BE904460A

BE904460A - Procede de determination en continu de la temperature d'un bain metallique.

Info

Publication number: BE904460A
Application number: BE6/48210A
Authority: BE
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1986-03-21
Filing date: 1986-03-21
Publication date: 1986-09-22

Abstract

On mesure la température d'au moins deux points situés au sein d'une région de la paroi du récipient qui est en contact avec le bain métallique et on enregistre en continu l'évolution de la température desdits points. Puis on en déduit l'évolution de la température du bain au cours du temps, au moyen d'un modèle mathématique qui tient compte de la position des points dans la paroi et de la nature du matériau constituant ladite paroi.

Description


  CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -

CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,

  
Association sans but lucratif -

  
Vereniging zonder winstoogmerk

  
à BRUXELLES, ( Be lgique) .

  
Procédé de détermination en continu de la température

  
d'un bain métallique.

  
La présente invention porte sur un procédé de détermination en continu de la température d'un bain métallique contenu dans un récipient métallurgique, en particulier d'un bain d'acier liquide dans un convertisseur d'aciérie.

  
Dans la description qui va suivre, la référence à un bain d'acier dans un convertisseur n'est cependant donnée qu'à titre indicatif, car la présente invention peut également s'appliquer à tout bain de métal, ferreux ou non-ferreux, contenu dans un récipient métallurgique.&#65533; . 

  
On connaît l'importance que revêtent la connaissance de

  
la température d'un bain d'acier, ainsi que l'évolution de cette température au cours du temps, pour apprécier notamment le degré d'accomplissement des réactions de décarburation. L'obtention de la nuance d'acier désirée implique que l'on surveille ces réactions et par conséquent la température du bain de façon aussi précise et continue que possible, afin de déterminer avec précision le moment du rabattement du convertisseur.

  
Il existe dans la technique actuelle divers moyens de mesure de la température d'un bain métallique. A titre d' exemple, on peut citer les thermocouples perdus, logés dans des bombes et lancés dans le bain où ils sont détruits après la mesure, ainsi que la lance auxiliaire dite "sub-lance" qui plonge dans le bain à travers la couche de scories.

  
Ces moyens connus ne répondent cependant pas entièrement

  
à l'objectif visé, car ils ne fournissent que des mesures ponctuelles et instantanées qui ne traduisent pas nécessairement l'état thermique réel du bain et ne permettent pas d'en déterminer l'évolution. En outre, ils sont coûteux, car chaque élément de mesure ne peut servir qu'une seule fois.

  
La présente invention propose un procédé de mesure continu permettant de remédier aux inconvénients précités.

  
Le procédé de la présente invention est basé sur l'observation que la température d'un point quelconque du fond du récipient suit l'évolution de la température du bain, avec un certain retard qui dépend de la position du point

  
 <EMI ID=1.1>  

  
fond. Il va de soi que le procédé de l'invention n'est pas limité au fond proprement dit, mais qu'il peut également s'appliquer dans toute partie du garnissage située sous

  
le niveau du bain.

  
A cet effet, le procédé qui fait l'objet de.la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on mesure la température en au moins deux points situés au sein d'une région de la paroi dudit récipient qui est en contact avec le bain métallique, en ce que l'on enregistre en continu l'évolution de la température desdits points et en ce que l'on en déduit l'évolution de la température du bain au cours du temps, ce qui permet de déterminer la température du bain à tout instant.

  
Dans le cadre de ce procédé, il s'est avéré intéressant

  
de mesurer la température en une série de points, par exemple en trois points, répartis selon l'épaisseur de la couche intérieure de ladite paroi le long d'une droite perpendiculaire à cette paroi. On entend par couche intérieure, une couche d'épaisseur relativement faible, par exemple la couche d'usure, la plus proche du bain de métal.

  
Selon l'invention, on détermine la température du bain métallique à un instant donné à partir des valeurs de température mesurées auxdits points, au moyen d'un modèle mathématique qui tient compte de la position des points dans la paroi et de la nature du matériau constituant ladite paroi, en particulier de sa conductibilité thermique.

  
Le procédé de l'invention va être expliqué en détail cidessous, en faisant référence aux figures annexées repré-. sentant, à titre d'exemple : &#65533;  Fig.l : la position de trois points de mesure dans la couche intérieure d'un fond de convertisseur; Fig.2 : les courbes d'évolution de la température de ces points en fonction du temps.

