FR2689245A1 - Procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion, comportant les étapes qui consistent à émettre des impulsions d'ondes électromagnétiques à partir d'antennes émettrice et réceptrice mobiles verticalement à proximité d'une face latérale (F) d'un échantillon réfractaire, en direction d'une partie interne de l'échantillon à travers la face latérale de celui-ci, en prenant pour référence la position de l'échantillon au moment de son coulage; à recevoir des ondes électromagnétiques réfléchies par l'échantillon à l'aide desdites antennes pour obtenir une représentation brute d'images d'ondes réfléchies; et à évaluer une structure interne de l'échantillon réfractaire sur la base de cette représentation brute.

Description

Ait/ 2689245 Procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires

coulés par fusion La présente invention concerne un procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion, d'une

manière non destructive.

Du fait qu'ils sont dotés d'une excellente résistance à la corrosion visà-vis du verre fondu, les réfractaires coulés par fusion sont utilisés principalement au niveau des parties d'un four à cuve de verre qui sont en contact avec le verre fondu En particulier, comme on utilise des réfractaires coulés par fusion contenant une quantité importante de constituant Zr O 2 et dotés d'une longue durée de vie, les durées de vie de la plupart des fours à cuve de verre dépassent 10 ans Cependant, avec l'accroissement de la sévérité de la norme de qualité requise des produits en verre, les conditions de service des fours à cuve de verre deviennent plus sévères En particulier, une qualité élevée est nécessaire pour les réfractaires coulés par fusion appelés "bloc de cuve" qui sont utilisés dans les parois

latérales des fours à cuve de verre.

Lorsqu'ils sont utilisés dans un four à cuve de verre, les réfractaires coulés par fusion sont de préférence disposés pour former un cuvelage en tenant compte des emplacements de leurs défauts internes, afin que leurs durées de vie soient équilibrées et que la durée de vie du four à cuve de verre ne soit pas raccourcie considérablement du fait

des défauts internes des réfractaires coulés par fusion.

Toutefois, lorsque des réfractaires coulés par fusion dont les qualités internes ne sont pas suffisamment connues, sont utilisés dans un four à cuve de verre, il y a inévitablement des cas dans lesquels le verre fondu s'écoule hors des parois latérales du four à cuve de verre dont on attendait une durée de vie suffisante, et ce, même si on utilise des réfractaires coulés par fusion denses, dits de qualité sans vide (VF) (Le réfractaire de qualité VF présente peu de défauts, car une partie supérieure importante du réfractaire coulé par fusion,

qui comporte beaucoup de défauts est éliminée par découpage).

Il est fortement exigé des utilisateurs de fours à cuve de verre d'évaluer avec précision la qualité interne des réfractaires coulés par fusion, afin d'éviter les problèmes susmentionnés, et de pouvoir se dispenser des équipes de maintenance nécessaires pour effectuer une réparation temporaire, et assurer une longue durée de vie du four à cuve

de verre.

Depuis une période récente, la méthode de contrôle par rayons X ou la méthode de contrôle par ultrasons est couramment utilisée comme moyen pour analyser les qualités internes de produits céramiques Cependant, dans la méthode de contrôle par rayons X, pour contrôler des produits céramiques de grandes dimensions comportant une substance dotée d'une faible capacité de transmission des rayons X, comme par exemple une substance qui contient des éléments lourds, telle que Zr O 2, il faut un appareil de contrôle par rayons X qui possède des rayons X puissants En outre, dans la méthode de contrôle par ultrasons, il est nécessaire d'utiliser un agent de transmission, comme de l'eau ou de la graisse, pour permettre une transmission suffisante des ondes ultrasoniques à partir d'un oscillateur et une réception des ondes ultrasoniques réfléchies à partir de l'intérieur de l'échantillon à contrôler, et la mesure n'est pas simple à effectuer. D'autre part, les résultats de contrôle sont souvent affichés simplement sous la forme d'une image, ce qui n'est pas suffisant comme méthode de contrôle pour évaluer avec précision la qualité interne, y compris l'emplacement de défauts, ou pour spécifier l'état de ceux-ci En particulier, lorsque l'échantillon est un réfractaire coulé par fusion, une évaluation précise est difficile car certains défauts, tels que des soufflures, un groupe de petits pores et des cristaux grossiers mêlés à des pores, se trouvent à

l'intérieur de celui-ci.

Comme technologie récente, il a été proposé un appareil pour rechercher des objets souterrains, à l'aide duquel des âmes en fer noyées dans du béton armé peuvent être détectées par des ondes électromagnétiques, comme dans les demandes de brevets japonais publiées avant examen sous les No 54191/1990, 52272/1990, et 126176/1990 Conformément à cette technologie, il est possible de détecter la présence d'âmes en fer noyées à environ 20 cm de profondeur dans le

béton armé.

Dans l'appareil pour détecter des objets souterrains, des antennes émettrice et réceptrice qui se déplacent parallèlement à une surface d'un échantillon, émettent des ondes électromagnétiques, et reçoivent des ondes électromagnétiques réfléchies par la limite (ou l'objet) présent(e) dans l'échantillon, qui possède une propriété électrique (constante diélectrique) différente, l'appareil fournissant ainsi une distance entre la surface de l'échantillon et l'objet, en fonction du temps écoulé entre l'émission et la réception, et affichant la position de lrobjet et l'état de la présence de celui-ci en correspondance avec la position de déplacement des antennes émettrice et réceptrice, sous la forme d'une image traitée

par ordinateur.

