3~2 La presente invention a pour objet une lance d'injec- tion de gaz specialement con~ue pour les convertisseurs metal- lurigiques a sou-Fflage d'oxygene par le haut, par le fait qu'elle permet de produire deux flux gaseux concentriques sous des pres- sions generatrices differentes. Un utilise couramlnent dans les convertisseurs metal- lurgiques des lances qui permettent d'injecter de l'oxygene a la surface d'un metal liquide a affiner, tel que la fonte ou l'acier. On sait qu'il est souvent avantageux, dans ce genre d'opérations, de completer la reaction d'affina~e de metal en fusion par une combustion secondaire desgaz qui se degagent du bain metallique, cette combustion secondaire demandant une pres- sion generatrice d'oxygene plus faible et une repartition annu- laire de l'injection autour du, ou, plus generalement, des jets primaires centraux à -Forte impulsion assurant la conversion du bain. On utilise pour cela des lances dites à "double flux; alimentees par deux circuits d'oxygène distincts a des pressions generatrices differentes depuis l'exterieur du convertisseaur. Main on sait qu'il n'est pas toujours aise de mettre en oeuvre 20 de telles lances a double flux, a deux alimentations separees et des difficultes peuvent se poser en ce qui concerne les contrôles individuels de chaque flux. La presente invention permet d'eviter ces inconvenients yrâce a une lance specialement concue pour produire les deux pres- sions genêratrices differentesà partir d'un flux d'alimentation unique de la lance. La lance selon l'invention a en outre 1' advantage de pouvoir se monter aisemen-t sur des installations existan-tes utilisant des lances à simple Flux, souvent même par substitution de seul nez de la lance, c'est-à-dire de la partie 3~ extrême la plus proche, du bain de metal liquide et d'ou sortent les flux gazeux. L'invention a donc pour objet une lance d'injection de P'`~ 3~ gaz, comprenant: un tube principal, centré sur un axe, presan-tant une extrémite superieure, et une extremite inferieure muni d'ori- fices internes au voisinage de l'axe; des moyens d'assurer ` I alimentation en gaz de traitement sous pression a l'extremite superieure et par ce moyen la pressurisation de l'in-terieur de tube de telle sorte que le gaz de traitement sorte de l'extremite interieure a travers les orifices internes a vitesse supersonique; une rangee annulaire de tubulures de soufflage percant l'extrémité inferieure de tube autour des orifices internes et chacune pré- 10 santan-t une extremite externe debouchant a l'exterieur de tube et une extremite interne debouchant a l'interieur de tube e-t une extremite interne debouchant a l'interieur du tube; et des moyens de reduction de pression respectifs, presantant chacun une partie ouverte a l'extremité inférieure du tube a l'intérieur du tube et une autre partie raccordee a l'extremite interne d'une tubulure de soufflage respective pour assurer le passage a réduction cle pression importante du gaz de traitement depuis l'interieur du tube aux tubulures de soufflage de telle sorte que le gaz de traitement sort des extremités externes des tubulures de traite- 20 ment à vitesse sonique. - la - \ " ~, . La lance selon l'invention se caractérise en ce qu'elle comporte essen-tiellement une chambre interne d'admission d'un flux gazeux principal à une; premibre série d'orifices de soufFlage, et à l'intérieur de la dite chambre 7 des moyens de formation d'un flux gazeux secondaire par prélèvement d'une ~ac-tion du flux principal, puis mise à vitesse d'écoulement sonique suivie d'une détente de ce-tte frac-tion et des moyens d'amenée de ce flux secondaire ~ une seconde série d'orifices de soufflage, en disposition annulaire autour de la première série. Les moyens de formation du flux secondaire peuvent être avantageusement constitués par des cols à vitesse d'écou- lement sonique ouverts dans la chambre d'admission du flux principal, chacun à l'entrée d"Jn pot de détente individuel alimen~ant les orifices d'injection de la seconde série. Cette solution où le flux secondaire est prélevé séparément pour chacun des orifices individuels auquel il est amené est le plu5 souvent préférable. Mais dans certains cas, on peut aussi prévoir en variante, pour un ou plusieurs cols suivis de chambres de