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Publication number: BE556212A
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Description


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   ,L'invention a pour objet un procédé et un dispositif .pour l'amélioration de la tenue thermique et mécanique du revê- tement réfractaire des fours à cuve et plus particulièrement des cubilots de fonderie, ordinaires ou métallurgiques. 



   La meilleure technique connue jusqu'à présent pour la conduite de ces appareils consistait à observer un certain nom- bre de conditions, parmi lesquelles il faut citer principalement: 
1) - l'introduction dans la charge d'une quantité de combustible supérieure aux besoins stricts de la fusion ainsi qu'à la quantité de combustible pour laquelle l'oxygène disponible per- 
 EMI1.1 
 mettrait d'effectuer la combustion-thérorïque-nent complète en CO.; 

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2) - le refroidissement extérieur de la cuve du four; 
3) - le refroidissement des tuyères de soufflage; 
4) - le réchauffage du vent; 
5) - la coulée continue du métal et du laitier et la séparation de ceux-ci hors du four; 
6) - le maintien dans le four d'une épaisseur relati- vement forte de laitier basique. 



   Par ces moyens on obtenait, au point de vue métallur- gique, un fonctionnement sensiblement meilleur que ce n'était le cas auparavant. La composition de la fonte obtenue était régu-   lière   et ne changeait guère dans le temps. Les pertes au feu étaient sensiblement réduites et l'économie du procédé était favorable puisqu'on pouvait récupérer des gaz de combustion ayant un pouvoir calorifique appréciable. 



   La présente invention est basée sur la découverte sur- prenante que certaines des économies déjà réalisées pouvaient encore être augmentées dans une mesure importante grâce à un per- fectionnement qui n'a apparemment aucun rapport avec le processus de combustion ou de fusion. 



   On sait que les pertes au feu sont constituées en partie par une oxydation de certains éléments de la charge (fer, silicium, etc...) qui passent dans le laitier. 



   La perte de silicium, par exemple, est une des plus coûteuses. 



   Le procédé et le dispositif faisant l'objet de la présente invention permettent, entre autres avantages, de réduire cette perte pratiquement jusqu'à un point   où-   elle se confond avec la précision des analyses. 



   Suivant l'invention, ce résultat est obtenu moyennant une armature et un refroidissement relatif intérieur du réfrac- taire dans la zone de fusion, de manière à y maintenir une épais- seur régulière et constante du réfractaire par l'amélioration de 

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 la tenue thermique et mécanique de celui-ci et cela., sans utiliser aucun fluide réfrigérant,   que'ce   soit dans la paroi externe du - four ou dans le réfractaire   lui-même,   ou dans les deux à la fois. 



   On a souvent essayé de réaliser ces objectifs en faisant appel à des éléments métalliques, ou autres, refroidis par de l'eau et disposés dans l'épaisseur de la paroi du four à hauteur de la zone de fusion. 



   L'invention ne fait appel à rien de pareil. 



   Elle consiste, en termes généraux, d'une part, en un procédé pour l'amélioration de la tenue thermique et mécanique du revêtement réfractaire des fours à cuve et notamment des cubi- lots de fonderie ordinaires et métallurgiques, sans application d'un fluide réfrigérant à la paroi extérieure du four ou dans son revêtement réfractaire,caractérisé en ce que la chaleur présente, dans la couche réfractaire entourant notamment la zone de fusion, est drainée par des corps conducteurs thermiques, noyés dans cette couche à une profondeur appropriée, vers la paroi extérieure métallique de la cuve, dont les dits corps conducteurs   thermi-   ques sont rendus solidaires de façon à assurer en même temps une consolidation mécanique de la couche réfractaire, et, d'autre part,

   en un dispositif pour l'exécution de ce procédé et carac- térisé en ce que la¯paroi métallique extérieure de   la.   cuve, notam- ment sa partie entourant la zone de fusion,,est garnie à sa sur- face intérieure de corps conducteurs thermiques faisant saillie dans l'épaisseur de la couche réfractaire qui recouvre la dite surface intérieure. 



   Une forme d'exécution particulièrement simple du dispo- sitif suivant l'invention consiste à souder sur la face intérieure de la paroi extérieure en tôle du four, dans la zone de fusion, de- plats ou ailettes métalliques disposés de façon à pénétrer radia- lement dans'la couche de pisé entourant la zone de fusion, le plan des ailettes passant par l'axe longitudinal et vertical du four. 

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   Ces fers plats sont espacés de préférence régulièrement les uns des autres. Suivant les cas,ils peuvent être en une ou plusieurs pièces. En longueur, ils s'étendent, de préférence, depuis les tuyères jusqu'à la cornière qui supporte en général les briques réfractaires situées au-dessus de la zone de fusion. 



   Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci- après, avec référence au dessin annexé., dans lequel : la figure 1 est une vue développée d'une partie de la paroi interne du cubilot dans la zone de fusion; la figure 2 est une vue en élévation d'une coupe sui- vant la ligne B-B de la figure 1; la figure 3 est, à une échelle agrandie, la vue d'une coupe horizontale suivant c-c figure 2 ; la figure 4 montre un détail de la soudure des ailettes sur la paroi en   tôl   du cubilot; les figures 5 à 10 représentent diverses variantes d'exécution des ailettes ou organes équivalents. 



   Suivant l'exemple d'exécution représenté sur les figs. 



  1 à 4, la paroi extérieure du cubilot, constituée par une tôle 1, est garnie à sa face intérieure, sur toute la hauteur de la zone de fusion 2, c'est-à-dire depuis la cornière 3 supportant le revê- tement réfractaire 4 jusqu'au plan des axes des tuyères 5, de fers plats ou ailettes métalliques 6',   6"   convenablement espacés les uns des autres comme le montre plus particulièrement la figure 3. 



  Dans l'exemple représenté, ces fers plats ou ailettes sont inter- rompus à l'endroit du changement de section 7 de la paroi 1 et elles sont fixées à cette dernière par soudure 8, celle-ci devant être exécutée d'une façon soigneuse (voir fig.4) afin que les ailettes 6', 6" puissent jouer leur rôle de refroidisseurs. 



   Dans l'exemple représenté, le cubilot est supposé avoir un diamètre nominal de 1.500 mm et les ailettes 6', 6" sont suppo- sées avoir une épaisseur de 10 mm sur une largeur de 80 mm et être 

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 disposées à une distance de   80   mm les unes des autres. 



   La hauteur couverte par les ailettes   6',     6"   va depuis le bas des tuyères 5,(entre celles-ci), jusqu'à une hauteur de   lm200,'   soit généralement jusqu'à la cornière de support 3 des briques 4. 



   Le pisé 9, destiné   à.   former le réfractaire dans la zone de fusion, est soigneusement damé entre la tôle 1, les plats 6',   6"   et le modèle de damage. 



   Le damage et le séchage sont faits comme d'habitude. 



     Les-avantages   de l'invention sont les suivants: 
1)'- Stabilisation d'une couche importante de réfractaire et du profil de la zone de fusion. 



   2) - Diminution sensible des pertes calorifiques par les- parois. 



   3)-a diminution de la perte en Si pour des marches en fonte hypoeutectique,   b   suppression de la perte en Si pour des marches en fonte eutectique et hypereutectique. 



   4) - Diminution de la consommation de coke. 



   5)- Diminution de la consommation de castine. 



   6) - Suppression de la "cuirasse" de métal qui se colle      à la tôle en cours de fusion. 



   7) - Diminution de la sensibilité du cubilot aux   dïffé-   rences d'allure,tant pour la composition que pour la température de la fonte. 



   8)- Diminution de la quantité d'eau de ruissellement nécessaire au refroidissement du réfractaire. 



   A titre purement explicatif, les résultats suivants, obtenus lors d'essais exécutés suivant l'invention, illustrent ces avantages. 



   La fonte produite répondait à l'analyse moyenne suivante: 

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 EMI6.1 
 
<tb> c <SEP> = <SEP> 3,5 <SEP> %
<tb> 
<tb> Si <SEP> = <SEP> 2,5 <SEP> %
<tb> 
<tb> P <SEP> = <SEP> 0,5 <SEP> - <SEP> 0,6 <SEP> %
<tb> Mn <SEP> = <SEP> 0,5-0,6 <SEP> %
<tb> 
<tb> S <SEP> = <SEP> 0,04 <SEP> - <SEP> 0,05 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
 
Avant le placement des ailettes 6 dans le réfractaire 9 de la zone de fusion, on obtenait en moyenne, sur 12 à 15 jours de fusion et en ce qui concerne uniquement le silicium. 



   Silicium chargé 2,89%) Différence :0,42% 
Silicium dans la fonte 2,47% 
Après placement des ailettes : 
Silicium chargé 2,92%) Différence :,0,03% 
Silicium dans la fonte 2,89%) 
Des modifications peuvent évidemment être apportées au procédé et au dispositif décrits et représentés sur les figures 1 à   4,   sans sortir du cadre de   l'invention.   



