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REFRACTAIRE
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TROU
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ETRE
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DANS
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CES
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Est-a
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Bric
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Trai
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Molecule
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oxygen
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carbon
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chromium
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nickel
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DES
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tral
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iron
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fluorine
(1)
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Generic
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METAL
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Physical
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de 95 percent de
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8 percent de
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70 percent de
(1)
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20 percent de
(1)
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1,3 percent de
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0,005 percent
(1)
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18 percent de
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Substituent
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oxy
(1)
[35][_]
Chemical Role
(1/ 1)
[36][_]
refrigerant
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513909A1
Family ID 1983914
Probable Assignee Korf Technologies Inc
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET APPAREIL POUR LE TRAITEMENT D'UN METAL LIQUIDE
DANS UN RECIPIENT
Abstract
_________________________________________________________________
APPAREIL POUR L'INJECTION D'UN GAZ DE TRAITEMENT DANS UN RECIPIENT A
GARNISSAGE REFRACTAIRE COMPORTANT UN TROU DE COULEE COMPRENANT UN BLOC
DE TUYERE 18 EN MATERIAU REFRACTAIRE INSERE DANS L'ORIFICE CENTRAL
D'UNE BUSETTE 16 ET PENETRANT DANS LE RECIPIENT AU MOINS JUSQU'A LA
LIMITE DU GARNISSAGE REFRACTAIRE 14, DEUX TUBES CONCENTRIQUES 24, 26
FIXES A L'INTERIEUR DU BLOC DE TUYERE ET SE TERMINANT A L'EXTREMITE DE
CE BLOC DE TUYERE A L'INTERIEUR DU FOUR, CES TUBES DELIMITANT ENTRE
EUX UN PASSAGE ANNULAIRE 28 POUVANT ETRE MIS EN COMMUNICATION AVEC LES
DIFFERENTES SOURCES DE PRODUITS DE TRAITEMENT, ET UN DISPOSITIF DE
FERMETURE A PLAQUE COULISSANTE 34 MONTE EXTERIEUREMENT SUR LE
RECIPIENT ET COMPRENANT UNE PIECE DE FERMETURE EN MATERIAU REFRACTAIRE
32 COMPORTANT UN TROU DE COULEE DONT LE BORD EST DANS L'ALIGNEMENT DE
LA PARTIE EXTERIEURE DES TUBES CONCENTRIQUES 24, 26 POUR QUE CES TUBES
PUISSENT S'Y ENGAGER.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention est relative au traitement d'un metal liquide
dans un recipient d'affinage ou de main- tien par injection de gaz par
le trou de coulee perce au fond du recipient, l'ouverture de ce trou
etant commandee par un mecanisme de fermeture a plaque coulissante
L'invention s'applique en particulier a l'affinagede l'acier en poche
ou dans tout autre recipient de maintien.
Il est connu que differents traitements d'affinage peuvent etre
effectues dans un recipient en injectant au- dessous de la surface du
bain un gaz introduit par la paroi laterale ou le fond du recipient
Ces traitements englobent la desulfuration, la dephosphoration, la
desoxydation et l'addition d'elements d'alliage Jusqu'a present,
cependant, toutes les tubulures restaient avec le recipient et ne pou-
vaient pas en etre separees lorsque le traitement metallur- gique
etait termine.
Un procede couramment employe pour l'injection d'un gaz dans un bain
metallique consiste a faire traverser a ce gaz un bouchon poreux
encastre dans le fond du recipient Le gaz peut passer dans les
interstices du bouchon poreux et penetrer dans le bain, mais le metal
en fusion ne peut pas traverser le bouchon Il faut donc des pressions
tres elevees pour forcer le gaz a passer en quantite suffisante a
travers le bouchon pour la realisation du traitement voulu La pre-
sente invention permet d'eviter les problemes inherents a
l'utilisation de bouchons poreux.
