dans le cas d'un procédé de fonctionnement à régulation de la puissance appliquée. Pour cela, on peut utiliser un thermoplongeur du genre décrit ci-dessus, comportant de plus un capteur de température de la partie distale de l'élément chauffant, avantageusement placé à mi longueur de cette partie distale. Suivant ce procédé, on met en place le thermoplongeur sur un récipient contenant un bain de métal fondu, dont la surface libre est à un niveau supérieur ou égal à celui de la partie distale et, éventuellement, égal ou supérieur au niveau de la tranche inférieure du fourreau, et on régule la puissance appliquée à l'élément chauffant de façon à limiter la température de la partie distale, fournie par le capteur, à une température maximale déterminée.
Cette température maximale est par exemple inférieure à 1450°C dans le cas d'un élément chauffant disponible dans le commerce, en carbure de silicium, dont la partie distale est imprégnée. Le procédé de l'invention peut être mis en œuvre pour maintenir en fusion un bain de métal ayant un point de fusion supérieur à 600°, et suivant ce procédé, on plonge un thermoplongeur tel que défini ci-dessus dans le bain de façon que toute la partie distale de l'élément chauffant soit totalement immergée, et on commande la puissance appliquée à l'élément chauffant par une boucle de régulation de la température du bain à une valeur prédéterminée supérieure au point de fusion, tout en limitant la température du dit élément chauffant à une seconde valeur prédéterminée inférieure à celle provoquant la dégradation de cet élément. La boucle de régulation peut être prévue pour, de plus, limiter la puissance maximale appliquée à l'élément chauffant à une valeur prédéterminée, qui est supérieure à une puissance nominale de l'élément chauffant. Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un premier mode de réalisation de l'invention ; l'échelle n'étant pas respectée pour plus de clarté ; - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II- II de la figure 1 ; - la figure 3 montre la partie distale d'un thermoplongeur constituant une variante de réalisation avec une bague isolante positionnée sur l'embout centreur et interposée entre la gaine externe et la partie distale de l'élément chauffant, -la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 pour un thermoplongeur selon une autre variante de réalisation, avec un capteur de température dans un
conducteur de raccordement électrique lié à un fond de la partie distale de l'élément chauffant et passant dans un chambrage dans ce dernier. - la figure 5 est une vue en coupe partielle d'une variante de réalisation de l'invention, comportant de plus une chemise externe de création d'une zone confinée destinée à réduire la formation de dépôt d'oxyde d'aluminium sous forme de corindon, dans le cas du chauffage d'aluminium en fusion, - la figure 6 est une vue analogue à la figure 1 et montrant l'implantation d'un capteur de température dans l'élément chauffant - la figure 7 est une vue analogue aux figures 3 et 4 pour une autre variante de réalisation, avec un embout de centrage à usinages longitudinaux, - la figure 8 est une vue partielle de dessus et en coupe transversale de la figure 7, et - les figures 9 et 10 sont des vues analogues respectivement aux figures 7 et 8 pour une variante de réalisation avec un embout de centrage muni d'autres usinages longitudinaux. Le thermoplongeur montré à titre d'exemple en figures 1 et 2 est destiné à être monté sur une cuve 10 ou une poche contenant du métal en fusion, dont la surface libre 12 ne descend pas au dessous d'un niveau h. Le niveau h se situe à environ 5 cm du haut ou extrémité proximale de la partie chauffante de la résistance décrite ci-dessous. Le thermoplongeur, de forme allongée, comporte dans sa partie centrale, dans le sens radial, un élément chauffant 14 ou résistance chauffante, qui peut être de constitution classique, de forme cylindrique avec éventuellement un renflement terminal supérieur de fixation. Le thermoplongeur est destiné à être placé en position verticale, horizontale, ou oblique dans toute position inclinée intermédiaire entre les positions verticale et horizontale. En général, son diamètre est compris entre 60 et 90 mm et la longueur de l'élément chauffant est comprise entre 0,80 et 1,6 mètre. L'élément chauffant 14 peut être regardé comme comprenant une partie proximale 14a de longueur 11 et une partie distale 14b de longueur 12. L'élément chauffant 14 est constitué du même matériau de base sur toute sa
