Brevet FR2683624A1 — publié le 19930514

La présente invention a pour objet une canne de prélèvement de gaz dans un four métallurgique, notamment un haut-fourneau sidérurgique, du type comportant une enveloppe refroidissante et un corps de canne monté coulissant dans ladite enveloppe refroidissante, et présentant un tube prolongé par une muselière tubulaire contenant une crépine de filtration des matières solides. On sait que de telles cannes de prélèvement se bouchent de manière relativement fréquente, par pénétration de laitier au-delà de la crépine. Pour procéder à leur débouchage, il est nécessaire de démonter complètement les tubes et de réaliser le débouchage en atelier. Le bouchage par du laitier pouvant s'étendre sur des longueurs de 2 mètres, le débouchage est difficile et peut même parfois s'avérer impossible. L'invention a donc pour but de remédier à cet inconvénient en réalisant une canne refroidie de prélèvement de gaz qui puisse être remise en état rapidement après bouchage, afin de permettre la poursuite des essais avec un minimum de perte de temps. Suivant l'invention, la canne comprend un second tube, intérieur au tube précité, et des moyens de liaison à démontage rapide entre ces deux tubes et la muselière tubulaire. Ainsi, lorsque le tube intérieur est bouché, il peut être aisément extrait du tube extérieur grâce aux moyens de démontage rapide, puis remplacé par un nouveau tube. Suivant un mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de liaison comprennent un raccord de serrage des deux tubes l'un sur l'autre, et un raccord de liaison entre la muselière tubulaire et le raccord de serrage, à l'intérieur duquel est engagé le raccord de liaison de manière amovible. Le raccord de liaison est avantageusement fileté et vissé dans des taraudages correspondants du raccord de serrage. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale axiale complète d'une forme de réalisation de la canne de prélèvement de gaz selon l'invention. La figure 2 est une vue à échelle agrandie de la partie A de la canne de la Fig.1, de sa muselière jusqu'aux raccords de liaison avec le reste de la canne. La figure 3 est une vue à échelle agrandie de la seconde partie B de la canne de la Fig.1, s'étendant à partir du raccord de serrage des tubes vers l'extrémité postérieure. La canne est pourvue extérieurement d'un corps tubulaire 20 formant une enveloppe refroidie par une circulation interne d'un fluide de refroidissement, (de l'eau par exemple) au sein de deux compartiments concentriques longitudinaux séparés par une cloison 21, l'un intérieur 22, pour l'amenée du fluide, l'autre extérieur 23 pour le retour. A l'extrémité arrière de la canne, des tubulures 24 et 25 mettent en communication avec un circuit extérieur chacun de ces compartiments pour respectivement l'arrivée et la sortie du fluide de refroidissement. Ces deux compartiments 22, 23 sont mis en communication mutuelle à l'extrémité avant de la canne (nez de sonde) par un passage 26 ménagé dans la cloison séparatrice 21 à son extrémité.Cette pièce 20 envelop pe, en le dépassant légèrement vers l'avant pour former le nez de sonde 27, un ensemble intérieur rigide constituant le corps de canne 1. Ce corps de canne est monté coulissant dans l'enveloppe 20 à l'aide de portées de centrage 28, 28', 28". Des joints à lèvres 29, 29' logés dans des gorges 30, 30' ménagées sur le corps de canne assurent l'étanchéité au gaz de l'espace 31 laissé entre le corps 1 et l'enveloppe 20 comme jeu fonctionnel. Sur la Fig.2 seule la partie antérieure de l'enveloppe 20 formant le nez de sonde a été représentée pour ne pas nuire à la clarté du dessin. De même sur la Fig.3 l'enveloppe n a pas été représentée du tout. La canne se compose fonctionnellement de deux parties dans le prolongement 1 'une de l'autre : une partie antérieure 2, formant muselière, s'étendant sur la portion notée A sur la Fig.1 et dont l'extrémité est temporairement obturable par un bouchon terminal 3, et une partie arrière s'étendant sur la portion notée B. Cette dernière est formée par un tube 4 et un tube 5, de même diamètre, placés dans le prolongement l'un de 1 'au- tre et reliés entre eux par un système de raccords 6. La muselière 2 contient, de manière connue en soi, une crépine 7 de filtration des matières prélevées par l'extrémité 8 après enlèvement du bouchon 3. La muselière 2, réalisée de manière connue en soi, comporte un tube 9 fixé par des baïonnettes 11 