La presente invention a pour objet une tuyere amo- vible placee
au-dessous de la surface du bain et permettant l'injection de gaz de
traitement par le trou de coulee d'une poche ou d'un recipient,
l'ouverture de cet orifice etant commandee par un mecanisme de
fermeture a plaque coulissante.
La tuyere ou buse de soufflage est constituee par un assem- blage
forme de deux tubes concentriques dont le passage cen- tral permet le
soufflage d'un produit de traitement tandis que le passage annulaire
exterieur permet le soufflage d'un produit refrigerant destine a
empecher toute deterioration des tubes pendant la periode de
traitement La tuyere s'etend sur toute la longueur du trou de coulee
et traverse la busette coulissante et s'ancre dans un bloc de tuyere
refractaire monte dans la busette.
Lorsque le traitement metallurgique est termine, la tuyere et une
partie du bloc de tuyere sont eliminees de la busette, laissant un
orifice de coulee dont l'ouver- ture est commandee par une plaque
coulissante.
Des dispositifs de fermeture a plaque coulissante appropries sont
decrits dans le brevet Shapland 3 501 068.
Le but principal de l'invention est de creer un moyen d'appliquer un
traitement metallurgique a un metal en fusion par injection de
solides, de fluides ou de gaz dans le bain metallurgique, le produit
injecte agissant alors au maximum sur le metal en fusion.
Le but de l'invention est egalement de permettre la realisation
d'appareils permettant le traitement metal- lurgique d'un bain
metallique dans un recipient ou dans une poche par l'injection d'un
gaz a travers un trou de coulee, ce qui permetd'effectuer la coulee du
metal en fusion par le trou de coulee lorsque le traitement metal-
lurgique est termine.
L'invention a egalement pour objet un procede de traitement par un gaz
d'un bain metallique contenu dans une poche ou un recipient, le gaz
etant injecte dans le metal en fusion au-dessous de la surface du bain
par le trou de coulee, apres quoi le metal en fusion est coule par le
meme orifice.
L'invention a egalement pour objet un moyen per- mettant d'eliminer le
dispositif utilise pour l'injection au- dessous de la surface du bain
alors qu'il reste encore du metal en fusion dans le recipient tout en
evitant toute perte de metal en fusion.
L'invention est exposee d'une maniere plus expli- cite dans la
description ci-dessous en se referant aux dessins.
La figure 1 est une coupe verticale d'un recipient pour metal en
fusion faite dans le plan du trou de coulee et representant l'appareil
d'injection de gaz mis en place.
La figure 2 est une coupe verticale, a plus grande echelle, d'une
partie de la figure 1 1
La figure 3 est une vue en plan d'une partie du re- cipient
representee a la figure 2 et representant la busette et l'appareil
d'injection de gaz.
Comme le montre la figure 1, un recipient ou une poche 10 ayant un
blindage 12 en acier comporte un garnis- sage refractaire 14 et un
trou de coulee perce dans la pa- roi de son fond A l'interieur du trou
de coulee, un bloc de buse ou busette 16 est constitue par un materiau
refractaire compact et resistant a l'usure La partie centrale de la
busette comporte un orifice vertical -dans lequel un bloc de tuyere 18
en materiau refractaire est insere La busette 16 et le bloc de tuyere
18 sont tous deux maintenus en place par un mortier Il est preferable
que la surface 20 de la busette 16 soit de forme tronconique
descendant vers le trou de coulee Le bloc de tuyere 18 comporte un
orifice central dans lequel est montee une tuyere double, concentrique
Cette tuyere est constituee par un tube metallique exterieur 24 et par
un tube metallique interieur ou central 26 maintenu a distance du tube
exterieur par des dispositifs d'espacement convenables de maniere a
laisser libre entre les tubes un espace annulaire 28 Il est preferable
qu'a sa partie infe- rieure l'interieur du bloc de tuyere 18 presente
un elargis- sement, indique en 30, qui commence dans la zone d'inter-
section du prolongement du trace de la surface inclinee 20 et de la
ligne centrale du bloc de tuyere Une plaque de maintien 32 fixe en
materiau refractaire s'applique contre le fond du bloc de tuyere 18
pour le maintenir dans sa posi- tion de fonctionnement.
