Brevet FR2324740A1 — publié le 19770415

La présente invention concerne une plaque de fond de convertisseur d'affinage, et plus spécialement une plaque de fond de convertisseur d'aciérie soufflant de bas en haut de l'oxygène pur au moyen de tuyères doubles ou multiples. Dans de tels convertisseurs d'aciérie, les plaques de fond usuelles dérivent directement des plaques de fond utilisées depuis très longtemps dans les convertisseurs BESSEMER ou THOMAS. Chacune d'elles est fixée par endroits au moyen de coins emmanchés par choc, à la masse, entre des "corbeaux" de fixation et la plaque de fond serrée contre un anneau métallique du convertisseur, constituant son support. Comme ces endroits de fixation de la plaque sont en petit nombre, que la plaque se déforme en service, et que les montages et démontages successifs s1 effectuent à la masse, le serrage de la plaque sur son support n'est jamais étanche.Ce manque d'étanchéité de la plaque de fond ne présentait guère d'inconvénient dans les anciens modes de soufflage, ceux des convertisseurs BESSENER et THOMAS, au moyen d'air ordinaire ou d'air enrichi en oxygène, à basse pression. Mais ce n'est plus du tout le cas pour les nouveaux modes de soufflage, au moyen de tuyères doubles ou triples, soufflant de l'oxygène pur, et prDtègées à leur périphérie par des fluides protecteurs, tels que gaz neutre, vapeur d'eau, ou hydrocarbures ga zeux ou liquides. D'une part, les plaques de fond usuelles provoquent des fuites de fluides protecteurs sur leur pourtour, et d'autre part, comme elles ne sont pas adaptées aux nouveaux types de tuyères, elles provoquent également des fuites autour de chaque tuyère0 le but de la présente invention est de réaliser une plaque de fond de conception entièrement nouvelle, bien étanche, et permettant en outre de remplacer individuellement chacune des tuyères en cas de besoin. Â cet effet, la présente invention a pour objet une plaque de fond dé convertisseur d'affinage, métallique, percée de place en place d'orifices pour le passage des tuyères de soufflage prote- gées contre l'usure à chaud par des fluides protecteurs, et caractérisée à la fois par une épaisseur d'au moins 40 millimètres, par l'exIstence de nervures jouant le double rible de raidisseurs et d'ailettes de refroidissement, par la présence, aussi bien sur le tour de ladite plaque de fond qu'autour de la base de chacune des tuyères, de joints d'étanchéité,enfin par un mode de fixation, en au moins 10 points de sa circonférence, réalisé par serrage de boulons N filetage rond, aisément remplaçatles par translation latérale jusqu 'à une boutonnière de sortie. Suivant une caractéristisue particulière de la présente invention, des joints d'étanchéité peuvent être constitués soit par une tresse de fils d'amiante de diamètre ou de côté au moins égal à 15 zi'limètres et admettant un écrasent co-rnpris entre 2 et 4 millimètres, soit par un joint torique comprerlant une enveloppe extérieure à déformation plastique, et un ressort intérieur m-talli- que à déformation élastique. Suivant une autre caractéristinue particulière de la présente invention, les orifices ménagés dans la plaque de fond pour le passage des tuyères de soufflage comportent chacun une pièce métallique de révolution soudée à ladite plaque de fond, et présentant un rebord circulaire muni d'ouvertures convenables pour llintroduc- tion et le serrage des boulons de fixation de chacune des tuyères sur ladite pièce métallique de révolution. Suivant une autre caractéristiQue particulière de la présente invention, chaque tuyère est munie à sa base d'un bouchon métallique, fixé à la pièce métallique de révolution précitée au moyen de boulons de serrage, percé en sor centre d'un orifice dans lequel on enfile les tubes constituant la tuyère double ou multiple, et recevant sous lui une cuvette d'assemblage qui, par serrage sur un joint, assure l'étanchéité entre les tubes et le bouchon. Comme on le comprend, la rigidité de la plaque d'une part, son serrage par points rapprochés sur des joints plastico-élastiques d'autre part, assurent l'étanchéité sur son pourtour, tandis que la fixation étanche, sur elle, des bouchons de base de chacue tuyère évite les fuites autour de chaque t- > yère, et permet en outre de réaliser aisément le changement individuel de telle ou telle tuyère, en cours de service du fond. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire ciaprès, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une plaque de fond selon l'invention. La figure 1 est une coupe verticale de la base d'un convertisseur d'aciérie comportant une placue de fond selon l'invention. La figure 2 est une demi-coupe verticale, agrandie, de la même base de convertisseur d'aciérie comportant la meme plaque de fond. La cuirasse 1 du convertisseur, revêtue intérieurement d'un garnissage réfractaire 2, se termine à sa base par une pièce métallique 3 ayant la forme et les ouvertures représentées sur la figure 1. Les ouvertures telles que 4 permettent de passer le bras à l'intérieur de la pièce 3o Les ouvertures telles que 5 constituent des sortes de boutonnières permettant d'introduire ou de retirer les boulons de fixation de la plaque de fond, tels que 6. La plaque de fond 7 est une pièce métallique en acier moulé, de 50 millimètres d'épaisseur, dont la forme estt représentée sur la figure 1. Elle est renforcée par des nervures telles que 8, comportant des