Brevet FR2715882A1 — publié le 19950811

L'invention concerne le préchauffage ou le chauffage de la paroi interne d'un récipient métallurgique et notamment d'un convertisseur d'aciérie. Les convertisseurs d'aciérie sont des récipients métallurgiques constitués d'un blindage métallique ouvert vers le haut et dont les parois intérieures sont recouvertes de réfractaires. Ces récipients sont destinés à recevoir de la fonte liquide qui est transformée en acier liquide par soufflage d'oxygène à l'aide d'une lance à oxygène pénétrant dans le convertisseur par l'ouverture supérieure. Lorsque le revêtement réfractaire est neuf ou lorsque le convertisseur est froid parce qu'il est resté inutilisé pendant un temps un peu long, avant de le mettre ou remettre en service, il est nécessaire de le réchauffer jusqu'à la température d'utilisation. Pour cela on met du coke dans le convertisseur et l'on souffle de l'oxygène qui provoque la combustion du coke. La chaleur dégagée par cette combustion réchauffe le convertisseur, mais le fait de façon hétérogène, ce qui conduit à des écaillages de revêtement lors des premières coulées. De plus le coke s'infiltre entre les briques du revêtement réfractaire et pollue l'acier liquide qui est élaboré ultérieurement. On peut également réchauffer le convertisseur avec une flamme obtenue par combustion de gaz. Mais ce procédé présente deux inconvénients : d'une part il est dangereux car le gaz doit être amené dans un récipient dont la température ambiante à l'intérieur peut atteindre 1500"C. De plus, les gaz combustibles ont des températures de flammes un peu faibles pour que le procédé qui les utilise soit parfaitement efficace. Le but de la présente invention est donc de proposer un moyen de chauffage ou de réchauffage de la paroi intérieure d'un récipient métallurgique et notamment d'un convertisseur d'aciérie qui soit efficace, peu dangereux, et qui permette de réchauffer uniformément les parois sans les polluer. A cet effet l'invention a pour objet un procédé de réchauffage ou de chauffage de la paroi interne d'un récipient métallurgique, notamment d'un convertisseur d'aciérie à l'oxygène caractérisé en ce qu'on produit à l'intérieur du récipient métallurgique une flamme obtenue par combustion d'un hydrocarbure lourd dans l'oxygène pendant un temps suffisant pour obtenir la température souhaitée. Pour améliorer l'uniformité du chauffage, pendant le chauffage, on peut déplacer la flamme verticalement afin d'obtenir un réchauffage ou un chauffage uniforme de la paroi interne du récipient métallurgique. De préférence, la flamme est produite par un brûleur à oxygène et hydrocarbure lourd pulvérisé par un gaz, implanté dans la tête d'une lance de soufflage d'oxygène d'un convertisseur à l'oxygène. L'hydrocarbure lourd est par exemple du fuel oil. L'invention a également pour objet un dispositif pour le réchauffage ou le chauffage de la paroi interne d'un récipient métallurgique et notamment d'un convertisseur d'aciérie par formation d'une flamme de combustion d'un hydrocarbure lourd dans l'oxygène, caractérisé en ce qu'il comporte un tube support entouré d'une boîte à eau à double circulation d'eau, le tube comportant à l'une de ses extrémités un crochet, à l'autre extrémité un brûleur à hydrocarbure lourd pulvérisé et oxygène, muni d'un dispositif d'allumage électrique et d'une cellule de détection de flamme, l'ensemble du brûleur étant placé à l'intérieur du tube et alimenté en hydrocarbure lourd, en gaz de pulvérisation et en oxygène par des tubes disposés à l'intérieur du tube support et en électricité pour le dispositif d'allumage et la détection de flamme par des câbles disposés à l'intérieur du tube support. L'invention a également pour objet un dispositif caractérisé en ce que la boîte à eau s'étend sur pratiquement toute la longueur du tube support et notamment jusqu'à l'extrémité du tube support qui contient le brûleur. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en regard des figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente en coupe un convertisseur avec une lance à oxygène munie d'un brûleur au fuel, - la figure 2 représente à plus grande échelle et en coupe une lance à oxygène munie d'un brûleur au fuel. Le convertisseur 1 est constitué d'un blindage 2 en tôle revêtu sur sa paroi interne de briques réfractaires 3 qui la tapissent complètement. Le convertisseur 1 comporte sur le côté un trou de coulée 4 et à sa partie supérieure une ouverture 5. Une lance à oxygène 6, munie à son extrémité inférieure de soufflage d'un brûleur 7, pénètre à l'intérieur du convertisseur 1 par l'ouverture 5. Le brûleur 7, alimenté en fuel pulvérisé par de l'azote et en oxygène produit une flamme 8 très chaude dont le rayonnement très intense réchauffe les briques 3 du revêtement interne. Le chauffage est complété par les gaz de combustion chauds qui lèchent les parois du convertisseur. Ce mode de chauffage se distingue du chauffage par une flamme de gaz combustible, en ce que la flamme de gaz est peu rayonnante et le chauffage se fait essentiellement par convection, alors qu ' avec une flamme au fuel, le transfert thermique se fait essentiellement par rayonnement. Pour bien répartir le chauffage sur toute la paroi interne du convertisseur, on déplace lentement la lance 6 de haut en bas et de bas en haut parallèlement à elle-même. On obtient ainsi un chauffage bien uniforme et non polluant pour les réfractaires. Pour que ce procédé fonctionne bien, il est nécessaire d'utiliser comme combustible un hydrocarbure lourd car, plus l'hydrocarbure est lourd, plus le rayonnement de la flamme est intense. La lance à oxygène 10 est constituée d'un tube support 11, entouré sur l'essentiel de sa longueur d'une boîte à eau 12 munie d'une arrivée 13 et d'une sortie 14 d'eau. Cette boîte à eau est destinée à protéger l'intérieur de la lance d'un échauffement trop important par une circulation d'eau froide qui descend le long de la lance et remonte en sens inverse. La lance est munie à l'une de ses extrémités 15 d'un crochet 16 pour la manutention et contient à son extrémité opposee 17 un brûleur à fuel 18 de petit diamètre et de grande puissance (15 MW). Le brûleur est muni d'un dispositif d'allumage haute tension 19 et d'une cellule de contrôle de flamme 20. I1 est alimenté en oxygène, fuel et azote par trois tubes 21, 22, 23 disposés à l'intérieur du tube support 11. Le dispositif d'allumage 19 et la cellule de contrôle de flamme 20 sont reliés par des câbles électriques à une boîte de connexion extérieure 24. Le brûleur 18 est d'un type classique à pulvérisation de fuel par un gaz. I1 est simplement dessiné pour tenir à l'intérieur de la lance. REVENDICATIONS 1.- Procédé de réchauffage ou de chauffage de la paroi interne (3) d'un récipient métallurgique (1), notamment d'un convertisseur d'aciérie à l'oxygène, caractérisé en ce qu'on produit à l'intérieur du récipient métallurgique (1) une flamme (8) obtenue par combustion d'un hydrocarbure lourd dans l'oxygène pendant un temps suffisant pour obtenir la température souhaitée de la paroi interne (3) du récipient métallurgique (1). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en outre, pendant le chauffage, on déplace la flamme (8) afin d'obtenir un réchauffage ou un chauffage uniforme de la paroi interne (3) du récipient métallurgique (1). 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la flamme est produite par un brûleur (7, 18) à oxygène et hydrocarbure lourd pulvérisé par un gaz, implanté dans la partie d'extrémité, ou tête, d'une lance de soufflage d'oxygène (6, 10) d'un convertisseur à l'oxygène (1). 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'hydrocarbure lourd est du fuel oil. 5.- Dispositif pour le réchauffage ou le chauffage de la paroi interne (3) d'un récipient métallurgique (1) et notamment d'un convertisseur d'aciérie (1) par formation d'une flamme de combustion (8) d'un hydrocarbure lourd dans l'oxygène, caractérisé en ce qu'il comporte un tube support (11) entouré d'une boîte à eau (12) à double circulation d'eau, le tube support (11) comportant à l'une de ses extrémités un crochet (16) et à son autre extrémité un brûleur (18) à hydrocarbure lourd pulvérisé et oxygène, muni d'un dispositif d'allumage électrique (19) et d'une cellule de détection de flamme (20), l'ensemble du brûleur (18) étant placé à l'intérieur du tube (11) et alimenté en hydrocarbure lourd, en gaz de pulvérisation et en oxygène par des tubes (21, 22, 23) disposés à l'intérieur du tube support (11), le dispositif d'allumage (19) et la cellule de détection de flamme (20) étant alimentés par des câbles électriques disposés à l'intérieur du tube support (11). 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la boîte à eau (12) s'étend sur pratiquement toute la longueur du tube support (11) et notamment jusqu'à l'extrémité du tube support (11) qui contient le brûleur (18).