Un mecanisme de fermeture a plaque coulissante fixe sous le trou de
coulee est constitue par une plaque coulis- sante 34 en materiau
refractaire qui peut se placer, dans une position d'ouverture ou dans
une position de fermeture, par des dispositifs de commande de la
plaque tels qu'un cylindre pneumatique ou hydraulique 36, relie a la
plaque 34, et par des dispositifs de support, non representes Faculta-
tivement, une buse de coulee 39 peut etre fixee sur le fond de la
plaque coulissante pour attenuer les projections et les eclaboussures
pendant la coulee.
La soupape 40 met en communication le tube exte- rieur 24 de la tuyere
avec une source exterieure d'agent de refroidissement, 42, et,
alternativement, avec une source exterieure d'oxygen, 44 Le tube
central de la tuyere, 26, est mis en communication par la soupape 50
avec la source d'oxygen, 52, avec une source de gaz inerte, 54, et
avec la source des produits de traitement, 56 Les produits de
traitement peuvent etre constitues par une addition de solides dans un
gaz servant de vehicule, par un liquide ou par n'importe quel gaz de
traitement.
Le tube de tuyere exterieur 24 est hermetiquement cimente dans le bloc
de tuyere 18, mais uniquement dans sa partie superieure o il n'y a pas
d'elargissement de l'interieur. Pour l'application du traitement, la
busette 16 est enfoncee a sa place dans le garnissage 14 du recipient
alors que le recipient est froid Le recipient est chauf- fe ensuite
jusqu'a la temperature de traitement au moyen de dispositifs de
prechauffage classiques, apres quoi le bloc de tuyere 18 qui contient
les tubes de tuyere 24 et 26 est introduit dans la busette et cimente
a sa place a partir du fond du recipient La plaque support 32 en mate-
riau refractaire est mise en place et fixee de maniere a maintenir le
bloc de tuyere dans la position de souf- flage, apres quoi on met en
place l'appareil de fermeture a plaque coulissante On peut, si on le
veut, utiliser un materiau refractaire pouvant etre moule, comme la
gunnite, pour remplir la zone 58 entourant le bout de bloc de tuyere a
l'interieur du four Les tubes 24 et 26 sont mis en communication avec
les sources d'alimentation en gaz, le gaz de refroidissement provenant
de la source 42 sortant le premier par l'orifice annulaire 28, le gaz
inerte provenant de la source 54 arrive ensuite par le tube de tuyere
central 26, puis le metal liquide est verse dans le recipient Des que
le bain metallique atteint, a l'in- terieur du recipient, le niveau
voulu, c'est-a-dire a peu pres 70 percent de la hauteur definitive, on
commence le traite- ment par le gaz Normalement, l'oxygen est insuffle
par le tube central et le gaz de refroidissement est insuffle par
l'orifice annulaire exterieur A la fin du traitement, on envoie de
l'oxygen a la fois dans le tube central 26 et dans l'espace annulaire
28 L'oxygen reagit avec le metal a haute temperature et brule les
tubes qui sont detruits jusque dans le bloc de tuyere, le bout du bloc
de tuyere en materiau refractaire etant egalement detruit Lorsque la
destruction du bloc de tuyere atteint la zone d'elargisse- ment
annulaire 30, les tubes de tuyere 24 et 26 cessent d'etre relies au
bloc de tuyere 18, apres quoi on les enle- ve et on fait intervenir la
plaque coulissante 34 pour iron- mer l'orifice de coulee Des ce
moment, le recipient est pret a etre utilise pour une operation ou un
traitement ulterieur quelconque tels que degazage sous vide, transva-
sement, transport ou coulee.
