Brevet FR2029373A1 — publié le 19701023

La présente invention concerne le domaine de la métallurgie, et notamment les brtleurs à gaz pour les cubilots à gaz On connatt déjà un bradeur à gaz comprenant une tuyère pour l'amenée à la chambre de combustion d'un comburant gazeux, notamment de l'air, et un tube répartiteur pour l'amenée du gaz combustible, ce tube étant disposé suivant l'axe de la tuyère et étant percé de trous centraux et latéraux. Lorsqu'on emploie le brdleur à gaz connu, le mélange du gaz combustible avec l'air s'effectue dans un mélangeur spécial situé en dehors du brtleur. Crest pourquoi le brûleur à gaz connu, malgré le mélange préalable du gaz et de l'air, n'assure pas la stabilité du processus de fusion et de surchauffe du métal, car sa plage de réglage limitée ne permet pas d'obtenir dans le four une atmosphère de composition voulue, et n'exclut pas les retours de flamme au mélangeur. Les brdleurs à-gaz se montent dans la paroi de la chambre du cubilot dans laquelle s'effectue la surchauffe du métal. Le but de la présente invention est de créer un cubilot à gaz qui ne présenterait pas les inconvénients indiqués. Conformément au but ci-dessus, on propose un briseur à gaz comprenant une tuyère pour l'amenée d'un comburant gazeux, notamment de l'air, et un tube répartiteur pour l'amenée du gaz combustible, ledit tube répartiteur étant placé dans l'axe de la tuyère e-dComportant un trou central et des trous latéraux. Conformément à l'invention, les trous du tube répartiteur de gaz combustibles sont situés de part et d'autre de la tranche ou face terminale de sortie de la tuyère. Suivant une variante préférentielle, la surface totale des trous de sortie des gaz sur la surface latérale du tube répartiteur. en amont de la tranche ou face terminale de la tuyère est de 2 à 5*, en aval de t à 2,5% et au centre du tube répartiteur de 0,2 à 0,5ffi0 par rapport à la surface annulaire de sortie de la tuyère dans l'ouvreau. L'avantage du brdleur proposé consiste en ce qu'il permet de préparer partiellement lé mélange gaz-air à la sortie de la tuyère, et d'achever le mélange du gaz avec le mélange gaz-air appauvri hors des limites de la tuyère, dans l'ouvreau de la chambre de surchauffe du cubilot, ctest-a-dire directement dans la flamme. De la sorte, le mélange gaz-air avec le coefficient d'excès d'air nécessaire se forme dans un très petit volume, et la longueur de la flamme est fortement diminuée , ce qui s'explique par le fait qutil apparatt dans l'ouvreau des tourbil lonnements de gaz et de comburant qui contribuent à leur brassage énergique.Les retours de flamme et les "claquements" sont enti èrement exclus dans un tel brtleur. En outre il devient possible de régler dans une plage étendue le rendement du cubilot sans diminution de la température du métal liquide. Le brdleur à gaz en question est de conception simple et sflr en utilisation. Plus bas, on donne la description d'un exemple possible de réalisation de l'invention avec renvois aux dessins annexés dans lesquels -la figure i,représenta une vue d'ensemble d'un brûleur à gaz suivant l'invention, avec coupe longitudinale partielle; - la figure 2 est une vue détaillée de la partie 1 de la figure 1. Le briseur à gaz comprend des tubes 1 amenant le comburant, raccordés entre eux par des manchons 2 et un robinet 32 et un tube directeur 4 auquel un manchon de réduction 5 raccorde une tuyère convergente 6. Des tubes 7 d'amenée du gaz combustible sont raccordés par des manchons 8, un robinet 9 et un coude 10 à un raccord de réduction 11 et à un tube répartiteur 12 qui com- porte des trous latéraux 13 ( figure 2 ) et un trou central 14 pour la sortie du gaz dans la tuyère convergente 6, ainsi qui en aval de la tranche ou face terminale de sortie 15, dans l'oureau 16 ( figure i ) de la chambre du cubilot pour la surchauffe du métal. Le brdleur à gaz fonctionne de la façon suivante. D'abord le comburant, par exemple de l'air, e3tudiis dans l'ouv- reau t6 par les tubes 1 avec les manchons 2 et le robinet 3, le tube directeur 4 et la tuyère convergente 6. Ensuite on adaet le gaz combustible qui passe par les tubes d'amenée 7 avec les manchons 8, le robinet 9 et le coude 10 pour arriver au tube 12 d 'où il sort à travers les trous 13 perpendiculairement au courant de comburant. Il s ' ensuit un tourbillonnement intense et un brassage rapide du gaz avec l'air à la sortie de la tuyère con vergente 6.A la sortie de la tuyère 6, le mélange gaz-air s'en flamme et, simultanément, il se mélange énergiquement à la quantité additionnelle de gaz sortant perpendiculairement au courant principal par les trous 13 situés en aval de la tranche de sortie 15 de la tuyère 6, dans l'ouvreau 16. Les courants de gaz à grande vitesse créent des tourbillonnements intensifs et des contre-courants dans la flamme ( voir figure 2 ). Pour produire des tourbillonnements au centre de la flamme, une partie du gaz sort sous la forme d'un jet à grande vitesse à travers le trou central 14. Presque tout le gaz se consume dans ltouvreau 16 en formant une flamme courte à forte concentration de chaleur dans un petit volume. La conjugaison de la préparation du mélange gaz-air avec la combustion du gaz n'est observée que lorsque le gaz sort par les trous 13 et 14 du tube répartiteur 12 avec une grande vitesse, quand il se produit des tourbillonnements intensifs. A cet effet, les trous 13 du tube répartiteur 12 situé dans l'axe de la tuyère convergente 6, doivent avoir par rapport à la surface de l'orifice annulaire de sortie de la tuyère 6, une sur face totale de 2 à 500 en amont de la tranche 15, de 1 a 2;5% en aval de la tranche 15; le trou 14 au centre du tune répartiteur 12 doit avoir par rapport à cette meme surface, une surface de 0,2 à 0,5%. L'application du brûleur à gaz conçu comme décrit plus haut assure une amenée uniforme des produits de combustion incandescents, à une température de 1730 à 17700C, sur la surface du métal à surchaufer. Les essais industriels ont confirmé les avantages du brûleur à gaz proposé. Bien-entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de. réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalente techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. BEVENDICBIONS 1. - Un brdleur à gaz comprenant une tuyère pour l'amenée d'un comburant gazeux, notamment de l'air, et un tube répartiteur pour l'amenée du gaz combustible, situé dans l'axe de la tuyère et comportant des trous centraux et latéraux, ledit brdleur à gaz étant caractérisé en ce que les trous du tube répartiteur sont situés de part et d'autre de la tranche ou face terminale de sortie de la tuyère. 2. - Un brdleur à gaz suivant la revendication 1 ci-dessus, caractérisé en ce que par rapport à la surface de l'orifice annulaire de sortie de la tuyère, la surface totale des trous de sortie du gaz pratiqués sur la face latérale du tube répartiteur est de 2 à 5% en amont de la tranche ou face terminale de la tuyère, de 1 à 2t5Xo en aval de la tranche ou face terminale de la tuyère, et de 0,2 à 0,5% au centre du tube répartiteur.