Brevet FR2387092A1 — publié le 19781110

La présente invention a trait à un dispositif destiné à souffler des matières fluides dans des bains métalliques liquides: plus particulièrement, elle concerne un dispositif à vanne coulissante permettant le barbotage d'un courant gazeux, éventuellement chargé de poudres réactives, à travers la masse fondue d'un bain métallique liquide à partir d'un point situé au-dessous de la surface du bain. les avantages qui découlent du soufflage de gaz (réactifs ou non) dans des bains de métal en fusion sont bien connus des métallurgistes; on peut aussi charger le courant gazeux de poudres propres à réagir, ou de toute façon à se combiner, avec le bain métallique. Le barbotage de gaz directement à travers le métal fondu produit un brassage intensif, ce qui favorise les réactions d'affinage et améliore l'homogénéité de la compasition; il s'ensuit que la charge pulvérulente contenue dans le courant gazeux soufflé peut jouer son rôle avec davantage de rapidité et d'efficacité. Différents types de dispositifs de soufflage ont été mis au point depuis de nombreuses années; on peut les classer, en gros, dans les trois catégories suivantes - Des buses suspendues au-dessus de la cuve contenant le bain métallique. On peut maintenir l'extrémité de chaque buse au-dessus de la surface du bain et diriger le soufflage vers cette surface, ou bien plonger l'extrémité de la buse dans le bain afin de produire un effet de barbotage. Avec ce genre d'équipement, on peut utiliser soit du gaz seul, soit du gaz mélangé à des charges pulvérulentes. Ces buses ont un-rendement remarquable mais elles peuvent aussi présenter l'inconvénient d'exiger des installations fixes encombrantes qui nécessitent une hauteur libre considérable au-dessus du bain. Des tuyères installées soit au fond, soit sur la paroi, de la cuve. Ayant le même rendement élevé que la buse, ces tuyères peuvent également véhiculer des jets gazeux mélangés ou non à des charges pulvérulentes. Leur principal inconvénient est qu'il faut basculer la cuve pendant le chargement en métal fondu, en maintenant cette position jusqu'à la mise en action du soufflage gazeux, afin d'éviter que le métal bouche les tuyères. C'est pour cette raison que l'on ne peut installer des tuyères que sur des convertisseurs fixes, avec l'inconvénient supplémentaire qu'il est impossible de charger le convertisseur à sa capacité maximale du fait de la nécessité de laisser les tuyères découvertes pendant les opérations de chargement. - Des obturateurs poreux installés dans le fond de la cuve. Avec un dispositif de ce genre, le basculement de la cuve est inutile, mais on ne peut souffler que des quantités limitées de gaz et le courant gazeux ne peut véhiculer des charges pulvérulentes. le but de la présente'invention consiste à prévoir un dispositif de soufflage qui supprime les inconvénients des trois catégories précitées et qui, surtout, procure des avantages analogues à ceux des dispositifs en question. le dispositif suivant la présente invention peut être considéré comme appartenant à la catégorie des tuyères. On peut lap- pliquer à n'importe quel type de cuve pour bains métalliques (convertisseurs, poches et même bennes de transport), et de plus il ne nécessite qu'une installation fixe de faibles dimensions dont le coat est très réduit. La tuyère selon la présente invention consiste en une structure rapportée en briques réfractaires, incorporée soit à la paroi latérale, soit au plancher de la cuve, et pourvue d'un passage central qui sert d'entrée pour le courant gazeux et débouche à l'intérieur de la cuve par une extrémité évasée. Cette structure rapportée en briques réfractaires est caractérisée en ce que le passage central précité peut être fermé par une vanne ou un registre coulissant ou à guillotine (également réalisé, du moins en partie, en briques réfractaires) propre à porter de façon étanche contre la face extérieure de ladite structure rapportée; la vanne à guillotine comporte en outre une conduite centrale passante dont l'extrémité extérieure est munie