Brevet FR2349810A1 — publié le 19771125

Ltinvention a pour objet une lance pour insufflation de produits fluidisés dans un bain de métal fondu, cette lance comprenant un tube en acier enrobé dans une masse réfractaire et entouré par un fil métallique destiné à augmenter l'adhéren- ce de la masse réfractaire. Une telle lance a été décrite dans la demande de brevet allemand 24 39700e Dans le cas de cette lance, des chevilles en acier inoxydable ont été soudées sur le tube en acier, chevilles dont les extrémités libres sont rabattues parallèlement au tube, Un fil de fer barbelé galvanisé fixé sur ces chevilles à chaque extrémité du tube est enroulé en hélice autour du tube, Le rôle joué par cette armature particulière consiste à permettre un enrobage plus épais de masse réfractaire que dans les lances utilisées antérieurement. La demande de brevet considérée prévoit pour un enrobage optimum une épaisseur de 20 mm. L'inconvénient d'une telle lance comportant un enrobage épais consiste en premier lieu en une force ascensionnelle élevée appliquée à la lance lorsqu'elle est immergée dans la fonte, ce qui réduit ainsi la stabilité de la lance, D'autres inconvénients sont dûs au poids élevé de la lance ainsi qu'à son prix de revient très onéreux justifié par la soudure des chevilles et par la consommation élevée de matériaux d'enrobage. La présente invention a pour objet de perfectionner les lances ci-dessus en écartant les inconvénients énumérés précé- demment. On a résolu le problème ainsi posé, conformément à l'invin- tion, en utilisant comme fil métallique un grillage métallique bien lié formant bandage autour du tube en acier, et comme masse réfractaire, un béton réfractaire à forte teneur en terre glaise, tandis que le revêtement du grillage présente une épaisseur d'environ 10 mm, Le principe de l'invention est exactement à l'opposé de celui du brevet allemand précité 24 39700e Comparé au dispositif antérieur, l'invention réduit de pres de moitié l'épaisseur du revêtement réfractaire0 Pour le technicien moyen, il doit sembler surprenant que, contrairement à la conception ancienne, un revêtement relativement mince puisse assurer à la lance une grande longévité.La nouvelle forme préconisée s'est avérée déjà excellente à la suite de longues séries d'essais. On peut utiliser comme grillage, par exemple, un treillage 10 Z 1,6 x 1000 (norme allemande DIN 1199 -awg). D'autre part, il est utile de fermer le bandage ou manchon formé par le grillage, par insertion d'une trame que l'on a préalablement extraite de la natte formée par le grillage. Le revêtement extraordinairement mince réduit notablement les forces tendant à soulever la lance, de telle sorte que l'on arrive à une plus grande stabilité pour celle- ci. En ce qui concerne la fabrication, la dépense est beaucoup plus faible, étant donnét la suppression de la soudure de l'armature, soudure qui est coûteuse et demande beaucoup de temps. Si l'on utilise la lance pour insufflation dans des matrices fluidilées ne dégageant pas beaucoup de gas au contact du bain de métal fondu, il est avantageux que le revêtement réfractaire atteigne le bout du tube en acier servant à l'insufflation, tandis que l'extrémité du grillage s'arrête à une certaine distance de ce bout, cette distance correspondant à l'épaisseur du revêtement recouvrant le grillage. Cette construction est très simple et son établissement est techniquement facile. Si, au contraire, la lance doit servir à l'insuf- cation de matières fluidisées dégageant beaucoup de gaz au contact du bain de métal en fusion, il est avantageux de constituer la tête de la lance à la manière d'une tête comportant plusieurs ajutages latéraux traversant le revêtement réfractaire, tandis qu'un distributeur de produits solides ferme le bout du tube et que le grillage atteint ce bout tu tube qui est lul-mdme enrobé de toutes parts par la masse réfractaire En meme temps, il est nécessaire que ces ajutages-soient inclinés vers le bout du tube en allant de l'in térieur vers l'extérieur et que les bords inférieurs des entrées des ajutages à une hauteur donnée recouvrant le bord supérieur en regard du distributeur de produits solides D'autres détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère, à titre d'exemple, à deux formes d'exécution repré- sentées en coupe longitudinale aux figs 1 et 2. La fig. 1 représente un tube en acier autour duquel est disposé un grillage#bien lié 2. Chaque élément de grillage est fermé par insertion d'une trame 3e Le grillage 2 est enrobé dans une masse réfractaire 4 entourant le tube en acier 1, le grillage étant recouvert par cette masse sur une épaisseur 5 dtenviron lOmm. Dans le cas de la lance d'immersion représentée en fig. 1, le revêtement réfractaire 4 s'étend jusqu'au bout ia du tube en acier par leauel se fait l'insufflation, tandis que l'extrémité correspondante du grillage 2 est en retrait par rapport à ce bout de tube sur une distance "a" à peu près égale à l'épaisseur 5 du revêtement recouvrant le grillage La lance d'immersion représentée en fig 2 ne se distingue de celle de la fig. 1 que par la constitution de la tête de la lance. Cette tête forme, sur la fig. 2, une tête à ajutages présentant plusieurs ouvertures 6, formant des ajutages traversant le revêtement réfractaire 4'; de plus, un distributeur 7 de matières solides ferme l'ouver- ture inférieure 1a du tube. Le grillage métallique 2 atteint, dans ce cas, l'extrémité du tube en 1a, qui est elle-même entourée de toutes parts par la masse réfractaire 4. Lorsque la largeur des mailles du grillage 2 est supérieure à deux fois le diamètre des ouvertures ou ajutages 6 