Par ailleurs, la demande de brevet japonais publiée avant examen sous le No 81679/1992 propose une technologie dans laquelle une épaisseur résiduelle de réfractaires d'un four à cuve de verre est mesurée à l'aide de cet appareil, et suggère que cette technologie peut être utilisée pour le

contrôle à l'expédition des réfractaires.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de la technologie conventionnelle pour évaluer la qualité interne de produits céramiques, et notamment de proposer un procédé pratique pour évaluer précisément et quantitativement la qualité interne de réfractaires coulés par fusion Ceci est réalisé par un contrôle effectué sur les réfractaires coulés par fusion employés principalement dans les fours à cuve de verre, en utilisant les caractéristiques

particulières des réfractaires coulés par fusion.

Selon un aspect de la présente invention, il est proposé un procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion, comportant les étapes qui consistent à émettre des impulsions d'ondes électromagnétiques à partir d'antennes émettrice et réceptrice mobiles verticalement a proximité d'une face latérale d'un échantillon réfractaire, en direction d'une partie interne de l'échantillon à travers la face latérale de celui-ci, en prenant pour référence la position de l'échantillon au moment de son coulage; à recevoir des ondes électromagnétiques réfléchies par l'échantillon à l'aide des antennes émettrice et réceptrice pour ainsi obtenir une représentation brute d'images d'ondes réfléchies; et à évaluer une structure interne de l'échantillon réfractaire sur la base de la représentation brute des images d'ondes réfléchies. Dans cette invention, la direction verticale du réfractaire coulé par fusion est considérée par rapport à sa position lors de son coulage et cet état est maintenu dans

les descriptions suivantes Cependant, lors de l'exécution

effective du contrôle, il est souvent commode d'exécuter celui-ci dans une position dans laquelle le réfractaire coulé par fusion de haute taille est tourné de 900 et dans une position latérale Le procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de la présente invention inclut ce mode de mise en oeuvre Cette expression est

adoptée afin de clarifier la relation de position.

Les réfractaires coulés par fusion sont composés d'une structure dense qui ne comporte presque pas de pores à l'exception des parties défectueuses La partie de la structure dense est un bon agent de transmission des ondes électromagnétiques comparativement à du béton Par conséquent, même lorsque des défauts présents dans la structure dense sont de taille relativement petite, les ondes électromagnétiques réfléchies peuvent être reçues C'est pourquoi le procédé de contrôle utilisant une onde électromagnétique est adapté pour évaluer la qualité interne des réfractaires coulés par fusion Lorsque le réfractaire coulé par fusion a des dimensions aussi importantes que celles qui sont susceptibles d'être utilisées dans le four à cuve de verre, le procédé d'évaluation de qualité interne de la présente invention peut être utilisé sans presque aucun problème. Les ondes électromagnétiques ont la propriété d'être réfléchies au niveau d'une limite o la constante diélectrique change La distance entre la surface et les défauts au niveau desquels les ondes électromagnétiques sont réfléchies, peut être obtenue à partir du temps nécessaire pour le retour des ondes électromagnétiques réfléchies En d'autres termes, il est possible de détecter les défauts internes du réfractaire grâce à la réception des ondes réfléchies à partir des défauts présents dans le réfractaire

en utilisant le principe du radar.

Pour ce procédé d'évaluation de la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de la présente invention, on peut utiliser un détecteur d'objets souterrains ou un détecteur d'objets noyés dans une masse de béton Les antennes émettrice et réceptrices se composent d'une antenne émettrice et d'une antenne réceptrice qui sont disposées d'une manière contiguë La présence de défauts internes des réfractaires coulés par fusion peut être détectée par une analyse effectuée sur les ondes réfléchies à partir de parties autres que la surface extérieure de l'échantillon réfractaire Dans le procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de cette invention, le but peut être atteint par une analyse des ondes réfléchies au niveau d'emplacements o il n'y a presque pas de superposition d'images d'ondes réfléchies à partir de la

surface.

Selon ce procédé, le contrôle peut être réalisé sans contact grâce à la propriété de l'onde électromagnétique et sans utilisation d'un agent de transmission, tel que de l'eau ou de la graisse, comme dans la méthode qui utilise des ondes ultrasoniques Il n'est pas nécessaire de se préoccuper de l'état de la surface de l'échantillon La reproductibilité du résultat du contrôle est bonne De plus, lorsque l'appareil de contrôle est pourvu d'une fonction de traitement d'image, un micro- ordinateur y étant intégré en adoptant les progrès récents de l'électronique, cet appareil peut être doté de bonnes performances de fonctionnement et être utilisé pour contrôler la qualité interne des réfractaires coulés par

fusion sur le lieu de production.

