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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX TUYERES (BUSILLONS) REFROIDIES POUR DES
FOURS DE FUSION PLUS SPECIALEMENT DES HAUTS FOURNEAUX.
Pour des fours de fusion, plus spécialement des hauts fourneaux, on se sert de tuyères ou de busillons qui sont branchés sur un conduit d'ame- née d'air et qui servent à souffler de l'air chaud dans la cuve ou dans le creuset du four, ces tuyères traversant la paroi du four et pénétrant, sur une partie seulement de leur longueur., dans la cuve ou le creuset. Pour des hauts fourneaux l'emplacement des tuyères se trouve un peu au-dessus de la surface libre du laitier. Les tuyères de ce genre sont exposées tout parti- culièrement à la chaleur qui règne dans le four et risquent d'être abimées par les matières qui tombent dans le creuset quand on charge celui-ci à nou- veau.
L'invention concerne des tuyères ou des busillons du genre de ceux constitués par des corps creux refroidis par un liquide et munis d'un nez creux et rapporté dont la chambre annulaire est raccordée directement au conduit dans lequel circule le fluide refroidisseur.
Conformément à l'invention on obtient une amélioration très ap- préciable en-ce qui concerne le refroidissement des tuyères du genre en ques- tion en constituant tout au moins la paroi extérieure du corps creux par un tube hélicoïdal intercalé dans le'circuit du fluide refroidisseur, ce tube étant. prolongé' jusqu'à proximité .du bout de la "tuyère,, ce 'bout.
comprenant un nez de faible longueur., dans lequel est ménagée une chambre annulaire avant une section transversale réduiteo L'enroulement de tubes, pour consti- tuer la paroi de la tuyère,\' ne présente aucune difficulté., .Comme le tube qui constitue la paroi de la tuyère a une section transversale interne réduite et comme la section du passage libre dans le nez de tuyère est également fai- ble, on obtient une circulation pouf'ainsi dire réglée du fluide refroidis- seur, de sorte qu'en aucun point du trajet ne s'e'produit une formation de va- peur.
Même dans le cas -où l'onutilise des tubes'dont l'épaisseur de la pa- roi est réduite 'on'obtient une tuyere dont la constitution est particulière- @
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ment solide et qui convient également au passage d'un fluide refroidisseur à une pression élevée.
Les tubes hélicoidaux de la paroi de la tuyère peuvent être rac- cordés à la chambre annulaire du nez de la tuyère de sorte que le fluide re- froidisseur qui sort du nez de la tuyère passe ensuite dans les tubes raccor- - dés en série de la dite chambre annulaire. Un mode de réalisation plus avan- tageux consiste à prévoir, pour le-nez de la tuyère et pour les tubes qui forment la paroi du corps creux de la tuyère, des conduits séparés pour l'en- trée et la sortie du liquide. Pour un mode de réalisation, pour lequel la pa- roi interne du corps creux de la tuyère est également constituée par un tube enroulé en hélice, les conduits d'entrée et de sortie du fluide refroidis- seur pour le nez de la tuyère peuvent être établis, en étant complètement iso- lés, entre les deux parois formées par les tubes.
La tuyère, établie selon l'invention, convient plus particulière- ment comme tuyère de soufflage pour l'introduction du vent chaud dans des hauts fourneaux. On peut également utiliser cette tuyère pour d'autres fours de fu- sion. Il est également possible de faire passer d'autres fluides gazeux ou li- qui.des à la place de l'air chaud par la tuyère. Il est aussi possible d'uti- liser la tuyère comme canal de sortie du laitier.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, un haut fourneau avec un ap- pareil à chauffer le vent.
Les figs. 2 et 3 montrent, à plus grande échelle et en coupe lon- gitudinale, deux tuyères établies respectivement selon deux modes de réali- sation différents.
La fig. 4 est une coupe transversale suivant IV-IV fig. 3.
La f ig. 5 montre la tuyère de la fig. 3 partiellement en éléva- tion et partiellement en coupe longitudinale.
On voit sur la fig. 1 que des tuyères à vent ou des busillons sont établis dans la paroi du haut fourneau au-dessus du niveau libre du lai- tier, une partie de ces tuyères dépassant dans le creuset du four. Par ces tuyères 1 le vent, fourni par l'appareil à chauffer le vent 2, est soufflé dans le creuset du four.
La fig. 2 montre une tuyère par laquelle la paroi extérieure est formée par un tube 3 enroulé en hélice, ce tube ayant une section transver- sale allongée ou en ovale. On peut également lui donner une section rectangu- laire. Le grand axe de cette section allongée est orienté suivant l'axe de la tuyère. Les spires de l'hélices sont soudées entre elles. La paroi inter- ne de la tuyère est formée par un tube lisse dont l'axe est parallèle à ce- lui de la tuyère. A l'extrémité interne des parois de la tuyère est fixé, par soudage, un nez 5 avec interposition d'un joint annulaire 6. La section transversale du nez a un profil en forme de U et les branches de ce profil prennent appui sur le joint annulaire 6.