orifices tels que 9 servant d'amarrage au démontage. La pièce métallique 3 comporte deux pions de centrage, tels que 10, qui, lors de la mise en place de la plaque de fond t pénètrent dans des ouvertures de ladite plaque 7, ce qui a pour effet de la positionner correctement par rapport à la pièce 3, et donc par rapport au convertisseur. Une fois positionnée grâce aux pions de centrage tels que 10, la plaque de fond est fixée solidement à la pièce métallique 3 au moyen de 12 boulons, tels que 6, répartis sur la circonférence d1une manière équidistante. Le filetage de ces 12 boulons est rond, donc robuste l'introduction et le retrait des boulons steffectuent par translation depuis la position 6 jusqu'à la position 5, et vice-versa. La partie saillante vers l'extérieur de chacun des boulons est protégée contre les projections et contre les chocs par l'écran que constitue, dans son prolongement, la pièce métallique 3. Par serrage des 12 boulons tels que 6, la plaque de fond vient s'appliquer contre deux joints toriques fl et 12o Le joint torique 1 1 est un joint simple, de type connu, qui a pour but de protèger les parties mécaniques contre toute venue de produit réfractaire, lors de la confection du joint réfractaire 23 situé entre le garnissage 2 et le fond 22. Ce joint 11 peut dtre constitué par une tresse de fils d' amiante de diamètre ou de côté au moins égal à 15 millimètres, et admettant un écrasement compris entre 2 et 4 millimètres0 Par contre, le joint 12, de type connu, est constitué de deux parties principales : - une enveloppe métallique extérieure, dont la nature est adaptée aux conditions d'utilisation (température, corrosion, etc..0 > et qui subit une déformation plastique. - un ressort intérieur métallique, qui subit une déformation élastique ce qui permet, au cours des cycles thermiques, de maintenir les surfaces en contact, et donc une bonne étanchéité. La plaque de fond 7 est munie de 5 orifices, pour le passage de 5 tuyères. Chacun des orifices comporte une pièce métallique de révolution telle que 13, soudée à la plaque de fond 7, et présentant un rebord circulaire 14 percé de trous régulièrement espacés. Chaque tuyère comporte à sa base un bouchon métallique tel que 15 fixé au rebord 14 de la pièce 13 par des boulons tels que 16. Chaque bouchon est percé en son centre dtun orifice dans lequel on peut enfiler les tubes 17 de la tuyère correspondante. l'étanchéité entre le bouchon tel que 15 et les tubes 17 est réalisée au moyen d'une petite cuvette d1assemblage 18 serrant par clavetage un joint d'étanchdité torique 19 contre la tête 20 du bouchon 15. An-dessus du bouchon tel que 15, les tubes tels que 17 sont entourés d'une tuyère réfractaire telle que 21 noyés dans le pisé 22 réfractaire constituant le fond dn convertisseur. Centre le garnissage 2 et le fond 22 se trouve un joint réfractaire 23, de type connu. Ainsi, si l'une des tuyères s"use prématurément un peu trop vite, il est possible de la remplacer sans changer le fond ni les autrestuyères, simplement en dévissant les boulons tels que 16 concernant cette tuyère. il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perectionnements de détails, de méme qu'envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1 - Plaque de fond de convertisseur d'affinage, métallique, percée de place en place d'orifices pour le passage de tuyères de soufflage protégées contre l'usure à chaud par des fluides protecteurs, et caractérisée à la fois par une épaisseur d'au moins 40 millimètres, par l'existence de nervures jouant le double rôle de raidisseurs et d'ailettes de refroidissement, par la présence, aussi bien sur le pourtour de ladite plaque de fond qul utour de la base de chacune des tuyères, de joints d'étanchéité, enfin par un mode de fixation, en au moins 10 points de sa circonférence, réalisé par serrage de boulons à filetage rond, aisément remplaçables par translation latérale jusqu'à une boutonnière de sortiez 2 - Plaque de fond de convertisseur selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un au moins des joints d'étanchéité est constitué par une tresse de fils d'amiante de diamètre ou de côté au moins éSal à 15 millimètres, et admettant un écrasement con- pris entre 2 et 4 millimètres. 30- Plaque de fond de convertisseur selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un au moins des joints d'étanchéité est constitué par un joint torique comprenant une enveloppe ex térieure à déformation plastique et un ressort intérieur métallique à déformation élastique. 40- Plaque de fond de convertisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les orifices ménagés dans la plaque de fond pour le passage des tuyères de soufflage comportant chacun une pièce métallique de révolution, soudée à ladite plaque de fond, et présentant un rebord circulaire muni d'ouvertures convenables pour l'introduction et le serrage des boulons de fixation de ckneune des tuyères sur ladite pièce métallique de révolution. 5 - Placue de fond de convertisseur selon la revendication 4, caractérisWe en ce que chaque tuyère est munie à sa base d'un bouchon métallique, fixé à la nièce métallique de ravolution précitée au moyen de boulons de serrage, percé en son centre d'un orifice dans le-el on enfile les tubes de la tuyère double ou multiple, et recevant sous lui une cuvette d'assemblage qui, par serrage sur un joint, assure l'étanchéité entre les tubes et le bouchon.