Brevet FR2475063A1 — publié le 19810807

Procédé pour le montage et le remplacement, dans la paroi d'un récipient contenant une masse fondue, d'une garni- ture réfractaire et perméable aux gaz pour l'introduction de gaz, par exemple de gaz de rinçage ou de gaz porteurs, dans le récipient, et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. La présente invention se rapporte à un procédé pour le montage et le remplacement, dans la paroi d'un récipient, par exemple d'une poche ou d'un convertisseur, contenant une masse fondue, par exemple du métal ou du verre fondu, d'une garniture réfractaire et perméable aux gaz pour l'introduction de gaz de rinçage ou de gaz porteurs dans ledit récipient,procédé dans lequel la garniture perméable aux gaz est montée dans la zone du garnissage de la paroi du récipient et, en cas de besoin, est enlevée et échangée contre une nouvelle garniture perméable aux gaz. Dans de tels procédés connus en métallurgie, la garni- ture perméable aux gaz est cimentée en tant que brique conique dans une brique perforée spéciale ou sous forme de brique cubique entre les briques contigẻs du garnissage du récipient, qui vient directement en contact avec la masse fondue, et est alimentée par exemple en gaz à partir de sa face arrière pendant le processus métallurgique (voir par exemple DIDIER- Prospektblatt 1675 976 30 H: "Feuerfeste Werkstoffe fur den Einsatz von Spil- und Trâgergasen in der Metallurgie").Les briques utilisées à cet effet sont certes perméables aux gaz, mais imperméables au métal fondu de façon qu'en cas de baisse de la pression du gaz de rinçage ou gaz porteur, le métal fondu ne puisse pas s'échapper à l'extérieur. Si la brique perméable aux gaz doit être remplacée au cours de la durée de vie de la paroi du récipient, il faut, par une méthode fatigante et longue, l'extraire en la cassant de son entourage ce qui ne peut s'effectuer en partie qu'après refroidissement du récipient. Pour cette raison, dans les convertisseurs, on arrive à ne procéder à ce remplacement que lors de la réfexion du garnissage du récipient. Il est par ailleurs connu d'insuf- fler dans la métal fondu des gaz de rinçage ou des gaz porteurs à travers la paroi du récipient au moyen de lances tubulaires. En particulier, lorsque cette insufflation s'effectue-par en dessous, c'est-à-dire par exemple par le fond du récipient, il y a toutefois risque que la masse fondue s'échappe du récipient en cas de baisse de la pression du gaz de rinçage ou du gaz porteur. La présente invention a par conséquent pour objet un procédé du type précité permettant un remplacement simple et rapide de la garniture réfractaire perméable aux gaz. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que la garniture perméable aux gaz est montée dans un tube cylindrique métallique ou céramique traversant la paroi du récipient et est éliminée par forage avant son remplacement par une nouvelle garniture perméable aux gaz. Le tube cylindrique métallique ou céramique qui est rigidement fixé dans la paroi du récipient sert en pareil cas, d'une part, au guidage du gaz de la même façon que les revê- tements métalliques connus des briques perméables aux gaz et, ce qui est essentiel en l'occurence, de guide pour un foret à l'aide duquel la garniture perméable aux gaz peut être extraite de l'intérieur du tube cylindrique et remplacée par une garniture neuve. Le tube cylindrique assure éventuellement en-même temps, l'amenée du gaz à la garniture perméable aux gaz. Pour l'installation du tube cylindrique, on peut prévoir dans la paroi du récipient, lors de sa construction, des briques perforées appropriées mais il est préférable toutefois de pratiquer dans la paroi déjà existante du réservoir un trou de passage à un endroit prédéterminé pour chaque cas individuel. Cela présente l'avantage, non seulement que l'endroit de l'amenée du gaz peut être déterminé ultérieu- rerent selon les besoins, mais également que l'on peut donner une direction quelconque à l'axe du tube cylindrique dans la paroi du récipient. Le tube cylindrique peut ensuite être cimenté de façon étanche aux gaz dans le trou ainsi pratiqué. