FR2693136A1 - Device for introducing a thermocouple into a wall - is incorporated into internal walls of mould of continuous casting machine - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF D'IMPLANTATION D'UN THERMOCOUPLE DANS UNE PAROI,
ET LINGOTIERE DE COULEE CONTINUE EQUIPEE D'UN TEL DISPOSITIF
La présente invention concerne la mesure de température d'une paroi, notamment d'une paroi de lingotière de coulée continue. Elle concerne plus particulièrement un dispositif d'implantation d'un thermocouple dans une paroi dont on veut déterminer la température.DEVICE FOR IMPLANTING A THERMOCOUPLE INTO A WALL,
AND CONTINUOUS CASTING MACHINERY EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE
The present invention relates to the temperature measurement of a wall, in particular a wall of a continuous casting mold. It relates more particularly to a device for implanting a thermocouple in a wall whose temperature is to be determined.
On connaît depuis longtemps les thermocouples dits chemisés dans lesquels la jonction soudée des deux fils du thermocouple est placée dans une chemise tubulaire de protection obturée à son extrémité. Dans ce cas, la température mesurée est en fait celle de la chemise, laquelle est placée dans le milieu dont on veut déterminer la température. I1 s'ensuit que les variations de la température dudit milieu sont effectivement perçues par le thermocouple avec un certain retard du à la présence de ladite chemise. Thermocouples known as jackets have long been known in which the welded junction of the two wires of the thermocouple is placed in a tubular protective jacket closed at its end. In this case, the temperature measured is in fact that of the jacket, which is placed in the medium whose temperature is to be determined. It follows that variations in the temperature of said medium are effectively perceived by the thermocouple with a certain delay due to the presence of said jacket.
Lorsque lesdites variations sont importantes et/ou rapides, et que l'on veut obtenir rapidement la température réelle du milieu, ces thermocouples chemisés ne sont donc pas adaptés.When said variations are large and / or rapid, and we want to quickly obtain the real temperature of the medium, these jacketed thermocouples are therefore not suitable.
De plus il n'est pas toujours aisé d'assurer un bon contact de la chemise avec ledit milieu, ce qui perturbe encore plus la mesure.In addition it is not always easy to ensure good contact of the shirt with said medium, which further disturbs the measurement.
Par exemple, lorsque l'on veut mesurer la température de paroi d'une lingotière de coulée continue et utiliser cette mesure dans des circuits de régulation ou de contrôle de la coulée, ces thermocouples ne sont pas satisfaisants. For example, when it is desired to measure the wall temperature of a continuous casting ingot mold and use this measurement in regulation or control circuits for casting, these thermocouples are not satisfactory.
Pour remédier à ce problème, il a déjà été proposé, par exemple dans le document FR 2558399, de réaliser la soudure chaude du thermocouple par brasage de l'extrémité d'un fil du thermocouple directement sur le métal constituant la paroi d'une lingotière. Toutefois, comme on veut mesurer la température en un point le plus proche possible de la surface de cette paroi qui se trouve au contact du métal coulé, la brasure est réalisée au fond d'un perçage réalisé dans cette paroi, sur son autre face. I1 est donc difficile de réaliser une bonne brasure. De plus, si la brasure est défectueuse, ou le fil détérioré, il est très difficile de réparer un tel agencement.Enfin, comme la surface de la paroi, du côté où est introduit le fil du thermocouple, est au contact de l'eau de refroidissement de la lingotière, ce fil passe dans un tube de protection dont l'étanchéité doit être assurée, et qui est à cette fin soudé sur la paroi autour de l'orifice du perçage. I1 s'ensuit que non seulement la réalisation de ce système est compliquée, mais aussi la maintenance pose de gros problèmes. To remedy this problem, it has already been proposed, for example in the document FR 2558399, to carry out the hot welding of the thermocouple by brazing the end of a wire of the thermocouple directly on the metal constituting the wall of an ingot mold. . However, as we want to measure the temperature at a point as close as possible to the surface of this wall which is in contact with the cast metal, the solder is made at the bottom of a hole made in this wall, on its other face. It is therefore difficult to achieve good soldering. In addition, if the solder is defective, or the wire damaged, it is very difficult to repair such an arrangement. Finally, like the surface of the wall, on the side where the thermocouple wire is introduced, is in contact with water. cooling the ingot mold, this wire passes through a protective tube whose sealing must be ensured, and which is for this purpose welded to the wall around the orifice of the bore. I1 follows that not only the realization of this system is complicated, but also the maintenance poses big problems.
