Brevet FR2728589A1 — publié le 19960628

DISPOSITIF POUR LE TRAITEMENT SOUS VIDE DE L'ACIER LIQUIDE L'invention est relative à un Dispositif pour le traitement sous vide de I' acier liquide. Au cours de l'élaboration de l'acier liquide, on effectue souvent un traitement qui consiste à faire passer l'acier liquide dans un enceinte dans laquelle on fait le vide à l'aide de moyen de pompage. Pour faire ce traitement on peut utiliser par exemple un dispositif appelé RH, constitué d'une cuve en plusieurs éléments, reliée à un moyen de pompage et munie, à sa partie inférieure de deux canaux verticaux parallèles assurant chacun une communication entre la partie interne de la cuve et l'extérieur de la cuve. Chaque canal est constitué d'un jambage faisant partie de la partie inférieure de la cuve, et d'un plongeur disposé en regard du jambage. La surface interne de la cuve et des canaux est revêtue d' une protection en briques réfractaires. Le traitement de l'acier liquide se fait en mettant l'acier liquide dans une poche, puis en plongeant les plongeurs du RH dans l'acier liquide, en pompant l'atmosphère contenue à l'intérieur de la cuve ce qui provoque la montée de l'acier liquide par les canaux dans la cuve, et en injectant un gaz dans un des canaux, ce qui provoque une circulation intense de l'acier liquide dans les canaux; un canal est parcouru par un courant ascendant et l'autre par un courant descendant. Du fait de la circulation intense de l'acier liquide, la paroi interne des canaux à tendance à s'user rapidement. Afin de limiter cette usure il est nécessaire de réaliser la protection interne des canaux en un matériau réfractaire très résistant. Les bétons réfractaires ne sont pas assez résistants à l'usure pour cet usage, aussi la protection interne des canaux est réalisée en briques réfractaires jointoyées à l'aide d'un coulis à base d'alumine tabulaire ou de corindon. Mais cette technique présente un inconvénient car les parois des canaux, ainsi constituées, ne sont pas parfaitement étanches, ce qui provoque des entrées d'air qui perturbent le traitement. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un moyen pour réaliser la paroi interne des canaux de circulation d'acier liquide d'un dispositif de traitement sous vide d'acier liquide, dont l'étanchéité soit très notablement améliorée par rapport à l'art antérieur. A cet effet, I'invention à pour objet un dispositif pour le traitement sous vide de l'acier liquide constitué d'une cuve reliée au moins à un moyen de pompage, et d'au moins un plongeur tubulaire, la cuve comprenant un bas de cuve démontable comportant au moins un jambage muni d'un canal en matériau réfractaire reliant la partie interne de la cuve à l'extérieur de la cuve, I'au moins un plongeur comportant un canal principal en matériau réfractaire, étant disposé en regard de l'au moins un jambage de façon à prolonger le canal de l'au moins un jambage, et, au moins, soit le canal en matériau réfractaire de l'au moins un jambage, soit le canal en matériau réfractaire de l'au moins un plongeur, est constitué d'une virole en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement. De préférence le canal en matériau réfractaire de l'au moins un jambage et le canal principal en matériau réfractaire de l'au moins un plongeur sont constitués chacun d'une virole en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement. La virole en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement constituant le canal en matériau réfractaire de l'au moins un jambage peut comporter dans la partie externe d'une de ses extrémités une zone conique. La virole en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement constituant le canal principal en matériau réfractaire de l'au moins un plongeur peut comporter au moins un canal secondaire transversal perforant sa paroi. Le matériau constituant l'au moins une virole en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement est de préférence constitué d'un granulat d'alumine tabulaire ou de corindon avec ou sans ajout de spinelle et d'un liant soit organique soit carboné. L'invention concerne également une virole en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement constitué d'un granulat d'alumine tabulaire ou de corindon avec ou sans ajout de spinelle et d'un liant soit organique soit carboné, destinée à la réalisation d'un canal de circulation d'acier