FR2694803A1

FR2694803A1 - Device for cooling external wall of metallurgical vessel - and its particular application to a steel-making converter

Info

Publication number: FR2694803A1
Application number: FR9210079A
Authority: FR
Inventors: Le Bacon Patrick
Original assignee: Sollac SA; Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Current assignee: Sollac SA
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1994-02-18
Anticipated expiration: 2012-08-17
Also published as: FR2694803B1

Abstract

A device is claimed for cooling the external wall (3) of a metallurgical vessel (2) subjected to high temperatures, surrounded at least partially by an element (4) forming a thermal screen and in which one internal wall (4a) is arranged with respect to the outer wall (3) of the vessel (2). The two walls (3, 4a) are essentially parallel and situated at a small distance from each other. The device comprises:- a system (10) for feeding a gaseous cooling fluid; a system (12, 13) for distributing the gaseous cooling fluid between the outer wall (3) of the vessel (2) and the inner wall (4a) of the element (4); and a system (19) for projecting the gaseous cooling fluid onto the outer wall (3) of the vessel (2). The application of the device to a steel-making converter is also claimed, where the element (4) forming a thermal screen is a girdle fixed to the outer wall (3) of the converter. USE/ADVANTAGE - The device is used for cooling the outer wall of a metallurgical vessel subjected to high temperatures, such as for example a steel converter. The device is easy to put into service, is efficient, reliable and has a low energy requirement whilst providing a high security for operating personnel. Since the device has a modular construction maintenance and repair are facilitated. The skin temperature can be kept at about 300 deg.C, thus improving the life of the converter.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de refroidissement d'une paroi extérieure d'un récipient métallurgique soumis à haute température, comme par exemple un convertisseur d'aciérie. The present invention relates to a device for cooling an outer wall of a metallurgical vessel subjected to high temperature, such as for example a steelworks converter.

On sait que les convertisseurs d'aciérie sont constitués d'une coque en acier soudé, appelée cornue, dans laquelle est élaboré l'acier. We know that steelworks converters consist of a welded steel shell, called a retort, in which the steel is produced.

Les parois de la cornue sont constituées d'un garnissage interne de briques en matériau réfractaire et d'un blindage métallique formant la paroi extérieure de ladite cornue. The walls of the retort consist of an internal lining of bricks of refractory material and a metal shield forming the outer wall of said retort.

Afin de permettre le basculement de la cornue, par exemple pour procéder au chargement du convertisseur ou à la coulée de l'acier élaboré, celle-ci est équipée d'une ceinture disposée autour de sa partie médiane et destinée à soutenir ladite cornue
Cette ceinture est munie de deux tourillons diamétralement opposés et alignés suivant un axe autour duquel bascule la cornue.In order to allow the retort to tilt, for example to load the converter or to pour the elaborate steel, it is equipped with a belt arranged around its middle part and intended to support said retort
This belt is provided with two diametrically opposite pins and aligned along an axis around which the retort rocks.

Une telle ceinture a par exemple une hauteur de 2,50 m et la paroi intérieure de celle-ci est située à une distance d'environ 0, 2 m du blindage de la cornue. Such a belt has for example a height of 2.50 m and the inner wall thereof is located at a distance of about 0.2 m from the shielding of the retort.

Compte tenu de l'augmentation de la température d'élaboration de certains aciers et dans le but d'augmenter la durée de vie du garnissage interne de la cornue, la qualité des matériaux réfractaires utilisés pour constituer les briques du garnissage de la cornue s'accroît et, par exemple, la magnésie graphite remplace de plus en plus la dolomie dont la conductivité thermique est plus faible, comtribuant ainsi à augmenter la charge thermique sur le blindage. Given the increase in the production temperature of certain steels and in order to increase the life of the inner lining of the retort, the quality of the refractory materials used to form the bricks of the lining of the retort s' increases and, for example, graphite magnesia replaces more and more the dolomite whose thermal conductivity is lower, thus contributing to increase the thermal load on the shielding.

I1 convient de noter que les zones du blindage situées au-dessus ou au-dessous de la ceinture supportent cette charge thermique supplémentaire étant donné qu'elles sont refroidies par convection naturelle et par rayonnement. It should be noted that the areas of the shield located above or below the belt support this additional thermal load since they are cooled by natural convection and by radiation.

Cependant, la zone du blindage disposée en regard de la paroi intérieure de la ceinture est insuffisamment refroidie par convection naturelle en raison du faible espace entre les parois de la cornue et de la ceinture. However, the area of the shield placed opposite the inner wall of the belt is insufficiently cooled by natural convection due to the small space between the walls of the retort and the belt.