L'exemple suivant est relatif a l'elaboration d'a- cier inoxydable
suivant l'invention decrite ci-dessus Le garnissage refractaire de la
poche utilisee dans ce cas etait constitue par de la magnesite
contenant plus de 95 percent de Mg O La busette et le bloc de tuyere
etaient egalement constitues par de la magnesite a plus de 95 percent
de Mg O Les tubes de tuyere 24 et 26 etaient en acier a faible
pourcen- tage de carbon Le gaz de refroidissement provenant de la
source 42 etait du gaz carbonique et le gaz de traitement provenant de
la source 56 etait un melange d'oxygen et de gaz carbonique On a verse
seize tonnes d'acier liquide contenant 20 percent de chromium, 8
percent de nickel et 1,3 percent de carbon dans la poche dans laquelle
l'appareil suivant l'invention avait ete installe dans le trou de
coulee Le soufflage du melange d'oxygen et de gaz carbonique dans le
bain d'acier a dure soixante minutes et a ete suivi du soufflage d'un
melange de gaz inerte et de 02 pendant une courte periode, au bout de
laquelle la teneur en carbon s'est trouvee ra- menee a 0,005 percent
On a injecte ensuite dans le bain un me- lange de chaux finement
divisee et de spath-fluorine, en meme temps que de l'oxygen, pour
desulfurer et dephosphorer le metal On a ensuite souffle uniquement de
l'oxygen a la fois par le tube central 26 et par l'espace annulaire 28
pour bruler et detruire les tubes de tuyere et le bloc de tuyere
jusqu'a la partie elargie 30 Les tubes de tuyere ont ete alors enleves
et la plaque coulissante 34 a ete immediatement fermee La poche a ete
ensuite transportee jusqu'a une installation de degazage sous vide,
apres quoi l'acier a ete coule en lingots L'acier obtenu etait un
acier inoxydable ayant une analyse d'acier inoxydable a 18 percent de
chromium et 8 percent de nickel.
On voit donc que la presente invention fait con- naitre un procede et
un appareil permettant le traitement metallurgique d'un metal en
fusion dans un recipient d'af- finage ou de maintien par injection de
produits de traite- ment par le trou de coulee situe au-dessous de la
surface du bain.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Procede de realisation d'un recipient de coulee en source permettant
un traitement du bain au-dessous de sa surface par un gaz penetrant
par un orifice de busette me- nage dans la paroi de fond du recipient,
ledit recipient ayant un garnissage refractaire, caracterise en ce
qu'il implique 1) l'insertion d'un bloc de buse, ou busette, compact,
en materiau refractaire, dans l'orifice de buse dans le gar- nissage
du recipient et sa fixation en place au moyen d'un mortier pendant que
le recipient est a la temperature am- biante; 2) le chauffage de la
poche jusqu'a la temperature de fonctionnement; 3) l'insertion d'un
bloc de tuyere dans l'orifice de la busette en remontant a partir du
fond du reci- pient et la fixation de ce bloc de tuyere en place au
moyen d'un mortier, ledit bloc de tuyere comprenant une bric
refractaire qui s'adapte a l'orifice de la busette et com- porte un
trou vertical qui la traverse, un tube exterieur, qui est fixe dans ce
trou vertical du bloc de tuyere et dont l'extremite superieure est au
meme niveau que l'extre- mite superieure dudit bloc, son extremite
inferieure depas- sant l'extremite inferieure dudit bloc, et un tube
inte- rieur, qui est monte dans le tube exterieur et dont l'extre-
mite superieure est au meme niveau que celle du tube exte- rieur, son
extremite inferieure depassant l'extremite infe- rieure dudit bloc, le
tube interieur portant sur sa surface exterieure des pieces en saillie
maintenant un espace annu- laire libre formant conduit entre le tube
interieur et le tube exterieur; 4) le montage d'un appareil de
fermeture de la buse sur la paroi exterieure du recipient, dans la
posi- tion d'ouverture de la buse, les tubes venant de la busette et
descendant le long de l'orifice de la busette, et 5) la mise en
communication du tube interieur avec une premiere source de gaz et la
mise en communication du conduit annulaire avec une deuxieme source de
gaz.