détente, un collecteur commun répartissant le flux secondaire ainsi prélevé et d~tendu vers les différents orifices d'injec- tion, ou ori-fices de sortie. La lance selon l'invention convient particulièrement bien pour etre mon-tée sur un convertisseur métallurgique à soufflage d'oxygène d'affinage par le haut (type LD), de manibre ~ perme-ttre l'injection d'oxygène en direction de la surFace d'un bain de métal en cours d'aFfinage. La lance peut alors comporter tous les équipements annexes connus dans ce genre d'application,p~r exemple des moyens de reFroidissement par circulation cl'eau dans une chemise entOLIrant la paroi de la chambre d'adlnission du Flux gazeux principal. D'autre part, les orifices de soufflage secondaire, sont avantageusement orientés, comme dans les lances à double flux classiques, selon une inclinaison, par rappor-t à l'axe7 plus forte que pour les orifices d'injection de flux principai Cette disposition, alliée ~ la vitesse réduite du flux secondaire, assure la meilleure combustion secondaire dans un convertisseur, du fait que ce flux secondaire occupe un espace annulaire conique qui s'évase et s'élargit autour du c8ne central formé par le flux 10 principal, Pour rapprocher encore le fonctionnement de la lance selon l'invention de celui d'une lance à double flux d'oxygène classique ~ deux alimenta-tions séparées, il peut être utile de prévoir une possibilité de réglage du débit gazeux à travers les orifices de la seconde série, correspondant au flux secon- daire~ A cet effet, dans un mode de réalisation préféré de la lance selon l'invention, celle-ci comporte des moyens de réglage du pn~èvement de flux secondaire dans la cham~re interne de la lsnce qui peuvent avantageusement être constitués par des moyens de réglage cle la section de passage des cols à travers lesquels s'effectue ce prélèvement à vitesse d'écoulement sonique. La restriction plus ou moins grande de la section de passage a une incidence sur la quantité de gaz prélevée et donc sur la pression g~nératrice obtenue, après les ond0s de détente, au niveau des orifices de sortie de la série correspondante au flux secandaire. Pour des raisons de cc~mmodité évidentes, il est solJhaitable que le réqlage puisse s'eFfectuer par l'extré~ mit~ de la lance opposée à celle du nez qui comporte les orificeA de sortie. Tout dispositiF connu en soi peut être ~0 ut:ilisé pour modifier la section interne cles cols suivant les besoins de c0 réglage. Dans tous les cas, la section des cols 3~ est choisie strictement inférieure à la section des orifices de sortie du flux secondaire, ce qui suffit à assurer une vitesse sonique de l'écoulement dans les cols dans les conditions de pression régnant habituellement dans la chambre interne de la lance (la pression y étant toujours en pratique supérieure à 10 bars, alors que la limite inférieure en pression à ne pas dépasser est voisine de 2 bars) I L'invention sera maintenant plus complètement dé- crite en se référant à des modes de réalisation particuliers, nullement limitatifs, de la lance selon l'invention. Leur description est illustrée par les figures des dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique d'une lance selon l'invention, montée dans un convertisseur métallurgique ; La figure 2 représente, en coupe longitudinale le nez d'une lance selon l'inven-tion ; La figure 3 représente de meme un détail d'une telle lance dans une variante de réalisation ; La figure 4 illustre schématiquement un autre mode de réalisation en variante de celui de la figure ~ ; et La figure 5 illustre schématiquemen-t la répartition des orifices d'injection dans une vue de l'ex-trémité de la lance. Sur la figure 1, on a représenté un convertisseur 1 contenant un métal liquide 2 en cours d'aFfinage~ La réaction d'affinage est assurée par un soufflage d'oxygène sur la sur- face clu métal. Le convertisseur est ~quipé pour cela cl'une lance 3, clisposée verticalement dans l'axe du convertisseur. La lance 3 est essentiellement constitu~e par une paroi tubulaire ~, fermée à l'extrémité inférieure par un nez æ à travers lequel sont percés des orif.ices de soufflage dési- gnés sous la référence générale 6. A l'extrémité supérieure de la lance, l'intérieur de la paroi tubulaire 4 est raccordé à une conduite ~ qui en assure l'alimentation en oxygène sous pression à partir d'une source extérieureO Pendant son fonctionnement ~ la lancP est refroidie en permanence grâce à une circulation dleau qui s'effectue dans une double chemise enveloppant la paroi. 