Ainsi, sous l'effet de la charge thermique élevée et du faible refroidissement naturel, les deux parois qui sont disposées face à face s'équilibrent en température et la température du blindage peut atteindre par exemple 550"C. Thus, under the effect of the high thermal load and the low natural cooling, the two walls which are arranged face to face equilibrate in temperature and the temperature of the shielding can reach for example 550 "C.

A partir de ce moment, l'acier constituant le blindage perd une partie de ses caractéristiques mécaniques et, les contraintes exercées par les briques du garnissage sur ledit blindage, provoquent alors le fluage de celui-ci. From this moment, the steel constituting the shield loses part of its mechanical characteristics and, the stresses exerted by the bricks of the lining on said shield, then cause the latter to creep.

Au cours du temps le blindage risque d'entrer en contact avec la paroi intérieure de la ceinture qui, n'étant pas dimensionnée pour supporter de tels efforts, va se déformer de manière irréversible. Over time, the shielding may come into contact with the inner wall of the belt which, not being dimensioned to withstand such forces, will be irreversibly deformed.

Pour éviter ces dégradations, il a été prévu de refroidir la zone du blindage disposée en regard de la paroi intérieure de la ceinture de plusieurs manières. To avoid these degradations, provision has been made to cool the area of the shield placed opposite the inner wall of the belt in several ways.

Une des solutions envisagées consistait à installer un circuit de refroidissement par circulation d'eau dans l'espace entre les deux parois disposées face à face, mais en raison de l'inaccessibilité de la zone concernée en cas de réparation d'une fuite d'eau par exemple, la solution a été abandonnée. One of the solutions envisaged consisted in installing a cooling circuit by circulation of water in the space between the two walls arranged face to face, but because of the inaccessibility of the zone concerned in the event of repair of a leak of water for example, the solution was abandoned.

Une autre solution consistait à souffler de l'air dans l'espace entre les deux parois, mais les débits d'air nécessaires étaient tellement élevés que cette solution n'a pas été retenue. Another solution consisted in blowing air into the space between the two walls, but the necessary air flow rates were so high that this solution was not retained.

Compte tenu de ces difficultés, le refroidissement d'une paroi extérieure d'un récipient métallurgique soumis à haute température, entourée au moins partiellement par un élément formant écran thermique, et dont une paroi dite intérieure est disposée en regard de la dite paroi extérieure du récipient, n'est pas jusqu'à présent réalisé d'une manière efficace. Given these difficulties, the cooling of an outer wall of a metallurgical vessel subjected to high temperature, surrounded at least partially by an element forming a heat shield, and of which a so-called inner wall is disposed opposite said said outer wall of the container, is so far not carried out in an efficient manner.

La présente invention a donc pour but de proposer un dispositif de refroidissement de ce type de récipients qui soit efficace, simple à mettre en oeuvre, fiable, sans danger pour le personnel d'exploitation et qui consomme peu d'énergie. The object of the present invention is therefore to propose a device for cooling this type of container which is efficient, simple to use, reliable, safe for operating personnel and which consumes little energy.