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus de montage, dans la paroi d'un récipient contenant une masse fondue, par exemple d'une poche ou d'un convertisseur, d'une garniture réfractaire perméable aux gaz pour l'introduction de gaz, par exemple de gaz de rinçage ou de gaz porteurs dans le récipient, dispositif dans lequel la garniture perméable aux gaz est montée de façon étanche aux gaz dans la zone du garnissage de la paroi du récipient. Selon ce dispositif, une ou plusieurs garnitures perméables aux gaz sont montée(s) dans un tube cylindrique métallique ou céramique. Il est de la sorte possible, en cas de longueur prédéterminée des garnitures perméables aux gaz sensiblement cylindriques, de traverser même des garnissages d'épaisseurs différentes de parois et d'établir des garnitures ayant des perméabilités différentes aux gaz. La garniture perméable aux gaz dans le tube cylindrique peut être réalisée en un matériau poreux et/ou en un matériau traversé par des canaux longitudinaux. Cette dernière alter- native est en particulier préférable lorsque, au moyen de gaz porteurs, on veut introduire dans un métal fondu des particules solides ou liquides qui pourraient se déposer dans un matériau poreux et provoquer un colmatage rapide. La section transversale des canaux longitudinaux est en pareil cas suffisamment faible pour que même en cas de baisse de pression de gaz, il ne puisse se produire aucune fuite de masse fondue. La garniture perméable aux gaz peut être réalisée sous la forme de briques moulées et/ou sous la forme de pâte et/ou de granulat et/ou de matériau fibreux en vrac. Avec la pâte, le granulat ou le matériau fibreux en vrac, on peut soit façonner des pièces moulées préfabriquées et les utiliser comme garniture ou l'on peut également couler, mouler par compression ou damer la pâte, le granulat ou le matériau fibreux sur place dans le tube cylindrique dans lequel il compose la gar- niture. Il est également possible de combiner l'emploi de briques moulées ou pièces moulées préfabriquées et de couches de pâte, de granulat ou de matériau fibreux de sorte que pour les différents cas d'utilisation, on dispose d'un grand choix de solutions diverses. En munissant le tube cylindrique d'un élargissement sur son côté entrée, on facilite l'introduction dans le tube cylindrique du foret dont le diamètre correspond sensiblement au diamètre intérieur du tube cylindrique. Cet élargissement peut par exemple être obtenu en soudant sur l'extrémité côté entrée du tube cylindrique un embout spécial allant en s'élargissant obliquement vers l'extérieur par rapport à la section transversale intérieure du tube cylindrique. Le tube cylindrique peut également, sur son côté entrée, comporter un raccord d'amenée de gaz amovible dont la section transversale intérieure peut être choisie indépendam- ment de la section transversale intérieure du tube cylindrique sans que la possibilité de l'introduction d'un foret ayant le diamètre nécessaire dans le tube cylindrique en soit gênée. Le raccord d'amenée de gaz peut par exemple être vissé sur le tube cylindrique lui-même ou sur l'embout précité rigidement fixé à ce dernier. L'invention peut aussi être utilisée à une autre fin que le traitement de masses fondues, par exemple de métal ou de verre fondu. Il est par exemple également possible de prévoir un groupe de dispositifs d'amenée de gaz du type précité dans des zones de la paroi du récipient qui ne sont pas au contact de la masse fondue, c'est-à-dire par exemple dans la partie supérieure du récipient pour refroidir les zones correspondantes des parois ou pour réaliser une atmosphère de protection au-dessus du niveau de la masse fondue. Le groupe peut, dans un cas limite, se composer d'un seul dispositif d'amenée de gaz de ce genre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription de plusieurs modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: les figures 1 à 4 représentent différentes phases de la fabrication d'un agencement selon l'invention de garnitures réfractaires perméables aux gaz; les figures 5 à 8 représentent en coupe et à plus grande échelle-une garniture selon-l'invention et le tube cylindrique prévu selon l'invention avfant et après l'insertion des garnitures ainsi qu'avant et après la mise en place d'un raccord d'amenée de gaz; les figures 9 et 10 représentent respectivement en coupe et en élévation un agencement de plusieurs amenées de gaz dans une zone de paroi à refroidir. L'invention est tout d'abord expliquée en détail à l'aide des dessins en prenant comme exemple un fond de con- vertisseur comportant un garnissage 2 qui est constitué de plusieurs couches formées de briques individuelles et qui est placé sur une tôle de fond 3. La tôle de fond 3, à l'endroit o une amenée de gaz selon l'invention allant à l'intérieur du réservoir est prévue, présente un évidement 9 percé