FR2601694A1 - CAP FOR REFINING APPARATUS - Google Patents
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Abstract
BOUCHON COMPRENANT UN CORPS REFRACTAIRE 31 AYANT UNE PLURALITE DE PASSAGES DE GAZ 32 PAR L'INTERMEDIAIRE DESQUELS UN GAZ EST INJECTE DANS UN APPAREIL D'AFFINAGE. CHAQUE PASSAGE DE GAZ 32 A UNE PAROI REFRACTAIRE NUE, ALORS QUE LE CORPS 31 EST RENFORCE PAR DES FIBRES MINERALES NON CONDUCTRICES OU PAR DES FILS METALLIQUES 38, 39 QUI NE TRAVERSENT PAS DE MANIERE CONTINUE LE BOUCHON.CAP INCLUDING A REFRACTORY BODY 31 HAVING A PLURALITY OF GAS PASSAGES 32 THROUGH WHICH GAS IS INJECTED INTO A REFINING APPARATUS. EACH PASSAGE OF GAS 32 HAS A BARE REFRACTORY WALL, WHILE BODY 31 IS REINFORCED BY NON-CONDUCTIVE MINERAL FIBERS OR BY METAL WIRES 38, 39 WHICH DO NOT CROSS CONTINUOUSLY THE PLUG.
Description
BOUCHON POUR APPAREIL D'AFFINAGE
La présente invention concerne un appareil pour L'affinage d'un métal fondu. Plus précisément, elle concerne un bouchon disposé au fond d'un appareil d'affinage et permettant d'y injecter du gaz.CAP FOR REFINING APPARATUS
The present invention relates to an apparatus for refining a molten metal. More specifically, it relates to a plug placed at the bottom of a refining device and allowing gas to be injected there.
Un appareil pour l'affinage d'un métal fondu, comme par exemple un convertisseur, comporte généralement à sa base un bouchon réfractaire au travers duquel divers types de gaz sont injectés dans le métal fondu pour l'agiter afin de favoriser sa décarbonisation ou une réaction. Le bouchon comprend généralement un corps réfractaire ayant une pluralité de passages de gaz disposés longitudinalement et un boîtier placé à L'extrémité extérieure du corps et définissant une chambre de répartition de gaz reliée aux passages de gaz. Du gaz est injecté tans le métal fondu par l'intermédiaire de la chambre de répartition de gaz et des passages. Chaque passage de gaz est généralement muni d'un tube métallique fin. An apparatus for refining a molten metal, such as for example a converter, generally comprises at its base a refractory plug through which various types of gas are injected into the molten metal to stir it in order to promote its decarbonization or a reaction. The plug generally includes a refractory body having a plurality of gas passages arranged longitudinally and a housing placed at the outer end of the body and defining a gas distribution chamber connected to the gas passages. Gas is injected into the molten metal through the gas distribution chamber and passages. Each gas passage is generally provided with a thin metal tube.
Ces tubes métalliques renforcent le bouchon et empêchent toute dégradation du matériau réfractaire par le gaz. Ils empechent par exemple l'oxydation résultant du contact de l'oxygène contenu dans le gaz, avec le carbone présent dans des briques de magnésie-carbone (MgO-C. These metal tubes reinforce the plug and prevent any degradation of the refractory material by the gas. They prevent, for example, the oxidation resulting from the contact of the oxygen contained in the gas, with the carbon present in bricks of magnesia-carbon (MgO-C.
Dans un haut-fourneau d'aciérie électrique, la charge est chauffée par une bobine d'induction ou fondue à l'arc et un courant d'induction traverse la charge fondue. Ce courant est susceptible d'atteindre l'extérieur du haut-fourneau par l'intermédiaire des tubes métalliques présents dans le bouchon et ont par conséquent un effet défavorable sur son fonctionnement. In an electric steelmaking blast furnace, the charge is heated by an induction coil or arc-melted and an induction current flows through the molten charge. This current is likely to reach the outside of the blast furnace through the metal tubes present in the plug and therefore have an unfavorable effect on its operation.
