Brevet FR2030430A1 — publié le 19701113

La présente invention est relative à un dispositif permettant l'affinage de fonte, et spécialement l'affinage continu de fonte, avec insufflation par le fond d'un mélange de gaz tels que par exemple de l'oxygène et un gaz à réaction endothermique comme de la vapeur d'eau, de l'anhydride carbonique ou des hydrocarbures. L'affinage pneumatique de la fonte avec insufflation par le fond du conver- tisseur ne se prête généralement pas à l'utilisation d'oxygène à cause notamment de l'attaque subie par le revêtement réfractaire entourant les tuyères qui q= nissent le fond du convertisseur. Pour remédier à cet inconvénient, on a préconisé d'utiliser des tuyères constituées de deux tubes cylindriques concentriques avec insufflation de gaz oxydant par la conduit central et le gaz à réaction endothermique par le conduit périphérique. Les résultats obtanus avec de telles tuyères se sont révélés très satisfaisants nais il convient de remarquer que lors de la pénétration du jet dans le bain métallique, il y a hétérogénéité dans le mélange en ce sens que l'oxygène se trouve plus ou moins concentré au contre tandis que le gaz à réaction endothermique est concentré à la périphérie. Or, à certains moments de l'affinage, il y a intérêt à ce que le mélange gazeux insufflé par la fond du convertisseur soit de composition aussi honogène que possible lorsqu'il pénètre dans le bain métallique à affiner et les tuyères à double conduit concentrique généralement utilisées jusqu'à présent ne permettent pas d'obtenir un tel résultat. Pour assurer une telle honogénéité, on peut évidemment insuffler par les trous d'un fond classique de convertisseur un mélange tout préparé mais une telle solution nécessite un appareillage supplémentaire destiné à la constitution du mélange voulu et au transport de ce mélange jusqu'an convertisseur, ce qui complique l' installation, est de réalisation coûteuse et peut présenter un certain danger a présence d'hydrocarbures. La présente invention a pour objet un dispositif simple et peu coûteux, permettant de réaliser le mélange intime de deux gaz dans les tubes d'un fond classique de convertisseur et d'assurer l'homogénéité du mélange lors de sa pénétration dans le bsin métallique d affiner. Le dispositif, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un tube extérieur destiné b être noyé dans la masse du fond du convertisseur et une tuyère à double conduit concentrique destinée à être calés dans ledit tube extérieur à un niveau tel que l'espace compris entre la bord supérieur de la tuyère i double conduit concentrique et celui de la tuyère exté- rieure constitue une chambre de mélange pour les gaz à insuffler. GrSc ce dispositif, il est possible pour chaque trou du fond de convertis- seur, d'amener par le ban et par la tuyère å double conduit concentrique un gap oxydant tel que par exemple de l'air enrichi en oxygène ou de l'oxygène techniquement pur et un gaz à réaction endcthermique tel que par exemple de la vapeur d'eau, d'en assurer le mélange intime dans l'espace vide laissé dans la partie supérieure du tube extérieur et ainsi d'insuffler un mélange gazeux bien homogène dans le bain métallique à affiner. Suivant l'invention, le tube extérieur noyé dans la masse du fond du convertisseur est avantageusement en cuivre ou en acier inoxydable. La figure ci-annexée représente schématiquement à titre d'exemple non limitatif, un mode de construction du dispositif faisant l'objet de la présente invention. Le tube extérieur 1 est noyé dans la masse 2 du fond de convertisseur et cons titue un des no@breux passages classiques ménagés à travers toute l'épaisseur du dit fond pour l'insufflation des gaz d'affinage. La tuyère 3 à double conduit concentrique est calée par un moyen 4 connu en soi à l'intérieur du tube à 1 à un niveau tel qu'il subsiste un espace vide entre le bord supérieur 5 de la tuyère 3 et le bord supérieur 6 du tube 1. Le bord 6 précité est en contact direct avec le bain métallique à affiner. La tuyère 3 est utilisée pour introduire par le bas un gaz oxydant à travers le conduit central 7 et un gaz à réaction endothermique à travers le conduit périphérique 8.A la sortie de la tuyère 3, cas deux gaz traver sent l'espace vide 9 ménagé dans la partie supérieure du tube I oh ils subissent un mélange intine. De cette façon, le mélange quittant le tube 1 par son extrémité 6 est de composition bien homogène pour pénétrer dans le bain métallique à affiner. La tuyère intérieure 3 peut évidemen être d'une construction différente de celle représentée sur la figure, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention, à condition qu'elle permette d'introduire séparément deux gaz différants dans l'espace vide situé dans la partie supérieure du tube extérieur 1. Il ne sort Pas non plus du cadre de l'invention, d'inverser l'introduction des gaz dans la tuyère 3, c'est-à-dire de faire passer la gaz à réaction endothernique par le conduit central 7 et le gaz xoydant par le conduit périphérique 8. La présente invention a également pour ohjet un procédé d'affinage et spécialement d'affinage de fonte avec de l'oxygène, dans un convertisseur dont le fond est équipé de tuyères telles que celles décrites ci-dessus. Le procédé d'affinage, objet de la présente invention, est essentiellement ractérisé en ce que l'on règle le débit des gaz à mélanger de telle façon que la mélange gazeux obtenu sorte de la tuyère et pénètre dans le bain métallique à une vitesse supérieure à la vitesse de propagation du front de flamme. Suivant une variante particulièrement avantageuse de l'invention, on effactue l'affinage de la fonte d'une facon continue. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour affinage de fonte, et spécialement pour l'affinage continu de fonte, avec insufflation par le fond d'un mélange homogène de gaz, caractérisé en ce qu'il comporte un tube extérieur destiné A Stre noyé dans la muse du fond du convertisseur et une tuyère à double conduit concentrique destinée å être calée dans ledit tube extérieur A un niveau tel que l'espace compris entre le bord su- périeur de la tuyère à double conduit concontrique et celui de la tuyère extéreure constitue une chambre de mélange pour les gas à insuffler. 2. Dispositif suivant la revendication t, caractérisé en ce que le tube ex- térieur noyé dans la masse du fond du convertisseur est en cuivre. 3. Dispositif suivant la revendioation 1, caractérisé a ce que le tube ex- térieur noyé dans la masse du fond du convertisseur est en acier inoxydable. 4. Procédé d'affinage et spécialement d'affinage de fonte avec de l'oxygène, dans un convertisseur dont le fond est équipé de tuyéres telles que celles décrites dans l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on règle le débit des gaz à mélanger de telle façon que le mélange gazeux obtenu sorte de la tuyère et pénètre dans le bain métallique à une vitesse supérieure à la vitesse de propagation du front de flamme. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on effectue l'affinage de la fonte d'une façon continue.