Brevet FR2502177A1 — publié le 19820924

Dispositif d'introduction de gaz dans des vases métal- lurgiques La présente invention concerne dun dispositif d'introduction de gaz dans des vases métallurgiques, com- portant une brique d'injection réfractaire, perméable aux gaz, disposée directement ou indirectement dans la garni- ture réfractaire du vase, un raccord extérieur pour le gaz et une conduite de liaison entre le raccord pour Le gaz et la brique d'injection. Dans des dispositifs de ce genre, connus par exem- ple par les Brevets US-PS 2 811 346 et FR-PS 906 327, la conduite de liaison amenant le gaz est reliée par le plus court chemin avec la brique d'injection, c'est-à- dire que cette brique est en liaison directe par la con- duite d'arrivée de gaz avec l'environnement extérieur du vase métallurgique. -55 Cela représente des inconvénients dans la mesure o, avec une brique d'injection de gaz endommagée, le métal fondu peut filtrer sans obstacle à l'extérieur et mettre gravement en danger l'environnement du vase ou le détruire. Bien entendu, les cas de ce genre sont très raresmais ne sont pas à exclure car les briques d'in- jection de gaz, particulièrement avec l'acier fondu, sont soumises à des conditions sévères. Par exemple, par suite d'infiltrations d'acier fondu dans les pores ouverts ou sous l'effet des chocs thermiques, il peut se produire dans la brique des fis- sures qui entraînent que, en fonction de la force des turbulences dans le bain de métal fondu, des particules de brique se détachent et sont évacuées. Le mécanisme de destruction qui est favorisé par des effets d'usure chimique et par erosion peut progresser jusqu'à l'arrivée de gaz et provoquer finalement une percée de métal fondu vers l'extérieur. L'invention a donc pour objet d'améliorer par des moyens techniques simples l'amenée de gaz à brique d'injection, en vue d'éviter toute percée du métal fondu. SeLon l'invention, ce résultat est obtenu essen- tiellement par le fait que, entre la brique d'injection perméable aux gaz et leraccord de gaz extérieur, est pré- vue une conduite en serpentin formée dans une pièce ré- fractaire. De cette manière, dans le cas d'une brique d'injection de gaz endommagée. le métal fondu qui progres- se couLe dans la conduite en serpentin formée dans la pièce réfractaire. A cet endroit, Le métal fondu est ar- reté par solidification et par conséquent, toute percée inopinée de métal fondu dans la position d'arrivée de gaz du vase métallurgique, entrainant avec elle des consé- quences souvent dévastatrices, est évitée. Le dispositif d'introduction de gaz peut être disposé directement dans La garniture réfractaire du vase 1i métallurgique, mais il est avantageux de l'utiliser con- jointement avec une brique creuse (appelée aussi brique à poche) qui reçoit la brique d'injection de gaz. Dans ce cas, il est avantageux de former la brique d'injec- tion avec la conduite en serpentin et le raccord pour le gazchns la brique creuse. Cette disposition permet l'échan- ge de la brique creuse comme une unité d'injection de gaz, sur la face intérieure du vase. Par ailleurs, il est possible que l'interchan- geabilité des éléments individuels du dispositif soit souhaitée par La face extérieure du vase. A cet effet, il convient d'utiliser une brique creuse supportant la brique d'injection de gaz, exempte de conduite, sur la face d'en- trée de gaz dans laquelle est disposée une pièce réfrac- taire dans laquelle sont formés,a conduite en serpentin et le raccord pour le gaz. De préférence, la conduite en serpentin formée dans la pièce creuse est réalisée en forme d'une spirale. et consiste en un métal bon conducteur de la chaleur, de préférence en cuivre, afin d'obtenir un refroidissement rapide du métal fondu qui progresse dans la conduite en serpentin. D'autrescaractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation et en se référant au 2502 1 7 7 dessin annexé sur lequel: La Figure 1 est une coupe longitudinale d'un exemple de