L'invention a pour but de permettre la détermination de la température d'une paroi par des moyens fiables, dont la maintenance est aisée, et ayant un temps de réponse très faible. The invention aims to allow the determination of the temperature of a wall by reliable means, whose maintenance is easy, and having a very short response time.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un dispositif d'implantation d'un thermocouple dans une paroi dont on veut déterminer la température, ledit thermocouple comportant deux conducteurs soudés à l'une de leurs extrémités, caractérisé en ce qu'il comporte une pastille en matériau de bonne conductibilité thermique, et un organe tubulaire d'appui de ladite pastille contre la paroi, au moins un des deux conducteurs étant brasé à son extrémité sur la pastille et passant dans ledit organe tubulaire. With these objectives in view, the invention relates to a device for implanting a thermocouple in a wall whose temperature is to be determined, said thermocouple comprising two conductors welded at one of their ends, characterized in that it includes a wafer made of material with good thermal conductivity, and a tubular member for supporting said wafer against the wall, at least one of the two conductors being brazed at its end on the wafer and passing through said tubular member.
Grâce au dispositif selon l'invention, le retard de mesure est limité au maximum, du fait du très bon contact entre la pastille et la paroi, qui provoque un contact quasi direct de la soudure chaude du thermocouple avec cette paroi. Thanks to the device according to the invention, the measurement delay is limited to the maximum, due to the very good contact between the patch and the wall, which causes almost direct contact of the hot weld of the thermocouple with this wall.
De plus, il s'avère nécessaire de changer le thermocouple, il suffit de retirer simultanément l'ensemble constitué par la pastille, l'organe tubulaire et les conducteurs, et d'y substituer un ensemble de remplacement similaire.In addition, it proves necessary to change the thermocouple, it suffices to simultaneously remove the assembly constituted by the patch, the tubular member and the conductors, and to replace it with a similar replacement assembly.
Selon des dispositions particulières de l'invention
- l'organe tubulaire d'appui comporte un filetage destiné à coopérer avec un taraudage correspondant d'un orifice borgne de la paroi, pour appuyer ladite pastille au fond dudit orifice
- la pastille est brasée à l'extrémité dudit organe tubulaire
- les deux fils conducteurs du thermocouple sont brasés sur la pastille
- un seul fil conducteur est brasé sur la pastille, le deuxième conducteur du thermocouple étant constitué par l'organe tubulaire
- les fils conducteurs passent dans des perçages forés dans un manchon isolant placé dans l'organe tubulaire
- l'extrémité du fil conducteur est inséré dans un trou débouchant réalisé dans la pastille, et brasé de manière étanche sur celle-ci.According to specific provisions of the invention
- The tubular support member includes a thread intended to cooperate with a corresponding tapping of a blind hole in the wall, in order to press said pad at the bottom of said hole
- the pellet is brazed at the end of said tubular member
- the two conductor wires of the thermocouple are soldered on the pad
- a single conductive wire is soldered on the wafer, the second conductor of the thermocouple being constituted by the tubular member
- the conducting wires pass through holes drilled in an insulating sleeve placed in the tubular member
- The end of the conductive wire is inserted into a through hole made in the patch, and brazed tightly thereon.
L'invention concerne aussi une lingotière de coulée continue comportant des parois internes qui délimitent l'espace de coulée, et des parois externes qui définissent avec les parois internes des canaux de circulation d'un fluide de refroidissement, les parois externes étant fixées sur les parois internes par des tirants d'assemblage, la lingotière étant caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'implantation d'un thermocouple, tel que décrit ci-dessus, dont l'organe tubulaire constitue l'un desdits tirants d'assemblage. The invention also relates to a continuous casting ingot mold comprising internal walls which delimit the casting space, and external walls which define, with the internal walls, channels for the circulation of a cooling fluid, the external walls being fixed on the internal walls by tie rods, the mold being characterized in that it comprises a device for implanting a thermocouple, as described above, the tubular member of which constitutes one of said tie rods .
Les avantages résultant de l'invention sont
- un temps de réponse de la mesure négligeable
- la possibilité d'implanter des thermocouples dans des parois de lingotières non prévues à cet effet, sans modification de celles-ci
- une grande facilité de démontage et de remplacement des thermocouples
- la possibilité d'implanter ceux-ci en grand nombre, et en de nombreux endroits, du fait du grand nombre des tirants d'assemblage utilisés sur les lingotières, avec la possibilité de changer aisément leur localisation.The advantages resulting from the invention are
- negligible measurement response time
- the possibility of installing thermocouples in the walls of ingot molds not provided for this purpose, without modification thereof
- great ease of disassembly and replacement of thermocouples
- The possibility of installing these in large numbers, and in many places, because of the large number of tie rods used on the molds, with the possibility of easily changing their location.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va être faite d'une lingotière de coulée continue équipée des thermocouples selon l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will appear in the description which will be given of a continuous casting ingot mold equipped with thermocouples according to the invention.