  
Dans la figure 1, on a représenté schématiquement une portion de la couche intérieure C d'un fond F de convertisseur, en contact avec un bain d'acier B. Soit 0 un point de la surface du fond qui se trouve directement exposé au

  
 <EMI ID=2.1> 

  
température du bain d'acier, supposée homogène. A la verticale du point 0 sont situés trois points de mesure 1, 2, 3 qui, pour simplifier, sont régulièrement répartis suivant l'épaisseur de la couche intérieure C; ils sont positionnés respectivement au quart, à la moitié et aux troisquarts de l'épaisseur de cette couche, comptée à partir du point 0.

  
Le procédé de l'invention consiste à mesurer les trois

  
 <EMI ID=3.1> 

  
0 à ce même instant t.

  
 <EMI ID=4.1> 

  
à un instant t, cette variation ne se manifeste pas instantanément aux points 1, 2 et 3, en raison du temps requis pour permettre la diffusion thermique du point 0 aux autres points 1, 2, 3. Les distances entre ces points 0, 1, 2, 3 étant égales, la variation de température &#65533;T ne se manifeste aux points 1, 2 et 3 qu'aux instants suivants :

  

 <EMI ID=5.1> 
 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
de la distance séparant deux points de mesure voisins et de la diffusivité thermique du matériau. A titre d'exemple, .pour des points de mesure distants l'un de l'autre de 5 <EMI ID=7.1> 

  
magnésie-carbone et seulement 10 secondes pour le cuivre.

  
La figure 2 montre les courbes d'évolution de la température en fonction du temps, jusqu'à l'instant t, pour les trois points de mesure 1, 2 et 3. La courbe correspondant au point 0, c'est-à-dire à la surface du réfractaire et donc à la température du bain, n'est connue que jusqu'à <EMI ID=8.1> 

  
toires antérieurs. Sur ces courbes, on a indiqué les températures mesurées aux points 1, 2, 3 aux instants t; t' =

  
 <EMI ID=9.1> 

  
La température T3, mesurée au point 3 à l'instant t, est le résultat de l'évolution de la température du point 3 depuis l'instant t' = t - &#65533;t jusqu'à l'instant t, sous l'effet de la chaleur reçue du point 2 et de la chaleur cédée à un point 4 plus profond, non représenté, pendant

  
 <EMI ID=10.1> 

  
réfractaire et de la distance séparant les points de mesure.

  
 <EMI ID=11.1>   <EMI ID=12.1> 

  
res et les températures réelles mesurées Tï, T. et T3 aux mêmes points, puis on minimise ces écarts afin d'obtenir la température T'" effective.

  
En s'imposant un taux de variation de la température de surface du réfractaire, c'est-à-dire une évolution désirée de la température du bain d'acier, on calcule la tem-

  
 <EMI ID=13.1> 

  
de temps 3 At. Cet intervalle peut être rendu suffisamment petit par un choix judicieux des matériaux employés et par un positionnement approprié des points de mesure.

  
Toutes ces opérations de calcul sont effectuées par un ordinateur, sous la conduite d'un modèle mathématique approprié, afin de donner quasi instantanément la valeur de

  
 <EMI ID=14.1> 

  
La méthode par "extrapolation" qui fait l'objet de l'invention présente donc, outre une très grande vitesse, une précision largement suffisante pour les besoins industriels. 

  
Revendications.

  
1. Procédé de détermination en continu de la température d'un bain métallique contenu dans un récipient métallurgique, caractérisé en ce que l'on mesure la température d'au moins deux points situés au sein d'une région de la paroi dudit récipient qui est en contact avec le bain métallique, en ce que l'on enregistre en continu l'évolution de la température desdits points et en ce que l'on en déduit l'évolution de la température du bain au cours du temps.

Claims

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mesure la température en une série de points répartis selon l'épaisseur de la couche intérieure de ladite paroi, le long d'une droite perpendiculaire à cette paroi.

3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, carac- <EMI ID=15.1>

tallique à un instant donné à partir des valeurs de températures mesurées auxdits points, au moyen d'un modèle mathématique qui tient compte de la position des points dans la paroi et de la nature du matériau constituant ladite paroi, en particulier de sa conductibilité thermique.