longueur, mais sa partie distale 14b est traitée de façon à avoir une résistivité nettement supérieure, souvent d'un ordre de grandeur supérieur, à celle de sa partie proximale 14a. En règle générale, l'élément chauffant 14 est constitué de carbure de silicium. Dans cet élément chauffant 14 est ménagée une fente 16 qui présente, dans la partie proximale 14a une forme droite définissant deux zones semi cylindriques, et, dans la partie distale 14b, une forme en hélice allongeant le trajet de circulation du courant entre deux bornes d'alimentation 18 destinées à être reliées à une source de courant 20. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, l'élément chauffant 14 est de forme tabulaire et de diamètre constant, mais il peut présenter un renflement supérieur d'appui sur un support. L'élément chauffant 14 est placé dans une gaine externe 22 qui le sépare du bain qu'il doit chauffer. Cette gaine 22 est généralement constituée du même matériau réfractaire que celui de l'élément chauffant 14, mais traité de façon à ne pas présenter une porosité ouverte. On peut notamment utiliser une gaine 22 constituée en nitrure de silicium, qui a une résistance élevée aux agressions externes, ou en carbure de silicium imprégnée de nitrure de silicium. Les contacts entre la gaine 22 et l'élément chauffant 14 doivent être évités. Mais il faut également réduire le plus possible la résistance thermique de l'intervalle de séparation. Pour cela, le thermoplongeur est muni d'éléments de centrage de l'élément chauffant 14 dans la gaine 22. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, ces éléments, en matériau isolant électrique, comprennent un embout inférieur 24 et un fourreau 26. Le fourreau 26 présente une forme tabulaire et comporte un rebord supérieur 28 destiné à s'appuyer sur une collerette 30 de la gaine 22. Le fourreau 26 est dimensionné d'une façon à ne pas dépasser vers le bas la partie proximale 14a de l'élément chauffant. L'élément chauffant 14 repose par l'extrémité distale de sa partie distale 14b sur une partie plane annulaire de l'embout 24, entourant un pion 32 de centrage qui pénètre dans l'élément chauffant tabulaire 14. Dans la variante de réalisation de la figure 3, sur laquelle les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments, une bague 54
électriquement isolante, en alumine pure (constituée d'alumine à plus de 99% en poids par exemple) est mise en place à l'intérieur de la gaine 22 et autour d'une partie cylindrique 56 de l'embout 24 qui porte le pion central 32, et contre laquelle repose l'extrémité distale de l'élément chauffant 14. De la sorte, l'extrémité distale de l'élément chauffant 14 est maintenue en position entre le pion 32, radialement à l'intérieur, et la bague 54, radialement vers l'extérieur, ce qui maintient l'élément chauffant 14 dans une position garantissant son isolement électrique vis-à-vis de la gaine externe 22. Cette bague 54, de faible épaisseur, par exemple d'une épaisseur inférieure ou égale à 3 mm, pour mieux résister aux chocs thermiques, est ajustée dans son positionnement sur l'embout centreur 24, et repose par son extrémité distale (extrémité inférieure sur la figure 3) sur une surface plane annulaire formant, sur l'embout 24, un épaulement de raccordement de la partie cylindrique 56 de l'embout 24 à une partie terminale 58 de forme hémisphérique de cet embout 24, et logée dans une calotte terminale hémisphérique correspondante de la gaine 22. Deux espaces sensiblement annulaires, d'une faible largeur, par exemple compris entre 0,5 mm et 1 mm, sont présents respectivement entre la bague 54 et l'élément chauffant 14 et entre la bague 54 et la gaine externe 22. Dans les exemples des figures 1 à 3, afin de réduire la résistance thermique, et donc l'écart de température entre le bain de métal en fusion et l'élément chauffant 14, la gaine 22 a une épaisseur faible. Généralement, cette épaisseur est comprise entre 5 et 8 mm. Une épaisseur de 6 mm est réalisable sans difficulté et peut être souvent adoptée. L'intervalle entre l'élément chauffant 14 et la gaine 22 doit être également faible et aussi uniforme que possible. En général, ce jeu radial est maintenu entre 3 et 6 mm. Ce résultat peut être atteint en adoptant une épaisseur du fourreau 26 de 3 mm et une différence de 0,5 mm entre le rayon externe du fourreau 26 et le rayon interne de la gaine 22. Si la gaine 22 comporte un fond plat, ce fond risque de se déformer en cuvette sous la pression du bain de métal. Il est en conséquence préférable de
