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Mesure en continu des températures dans l’acier liquide

20/11/2013

Diffusion réalisée en 2011 / 2012
Une synthèse de la démarche et de ses résultats a été présentée à la Commission Technique de la Métallurgie des Aciers en mars 2012.

Dans le cadre de ses instrumentations sur des coulées de fonte ou d’acier, CTIF doit mettre en oeuvre des chaînes de mesure viables et durables.
Une démarche a donc été initiée en 2011 pour confirmer et optimiser les moyens de mesure à très hautes températures, et en particulier la mesure en continu des températures de l’acier (liquide et en cours de solidification).

Objectifs

Les objectifs sont de trois ordres :

  • la viabilisation des mesures,
  • la réduction des épaisseurs de protection,
  • la réduction des coûts.

Travaux réalisés

Les travaux réalisés ont essentiellement consisté en une recherche sur les thermocouples et protections les plus appropriés. Ils ont conduit à :

  • la confirmation d’une première sélection de thermocouples et de leurs conditionnements
  • la vérification de la justesse et de la précision des résultats de mesure obtenus par comparaison à un moyen rattaché au BNM (Bureau National des Mesures)
  • la recherche des protections permettant la réutilisation des thermocouples
  • la comparaison du comportement de différents enduits à base de poudres céramiques et d’oxydes métalliques.

Le projet a permis de mettre à disposition un outil de synthèse reprenant les principales configurations mises en oeuvre sur des thermocouples avec une indication des coûts associés induisant une meilleure maîtrise de ceux-ci.
La base de données ainsi consolidée constitue un outil nouveau utilisable pour l’aide au choix d’une chaîne de mesure (type de thermocouple et protection appropriée).

Un outil (tableur) pour estimer et optimiser les coûts a également été mis au point.

Points majeurs

Les résultats obtenus montrent que les épaisseurs des protections des thermocouples peuvent être considérablement réduites par l’emploi d’enduits à base de poudres céramiques.

Les propriétés thermiques et mécaniques de ces matériaux permettent un contact direct avec du métal à haute température, évitant ainsi l’emploi de gaines métalliques (platine, tantale, molybdène…) ou tubes à base de matériaux céramiques, d’épaisseurs relativement importantes, comme protection, et, par là même, limitant d’une part les frontières entre le capteur et le milieu et d’autre part le coût.

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