réalisation, suivant I-I de la figure 2; la Figure 2 est une coupe suivant la ligne A-1 de la Fig. 1 et la Figure 3 est une représentation semblable à celle de la Fig. 1 d'un second exemple de réalisation. Le dispositif d'introduction de gaz dans des ré- cipients métallurgiques, représenté sur les Fig. 1 et 2, est réalisé avec une brique creuse réfractaire 1, comme une unité d'injection de gaz. Il comporte une brique d'injection réfractaire 2 de forme tronconique, perméable aux gaz, prévue avec une chemise de tôle 3 et un bord de fond de tUle 4. En liaison avec le fond, se trouve une conduite en serpentin 5, en cuivre, de pré- férence en spirale, qui débouche à une extrémité dans l'espace 6 en forme de fente au-dessous de la brique d'injection tandis que son autre extrémité comporte un raccord 7. L'ensemble de la brique d'injection 2 avec la chemise de tôle 3 et le fond de tôle 4, de la conduite én serpentin et du raccord 7, est formé dans la brique creuse 1 cubique qui est par exemple en béton réfractai- re moulable, constituant ainsi un dispositif appelé une unité d'injection de gaz, cette dernière pouvant être manutentionnée au moyen d'un étrier de transport 8 fixé sur la chemise de tôle 3 et passant au-dessus de la sur- face supérieure de la brique d'injection 2. Le dispositif 1 à R est par exemple installé dans la couche d'usure d'une poche à acier en fusion et servir au traitement de l'acier fondu par du gaz de la- vage ou porteur. A cet effet, du gaz est amené dans le vase par le raccord 7, la conduite 5, l'espace vide 6 et la brique d'injection 2. S'il arrive de façon inatten- tue que la brique d'injection 2 s'use prématurément, de l'acier fondu passe par cette brique dans la conduite en serpentin 5, protégée par La matière réfractaire de la brique creuse 1 et qui est dimensionnée de manière que l'acier fondu qui y pénètre se refroidit rapidement et se soLidifie ce qui interdit ainsi toute sortie vers l'extérieur. A la différence du dispositif compact décrit ci-dessus, le dispositif de la Fig. 3 est assemblé en trois pièces, à savoir la brique d'injection 10 chemi- sée avec une tôle 9, la brique creuse 11 et une pièce réfractaire 12 en forme de bloc dans laquelle sont for- niés la conduite en serpentin 13 et le raccord 14 et dont les faces latérales sont armées avec une tôle pro- filée lgj de section en U. Le volume 16 collecteur de gaz se trouve entre la brique d'injection 10 et la pièce 12. La brique d'injection de gaz chemisée 9g 10 et la pièce réfractaire 12 avec la conduite en serpentin 13 et le raccord 14 peuvent être remplacées en cas de besoin, par l'extérieur du vase métallurgique. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'introduction de gaz dans des vases métallurgiques, comportant une brique d'injection réfractaire, perméable aux gaz, disposée directement ou indirectement dans La garniture réfractaire du vase, un raccord extérieur pour le gaz et une conduite de liai- son entre Me raccord pour Le gaz et la brique dtinjec- tion, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une conduite en serpentin (5, 13), forméedans une pièce ré- fractaire (1, 12) disposée entre la brique d'injection (2, 10) perméable aux gaz et le raccord pour le gaz (7; 14). 2 - Dispositif selon la revendication 1, avec une brique d'injection de gaz disposée dans une brique creuse réfractaire, dispositif caractérisé en ce que la brique d'injection (2) avec la conduite en serpentin (5) et le raccord pour Le gaz (7) sont formées dans la brique creuse (1). 3 - Dispositif seLon La revendication 1, avec une brique d'injection de gaz disposée dans une brique creuse réfractaire, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une pièce réfractaire (12) disposée sur une bri- que creuse exempte de conduite, et dans laquelle sont formés la conduite en serpentin(13) et le raccord pour le gaz (14). 4 - Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que la conduite en serpentin (5; 13) est réalisée en forme de spirale, et en cuivre.