Les réfractaires coulés par fusion sont produits par coulage et solidification d'une matière réfractaire fondue dans des moules en sable ou dans des moules en graphite Dans de nombreux cas, les réfractaires coulés par fusion ont des formes qui présentent des plans de symétrie ou deux plans opposés parallèlement dans la direction verticale Cela signifie que la matière fondue est coulée dans un moule qui possède deux faces internes parallèles Dans ce cas, la chaleur sensible de la substance fondue et la chaleur latente produite pendant sa solidification se déplace de l'intérieur du réfractaire vers les parois du moule qui entourent le réfractaire La solidification commence par conséquent à partir de la surface du réfractaire et se poursuit jusque

dans la partie interne de celui-ci.

D'autre part, étant donné que le volume de la substance fondue se réduit pendant la solidification, la surface libre de la substance fondue s'affaisse progressivement, ce qui provoque la formation de soufflures dans la partie centrale supérieure du réfractaire Une partie appelée une masselotte de chargement de matière fondue est par conséquent prévue au niveau de la partie supérieure du moule, partie dans laquelle de la substance fondue supplémentaire est coulée, et la masselotte de chargement de matière fondue solidifiée qui comporte les soufflures est

éliminée par découpage après son coulage.

Pendant que la solidification de la matière réfractaire se poursuit, une différence de composition chimique apparaît entre une partie qui se solidifie en premier et une partie qui se solidifie plus tard Les cristaux de la partie solidifiée rapidement sont petits, tandis que les cristaux de la partie solidifiée progressivement sont, d'une manière générale, grands Des cristaux allongés prismatiques sont formés dans la direction de la croissance cristalline La structure formée dans le réfractaire coulé par fusion change donc normalement en fonction de sa position. Pendant que la solidification continue à se poursuivre, même si la conduction thermique est contrôlée de façon que la solidification se poursuive à partir du bas, il arrive souvent que la substance fondue ne puisse pas s'affaisser La solidification s'effectue alors dans un espace clos Des espaces vides (appelés des soufflures) correspondant au rétrécissement du volume de la substance

fondue solidifiée se forment dans le réfractaire.

En ce qui concerne la structure du réfractaire coulé par fusion, lorsque la forme de celui-ci présente un plan de symétrie vertical en référence à la position du réfractaire au moment de son coulage, le réfractaire coulé par fusion présentera une structure presque symétrique par rapport au plan de symétrie, puisque la répartition des températures à l'intérieur du réfractaire coulé par fusion pendant la solidification est symétrique par rapport au plan de symétrie. Dans ce cas, lorsque des impulsions d'ondes électromagnétiques sont émises en direction du plan de symétrie à partir de l'une des faces latérales du réfractaire coulé par fusion, qui est approximativement parallèle au plan de symétrie, étant donné que la structure est symétrique, il n'est pas nécessaire d'analyser toutes les images obtenues à l'aide des ondes réfléchies Il est possible d'évaluer la qualité interne globale du réfractaire coulé par fusion à

partir d'une partie des images d'ondes réfléchies.

Conformément à ce procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de la présente invention, comme la symétrie de la structure interne du réfractaire par rapport au plan de symétrie est quasiment établie, l'évaluation de la qualité interne de l'ensemble des

réfractaires coulés par fusion peut être facilitée.

Les antennes émettrice et réceptrice sont disposées à proximité de l'échantillon réfractaire de f açon que les bruits dus aux ondes réfléchies à partir de l'objet environnant soient négligeables L'échantillon est balayé par les impulsions d'ondes électromagnétiques émises à partir des antennes émettrice et réceptrice qui se déplacent verticalement Le balayage est de préférence réalisé par un déplacement parallèle des antennes émettrice et réceptrice le long d'une face latérale de l'échantillon Les impulsions d'ondes électromagnétiques émises ont normalement un angle de champ considérable (de 900 par exemple), et sont réfléchies par la face latérale d'incidence de l'échantillon, les défauts internes, la face latérale arrière opposée à la face latérale d'incidence, et les autres faces latérales et de limite, pour être reçues par les antennes émettrice et réceptrice Les ondes réfléchies comprennent des ondes de bruit réfléchies à plusieurs reprises par les faces latérales d'incidence et arrière, que l'on appelle des ondes à

réflexions multiples.

Il est possible de détecter la position dans laquelle les ondes électromagnétiques sont réfléchies par rapport à la position verticale du réfractaire coulé par fusion, en recevant les ondes électromagnétiques tout en déplaçant les antennes émettrice et réceptrice Il est possible d'obtenir une représentation sous forme d'images d'ondes réfléchies du réfractaire, y compris des images d'ondes réfléchies à partir des surfaces, qui correspond à la section verticale du réfractaire coulé par fusion, grâce à un balayage à l'aide des impulsions d'ondes électromagnétiques Il est possible d'afficher immédiatement la représentation sous forme d'images des ondes réfléchies sur un dispositif d'affichage de l'appareil de contrôle équipé d'un micro-ordinateur intégré. Dans un mode de mise en oeuvre préférable du procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de la présente invention, une représentation traitée d'ondes réfléchies s'obtient en supprimant de la représentation brute d'images d'ondes réfléchies des images de bruit d'ondes réfléchies dues à la surface ou aux surfaces de l'échantillon, ou en supprimant des ondes réfléchies reçues de l'échantillon les ondes de bruit réfléchies dues à la surface ou aux surfaces de l'échantillon Ainsi, l'évaluation de la qualité interne de l'échantillon à l'aide de la représentation d'images d'ondes réfléchies traitée est facilitée. Un procédé simple pour supprimer les images dues aux ondes réfléchies par la surface, consiste à fournir séparément une représentation d'images d'ondes réfléchies de réfractaires coulés par fusion sans défaut (seules des images d'ondes réfléchies par la surface sont présentes), à soustraire cette représentation d'images d'ondes réfléchies par la surface de la représentation d'images d'ondes réfléchies de l'échantillon, et à fournir une représentation traitée des images d'ondes réfléchies dues uniquement aux défauts internes Lors de cette soustraction, il n'est pas toujours nécessaire de supprimer les images à réflexions multiples dues à la surface, qui sont présentes dans la représentation à proximité de la seule image d'onde réfléchie