La présente invention a donc pour objet un dispositif de refroidissement d'une paroi extérieure d'un récipient métallurgique soumis à haute température, entourée au moins partiellement par un élément formant écran thermique et dont une paroi dite intérieure est disposée en regard de la paroi extérieure du récipient, les deux parois étant sensiblement parallèles et situées à faible distance l'une de l'autre, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte
- des moyens d'amenée d'un fluide gazeux de refroidissement,
- des moyens de répartition du fluide gazeux entre la paroi extérieure dudit récipient et la paroi intérieure dudit élément,
- des moyens de projection du fluide gazeux sur ladite paroi extérieure du récipient, assujettis auxdits moyens de répartition.The present invention therefore relates to a device for cooling an outer wall of a metallurgical vessel subjected to high temperature, surrounded at least partially by a member forming a heat shield and of which a so-called inner wall is disposed opposite the outer wall. of the container, the two walls being substantially parallel and located a short distance from each other, characterized in that said device comprises
means for supplying a gaseous cooling fluid,
means for distributing the gaseous fluid between the outer wall of said container and the inner wall of said element,
- Means for projecting the gaseous fluid onto said outer wall of the container, subject to said distribution means.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- les moyens d'amenée du fluide gazeux sont formés par au moins une conduite horizontale disposée sensiblement à l'aplomb de la paroi intérieure dudit élément formant écran thermique et longeant ladite paroi sur au moins une partie de sa longueur, ladite conduite étant reliée à au moins une arrivée du fluide gazeux,
- ladite conduite comporte sur sa face intérieure disposée en vis-à-vis de ladite paroi extérieure du récipient, une pluralité de fenêtres régulièrement espacées,
- les moyens de répartition du fluide gazeux sont formés par au moins un faisceau de tubes disposés selon un pas régulier entre les deux parois et fixés par une de leurs extrémités à ladite conduite,
- chaque tube comporte à son extrémité destinée à être fixée sur ladite conduite, une lumière disposée en regard de cette conduite,
- chaque tube communique avec la conduite par ladite lumière et par l'une des fenêtres ménagées dans ladite conduite,
- les tubes sont parallèles entre eux et verticaux, les extrémités desdits tubes opposées à celle comportant ladite lumière étant reliées ensemble par au moins une pièce formant entretoise,
- les moyens de projection du fluide gazeux sur la paroi extérieure dudit récipient sont formés par des buses régulièrement espacées sur ledit faisceau de tubes,
- les buses sont écartées l'une de l'autre d'une distance comprise entre 100 et 500 mm et de préférence égale à 300 mm,
- les buses sont disposées en quinconce dans un plan sensiblement parallèle à ladite paroi extérieure,
- les buses sont placées chacune au sommet d'un triangle équilatéral dont les côtés ont une longueur comprise entre 100 et 500 mm et de préférence égale à 300 mm,
- chaque buse est dirigée perpendiculairement à la paroi extérieure dudit récipient,
- chaque buse est inclinée par rapport à l'horizontal ou par rapport à la paroi de la cornue,
- chaque buse a un diamètre d'ouverture compris entre 10 et 30 mm et de préférence égal à 17 mm,
- les tubes sont écartés l'un de l'autre d'une distance correspondant sensiblement à la moitié de l'écartement des buses,
- le fluide gazeux de refroidissement est de l'air.According to other features of the invention
the means for supplying the gaseous fluid are formed by at least one horizontal pipe disposed substantially perpendicular to the interior wall of said element forming a heat shield and skirting said wall over at least part of its length, said pipe being connected to at least one arrival of the gaseous fluid,
said pipe comprises on its internal face disposed opposite said external wall of the container, a plurality of regularly spaced windows,
the means for distributing the gaseous fluid are formed by at least one bundle of tubes arranged in a regular pitch between the two walls and fixed by one of their ends to said pipe,
each tube comprises at its end intended to be fixed on said pipe, a light disposed opposite this pipe,
each tube communicates with the pipe by said light and by one of the windows provided in said pipe,
the tubes are parallel to each other and vertical, the ends of said tubes opposite to that comprising said lumen being connected together by at least one piece forming a spacer,
the means for projecting the gaseous fluid onto the outer wall of said container are formed by regularly spaced nozzles on said bundle of tubes,
the nozzles are spaced from each other by a distance of between 100 and 500 mm and preferably equal to 300 mm,
the nozzles are staggered in a plane substantially parallel to said outer wall,
the nozzles are each placed at the top of an equilateral triangle whose sides have a length of between 100 and 500 mm and preferably equal to 300 mm,
each nozzle is directed perpendicular to the outer wall of said container,
- each nozzle is inclined relative to the horizontal or relative to the wall of the retort,
each nozzle has an opening diameter of between 10 and 30 mm and preferably equal to 17 mm,
the tubes are spaced from each other by a distance corresponding substantially to half the spacing of the nozzles,
- the gaseous cooling fluid is air.

Le dispositif selon l'invention s'applique particulièrement au refroidissement d'un convertisseur d'aciérie pour lequel l'élément formant écran thermique est une ceinture fixée à la paroi extérieure dudit convertisseur. The device according to the invention is particularly applicable to the cooling of a steelworks converter for which the element forming a heat shield is a belt fixed to the external wall of said converter.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la Figure 1 est une vue schématique en perspective d'un convertisseur d'aciérie muni du dispositif de refroidissement selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de refroidissement selon l'invention,
- la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une portion de la conduite des moyens d'amenée d'un fluide gazeux,
- la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une platine support d'un faisceau de tubes,
- la figure 5 est une vue schématique en perspective d'une partie d'un faisceau de tubes des moyens de répartition du fluide gazeux,
- la figure 6 est une vue en élévation des moyens de projection du fluide gazeux,
- la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-7 de la figure 6,
- la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne 8-8 de la figure 6.The invention will be better understood with the aid of the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which
FIG. 1 is a schematic perspective view of a steelworks converter provided with the cooling device according to the invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of the cooling device according to the invention,
FIG. 3 is a schematic perspective view of a portion of the pipe of the means for supplying a gaseous fluid,
FIG. 4 is a schematic perspective view of a support plate for a bundle of tubes,
FIG. 5 is a schematic perspective view of part of a bundle of tubes of the means for distributing the gaseous fluid,
FIG. 6 is an elevation view of the means for projecting the gaseous fluid,
FIG. 7 is a sectional view along line 7-7 of FIG. 6,
- Figure 8 is a sectional view along line 8-8 of Figure 6.