     C'est   ainsi que les ailettes 6 peuvent être disposées d'une façon appropriée quelconque, par exemple être latéralement décalées les unes par rapport aux autres et pénétrer sur une longueur convenable les unes entre les autres (voir   fige .5);   avoir une hauteur croissante ou croissante-décroissante, (voir figure 6); avoir une forme ondulée ou en zig-zag, (voir figure   7);  avoir une forme de croix multiples (voir figure 8); être constituées par des broches 6"' de section appropriée quelconque   s'étendant   par exemple radialement vers l'intérieur de la paroi 1, et réparties en ran- gées verticales et transversales sur le pourtour intérieur de la dite paroi, notamment dans la zone de fusion (voir figures 9 et 10).

   Il est à remarquer que ces broches 6''' pourraient aussi s'étendre en 10 vers l'extérieur à travers la paroi   1,   pour aug- menter leur effet de drainage thermique vers l'extérieur, et   que,'   de toute façon, la paroi extérieure 1 pourrait être complétée par 

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 un système   d'aile ttes   extérieures. De plus, au lieu de s'étendre dans le sens longitudinal de la cuve, les ailettes pourraient s' étendre transversalement ou obliquement dans le sens périphérique de la paroi 1. 



   REVENDICATIONS 
1. - Procédé pour l'amélioration de la tenue thermique et mécanique du revêtement réfractaire des fours à cuve et notam- ment des cubilots de fonderie ordinaires et métallurgiques,, sans application d'un fluide réfrigérant dans la paroi extérieure du four ou dans son revêtement réfractaire, caractérisé en ce que la chaleur présente dans la couche réfractaire entourant notamment la zone de fusion, est drainée par des corps conduc- teurs thermiques, noyés dans cette couche à une profondeur appro- priée, vers la paroi extérieure métallique de la cuve, dont les- dits corps conducteurs thermiques sont rendus solidaires de façon à assurer en même temps une consolidation mécanique de la couche réfractaire. 



   2. - Dispositif pour l'amélioration de la tenue thermi- que et mécanique du revêtement réfractaire des fours à cuve et notamment des cubilots de fonderie ordinaires et métallurgiques, sans application d'un fluide réfrigérant dans la paroi extérieure du four ou dans son revêtement réfractaire, caractérisé en ce que la paroi métallique extérieure de la cuve, notamment sa partie entourant la zone de fusion, est garnie à sa surface inté- rieure de corps conducteurs thermiques faisant saillie dans l'é-. paisseur de la couche réfractaire qui recouvre la dite surface intérieure.

Claims

3. - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les corps conducteurs thermiques qui font saillie jusqu'à une profondeur appropriée dans l'épaisseur de la couche réfrac- <Desc/Clms Page number 8> taire, sont constitués chacun par au moins une ailette de forme et de rection appropriées quelconques par exemple droite, ondulée, en zig-zag, en croix, ou mixte, constituée d'une ou de plusieurs pièces, @ ailettes étant latéralement espacées les unes des autres et s'étendant dans le sens vertical et/ou transversal périphérique, éventuellement oblique, de la cuve tout en pouvant être décalées les unes par rapport aux autres et pénétrer sur une longueur convenable les unes entre les autres.

4. - Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caracté- risé en ce que les corps conducteurs thermiques sont constitués par des ailettes métalliques fixées par soudure à la surface intérieure de la paroi extérieure métallique de la cuve, de façon à faire saillie radialement dans l'épaisseur de la couche de pisé et à s'étendre parallèlement à l'axe vertical du four à un écartement latéral régulier les uns des autres.

5. - Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 2 à 4, caractérisé en ce que les corps conducteurs ther- miques s'étendent depuis les tuyères ou de la zone des tuyères jusqu'à la cornière supportant les briques réfractaires de la cuve.

6. - Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 2 à 5, caractérisé en ce que les corps conducteurs ther- miques sont constitués chacun par plusieurs pièces, par exemple par plusieurs ailettes, successives présentant entre elles des solutions de continuité.

7. - Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caracté- risé en ce que les corps conducteurs thermiques sont constitués par des broches radiales de section appropriée quelconque, ré- parties en rangées longitudinales et transversales sur le pour- tour intérieur de la paroi extérieure de la cuve, notamment dans la zone de fusion. <Desc/Clms Page number 9>

8.- Procédé d'amélioration de la tenue thermique et mé- canique du revêtement réfractaire des fours à cuve et notamment des cubilots de fonderie ordinaires et métallurgiques,sans application d'un fluide réfrigérant dans la paroi extérieure du four ou dans son revêtement 'réfractaire, en substance comme décrit ci-dessus.

9. - Dispositif pour l'amélioration de' la tenue thermique et mécanique du revêtement réfractaire des fours à cuve et no- tamment des cubilots de fonderie ordinaires et métallurgiques, . sans application d'un fluide réfrigérant dans la paroi extérieure du four ou dans son revêtement réfractaire, en substance comme décrit ci-dessus, et comme représenté à titre d'exemple dans les dessins annexés.