Le bouchon qui est installé à la base d'un haut-fourneau électrique est de preférence constitué de réfractaires de la meilleure qualité qui ne subissent pas d'usure notable. Cependant, le bouchon subit une usure à un taux moyen de 0,2 à 0,5 mm par chauffage, meme s'il est constitué de réfractaires de la meilleure qualité et s'il est utilisé dans des conditions favorables. The plug which is installed at the base of an electric blast furnace is preferably made of the best quality refractories which do not undergo significant wear. However, the plug undergoes wear at an average rate of 0.2 to 0.5 mm by heating, even if it is made of the best quality refractories and if it is used under favorable conditions.
Un métal ou un laitier adhère souvent au fond d'un haut-fourneau électrique et forme une couche protectrice pour les réfractaires. L'acier fondu se solidifie souvent au fond d'un haut-fourneau électrique en formant une couche métallique ayant la forme d'un champignon, recouvrant la surface supérieure ou intérieure du bouchon et son voisinage
Cette couche métallique protège les surfaces du bouchon et les parties de l paroi du fond du hautfourneau qui l'entourent, contre les détériorations produites par l'acier fondu qui est fortement agité par te gaz injecté au travers du bouchon.A metal or a slag often adheres to the bottom of an electric blast furnace and forms a protective layer for refractories. Molten steel often solidifies at the bottom of an electric blast furnace by forming a metal layer in the shape of a mushroom, covering the upper or inner surface of the plug and its vicinity
This metal layer protects the surfaces of the plug and the parts of the bottom wall of the blast furnace which surround it, against deterioration produced by the molten steel which is strongly agitated by the gas injected through the plug.
Cependant, il n'est pas aisé de former une couche métallique stable sur le bouchon étant donné que sa température varie largement.However, it is not easy to form a stable metallic layer on the stopper since its temperature varies widely.
Un matériau matricé à sec est généralement utilisé pour la réalisation de la paroi intérieure réfractaire d'un haut-fourneau électrique afin d'améliorer l'environnement de travail et de diminuer le temps requis pour sa réalisation. A dry-stamped material is generally used for the production of the refractory inner wall of an electric blast furnace in order to improve the working environment and to reduce the time required for its production.
Le foyer est formé d'un matériau matricé constitué essentiellement de MgO et présente normalement une durée de vie d'une à deux années Lorsque le haut-fourneau est utilisé à raison de 10 à 20 coulées par jour. Le foyer est protégé par une couche de métal ou de laitier qui est formée sur celui-ci et dont l'épaisseur diminue faiblement même une année ou deux après sa fabrication.The hearth is formed from a matrix material consisting essentially of MgO and normally has a lifetime of one to two years When the blast furnace is used at the rate of 10 to 20 castings per day. The hearth is protected by a layer of metal or slag which is formed thereon and whose thickness decreases slightly even a year or two after its manufacture.
Cependant, il n'est pas facile de former une couche métallique protectrice sur le bouchon en raison de sa température fortement variable, et celui-ci s' use à une vitesse de 0,2 à 0,5 mm par coulée ou même davantage. Par conséquent, le bouchon s'use d'une épaisseur de 100 à 250 mm ou même davantage lorsqu'il est utilisé pendant 500 coulées. L'usure du bouchon favorise également la détérioration du matériau matricé avoisinant, et la durée de vie du foyer, qui serait autrement d'une à deux années, est sensiblement réduite. However, it is not easy to form a protective metal layer on the plug due to its highly variable temperature, and the plug wears off at a rate of 0.2 to 0.5 mm per casting or even more. As a result, the stopper wears 100 to 250 mm thick or even more when used for 500 castings. The wear of the plug also promotes the deterioration of the neighboring stamped material, and the life of the hearth, which would otherwise be one to two years, is significantly reduced.
La présente invention a pour objet de fournir un bouchon puuvant être avantageusement installé au fond d'un haut-fourneau électrique pour l'injection dans celui-ci d'un gaz d'agitation. The object of the present invention is to provide a plug which can advantageously be installed at the bottom of an electric blast furnace for the injection into it of a stirring gas.