Comme représenté schématiquement à la fig. 1, un convertisseur d'aciérie désigné dans son ensemble par la référence 1 se compose d'une coque soudée en acier 2 appelée cornue et faisant office de récipient métallurgique pour l'élaboration de l'acier. As shown schematically in FIG. 1, a steelworks converter designated as a whole by the reference 1 consists of a welded steel shell 2 called a retort and serving as a metallurgical vessel for the production of steel.

La cornue 2 comporte un garnissage interne de briques en matériau réfractaire, non représentées, et un blindage métallique formant la paroi extérieure 3 de ladite cornue. The retort 2 has an internal lining of bricks of refractory material, not shown, and a metal shield forming the outer wall 3 of said retort.

La cornue 2 est entourée dans sa partie médiane par un élément 4 formant écran thermique et dont une paroi 4a, appelée paroi intérieure, est disposée de manière sensiblement parallèle et en regard de la paroi extérieure 3 de ladite cornue. The retort 2 is surrounded in its middle part by an element 4 forming a heat shield and a wall 4a of which, called the inner wall, is arranged in a substantially parallel manner and facing the outer wall 3 of the said retort.

L'élément 4 formant écran thermique est une ceinture fixée à la paroi extérieure 3 de la cornue 2 et située à faible distance de celle-ci, ménageant ainsi dans la partie médiane de ladite cornue, un espace libre de faible largeur, par exemple égal à 0,2 m, entre la paroi extérieure 3 de la cornue 2 et la paroi intérieure 4a de la ceinture 4. The element 4 forming a heat shield is a belt fixed to the outer wall 3 of the retort 2 and located at a short distance from the latter, thus providing in the median part of said retort, a free space of small width, for example equal at 0.2 m, between the outer wall 3 of the retort 2 and the inner wall 4a of the belt 4.

Cette ceinture 4 est destinée à soutenir la cornue 2 lors de son basculement, par exemple pour procéder au chargement du convertisseur ou à la coulée de l'acier élaboré. This belt 4 is intended to support the retort 2 during its tilting, for example to load the converter or to pour the steel produced.

A cet effet, la ceinture 4 est équipée de deux tourillons 5 dont un seul est représenté sur la figure 1, diamétralement opposés et alignés suivant un axe autour duquel bascule la cornue 2. To this end, the belt 4 is equipped with two pins 5, only one of which is shown in FIG. 1, diametrically opposite and aligned along an axis around which the retort 2 rocks.

La ceinture 4 telle que représentée sur les figures 1 et 2 est formée par un caisson 40 de forme torique d'axe de révolution confondu avec celui de la cornue 2 et dont une section contenue dans un plan radial vertical a une forme générale rectangulaire. The belt 4 as shown in FIGS. 1 and 2 is formed by a box 40 of toroidal shape with an axis of revolution coincident with that of the retort 2 and of which a section contained in a vertical radial plane has a generally rectangular shape.

Le caisson 40 est par exemple formé de deux demi-caissons ou compartiments respectivement 41 et 42 sensiblement identiques, l'un 41 étant disposé au-dessus de l'autre 42 et séparé de ce dernier par une cloison horizontale 43. The box 40 is for example formed of two substantially identical half-boxes or compartments 41 and 42 respectively, one 41 being arranged above the other 42 and separated from the latter by a horizontal partition 43.

Le caisson 40 a par exemple une hauteur de 2,50 m. The box 40 has for example a height of 2.50 m.

Lors de l'utilisation du convertisseur 1 pour l'élaboration de l'acier, le garnissage interne de la cornue 2 atteint des températures voisines de 1500"C ce qui représente au niveau de la paroi extérieure 3 sous ceinture de ladite cornue, des températures de l'ordre de 550"C conduisant ainsi à sa déformation. When using the converter 1 for the production of steel, the internal lining of the retort 2 reaches temperatures in the region of 1500 "C which represents, at the level of the outer wall 3 below the belt of said retort, temperatures of the order of 550 "C thus leading to its deformation.