à partir de la face arrière de l'échantillon.

Grâce au fait qu'il est fourni spécifiquement une image d'onde réfléchie de l'échantillon réfractaire sans image d'onde réfléchie par la surface, la configuration d'image de l'onde réfléchie par la surface est mémorisée dans des mémoires d'un micro-ordinateur de l'appareil de contrôle, et la soustraction des ondes réfléchies par la surface ou des images d'ondes réfléchies par la surface est effectuée automatiquement De cette manière, il est possible d'obtenir la représentation d'images d'ondes réfléchies traitée, laquelle est débarrassée de l'onde réfléchie par la surface due à la surface de l'échantillon En outre, lorsque la forme en section de l'échantillon réfractaire ne varie pas dans la position verticale, il est possible d'obtenir la représentation d'images d'ondes réfléchies traitée, débarrassée des images d'ondes réfléchies par la surface par une simple soustraction des images d'ondes réfléchies par la surface fournies par la portion qui ne comporte par de défauts internes Lorsque les impulsions d'ondes électromagnétiques émises sont accompagnées d'un bruit (onde secondaire), l'interprétation de l'image d'onde réfléchie est encore facilitée par l'exécution de la suppression des ondes de bruit réfléchies (soustraction) en même temps que la

suppression des ondes à réflexions multiples.

Dans un autre mode de mise en oeuvre préférable du procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de la présente invention, l'évaluation de l'échantillon réfractaire est réalisée sur la base des images d'ondes réfléchies relatives à une moitié de la représentation d'images d'ondes réfléchies comprise entre la face latérale d'incidence et le plan médian (le plan de symétrie vertical), au niveau d'une moitié de la distance qui s'étend de la face latérale d'incidence à la face latérale arrière. En adoptant le procédé d'émission des impulsions d'ondes électromagnétiques en direction du plan de symétrie vertical du réfractaire coulé par fusion, il est possible de réaliser l'évaluation globale du réfractaire coulé par fusion en effectuant une analyse sur une moitié de la représentation

d'images d'ondes réfléchies obtenue.

D'autre part, en ce qui concerne les images obtenues,

elle comportent des parties claires et des parties foncées.

Une analyse est effectuée sur les images d'ondes réfléchies de la représentation d'images relative à la moitié de la distance qui s'étend de la face latérale d'incidence à la face latérale arrière On a la confirmation que la partie foncée de l'image correspond à un défaut important, tel qu'une soufflure ou une agglomération de cristaux grossiers, tandis que la partie claire de l'image correspond à des défauts tels que des petits pores ou des cristaux grossiers, en découpant l'échantillon réfractaire et en comparant l'échantillon découpé avec les images obtenues par le test de contrôle Par ailleurs, on a constaté que la surface totale là des images foncées et la surface totale des images claires indiquent les dimensions ou les degrés des défauts respectifs. Dans un mode de mise en oeuvre préférable supplémentaire du procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de la présente invention, l'évaluation de l'échantillon réfractaire est réalisée par l'émission des impulsions d'ondes électromagnétiques en direction du plan de symétrie vertical de l'échantillon à partir d'une direction approximativement perpendiculaire au plan de symétrie vertical de ce dernier Lors de l'obtention des images d'ondes réfléchies, il est possible de réduire au minimum les images d'ondes réfléchies difficiles à interpréter, en adoptant cette relation de position par rapport au plan de symétrie de l'échantillon et, par conséquent, de réaliser l'évaluation de la qualité interne

facilement et avec une bonne fiabilité.

Dans un mode de mise en oeuvre préférable additionnel du procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de la présente invention, l'échantillon réfractaire est divisé en 1, 2,, N parties par (n-1) plans horizontaux hypothétiques, la représentation d'images d'ondes réfléchies étant divisée en 1, 2,, N portions qui correspondent respectivement aux divisions de l'échantillon, et les parties respectives de l'échantillon sont évaluées à partir des portions respectives de la représentation divisée

des images d'ondes réfléchies.