4. On a donc représenté sur la figLIre 1 les deux parois coaxiales 8 et 9 qui envelopper,~t .. la lance, ainsi que l,es piquages 10 et 11 pour l'entrée et la sortie de l'eau de refroidissement respectivement. , Les figures 1 et 5 montrent comment son-t répart,is et disposés les orifices 6 par lesquels l'oxygène amené sous pression dans la lance sort à l'ex-trémité inférieure de celle- ci. La figùre 2 montre avec plus de précision comment sont constitués ces orifices, Il s'agit en fait de tut~ulures de soufflage (12, 13) ouvertes à leurs deux extrémités et traver- sant la paroi de la lance et sa double chemise de circulation d'eau. Elles sont r~parties en deux séries ou couronnes con- centriques~ Toutes sont inclinées par rapport à l'axe de la lance, en sécartant de cet axe de l'intérieur vers l'extérieur de la lance. Grâce ~ cette disposition, on forme, en fonction- nement, un cone de soufflage primaire 14, ou principal dans l'axe cle la lance, à la sortie des orifices ~7 des tubulures 12 de la série interne, tandis que les tubulures 13 de la série externe assurent, par leurs orifi,ces 4~ un soufflage d'oxygène secondaire 15 s'évasant annulairement autour clu cône principal 14. L'eFficacité de ce fonctionnement demande en outre que l~oxygbne soit admis sous une pression génératrice plus faible aux tubulures 13 de la couronne extérieure qu aux -tubulures 12 de la couronne interieure. A cet e-ffet, le nez de la lance est réalisé comme le montre la fi~ure 2. On y voit une chambre interne 16 délimitée par la paroi tubulaire 4, laquelle est complétée par une pièce d extrémité 17 qui constitue son fond. L étanchéité entre la paroi 4 elle-même et le fond 17 est réalisée par un montage par emboitement avec interposition de joints 18 pour assurer une compensation des effets de dilatation différentielle avec le res-te du corps de lance. On voit aussi, autour de la piace d extrémité 17~ deux jupes coaxiales 20 et 21 qui se raccordent aux enveloppes tubulaires 8 et 9 respectivement de la double chemise de refroi- dissement. La jupe externe 21 est soudée à l extrémité de l enveloppe externe 9. Son fond 22 est fermé et seulement tra- versé par les tubulures de souFFlage ].2 et 13. La jupe intermédiaire 20 s encas-tre librement dans l extrémité de l enveloppe ~, intermédiaire entre la paroi '~ et l enveloppe e~térieure 9. Son fond 23 est seulement constitué de pattes radiales qui passent autour des tubes 12 et 13 et laissent une ouverture 2~ dans l axe de la lance. La circulation da l eau de refroidissement est ainsi assurée comme l illustrent les flèches de la figure 2, l eau descendant le long de la paroi tubulaire '~ et remontant dans l espace annuJ.aire compris entre l enveloppe intermédiaire 8 et l enveloppe extérieure 9. Parmi d autres détails de réalisation qui ressortent de la figure 2, on remarquera que les tubes de la couronne interne son-t de diam~-tre plus large que ~.es tubes de la couronne externe et qu ils sont légarement coniques, alors que J.es tubes cle la couronne externe sont cy.lindrigues Mais ces d~tail~s~ avantageuX dans le cas particul.ier representé, ne sont en général nul~.ement impératifs. 3~:~ Dans la charnbre interne 16 recevant l'oxygène sous pression sont clisposes des pots de detente 26, en nombre égal à celui. des tubes de soufflage 13 de la couronne extérieure. Chaque pot 26 forme une enceinte cylindrique verticale allongée qui conduit de l'oxygène prélevs de la chambre 16 individuelle- ment jusqu'~ l'un des orifices de sortie 48 des tubulures de soufflage 13 de la couronne externe. Son extrémité inFérieure est raccordée à un prolongement coudé 28 des tubulures 13 correspDndant, à l'intérieur de la chambre 16. Dans le cas particulier représenté, cette extrémité est constituée par un embout 27 soudé sur le pot 26 et vissé sur une douille 30 elle- meme soudée à l'extré~té du prolongemen-t 28. On remarque ~que la section intérieure des tubulures 13 est inférieure à celle des pots 26, ce qui conduit à disposer des embouts de raccord 27 à profil convergent