Brevet FR2051619A1 — publié le 19710409

La présente invention est relative à un convertisseur métallurgique destiné au soufflage par le fond d'oxygène techniquement pur ou d'un gaz oxydant très riche en oxygène On sait que l'affinage pneumatique de la fonte avec insufflation par le fond du conver@isseur ne@se prête généralement pas à l'utilisation d'oxygène pur à cause notamment de l'attaque subie par le revêtement réfractaire entourant les tuyères qui garnissent le fond du convertisseur. Pour remédier à cet inconvénient, il a déjà été préconisé d'employer des tuyères constituées de deux conduits concentriques avec insufflation d'oxygène par le conduit central et de gaz à réaction endothermique par le conduit périsphérique. Les résultats obtenus avec d@ telles tuyères ont été intéressants et on a pu constater la bonne tenue des revêtements réfractaires entourant ces tuyère avec la conséquence d'une augmentation e la durée de vie des fonds de convertisseurs équipes de la sorte En général, dans ces procédés, on amène séparément à chaque tuyère l'oxygène et le gaz à réaction endothermique. Dans certains cas cependant il n'est as intéressant d'utiliser ce système à cause d'une trop grande complexité de l'équipement nécessaire pour le transport séparé des deux gaz jusqu'aux tuyères. La présente invention a pour objet un convertisseur métallurgique destiné au soufflage par le fond d'oxygène et de gaz à réaction endothermique tel que du propane, du C02, de la vapeur d'eau, etc. la partie inférieure dudit con vertisseur étant conçue de façon e. simpliiier l'équipement necessaire pour le transport séparé des deux gaz jusqu'aux tuyères. Le convertisseur, objet de la présente invention, dont le fo-nd est muni de tuyères à deux conduits concentriques et aux comporte un système de tuyaute ries principales aboutissant en dessous dudit convertisseur à proximité de la botte à vent pour l'alimentation séparée,d'une part d'oxygène ou de gaz oxydant très riche en oxygène et, d'autre part, de gaz à réaction endothermique, est essentiellement caractérisé en ce que ledit convertisseur est pourvu, à sa partie inférieure, en prolongation des tuyauteries principales, de deux réseaux distincts d'alimentation dont l'un est constitué par la boîte à vent destinée à alimenter directement l'un des deux conduits concentriques des tuyères garnissant le fond du convertisseur et dont leautre réseau est constitue par un cadre amovible de canalisations rigides ainsi que de raccords appropriés connus en soi reliant lesdites canalisations a l'autre conduit desdites tuyères, ce dernier conduit étant prolonge t travers la boite à vent jusqu'à un niveau situé entre le couvercle de ladite boîte a vent et lesdites canalisations rigides, les longueurs des dits raccords étant sensiblement égales et aussi courtes que possible ce qui permet d'obtenir pour chaque gaz des conditions uniformes d'alimentation de toutes les tuyères garnissant le fond du convertisseur. Les raccords des canalisations rigides composant le cadre amovible situé en dessous de la boite a vent peuvent être constitues par exemple par des tuyaux flexibles en acier inoxydable ou par tout autre système adéquat. Suivant l'invention, le conduit de chaque tuyère destiné à être alimenté par l'intermédiaire de la boîte à vent est avantageusement rempli d'une masse refractaire poreuse Egalement suivant l'invention et conformément à la figure 1 donnée en annexe à titre d'exemple non limitatif, le système de canalisations rigides constituant le cadre amovible situe en dessous de la boite à vent du convertisseur est compos d'une part, d'un collecteur rigide (10) perpendiculaire à la direction générale d'arrivée (11-12) des tuyauteries principales du système d'alimentation a proximité de la boite à vent (2) du convertisseur et, d'autre part, de canalisations rigides secondaires (13-14-15) disposées perpendiculairement audit collecteur (10) destiné a les alimenter. Conformément à un mode de construction représenté à la figure 2 donnée en annexe à titre d'exemple non limitatif, le réseau du gaz à réaction endothermique est constitué de la tuyauterie principale (1), de la boîte à vent (2) et de conduit périphérique (3) des tuyères garnissant le fond (5) du convertisseur, tandis que le réseau d'oxygène est constitué de la tuyauterie principale (7), des canalisations rigides (6) composant le cadre amovible situé en dessous de la boite a vent (2), des raccords (8) et du conduit central (h) desdites tuyères, ce dernier conduit étant prolongé à travers la boîte à vent (22 jusqu'à un niveau situe entre le couvercle de ladite boîte à vent (2) et lesdites canalisations