Par exemple, l'échantillon est divisé en 4 parties par 3 plans horizontaux hypothétiques et la représentation d'images d'ondes réfléchies obtenue est divisée en 4 portions correspondant aux parties respectives Lorsque le réfractaire coulé par fusion est divisé en 1, 2, 3 et 4 parties à partir de la portion supérieure ( 1 se trouve du côté d'une masselotte de coulée, la masselotte de chargement de matière fondue étant éliminée par découpage), la représentation d'images d'ondes réfléchies est divisée en 1, 2, 3 et 4 portions correspondantes, et l'évaluation peut être réalisée

en ce qui concerne chaque partie.

L'évaluation de la qualité interne concernant chaque partie peut, par exemple, être réalisée de la manière suivante En ce qui concerne une moitié de la représentation d'images d'ondes réfléchies allant jusqu'à la moitié de la profondeur à partir de la face latérale d'incidence, chaque surface totale d'images foncées et chaque surface totale d'images claires dans les 1, 2, 3 et 4 parties sont mesurées pour chacune des parties, et les qualités des parties respectives sont indiquées par A, B, C et D ou par des notes d'évaluation (Ti) sur la base d'une norme représentée dans le

Tableau 1.

Tableau 1 L'évaluation de la qualité interne en ce qui concerne les parties respectives, permet de faire apparaître les qualités des parties respectives du réfractaire coulé par fusion Lorsque des réfractaires coulés par fusion sont utilisés dans un four à cuve de verre, il est possible d'accroître la durée de vie du four à cuve de verre par un cuvelage réalisé avec les réfractaires coulés par fusion en

tenant compte des qualités internes des parties respectives.

En outre, le procédé de l'invention est utile comme moyen de contrôle pour déterminer des conditions de coulée préférables, en modifiant les conditions de coulée des réfractaires coulés par fusion, ce qui évite d'avoir à Surface totale Surface totale Note Evaluation de d'images d'images d'évaluation la structure claires (H) foncées (G) 0 mm 2 0 mm 2 O point A < 50 mm 2 O m M 2 5 points B = 100 mm 2 = 25 m M 2 50 points C > 100 m M 2 > 25 mm 2 200 points D contrôler l'intérieur de ceux-ci en découpant les

échantillons coulés.

Dans un autre mode de mise en oeuvre du procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de cette invention, en plus de l'évaluation de chaque partie de l'échantillon réfractaire, une évaluation globale de l'échantillon est réalisée par une pondération des notes

d'évaluation des parties et une addition des notes pondérées.

De cette manière, il est possible de réaliser l'évaluation globale de la qualité interne correspondant aux performances

pratiques des réfractaires coulés par fusion.

La partie qui suit va être consacrée à l'explication d'un exemple du procédé d'évaluation quantitative globale de l'échantillon réfractaire Ce procédé d'évaluation est mis en oeuvre en déterminant préalablement une formule de calcul qui tient compte d'un indice de pondération fonction, par

exemple, de l'importance de chaque partie.

Par exemple, lorsque l'échantillon est divisé en 4 parties 1, 2, 3 et 4, les notes d'évaluation des parties respectives sont Tl, T 2, T 3, T 4 (on suppose que la partie 4 est située du côté intérieur du four à verre et utilisée en contact avec le verre fondu, ce qui nécessite la plus grande résistance à la corrosion) L'indice de pondération fonction de l'importance de chacune des parties est par exemple de 1, 2, 3 ou 4 respectivement L'évaluation globale de l'échantillon réfractaire est réalisée par le calcul de la formule (T 1 x 1 + T 2 x 2 + T 3 x 3 + T 4 x 4)/4 Selon ce procédé d'évaluation globale, plus la valeur numérique obtenue est faible, meilleure est la qualité du réfractaire

coulé par fusion.

Ces buts, avantages et caractéristiques de la présente invention, et bien d'autres, ressortiront plus clairement de

la description détaillée suivante de modes de mise en oeuvre

préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est un organigramme destiné à expliquer un exemple caractéristique du procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de la présente invention; la Figure 2 montre un exemple d'une représentation d'images d'ondes réfléchies avant suppression d'images d'ondes réfléchies par la surface, obtenue grâce au procédé de l'invention; la Figure 3 montre une représentation d'images d'ondes réfléchies après suppression de la représentation de la Figure 2 des images d'ondes réfléchies par la surface; et la Figure 4 montre un exemple d'une section verticale d'un réfractaire coulé par fusion à laquelle le procédé de

l'invention est appliqué.

La Figure 1 est un organigramme illustrant un exemple du procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion selon la présente invention, et les modes de mise en oeuvre suivants sont réalisés conformément avec la

procédure de l'organigramme.

L' échantillon testé consistait en un réfractaire coulé par fusion pour fours à cuve de verre, appelé ZB 1691 et fabriqué par Asahi Glass CompanyLtd, contenant au moins 35 % en poids de composant Zr O 2 Les dimensions de l'échantillon étaient de 250 mm x 450 mm x 1200 mm et son poids d'environ 513 kg L'échantillon réfractaire a été placé dans la position couchée dans laquelle il était tourné de 90 , afin que la face du côté supérieur (la face supérieure de l'échantillon réfractaire au niveau de laquelle la masselotte de chargement de matière fondue a été éliminée par découpage)

du réfractaire coulé par fusion se trouve du côté droit.

