Brevet FR2053264A1 — publié le 19710416

L'invention concerne un dispositif à lance de soufflage pour fours métallurgiques, en particulier pour convertisseurs, du type comprenant une glissière verticale et un chariot porte lance réglable en hauteur sur celle-ci, avec des moyens de fixation pour la lance, et des tuyaux flexibles de produits de service allant, en montant, des raccords de celle-ci à un point fixe de prélèvement pour l'oxygène, l'air, l'veau de refroidissement et/ou des matières d'addition Le jet de soufflage , c'est-à-dire le courant d'oxygène de la tête de gicleur, rencontre le bain de fonte brute à affiner et forme ce qu'on dénomme la tache de combustion. A l'intérieur de cette tache , règnent des températures d'environ 2.000 C, de sorte que lEenvironnement est soumis à un rayonnement thermique intense. Cette circonstance a une influence défavorable aussi bien quand le bain de métal est chauffé excentriquement que quand la paroi du four est soumise à un chauffage réparti de manière inégale. Pour une durée de soufflage très courte et pour maintenir les conditions métallurgiques, il faut tendre à réaliser à un soufflage central. Un chauffage unilatéral de la carcasse du four, quel que soit le genre de four ( convertisseur d'aciérie, four Martin, Siemens, four à sole, mélange ou four analogue) accroît encore plus les problèmes de support et de résistance de la carcasse de récipients métallurgiques. MBme dans le cas de simples lances à gaz de chauffage, on doit toujours veiller à leur position exacte. Dans la pratique, les défauts de position des lances de soufflage dépendent des imprécisions de la glissière verticale, du jeu du chariot porte lance et des moyens de fixation des lances de soufflage elles-mêmes. Le poids des tuyaux de lance exerce en outre pendant la descente une force de traction sur le chariot porte-lance. Suivant la longueur de la flèche des tuyaux, il se produit un couple de renversement de grandeur variable. Dans la position remontée de la lance, le chariot a donc plus de risque de subir un coincement dans sa glissière que dans la position la plus basse, c' est-d-dire la position de soufflage proprement dite. Abstraction du fait que des exigences métallurgiques et techniques doivent être remplies, pour former économiquement le produit final, une correction de position d'une lance de soufflage pendant le service de soufflage est pratiquement exclue. I1 est connu simplement de modifier la hauteur de la lance de soufflage au dessus du niveau de la masse fondue de façon correspondant à l'allure du soufflage, donc apyres l'analyse chimique. Il n' a donc pas de possibilité pour une correction d'une lance de soufflage qui serait mal placée. La présente invention a pour but de remédier à une position incontrôlable de chaque position en hauteur, pour éviter des effets nuisibles à tout point de vue. Le dispositif de l'invention est caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de mesure en liaison avec un dispositif de réglage permettant d'aligner la lance de soufflage par rapport à une ouverture du four et/ou par rapport à la surface d'impact disponible du jet de soufflage dans l'enceinte du four. Ainsi l'invention permet de procéder à une modification quelconque du dispositif pendant le processus de soufflage. L'idée de base est de pouvoir exécuter toutes les mesures et tous les réglages à l'état froid de la carcasse du four. Au moyen d'un dispositif de mesure,les propriétés pratiques de tout le dispositif sont examinées pour pouvoir en tirer des conclusions sur les décisions de correction nécessaires. On peut admettre que les propriétés de principe de la trajectoire de guidage,c'est à dire du mouvement de la lance de soufflage ,ne varient que peut à la descente et à la montée. Dans une forme de réalisation concrète particulièrement favorable, les moyens de mesure sont prévus d'une part sur le chariot porte lance, d'autre part sur une partie du dispositif dépendant de la verticale. la verticale forme par conséquent une ligne de référence sure, à laquelle peuvent être rapportés les écarts de position quelconques. En général, il suffit d'examiner le chariot au point de vue de ses écarts de position dans différentes positions en hauteur. Suivant une autre forme de réalisation les moyens de mesure sont prévus sous forme d'un index qui forme le prolongement d'une traverse. Su cette traverse, le chariot porte lance est fixé au milieu, une paire de cibles de traction étant en prise aux extrémités de la traverse. Dans ce cas, les câbles de traction forment les parties du dispositif dépendant de la verticale. les moyens de mesure se présentent alore sous forme d'un index, de sorte que l'écart du chariot par rapport à la verticale peut être déterminé avec des moyens simples, suivant la position abaissée des câbles de traction. Des caractéristiques de l'invention consistent en plus dans le fait que sur le chariot porte lance dans la zone de l'index, est disposée une échelle dont les traits de division présentent le même intervalle dans le sens vertical. Pendant la descente de la lance de soufflage dans les réglages d'essais, ou pendant la montée, il