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La présente invention est relative à un dispositif destiné à l'injec- tion dans un bain métallique de produits pulvérulents ou granulés en suspension' dans un gaz ou un mélange gazeux.
Dans les procédés d'injection de produits pulvérulents ou granulés en suspension dans un gaz ou un mélange gazeux, le mélange gaz-solide est trans- porté sous pression dans une conduite terminée par une tuyère d'injection. Celle- ci est généralement munie à son extrémité d'un convergent-divergent dont le but est de permettre au mélange de se détendre à la sortie de la tuyère sous la forme d'un jet régulier animé d'une très grande vitesse.
Le dispositif convergent-divergent généralement utilisé à cet effet comporte un convergent se raccordant d'une part directement au conduit de la lan- ce et se raccordant d'autre part au divergent d'extrémité par l'intermédiaire d'une partie cylindrique ou col de section réduite dont le diamètre est fixé par les caractéristiques thermo-dynamiques du fluide injecté et par l'importance du débit à obtenir à la sortie de la tuyère.
Dans les dispositifs convergent-divergent connus on donne généralement au col une longueur très faible ou nulle, eu égard au fait qu'il s'y produit des frottements importants qu'on a normalement intérêt à éviter. D'autre part, la section d'entrée du convergent est généralement égale à la section de la conduite de la lance d'injection à laquelle la convergent se raccorde. Entre cette section d'entrée et la section de sortie - égale à la section du col - la longueur du convergent est choisie arbitrairement ou plus souvent déterminée à partir d'une condition supplémentaire. On peut par exemple choisir cette longueur de façon à ce que la pression du fluide varie linéairement le long du convergent. Par ail- leurs, on donne généralement au divergent un angle d'ouverture totale inférieur à 20 de façon à éviter un décollement de la veine fluide.
Dans tous les dispositifs convergent-divergent connus, la longueur du convergent est en tout cas indépendante de la longueur du col et de la longueur du divergent.
Lorsqu'on injecte un fluide gazeux ne tenant pas de matières solides en suspension, les caractéristiques susdites du convergent-divergent suffisent pour obtenir un jet régulier à la sortie de la lance d'injection.
Tel n'est plus le cas lorsqu'on injecte un fluide gazeux tenant en suspension des matières solides finement divisées, en poudre ou en granuleso Si on utilise un dispositif convergent-divergent répondant sans plus aux caractéris- tiques générales indiquées ci-dessus, on constate que, malgré le choix d'un petit angle d'ouverture du divergent, le jet de fluide sortant de la lance a tendance à devenir irrégulier et à s'étaler, ce qui peut constituer un inconvénient impor- tant.
La présente invention a pour objet un dispositif convergent-divergent qui permet d'éviter cet inconvénient et qui permet en outre d'obtenir un jet fin et compact, capable de pénétrer profondément dans le bain, ce qui est particuliè- rement intéressant dans le cas d'injection par le haut dans un bain métallique, d'un fluide gazeux tenant en suspension des matières solides finement divisées.
Le dispositif convergent-divergent objet de l'invention, est essentiel- lement caractérisé en ce que le diamètre (D) de la section d'entrée du convergent, la longueur (L) du convergent, le diamètre (d) de la section du col, la longueur (C) du col et la longueur (H) du divergent sont liés par la formule D/d = 1 + K L/C+H dans laquelle K est supérieur à 2.
Des résultats avantageux ont été obtenus avec un dispositif conver- gent-divergent dont les dimensions répondent à la formule précitée dans laquelle K est supérieur à 3,5
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Il a de plus été trouvé qu'on obtenait des résultats avantageux en don- nant en outre au divergent d'extrémité un angle total d'ouverture - formé par deux génératrices diamétralement opposées - inférieur à 6 et de préférence inférieur à 1r.
Généralement, les dispositifs convergent-divergent ont des sections circulaires. C'est pourquoi, dans la définition de l'invention qui précède, il a été indiqué que la caractéristique des sections à prendre en considération dans la formule est le diamètre de celles-cio Il est cependant bien spécifié qu'il ne sort pas du cadre de la présente invention de réaliser un dispositif convergent-diver- gent de section non circulaire, par exemple elliptiqueo Dans ce cas, la caractéris- tique des sections du convergent-divergent à prendre en considération est leur plus grande dimension, par exemple le grand axe de l'ellipse si la section est elliptique.
Le dispositif objet de l'invention est applicable quelle que soit la forme du convergent entre sa section d'entrée et sa section au col, la génératrice du tronc de cône pouvant être rectiligne ou courbe.
REVENDICATIONS.
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