L'invention a également pour objet de fournir un bouchon et une structure de foyer pour haut-fourneau électrique ayant une excellente durabilité. Another object of the invention is to provide a plug and a hearth structure for an electric blast furnace having excellent durability.
Selon l'invention, il est fourni un bouchon ayant une pluralité de passages de gaz, chacun d'entre eux étant renforcé par une fibre minérale et/ou un fil métallique non conducteur qui ne présente pas de continuité longitudinale avec le bouchon. According to the invention, there is provided a plug having a plurality of gas passages, each of which is reinforced by a mineral fiber and / or a non-conductive metal wire which does not have longitudinal continuity with the plug.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un bouchon de l'invention
- les figures 2A à 2D sont des vues en plan de dessus représentant à titre d'exemple, divers agencements des passages de gaz et des tubes ;
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un bouchon selon un autre mode de réalisation de
L'invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un bouchon selon un autre mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un bouchon selon un mode de réalisation supplémentaire de l'invention ;
- la figure 6 est une vue en coupe agrandie le long de la ligne VI-VI de la figure 5 ;;
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale agrandie d'une partie du bouchon représenté à la figure 5, dans lequel un tube d'isolation est relié à des tubes conducteurs ;
- la figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'un bouchon selon un autre mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 9 est une vue en coupe longitudinale représentant un procédé de fabrication du bouchon illustré figure 8 ;
- la figure 10 est bre vue en coupe longitediale représentant une forme modifiée du bouchon illustré à la figure 8 ;
- La figure 11 est une vue en coure longitudinale d'un bouchon selon un autre ode de réalisation de l'invention ;
- ta figure 12 est une vue en plan de dessus agrandie du bouchon illustré à la figure 11 ;;
- ta figure 13 est une vue en coupe longitudinale réduite représentant le bouchon de la figure 11 installé dans la paroi de fond d'une cuve ;
- les figures 14 à 19 sont des vues en coupe longitudinale de bouchons selon d'autres modes de réalisation de l'invention ;
- les figures 20 et 21 sont des vues en coupe longitudinale fragmentaire représentant chacune une paroi du fond d'un haut fourneau électrique dans lequel
Le bouchon de L'invention est installé ;
- la figure 22 est une vue en coupe longitudinale d'une autre structure de paroi de fond de haut fourneau ;
- la figure 23 est une vue en plan de dessus fragmentaire de la structure illustrée figure 22 ;
- la figure 24 est une vue agrandie fragmentaire de la figure 22 ;
- la figure 25 est une vue en coupe longitudinale fragmentaire d'une autre structure de paroi de fond de haut fourneau ;;
- la figure 26 est une vue en plan de dessus de la stru ture illustrée figure 25 ; et
la figure 27 est une vue en plan de dessus fragmentaire d'une autre structure de paroi de fond de haut fourneau.Figure 1 is a longitudinal sectional view of a plug of the invention
- Figures 2A to 2D are top plan views showing by way of example, various arrangements of gas passages and tubes;
- Figure 3 is a longitudinal sectional view of a plug according to another embodiment of
The invention;
- Figure 4 is a longitudinal sectional view of a plug according to another embodiment of the invention;
- Figure 5 is a longitudinal sectional view of a plug according to an additional embodiment of the invention;
- Figure 6 is an enlarged sectional view along the line VI-VI of Figure 5 ;;
- Figure 7 is an enlarged longitudinal sectional view of part of the plug shown in Figure 5, in which an insulation tube is connected to conductive tubes;
- Figure 8 is a longitudinal sectional view of a plug according to another embodiment of the invention;
- Figure 9 is a longitudinal sectional view showing a method of manufacturing the plug illustrated in Figure 8;
- Figure 10 is bre seen in longitudinal section showing a modified form of the plug illustrated in Figure 8;
- Figure 11 is a view in longitudinal course of a plug according to another embodiment of the invention;
- Your Figure 12 is an enlarged top plan view of the plug illustrated in Figure 11 ;;
- Your Figure 13 is a reduced longitudinal sectional view showing the cap of Figure 11 installed in the bottom wall of a tank;
- Figures 14 to 19 are views in longitudinal section of plugs according to other embodiments of the invention;
- Figures 20 and 21 are fragmentary longitudinal sectional views each representing a bottom wall of an electric blast furnace in which
The plug of the invention is installed;
- Figure 22 is a longitudinal sectional view of another bottom wall structure of a blast furnace;
- Figure 23 is a fragmentary top plan view of the structure illustrated in Figure 22;
- Figure 24 is an enlarged fragmentary view of Figure 22;
- Figure 25 is a fragmentary longitudinal sectional view of another bottom wall structure of a blast furnace;
- Figure 26 is a top plan view of the structure illustrated in Figure 25; and
Figure 27 is a fragmentary top plan view of another blast furnace bottom wall structure.