sur le support 12 de la crépine 7. La canne comprend un tube 13 intérieur aux tubes 4 et 5 et s'étendant sur la plus grande partie de la longueur de ceux-ci, ce tube 13 étant relié à la muselière 2 par un système à démontage rapide. Dans l'exem- ple de réalisation représenté, ce système de liaison comprend un raccord vissé 14 de serrage des deux tubes 4 et 13 l'un sur l'autre, et un raccord 15 de liaison entre la muselière 2 et le raccord 14. A cet effet, celui-ci comporte un filetage 15a sur une partie de sa longueur, et est vissé dans des taraudages correspondants du raccord 14. Ce dernier comporte un épaulement annulaire intérieur 14a sur lequel vient en butée une portée terminale saillante 16 du tube extérieur 4, en coopérant avec une collerette 17 à l'extrémité 13a du tube intérieur 13, qui sert de butée d'arrêt au raccord 15 lors du serrage du raccord 14. L'extrémité du raccord 15 opposée au raccord 14 est fixée à la partie tubulaire 9 par tout moyen approprié, par exemple par soudage. Le support 12 est avantageusement prolongé vers l'avant par un tronçon de tube 18 facilement démontable, dont le rôle sera précisé par la suite. L'ensemble des pièces 18, 12, 7, 9 et 15 forme la muselière 2. Le bouchon 3 ayant été préalablement expulsé par percussion du tronçon 18 lors d'un mouvement d'avancée du corps de canne, la canne 1 est alors en mesure d'effectuer des prélèvements gazeux dans un four métallurgique, par exemple un haut-fourneau sidérurgique au niveau des tuyères. Les éventuelles projections de matières en fusion, telles que laitier, fonte, qui peuvent à ce moment là pénêtrer dans la canne sous l'effet notamment de la pression interne du haut-fourneau, sont recueillies dans le tronçon de tube 18 lequel, le corps de sonde 1 étant en position avancée, effleure le nez 27. Le tronçon 18 sera remplacé à la campagne de prélèvements suivante. Il permet ainsi de protéger la partie plus sensible de la muselière 12, 9, 7 grâce à une position en retrait du support 12, qui autrement (en l'ab sence du tronçon 18) viendrait s'exposer aux projections de matières en position avancée. Par ailleurs, les matières solides pulvérulentes (coke, minerai) présentes en suspension dans la veine gazeuse prélevée, sont retenues par la crépine 7, également aisément remplaçable. Cependant, l'expérience montre qu'après un certain nombre de campagnes de prélèvements, un bouchage du tube intérieur 13 peut se produire. La muselière (8, 12, 9, 15) peut être très rapidement séparée des tubes 4, 5 et 13, par dévissage du raccord fileté 15. Le tube intérieur 13 peut alors être aisément extrait des tubes 4 et 5 et remplacé par un tube propre. L'invention peut recevoir diverses variantes d'exécution, par exemple par fixation du raccord 15 au raccord 14 par tout moyen équivalent au vissage. REVENDICATIONS 1. Canne de prélèvement de gaz dans un four métallurgique notamment un haut-fourneau, comportant une enveloppe refroidissante (20) et un corps de canne (1) monté coulissant dans ladite enveloppe refroidissante, et présentant un tube (4) prolongé par une muselière tubulaire (12, 9) contenant une crépine (7) de filtration des matières solides, caractérisée en ce qu'elle comprend un second tube (13), intérieur au tube précité (4), et des moyens (15, 14) de liaison à démontage rapide entre ces deux tubes et la muselière tubulaire. 2. Canne selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de liaison comprennent un raccord (14) de serrage des deux tubes (13, 4) l'un sur l'autre et un raccord (15) de liaison entre la muselière (8,.. .15) et le raccord (14) de serrage, à l'intérieur duquel est maintenu le raccord de liaison de manière amovible. 3. Canne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le raccord de liaison (15) est fileté et vissé dans des taraudages correspondants du raccord (14) de serrage. 4. Canne selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le raccord (14) de serrage comprend un épaulement annulaire intérieur (14a) sur lequel vient en butée une portée terminale saillante (16) du tube extérieur (4), et l'extrémité contiguë (13a) du tube intérieur (13) est pourvue d'une collerette (17) d'arrêt du raccord de liaison (15), coopérant avec la portée (16). 5. Canne selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisée en ce que la muselière (12, 9) est prolongée du côté opposé à la crépine (7) par un tronçon de tube (18) destiné à recevoir les projections de matières en fusion.