par exemple ultérieurement et qui se prolonge par un trou 7 dans le garnissage 2, pratiqué dans le garnissage 2 au moyen d'un foret B (figure 1). Dans le trou 7, on insère un tube cylin- drique métallique ou céramique 4 que l'on cimente à pied d'oeuvre dans le trou 7 du garnissage 2 (figure 2). Pour le positionnement, le tube cylindrique 4, dans la zone de son extrémité extérieure, porte une bride annulaire 10 (figure 2,6) qui vient s'appliquer sur la surface extérieure de la tôle de fond 3 (figure 3). Dans le tube cylindrique 4 ainsi assujetti au garnissage 2, on monte et fixe avec du ciment ou du mortier 13 (figure 3, figure 7) une ou plusieurs garnitures perméables aux gaz sous forme de briques moulées ou de pièces moulées (figure 5) fixées, ou on coule, comprime ou dame dans le tube 4 une ou plusieurs garnitures à partir de pâte,de granulat ou de matériau fibreux en vrac. A son extrémité côté entrée du gaz, le tube cylindrique 4 porte un embout soudé 8 (figure 6) qui présente un élargissement 5 tourné vers sa surface frontale externe (figure 6). Cet élargissement 5 facilite l'introduction d'un foret à l'intérieur du tube cylindrique, de sorte que les garnitures 1 perméables aux gaz peuvent être facilement et rapidement éliminées par forage de l'intérieur du tube cylindrique pendant une courte période d'arrêt. Pour l'amenée du gaz, sur l'embout 8, on fixe avec un joint intermédiaire 14 et au moyen du filetage 11, un raccord 6 sur lequel on peut brancher la conduite d'amenée de gaz 12 (figures 4,8). Comme en raison du procédé et du dispositif conformes à l'invention, il est possible d'exécuter rapidement le montage et le remplacement des garnitures réfractaires perméables aux gaz, on peut, dans le fond du récipient, ou aussi sur sa paroi latérale, prévoir des endroits d'amenée de gaz relati- vement nombreux et de section transversale comparativement faible sans avoir à craindre un affaiblissement de la paroi du récipient, étant donné que les trous 7 et les évidements correspondants 9 peuvent être de dimensions relativement réduites. Les figures 9 et 10 représentent respectivement en coupe et en élévation, une zone de paroi W d'un four élec- trique qui comporte pour le refroidissement des dispositifs d'amenée de gaz selon l'invention aux points chauds provoqués par le rayonnement de l'arc électrique. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le montage et le remplacement, dans la paroi d'un récipient contenant une masse fondue, par exemple d'une poche ou d'un convertisseur, d'une garniture réfractaire perméable aux gaz pour l'introduction de gaz, par exemple de gaz de rinçage ou de gaz porteurs dans le récipient, procédé dans lequel on monte de façon étanche aux gaz la garniture perméable aux gaz dans la zone du garnissage de la paroi du récipient, on l'enlève en cas de besoin et on la remplace par une nouvelle garniture perméable aux gaz, caractérisé par le fait qu'on monte la garniture perméable aux gaz dans un tube cylindrique métallique ou céramique traversant la paroi du récipient et qu'on l'élimine par forage avant de la remplacer par une nouvelle garniture étanche aux gaz. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pour installer le tube cylindrique à un endroit prédéterminé,on pratique un trou de passage dans la paroi du récipient. 3. Dispositif pour lantse en oeuvre du procédé selon lv revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend unre ou plusieurs garnitures perméables aux gaz (1) dans un tube cylindrique (4) métallique ou céramique. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé Dar le fait que la garniture (1) perméable aux gaz est cons- tituée par un matériau poreux et/ou un matériau traversé par des canaux longitudinaux. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, carac- térisé par le fait que la garniture perméable aux gaz (1) est réalisée sous la forme d'une brique moulée et/ou sous la forme d'une pâte et/ou d'un granulat et/ou d'un matériau fibreux. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que le tube cylindrique présente un élargissement (5) sur son côté entrée. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que le tube cylindrique comporte un raccord d'amenée de gaz amovible (6) sur son côté entrée. 8. Groupe de dispositifs selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans des zones de la paroi du récipient qui ne viennent pas au contact de la masse fondue, pour l'amenée de gaz, par exemple de gaz de refroidissement ou de protection.