Selon l'un des aspects de l'invention, il est fourni un bouchon constitué d'un matériau réfractaire tel que du MgO-C, installé dans la paroi du fond d'un haut-fourneau électrique et destiné à relier une chambre d'alimentation en gaz et l'intérieur du haut-fourneau, et ayant une pluralité de passages de gaz contenant chacun deux tubes électriquement conducteurs relativement fins qui sont espacés longitudinalement l'un de l'autre. Chacun des tubes est constitué d'un matériau électriquement conducteur, tel que de l'acier inoxydable ou n'importe quel autre métal, et présente un diamètre intérieur relativement faible. According to one aspect of the invention, there is provided a plug made of a refractory material such as MgO-C, installed in the bottom wall of an electric blast furnace and intended to connect a gas supply and the interior of the blast furnace, and having a plurality of gas passages each containing two relatively thin electrically conductive tubes which are spaced apart longitudinally. Each of the tubes is made of an electrically conductive material, such as stainless steel or any other metal, and has a relatively small inside diameter.
Le bouchon peut être fabriqué par un procédé qui sera décrit c;-après à titre d'exemple. Une pluralité de tubes, dont le nombre correspond au nombre de passages de gaz à prévoir, sont chacun découpés en deux segments définissant un tube supérieur et un tube inférieur, respectivement, et ayant chacun une longueur appropriée. The stopper can be manufactured by a process which will be described below; by way of example. A plurality of tubes, the number of which corresponds to the number of gas passages to be provided, are each cut into two segments defining an upper tube and a lower tube, respectively, and each having an appropriate length.
Les tubes inférieurs sont reliés à l'une de leurs extrémités, à un boitier définissant une chambre d'alimentation en gaz, par un procédé ordinaire, par exemple par soudure, vissage ou matage. Un fil métallique est passé dans chacun des tubes inférieurs et l'un des tubes supérieurs afin de maintenir ces tubes axialement alignés les uns par rapport aux autres. Le fil a un diametre-égal au diamètre intérieur des tubes. Le fil a une longueur qui est sensiblement supérieure à la longueur totale des deux tubes, de façon que les tubes supérieurs et inférieurs puissent être suffisamment espacés l'un de l'autre.Les extrémités des tubes supérieurs qui sont les plus éloignées des tubes inférieurs sont espacées les unes des autres de telle manière qu'elles se situent dans un plan définissant la surface d'extrémité d'un bouchon, qui sera exposée vers l'intérieur d'un haut-fourneau. Les tubes sont ensuite revêtus d'un matériau réfractaire, tels que MgO-C, MgO, MgO-Cr203, Mgû-chromite ou un réfractaire à haute teneur en alumine, de façon à former un corps ayant la forme d'un bouchon, dans lequel les tubes sont noyés. Les fils sont ensuite retirés de façon à ouvrir les passages de gaz.The lower tubes are connected at one of their ends, to a box defining a gas supply chamber, by an ordinary process, for example by welding, screwing or stamping. A metal wire is passed through each of the lower tubes and one of the upper tubes in order to keep these tubes axially aligned with respect to each other. The wire has a diameter equal to the inside diameter of the tubes. The length of the wire is substantially greater than the total length of the two tubes, so that the upper and lower tubes can be sufficiently spaced from each other. The ends of the upper tubes which are furthest from the lower tubes are spaced from each other so that they lie in a plane defining the end surface of a plug, which will be exposed towards the inside of a blast furnace. The tubes are then coated with a refractory material, such as MgO-C, MgO, MgO-Cr203, Mgû-chromite or a refractory with a high alumina content, so as to form a body in the form of a plug, in which tubes are embedded. The wires are then removed to open the gas passages.
