Brevet FR2549083A1 — publié le 19850118

Lance pour insuffler des substances fluidisées dans un bain de fusion de métal L'invention se rapporte à une lance pour insuffler des substances fluidisées dans un bain de fusion de métal, comportant un tube métallique entouré d'une gaine réfrac taire. De telles lances servent à injecter dans le bain de fusion de métal des matières solides pulvérulentes qui pro voquen- des processus chimiques comme par exemple la désul- furation des bains de fer en fusion par addition de poudre de carbure de calcium Il sa produit alors entre le bain d fusion de métal et la poudre une réaction chimique par laquelle le soufre est séparé du métal avec formation d'un laitier de calcium surnagean@ au-dessus du bain de métal. Lors du soufflage, les lances sont exposées à différents types d'influences et ce aussi bien physiques que chimiques. Les lances subissent ainsi une rapide usure a laquelle contribuent en particulier l'effet des températures élevées ainsi qu'une corrosion dans la zone de la cou- che de laitier. Une telle lance est par exemple connue par la demande de brevet allemand 29 12 195. Dans cette lance, les anneaux entourant à résistance 1e tube sont soudés à des bou- lons d'expansion, qui, pour maintenir la gaine réfractaire1 sont eux-memes noyés dans celle-ci qui peut par exemple être réalisée en béton réfractaire, en pisé réfractaire damé ou analogue. A l'extrémité inférieure, la gaîne coiffe le tube qui, à cet endroit se rétrécit en une embouchure de façon que l'ouverture de soufflage de celle-ci se trans- forme en une ouverture de sortie de la gaine. L'objet de la présente invention est d'augmenter la durée d'utilisation ou le nombre des utilisations possibles d'une telle lance e soufflage tout en assurant un démontage facile. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que la lance comporte une embouchure céramique et que la gamine réfractaire dans le sens axial se compose de plusieurs couches de matériaux de différente résistance à l'usure. Les parties les plus exposées d'une telle lance sont la zone inférieure de l'embouchure et la zone qui vient en contact avec la coche de laitier surnageant au-dessus d bain de fusion de métai. Pour augmenter les durées de vie de ces lances, l'embouchure de la lance est réalisée an matériau céramique particulièrement résistant, comme par ex- emple l'oxyde de zirconium. Dans la zone exposée aux attaques de laitier, on prévoit pour la gaine réfractaire un matériau à haute résistance à la corrosion et à la chaleur comme par exemple le béton réfractaire, les pisés réfractaires dames ou analogues. Dans un mode de réalisation particulièrement préfé- ré, l'embouchure est remplaçable. Elle est de préférence vissée à l'extrémité inférieure du tube ou fixée au moyen d'un emboîtement à baïonnette. Comme la première usure de la lance se produit au niveau de l'embouchure, cette dernière est raccordée de fa çon amovible au reste de la lance. L'embouchure usée peut être remplacée par une neuve. Le reste de la lance peut ainsi être réutilisé plusieurs fois. Le raccordement peut être assuré par vissage, emboîtement à balonnette ou autre possibilité de raccordement connue. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, la partie de la lance se trouvant dans la zone du laitier du bain de fusion de métal peut être remplacée. Cela peut se faire en subdivisant le tube métallique et en raccordant les différents tronçons tubulaires au moyen de manchons emboîtables ou vissables. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, l'embouchure est entourée d'une gaine réfractaire comportant au moins une cage d'armature métallique cylindrique. Pour éviter les formations de fissures par suite des contraintes de flexion, la gaine réfractaire du tube métal- lique peut comporter au moins une cage d'armature metalli- que cylindrique. De préférence, la cage d'armature comporte des anneaux qui sont soudés au tube métallique par l'intermédiaire de nervures. La cage d'armature se compose d'un treillis de fils métalliques cylindrique, et à égales distances dans le sens axial sont disposés des anneaux qui, dans le sens radial, sont soudés au tube métallique par l'intermédiaire de nervures. Cette construction convient particulièrement bien pour empêcher les fissures de se produire du fait de la différence des coefficients de dilatation thermique des ma tériaux acier et gaine réfractaire. Selon la présente invention, la gaine est par exem- ple réalisée en béton réfractaire avec fibres en acier sp- cial incorporées pour éviter les éclatements. On préfère la liaison par phosphate à la place d'une liaison par ciment. L'invention sera mieux comprise à laide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une lance de soufflage - la figure 2 est une coupe transversale dune lance de soufflage suivant la ligne A-B. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, la lance 1 représentée raccourcie se compose d'un tube métal- lique 6 avec une galne réfractaire 3. Dans la gaine réfractaire 3 se trouve une cage d'armature cylindrique 7. Cette cage d'armature 7 porte à des distances relativement égales des anneaux 8 qui peuvent être soudés au tube métallique 6 par l'intermédiaire de nervures 9. Le tube peut se composer de plusieurs tronçons tubulaires 10, 11 qui peuvent être raccordés par vis ou pas emboîtement au moyen d'un manchon 12 afin de permettre, en cas d'usure prononcée au niveau de la couche de laitier, de remplacer facilement la partie supérieure de la lance. A l'extrémité inférieure de la lance 1 est disposée l'embouchure 2. Le coeur 13 de l'embouchure 2 est réalisé en oxyde de zirconium qui a un point de fusion très élevé. Autour de ce coeur est prévue une gaîne réfractaire 3 munie d'une cage d'armature 5. Pour pouvoir remplacer facilement l'embouchure qui se termine en forme de cône à sa partie inférieure, elle peut être vissée dans le tube métallique 6 de la lance 1, raccordée par emboîtement à baïonnette ou solidement fixée à la lance de façon analogue connue REVENDICATIONS i.- Lance pour insuffler des substances fluidisées, comportant un tube métallique entouré d'une gaine réfractaire, caractérisée par le fait que la lance (1) comporte une embouchure céramique (2) et que la gaine réfractaire (3) dans le sens axial se compose de plusieurs couches de matériaux de différente résistance à l'usure. 2.- Lance selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'embouchure (2) est remplaçable. 3.- Lance selon la revendication 1 ou 2, caractéri sée par le fait que 1' embouchure (2) est raccordée à 1 a ex trémité inférieure du tube (6) par vissage ou au moyen d'un emboîtement à baïonnette. 4.- Lance selon la revendication 1 ou 2, caractéri cé par le fait que l'embouchure (2) est en oxyde de zirco nium. 5.- Lance selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée par le fait que la partie de la lance (1) se trouvant dans la zone du laitier du bain des fusion de métal est remplaçable. 6.- Lance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'embouchure (2) est entourée d'une gaîne réfractaire (3) comportant au moins une cage d'armature métallique cylindrique (5). 7.'- Lance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la gaine réfractaire (3) du tube métallique (6) comporte au moins une cage d'armature métallique cylindrique (7) 8.- Lance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la cage d'armature (7) comporte des anneaux (8) qui sont soudés au tube me- tallique (6) par l'intermédiaire de nervures (9).