dans le sens du soufflage pour une mise en vitesse du gaz dans les tubulures 13. A son extrémité supérieure le pot 26 s'ouvre dans la chambre 16 par un col de section rédui-te 29. Ce col est ménagé avec une entrée convergente dans un embt3ut 31 rapporté à l'extrémité de la chambre cylindrique du pot 26~ Sa section est plus faible que celle de l'orifice de sortie 48 correspondant. On comprend que grace à cette disposition, lorsque l'oxygène est introduit dans la chambre 16 sous une pression qui est 0n général de l'ordre de 10 à 15 bars, le flux principal se forme directement sous cette pression au niveau des tubes de soufflage 12 de la couronne interne, tandis qu'une fraction de ce Flux principal se trouve prélevt~e par 3.es cols 29. La circul~tion est sonique à travers ces cols et l'oxyg~ne prélevé se détencl clans les pots 26 avant de parvenir aux tubes de soufflage 13 cle 1EI couronne externe- ~9~3C~ Si l'on souhaite pouvoir intervenir en plus sur ledébit d'oxygène prelev~ pour cc~nstituer le flux secondaire, on peut adjoindre au pot de détente un système de réglage permettant de faire varier la section de passage d~s cols 29, et donc de régler le débit ga~eux qu'ils prélèvent, ce qui conduit à modifier la pression génératrice du flux secondaire à la sortie des pots de détente. La figure 3 illustre une possibilité de réalisation d'un tel système. On y a schématiquement représenté un tube de soufflage 13 7 avec son prolongement interne ~8, le pot de détente cylindrique correspondant 26, terminé par le col 290 La section de passage du col 29 peut ~tre partiellement obturée grâce à un pointeau 33 qui peut être déplacé au-dessus de ce col, parallèlement à son axe. Dans le cas particulier représen- té, le déplacement du pointeau 33 est assuré par un vérin 34 monté sur un support 35 fixé sur l'extrémité supérieure du po-t 26. On a supposé ici que le vérin était à commande hydraulique ou pneumatique (à l'aide d'un fluide, tel que de l'eau ou un gaz comprimé inerte vis-à-vis de l'oxygène), assurée depuis l'extérieur de la lance. Une conduite d'arrivée 36 et une con- duite de retour 37 de ce fluide son-t disposées verticalement dans l'axe de la lance et raccordées respectivement à deux collecteurs toriques 38 et 39, communs aux différents pots de détente et qui sont reliés par des conduites souples aux divers vérins. Mais naturellement, on pourrait tout aussi bien, pour déplacer les pointeaux 33 de manière réglable~ utiliser d'autres moyens de commande, par exemple des vérins m~caniques. Pour le passage des conduites 36 et 37, ou de tout autre tube ou tige de commande du cléplacement des pointeaux, la conduite 7 qui assure l'alimentation en oxygène à l'extrémité supérieure de la 3~æ lance (t`igure 1), compor-te un passage vertical ~0, dans l'axe de la lance~ pourvu de moyens d'é-tanchéité non représentés. La ficJure 4 illustre un autre mode de réalisation d'une lance selon llinvention, qui diFfère de celui de la figure 3 par les moyens qui permettent de régler la saction de passage des cols à l'entree dans chaque pot de détente 26. Dans ce cas, le col lui-même est défini par une membrane flexible déformable 42, montée de manière ~tanche entre l'ex-tré- mité supérieure du ~pot 2G et une bague annulaire rigide 43. Une chambre annulaire 44 est formée autour de la membrane flexible 42 par une enceinte 45 fixée de manière étanche, d'une part sur l'extrémité supérieure du pot 26, d'autre part sur la bague 43. Une conduite 46 permet d'admettre dans cette chambre un fluide de commande sous une pression réglable depuis l'extérieur de la lance. Suivant cette pressionl la membrane 42 se trouve plus ou moins déformée et gonflée vers l'axe du col où circu1e l'oxygène, ce qui donne 3 ce dernier une section de passage plus ou moins rétrécie. Naturellement, les variantes de réalisation qui viennent d'etre décrites ne sont nullement limitatives de l'invention, mais leur description fai-t clairement ressortir comment les moyens prévus permettent de Faire chuter la pression génératrice au niveau des orifices d'injection du flux secondaire par montée en régime supersonique dans les c018 26, puis passage de ce régime supersonique à un ~coule- ment subso nique au travers cl'ondes de dé-tente dans des pots 29 suFfisamment longs.