Bien qu'il soit souhaitable d'utiliser un nombre de tubes aussi grand que possible pour former les passages de gaz qui sont situés à faibles distances les uns des autres et qui peuvent fournir le gaz dans une zone étendue, leur nombre est limité pour des raisons de fabrication. Si les tubes sont disposés trop prés l'un de l'autre, le matériau réfractaire ne peut pas remplir de façon satisfaisante les interstices séparant les tubes et conduit à un bouchon ayant une densité de tassement excessivement faible et par conséquent un degré de résistance á l'érosion trop faible. Par ailleurs, si l'on utilise un nombre trop faible de tubes, les passages de gaz sont excessivement espacés les uns des autres.Par conséquent, deux tubes voisins devront être espacés l'un de l'autre d'une distance d'au moins plusieurs douzaines de millimètres de façon à ce que t'espace les séparant puisse etre rempli suffisamment d'un matériau réfractaire contenant des particules grossières. Although it is desirable to use as large a number of tubes as possible to form the gas passages which are located at short distances from each other and which can supply gas in a large area, their number is limited for manufacturing reasons. If the tubes are placed too close to each other, the refractory material cannot satisfactorily fill the interstices separating the tubes and leads to a plug having an excessively low packing density and therefore a degree of resistance to too little erosion. In addition, if too few tubes are used, the gas passages are excessively spaced from each other, therefore two neighboring tubes must be spaced at least a distance from each other. at least several dozen millimeters so that the space separating them can be sufficiently filled with a refractory material containing coarse particles.
Les tubes supérieurs et inférieurs définissant chaque passage de gaz sont espacés l'un de L'autre de telle manière qu'aucun courant d'induction ne puisse passer entre eux. Ils sont espacés d'une distance d'au moins plusieurs millimètres. On préfère une distance d'au moins environ 50 mm pour s'assurer qu'aucun courant d'induction ne passe entre les tubes supérieurs et inférieurs. Les tubes supérieurs et inférieurs définissent entre eux une partie de passages de gaz sans tube. La position des parties sans tube des passages de gaz dépend de divers facteurs, tels que ta forme du bouchon, te type et la qualité du matériau réfractaire et la quantité de gaz à injecter au travers du bouchon.Pour empêcher te passasse d'un courant d'induction tant que te bouchon n'a pas été changé, il est nécessaire que le fond d'un creux qui a été formé en raison de l'usure du matériau réfractaire, n'atteigne pas ta partie sans tube de l'un quelconque des passages de caz. Bien que le bouchon ne s'use pas toujours selon te même motif, il est généralement constaté que s'il s'use en donnant lieu à un creux ayant une profondeur d'environ 150 à 200 mm, la paroi matricée du fond du haut-fourneau qui t'entoure commencera à être affectée et sa durée de vie sera diminuée. Par conséquent, si les scories ou si la couche métallique qui adhère à la paroi matricée du fond la protège de toute usure notable, il est nécessaire de changer le bouchon avant qu'il ne se soit usé jusqu'à une profondeur de 150 à 200 mm.Il est recommandé de faire en sorte que Les parties sans tube des passages de gaz soient situées à une distance d'au moins 150 -à 200 mm de la surface intérieure ou de travail du bouchon, ou aussi près que possible de la chambre d'alimentation en gaz. The upper and lower tubes defining each gas passage are spaced from each other so that no induction current can pass between them. They are spaced at a distance of at least several millimeters. A distance of at least about 50 mm is preferred to ensure that no induction current flows between the upper and lower tubes. The upper and lower tubes define between them a portion of gas passages without a tube. The position of the tube-less parts of the gas passages depends on various factors, such as the shape of the plug, the type and quality of the refractory material and the amount of gas to be injected through the plug. induction as long as the cap has not been changed, it is necessary that the bottom of a hollow which has been formed due to the wear of the refractory material, not reach your part without the tube of one any of the caz passages. Although the plug does not always wear out in the same pattern, it is generally found that if it wears out giving rise to a recess having a depth of approximately 150 to 200 mm, the matrixed wall of the bottom from the top - oven around you will start to be affected and its lifespan will be reduced. Consequently, if the slag or if the metal layer which adheres to the matrixed back wall protects it from any noticeable wear, it is necessary to change the plug before it has worn down to a depth of 150 to 200 It is recommended to ensure that the tube-less parts of the gas passages are located at least 150 -200 mm from the inner or working surface of the cap, or as close as possible to the chamber gas supply.