On se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'implantation d'un thermocouple dans la paroi formant la grande face d'une lingotière
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une variante, dans le cas de l'implantation dans la petite face d'une lingotière
- la figure 3 est une vue à l'échelle agrandie de l'extrémité du dispositif de la figure 1.Reference is made to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a longitudinal sectional view of a device for implanting a thermocouple in the wall forming the large face of an ingot mold
- Figure 2 is a longitudinal sectional view of a variant, in the case of implantation in the small face of an ingot mold
- Figure 3 is an enlarged view of the end of the device of Figure 1.
Le dessin de la figure 1 représente une première variante d'un dispositif selon l'invention, implanté dans une lingotière de coulée continue. La lingotière comprend une paroi 1 par exemple en cuivre, à la surface de laquelle, du côté opposé au métal coulé, sont usinées des rainures 2 constituant des canaux de refroidissement. Classiquement, une chambre d'eau, représentée partiellement par sa paroi 3, plaquée contre la paroi 1 en cuivre et un couvercle 4 de chambre d'eau, constitue un collecteur pour l'eau circulant dans les rainures 2. The drawing of Figure 1 shows a first variant of a device according to the invention, located in a mold for continuous casting. The mold comprises a wall 1, for example made of copper, on the surface of which, on the side opposite to the cast metal, are grooves 2 constituting cooling channels. Conventionally, a water chamber, partially represented by its wall 3, pressed against the copper wall 1 and a water chamber cover 4, constitutes a collector for the water circulating in the grooves 2.
L'ensemble est maintenu par des tirants d'assemblage. The assembly is held together by tie rods.
Le tirant 5 représenté constitue le dispositif d'implantation de thermocouple. Ce tirant 5 est formé d'une pièce tubulaire 6 pourvue à l'une des ces extrémités d'un filetage 7 vissé dans un insert 8 lui-même vissé à demeure dans un orifice 31 de la paroi 1. L'autre extrémité du tirant 5 comporte également un filetage 9 avec lequel vient en prise un écrou 10 qui s'appuie sur le couvercle 4 pour assurer le maintien de celui-ci et le placage de la chambre d'eau (3, 4) contre la paroi en cuivre 1. Un joint 11 est placé entre l'écrou 10 et le couvercle 4 pour assurer l'étanchéité de la chambre d'eau au niveau du passage des tirants 5.The tie rod 5 represented constitutes the thermocouple implantation device. This tie rod 5 is formed of a tubular part 6 provided at one of these ends with a thread 7 screwed into an insert 8 itself screwed permanently into an orifice 31 of the wall 1. The other end of the tie rod 5 also includes a thread 9 with which engages a nut 10 which is supported on the cover 4 to ensure the maintenance thereof and the plating of the water chamber (3, 4) against the copper wall 1 A seal 11 is placed between the nut 10 and the cover 4 to seal the water chamber at the level of the passage of the tie rods 5.
A son extrémité, mieux visible au dessin de la figure 3 du côté de la paroi 1, le tirant comporte un lamage 14 dans lequel est placée une pastille 12 en métal bon conducteur de la chaleur, et suffisamment malléable, tel que du cuivre. La pastille 12 est brasée en 13 sur le tirant pour rendre leur assemblage étanche. La pastille 12 déborde axialement du lamage 14, de manière que, même en cas de fort serrage du tirant, l'extrémité de celui-ci ne puisse venir au contact du fond de l'orifice de la paroi 1. At its end, better visible in the drawing of FIG. 3 from the side of the wall 1, the drawing comprises a counterbore 14 in which is placed a pellet 12 of metal which is a good conductor of heat, and sufficiently malleable, such as copper. The patch 12 is soldered at 13 on the tie to make their assembly sealed. The patch 12 projects axially from the counterbore 14, so that, even if the tie rod is tightened tightly, the end of the tie cannot come into contact with the bottom of the orifice in the wall 1.
Un manchon électriquement isolant 15, par exemple en porcelaine, est inséré dans un alésage 16 réalisé dans le tirant 5 du côté de son extrémité portant la pastille 12. An electrically insulating sleeve 15, for example made of porcelain, is inserted into a bore 16 produced in the tie rod 5 on the side of its end carrying the patch 12.
