LU83399A1 - Perfectionnements aux procedes de recharge des refractaires des recipients metallurgiques - Google Patents

Description

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Revendication do In priorite de(s) in ccrr.c~-r.-r- c* rrr-por^srH^ç) dépose l; : ; tn —^yiSi^iAx/JiA.__ le_^.05. >18 80 01 sous le n° 88V 5¾ 4 \ί'ΛΪΰ\.ΧΚ - 1 - C 2042E/8105.

CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -J CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,

Association sans but lucratif -Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique).

Perfectionnements aux procédés de recharge des réfractaires des récipients métallurgiques.

La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux procédés de recharge des réfractaires des récipients métallurgiques. Il est applicable spécialement aux trous de coulée des convertisseurs d'aciérie.

Le principe de la recharge des récipients métallurgiques, bien connu depuis longtemps, consiste, lorsque le revêtement réfractaire de ceux-ci est devenu totalement ou localement trop mince ou trop altéré, à remplacer tout ou partie des zones incriminées, par du réfractaire neuf pouvant se présenter sous forme façonnée (par exemple des briques de forme convenable) ou non façonnée (par exemple un granulat combiné avec un ou plusieurs liants et mis en suspension dans un fluide); les / zones ainsi rechargées sont ensuite soumises à une cuisson /Jjf if.

« - 2 - appropriée s'il s'agit de matériaux non cuits.

Afin d'améliorer la tenue des matières rechargées et de permettre d'effectuer l'opération de recharge lorsque règne à I l'intérieur du récipient une température très élevée, on a envisagé de faire appel à un support gazeux pouf projeter contre la paroi à réparer du récipient, les matériaux réfractaires à utiliser pour la réparation; ces matériaux, accompagnés ou non d'un liant sont alors soumis à l'endroit de la projection, à un chauffage approprié, par exemple par un chalumeau ou un brûleur pour parfaire, dans de bonnes conditions, la solidarisation de la zone à recharger.

Dans cet esprit, plusieurs dispositifs ont déjà été imaginés et employés pour réaliser sur place le chauffage des matériaux réfractaires ainsi projetés.

Il a notamment été proposé à cet effet, par la meme demanderesse, un brûleur perfectionné, caractérisé en ce qu'il est constitué de trois tubes concentriques, le conduit entre les j deux tubes externes étant fermé à l'extrémité côté sortie du dit dispositif et en ce qu'il comporte en outre : - des moyens pour faire circuler entre les deux tubes externes un fluide de réfrigération,par exemple de l'eau, - des moyens pour faire passer un gaz très oxydant, de préfé-férence de l'oxygène pur, à travers le dit dispositif à 1' intérieur du tube interne, - des moyens pour faire passer un fluide combustible, de pré férence gazeux, contenant en suspension des produits réfractaires de granulométrie appropriée, le tout au travers du dit dispositif dans l'espace compris entre les deux x/ tubes internes. / // τ - 3 -

Un tel brûleur peut être représenté comme sur la figure 1 ci-jointe, et répondre à la description ci-après. Ce schéma n'est donné qu'à titre d'exemple non limitatif et non à l'échelle.

Sur ce schéma, on peut repérer les trois tubes concentriques 1, 2,3. Les deux tubes externes 1 et 2 servent au refroidissement du dispositif. Ce refroidissement est assuré par un fluide approprié, amené dans l'espace intertube 1-2 par des conduites auxiliaires (4) délivrant le fluide par leurs extrémités 5 disposées elles-mêmes à l'extrémité côté sortie du dispositif.

L'espace intertube 2-3 sert au passage d'un gaz combustible contenant en suspension les matières réfractaires granuleuses destinées à la recharge de la paroi à réparer. Cet espace est maintenu constant grâce à des intercalaires 6 judicieusement disposés.

Le conduit central 3 sert au passage de l'oxygène; les sections soumises davantage à l'abrasion, telles 7 sont renforcées en épaisseur et en un matériau résistant à l'abrasion, par exemple (acier au Mn). Les extrémités côté sortie du dit ; dispositif sont constituées par des pièces rapportées, comme 8 (en cuivre) pour le refroidissement, 9 et 10 pour les in-serts en cuivre remplaçables, pour les 2 tubes internes.

Les sections extrêmes des tubes sont avantageusement garnies ou constituées de manchonsou d'inserts en un matériau à forte dissipation thermique, par exemple du cuivre, ces manchons ou inserts peuvent être amovibles.

Par ailleurs, les sections internes des tubes internes sont constituées et/ou garnies d'inserts en matériau spécialement / résistant à l'abrasion, par exemple des aciers spéciaux, des/ / fontes dures ou durcies superficiellement, des alliages (J/ I ; ! * - 4 - contenant des éléments appropriés tels que Cr, Mo, W, Ni, V,

Mn, des carbures de W, des cermets, des pièces frittées, etc... L'extrémité du tube interne peut être pourvue d'un déflecteur, de veine, par exemple fixe et en forme d'hélice.

La présente invention a pour objet un procédé permettant, grâce à l'emploi de brûleurs du genre de ceux ci-dessus mentionnés, de recharger, dans d'excellentes conditions, les trous de coulée des convertisseurs d'aciérie.