Comme appareil de contrôle utilisant des ondes électromagnétiques, on a employé un détecteur d'objets pour béton L'appareil de contrôle comportait un micro-ordinateur intégré, doté d'une fonction de traitement d'image et équipé d'un dispositif d'affichage d'images auquel était reliée une

imprimante pour imprimer l'image affichée.

Les ondes électromagnétiques utilisées étaient des impulsions d'ondes électromagnétiques ayant une largeur de 1 nanoseconde (l'impulsion d'onde électromagnétique délivrée à partir d'un oscillateur consistait en une onde unique de forme triangulaire, tandis que l'onde électromagnétique émise à partir d'une antenne consistait en un ensemble de plusieurs ondes électromagnétiques triangulaires) Les antennes émettrice et réceptrice étaient placées pour être tournées vers la face de 450 mm x 1200 mm, c'est-à-dire la face supérieure tournée Pendant le contrôle interne du réfractaire, le balayage s'effectuait en émettant les impulsions d'ondes électromagnétiques tout en déplaçant les antennes émettrice et réceptrice le long de la face dans la direction horizontale (dans la direction verticale si l'on

considère la relation de position pendant le coulage).

Les ondes électromagnétiques réfléchies pendant le balayage de l'échantillon réfractaire par les impulsions d'ondes électromagnétiques étaient reçues par les antennes émettrice et réceptrice La Figure 2 montre un exemple d'une représentation d'images d'ondes réfléchies affichées sur le dispositif d'affichage de l'appareil de contrôle Sur la Figure 2, la face F désigne une face latérale en direction de laquelle les impulsions d'ondes électromagnétiques sont émises, et la face R une autre face latérale, opposée à la face latérale en direction de laquelle les ondes électromagnétiques sont émises Le côté droit du diagramme correspond à la face au niveau de laquelle la masselotte de chargement de matière fondue pendant le coulage, a été éliminée par découpage (le côté supérieur pendant le coulage) Sur la représentation d' images d'ondes réfléchies, les images d'ondes FA, FB, FC, RA, RB, RC et RD réfléchies

par la surface, sont affichées sous forme de bandes.

Un procédé pour supprimer de la représentation d'images d'ondes réfléchies brute les images d'ondes réfléchies par la surface va être expliqué Les images d'ondes réfléchies, par exemple, à proximité de la ligne en trait mixte P, o la présence de défauts internes n'est pas sensible, ont été adoptées comme images d'ondes réfléchies par la surface à soustraire L'image d'onde FA réfléchie par la surface et ses images d'ondes à réflexions multiples FB et FC sont produites du fait de la face F, lorsque les antennes émettrice et réceptrice sont dirigées dans la direction de P, et l'image d'onde RA réfléchie par la surface due à la face R et ses images d'ondes à réflexions multiples RB, RC et RD (les images RC et RD sont situées au-dessous de la position correspondant à la face R sur la représentation drimages d'ondes réfléchies) Lorsque la représentation d'images d'ondes réfléchies de l'échantillon tout entier devait être soumise à une analyse plus poussée, ces images d'ondes

réfléchies étaient stockées dans la mémoire du micro-

ordinateur comme signaux de référence, soustraits de la représentation d'images d'ondes réfléchies brute, pour ainsi

annuler (traiter) les images réfléchies par la surface.

La Figure 3 montre la représentation d'images d'ondes réfléchies traitée dans laquelle les bruits des images d'ondes FA, FB et FC réfléchies par la surface ont été supprimés Les images RA, RB, RC et RD réfléchies par la surface restent sur la Figure 3, parce que, comme les réfractaires coulés par fusion présentent le plan de symétrie, le contrôle de l'ensemble de l'échantillon peut s'exécuter d'une manière suffisante en analysant les images d'ondes réfléchies de la moitié située entre la surface d'incidence des ondes électromagnétiques et le plan de symétrie, ce qui explique pourquoi ces images d'ondes

réfléchies par la surface n'ont pas été supprimées.

Sur les Figures 2 et 3, des images foncées G représentent les images d'ondes réfléchies dues à des soufflures ou à une agglomération de cristaux grossiers, tandis que des images claires H, représentent des images d'ondes faiblement réfléchies, dues à des cristaux grossiers ou à des pores fins Ceci a été confirmé par un découpage d'un certain nombre de réfractaires coulés par fusion contrôlés et par une observation de leurs sections par comparaison avec les images Comme on peut le voir sur la Figure 3, l'échantillon réfractaire est divisé en, par exemple, 4 parties dans le sens de la hauteur C'est-à-dire que la hauteur du réfractaire coulé par fusion, soit 1200 mm, est divisée en 4 parties avec un pas de 300 mm, et les parties 1, 2, 3 et 4 sont évaluées pour réaliser l'évaluation

globale du réfractaire coulé par fusion.

Comme le montre la Figure 3, la hauteur de l'échantillon réfractaire depuis le bas jusqu'à la surface de coupe S o la masselotte de coulée solidifiée (masselotte de chargement de matière fondue) des réfractaires coulés par fusion est découpée horizontalement, est divisée par des plans horizontaux hypothétiques Si, 52 et 53 et la représentation d'images d'ondes réfléchies est divisée en portions 1, 2, 3 et 4 respectives correspondant aux parties respectives visibles sur la Figure 3 Le nombre de divisions n peut être augmenté en fonction des besoins, pour permettre

de réaliser une évaluation fine des parties.