donner à la partie terminale de la gaine 22, constituant son fond, une forme bombée à concavité tournée vers l'intérieur de la gaine 22, et de préférence hémisphérique, en donnant à l'embout 24 une forme présentant une partie cylindrique telle que 56 et une partie terminale hémisphérique telle que 58, comme cela est représenté sur les figures 1 et 3. Pour absorber les différences de dilatation, il est souhaitable de constituer le fourreau 26 et l'embout 24 en un matériau réfractaire fibreux, pouvant se déformer. On peut notamment utiliser la silice ou l'alumine, capables de supporter des températures atteignant environ 1260°C. Les bornes 18 de raccordement peuvent être constituées par des languettes en matériau conducteur, soudées sur des plages de contact prévues sur l'extrémité proximale de la partie proximale 14a de l'élément chauffant 14, et revêtues d'une couche conductrice 34, par exemple en aluminium. Au lieu d'un soudage, on peut utiliser un frettage à l'aide d'une bague 36 en matériau isolant. Les bornes 18 peuvent être maintenues par un disque 38 en matériau isolant, et être fixées à des tresses 40 d'amenée d'électricité. Dans une variante de réalisation, les tresses sont fixées directement sur les plages conductrices 34. La surface extérieure de la gaine 22, là où elle risque de se trouver à l'interface entre le bain de métal et une atmosphère contenant de l'oxygène, est particulièrement susceptible de se corroder. Lorsqu'en particulier on utilise le thermoplongeur pour maintenir en fusion un bain d'aluminium, de l'alumine sous forme de corindon risque de se former dans cette zone interface. On peut réduire ce risque en revêtant localement l'extérieur de la gaine 22 d'une couche mince (quelques dizaines de microns) d'un autre métal, capable d'absorber l'oxygène et de protéger la gaine 22. On peut notamment utiliser une couche formée par dépôt sous plasma de titane, de zirconium ou même de hafnium ou zirconium — hafnium. Ce dépôt est situé au-dessus du niveau supérieur du bain de métal et n'entre pas en contact avec le bain. Une autre solution pour éviter cette formation consiste à maintenir, en périphérie de la gaine 22, dans la zone
interface entre le métal du bain et l'atmosphère et/ou au dessus du bain fondu, une atmosphère de gaz neutre tel que de l'azote ou de l'argon. Dans la variante de réalisation de l'invention montrée en figure 4, l'élément chauffant 14 comporte un fond 42 chevauchant le pion 32 de l'embout 24, et auquel est fixé un tube électriquement conducteur 44, coaxial à l'élément chauffant 14 et constituant un raccordement avec l'extérieur. En alimentant l'élément chauffant 14 entre l'une des bornes 18 et le tube 44, il est possible de ne mettre en service que la moitié de l'élément chauffant 14, lorsqu'une faible puissance est suffisante. De plus, l'élément chauffant 14 montré en figure 4 porte un capteur de température 46, radialement centré, situé à peu près à mi-hauteur de la partie distale 14b et relié à l'extérieur par un câble de raccordement 48, permettant d'effectuer une régulation de température. Comme représenté sur la figure 6, ce capteur 46 peut être un thermocouple placé dans une gaine en alumine 60, laquelle est fixée par son extrémité distale dans l'embout 24. Dans le cas illustré sur la figure 5, où les éléments correspondant à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence, la gaine 22 est entourée, dans sa partie haute, ou proximale, par une chemise 50 en carbure de silicium, s'arrêtant vers le bas ou vers l'extrémité opposée avant la partie distale 14b de l'élément chauffant 14, et séparée de la bride ou collerette terminale 30 de la gaine 22 par un intercalaire 52 d'isolement et de centrage. La chemise 50 est prévue pour se terminer à proximité immédiate de la surface du bain, lors du maintien en température de ce dernier. Ainsi, la chemise 50 maintient un volume presque confiné de faible épaisseur (quelques millimètres) autour de la gaine 22 dans la zone située immédiatement au dessus du bain, et limite l'action combinée de l'oxygène de l'atmosphère et du métal du bain. En effet, la formation d'un composé oxygéné se traduit par un appauvrissement en oxygène de la zone de confinement, et donc réduit les phénomènes d'oxydation de la gaine à l'interface.
