Brevet FR2106387A1 — publié le 19720505

La présente invention est relative à des perfectionnements aux tuyères d'insufflation d'oxygène techniquement pur ou d'un gaz oxydant très riche en oxygène par le fond d'un convertisseur métallurgique. On sait que l'affinage pneumatique de la fonte avec insufflation par le fond du. 5 convertisseur ne se prête généralement pas à l'utilisation d'oxygène pur, à cause principalement de l'attaque subie par le revêtement réfractaire entourant les tuyères qui garnissent le fond du convertisseur. Pour remédier à cet invonvénient, il a déjà été préconisé d'employer des tuyères constituées de deux conduits concentriques avec insufflation d'oxygène par le 10 conduit central et de gaz à réaction endothermique, tel que par exemple du gaz propane, par le conduit périphérique. Les résultats obtenus avec de telles tuyères sont intéressants et on a pu constater la bonne tenue des réfractaires entourant ces tuyères avec la conséquence d* une augmentation de la durée de vie des fonds de convertisseurs équipés de la sorte. 15 II est à noter cependant que les fonds de convertisseur sont susceptibles de s'imprégner d'une quantité relativement importante de gaz à réaction endothermique à cause de la structure poreuse des matières réfractaires, par exemple de la dolomie, entrant dans la constitution desdits fonds. Il peut alors se produire une infiltration de ces gaz à réaction endothermique le long de la paroi extérieure de la tuyère 20 noyée dans le fond du convertisseur, car le contact de cette paroi avec la matière réfractaire qui l'entoure n'est pas toujours assuré avec une étanchéité absolument rigoureuse. Si cette infiltration se poursuit jusqu'à ce que le gaz à réaction endothermique gagne l'air extérieur, il y a production d'une flamme avec tous les dangers et ennuis Inhérents à une telle éventualité. 25 La présente invention a pour objet une tuyère à double conduit concentrique per mettant d'insuffler séparément de l'oxygène et un gaz à réaction endothermique par le fond d'un convertisseur métallurgique sans présenter l'inconvénient décrit ci-dessus. Conformément à un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif 50 sur la figure 1 donnée en annexe, la tuyère munie d'un conduit central (l) pour 1' insufflation d'oxygène techniquement pur ou d'un gaz oxydant très riche en oxygène et d'un conduit périphérique (2) pour l'insufflation d'un gaz à réaction endothermique est essentiellement caractérisée en ce qu'elle comporte en outre : - une embase (3) dont la surface supérieure de préférence plane (4) est munie 35 d'une nervure appropriée (5) entourant le conduit (l) , - un porte-tuyère (6) muni d'un siège de préférence plan (7) destiné à reposer sur la nervure (5), de façon à former ainsi un joint d'une étanchéité rigoureuse, ledit porte-tuyère (6) étant destiné à être fixé sur la plaque de fond du convertisseur très précisément à l'endroit d'insufflation désiré, 71 30635 2 2106387 - un dispositif (8) de verrouillage de ladite embase (3) sur le porte-tuyère(6). Suivant l'invention, la nervure (5) est avantageusement de forme torique et en contact avec le siège (7) du porte-tuyère (6) par sa génératrice supérieure. Egalement suivant l'invention, le dispositif de verrouillage (8) est avantageu-5 sement solidaire du porte-tuyère (6) par au moins une vis avec tête (9). Suivant une modalité constructive de l'invention, la paroi extérieure du conduit périphérique (2) est soudée au porte-tuyère (6). Suivant une variante avantageuse de l'invention, la paroi extérieure du conduit périphérique (2) est soudée à une pièce intercalaire (10, figures 2 et 3) située dans 10 tin évidement ménagé dans le porte-tuyère (ô), l'étanchéité étant assurée d'une part, entre ladite pièce intercalaire (10) et le porte-tuyère (6) par un joint approprié et d'autre part, entre ladite pièce intercalaire (10) et l'embase (3) par la nervure (5) venant en contact avec la surface (12) de la pièce intercalaire (10). Cette disposition est avantageuse pour plusieurs raisons. La pièce