Dans le cas du réfractaire coulé par fusion, il a été possible d'appréhender la qualité globale du réfractaire par un contrôle effectué jusqu'à une profondeur correspondant à une demi-épaisseur, comme cela a été indiqué précédemment Ce contrôle a été effectué de la manière suivante L'explication va être donnée en référence à la Figure 3 Une ligne droite L est tracée au niveau de l'emplacement (à 125 mm de la face F) correspondant à la moitié de l'épaisseur ( 250 mm) du réfractaire, sur la représentation d'images d'ondes réfléchies L'évaluation a été réalisée sur les images jusqu'à la moitié de la profondeur, du côté adjacent à la face d'incidence ou au-dessus de la ligne droite L (les images de bruit jusqu'à la moitié de l'épaisseur étant supprimées). Dans le cas du réfractaire coulé par fusion, il n'apparaît presque pas d'images d'ondes réfléchies à partir de la surface R du côté de la face F de la ligne droite L (c'est-à-dire, qu'il est facile de contrôler la représentation d'images d'ondes réfléchies de façon que l'image d'ondes réfléchies de la face R n'apparaisse pas du côté de la face F de la ligne droite L) Par conséquent, même si l'image d'ondes réfléchies par la surface de la face R n'est pas supprimée, on peut réaliser l'évaluation d'une

manière suffisante.

A titre d'exemple, l'évaluation de chaque partie a été faite comme suit Les images d'ondes réfléchies du côté de la face F de la ligne droite L sont classées en images foncées et en images claires, en ce qui concerne chacune des parties divisées par les lignes droites Si, 52 et 53 pour obtenir les surfaces totales des images classées respectives Les deux surfaces d'images ont été comparées avec la table d'évaluation d'images standard indiquée dans le Tableau 1, et l'évaluation A, B, C et D de la structure ou le nombre de points d'évaluation a été déterminé pour chaque partie Le Tableau 2 montre un exemple du résultat d'évaluation En outre, si une évaluation plus détaillée est nécessaire, il est possible de réaliser, en plus, une autre évaluation de qualité interne, dans laquelle des ondes électromagnétiques sont émises en direction d'une face latérale contiguë du réfractaire coulé par fusion, qui présente une configuration en forme de parallélépipède rectangle, ou dans laquelle des ondes électromagnétiques sont émises en direction d'une face

latérale opposée.

Tableau 2

D' autre part, l'évaluation globale a été réalisée, par exemple, de la manière suivante Dans cet exemple, un indice de pondération important a été affecté à la partie 4 (en supposant que la partie 4 était située du côté intérieur du Partie Evaluation de la Note la structure d'évaluation 1 lDI 200 points 2 lCl 50 points 3 lAl O point 4 lAl O point four à cuve de verre) et la note d'évaluation de la partie 4 dans le Tableau 2 a été multipliée par 4, après quoi, les

produits ont été additionnés.

( 200 x 1 + 50 x 2 + O x 3 + O x 4)/4 = 75 La Figure 4 est une illustration schématique montrant un exemple d'une section d'un réfractaire coulé par fusion de qualité sans vide (dans lequel la masselotte de chargement de matière fondue solidifiée comportant un grand nombre de soufflures a été éliminée par découpage) qui a été découpé dans le sens vertical, une fois réalisée l'évaluation de la qualité interne conformément au procédé de la présente invention La partie sombre sur la Figure 4 indique une soufflure ou un pore Le résultat de l'évaluation de la qualité interne d'un certain nombre de réfractaires coulés par fusion réalisée à l'aide du procédé de l'invention, et de la comparaison des résultats de test avec les défauts internes que l'on a observés en découpant effectivement les réfractaires, a confirmé que le procédé de la présente invention permet d'évaluer avec précision la qualité interne

des réfractaires coulés par fusion.

Le procédé d'évaluation de la qualité interne de réfractaires coulés par fusion de l'invention peut s'appliquer à l'évaluation de la qualité interne de briques formées par compression ou de briques coulées Dans ce cas, des faces latérales approximativement perpendiculaires au sens de l'épaisseur la plus faible (il y a normalement deux faces latérales du côté avant et du côté arrière), sont sélectionnées pour que des ondes électromagnétiques émises puissent atteindre facilement des défauts et que des ondes réfléchies puissent être reçues facilement Les antennes émettrice et réceptrice sont disposées à proximité de l'une des faces latérales Les impulsions d'ondes électromagnétiques sont émises en direction de la partie interne de la brique, tandis que les antennes émettrice et réceptrice sont déplacées le long de la face latérale de la

brique, et les ondes réfléchies en retour sont reçues.

