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La présente invention a trait à des tuyères à oxygène pour le trai- tement par l'oxygène des bains de métal et notamment des bains de fer.
Un procédé d'affinage bien connu consiste à souffler un courant d' oxygène techniquement pur à la surface du bain''de fer, par en haut, à travers une tuyère à circulation d'eau, sous une telle pression que ce courant d'oxy- gène pénètre profondément dans le bain dont il opère l'affinage.
On connaît aussi d'autres procédés d'affinage qui ont été mis en oeuvre dans des fours Martin ou électriques, par exemple, et dans lesquels la tuyère est immergée dans le métal liquide en vue d'introduire dans le bain le courant d'oxygène comprimée
Dans l'un et l'autre cas, la mauvaise tenue des tuyères à oxygène occasionne de sérieuses difficultés. Il est vrai que l'on peut améliorer la tenue de ces tuyères en les refroidissant par l'eau circulant dans le water- jacket qui les entoure. Mais leur tenue n'en laisse pas moins à désirer.
De plus, les tuyères usuelles rafraîchies par circulation d'eau don- nent des ennuis en ce sens qu'il arrive souvent que l'on ne s'aperçoit pas immédiatement de leurs fuites et que, de ce fait,une quantité de vapeur d' eau non mesurée peut passer dans le métal au cours de 1'affinage.,
Enfin, l'emploi des tuyères habituelles refroidies par circulation d'eau est entravé beaucoup par la mise en place des conduites ou tuyaux flexibles d'arrivée et de départ de l'eau.
L'invention a pour objet l'accroissement de la tenue des tuyères classiques servant à traiter par l'oxygène les bains de métal et, en particu- lier, les bains de fer, et la simplification de la construction de ces tuyè- reso Suivant l'invention, on abandonne le principe de circulation d'eau de ces tuyères afin d'employer comme milieu de refroidissement, par un procédé spécial, le courant d'oxygène destiné à l'affinage.
On sait que l'oxygène techniquement pur contenant environ 98 à 99,5% d'02 et destiné à être employé dans les usines métallurgiques, est ac- cumulé sous une pression d'environ 25 atmosphères dans des réservoirs placés après l'installation d'oxygène et que sa pression est réglée suivant les né- cessités au cours de sa distribution aux différents lieux d'utilisation.
Pour l'affinage de l'acier, on opère généralement avec l'oxygène à une pres- sion comprise entre 5 et 10 atmosphères environo
Suivant l'inventiong on introduit le courant d'oxygène comprimé, à une pression supérieure à celle demandée pour l'amenée de l'oxygène au bain de métal, dans la jaquette de refroidissement entourant la buse de soufflage centrale et à l'intérieur de laquelle il est détendu jusqu'à une pression supérieure ou égale à sa pression d'utilisation, et de là, on le fait passer dans ladite buse pour être soufflé à la surface ou à l'intérieur du bain de métal. La détente de l'oxygène, dans ladite jaquette, produit un refroidisse- ment énergique de ce fluide que l'on utilise, suivant l'invention, pour la protection de la tuyère proprement dite contre la surchauffe .
Le degré de détente et, partant, le degré de refroidissement de l' oxygène sont fonction des dimensions intérieures de ladite jaquette de re- froidissement. Comme l'oxygène perd de sa pression par suite de sa détente, il convient d'alimenter la tuyère en oxygène à une pression excédant d'au- tant celle demandée pour le traitement du bain de métal. Pour utiliser une pression supérieure, il faut régler la pression d'utilisation de l'oxygène par la méthode bien connue, au sortir de la jaquette de refroidissement et à l'entrée de la buse de soufflage centrale.
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Le dessin ci-inclus figure, à titre d'exemple, deux types de tuyère pour l'affinage des bains d'acier suivant l'invention.,
Les figures 1 et 2 sont des coupes à travers ces mêmes types de tuyère.
La tuyère 1 indiquée par la figure 1, comprend la buse de soufflage d'oxygène 2 entourée de la jaquette de refroidissement 3 dans laquelle passe le courant d'oxygène s'écoulant de la conduite 4, à une pression excédant cel- le demandée pour le traitement du bain de métaloL'oxygène est détendu à l' intérieur de la jaquette de refroidissement 3, jusqu'à sa pression d'utili- sation, ce qui provoque un abaissement de température importante Ensuite, il quitte ladite jaquette pour entrer dans le by-pass 5 aboutissant à la buse de soufflage 2.
On peut placer le régulateur de pression D sur le by- pass 50
La tuyère représentée par la figure 2 comporte une jaquette de re-- froidissement qui est pourvue de surfaces directrices en spirale 60 Ces sur- faces directrices sont destinées à faire circuler rapidement autour de la buse de soufflage, le courant d'oxygène sortant de la conduite 4, pour que ce fluide refroidisse la buse par suite de sa détente.
Le progrès industriel résultant de l'invention est indéniable. Il permet de supprimer les difficultés provenant de la circulation d'eau des tuyères et qui consistent dans les risques de fuites de ces tuyères et dans le fait qu'il y a lieu de manipuler non seulement ces tuyères et la, conduite d'amenée d'oxygène, mais encore les conduites à eau dont la suppression est d'une importance particulièrement grande pour l'exploitation.
L'invention n'est pas limitée aux tuyères pour le traitement ou 1' affinage des bains d'acier. Le procédé de refroidissement des tuyères par 1' oxygène, sous l'effet de sa détente, peut être utilisé partout où l'on ex- ploite des tuyères alimentées en oxygène ou en vent enrichi d'oxygène, telles par exemple que celles des hauts fourneaux, cubilots, etc.