rigides (6). Suivant une variante de l'invention représentée à la figure 3 donnée en annexe à titre d'exemple non limitatif, le réseau d'oxygène est constitué de la tuyauterie principale (7), de la boîte à vent (2) et du conduit central (4) des tuyères garnissant le fond (5) du convertisseur, tandis que le réseau du gaz à réaction endothermique est constitué de la tuyauterie principale (1), des canalisations rigides (6) composant le cadre amovible situé en dessous de la boite à vent (2), des raccords (8) et du conduit périphérique (3) desdites tuyères, ee dernier conduit étant prolongé à travers la boîte à vent (2) jus un un niveau situé entre le couvercle de ladite boîte à vent (2) et lesdites canalisations rigides (6). La figure 4 représente à titre d'exenple non limitatif, le cas où le conduit périphérique (3) de chaque tuyère garnissant le fond (5) du convertisseur est rempli d'une masse réfractaire poreuse et où la tuyauterie principale (1) destinée au transport du gaz à réaction endothermique est raccordée à la boite à vent (2). Le réseau du gaz à réaction endothermique est constitué de la tuyauterie principale (1), de la boite à vent (2) et du conduit périphérique (3) rempli d'une masse réfractaire poreuse. Le réseau d'oxygène est constitué de la tuyauterie principale (7), des canalisations rigides (6) composant le cadre amovible situé en dessous de la boite à vent (2), des raccords (8) et du conduit central (4) desdites tuyères, ce dernier conduit étant prolongé à travers la boite à vent (2) jusqu'à un niveau situé entre le couvercle de ladite boite à vent (2) et lesdites canalisations rigides (6). Grâce au dispositif décrit ci-dessus, on peut assurer l'insufflation par le fond du convertisseur au moyen d'oxygène techniquement pur ou d'un gaz oxydant très riche en oxygene et d'un gaz à réaction endothermique en utilisant des tuyères à deux conduits concentriques et un équipement relativement simple d'alimentation en gaz. Le fait que tous les raccords (8) soient sensiblement de meme longueur assure des conditions identiques d'insufflation aux tuyères garnissant le fond du convertisseur, car les pertes de charge dans ces raccords sont prédominantes par rapport au reste du réseau. La longueur minimale des raccords (8) présente en outre les avantages d'un minimum de pertes de charge et d'une excellente résistance desdits raccords (8) aux sollicitations de service. Dans le cas où le gaz à réaction endothermique circule dans le réseau comportant la tuyauterie principale, des canalisations rigides composant un cadre amovible situé en dessous de la boîte à vent et des conduits reliant les tuyères aux canalisations rigides, on peut craindre que lors d'une baisse excessive dans la pression d'alimentation en gaz à réaction endothermique, il se produise soit un retour dudit gaz à réaction endothermique, soit une aspiration intempestive du gaz oxydant, dans la canalisation réservée au passage de ce gaz à réaction endothermique avec production d'une flamme et tous les dangers et ennuis inhérents à une telle éventualité. Une variante préférentielle de la présente invention est constituée par un convertisseur métallurgique équipé pour le soufflage d'oxygène par le fond comme décrit ci-dessus et muni d'un dispositif anti-retour de flamme permettant de remédier à l'inconvénient précité. Suivant cette variante, le convertisseur métallurgique, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que chacun desdits tuyaux réservés au transport du gaz à réaction endothermique est muni de deux clapets anti-retour de flamme appropriés dont l'un est situé à l'endroit de raccordement dudit tuyau à la tuyère et dont l'autre est situé à l'endroit de raccordement dudit tuyau à la canalisation rigide constitutive dudit cadre amovible et réservée au transport dudit gaz à réaction endothermique. La présente invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre du convertisseur décrit ci-dessus. Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que les deux réseaux distincts situes à la partie inférieure du convertisseur et destinés à l'alimentation séparée des tuyères à double conduit concentrique,d'une part, d'oxygène ou de gaz oxydant très riche en oxygène et, d'autre part, de gaz à réaction endothermique sont raccordes au système de tuyauteries principales d'amenée desdits gaz en dessous du convertisseur, de telle façon que le conduit périphérique des tuyères garnissant le fond du convertisseur soit exclusivement alimenté en gaz à réaction endothermique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Convertisseur métallurgique dont le fond est muni de tuyères à deux conduits