ou lorsqu'un fil du grillage risque de se trouver trop près de ces ouser- tures, on coupe une longueur de fil dans la zone avoisinant les dites ouvertures Les ajutages 6 s'étendent obliquement de l'intérieur vers l'extérieur en direction de l'extrémité la du tube, par exemple, en faisant un angle de 45 avec la direction de l'axe du tube. En même temps, les bords inférieurs 6a des entrées des ouvertures se trouvant à un niveau donné, à ltia- térieur du tube en acier 1, ferment le tube 1 avec les bords supérieurs en regard du distributeur 7 de matières solides, la constitution des ajutages a une action sur la technique du processus d'insufflation des agents de désulfu- ration dans un bain de métal fondu pour des profondeurs variables d'immersion. Il est surprenant de constater qu'un ajutage en forme de venturi aboutit à un accroissement notable f métallique de la vitesse d'introduction de l'agent de désulfuration dans le bain de métal fondu. çeci permet de redire sensiblement la durée pendant laquelle la lance est soumise i l'attaque chimique du métal fondu et des scories, ces plus grandes vitesses d'introduction présentent, de plus, pour la bonne tenue de la lance, l'avantage detin meilleur refroidissement. Il faut aussi remarquer que l'écoulement du courant gazeux chargé de matières solides est extrêmement relier lorsqusson utilise la forme d'ajutage que l'on vient de décrire, ce qui, de plus, agit daws le sens d'une réduction de l'usure. pour l'établissement de la lance, on entoure d'abord le tube en acier 1 d'un grillage métallique 2 formant une sorte de bandage, comme décrit ci-dessus. Le tube en acier 1 ainsi armé est alors place dans un moule en deux par ties , et y est centré. on dispose le moule et le tube es acier dans un bâti de montage, de manière à ce que la tete de la lance soit dirigée vers le bas. on place alors le moule, avec le tube en acier qui y est mont centralement, sur une table à vibrations et on l'y assujettit solidement. L'ex- trématé opposée du moule est guidée librement par des dispositifs appropriés par rapport au bâti. on relit ensuite le moule avec du béton rdfractaire contenant de la terre glaise tout en soumettant ce moule à des vibrations, Après démoulage du béton réfractaire, on retire la lance. Elle est alors, indépendamment du type de tête de lance, ouverte à l'extrémité la du tube et elle est, par suite, déjà prête à être utilisée dans le cas de lances sans tête à ajutages sui vant la fig. 1. Dans le cas des lances comportant une tête à ajutages suivant la fig 2, on introduit dans l'extrémité la du tube le distributeur de matières solides et on l'assujettit dans la position décrite ci-dessus. Cela étant fait, on ferme l'extrémité inférieure du tube en acier avec du béton réfractaire. Cette lance est alors prête à être utilisés, sans nécessiter de traitement thermique 24 heures après le démoulage. pour former les ouvertures formant ajutages, on perce des trous obliques dans le tube à partir de l'extérieur avant de l'introduire dans le moule. on enfile ensuite dans ces trous des éléments de moule 8 définissant la forme des ajutages dans la masse réfractaire. pour pouvoir extraire faci lement ces éléments de ioule aprbs démoulage de la lanice, sans endommager la surface des ajutages, on établit ces éléments de moule 8 en un matériau combustible, peu poreux, par exemple, en bois et on les fait brûler après démoulage de la lance et avant la mise en plaee dQ distributeur de matires solides 7. R E V E N D I C A T I O N S 1. Lance pour insufflation de produits fluidisés dans un bain de métal fondu, conatituee par un tube en acier enrobé dans une masse réfractaire et enveloppée par des fils métalliques accroissant l'adhérence de la masse rfractaire, cette lance étant catactérisée par le fait que ces fils forment un grillage bien lié formant une sorte de bandage autour du tube en acier, tandis que la masse réfractaire est formée par du béton réfractaire à forte teneur en terre glaise et que le grillage est recouvert par une épaisseur de masse ré- fractaire d'environ 10 mm. 2. lance suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le bandage en grillage est fermé par insertion d'une trame. 3. tance suivant la revendication f ou la revendication 2, destinée à l'insufflation de matériaux fluidités ne dégageant que peu de gaz au contact du métal en fusion, caractérisée par le fait que le revêtement réfractaire s'étend jusqu'au bout du tube en acier servant à ltinsufflation, tandis que l'extrémité correspondante du grillage s'arrête à une distance de ee bout qui correspond à l'épaisseur de masse réfractaire recouvrant ce grillage. 4. Lance suivant la revendication 1 ou la revendication 2, destinée ç lsinsufflation de matières fluidisées dégageant beaucoup de gaz au contact du métal en fusion, caractérisée par le fait que la tête de cette lance forme une tête à ajutages présentant plusieurs ajutages traversant latéralement le revêtement rfractaire, tandis qutun distributeur de produits solides ferme l'extrémité de sortie du tube, extrémité qu'atteint le grillage et oui est elle-meme enrobée de toutes parts par la masse réfractaire 5. Lance suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que les ajutages sont dirigés obliquement de l'intérieur vers l'extérieur vers l'extrémité de sortie du tube en acier. 6. Lance suivant la revendication 4, eu la revendication 5, caractérisée par le fait que les bords inférieurs des entrées des ajutages ménagés à un niveau donné dans le tube n acier assurent avec les bords supérieurs en regard de la péri- pairie du distributeur de produits solides la fermeture de ce dernier.