L'intercalaire 52 annulaire, avec collet axial et bague radiale, peut être pourvu d'orifices permettant l'introduction d'un gaz neutre, ou éventuellement réducteur , dans l'espace annulaire formé entre la chemise 50 et la gaine 22. En variante, l'embout inférieur de centrage 24 peut présenter un ou, de préférence, plusieurs évidements longitudinaux, ménagés dans sa périphérie par des usinages longitudinaux, et délimité(s) entre des portions d'une portée de centrage qui est discontinue, en direction circonférentielle, sur l'embout 24, afin que cet ou ces évidements permettent une diffusion thermique améliorée de l'élément chauffant 14 vers la partie d'extrémité distale hémisphérique de la gaine 22, avec une limitation des contraintes thermiques sur cette gaine 22, jusqu'à sa partie d'extrémité hémisphérique. Les figures 7 et 8 représentent une première forme de réalisation d'un tel embout 24, avec 4 évidements longitudinaux 61 identiques, répartis de manière régulière en direction circonférentielle autour de l'axe longitudinal du thermoplongeur et à la périphérie de l'embout 24, et chacun défini par l'un respectivement de 4 usinages longitudinaux de forme cylindrique concave 62, de sorte que chaque évidement 61 est délimité entre deux des quatre portions de portée de centrage 63, bombées en forme de secteurs ou calottes cylindro- sphériques régulièrement réparties à la périphérie primitive de l'embout 24. Dans la forme de réalisation de l'embout 24 des figures 9 et 10, trois évidements longitudinaux identiques 64 sont ménagés chacun par l'un respectivement des trois usinages plans 65, régulièrement répartis en direction circonférentielle sur le pourtour de l'embout 24, de sorte que chaque évidement 64 est délimité entre deux de trois portions de portée de centrage 66 également en forme de secteurs ou calottes cylindro-sphériques régulièrement réparties à la périphérie primitive de l'embout 24. De tels embouts 24 à évidements usinés tels que 61 ou 64 sur les figures 7 à 10, assurent toujours les fonctions de centrage et d'appui de l'élément chauffant 14 dans la partie distale de la gaine 22, en maintenant l'élément chauffant 14 centré autour de l'axe longitudinal, éventuellement de symétrie, de l'ensemble du thermoplongeur, comme décrit ci-dessus en référence aux
figures 1, 3, 4 et 6. Mais, en outre, de tels embouts 24 peuvent également être usinés pour recevoir et supporter une bague entretoise électriquement isolante, telle que la bague 54 de la figure 3, ou recevoir sur leur pion 32 un fond tel que 42 pour supporter l'extrémité distale de la partie distale 14b de l'élément chauffant 14 et un tube électriquement conducteur tel que le tube 44, comme décrit ci-dessus en référence à la figure 4. Le thermoplongeur de l'invention peut être utilisé en position verticale comme en position horizontale, ainsi que dans toute position oblique, dans laquelle il est incliné entre les deux positions verticale et horizontale. Afin de maintenir la fente 16 ouverte entre les deux moitiés de l'élément chauffant 14 que cette fente 16 sépare l'une de l'autre, et empêcher ainsi tout contact entre ces deux moitiés électriquement conductrices de l'élément chauffant 14, en particulier lorsque le thermoplongeur est utilisé en position horizontale, au moins une lamelle entretoise 67, électriquement isolante, par exemple réalisée en alumine pure (constituée d'alumine à plus de 99% en poids) est mise en place, comme représenté sur les figures 1 et 2, transversalement et diamétralement dans la portion de l'élément chauffant 14 qui est située à l'extrémité distale de la partie proximale 14 