liquide dans un dispositif de traitement sous vide d'acier liquide. L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise mais non limitative en regard des figures annexées dans les quelles, - la figure 1 représente une vue en coupe schématique d'une cuve de RH, - la figure 2 représente en coupe la partie inférieure d'une cuve de RH, - la figure 3 représente une vue en coupe d'un plongeur de RH. Le dispositif RH représenté à la figure 1, comporte une cuve repérée généralement par 1 constituée d'un haut de cuve 2 en forme de cloche, une virole intermédiaire 3 et deux plongeurs 5, 6. Le haut de cuve comporte un premier piquage 7 sur lequel est monté un sas à additions 8, et un deuxième piquage 9 relié par une canalisation 10 à un dispositif de pompage non représenté. Le bas de cuve 4 comporte deux jambages 11, 12 qui constituent deux canaux 13, 14 assurant une communication entre la partie interne 15 de la cuve 1, et l'extérieur de la cuve. Le haut de cuve 2, la virole intermédiaire 3 et le bas de cuve 4 comportent chacun une enveloppe en tôle 20, 21, 22 et un revêtement intérieur 23, 24, 25 en matériau réfractaire Le haut de cuve 2 et la virole intermédiaire 3 sont assemblées au moyen de brides de liaison 16, 17 ; la virole intermédiaire 3 et le bas de cuve 4 sont assemblés par des brides de liaison 18, 19. Les plongeurs 5 et 6, de forme tubulaire afin de constituer chacun un canal principal 31,32 , sont disposés en regard des jambages 11, 12 de façon à prolonger d'une certaine longueur les canaux 13 et 14. Ils sont assemblés au bas de cuve par I' intermédiaire de brides 26, 27, 28, 29. Des joints non représentés, destinés à assurer l'étanchéité, sont interposés entre les brides qui sont en regard l'une de l'autre. Un plongeur 6 comporte un canal secondaire 30 transversal destiné à l'introduction d'un gaz inerte dans le canal 13. Le bas de cuve 4 représenté à une échelle agrandie à la figure 2, comporte une enveloppe 22 en tôle, constituée d'une paroi 44 verticale, de forme généralement cylindrique, et un fond 45 muni de deux piquages 46 et 47 formant l'amorce des jambages 11 et 12. Une bride 19 de liaison est fixée par soudage à l'extrémité supérieur 48 de la paroi 44 verticale de l'enveloppe 22. Chaque piquage 46, 47 comporte une bride 26, 28 de liaison. La paroi verticale 44 est revêtue à l'intérieur d'un garnissage 25 en briques réfractaires, il en est de même du fond 45. Ces revêtements sont conformes à l'art antérieur. Chacun des jambages 11, 12 comporte une virole 40, 41 en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement s'étendant sur toute la hauteur du jambage et constituant un canal débouchant d'une part à l'intérieur et d'autre part à l'extérieur du bas de cuve. Les deux viroles sont généralement cylindriques et comportent à l'une de leurs extrémités une partie conique 42, 43 destinée à coopérer avec la bride 26 ou 28 des jambages 11, 12 afin d'assurer un centrage. Le matériau constitutif des viroles est composé de préférence d'un granulat d'alumine tabulaire ou de corindon avec ou sans ajout de spinelle et d'un liant soit organique soit carboné. La liaison entre les viroles 40, 41 est assurée par un joint constitué d'un coulis à base d'alumine tabulaire ou de corindon. Ce joint est destiné à absorber les différences de dilatation entre les viroles 40, 41 et le garnissage en briques réfractaires. Le plongeur 5 représenté à une échelle plus grande à la figure 3, est constitué d'une armature 50 cylindrique en tôle, qui porte sur sa paroi externe 51 une pluralité de moyens mécaniques d'encrage 52 et à son extrémité supérieure 53, une bride de liaison 54 en acier, fixée à l'armature 50 cylindrique en tôle par soudage. L'armature 50 cylindrique en tôle est noyée dans du béton réfractaire qui forme un bloc 55 dont la paroi externe 56 cylindrique s'étend sur toute la hauteur de l'armature 50 et un peu au delà de l'extrémité 57 opposée à l'extrémité 53 qui porte la bride 54. Le bloc 55 est creux, et comporte une paroi interne 58 cylindrique séparée de l'armature 50 par une couche 59 de béton réfractaire d'épaisseur faible. Du côté de l'extrémité 57 de l'armature 50 qui ne porte pas la bride, le bloc 55 de béton forme une collerette 60 orientée vers l'intérieur du plongeur.A l'intérieur du bloc 55 de béton, une virole 61 en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement s'étend sur toute la