Si I 'on n'est pas en mesure d'assurer une isolation électrique satisfaisante entre les tubes supérieurs et inférieurs ou entre les tubes des passages de gaz adjacents, on peut efficacement revêtir les surfaces périphériques extérieures ou d'extrémités des tubes d'un matériau électriquement isolant. On recommande par exemple la pulvérisation d'un revêtement d'une fine poudre céramique. If it is not possible to provide satisfactory electrical insulation between the upper and lower tubes or between the tubes of the adjacent gas passages, the outer peripheral or end surfaces of the tubes can be effectively coated with a electrically insulating material. For example, it is recommended to spray a coating of a fine ceramic powder.
Les réfractaires de haute qualité tel que le MgO-C sont coûteux. Parmi les diverses parties du bouchon, la seule qui doit avoir un caractère réfractaire élevé est celle qui comprend la surface de travail. Par conséquent, il peut être suffisant d'utiliser les réfractaires de haute qualité pour la seule portion comprenant la surface de travail, les parties restantes du bouchon qui se trouvent éloignées de ta surface de travail, étant constituées de réfractaires de qualité inférieure qui sont moins onéreux. High quality refractories such as MgO-C are expensive. Among the various parts of the stopper, the only one which must have a high refractory character is that which includes the working surface. Therefore, it may be sufficient to use the high quality refractories for the only portion including the work surface, the remaining parts of the cap which are located away from the work surface, being made of lower quality refractories which are less expensive.
Les tubes définissant chaque passage de gaz sont longitudinalement espacés les uns des autres et sont par conséquent électriquement isolés les uns des autres. Par conséqent,- aucun courant d'induction ne traverse le bouchon lorsqu'un courant électrique est par exemple amené à circuler au travers d'un métal fondu présent dans un haut-fourneau électrique. The tubes defining each gas passage are longitudinally spaced from each other and are therefore electrically isolated from each other. Consequently, - no induction current flows through the plug when an electric current is for example caused to flow through a molten metal present in an electric blast furnace.
Le bouchon selon l'un des aspects de t 'inven- tion, est décrit ci-aprés plus en détail, référence étant faite aux figures 1 à 4. Si l'on se réfère d'abord à ta figure 1, celle-ci illustre un bouchon tronconique 2 forme d'un matériau réfractaire et ayant une surface périphérique extérieure présentant une conicité très progressive. Il peut être installé dans La paroi du fond d'un haut-fourneau, non représenté, de manière à se trouver entre une chambre d'alimentation en gaz 1 et L'intérieur du haut-fourneau. Le bouchon 2 presente une pluralité de passages de gaz 3 s'étendant entre la chambre d'alimentation en gaz 1 et la surface intérieure ou de travail du bouchon1 qui est exposée à l'intérieur du haut-fourneau.Chaque passage de gaz 3 est muni d'un tube supérieur 4 ayant une extrémité supérieure ou intérieure située dans la surface de travail du bouchon 2, et un tube inférieur 4' ayant une extrémité inférieure ou extérieure reliée à la chambre d'alimentation en gaz 1. The plug according to one of the aspects of the invention is described below in more detail, reference being made to FIGS. 1 to 4. If reference is made first to FIG. 1, this one illustrates a tapered plug 2 in the form of a refractory material and having an outer peripheral surface having a very progressive taper. It can be installed in the bottom wall of a blast furnace, not shown, so as to be between a gas supply chamber 1 and the interior of the blast furnace. The plug 2 has a plurality of gas passages 3 extending between the gas supply chamber 1 and the interior or working surface of the plug 1 which is exposed inside the blast furnace. Each gas passage 3 is provided with an upper tube 4 having an upper or inner end situated in the working surface of the plug 2, and a lower tube 4 'having a lower or outer end connected to the gas supply chamber 1.