a, et de sorte que les extrémités de la lamelle entretoise 67 sont engagées dans deux parties opposées de la fente 16. Cette lamelle entretoise 67 présente une longueur (voir figure 2) qui est légèrement inférieure au diamètre intérieur de la gaine 22 pour absorber les dilatations. Le thermo-plongeur suivant l'invention présente un intérêt particulier pour maintenir en fusion un bain de métal à point de fusion relativement élevé. C'est le cas de l'aluminium que l'on doit généralement maintenir à une températare de l'ordre de 750°C. Un procédé de mise en œuvre avantageux du thermo-plongeur consiste alors à l'alimenter par une source munie d'une régulation à deux boucles d'asservissement imbriquées. Une boucle externe est par exemple prévue pour commander la puissance appliquée de façon à porter et à maintenir le bain à 750°C. Une boucle interne limite la températare de la partie distale 14b de l'élément chauffant 14, par exemple à 1200°C. Ce mode
de régulation de la puissance permet d'éviter la limitation de la puissance appliquée à la valeur de consigne prévue par le fabricant pour utilisation en l'absence de limitation de températare, ce qui est la règle dans les modes habitaels de fonctionnement, sans mesure de la températare de l'élément chauffant 14. Ce mode de régulation permet aussi d'augmenter la durée de vie de l'élément chauffant 14, qui n'est plus soumis à des surchauffes.
Claims
1. Thermoplongeur de forme allongée, comportant : - un élément chauffant (14) allongé, de préférence en céramique, présentant une partie proximale (14a) munie de bornes (18) d'amenée d'électricité et une partie distale (14b) traitée de façon à avoir une résistivité très supérieure à celle de la partie proximale (14a), ledit élément chauffant (14) présentant une fente (16) délimitant un trajet de circulation de courant entre les bornes (18) le long de la partie proximale (14a) et de la partie distale (14b), - une gaine externe (22), de préférence de 5 à 8 mm d'épaisseur, séparant l'élément chauffant (14) de l'ambiance, en un matériau réf actaire insusceptible de réagir avec les métaux, de préférence en céramique, de porosité suffisamment réduite pour éviter le passage de métal fondu, ayant un diamètre interne supérieur au diamètre externe de l'élément chauffant (14) et contenant ce dernier, - un fourreau (26) enfilé sur la partie proximale (14a) de l'élément chauffant (14) et se terminant à distance de la partie distale (14b) dudit élément chauffant (14), et un embout (24) monté à l'extrémité de la partie distale (14b) de l'élément chauffant (14) opposée à la partie proximale (14a), l'un (26) et l'autre (24) en matériau isolant électrique fibreux réfractaire, et d'un diamètre externe leur permettant de glisser dans la gaine (22), destinés à centrer l'élément chauffant (14) dans la gaine (22), le fourreau (26) ayant un diamètre interne lui permettant de glisser sur l'élément chauffant (14).
2. Thermoplongeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fourreau et l'embout (24) présentent une souplesse tolérant des dilatations différentielles des éléments (22, 24) qu'ils séparent, par exemple en alumine ou silice fibreuse.
3. Thermoplongeur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur du fourreau (26) est comprise entre 3 et 6 mm.
4. Thermoplongeur suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la gaine (22) a environ de 5 à 8 mm d'épaisseur.
5. Thermoplongeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément chauffant (14) est en carbure de silicium et la gaine (22) est en carbure de silicium imprégné de nitrure de silicium ou en nitrure de silicium.