De cette manière on forme une cham- bre annulaire 7 dans laquelle débouche le conduit d'entrée 8 du fluide re- froidisseur, plus spécialement un liquide, ce conduit étant établi entre la paroi externe, formée par le tube hélicoïdal 3 et la paroi interne lisse 4 de la tuyère. Pour ce mode de réalisation la sortie du liquide hors de la chambre annulaire 7 du nez 5 se fait par le raccord 9 qui relie cette cham- bre à l'extrémité avant du..tube 3. De puis l'extrémité arrière du tube 3 le liquide passe par le conduit 10 dans une chambre 11 en un endroit qui se trouve également le plus près possible de l'extrémité avant de la tuyère.
Quand le liquide refroidisseur a une vitesse assez élevée, la paroi inter- -ne 4 peut être refroidie suffisamment. D'un autre côté on empêche que le vent chaud introduit subisse un refroidissement excessif. Le liquide quitte la tuyère par le conduit12. Par des dispositifs non montrés on peut régler la vitesse et la pression du liquide ou la pression dans la tuyère entre certaines limites.
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La tuyère de la fig. 3 se distingue de celle de la f ig. 2 plus spécialement'par le fait que sa paroi interne est égalementformée par un tube 4a qui est enroule en hélice et qui a une section transversale allongée.
Les tubes 3 et 4a des deux parois ont une section transversale rectangulaire et leurs spires sont en contact par les petits côtés du rectangle. Les tu- bes comportent des nervures 13 et entre les nervures des spires voisines sont établis des corps de soutien 14 qui pour l'exemple montrée peuvent être con- stitués par une bande, enroulée également en hélice, en acier, en cuivre ou analogue. Les sections transversales des tubes ne sont pas sollicitées en compression par suite des soutiens mutuels de leurs nervures.
Le nez de tuyè- re 5 comprend une chambre annulaire 7 qui est subdivisée par une cloison transversale 15 pour former un canal ayant, en substance, la forme d'un U et dont'les extrémité 1. s sont raccordées'aux conduits d'entrée et de sortie pour le liquide refroidisseur (fig. 4).'-La section transversale de la'chambre an- nulaire 7 du'nez 5 de la tuyère est'petite et cette section n'est pas beaucoup plus' grande que celle des tubes 3 et 4a afin qu'une bonrie circulation du li- quide ait lieu dans le nez de tuyère fortement sollicité.
La fixation du nez aux autres parties de la tuyère, plus spécialement à sa partie arrière 16, a lieu à l'aide de boulons de retenue ou d'ancrage 8b dont un, désigné par 8, peut former le conduit d'amenée du liquide refroidisseur. De même, le con- duit de sortie 8a pour le liquide peut être constitué par un boulon d'ancrage.
Le nez 5,peut, en outre, être fixé par soudage aux parties voisines des pa- rois'voisines du corps de la tuyère. Pour cet exemple,,on introduit le liqui- de dans la chambre annulaire 7 du nez de tuyère 5 par le conduit 8 et il s'é- coule directement à partir du dit nez vers l'extérieur par le conduit 8a. Pour les parois de la tuyère, formées par les tubes 3 et 4a, on prévoit un conduit d'amenée particulier 17 pour le liquide refroidisseur (fig. 5) ce conduit étant,raccordé à l'extrémité arrière de la paroi tubulaire externe 3. Près du nez, cette paroi et la paroi tubulaire interne 4a sont reliées entre elles, pour le passage du liquide, par un raccord 18 afin que le liquide, amené par le conduit 17, puisse être évacué, après avoir traversé la paroi tubulaire in- terne 4a, par le conduit 19.
Le nez 5 est constitué, dans ce cas, en une seu- le pièce. Il est à noter également que -les boulons d'ancrage ou'les conduits 8 et 8a sont particulièrement bien protégés en étant établis entre les parois tubulaires 3 et 4a. Le nez de tuyère et les tubes des parois de la tuyère sont de préférence, constitués en un alliage de cuivre particulièrement résistant à la chaleur. Rien n'empêche toutefois' d'utiliser à cet effet une autre ma- tière appropriée. Pour la fabrication des parois on peut se servir de tubes soudés ou de tubes étirés sans soudure.
Les tubes eux-mêmes ont, de préféren- ce, une section transversale aussi réduite que possible par rapport aux dimen- sions de la tuyère afin que le fluide refroidisseur touche autant que possi-' ble et d'une manière uniforme toutes les parties de la tuyère et que le corps de.la tuyère ait, d'un autre côte et malgré l'utilisation de parties consti- tutives ayant des parois minces, une grande résistance ou solidité.