Brevet FR2522015A1 — publié le 19830826

i Dispositif pour l'introduction de gaz dans des cuves métallurgiques. La présente invention a pour objet un dispositif pour l'introduction de gaz dans des cuves métallurgiques, ce dispositif comprenant une brique réfractaire montée de façon échangeable dans le revêtement ou garnissage réfractaire de la cuve, cette brique étant gainée de tôle longitudinalement, dans le sens d'écoulement des gaz> et présentant une surface frontale intérieure libre et une arrivée de gaz sur la surface frontale extérieure. Pour les dispositifs d'introduction de gaz dans les cuves métallurgiques, on utilise en majeure partie des briques réfractaires perméables à travers lesquelles est introduit, dans la cuve, le gaz servant au traitement de métal en fusion dans la cuve Les pores ouverts de la brique constituent un point de départ préférentiel pour une usure prématurée de la brique, en particulier sous l'effet du métal fondu pénétrant dans les pores. D'autres dispositifs d'introduction de gaz font appel à des briques réfractaires gainées de tôle, les- quelles briques Ont & peine-perméables aux gaz, en raison de la grande proportion de pores fermés Par conséquent, le gaz a introduire s'écoule principalement entre la gaine de tôle et la brique Il se produit une section an- nulaire de sortie de gaz qui, en raison de la surface relativement inégale de la brique et en raison de l'appli- cation irrégulière de la gaine de t Ole, conduit à un écoulement de sortie de gaz très irrégulier En certains endroits, il n'y a pratiquement pas de sortie de gaz ou qu'une très faible sortie de gaz, ce oui conduit à un traitement peu satisfaisant du métal en fusion. Les deux types de dispositifsprésentent l'incon- vénient que le métal en fusion provoque un colmat Zqe rapide de la section de sortie des gaz sur la brique et entre la brique et la gaine de tôle, ce qui gène consi- dérablejent l'introduction du gaz dans la cuve. La présente invention a pour objet d'améliorer le fonctionnement d'un dispositif d'introduction de gaz dans des cuves métallurgiques et d'augmenter la durée de vie d'un tel dispositif, par des moyens simples. Ce but est atteint, suivant la présente invention, par le fait que le dispositif comprend des passages de gaz en matière fibreuse céramique réfractaire Les matières fibreuses céramiques sont compressibles et peuvent être disposées dans et autour du matériau de la brique de manière que soit assurée la perméabilité désirée au gaz,mais que soient évités dans une large mesure les effets défavorables du métal en fusion sur le dispositif, en particulier la pénétration de métal en fusion dans des pores ouverts Les matières fibreuses reçoivent la solidité nécessaire par l'effet d'appui du matériau qui les entoure Il en résulte un dispositif ayant une durée de vie et une efficacité comparativement élevées. Les passages de gaz sont avantageusement constitués par une matière fibreuse profilée, de préférence sous forme de nappe ou "mat" de bande, de c&ble ou de corde, cette matière fibreuse pouvant être immobilisée d'une manière simple entre des parties de brique et/ou entre la brique et la gaine de tôle et être comprimée ainsi jusqu'e procurer la perméabilité au gaz recherchlé Le cas échéant, la matière fibreuse profilée peut être disposée dans des contre-profils de la brique et/ou de la gaine en tôle. Suivant une autre caractéristique de l'invention, de la matière fibreuse profilée est incorporée à la brique et/ou entre la brique et le gaine en tôle dans le matériau de la brique, la gaine en tôle servant de coffrage perdu dans lequel le matériau de la brique est coulé après l'introduction de matière fibreuse profilée, de préfé- préccmrimge. La matière fibreuse profilée est avantageusement comprimée & des épaisseurs de passage comprises entre 0,4 et 1,2 mm. Pour améliorer la stabilité de la section de pas- sage de gaz de la matière fibreuse, il est avantageux de définir par des éléments d'espacement les passages de gaz formés par la matière fibreuse entre les parties de brique et/ou entre la brique et la gaine en tôle Cela empêche une compression indésirable de la matière fibreuse, par exemple pendant le fonctionnement, sous l'effet de contraintes thermiques La section de passage pour les gaz reste conservée, ce qui assure à tous moments une sortie uniforme du débit de gaz désiré du dispositif. De préférence, les éléments d'espacement sont cons- titués par des rubans de tôle et/ou font partie intégrante de la gaine en tôle, sous la forme d'emboutis ou d'autres déformations de la gaine en tôle Dans certains cas, il peut également être avantageux de former les éléments d'espacement sur la surface périphérique de la brique. En se référant au dessin schématique annexé, on va décrire ci-après plus en détail plusieurs exemples de réalisation illustratifs et non limitatifs de l'objet de l'invention; sur le dessin: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispo- sitif d'introduction de gaz de forme tronconique; la figure 2 est une variante du dispositif selon la figure 1; la figure 3 est une coupe partielle suivant A-A de la figure 2; la figure 4 représente, de façon semblable à la figure 1, mais en perspective, un dispositif rectangulaire; les figures 5 a et 5 b sont des coupes transversales analogues à la figure 3 de deux autres modes de réalisation Sur la figure 1, la référence 1 désigne une brique à trou dans le garnissage réfractaire d'une cuve métallur- gique non représentée, briaue dans laquelle un dispositif d'introduction de gaz 10 est-monté de façon échangeable de l'extérieur à l'aide de mortier 2 Le dispositif 10 comprend une brique