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CA1222870A - Element refractaire porte-tuyere et procede de prevention de l'usure de refractaire faisant application dudit element - Google Patents

Element refractaire porte-tuyere et procede de prevention de l'usure de refractaire faisant application dudit element

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Publication number
CA1222870A
CA1222870A CA000443417A CA443417A CA1222870A CA 1222870 A CA1222870 A CA 1222870A CA 000443417 A CA000443417 A CA 000443417A CA 443417 A CA443417 A CA 443417A CA 1222870 A CA1222870 A CA 1222870A
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
refractory
nozzle
source
liquid
liquid metal
Prior art date
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Expired
Application number
CA000443417A
Other languages
English (en)
Inventor
Eric Lienaux
Hugues Zanetta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Original Assignee
Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID filed Critical Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002Treatment with gases
    • B22D1/005Injection assemblies therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35Blowing from above and through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/48Bottoms or tuyéres of converters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ

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Abstract

Cet élément réfractaire porte-tuyère comprend un assemblage de plusieurs sous-éléments en matériau réfractaire compact séparés par des fentes minces reliées à une source d'agent carboné liquide ou gazeux susceptible d'apporter, par imprégnation des couches supérieures de l'élément réfractaire, du carbone protecteur. L'agent carboné peut être un hydrocarbure et particulièrement du fuel liquide. Cette disposition permet de freiner l'usure du réfractaire.

Description

3 7~

L'inven-tion concerne un el~ment réfractaLre porte-tuyère pour recipient de traitelnent d'un metal liquide, du type comportant une masse réEractaire entourant une tuyère d'in~ection, ladite masse réfractaire étant dotée de passa-ges reliés à une source de fluide auxiliaire sous pression et débouchant dans le bain de métal liquide.
On sait qu'avec les tuyères ~ oxygène protégées actuelles, c'est l'usure du réfractaire environnant e-t non plus celle des tuy~res qui est le facteur déterminant pour la durée de mise en service des fonds de convertisseurs.
Il a dej~ été tenté de protéger les fonds de conver-tisseurs contre les effets thermiques et d'érosion en utili-sant des éléments du type précité avec un fluide auxiliaire gazeux de refroidissement qui d'une part abaisse la tempera~
ture dans la zone autour de l'injecteur, et d'autre part forme un matelas gazeux protégeant la surface de soufflage.
Un tel élément est connu par exemple par le brevet français n 1 347 014. Dans l'élément décrit par ce brevet, lesdits passages sont réalisés de preférence par la masse réfractaire rendue porause à cet effet ou, par des fins canaux menagés artificiellement dans une masse ré~ractaire compacte. Au point de vue technologique, ceci présente le double inconvénient de réserver Ie dispositif au passage d'un fluide auxiliaire à l'état gazeux (car trop de resis-tance s'opposerait au passage d'un ll~uide), et d'autre part, d'être d'une fabrication delicate tnotamment pour la reali-sation de fins canaux artificiels). En outre, l'experience montre que les resultats obtenus ne sont pas pleinement satisfaisants et que le domaine d'application reste limite.
L'invention a pour but de proposer un element exempt des inconvenients precités, facile ~ réaliser, et permettant .~