6. Thermoplongeur suivant l' une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embout (24) présente une partie terminale (58) de forme hémisphérique s 'appuyant sur une partie terminale de forme correspondante de la gaine (22), avec un pion central (32) engagé dans l'extrémité distale (14b) de l'élément chauffant (14) .
7. Thermoplongeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fente (16) de l'élément chauffant (14) destinée à définir un trajet de circulation d'électricité présente, dans la partie proximale (14a), une forme droite définissant deux zones semi cylindriques et dans la partie distale (14b) une forme en hélice allongeant le trajet de circulation dans l'élément chauffant (14).
8. Thermoplongeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement de la partie distale (14b) donne au matériau qui la constitue une résistivité supérieure d'au moins un ordre de grandeur à la résistivité de la partie proximale (14a).
9. Thermoplongeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un chambrage s'étend dans l'élément chauffant (14) de l'extrémité proximale jusqu'à proximité d'un fond (42) de la partie distale (14b) et le fond (42) de la partie distale est fixé à un conducteur (44) de raccordement électrique, passant par le chambrage.
10. Thermoplongeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un capteur (46) de températare de la partie distale (14b) de l'élément chauffant (14), placé sensiblement à mi longueur de la partie distale (14b).
11. Thermoplongeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu'une bague (54) électriquement isolante, de préférence en alumine pure et de faible épaisseur , est positionnée dans la gaine (22) et sur l'embout (24), autour d'une partie (56) de ce dernier et de l'extrémité distale de l'élément chauffant, de sorte à être interposée entre la gaine (22) et l'élément chauffant (14), ainsi maintenu en position d'isolement électrique vis-à-vis de la gaine (22), un faible espace séparant de préférence la bague (54), d'une part, de l'élément chauffant (14) et, d'autre part, de la gaine (22).
12. Thermoplongeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine (22) est entourée dans sa partie proximale, par une chemise (50) électriquement isolante s'arrêtant avant la partie distale (14b) de l'élément chauffant (14) et séparée d'une collerette terminale (28) de la gaine (22) par un intercalaire (52) annulaire d'isolement et centrage, de préférence pourvu d'orifices d'introduction d'un gaz neutre ou réducteur, dans l'espace annulaire entre la chemise (50) et la gaine (22).
13. Thermoplongeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embout (24) présente au moins un évidement longitudinal (61,64) ménagé dans sa périphérie et délimité entre des portions d'une portée de centrage (63, 66) discontinue, en direction circonférentielle autour de l'axe longitudinal du thermoplongeur, sur l'embout (24).
14. Thermoplongeur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'embout (24) présente au moins deux évidements (61) formés par des usinages longitudinaux cylindriques concaves (62) délimités chacun entre deux portions de portée de centrage (63) de préférence régulièrement réparties en direction circonférentielle à la périphérie de l'embout (24).
15. Thermoplongeur selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'embout (24) présente au moins deux évidements (64) formés par des usinages longitudinaux plans (65) délimités chacun entre deux portions de portée de centrage (66) de préférence régulièrement réparties en direction circonférentielle à la périphérie de l'embout (24).
16. Thermoplongeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une lamelle entretoise (67) électriquement isolant est introduite dans la fente (16) afin de maintenir cette dernière ouverte entre les deux moitiés de l'élément chauffant (14) que la fente (16) sépare l'une de l'autre.
17. Procédé de maintien en fusion d'un bain de métal ayant un point de fusion supérieur à 600°C, suivant lequel on plonge un thermoplongeur suivant l'une quelconque des revendications précédentes dans le bain de façon que toute la partie distale (14b) de l'élément chauffant (14) soit totalement immergée, et on commande la puissance appliquée à l'élément chauffant (14) par une boucle de régulation de la températare du bain à une valeur prédéterminée supérieure au point de fusion, tout en limitant la températare du dit élément chauffant (14) à une seconde valeur prédéterminée inférieure à celle provoquant la dégradation de cet élément.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la boucle de régulation est prévue pour de plus limiter la puissance maximale appliquée au dit élément chauffant (14) à une valeur prédéterminée supérieure à une puissance nominale de fonctionnement de l'élément chauffant.
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