Pour éviter cette déformation, le convertisseur 1 est équipé d'un dispositif de refroidissement de la paroi extérieure 3 de la cornue 2. To avoid this deformation, the converter 1 is equipped with a device for cooling the outer wall 3 of the retort 2.

Le dispositif de refroidissement selon la présente invention comporte
- des moyens d'amenée d'un fluide gazeux de refroidissement,
- des moyens de répartition du fluide gazeux entre la paroi extérieure 3 de la cornue 2 et la paroi intérieure 4a de la ceinture 4 formant écran thermique,
- et des moyens de projection du fluide gazeux sur la paroi intérieure 3 qui sont assujettis aux moyens de répartition dudit fluide gazeux.The cooling device according to the present invention comprises
means for supplying a gaseous cooling fluid,
means for distributing the gaseous fluid between the outer wall 3 of the retort 2 and the inner wall 4a of the belt 4 forming a heat shield,
- And means for projecting the gaseous fluid onto the inner wall 3 which are subject to the means for distributing said gaseous fluid.

Les moyens d'amenée du fluide gazeux de refroidissement sont formés par au moins une conduite 10 horizontale disposée sur la ceinture 4, sensiblement à l'aplomb de la paroi intérieure 4a de ladite ceinture et longeant cette dernière sur toute sa longueur dans l'exemple représenté sur la Fig. 1. The means for supplying the gaseous cooling fluid are formed by at least one horizontal pipe 10 disposed on the belt 4, substantially perpendicular to the interior wall 4a of said belt and along the latter over its entire length in the example. shown in Fig. 1.

La conduite 10 a une section transversale de forme sensiblement rectangulaire et une forme générale en arc de cercle. The pipe 10 has a cross section of substantially rectangular shape and a general shape of an arc of a circle.

La conduite 10 est alimentée en fluide gazeux de refroidissement par l'intermédiaire d'au moins une canalisation 6 (Fig. 1), en communication avec chacun des deux compartiments 41 et 42 de la ceinture 4 par au moins une ouverture 7 ménagée dans chacun des compartiments. The pipe 10 is supplied with gaseous cooling fluid via at least one pipe 6 (Fig. 1), in communication with each of the two compartments 41 and 42 of the belt 4 by at least one opening 7 made in each compartments.

D'autre part, les compartiments 41 et 42 sont alimentés en fluide gazeux à partir d'au moins un des deux tourillons 5 qui comporte, comme représenté à la figure 2, un conduit central 5a relié à une alimentation en fluide gazeux, non représentée. On the other hand, the compartments 41 and 42 are supplied with gaseous fluid from at least one of the two pins 5 which comprises, as shown in FIG. 2, a central duct 5a connected to a supply of gaseous fluid, not shown .

Comme représenté à la figure 3, la conduite 10 comporte sur sa face intérieure 10a disposée en vis-àvis de la paroi extérieure 3 de la cornue 2, une pluralité de fenêtres 11 régulièrement espacées. As shown in Figure 3, the pipe 10 has on its inner face 10a disposed opposite the outer wall 3 of the retort 2, a plurality of windows 11 regularly spaced.

Les moyens de répartition du fluide gazeux sont formés par au moins un faisceau 12 de tubes 13 disposés selon un pas régulier dans l'espace intermédiaire entre la paroi extérieure 3 de la cornue 2 et la paroi intérieure 4a de la ceinture 4. The means for distributing the gaseous fluid are formed by at least one bundle 12 of tubes 13 arranged in a regular pitch in the intermediate space between the outer wall 3 of the retort 2 and the inner wall 4a of the belt 4.

Les tubes 13 sont parallèles entre eux et verticaux et sont solidaires de la conduite 10 d'amenée de fluide par l'une de leurs extrémités 13a appelée extrémité supérieure. The tubes 13 are mutually parallel and vertical and are integral with the pipe 10 for supplying fluid by one of their ends 13a called the upper end.

Selon un exemple de réalisation, la cornue 2 est entourée par vingt-deux faisceaux 12 de sept tubes 13, chacun disposé côte à côte. According to an exemplary embodiment, the retort 2 is surrounded by twenty-two beams 12 of seven tubes 13, each arranged side by side.

