Brevet FR2577451A1 — publié le 19860822

-- 1 -- 1 Manchon pour l'insufflation de substances solides dans un bain de métal en fusion L'invention concerne un manchon pour l'insufflation de substances solides dans un bain de métal en fusion, notamment d'acier, à travers la paroi d'une poche contenant le bain. Avec de tels manchons, destinés à être mis en place par exemple dans la paroi de fond ou dans la paroi latérale d'une poche d'acier en fusion, en vue de l'insufflation de substances solides telles par exemple que de l'aluminium, du CaSi, du CaO, du CaF2, du carbone ou autres substances similaires, il y a un risque de solidification sur le fond ou selon le cas sur la paroi de la poche, entravant l'insuf- flation des substances solides. La présente invention a pour objectif de configurer un manchon d'insufflation du type mentionné en introduction de façon à éliminer les problèmes de solidification et de colmatage pendant l'insufflation de substances solides, et à permettre de réaliser l'insufflation en toute fiabilité. Selon l'invention, cet objectif est pour l'esssentiel atteint par le fait qu'une partie avant du manchon, tournée vers le bain, est réa- lisée en un matériau isolant ayant une conductivité thermique infé- rieure à celle du matériau constituant la partie médiane et arrière du manchon. De cette manière, la solidification sur le bec de la buse tourné vers le bain est empêchée, et on obtient une opération d'insufflation très fiable, attendu qu'une fois l'insufflation terminée, le métal en fusion se solidifie au milieu du manchon. Ces avantages sont rendus possibles par la composition particulière du matériau du manchon; grâce au pouvoir isolant relativement élevé du matériau de la partie avant du manchon, les pertes de chaleur et par suite la solidification sur le fond ou sur la paroi de la poche sont empêchées pendant l'opération d'insufflation: il n'y a plus de risque de colmatage de la buse, et par suite l'inconvénient d'une interruption inopinée de l'apport de substances solides est lui-aussi éliminé. Par ailleurs, -2 - 1 une fois l'opération d'insufflation terminée, la solidication du métal en fusion qui reflue est obtenue par le fait que le manchon selon l'invention présente une conductivité thermique supérieure dans sa partie médiane et arrière, et engendre donc une perte de chaleur plus élevée. De préférence, la conductivité thermique de la partie avant du manchon est inférieure à 1. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, il est proposé que la partie avant du manchon soit réalisée en corindon, bil- les creuses de corindon par exemple. Selon une autre caractéristique de l'invention, le canal d'écoule- ment peut être, dans la partie médiane ou arrière du manchon, entouré d'une spirale ou gaine en métal, en cuivre par exemple. De la sorte, la dissipation de chaleur dans la partie médiane et arrière du manchon est encore améliorée, afin de favoriser la solidification du métal liquide qui reflue, laquelle se produit à la suite de toute opération d'insufflation. Selon une nouvelle configuration de l'invention, le canal d'écou- lement est délimité par un tube en céramique d'oxydes. Pour un même diamètre extérieur, le tube en céramique d'oxydes peut avoir, selon la quantité prévue d'apport de substances solides,des diamètres inté- rieurs différents, entre 5 et 20 nm par exemple. Opportunément, la spirale ou gaine en métal entoure le tube en cé- ramique d'oxydes. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le man- chon se rétrécit, de préférence en continu et notamment sous une forme tronconique, vers la partie avant du manchon. Cette forme permet un montage et un remplacement aisés du manchon. L'extraction du manchon après usage peut être encore facilitée si le tube en céramique d'oxydes est, dans la partie médiane et arrière du manchon, entouré sur au moins une partie de sa longueur par un tube d'acier muni d'une partie filetée dépassant de la partie arrière du manchon. La partie filetée peut servir tant au vissage d'un dispositif de traction qu'au raccordement de la conduite d'apport de substances solides. -3- 1 Pour la dernière forme de réalisation mentionnée, il est en ce qui concerne la fabrication et les propriétés d'usage du manchon par- ticulièrement avantageux que la spirale ou gaine en métal entoure le tube d'acier. D'autres objectifs, avantages, caractéristiques et possibilités d'application de la présente invention ressortent de l'exposé qui suit d'un exemple de réalisation, à l'aide du dessin annexé. L'unique figure présente en coupe un manchon conforme à l'inven- tion. Le manchon 1 présente une forme sensiblement tronconique. Sa par- tie avant rétrécie 2, qui dans l'exemple de réalisation présenté occu- pe environ 1/5 de la longueur du manchon, est réalisée en un matériau isolant réfractaire ayant une conductivité thermique inférieure à cel- le du matériau réfractaire constituant la partie médiane et arrière 3 du manchon. De préférence, la conductivité thermique de la partie avant du manchon est inférieure à 1. Le canal d'écoulement 4 concen- trique à l'axe du manchon est délimité par un tube 6 en céramique d'oxydes moulé dans le manchon 1. Le tube 6 en céramique d'oxydes af- fleure par son extrémité avant sur la face extérieure de la partie avant 2 du manchon, tandis que par son extrémité arrière, le tube 6 en céramique d'oxydes dépasse légèrement de la face extérieure de la partie arrière 3 du manchon, réalisée en un matériau réfractaire de conductivité thermique relativement bonne. Dans la partie médiane et arrière 3 du manchon, le tube en céramique d'oxydes est entouré par un tube d'acier 7 également moulé dans le manchon 1, et qui dépasse encore un peu plus de la face extérieure de la partie arrière 3 du manchon, o il constitue une partie filetée 8 munie dans le cas repré- senté d'un filetage mâle. Vers le milieu de la longueur du tube d'acier 7 et globalement dans la moitié arrière de la partie médiane et arrière 3 du manchon, le tube d'acier 7 est lui-même entouré par une spirale ou gaine métallique 5 en cuivre, afin d'améliorer encore la dissipation de chaleur dans cette zone. 4 - 1- REVENDICATIONS 1. Manchon (1) pour l'insufflation de substances solides dans un bain de métal en fusion, notamment d'acier, à travers la paroi d'une poche contenant le bain, caractérisé par le fait qu'une partie avant (2) du manchon, tournée vers le bain, est réalisée en un matériau iso- lant ayant une conductivité thermique inférieure à celle du matériau constituant la partie médiane et arrière (3) du manchon. 2. Manchon selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la conductivité thermique de la partie avant (2) du manchon est infé- rieure à 1. 3. Manchon selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la partie avant (2) du manchon est réalisée en corindon, billes creuses de corindon par exemple. 4. Manchon selon l'une quelconque des revendications i à 3, carac- térisé par le fait que le canal d'écoulement (4) est, dans la partie médiane ou arrière (3) du manchon, entouré d'une spirale ou gaine en métal (5), en cuivre par exemple. 5. Manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, carac- térisé par le fait que le canal d'écoulement (4) est délimité par un tube en céramique d'oxydes (6). 6. Manchon selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que la spirale ou gaine en métal (5) entoure le tube en céramique d'oxydes (6). 7. Manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, carac- térisé par le fait qu'il se rétrécit, de préférence en continu, vers la partie avant (2) du manchon. 8. Manchon selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il présente une forme tronconique. 9. Manchon selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, carac- térisé par le fait que le tube en céramique d'oxydes (6) est, dans la partie médiane et arrière (3) du manchon, entouré sur au moins une partie de sa longueur par un tube d'acier (7) muni d'une partie file- tée (8) dépassant de la partie arrière (3) du manchon. 10. Manehon selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la spirale ou gaine en métal (5) entoure le tube d'acier (7).