Brevet FR2124088A1 — publié le 19720922

L'invention concerne le domaine de 11 élaboration de l'acier par soufflage d'oxygène dans le métal liquide se trouvant dans l'unité ou installation telle que four ou convertisseur, et notamment la lance à oxygène montée dans ladite unité. On connatt une lance à oxygène pour unité de production d'acier. dans le corps de laquelle, sont placés des tubes disposés coaxialement pour l'amenée de l'oxygène, de l'agent de refroidissement et du gaz d'écran. A la partie inférieure de ce corps il y a des buses pour l'injection de l'oxygène dans le métal liquide, mises en communication avec le canal par lequel arrive l'oxygène, t des buses disposées plus haut que les premières pour l'amenée du gaz d'écran, mises en communication avec l'espace intertubulaire par lequel arrive ledit gaz. lies secondes buses sont réalisées cylindriques et équidistantes sur une circonférence fictive sur la périphérie du corps de la lance (voir par exemple, le brevet anglais N 94112 dans la classe 51(lob de 1962). A l'aide des buses débitant le gaz d'écran , on crée un écran de gaz destiné : à diminuer ltentraînement des oxydes de fer (fumée rousse) hors de l'enceinte utile de l'unité considérée, ce qui accroît le rendement en métal conditionné, à créer un obstacle contre l'arrivée des projections de métal et de scorie sur la voûte et les parois du four à acier, ce qui revient la mise hors d'usage prématurée du four; et à assurer une combustion plus complète de l'oxyde de carbone se dégageant lors du soufflage et, par conséquent, l'accroissement de la température de la scorie, ainsi que la diminution de son moussage, ce qui améliore la transmission de la chaleur au métal et prévient les pertes de métal dans la scorie lors de l'évacuation de celle-ci. Toutefois, dans la lance connue, ledit écran de gaz à de nom breuses 'fentres", dont le nombre est déterminé par la distance entre les buses successives. A travers ces fenêtres de l'écran, l'o- xyde de carbone pénètre dans l'enceinte utile d'où il est emporté, tandis que les projections de métal et de scorie atteignent la voûte et les parois. lie rapprochement des buses dans la lance connue est limité par la nécessité d'avoir autour de chaque buse une chemise pour l'agent de refroidissement, car l'absence d'agent de refroidissement provoquerait le grillage de la lance. Une telle contradiction fait que dans la lance connue pour ins tallations de ce genre, il n'y a pas un écran de gaz continu, d'où toutes les conséquences négatives indiquées qui en découlent, et la lance a elle-même une tenue faible par suite de son mauvais refroidissement dans la zone où sont situées les buses pour le gaz d'écran. De la sorte, le problème consistait à diminuer les"fenêtres" dans l'écran de gaz, tout en prenant des mesures prévenant l'altération des conditions de refroidissement de la lance dans la zone où sont situées les buses pour le gaz d'écran. On s'est donc proposé de créer une lance à oxygène dans laquelle les buses auraient une forme allongée, et seraient situées de telle façon qu'un refroidissement suffisant de la lance serait assuré dans la zone où sont situées les buses pour le gaz d'écran. Suivant l'invention, la solution consiste en ce que les buses débitant le gaz d'écran sont réalisées sous la forme de fentes constituant une hélice, au moins double, encerclant le corps de la lance sur sa périphérie. L'invention est explicitée ci-après par un exemple de réalisation et des dessins qui représentent : la figure 1, une lance à oxygène pour unité de production d'a-cier, réalisée suivant l'invention, en coupe longitudinale; la figure 2, la coupe 11-11 sur la figure 1. La lance à oxygène comprend un corps 1 (fig.1,2), dans lequel sont disposés coaxialement des tubes 2,3,4 et 5. Dans le canal annulaire 6 entre les tubes 2 et 3 on admet, à travers la tubulure 7, l'oxygène, qui est soufflé dans le métal liquide (non représenté sur le dessin) à travers les buses 8. Par le canal annulaire 9 entre les tubes 4 et 5, on admet par la tubulure 10 le Ûz d'écran (air), débité dans le four (non représenté sur le dessin) à travers des buses disposées dans le corps plus haut que les buses 8 et réalisées sous la forme de fentes 11 constituant une hélice double qui encercle le corps 1 sur sa périphérie. Les fentes il sont orientées vers la surface du métal liquide sous un angle de 450, de telle façon que l'air d'écran débité par les fentes constitue un cône protecteur continu au-dessus de la zone de soufflage de oxygène. Pour refroidir la lance, à travers la tubulure 12, on admet dans l'écartement annulaire 13 entre les tubes 3 et 4 un agent de refroidissement (par exemple de l'eau), qui passe ensuite dans l'é- cartement annulaire entre les tubes 3 et 5 et sort de la lance par les canaux 14 et le tube 2, ainsi que par le canal 15 entre le tube 5 et le corps 1, lequel est raccordé à la tubulure de sortie 16. La conception décrite, des buses débitant l'air d'écran,permet d'obtenir un écran protecteur continu et, en même temps, elle assure un refroidissement efficace du corps 1 à l'endroit où sont situées les fentes 11 débitant l'air d'écran. L'écran continu est obtenu grâce au fait que les fentes 11 encerclent la lance sur tout son périmètre. L'efficacité du refrqidissement est assurée grâce à la réalisation des fentes suivant une hélice double. Dans ce cas, grâce au grand pas d'hélice, on assure une section suffisamment grande pour le passage de l'eau. Pour prévenir la destruction de la lance sous l'effet des contraintes apparaissant dans le corps 1 lors de son échauffement, la lance est dotée de deux joints de dilatation à presse-étoupe 17 et 18. le mouvement de l'eau dans la lance est montré par des flèches en trait continu, le mouvement de l'air d'écran est montré par des flèches en trait interrompu, et le mouvement de l'oxygène est montré par des flèches en trait mixte. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'applicetion, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties,ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. - REVENDICATION Une lance à oxygène pour unité de production d'acier, dans le corps de laquelle sont disposés coaxialement des tubes pour l'amenée de l'oxygène, de l'agent de refroidissement et d'un gaz d'écran, le corps comportant à sa partie inférieure des buses pour débiter ltoxy- gène dans le métal liquide, mises en communication avec un canal par lequel arrive l'oxygène, et des buses situées au-dessus des premières pour débiter le gaz d'écran, mises en communication avec l'espace intertubulaire par lequel arrive ledit gaz, caractériséepar le fait que les buses débitant le gaz d'écran sont réalisées sous la forme de fentes (11) constituant une hélice, au moins double, encerclant le corps (1) sur sa périphérie.