d'une bride permettant son raccordement à un tuyau d'alimentation en gaz. le dispositif suivant l'invention sera maintenant décrit plus en détail en se référant à un mode particulier de réalisation que montre l'unique figure du dessin annexé et qui est donné à seul titre d'exemple non-limitatif. Sur-le dessin, on voit qu'une structure rapportée 3, composée d'une série de blocs en-matière réfractaire munis d'une conduite centrale passante 4, est incorporée à la paroli l d'une cuve 2 pour métal fondu; la conduite passante 4 présente une extrémité évasée qui débouche à l'intérieur de la cuve 2. Une plaque fixe 5, également réalisée en briques réfractaires et munie d'une conduite centrale passante 5a, est fixée contre la surface extérieure de la paroi de la cuve, en regard de la structure rapportée 3, de manière que cette conduite centrale 5a soit constamment alignée avec celle 4 de ladite structure. la face extérieure de la plaque 5 (à savoir la face opposée à celle qui porte contre la cuve 2) est usinée à plat de manière à pouvoir assurer un contact étanche avec une seconde plaque 6 formant vanne, ou registre, qui peut se déplacer en coulissement à l'intérieur d'un châssis fixe 7 solidaire de la cuve 2.La vanne 6 est également pourvue d'une conduite passante 8 que l'on peut garnir intérieurement d'un tuyau métallique 9. La section transversale horizontale de la vanne 6 est sensiblement en forme de T et la conduite 8 s'étend sur toute la hauteur de la jambe centrale du T. Un chariot 11 peut coulisser dans des glissières 10 fixées sur la face externe du chassis métallique 7. Ce chariot Il est pourvu d'une saillie 13 formant bride qui d'un côté affleure l'extrémité extérieure 6' de la vanne 6, tandis que d'un autre côté cette bride 13 permet l'accouplement avec un tuyau d'alimentatipn en gaz (non représenté). Un mécanisme de type courant, désigné sommairement en 12, entraine la vanne coulissante 6 contre la plaque 5, cet entrainement s'effectuant soit de façon rectiligne, soit avec un mouvement de rotation. En service, on place la vanne ou le registre coulissant 6 de la manière représentée sur la figure du dessin, puis on remplit la conduite 4 avec un tampon légèrement tassé en matière réfractaire ou (de préférence) en même matière que celle que l'on doit souffler à travers le bain. La cuve est remplie de métal en fusion et l'on branche le tuyau d'alimentation en gaz sur la bride 13. Enfin, on ouvre le robinet d'entrée du gaz. La pression du gaz empêche le métal fondu de pénétrer dans la conduite 8 lorsque les conduites 4 et 8 sont correctement alignées. Le mécanisme 12 est ensuite actionné et entraine la vanne ou le registre coulissant 6 de façon à placer la conduite 8 en alignement avec la conduite 4. La pression gazeuse expulse le tampon qui obturait la conduite 4 et le gaz commence à barboter à travers le métal fondu. Une charge pulvérulente peut alors être injectée dans le courant gazeux, s'il y a lieu. La description qui précède illustre clairement l'efficacité et la simplicité du dispositif suivant la présente invention, dispositif que l'on peut mettre en oeuvre avec un équipement fixe extrêmement simple, eut que l'on peut adopter pour n'importe quel type de cuve pour métal en fusion, placé en n'importe quel endroit de l'usine ou installation métallurgique. - REVENDICATION Dispositif pour souffler des matières fluides dans des bains de métal en fusion, consistant en une tuyère comportant une structure rapportée 3 en briques réfractaires, pourvue d'une conduite centrale passante 4 et incorporée à la paroi 2 de la cuve contenant le métal en fusion, caractérisé en ce que ltoh prévoit une vanne coulissante 6 montée à l'extérieur de la paroi de la cuve en regard de ladite structure rapportée 3 en briques réfractaires, cette vanne étant entralnée de manière à coulisser contre une plaque perforée fixe 5 qui fait partie de ladite structure, la vanne mobile 6 étant également pourvue d'une conduite passante 8 équipée de ferrures permettant son accouplement avec le tuyau qui assure l'alimentation en matières fluides.