Lorsque l'échantillon est une brique réfractaire formée par compression ou une brique réfractaire coulée, une face latérale adjacente à une partie présentant une forte possibilité de renfermer des défauts parmi les deux faces latérales de l'échantillon de brique, dans le sens de l'épaisseur la plus faible, est sélectionnée Les impulsions d'ondes électromagnétiques sont émises à partir de la face latérale de l'échantillon vers l'intérieur de celui-ci, tandis que les antennes émettrice et réceptrice sont déplacées à proximité de la face latérale La représentation d'images d'ondes réfléchies de l'échantillon est obtenue grâce à la réception par les antennes émettrice et réceptrice des ondes électromagnétiques réfléchies à parti de l'échantillon de brique La structure interne de l'échantillon est évaluée sur la base des images d'ondes réfléchies. Ce procédé utilise le fait que les défauts sont susceptibles de se produire à proximité de l'une des faces latérales de la brique formée (par exemple, dans le cas d'une brique formée par compression, un "feuilletage" est susceptible de se produire à proximité de la face latérale en contact avec un moule de compression à piston) Si les défauts internes ne sont présents qu'à proximité du côté o les antennes émettrice et réceptrice sont disposées, il est possible d'évaluer facilement la qualité interne de la brique en suivant les mêmes étapes que dans le cas du réfractaire

coulé par fusion.

Conformément au procédé de l'invention pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion, l'évaluation peut être réalisée d'une manière non destructive avec une bonne efficacité sur le lieu de production sans utiliser un matériel important Même si de petits défauts sont présents à l'intérieur du réfractaire, il est possible d'en déterminer l'emplacement et le degré d'une manière précise et facile en utilisant la structure symétrique du réfractaire coulé par fusion par rapport au plan de symétrie vertical défini au moment de son coulage Le procédé de la présente invention est par conséquent adapté pour contrôler

et évaluer la qualité des réfractaires coulés par fusion.

On peut obtenir un effet considérable en termes de prolongation de la durée de vie et de garantie de la fiabilité des fours à cuve de verre, par un cuvelage de ces fours avec des réfractaires coulés par fusion en tenant compte des données d'évaluation qui contiennent les emplacements et les dimensions des défauts présents à

l'intérieur des réfractaires coulés par fusion.

Bien que la description précédente ait porté sur des

modes de mise en oeuvre préférés de la présente invention, il est bien entendu que celle-ci ne se limite pas aux exemples décrits et illustrés ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreux changements et variantes, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour évaluer la qualité interne de réfractaires coulés par fusion, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes qui consistent à émettre des impulsions d'ondes électromagnétiques à partir d'antennes émettrice et réceptrice mobiles verticalement à proximité d'une face latérale (F) d'un échantillon réfractaire, en direction d'une partie interne de l'échantillon à travers la face latérale de celui-ci, en prenant pour référence la position de l'échantillon au moment de son coulage; à recevoir des ondes électromagnétiques réfléchies par l'échantillon à l'aide des antennes émettrice et réceptrice pour ainsi obtenir une représentation brute d'images d'ondes réfléchies; et à évaluer une structure interne de l'échantillon sur la base de

la représentation des images d'ondes réfléchies.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une représentation traitée d'images d'ondes réfléchies s'obtient en supprimant de la représentation brute d'images d'ondes réfléchies des images de bruit d'images d'ondes réfléchies dues à une ou des surfaces de l'échantillon, ou en supprimant des ondes réfléchies de l'échantillon des ondes de

bruit réfléchies dues à la ou aux surfaces de l'échantillon.

3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la qualité interne de l'échantillon réfractaire est évaluée sur la base de la représentation brute d'images d'ondes réfléchies relative à une moitié de l'échantillon comprise entre la face latérale (F) en direction de laquelle les impulsions d'ondes électromagnétiques sont émises et le plan espacé de la face latérale de la moitié d'une distance qui s'étend de cette face latérale (F) à la face latérale

arrière (R).

4 Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que la structure interne de l'échantillon est évaluée par l'émission d'impulsions d'ondes électromagnétiques en direction d'un plan de symétrie vertical de l'échantillon à partir d'une direction

perpendiculaire audit plan de symétrie.

Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 4, caractérisé en ce que l'échantillon est divisé en 1, 2, N parties par (n-i) plans horizontaux hypothétiques, (Si, 52, 53), tandis que la représentation d'images d'ondes réfléchies est divisée en 1, 2,, N portions correspondant aux divisions respectives de l'échantillon, et les structures internes des parties respectives de ce dernier sont évaluées sur la base des portions respectives de la

représentation des images d'ondes réfléchies.

6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'en plus des évaluations des parties respectives de l'échantillon, une évaluation globale de l'échantillon est réalisée par une pondération de la note d'évaluation des parties respectives de celui-ci et une addition des notes

pondérées.

7 Procédé pour évaluer la qualité interne de briques réfractaires formées par compression ou par coulage, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes qui consistent à émettre des impulsions d'ondes électromagnétiques à partir d'antennes émettrice et réceptrice mobiles dans une direction à proximité d'une face latérale d'un échantillon de brique, proche d'une partie présentant une forte possibilité de renfermer des défauts parmi les deux faces latérales de celui-ci, en disposant la brique dans le sens de son épaisseur la plus faible, en direction d'une partie interne de l'échantillon à travers la face latérale de celui-ci; à recevoir des ondes électromagnétiques réfléchies à partir de l'échantillon pour ainsi obtenir une représentation d'images d'ondes réfléchies de celui-ci; et à évaluer une structure interne de l'échantillon sur la base de la représentation des

images d'ondes réfléchies.