une protection efficace des r~fractaires envi.ronnant les tuyères de convertisseur.
Ce but est attelnt, conformément ~ l'lnvention, du fait que l'~lément réfractaire comprend un assemblage de plusieurs sous-éléments réfractaires compacts séparés par des fentes minces réalisant le rôle desdits passages et reliées ~ une source d'agent carboné liquide ou gazeux susceptible d'apporter, par impreynation des couches supé-rieures de l'élément réfractaire, du carbone protecteur.
L'assemblage de sous-éléments peut 8tre avantageuse-ment ceinturé par une enveloppe de tôle et être maintenu a distance d'une plaque de fond de maniere à former un espace de répartition de l'agent carboné, lequel est de préférence un hydrocarbure, et. avantageusement du fuel liquide.
L'invention concerne également un procede de préven-tion de l'usure des refractaires du fond d'un recipient metallurgique comportant des elements porte-tuyere du type mentionné en tête de ce mémoire. Selon le procédé de l'inven-tion, on injecte au travers de fentes minces traversant la masse refractaire un agent carbone liquide ou gazeux, de preference un hydrocarbure tel que du fuel liqulde, suscepti-ble d'apporter, par imprégnation des couches supérieures de l'élément réfractaire, du carbone protecteur.
Comme on le comprend, l'un des aspects determinants de l'invention réside dans le fait que l'on crée autour du nez de la tuyere o~ débouche l'oxygene d'affinage, une aire de difiusion du fuel pour imprégner de carbone la surface et les couches supérieures du réfractaire.
Ce carbone a un double rôle de protection chimique contre les oxydes de fer (tel du FeO) agressant le réfrac-taire, et de protection thermomécanique en créant une couche ~L~Z~

dot~e d'une certai.ne élasticite.
L'invention sera mleux comprise grace ~ la descrlp-tion de deux modes de realisation preferes, en s~ r~f~rant aux dessins annexes sur lesquels:
. la figure 1 represente une coupe verticale, et sans respect des proportions reelles, de la partie inferieure d'un premier mode de realisation de l'invention;
. la figure 2 est une coupe verticale d'un second mode de realisation de l'invention;
. la figure 3 est une sec-tion horizontale III-III de la figure 2.
La figure 1 montre un element refractaire 1 dont la forme est sensiblement celle d'un tronc de pyramide à base rectangle se retr~cissant legèrement vers le haut. A titre purement indicatif,l'element peut avoir une base de 150 x 110 mm2 à la partie inferieure et de 142 x 105 mm2 à la partie superieure, pour 275 mm de hauteur.
L'element 1 est constitue de quatre sous-elements
2, 3, 4, 5 juxtaposes, formes par des plaquettes en materiau refractaire compact classique, par exemple en magnesie. Ces plaquettes sont assemblees par une enveloppe metallique 6 de 1,5 mm d'epaisseur. Une fente etroite 17 est maintenue entre les plaquettes voisines grâce à des entretoises fili-formes 7 calibr~es (par exemple de 0,1 mm de diametre~.
La tôle 6 est soudee à une plaque de fond 8 de 3 mm d'epaisseur, dont les plaquettes refractaires 2, 3, 4, 5 sont maintenues separees par des cales 9 de hauteur calibree permet-tant de reserver un espace 10 de 2 mm d'epaisseur par exemple.
La tuyère de soufflage d'oxygene est logee dans un evidement cylindrique 12 de 22 mm de diametre realise entre les deux plaquettes centrales 3 et 4.

~t2~o~

9ur la figure 1 on a mon-té dans l'~videment 12 une tuya.re double constituee du tube central 11 de soufflage d'oxygène reli~ à une source d'oxygène 1~ et du tube exté-rieur 13 laissan-t un passage annulaire pour du fuel alimenté
par une source lS.
L'espace inférieur 10 est alimenté en fuel par une deuxième source 16, au travers de la plaque de fond 8. Dans cet espace se répartit le fuel ~ une pression de ~ à S bars, qui alimente les fentes 17~ et débouche avec une vitesse sensiblement voisine de zéro dans le metal, ce qui assure sa diffusion.
~ ans le mode de réalisation de la figure 2, on met ~ profit le jeu de montage entre le tube 11 et l'évidement 12 dans lequel il est directement monté, pour lui faire jouer le rôle de l'espace annulaire de la tuyere double. Cet espace annulaire peut alors être alimenté directement par l'espace 10 de répartition de fuel, ce qui supprime la nécessité d'une alimentation indépendante lS.
Des bossages 18 du tube 11 permettent de maintenir l'écartement radial suffisant (par exemple 1 mm) entre le tube 11 et l'évidement 12.
Si l'on ne désire pas protéger la tuyère, on peut bourrer le jeu de montage par un produit de jointement adéquat.
Les plaquettes 2, 3, 4, 5 peuvent etre nues, ou, au moins partiellement entôl~es, par exemple sur leurs faces delimitant des fentes 17 afin de iaciliter l'écoulement du fuel ou d'éviter une infiltration de celui-ci dans la masse de l'~lément. Par ailleurs, les entretoises d'espacement faites ne sont pas absolument indispensables, de sorte que les fentes de passage 17 peuvent parfaitement être obtenues par simple juxtaposition des plaquettes réfractaires entre - elles.