tronconique 3 qui est entourée d'abord d'un mat de matière fibreuse 4 et ensuite d'une gaine en tôle 5 La gaine en tôle 5 déborde sur la face frontale extérieure 6 de la brique 3 et est ici fermée par un fond de tôle 8 comportant un raccord 7, ce qui crée un espace collecteur 9 pour le gaz devant être introduit dans la cuve. Selon le choix de la perméabilité de la brique 3,le gaz s'écoule de façon plus ou moins importante à travers la matière fibreuse 4 Dans le cas d'une brique 3 à peine perméable au gaz, le passage du gaz a lieu en majeure partie entre la gaine en tôle 5 et la brique 3, le gaz pénétrant uniformément dans le métal fondu contenu dans la cuve, en raison de la section constante dégagée par la matière fibreuse comprimée entre la gaine en tôle et la brique et d'une structure comparativement régulière des pores de la matière fibreuse Il est ainsi possible de limiter à un minimum la quantité de gaz devant être introduite dans le métal en fusion, aussi bien pendant qu'en-dehors du traitement, et d'assurer un fonctionnement optimal, sans avoir à craindre des attaques destructrices du métal en fusion. Le mode de réalisation suivant les figures 2 et 3 se distingue de celui de la ffiure 1 dans lequel la section de passage de gaz est annulaire par une sortie cruciforme obtenue par la division longitudinale de la brique 3 en quatre secteurs 3 a, 3 b, 3 c et 3 d La matière fibreuse profilée 4 responsable du passage des gaz est serrée, également en forme de mat, entre les secteurs 3 a à 3 d et est comprimée à l'aide de la gaine en tôle 5 en vue de l'obtention d'une perméabilité au gaz déterminée. Au lieu de briques tronconiques 3 selon les figures 1, 2 et 3, le dispositif peut également comporter des briques ayant d'autres formes, par exemple une forme rectangulaire, comme illustrée par la figure 4 On fait appel ici à une brique rectangulaire 11 divisée en trois parties, de la matière fibreuse 4 profilée en forme de mat étant disposée entre les différentes parties lla, llb, lic et comprimée à l'aide de la gaine en tôle 5 en vue de l'obtention de la perméabilité au gaz recherchée. Dans le mode de réalisation illustré parla figure 5 a, des éléments d'espacement 13 s'étendant dans la direction d'écoulement des gaz sont disposes dans la section de passage de gaz formée par la matière fibreuse 4 en forme de mat entre la gaine en tôle 5 et la brique 3 Ces éléments d'espacement 13, par exemple au nombre de quatre, soet r prtis uniforment sur l surface périphérique de la brique 3 et sont pliés, aux extrémités extérieures, sur la face frontale 6 de la brique 3 Selon la figure 5 b, des éléments d'espacement 13 a se trouvent dans la matière fibreuse 4 en forme de mat entre les parties de brique 3 a et 3 b d'une brique 3 divisée en deux en direction longi- tudinale Les éléments d'espacement 13 et 13 a qui sont constitués par des rubans de tôleidéfinissent la section de passage de gaz de la matière fibreuse 4 A la place d'éléments d'espacement 13 et 13 a continus, il est pos- sible également d'utiliser des éléments d'espacement prévus uniquement aux extrémités intérieure et extérieure de la brique. Bien entendu, il est possible d'utiliser en même temps les deux types d'éléments d'espacement 13,13 a. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour l'introduction de gaz dans des cuves métallurgiques, ce dispositif comprenant une brique réfractaire gainée de tôle longitw 4 enale"ent, dans le sens d'écoulement des gaz, cette brique étant disposée de façon échangeable dans le revêtement ou garnissage réfrac- taire de la cuve et présentant une face frontale intérieure libre et une arrivée de gaz sur la face frontale extérieure, caractérisé par le fait que le dispositif comporte des passages de gaz en matière fibreuse ( 4) céramique, réfrac- taire. 2 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé par le fait que les passages de gaz sont constitués par de la matière fibreuse profilée ( 4), de préférence sous forme de mat,napçeou mat de bande, de c Able ou de corde. 3 Dispositif suivant la revendication 2, carac- térisé par le fait que la matière fibreuse profilée ( 4) est positionnée entre des parties de brique ( 3 a à 3 d ou lla à l 1 c) et/ou entre la brique ( 3) et la gaine en tôle ( 5). 4 Dispositif suivant la revendication 3, carac- térisé par le fait que la matière fibreuse profilée ( 4) est positionnée dans des contre-profils de la brique ( 3) et/ou de la gaine en tôle ( 5). 5 Dispositif suivant la revendication 2, carac- térisé par le fait que de la matière fibreuse profilée ( 4) est incorporée au matériau de la brique, dans la brique ( 3) et/ou entre la brique ( 3) et la gaine en t Ole ( 5). 6 Disposit If suivant la revendication 5, carac- tértsé par le fait qu'il comporte de la matière fibreuse profilée précomprimée. 7 Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisa par le fait que la matière fibreuse profilée ( 4) est comprimée à des épais- seurs de passage comprises entre 0,4 et 1,2 mm. 8 Dispositif suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé par le fait que les passages de gaz formés par la matière fibreuse ( 4) entre les parties de brique ( 3 a,3 b) et/ou entre la brique ( 3) et la gaine en tôle ( 5) sont définis par des éléments d'espacement ( 13,13 a). 9 Dispositif suivant la revendication 8, caracté- risé par le fait que les éléments d'espacement ( 13,13 a) sont constitués par des rubans de tôle et/ou par des emboutis ou d'autres déformations de la gaine en tôle ( 5). Dispositif suivant la revendication 8, carac- térisé par le fait que les éléments d'espacement ( 13,13 a) sont formés sur la surface périphérique de la brique ( 3).