Comme représenté à la figure 4, chaque tube 13 est pourvu d'une lumière 14 rectangulaire orientée sur la longueur dudit tube, située à proximité de son extrémité supérieure 13a et de mêmes dimensions que celles des fenêtres 11 ménagées dans la conduite 10. As shown in FIG. 4, each tube 13 is provided with a rectangular lumen 14 oriented along the length of said tube, located near its upper end 13a and of the same dimensions as those of the windows 11 formed in the pipe 10.

Les tubes 13 sont fixés, par exemple par soudage, à au moins une platine 15 métallique ayant la forme d'une bande rectangulaire de hauteur sensiblement égale à celle de la conduite 10 et étant destinée à venir en appui sur la face intérieure 10a de ladite conduite 10. The tubes 13 are fixed, for example by welding, to at least one metal plate 15 having the shape of a rectangular strip of height substantially equal to that of the pipe 10 and being intended to come to bear on the inner face 10a of said driving 10.

Cette platine 15 est munie d'ouvertures 16 de forme et de dimensions identiques à celles des fenêtres 11 et des lumières 14 disposées selon le même espacement que celui desdites fenêtres 11 et transversalement par rapport à ladite platine 15. This plate 15 is provided with openings 16 of shape and dimensions identical to those of the windows 11 and of the lights 14 arranged at the same spacing as that of the said windows 11 and transversely with respect to the said plate 15.

Lorsque les tubes 13 sont soudés sur ladite platine 15, les lumières 14 sont disposées en vis-à-vis des ouvertures 16 de la platine 15 et, après fixation de ladite platine 15 sur la face intérieure 10a de la conduite 10 par exemple par boulonnage, les fenêtres il de celle-ci sont disposées en regard des ouvertures 16 de la platine 15 et mettent ainsi l'intérieur de la conduite 10 en communication avec l'intérieur de chacun desdits tubes 13. When the tubes 13 are welded to said plate 15, the openings 14 are arranged opposite the openings 16 of the plate 15 and, after fixing said plate 15 on the inner face 10a of the pipe 10 for example by bolting , the windows 11 thereof are arranged opposite the openings 16 of the plate 15 and thus place the interior of the pipe 10 in communication with the interior of each of said tubes 13.

Pour maintenir un pas régulier entre les tubes 13 et assurer la rigidité du faisceau 12, les extrémités 13b desdits tubes 13 opposées à celles fixées à la conduite 10, sont reliées par une seule pièce plane 17 (Fig. 2) par exemple circulaire, ou par plusieurs pièces 17 planes en forme d'arc de cercle et mises bout à bout de façon à former une ou plusieurs entretoises. To maintain a regular pitch between the tubes 13 and ensure the rigidity of the bundle 12, the ends 13b of said tubes 13 opposite those fixed to the pipe 10, are connected by a single flat piece 17 (FIG. 2), for example circular, or by several pieces 17 planes in the shape of an arc of a circle and placed end to end so as to form one or more spacers.

Selon un exemple de réalisation, une pièce 17 est prévue pour chaque faisceau 12 de sept tubes 13 et est fixée perpendiculairement auxdits tubes. According to an exemplary embodiment, a part 17 is provided for each bundle 12 of seven tubes 13 and is fixed perpendicular to said tubes.

Par ailleurs, pour chaque faisceau 12, un taquet 18 (Fig.2) est fixé perpendiculairement à la face inférieure 4b de la ceinture 4 et, lorsque le faisceau 12 est solidaire de la conduite 10, la pièce 17 est emmanchée sur ledit taquet 18 de manière à immobiliser ledit faisceau à une distance constante par rapport à la paroi extérieure 3 de la cornue 2. Furthermore, for each bundle 12, a cleat 18 (Fig. 2) is fixed perpendicular to the lower face 4b of the belt 4 and, when the bundle 12 is secured to the pipe 10, the part 17 is fitted onto said cleat 18 so as to immobilize said beam at a constant distance from the outer wall 3 of the retort 2.

Cette disposition avantageuse permet aux tubes 13 de se dilater selon un axe vertical de manière contrôlée sous l'effet des contraintes thermiques, étant donné que seules les extrémités supérieures 13a de ces tubes 13 sont solidarisées avec la conduite 10. This advantageous arrangement allows the tubes 13 to expand along a vertical axis in a controlled manner under the effect of thermal stresses, since only the upper ends 13a of these tubes 13 are secured to the pipe 10.

Il convient également de remarquer que le dispositif de refroidissement selon la présente invention est modulaire ce qui permet en cas de défectuosité d'un ou de plusieurs tubes 13, de démonter le ou les faisceaux correspondant en vue d'une réparation. It should also be noted that the cooling device according to the present invention is modular, which makes it possible, in the event of a defect in one or more tubes 13, to dismantle the corresponding beam or beams for repair.