Il doit cependant être entendu, bien que la présente description et les revendications soient axées sur l'utilisation des dits brûleurs pour la recharge des trous de coulée de convertisseur,

Ique ces brûleurs peuvent, dans le cadre de la présente invention, être utilisés pour recharger n'importe quelle paroi réfractaire de récipient métallurgique.

On sait qu'au cours de leur campagne, les convertisseurs d'aciérie subissent des dégradations progressives de leur revêtement réfractaire interne, et spécialement du revêtement réfractaire entourant le trou de coulée. Ce dernier s'use de façon différentielle, à la fois côté intérieur du convertisseur et dans le passage proprement dit. En effet, du côté intérieur, l'usure se manifeste par un évasement marqué de l'orifice d'entrée du trou de coulée (ce qui est la cause d'un repassage important de scorie, néfaste à la qualité du métal), et dans le passage par une augmentation de section de celui-ci, ainsi que par une altération de son profil rectiligne. En outre, il a été constaté qu'au cours de recharges usuelles successives déposant de la matière réfractaire, de manière asymétrique, la position du dit passage se déplaçait progressivement vers le haut du convertisseur, jusqu'à en atteindre la carcasse métallique extérieure. A cela s'ajoute la difficulté qu’il y avait à remaçonner à l'endroit correct et suivant un profil correct*, / | cette partie du réfractaire du convertisseur. /J/ Ί.

! - 5 - ^ %

Le procédé, objet de la présente invention comme dit plus haut, permet de remédier à ces inconvénients de façon rapide, précise et efficace.

Selon ce procédé, on fait usage d'un ou de deux brûleurs du genre de ceux décrits ci-dessus, le brûleur pouvant présenter, selon le cas, à son côté sortie, soit une extrémité recourbée sensiblement à 90°, soit une extrémité faiblement recourbée, par exemple 15 à 30°.

Suivant 1'invention, le ou les brûleurs sont disposés sur un dispositif support permettant le positionnement et l'orientation des brûleurs avec précision par rapport au trou de cou- ! lée à recharger, le convertisseur étant lui-même placé en po- ] sition inclinée appropriée, de préférence avec le trou de coulée horizontal. Sont alors introduits dans le dit trou, au moins un des deux brûleurs susmentionnés, le brûleur le plus recourbé (dans le cas où l'on fait usage de deux brûleurs) est introduit le premier jusqu'à l'endroit approprié, pour effectuer la recharge de la partie évasée de l'orifice d'entrée du trou de coulée, ce premier brûleur étant retiré du trou éventuellement après quoi le brûleur le moins recourbé est introduit à son tour dans le trou de coulée, jusqu'à l'endroit approprié, par exemple l'extrémité du trou pour en effectuer, à partir de la première recharge, le rechargement progressif par exemple de l'intérieur vers l'extérieur du convertisseur.

Les deux brûleurs étant chacun également susceptibles de tourner sur leur axe longitudinal, même en cours de recharge, il est ainsi possible d'obtenir radialement un rechargement différentiel qui tient compte des différences locales d'usure constatées dans le réfractaire garnissant le trou de coulée.

La recharge peut s'effectuer par projection des matériaux de / rechargement, le brûleur étant soumis soit à un mouvement de,^ / rotation autour de son axe, soit à un mouvement de transla-f1// « - 6 - tion (éventuellement de va-et-vient) suivant son axe, soit à ces deux mouvements combinés de façon appropriée.

Dans le cas où l'on ne fait usage que d'un seul brûleur, on a également trouvé avantage à choisir celui dont l'extrémité ' côté sortie est faiblement inclinée sur l'axe (par exemple 15° à 30°), à disposer le convertisseur de façon à ce que son trou de coulée soit incliné vers l'intérieur du dit convertisseur, puis à effectuer la recharge du trou à partir de l'extérieur de celui-ci (côté extérieur du convertisseur). Cette modalité est spécialement intéressante dans le cas où l'usure du trou de coulée est principalement accentuée dans le passage.

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Suivant une première modalité, on fait pénétrer le brûleur dans le trou, de l'extérieur vers l'intérieur, tout en le faisant tourner autour de son axe. On a constaté que cette manière de procéder permettait plus facilement de projeter un produit réfractaire sur une paroi encore assez chaude et n'ayant pas eu le temps d'être refroidie pour quelque raison que ce soit.

Suivant une seconde modalité avantageuse de cette dernière variante, l'unique brûleur utilisé est maintenu pratiquement à l'extérieur du convertisseur, face et à proximité de l'orifice de son trou de coulée sensiblement horizontal ou incliné vers l'intérieur et l'on projette le réfractaire de recharge sur la paroi à recharger, avec une pression du gaz combustible et/ou celle du gaz comburant, pour que la masse réfractaire chaude projetée atteigne progressivement la paroi du trou de coulée, sur toute sa longueur, de l'extérieur vers l'intérieur du convertisseur, sous l'effet de la dite pression, le dit brûleur restant préférentiellement en rotation autour de son axe propre. A titre d'exemple non limitatif, une vitesse des / gaz comburants de 5 à 40 m/sec. et une teneur en réfractaire/^/ de 3 à 6 kg/Nm3 pourraient convenir. /V/ - 7 - . '

Cette modalité présente des avantages opérafci-onnels évidents et permet une recharge du trou de coulée pratrquement aussi efficace que celle obtenue au moyen des auti^s variantes.