hauteur du plongeur 5 depuis la surface interne 62 de la collerette jusqu'au plan défini par la surface supérieure de la bride 54. La virole 61 est maintenue en position longitudinale par rapport à l'armature 50 par une pluralité de moyens mécaniques de fixation 64 constitués par exemple de boulons traversant l'armature 50 et fixés à celle-ci par des écrous. Ces moyens mécaniques de fixation 64 sont disposés à proximité de l'extrémité 57 de l'armature 50 qui ne porte pas la bride 54. La virole 61 constitue ainsi un canal 32 cylindrique prolongé sur une faible longueur par la collerette 60.Le matériau constitutif de la virole 61 est composé de préférence d'un granulat d'alumine tabulaire ou de corindon avec ou sans ajout de spinelle et d'un liant soit organique soit carboné. Dans un dispositif du type RH comportant deux jambages 11,12 et deux plongeurs 5,6, un plongeur 6 comporte un canal secondaire 30 transversal traversant la paroi de la virole 33. Ce canal secondaire 30 est destiné à injecter un gaz dans le canal 31 du plongeur 6 afin de provoquer la circulation de l'acier liquide traité sous vide à l'aide du dispositif de traitement sous vide. Lorsqu'un plongeur 5 est monté sur un bas de cuve 4 en étant disposé en regard d' un jambage 12, la virole 61 en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement du plongeur 5 est placée dans le prolongement de la virole 41 en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement du jambage 12 et les deux viroles constituent ainsi un canal pour la circulation de l'acier liquide à la fois très résistant à l'usure et très étanche. L'utilisation de viroles en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement n'est pas limitée au RH muni de deux plongeurs et de deux jambages, mais peut être adaptée à tout dispositif pour le traitement sous vide de I' acier, comportant au moins un canal destiné à faire circuler l'acier. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour le traitement sous vide de l'acier liquide constitué d'une cuve (1) reliée au moins à un moyen de pompage, et d'au moins un plongeur (5,6) tubulaire, la cuve (1) comprenant un bas de cuve (4) démontable comportant au moins un jambage (11,12) muni d'un canal (13,14) en matériau réfractaire reliant la partie interne (15) de la cuve (1) à l'extérieur de la cuve (1), I'au moins un plongeur (5,6) comportant un canal principal (31,32) en matériau réfractaire étant disposé en regard de l'au moins un jambage (11,12) de façon à prolonger le canal (13,14) de l'au moins un jambage (11,12), caractérisé en ce que au moins, soit le canal (13,14) en matériau réfractaire de l'au moins un jambage (11,12), soit le canal (31,32) en matériau réfractaire de l'au moins un plongeur (5,6), est constitué d'une virole (40,41,61) en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement. 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le canal (13,14) en matériau réfractaire de l'au moins un jambage (11,12) et le canal principal (31,32) en matériau réfractaire de l'au moins un plongeur (5,6) sont constitués chacun d'une virole (40,41,61) en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement. 3- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la virole (40,41,61) en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement constituant le canal (13,14) en matériau réfractaire de l'au moins un jambage (11,12) comporte dans la partie externe d'une de ses extrémités une zone (42,43) conique. 4- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la virole (33) en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement constituant le canal principal (31) en matériau réfractaire de l'au moins un plongeur (6) comporte au moins un canal secondaire (30) transversal perforant sa paroi. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le matériau constituant l'au moins une virole (40,41,61) en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement est constitué d'un granulat d'alumine tabulaire ou de corindon avec ou sans ajout de spinelle et d'un liant soit organique soit carboné. 6 - Virole en un matériau réfractaire non façonné pressé isostatiquement constitué d'un granulat d'alumine tabulaire ou de corindon avec ou sans ajout de spinelle et d'un liant soit organique soit carboné, destinée à la réalisation d'un canal de circulation d'acier liquide dans un dispositif de traitement sous vide d'acier liquide.