Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
La présente invention concerne une lance de souffla-
ge prévue pour etre utilisée dans le cadre d'un procédé d'af-
finage de fonte liquide dans un bai.n contenant un certain
pourcen-tage de matières refroidissantes solides, par souffla-
ge d'oxygène par le haut et éventuellement par barbotage au
gaz inerte par le fond du bain.
Les procédés d'affinage de la fonte par soufflage
d'oxygène permettent, comme on le sait, d'incorporer à la
charge des quantités plus ou moins importantes de mitrailles.
L'importance de cette ajoute dépend de facon essentielle de
la quantité d'énergie thermique disponible pour assurer la
fusion des mitrailles ajoutées.
L'énergie thermique dégagée au cours de l'élabora-
tion, provient d'une part des réactions exothermiques d'oxy-
dation des éléments oxydables contenus dans la fonte, si
bien que la quantité incorporable de matieres refroidissantes,
~n particulier des mitrailles, est fonction des teneurs en C,
Si, P, Mn de la fonte enfournée.
Au cours de la décarburation de la fon-te, il se
~0 de~age à la surface du bain du CO qui peut subir suivant ies
conditions de marche du convertisseur une post-combustion
plus ou moi.ns poussée. Cette réaction exothermique consti-tue
une source d'énergie supplémentaire que l'on cherche à utili-
ser pour augmenter le -taux de consommation de mitrailles
incorporées à la charge.
Ainsi la Demanderesse a développé un procédé d'af-
finage qui est décrit dans le brevet luxembourgeois no 81 207.
Ce procédé prévoit d'affiner la fonte par soufflage d'oxygène
par le haut et de provoquer d'une part à proximité imrnédiate
de la surface du bain une post-combustion du CO dégagé au cours
--1--
de la décarburation en répartissan-t de l'oxygène sur la -tota-
lité de ladite surface et de régler d'autre part l'épaisseur
et la consistance de la scorie en agissan-t sur le désiquili-
bre entre celle-ci et le bain , par injection de gaz essen-
tiellement inerte par le fond du bain.
Etant donné que grâce au balayage permanent de
l'interface métal/scorie, cette dernière ne prend pas la
consistance mousseuse qui se présente au cours des processus
classiques d'affinage par soufflage par le haut, la scorie
n'agit plus en tant que couche d'isolation -thermique, si bien
qu'il règne à proximité de la surface du bain des tempéra-tures
nettement supérieures, permettant d'incorporer à la charge
des quantités accrues de mitrailles ou autres matières refroi-
dissantes.
Pour répartir l'oxygène sur la surface du bain, on
peut par exemple prévoir un soufflage d'oxygène subdivisé en
une pluralité de jets couvrant une zone sensiblement annu-
laire qui recouvre en permanence la plus grande partie
possible de la surface du bain. Pour exécuter cette techni-
que, il est connu d'utiliser des lances spéciales qui com-
prennent en dehors de la tuyère primaire axiale plusieurs
tuyères auxiliaires inclinées par rapport à l'axe de la lance
et qui sont censées de fournir l'oxygène nécessaire à la pos-t-
combustion.
Or le rôle d'une lance de soufflage d'oxygène
utilisée dans le cadre d'un procédé d'affinage tel qu'il a
été décrit, est complexe. En effet, l'oxygène doit d'une
part, pénétrer dans le bain pour qu'il y ait décarburation
et d'autre part, être réparti sur le bain pour qu'il y ait
post-combustion du CO dégagé. Il faut en plus assurer que
l'oxygène soit dirigé sur la surface du bain d'une manière
telle que la post-combustion du C0 se déroule à proximité
de la surface et non pas dans des régions supérieures où
l'énergie dégagée ne servirait pas à faire fondre les matières
refroidissantes ajou-tées, mais mettrait en péril la lance mê~
me ainsi qu'éventuellement le sys-tème de reEroidissement de
la cheminée du creuset.
En même temps il est désirable c .? disposer d'une
lance dont la configuration et la construc-tion ne soien-t ni
compliquées, ni onéreuses, la tate de lance étant d'une robus-
tesse telle qu'elle ne soit pas affectée par les conditions
I:hermiques auxquelles elle est exposée.
Le but de l'invention était de proposer une lance
de soufflage d'oxygène de décarburation et de post-combustion,
répondant aux critères énoncées plus haut.