L'extrémité 17 de ce manchon déborde de l'alésage 16 et pénètre dans un alésage borgne 18, de même diamètre, réalisé dans la pastille 12. Deux trous 19 de petit diamètre sont forés dans la pastille 12 dans le prolongement de deux perçages 20, parallèles à l'axe du tirant, réalisés dans le manchon 15. Deux fils 21, 22 du thermocouple passent dans les perçages 20 et leurs extrémités introduites dans les trous 19 de la pastille sont brasés, en 23 sur celle-ci.The end 17 of this sleeve projects beyond the bore 16 and enters a blind bore 18, of the same diameter, produced in the pad 12. Two holes 19 of small diameter are drilled in the pad 12 in the extension of two holes 20 , parallel to the axis of the tie rod, produced in the sleeve 15. Two wires 21, 22 of the thermocouple pass through the holes 20 and their ends introduced into the holes 19 of the patch are brazed, at 23 thereon.
Les fils 21, 22 se prolongent à l'intérieur de la pièce tubulaire 6, en étant isolés électriquement, de manière classique, par une gaine isolante 24, et en sortent, à l'extrémité opposée à la pastille 12, en passant dans un presse-étoupe d'étanchéité 25. The wires 21, 22 extend inside the tubular part 6, being electrically insulated, in a conventional manner, by an insulating sheath 24, and exit therefrom, at the end opposite to the patch 12, passing through a sealing gland 25.
Le dessin de la figure 2 représente une variante du dispositif d'implantation, dans laquelle le corps tubulaire 6' ne sert pas de tirant d'assemblage. Outre la forme du corps tubulaire 6', cette seconde variante diffère essentiellement de la première par le fait que la pastille 12' comporte ici un seul perçage 26 dans lequel les extrémités des deux fils 21, 22 sont toutes deux introduites et brasées ensemble. Dans ce cas, un espace 27 est réservé entre l'extrémité du manchon isolant 15 et le fond de l'alésage borgne 28 de la pastille 12' pour permettre de rapprocher les extrémités des deux fils. The drawing of Figure 2 shows a variant of the implantation device, in which the tubular body 6 'does not serve as a tie rod. In addition to the shape of the tubular body 6 ', this second variant differs essentially from the first in that the patch 12' here has a single bore 26 in which the ends of the two wires 21, 22 are both introduced and brazed together. In this case, a space 27 is reserved between the end of the insulating sleeve 15 and the bottom of the blind bore 28 of the patch 12 'to allow the ends of the two wires to be brought closer.
L'invention n'est pas limitée aux exemples précédemment décrits. En particulier, on peut ne faire passer dans la pièce tubulaire qu'un seul fil du thermocouple et braser son extrémité sur la pastille, ladite pièce tubulaire constituant alors le second conducteur du thermocouple. The invention is not limited to the examples previously described. In particular, it is possible to pass only one wire of the thermocouple through the tubular part and braze its end on the patch, said tubular part then constituting the second conductor of the thermocouple.
Le dispositif selon l'invention est particulièrement avantageux pour l'implantation de thermocouple dans la paroi d'une lingotière de coulée continue, car il peut se substituer à tout tirant d'assemblage, sans modification des plaques de cuivre de ladite lingotière. De plus lors de sa mise en place par vissage dans ladite plaque de cuivre, la pastille est appliquée fortement contre le fond de l'orifice et, comme elle est suffisamment malléable, elle épouse les irrégularités de surface du fond, assurant ainsi un contact intime entre la brasure des fils et la plaque en cuivre dont on veut déterminer la température. The device according to the invention is particularly advantageous for implanting a thermocouple in the wall of a continuous casting ingot mold, since it can replace any assembly tie rod, without modification of the copper plates of said ingot mold. In addition, when it is screwed into said copper plate, the tablet is applied strongly against the bottom of the orifice and, as it is sufficiently malleable, it follows the irregularities of the surface of the bottom, thus ensuring intimate contact. between the solder of the wires and the copper plate whose temperature is to be determined.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9208408A FR2693136A1 (en) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | Device for introducing a thermocouple into a wall - is incorporated into internal walls of mould of continuous casting machine |
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| FR9208408A FR2693136A1 (en) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | Device for introducing a thermocouple into a wall - is incorporated into internal walls of mould of continuous casting machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2693136A1 true FR2693136A1 (en) | 1994-01-07 |
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ID=9431661
Family Applications (1)
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| FR9208408A Pending FR2693136A1 (en) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | Device for introducing a thermocouple into a wall - is incorporated into internal walls of mould of continuous casting machine |
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