Les tubes supérieur et- inférieur 4 et 4' sont longitudinalement espacés l'un de l'autre et définissent entre eux une partie 7 de passages de gaz sans tube. Le tube supérieur 4 est sensiblement plus long que le tube inférieur 4', et la partie sans tube est par conséquent située très près de ta chambre d'alimentation en gaz 1.The upper and lower tubes 4 and 4 'are longitudinally spaced from one another and define between them a portion 7 of gas passages without a tube. The upper tube 4 is substantially longer than the lower tube 4 ', and the part without the tube is therefore located very close to your gas supply chamber 1.
Tous les tubes supérieurs 4 ont la même longueur et tous les tubes inférieurs 4' ont également la même longueur. Ces tubes peuvent par exemple être réalisés à partir d'un tube d'acier inoxydable du commerce ayant un diamètre intérieur minimal de 0,8 à 1,0 mm.All the upper tubes 4 have the same length and all the lower tubes 4 'also have the same length. These tubes can for example be made from a commercial stainless steel tube having a minimum internal diameter of 0.8 to 1.0 mm.
Si l'on se réfère à la coupe transversale des passages de gaz 3 et des tubes 4 et 4', plusieurs profils sont illustrés à titre d'exemple dans les figures 2A à 2D. La figure 2A montre que chaque groupe de trois passages de gaz adjacents ou tubes forme pratiquement un triangle equilatéral. La fiCure 2B représente un motif définissant un réseau. La figure 2C représente un motif concentrique et radial. La figure 2D représente un motif concentrique mais pas tout à fait radial. Il n'existe pas de limitation particulière à l'agencement des passages de gaz et des tubes, bien qu'il soit préférable qu'ils soit répartis aussi uni formément que possible sur la section droite du bouchon. If we refer to the cross section of the gas passages 3 and the tubes 4 and 4 ′, several profiles are illustrated by way of example in FIGS. 2A to 2D. FIG. 2A shows that each group of three adjacent gas passages or tubes practically forms an equilateral triangle. Figure 2B represents a pattern defining a network. Figure 2C shows a concentric and radial pattern. Figure 2D shows a concentric, but not entirely radial, pattern. There is no particular limitation on the arrangement of gas passages and tubes, although it is preferable that they be distributed as uniformly as possible on the cross section of the plug.
Chaque passage de gaz 3 a une sortie de gaz 5 formée à l'extrémité supérieure du tube supérieur 4.Each gas passage 3 has a gas outlet 5 formed at the upper end of the upper tube 4.
L'indication donnée ci-dessus en ce qui concerne l'agencement des passages de gaz et des tubes, est également valable pour tous les autres modes de réali- sation ou variantes de la présente invention, décrits ultérieurement. Bien qu'il puisse être-préférable d'utiliser un nombre de passages de gaz aussi élevé que possible du point de vue de la répartition du gaz dans le haut-fourneau, il est en pratique impossible de fournir plus qu'un certain nombre de passages de gaz, car cela conduirait au problème déjà mentionné plus haut. The indication given above with regard to the arrangement of the gas passages and of the tubes is also valid for all the other embodiments or variants of the present invention, described later. Although it may be preferable to use as many gas passages as possible from the point of view of gas distribution in the blast furnace, it is in practice impossible to supply more than a certain number of gas passages, as this would lead to the problem already mentioned above.