-Suivant une variante intéressante de cette seconde modalité, la pression du gaz comburant et/ou celle du gaz combustible sont modifiées au cours de l'opération de recharge, de façon à ce que la masse réfractaire projetée attfeigne avec précision telle ou telle partie du passage à recharger, ou à ce que le rechargement soit effectué suivant u#e progression^ / déterminée. f jj

Claims (11)

1. Procédé de recharge du trou de coulée des convertisseurs d'aciérie, caractérisé en ce que le convertisseur étant incliné en position appropriée, on effectue la recharge de la ou des parties usées du dit trou de coulée, au moyen d'au moins un brûleur constitué de trois tubes concentriques, le conduit entre les deux tubes externes étant fermé à l'extrémité côté sortie du dit dispositif et comportant en outre : - des moyens pour faire circuler entre les deux tubes externes, un fluide de réfrigération, par exemple de l'eau, - des moyens pour faire passer un gaz très oxydant, de préférence de l'oxygène pur, à travers du dit dispositif à l'intérieur du tube interne, - des moyens pour faire passer un fluide combustible, de préférence gazeux, contenant en suspension des produits réfractaires de granulométrie appropriée, le tout au travers du dit dispositif dans l'espace compris entre les deux tubes internes.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit tout d'abord par l'extérieur du convertisseur, ' dans son trou de coulée, un brûleur du genre susmentionné et dont l'extrémité de sortie est courbée sur son axe longitudinal, d'un angle important, préférentiellement de l'ordre de 90°, l'introduction étant conduite jusqu'à ce que l'orifice de sortie du brûleur soit pratiquement en face de la partie évasée par usure de l'orifice d'entrée du trou de coulée, en ce qu'on effectue à ce moment la recharge de la paroi du dit orifice au moyen du dit brûleur, en ce qu'après avoir retiré le brûleur hors du trou de coulée, on y introduit un second brûleur du genre susmentionné et dont la tête est !' rnclinée sur son axe longitudinal d'un angle inférieur à 50° et de préférence entre 10° et 30°, l'introduction / s'arrêtant quand la tête du brûleur est en face d'une^^/ i - 9 - portion de la paroi du trou de coulée à recharger et en ce qu'on recharge ensuite la dite paroi au moyen du dit brûleur, par exem-: pie en commençant à partir de la partie déjà rechargée, côté orifice d'entrée du trou de coulée, le procédé pouvant avantageusement toutefois, selon les cas, se limiter à l'utilisation d'un seul des deux brûleurs susmentionnés.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un des deux brûleurs, et de préférence les deux, sont soumis à rotation autour de leurs axes longitudinaux pendant l'opération de recharge.

4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ne fait usage que d'un seul brûleur,préféremment celui dont l'ex-] trémité de sortie est faiblement inclinée sur son axe, en ce qu' on dispose le convertisseur, de façon à ce que son trou de coulée soit incliné vers l'intérieur du dit convertisseur, en ce qu'on effectue la recharge du trou à partir de l'extérieur de celui-ci.

5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on fait pénétrer le brûleur dans le trou de coulée, de l'extérieur vers l'intérieur, tout en le faisant tourner autour ‘ de son axe.

6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'unique brûleur est maintenu pratiquement à l’extérieur du convertisseur, en face et à proximité de l'orifice du trou de coulée, sensiblement horizontal ou incliné, vers l'intérieur du convertisseur et en ce que l'on projette le réfractaire de recharge sur la paroi à recharger, avec une pression du gaz combustible et/ou celle du gaz comburant pour que la masse réfractaire chaude projetée atteigne progressivement la j paroi du trou de coulée sur toute sa longueur, de l'extérieur vers l'intérieur du convertisseur, sous l'effet de la dite / . -y I -ιο ί autour de son axe propre.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6/ caractérisé en ce que les gaz comburants sortent du brûleur avec une vitesse comprise entre 5 et 40 m/sec.

8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la teneur en réfractaire du gaz comburant 3 est comprise entre 3 et 6 kg/K&n .

9. Procédé su&ant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pression du gaz comburant et/ou celle du gaz combustible sont modifiées au cours de l'opération de r recharge, de façon à ce que la masse réfractaire projetée at teigne avec précision telle ou telle partie du passage à recharger, ou à ce que le rechargement soit effectué suivant une progression déterminée.

10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre au moyen d'un brûleur conforme à l'une quelconque des modalités constructives de celui-ci, telles que reprises à la description.

11. Procédés tels que décrits ci-dessus. Dessins : —λ— planches Ab paoes dont rccs d- perde ______j......... ... .. i inscription .......3.......e n s da revendications /?.._______c.Ciûaé descriptif J Luxsnihr.':'n1 !s 1¾. 05. ^—'''Charles München