Comme représenté sur les figures 6 et 7, les moyens de projection du fluide gazeux de refroidissement sur la paroi extérieure de la cornue 2 sont formés par des buses 19 régulièrement espacées le long de chaque tube 13 et disposées en regard de ladite paroi extérieure 3. As shown in FIGS. 6 and 7, the means for projecting the gaseous cooling fluid onto the outer wall of the retort 2 are formed by nozzles 19 regularly spaced along each tube 13 and arranged opposite said outer wall 3.

Les tubes 13 ont une section transversale rectangulaire et les buses 19 sont formées de parties cylindriques fixées par exemple par soudage sur les parois des tubes 13 qui font face à la paroi extérieure 3 de la cornue 2 et dirigées perpendiculairement à celleci. The tubes 13 have a rectangular cross section and the nozzles 19 are formed of cylindrical parts fixed for example by welding to the walls of the tubes 13 which face the outer wall 3 of the retort 2 and directed perpendicular thereto.

Les buses 19 peuvent également présenter une inclinaison avec l'horizontal ou par rapport à la paroi de la cornue pour une meilleure évacuation de l'air. The nozzles 19 may also have an inclination with the horizontal or with respect to the wall of the retort for better evacuation of the air.

Le fluide gazeux de refroidissement utilisé est par exemple de l'air. The gaseous cooling fluid used is for example air.

Un ventilateur, non représenté est raccordé au conduit central 5a de l'un des tourillons 5 par exemple par un joint tournant, afin d'alimenter les compartiments 41 et 42 du caisson 40 formant la ceinture 4, puis la canalisation 6, la conduite 10 et enfin les tubes 13. A fan, not shown is connected to the central duct 5a of one of the pins 5 for example by a rotating joint, in order to supply the compartments 41 and 42 of the box 40 forming the belt 4, then the pipe 6, the pipe 10 and finally the tubes 13.

Autour d'une cornue 2 de convertisseur comme celle décrite dans cet exemple, les buses 19 sont écartées l'une de l'autre d'une distance comprise entre 100 et 500 mm et par exemple égal à 300 mm. Around a converter retort 2 like that described in this example, the nozzles 19 are spaced from one another by a distance of between 100 and 500 mm and for example equal to 300 mm.

Les buses 19 ne doivent pas être écartées audelà de 500 mm afin d'éviter que le gradient thermique entre l'impact des jets conduise à des contraintes inacceptables provoquant des fissurations locales du blindage de la cornue 2. The nozzles 19 must not be spaced beyond 500 mm in order to prevent the thermal gradient between the impact of the jets leading to unacceptable stresses causing local cracks in the shield of retort 2.

Au-dessous de 100 mm, les buses 19 sont trop rapprochées et n'apportent pratiquement aucun effet de refroidissement supplémentaire. Below 100 mm, the nozzles 19 are too close together and provide practically no additional cooling effect.

Les tubes 13 sont écartés l'un de l'autre d'une distance correspondante sensiblement à la moitié de l'écartement des buses 19. The tubes 13 are spaced from each other by a distance corresponding substantially to half the spacing of the nozzles 19.

Avantageusement, les buses 19 sont disposées en quinconce sur les tubes 13 et, préférentiellement les buses 19 sont placées chacune au sommet d'un triangle équilatéral dont les côtés ont une longueur comprise entre 100 et 500 mm et de préférence égale à 300 mm. Par exemple, le nombre de buses 19 est égal à 1000 et chaque buse a un diamètre d'ouverture compris entre 10 et 30 mm et par exemple égal à 17 mm. Advantageously, the nozzles 19 are staggered on the tubes 13 and, preferably the nozzles 19 are each placed at the top of an equilateral triangle whose sides have a length of between 100 and 500 mm and preferably equal to 300 mm. For example, the number of nozzles 19 is equal to 1000 and each nozzle has an opening diameter of between 10 and 30 mm and for example equal to 17 mm.

Ainsi, cette répartition permet de couvrir lors du soufflage de l'air par les buses 19, la plus grande surface possible du blindage. Thus, this distribution makes it possible to cover during the blowing of air by the nozzles 19, the largest possible area of the shielding.