concentriques et qui comporte un système de tuyauteries principales aboutissant en des sou dudit convertisseur à proximité de la boite a vent pour l'alimentation séparée, d'une part, d'oxygène ou de gaz oxydant très riche en oxygène et, d'autre part, de gas à réaction endothermique, caractérisé en ce que ledit convertisseur est pourvu, à sa partie inférieure,en prolongation des tuyauteries principales, de deux réseaux distincts d'alimentation dont l'un est constitué par la boite à vent destinée à alimenter directement l'un des deux conduits concentriques de tuyères garnissant le fond du convertisseur et dont l'autre réseau est constitué par un cadre amovible de canalisations rigides, ainsi que de raccords appropriés connus en soit reliant lesdites ca@ nalisations à l'autre conduit desdites tuyères, ce dernier conduit étant pro longé à travers la boite à vent jusqu'à un niveau situe entre le couvercle de ladite boite à vent et lesdites canalisations rigides, les longueurs desdits raccords étant sensiblement egales et aussi courtes que possible, ce qui permet d'obtenir pour chaque gaz des conditions uniformes d'alimentation de toutes les tuyères garnissant le fond du convertisseur, 2. Convertisseur suivant la revendication 1, caractérisé an ce que le conduit de chaque tuyère destiné à être alimenté par l'intermédiaire de la boîte à vent est rempli d'une masse réfractaire poreuse 3.Convertisseur suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, conformément à un mode de construction représenté à la figure 1, le système de canalisations rigides constituant le cadre amovible situé en dessous de la boîte à vent du convertisseur est composé,d'une part, d'un collecteur rigide (10) perpendiculaire à la direction générale d'arrivée (11-12) des tuyauteries principales du système d'alimentation à proximité de la boîte à vent (2)du convertisseur et, d'autre part, de canalisations rigides se condaires (13-14-15) disposées perpendiculairement audit collecteur (10) destin né à les alimenter. 4. Convertisseur suivant l'une ou l'autre des revendications t à 3, carac- térisé en ce que, conformément à un mode de construction représente à la figure 2, le réseau du gaz à réaction endothermique est constitué de la tuyauterie principale (I), de la boite à ve-nt (s) et du conduit périph6rique (3) des tuyères garnissant le fond (5) du convertisseur, tandis que le réseau d'oxygène est constitué de la tuyauterie principale (7). des canalisations rigides (6) composant le cadre amovible situé en dessous de la boîte à vent (2), des raccords (8) et du conduit central (4) des'tes tuyères, ce dernier conduit étant prolonge à travers la boite vent (2) jusqu'à un niveau situé entre le couver cle de ladite boite à vent (2) et lesdites canalisations rigides (6). 5. Convertisseur suivant l'une ou l'autre des revendications t à 3, caractérisé en ce queD conformément å un mode de construction représenté à la figure 3, le réseau d'oxygène est constitue de la tuyauterie principale (7), de la boite à vent (2) et du conduit central (4) des tuyères garnissant le fond (5) du convertisseur, tandis que le réseau du gaz à réaction endothermique est constitue de la tuyauterie principale (1), des canalisations rigides (6) compo sent le cadre amovible situe en dessous de la boite à vent (2), des raccords (8) et du conduit périphérique (3) desdites tuyères, ce dernier conduit étant prolongé à travers la boîte à vent (2) jusqu'à un niveau situé entre le couvercle de ladite boite à vent (2) et lesdites canalisations rigides (6). 6. Convertisseur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que chacun desdits tuyaux resserves au transport du gaz à réaction endothermique est muni de deux clapets anti-retour de flemme appropries dont l'un est situé à l'endroit de raccordement dudit tuyau a la tuyère et dont l'autre est situé à l'endroit de raccordement dudit tuyau à la canalisation rigide constitutive dudit cadre amovible et reservee au transport dudit gaz à réaction endothermique. 7. Procédé pour la mise en oeuvre du convertisseur suivant l'une quelconque des revendications d à 5, caractérisé en ce que, les deux réseaux distincts situés sa, la partie inférieure du convertisseur et destinés à l'alimentation sé- parée des tuyères à double conduit concentrique,d'une part, d'oxygène ou de gaz oxydant très riche en oxygène et, d'autre part, de gaz à réaction endo thermique, sont raccordés au système de tuyauteries principales d'amenée desdits gaz en dessous du convertisseur, de telle façon que le conduit périphéri- que des tuyères garnissant le fond du convertisseur soit exclusivement alimenté en gaz t réaction endothermique.