Ce but est atteint par la lance suivant l'inven-tion
qui comporte une tête comprenant au moins une tuyère princi-
pale destinée à fournir l'oxygène de décarburation et au
moins un nombre égal de tuyères secondaires destinées à
~0 fournir l'oxygène de post-combustion, les tuyères prlncipa-
les étant inclinées de 1~17~ par rapport à l'axe de la lance
et les tuyères secondaires présentant un angle d'inclinaison
de 30-S0~ par rapport à l'axe de la -tuyère principale
voisine. La lance de sou-fflage selon l'invention est carac-
térisée en ce que les conduits des -tuyères secondaires
cornprennent des moyens de freinage du jet d'oxygène de
post-combustionO
Préférablement, la tete de la lance comprend au
moins quatre tuyères principales.
Suivant un mode de réalisation préféré de l'inven-
tion, les tuyères principales sont disposées le long d'un
premier cercle imaginaire inscrit sur la face de la tête de
,.~ .
, i,
517
lance; les tuyères secondaires peuvent selon un premier mo-
de de réalisation préféré être sensiblement le long du même
cercleO
Un deuxième mode de réalisation préféré prévoit
que les -tuyères secondaires sont disposées le long d'un
second cercle imaginaire inscrit sur la face de la tete de
lance et dont le diamètre est supérieur à celui du premier
cercle démarquant la position des tuyeres principales.
Qn se rend compte que l'oxygène de décarburation
destiné à pénétrer dans le bain n'y es-t pas insufflé en
direction perpendiculaire au niveau, mais sous un angle défi-
ni. La combinaison de ce jet oblique avec le jet qui émane
des tuyères secondaires, inclinées SOU5 un angle défini par
rapport à l'axe des tuyères principales voisines, résul-te
en des conditions de fourniture en oxygène qui s'avèrent être
idéales dans le cadre de l'affinage spécial qui permet de
dépasser largement les taux habituels des mitrailles ou au-
tres matières refroidissantes ajoutées dans le bain.
En vue de garantir un débit d'oxygène de décarbura--
tion sous la forme d'un jet dur, les tuyères principalespr~sentent utilement un divergent à leur sortie. En p:Lus
le diama~re d'une tuyère principale mesuré à la sortie
correspond de préférence au moins au double de celui d'une
tuyère secondaire.
Dans la mesure où l'on désire que l'oxygène de
post-combustion soit débité à travers les tuyères secondaires
sous forme d'un jet mou, ~Les conduits de ces tuyères com-
prennent des moyens de freinage du jet.
Selon un premier mode de réalisation pré-Eéré, ces
moyens de freinage peuvent être constitués par des tôles
qui sont disposées dans les conduits des tuyères secondaires
de manière à former des spirales.
2~7
Selon un second mode de réalisation préféré, les
moyens de freinage du jet d'oxygène de post-combus-tion sont
cons-tituéspar des rainures qui sont fraisées dans les parois
des conduits des tuyères secondaires, dans un plan perpen-
diculaire à l'axe des condui-ts.
Suivant un autre mode de réalisation préféré, les
moyens de freinage du jet d'oxygène de post-combus-tion sont
constitués par une rainure continue spiralée qui est -Fraisée
dans les parois des conduits des tuyeres secondaires.
Une illustra-tion schématisée d'un mode de réalisa-
tion préféré d'une lance de soufflage suivant l'invention est
représentée de manière non-limitative dans les dessins ci-
joints où:
la fig. 1 montre une coupe longitudinale à travers
la tête de la lance,
la fig~ 2 montre une coupe transversale à travers
le nez de la construction, et
les fiqs 3, ~ et 5 représentent différents modes
d'exécution des tuyères secondaires.
En fiqs_l et 2 on dis-tingue notammen-t les tuyères
principales 0 et secondaires 1, les tuyères princi.pales
ouvrent dans la face de la te-te de lance par un divergent,
~tandis que les conduits des tuyères secondaires sont droits~
Dans la forme d'exécution représentée, les tuyères 0 et 1
sont disposées le long de 2 cercles concentriques, les tuyères
1 étant décalées des tuyères 0, le rapport des diamètres des
tuyères 0 et 1, mesurés à la sortie, est de l'ordre de 2:1
Les moyens de freinage du jet d'oxygène de post-
combustion sont représentés en fiq. 3 qui montre une chicane
en forme d'une tôle 2 spiralée, tandis que la fiq. 4 montre
des moyens de freinage en forme de rainures circulaires 3,
--5--
4, 5 qui se dis-tinguent entre elles par leurs profils. En
:Eiq. 5, il est représenté une rainure continue en forme
d'une spi-rale 60