L'air sort des buses 19 à une vitesse par exemple voisine de 30 m/s et le débit d'air total véhiculé dans le dispositif de refroidissement selon la présente invention est au maximum de l'ordre de 30.000
Nm3/h, mais, de préférence le débit d'utilisation courante est de 25.000 Nm3/h.The air leaves the nozzles 19 at a speed for example close to 30 m / s and the total air flow conveyed in the cooling device according to the present invention is at most of the order of 30,000
Nm3 / h, but preferably the flow rate of current use is 25,000 Nm3 / h.

Pour véhiculer un tel débit d'air, il suffit que la pression au refoulement du ventilateur soit environ de 700 mm de colonne d'eau. To convey such an air flow, it is sufficient that the discharge pressure of the fan is approximately 700 mm of water column.

L'alimentation en air est réalisée à faible pression et nécessite une faible consommation d'énergie électrique. The air supply is carried out at low pressure and requires low consumption of electrical energy.

Un tel dispositif permet un refroidissement très efficace puisque la température du blindage du convertisseur peut être ramenée à environ 300"C ce qui permet d'eviter les détériorations sur ce blindage et par là même sur la ceinture du convertisseur, contribuant ainsi à augmenter la durée de vie dudit convertisseur. Such a device allows very efficient cooling since the temperature of the converter screen can be reduced to around 300 "C which avoids damage to this screen and thereby to the belt of the converter, thus contributing to increasing the duration life of said converter.

Claims

RESELL ICAT IONS

1. Device for cooling an outer wall (3) of a metallurgical vessel (2) subjected to high temperature, surrounded at least partially by an element (4) forming a heat shield and of which a wall (4a) called an inner wall is disposed opposite said outer wall (3) of the container (2), the two walls (3,4a) being substantially parallel and located at a short distance from each other, characterized in that said device comprises

- means (10) for supplying a gaseous cooling fluid,

means (12, 13) for distributing the gaseous fluid between the outer wall (3) of said container (2) and the inner wall (4a) of said element (4),

- And means (19) for projecting the gaseous fluid onto said outer wall (3) of the container (2), subject to said means (12, 13) for distributing said gaseous fluid.

2. Device according to claim 1, characterized in that the means for supplying the gaseous fluid are formed by at least one horizontal pipe (10) disposed substantially perpendicular to the interior wall of said element (4) forming a heat shield and skirting said wall over at least part of its length, said pipe (10) being connected to at least one inlet of the gaseous fluid.

3. Device according to claim 2, characterized in that said pipe (10) has on its inner face (10a) disposed vis-à-vis said outer wall (3) of the container (2) a plurality of windows (11 ) regularly spaced.

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the means for distributing the gaseous fluid are formed by at least one bundle (12) of tubes (13) arranged in a regular pitch between the two walls ( 3 and 4a) and fixed by one of their ends (13a) to said pipe (10).

5. Device according to claim 4, characterized in that each tube (13) comprises, at its end (13a) intended to be fixed on the pipe (10), a light (14) arranged opposite this pipe (10) .

6. Device according to claims 4 and 5, characterized in that each tube (13) communicates with the pipe (10) by said light (14) and by one of the windows (11) formed in said pipe (10).

7. Device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the tubes (13) are mutually parallel and vertical, the ends (13b) of said tubes (13) opposite those (13a) comprising said lumen ( 14) being connected together by at least one part (17) forming a spacer.

8. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the means for projecting the gaseous fluid onto the external wall (3) of said container (2) are formed by nozzles (19) regularly spaced on said bundle (12 ) of tubes (13).

9. Device according to claim 8, characterized in that the nozzles (19) are spaced from each other by a distance between 100 and 500 mm and preferably equal to 300 mm.

10. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the nozzles (19) are staggered in a plane substantially parallel to said outer wall (3).

11. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the nozzles (19) are each placed at the top of an equilateral triangle whose sides have a length of between 100 and 500 mm and preferably equal to 300 mm.

12. Device according to any one of claims 8 to 11, characterized in that each nozzle (19) is directed perpendicular to the outer wall (3) of said container.

13. Device according to any one of claims 8 to 11, characterized in that each nozzle (19) is inclined relative to the horizontal or relative to the wall of the retort (2).

14. Device according to any one of claims 8 to 13, characterized in that each nozzle (19) has an opening diameter between 10 and 30 mm and preferably equal to 17 mm.

15. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the tubes (13) are spaced from each other by a distance corresponding substantially to half the spacing of the nozzles (19).

16. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the gaseous cooling fluid is air.

17. Application of the cooling device according to any one of the preceding claims to a steelworks converter for which the element (4) forming a heat shield is a belt fixed to the external wall (3) of said converter.