est de ce fait possible de déterminer toute modification du chariot au point de vue de sa position dans la glissière et par conséquent aussi les écarts de la position de la lance de soufflage. Si on suppose que le chariot porte lance exécute un mouvement pivotant à peu près circulaire, il est de plus avantageux suivant l'invention que les traits de l'échelle soient prévus progressivement plus longs de bas en haut. Un échelonnement des traits de l'échelle dirigé par exemple obliquement de gauche à droite est dérivé de la flèche des tuyaux des lances de soufflage, c'est à dire que les raccords de tuyaux se trouvent d'un côté du chariot de lances de soufflage et ainsi est fourni le sens de rotation correspondant d'un couple de cotncement. L'invention s'étend également maintenant aux différents modes de réalisation du dispositif de réglage lui-même Suivant une configuration il est proposé que le dispositif de réglage se compose d'une bague conique placée autour de la lance de soufflage et qui peut être insérée dans un support muni de la même conicité sur le chariot porte-lance. La bague conique constitue en quelque sorte un pré-centrage ou un point d'appui qui agit à peu près comme le support du couteau d'un fléau de balance. Il n'y a alors plus qu'à régler le blocage de lance usuel de façon correspondante à la position de lance voulue pour provoquer une modification de la position de la lance de soufflage Une fixation durable de la position des lances de soufflage est obtenue par le fait qu'à cbté de la bague conique et du support conique, il est prévu au moins deux points de serrage du fflt de la lance se trouvant à des positions en hauteur différentes. Un point de serrage individuel à une assez grande distance en hauteur au-dessus de la bague conique convient bien aussi pour servir de dispositif de réglage utilisable, cependant deux points de serrage du fflt de la lance offrent une plus grande sécurité contre le déplacement lors des ébranlements du chariot de lances de soufflage ou de tout le dispositif. Le dispositif de réglage peut cependant, suivant une autre caractéristique de l'invention, être exécuté de telle sorte qu'il se compose de rouleaux réglables qui sont disposés sur le chariot et servent de galets de roulement sur la glissière verticale. Il est également possible d'appuyer élastiquement ces galets de roulement et de règles de façon correspondante les forces des ressorts pour obtenir toujours une position voulue du chariot dans sa coulisse. La description se rapporte à un exemple d'exécution de l'invention représenté schématiquement aux dessins et expliqué en détail ci-après : - la figure 1 représente une vue avant du dispositif à lance de soufflage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en plan simplifiée correspondant à la figure 1, Tout le dispositif de lance de soufflage représenté dans la figure 1 possède une glissière verticale qui pour la simplicité n'est pas représentée, mais qui se trouve sur le porticue sous forme de rails dirigés verticalement. Sur la voie, le chariot porte lance 1 est réglable en hauteur. il porte une console 2 pour les raccords 3 et 4 pour les tuyaux de produits d'exploitation. En outre, sur le chariot 1 se trouve la lance de soufflage 9 maintenue au moyen des points de serrage 7 et 8. Tout le dispositif à lance de soufflage est suspendu aux câbles 10 eut 11 qui passent sur des tambours à câble, non représentés, à la hauteur d'une plateforme au-dessus du four métallurgique. Les câbles 10 et 11 sont reliés de façon fixe, au moyen des attaches de câbles 12 et 13, aux organes de traction 14 et 15, qui sont eux-mêmes fixés sur la traverse 18 par des articulations 16 ou 17. La traverse 18 ee-même est montée dans une crapaudine 19, à l'intérieur du palier 20 solidaire du chariot, de telle sorte que les deux câbles ont à recevoir toute la charge du dispositif de lances de soufflage. Le prolongement de la traverse 18 est formé par l'index 21 qui est constamment au-dessus de la surface 22 du chariot de lances de soufflage 1. Dans cette zone, se trouve l'échelle 23 qui possède un trait zéro 24 que marque l'index 21 dans la position verticale exacte du chariot porte-lance 1. À partir du zéro les traits de division 25 sont exécutés à la même distance vers le haut et vers le bas, des chiffres correspondants pouvant être prévus. Les traits 25 de l'échelle sont prévus progressivement plus longs de bas en haut, parce que la traction des tuyaux de lances 5 et 6 dans l'exemple d'exécution provoque un mouvement pivotant à peu près circulaire autour du point 26. L'index 21, conjointement avec sa traverse 18, peut être réglé au moyen d'un niveau d'eau ou d'un dispositif analogue sur une position exactement horizontale de l'axe central 27 de la traverse 18, des boulonnages 28 créant chaque fois la position nécessaire des deux côtés des câbles 10 et 11. Les points de serrage 29 et 30, ainsi que le point de centrage 31, servent de moyen de fixation pour la lance de soufflage 9 sur le chariot porte lance 1 et, en même temps, d'une partie des moyens nécessaires pour un dispositif de réglage. Ce point de centrage 31 présente une bague