ff2~

Comme on l'a déj~ men-tionné, l'invention ne se limi~e pas ~ l'utilisation du fuel mais s'accommode de tout autre agent hydrocarboné, de pr8ference liquide, et susceptible, par imprégnation des couches supérieures du réfractaire, d'y apporter du carbone protecteur.
En outre, la tuyere n'est pas nécessairement placée entre deux plaquettes réEractaires mais peut ort bien etre logée dans un évidement ménagé au sein meme d'une plaquette.
Par ailleurs, l'invention est d'application généra-lisée à tout traitement d'un métal en fusion dans un réci-pient métallurgique pourvu d'injecteurs pour l'insufflation d'un agent de traitement sous le niveau du bain.
Elle s'applique notamment aux convertisseurs d'aciérie a soufflage d'oxygene par le fond, éventuellement combiné avec un soufflage par le haut au moyen d'une lance émergée débou-chant au-dessus du bain.

Claims (10)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Elément réfractaire porte-tuyère pour récipient de traitement d'un métal liquide, du type comportant une masse réfractaire entourant une tuyère d'injection, ladite masse réfractaire étant dotée de passages reliés à une source de fluide auxiliaire de protection sous pression et débouchant dans le bain de métal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un assemblage de plusieurs sous-éléments en matériau réfrac-taire compact séparés par des fentes minces réalisant le rôle desdits passages et reliées à une source d'agent carboné liquide ou gazeux susceptible d'apporter, par imprégnation des couches supérieures de l'élément réfractaire, du carbone protecteur.
2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est relié à une source d'hydrocarbure.
3. Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est relié à une source de fuel liquide.
4. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tuyère est montée entre deux sous-éléments spécialement conformés.
5. Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tuyère est une tuyère double.
6. Procédé de prévention de l'usure des réfractaires du fond d'un récipient de traitement d'un métal liquide, ledit fond comportant des éléments réfractaires porte-tuyère dans lesquels une tuyère est entourée d'une masse réfractaire compacte divisée de manière à ménager des fentes au travers desquelles on injecte un fluide auxiliaire de protection sous pression qui débouche dans le bain de métal liquide, caractérisé en ce qu'on injecte au travers des fentes traversant la masse réfractaire un agent carboné liquide ou gazeux susceptible d'apporter, par imprégnation des cou-ches supérieures de l'élément réfractaire, du carbone protec-teur.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on injecte du fuel liquide.
8. Procédé selon la revendications 6 caracté-risé en ce qu'il est mis en oeuvre dans un convertisseur d'aciérie à soufflage d'oxygène par les tuyères.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans un convertisseur d'aciérie à
soufflage d'oxygène par les tuyères et par une lance émergée.
10. Procédé selon les revendications 6 ou 7, caracté-risé en ce qu'il est mis en oeuvre dans un convertisseur d'aciérie à soufflage d'oxygène par une lance émergée et à
soufflage d'un fluide de brassage par les tuyères.
CA000443417A 1982-12-24 1983-12-15 Element refractaire porte-tuyere et procede de prevention de l'usure de refractaire faisant application dudit element Expired CA1222870A (fr)

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FR8221764A FR2538410B1 (fr) 1982-12-24 1982-12-24 Element refractaire porte-tuyere et procede de prevention de l'usure du refractaire faisant application dudit element
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JP (1) JPS59133312A (fr)
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FR (1) FR2538410B1 (fr)

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