Brevet FR2537604A1 — publié le 19840615

Tuyère pour haut fourneau, dont la paroi du conduit cen tral de passage du vent prêsente une conductivité thermique diminuée par rapport à celle des autres parois de la tuyère. La presente invention concerne les tuyères de haut fourneau en cuivre ou alliage de cuivre à circuit de refroidissement par fluide. Dans la suite, on se référera, par commodité, aux tuyères en cuivre, étant entendu que l'invention s'applique également aux tuyères en alliage de cuivre. On sait que le refroidissement necessaire des tuyères se traduit par des pertes thermiques importantes. Pour réduire ces pertes, on a déjà propose l'isolation des parois des tuyeres avec des revêtements céramiques ou des bétons réfractaires de divexses compositions. Outre que ces revêtements présentent l'incon ventent de former des surepaisseurs qui peuvent conduire à la nécessité d'adapter la forme et le dimensionnement des tuyères aux types de revêtements isolants utilises, il-se pose également le problème de la tenue dans le temps des réfractaires déposés, en particulier dans la partie proche de la zone de combustion. Pour pallier les inconvéaients précités, l'invention a pour but de diminuer la conductivite de la par roi du conduit central de passage du vent de la tuyère sans modifier les formes et dimensions de celle-ci et sans dépôt de revêtement apparent sur la paroi du conduit central. Pour atteindre le but visé, l'invention a pour objet une tuyère en cuivre refroidie par fluide, dont la composition chimique du cuivre formant la paroi du conduit central de passage de vent chaud a été modifiée par rapport a sa composition d'origine par un traitement fait dans le but d'en diminuer la conductivité thermique, ce traitement étant un traitement de diffusion en profondeur de nitrure d'aluminium dans ladite paroi du conduit central. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et en référence à la planche de dessins annexés sur laquelle - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale de la tuyère de l'invention, la partie comportant des points étant la paroi du conduit central traitée par diffusion, - la figure 2 est une vue micrographique d'une partie de la paroi traitée par diffusion selon la coupe Il-Il de la figure 1. La tuyère de l'invention est constituée par une tuyère 1 (fig.1) en cuivre, à circuit de refroidissement par fluide dont la composition chimique du cuivre de la paroi 2 du conduit central de passage du vent a été modifiée par rapport & sa composition d'origine par un traitement de diffusion en profondeur de nitrure d'aluminium dans ladite paroi 2 du conduit central. La diffusion du nitrure d'aluminium dans le cuivre de la paroi 2 s'effectue par tout moyen approprié, en partant de l'une quelconque de ses faces 3, 4 ou de ses deux faces 3 et 4. La composition chimique du cuivre de la paroi 2 peut être modifiée sur tout ou partie de son épaisseur. Dans le cas d'un traitement de la paroi 2 par ses deux faces 3, 4, l'épaisseur et/ou la composition du cuivre "diffusé" côté face 3 peuvent être identiques ou différentes de celles de la face 4. Le cuivre de la paroi 2 peut être traité à différentes phases de fabrication de la tuyere 1 de l'invention selon-qu'elle est réalisée d'une pièce ou par assemblage d'une pluralité de pièces On peut donc, soit traiter å part la partie de tuyère destinée devenir le conduit de passage de vent, soit effectuer le traitement de la paroi 2 sur la tuyère déjà assemblée. Dans une forme de réalisation préférentielle, la tuyère 1 en cuivre de l'invention comprend une paroi 2 en cuivre traitée à partir de sa face 3. Comme le montre la figure 2, la paroi 2 présente trois zones 5, 6 et 7 de structures différentes. En partant de la face 3 située côté passage du vent, on peut voir successivement une premiere zone superficielle 5 oxydée particulièrement isolante car contenant beaucoup d'alumine (conductif vité environ 100 fois plus faible que celle du cuivre pur), une deuxième zone 6, de plus grande epaisseur que la zone 5, en cuivre diffusé faiblement conducteur de la chaleur (conductivité environ 10 fois plus faible que celle du cuivre pur) et enfin une troisième zone 7, allant jusqu'à la face 4 de la paroi 2 située côté passage du fluide de refroidissement, en cuivre non modifié par rapport à sa composition d'origine. La tuyère de l'invention permet de réaliser des économies d'énergie car elle permet de diminuer l'échange de chaleur entre le vent chaud et le fluide de refroidissement de-la tuyère. En effet, comme le montrent les essais déjà réalisés, le remplacement de 20 tuyères d'utilisation courante non isolées d'un haut fourneau produisant 2 000 tonnes de fonte par jour, par des tuyeres de l'invention permet de réduire les pertes thermiques au niveau des tuyères d'environ 18 8, ce qui correspond à un gain de l'ordre de 6 tonnes de coke par jour. D'autre part, la rentabilité du supplément d'investissement par rapport à une tuyere d'utilisation courante non isolée est assurée en 20 jours environ en regard d'une durée de vie de 9 mois, ce qui est donc particulièrement avantageux. REVENDSCATIONS I. Tuyère de haut fourneau en cuivre ou en alliage de cuivre, à circuit de refroidissement par fluide, caractérisée en ce que la composition-chimique du cuivre ou alliage de cuivre de la paroi (2) de son conduit central de passage du vent a été modifiée par rapport à sa composition d'origine par un traitement de diffusion enprofondeur de nitrure d'aluminium fait dans le but de diminuer la conductivité thermique de ladite paroi 2. Tuyère selon la revendication 1, caractérisée en ce que le traitement est effectué en partant de l'une (3) et / ou de l'autre (4) face de la paroi (2),