2 Procede de traitement d'un bain metallique dans un recipient
comportant un orifice de busette dans la paroi de son fond et une
tuyere double concentrique comprenant un conduit central et un conduit
annulaire exterieur montes dedans, caracterise en ce qu'il implique
l'injection d'un produit de traitement dans le bain a l'interieur du
reci- pient par le conduit central de la tuyere, l'injection d'un gaz
de refroidissement par le conduit annulaire de la tuyere, puis,
lorsque le traitement est termine, l'injection d'oxy- gene a la fois
par le conduit central et par le conduit annulaire de la tuyere pour
bruler et detruire le bout de la tuyere et, en meme temps que lui, une
partie du bloc de tuyere en materiau refractaire dans lequel il est
insere, jusqu'au point o la partie restante de la tuyere n'est plus
solidaire du bloc de -tuyere, ensuite l'evacuation de la partie
restante de la tuyere hors de l'orifice de buse et l'obturation de
l'orifice de buse par un mecanisme ex- terieur a plaque coulissante.
3 Procede selon la revendication 2, caracterise en ce que le produit
de traitement est un gaz, un liquide, un solide melange a un gaz
servant de vehicule ou un melange de ces produits.
4 Appareil pour l'injection d'un gaz de traitement dans un recipient a
travers la paroi du fond, ce recipient ayant un garnissage refractaire
comportant un trou de coulee en source, caracterise en ce qu'il
comprend une busette en materiau refractaire fixee au moyen d'un
mortier dans le garnissage refractaire et comportant un orifice
central dans l'alignement de l'axe de coulee, un bloc de tuyere en
mate- riau refractaire insere dans l'orifice central de la busette et
penetrant dans le recipient au moins jusqu'a la limite du garnissage
refractaire, deux tubes concentriques fixes a l'interieur du bloc de
tuyere et se terminant a l'extremite de ce bloc de tuyere a
l'interieur du four, ces tubes deli- mitant entreeux un passage
annulaire, depassant a l'exte- rieur du blindage exterieur en acier du
recipient et pouvant etre mis en communication avec les differentes
sources de produits de traitement, et un dispositif de fermeture a
plaque coulissante monte exterieurement sur le recipient et comprenant
une piece de fermeture en materiau refractaire comportant un trou de
coulee dont le bord est dans l'alignement de la partie exterieure du
couple de tu- bes concentriques pour que ces tubes puissent s'y
engager.
5 Appareil selon la revendication 4, caracterise en ce que le bloc de
tuyere comporte un elargissement in- terieur entre le fond du bloc de
tuyere et un plan situe approximativement a mi-chemin de l'extremite
superieure de ce bloc de tuyere.
6 Appareil selon la revendication 4, caracterise en ce que la busette
presente, a l'interieur, une partie de forme tronconique descendant a
partir du bord exterieur de la surface superieure de cette busette.
7 Appareil selon la revendication 4, caracterise en ce qu'il comprend
egalement une plaque de maintien en materiau refractaire montee sous
la busette et sous le bloc de tuyere pour maintenir ces deux blocs
dans une position fixe.
8 Appareil selon la revendication 4, caracterise en ce qu'il comprend
une buse descendante fixee sur le fond du dispositif de fermeture a
plaque coulissante.
9 Appareil selon La revendication 4, caracterise en ce qu'il comprend
plusieurs sources de produits de trai- tement pouvant etre mises en
communication d'une maniere selective avec le passage central de
l'assemblage de tubes concentriques. Appareil selon la revendication
4, caracterise en ce qu'il comprend egalement plusieurs sources de gaz
pouvant etre mises en communication avec le passage annu- laire
delimite par lesdits tubes concentriques.
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