intercalaire 15 (10) permet de supprimer la soudure du conduit (2) sur le porte-tuyère (6). De plus, l'existence de la pièce intercalaire (10) permet le remplacement rapide du conduit (2). En effet, lors de la préparation d'un nouveau fond, il suffit d'éjecter le conduit 2 avec la pièce intercalaire (10) hors de son logement dans le porte-tuyère (6). Enfin, l'ensemble composé de la tuyère, de l'embase et des raccords aux cana-20 lisations à oxygène et à gaz à réaction endothermique est plus facilement et plus rapidement démontable, ce qui représente des conditions de travail nettement améliorées. L'étanchéité entre la pièce intercalaire (10) et le porte-tuyère (6) peut être assurée par un joint par exemple à surface conique (11, figure 2) ou à angle droit 25 (13, figure 3)• Suivant une modalité avantageuse de l'invention, l'embase (3) est munie du côté opposé au fond du convertisseur, d'un prolongement entourant le tube intérieur et d'un organe obturant de façon étanche l'espace existant entre l'extrémité dudit prolongement et la face extérieure dudit tube. 30 Cet organe d'obturation peut être constitué d'une part, d'un mannhnn sensible ment cylindrique destiné à être chassé dur sur le tube intérieur, lequel est d'un épaulement contre lequel le manchon peut s'appuyer, ledit manchon comportant par ailleurs, sur la face extérieure de son extrémité côté convertisseur, une portée conique concentrique au tube intérieur, et destinée à prendre appui sur une portée 35 conique correspondante ménagée dans la paroi intérieure du prolongement, et d'autre part, d'un dispositif de verrouillage du manchon sur le prolongement, par exemple par bague filetée. Conformément à un mode de réalisation de cette dernière disposition représentée à titre d'exemple non limitatif sur la figure 1, l'embase (3) dont l'alésage (15) 71 30635 3 2106387 permet le passage libre du conduit intérieur (l) est muni d'un corps (14) hexagonal et d'une extrémité cylindrique filetée (17). Ce corps (14) est pourvu d'une portée intérieure tronconique (16). Le manchon çylindrique (18) est vissé sur le tube (l) en (20) et soudé en (19)- Il est par ailleurs muni d'une portée extérieure tronconi-5 que (21) destinée à s'appuyer de façon rigoureusement étanche contre la partie tronconique (16). Une bague filetée (22) est vissée en (23) sur la portée filetée (17) tout en pressant le manchon (18) contre la portée tronconique (16) grâce au rebord (24) et à l'épaulement (25) dont est muni le manchon (18). Il est à noter dans ce cas-ci que pour enlever le conduit intérieur (l), il suffit d'enlever le 10 dispositif de verrouillage (22) et d'extraire le manchon cylindrique (18) dont le conduit (1) est solidaire» Suivant la figure 4» l'organe obturant de façon étanche l'espace existant entre l'extrémité du prolongement de l'embase (3) et la face extérieure du tube central(l) peut également être constitué d'un joint déformable (26) comprimé sur ledit tube (l) 15 au moyen d'un raccord (27) connu en soi, vissé sur la partie taraudée (28) dudit prolongement cylindrique. Encore suivant l'invention, le dispositif de verrouillage de l'embase sur le porte-tuyère (6, figure 4) est avantageusement composé d'une bague (29) fixée audit porte-tuyère (6) par vis et écrous, la tête desdites vis étant logée dans une rai-20 nure (30) ménagée à cette fin dans le porte-tuyère (6). Ce dispositif de verrouillage est intéressant parce qu'il ne comporte pas de parties taraudées qui risquent toujours de s'oxyder et de s'encrasser lors de la cuisson du fonde On doit aussi tenir compte que pour enlever le conduit intérieur (1), il suf-25 fit d'enlever le dispositif de verrouillage et l'embase. Grâce aux perfectionnements décrits ci-dessus, les aciéristes disposent d'un système démontable de raccordement des canalisations extérieures aux tuyères à double conduit concentrique permettant d'effectuer facilement et rapidement le remplacement des tuyères usées ou défectueuses. Les pièces constituant ledit système sont 30 simplifiées au maximum et leur montage ainsi que leur démontage est extrêmement aisé. Ce système présente une sécurité absolue vis-àr-vis des fuites de gaz à réaction endothermique, car les joints prévus sont d'une rigoureuse étanchéité. Enfin, la diminution du nombre des soudures facilite encore la mise en place des tuyères. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation 35 décrit, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. 71 30635 4 2106387 REVEIBICmONS 1. Tuyère munie d'un conduit central pour l'insufflation d'oxygène techniquement pur ou d'im gaz oxydant très riche en oxygène et d'un conduit périphérique pour l'insufflation d'un gaz à réaction endothermique, caractérisée en ce qu'elle com- 5 porte en outre : - une embase dont la surface supérieure de préférence plane est munie d'une nervure appropriée entourant ledit conduit, - un porte-tuyère muni d'un siège de préférence plan destiné à reposer sur la nervure de façon à former ainsi un joint d'une étanchéité rigoureuse, ledit 10 porte-tuyère étant destiné à être fixé sur la plaque de fond du convertis seur très précisément à l'endroit d'insufflation désiré, - un dispositif de verrouillage de ladite embase sur le porte-tuyère. 2. Tuyère suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la nervure est de forme torique et est en contact avec le siège du porte-tuyère par sa génératrice 15 supérieure. 3. Tuyère suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif de verrouillage est solidaire du porte-tuyère par au moins une vis avec tête. 4. Tuyère suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en 20 ce que la paroi extérieure du conduit périphérique est soudée au porte-tuyère. 5. Tuyère suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la paroi extérieure du conduit périphérique est soudée à une pièce intercalaire située dans un évidement ménagé dans le porte-tuyère, l'étanchéité étant assurée d* une part entre ladite pièce intercalaire et le porte-tuyère par un joint approprié 25 et d'autre part, entre ladite pièce intercalaire et l'embase par la nervure précitée venant en contact avec la surface de la pièce intercalaire. 6. Tuyère suivant la revendication 5, caractérisée en ce que 1'étanchéité entre la pièce intercalaire et le porte-tuyère est assurée par un joint à surface conique. 7. Tuyère suivant la revendication 5, caractérisée en ce que 1'étanchéité entre 30 la pièce intercalaire et le porte-tuyère est assurée par un joint à angle droit» 8. Trçyère suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'embase est munie du côté opposé au fond du convertisseur, d'un prolongement entourant le tube intérieur et d'un organe obturant de façon étanche l'espace existant entre l'extrémité dudit prolongement et la face extérieure dudit tube. 35 9. Tuyère suivant la revendication 8, caractérisée en ce que ledit organe d* obturation est constitué d'une part d'un manchon sensiblement cylindrique destiné à être chassé dur sur le tube intérieur, lequel est muni d'un épaulement contre lequel le manchon peut s'appuyer, ledit manchon comportant par ailleurs, sur la face extérieure de son extrémité côté convertisseur, une portée conique concentrique 71 30635 5 2106387 au tube intérieur, et destinée à prendre appui sur une portée conique correspondante ménagée dans la paroi intérieure du prolongement, et d'autre part, d'un dispositif de verrouillage du, manchon sur le prolongement, par exemple par bague filetée. 10. Tuyère suivant la revendication 8, caractérisée en ce que l'organe obturant 5 de façon étanche l'espace existant entre l'extrémité dudit prolongement et la face extérieure du tube central est constitué d'un joint déformable comprimé sur ledit tube au moyen d'un raccord connu en soi, vissé sur la partie taraudée dudit prolongement cylindrique. 11. Tuyère suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en 10 ce que le dispositif de verrouillage de l'embase sur le porte—tuyère est composé d'une bague fixée audit porte-tuyère par vis et écrous, la tête desdites vis étant logée dans une rainure ménagée à cette fin dans le porte-tuyère.