conique 33 placée autour du fut 32 de la lance de soufflage, bague qui, avec sa conicité 34, corvicide avec une conicité identique d'un support 35 qui se trouve en liaison fixe 36 avec le chariot 1. Le support 35 est muni vers l'avant, vers l'observateur du dessin, d'une ouverture 37 de sorte que le fût 32 de la lance peut passer à travers. Chacun des points de serrage 29 ou 30 se compose essentiellement d'une bague 38 qui possède une fente de serrage 39 et de vis de serrage 40 dont les écrous 41 peuvent être serrés pour le blocage du fût 32 de la lance. Un avantage précieux de l'invention consiste en ce que les érosions actuelles de la maçonnerie réfractaire des récipients de convertisseurs dues à des lances de soufflage placées obliquement peuvent être évitées. On peut donc procéder de la fa çon suivante aux opérations nécessaires pour le montage d'une lance de soufflage placée exactement verticalement ou centralement par rapport à une ouverture du four. A l'état encore froid du récipient de convertisseur, le chariot de lances suspendu aux câbles de traction est abaissé ou élevé en même temps que la lance de soufflage fixée préalablement. Dans la position la plus basse, par exemple dans la position de soufflage, l'index 21 réglé auparavant indique donc l'écart de la position du chariot 1 par rapport à la verticale. Conformément à l'invention et de façon correspondante à l'écart de position indiqué dans la position la plus basse, la lance 9, dans la position supérieure, est disposée obliquement, de sorte qu'avec l'aide des points de serrage 29 et 30 ainsi que du point de centrage 31, l'écart se manifestant forcément ensuite lors de la descente du chariot, il se produit un déplacement de la lance de soufflage 9 dans la position verticale. Un défaut d'ensenble existant à l'intérieur du dispositif est ainsi compensé. Une telle solution s'oppose en particulier aux conditions existant en pratique. Bien entendu le réglage à l'intérieur du récipient froid premet aussi de contrôler la position de la lance de soufflage au point de vue de ses distances aux parois du four et de prévoir ensuite un réglage approprié. Suivant la figure 2, il est prévu pour le dispositif de réglage, des galets réglables 42 et 43, dont les paliers 44 et 45 peuvent être autoèréglables, les galets 42 et 43 ne pouvant être montés que rigidement dans ces paliers. Les corps de palier 44 et 45 peuvent par exemple être pivotants autour de leur partie inférieure 46 et 47, ou bien être munis de bases qui admettent ladite modification de position des galets 42 et 43. Dans la figure 2, on peut en outre voir les rails 48 et 49 fixés au portique, et sur lesquels peut se déplacer le chariot porte lance de soufflage 1. Bien entendu, l'invention ntest pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVEND I CA T ION S 1 o - Dispositif à lance de soufflage pour fours métallurgiques, en particulier pour convertisseurs,du type comprenant une glissière verticale et un chariot porte lance réglable en hauteur sur celle-ci,avec des moyens de fixation pour la lance et les tuyaux flexibles de produits qui vont en montant,des raccords de ceux-ci à un point de prélèvement supérieur, pour l'oxygène, ltair, l'eau de refroidissement et/ou des matières d'addition, dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de mesure en liaison avec un dispositif de réglage permettant d'aligner la lance de soufflage par rapport à une ouverture du four et/ou par rapport à la surface d'impact disponible du Jet de soufflage dans l'enceinte du four. 20 - Dispositif à lance de soufflage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure sont prévus, d'une part, sur le chariot porte lance et, d'autre part, sur une partie du dispositif dépendant de la verticale. 30 - Dispositif à lance de soufflage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de mesure sont prévus sous forme d'un index qui forme le prolongement d'une traverse, le chariot porte lance étant fixé au milieu sur la traverse, une paire de câbles de traction étant en prise aux extrémités de la traverse. 40 - Dispositif à lance de soufflage suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que , sur le chariot porte lance dans la zone de l'index, est disposée une échelle dont les traits de division présentent une distance égale dans le sens vertical 50 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce les traits de graduation de l'échelle sont prévus à des intervalles croissants de bas en haut. 60 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de réglage se compose d'une bague conique montée autour de la lance et qui est réglable en position sur le chariot dans un palier équipé avec la même conicité. 70 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 et la revendication 6, caractérisé en ce ue, en plus de la bague conique et du palier conique, sont prévus en outre deux points de blocage de la lance situés à des hauteurs différentes. 80 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de réglage se compose de galets réglables en position, qui sont montés sur le chariot porte lance et qui servent de roulettes sur la voie de guidage verticale.