Par conséquent, il peut être approprié de prévoir un nombre de passages de gaz, tel qu'ils soient espacés tes uns des autres d'une distance d'environ 5 au100 mm, ou de préférence, de 10 à 50 mm, de façon à ce qu'il soit possible de réaliser un bouchon rempli de façon satisfaisante d'un matériau réfractaire contenant t 'agré- gat.Therefore, it may be appropriate to provide a number of gas passages, such that they are spaced from each other by a distance of about 5 to 100 mm, or preferably, from 10 to 50 mm, so that that it is possible to make a plug satisfactorily filled with a refractory material containing the aggregate.
Deux variantes du bouchon qui a été décrit à propos des figures 1, 2A à 2D, sont respectivement illustrées aux figures 3 et 4. Des références numériques identiques sont utilisées pour désigner les mêmes parties dans l'ensemble des figures 1 à 4, ce qui évite d'en recommencer la description. Le bouchon 2 de la figure 3 se caractérise par le fait que les parties sans tube se trouvant entre les tubes supérieur et inférieur 4 et 4' sont situées en quinconce.Cet agencement résoud le problème de la résistance du bouchon qui peut résulter du fait que toutes les part-ies sans tube se trouvent à la même position, comme te montre ta figure 1. Le bouchon 2 de la figure 4 est caractérisé par le fait qu'on incorpore un organe de renforcement 6 disposé entre deux passages de gaz 3 adjacents de façon qu'il puisse s'étendre le long des parties sans tube des passages de gaz 3 et chevaucher les parties d'extrémités se faisant face, des tubes supérieur et inférieur 4 et 4'. Chaque organe de renforcement 6 peut par exemple comprendre une barre, un ruban ou un tube d'acier inoxydable noyé dans le matériau réfractaire. Les organes de renforcement 6 empêchent tout écaillage ou effritement du matériau réfractaire même si celui-ci se fissure. Two variants of the plug which has been described in connection with FIGS. 1, 2A to 2D, are respectively illustrated in FIGS. 3 and 4. Identical reference numerals are used to designate the same parts in all of FIGS. 1 to 4, which avoid repeating the description. The stopper 2 in FIG. 3 is characterized by the fact that the tubeless parts lying between the upper and lower tubes 4 and 4 ′ are staggered. This arrangement solves the problem of the resistance of the stopper which can result from the fact that all the part-ies without tube are in the same position, as shown in your figure 1. The plug 2 of figure 4 is characterized by the fact that there is incorporated a reinforcing member 6 disposed between two adjacent gas passages 3 so that it can extend along the tube-less parts of the gas passages 3 and overlap the facing end parts of the upper and lower tubes 4 and 4 '. Each reinforcing member 6 may for example comprise a bar, a strip or a tube of stainless steel embedded in the refractory material. The reinforcing members 6 prevent any chipping or crumbling of the refractory material even if it cracks.
Selon un autre aspect de l'invention, il est fourni un bouchon ayant une pluralité de passages de gaz, chacun d'entre eux étant défini au moins partiellement par un tube qui est constitué d'un matériau non conducteur. According to another aspect of the invention, there is provided a plug having a plurality of gas passages, each of which is defined at least partially by a tube which is made of a non-conductive material.
Chaque passage de gaz est défini dans sa totalité ou en partie par un tube électriquement isolant. S'il est partiellement constitué d'un tube isolant, sa partie ou ses parties restantes peuvent être constituées d'un tube ou de tubes d'un matériau électriquement conducteur, tel que de L'acier inoxydable ou tout autre métal approprié. Le tube isolant peut être constitué d'un matériau non conducteur ou en variante, comprendre un tube de matériau conducteur ayant une surface revêtue d'un matériau non conducteur. Le matériau non conducteur peut par exemple, etre selectionné parmi des céramiques dont on citera comme exempte ta magnésie, l'aLumine, la zircone, le carbure ou le nitrure de silicium et la sialone.Si le tube isolant est un tube de matériau conducteur revêtu d'une couche isolante de matériau non conducteur, on doit s'assurer qu'aucun courant électrique ne passe au travers du bouchon même si la couche isolante peut être endommagée par le métal fondu se trouvant dans le haut-fourneau.Each gas passage is defined in whole or in part by an electrically insulating tube. If it partially consists of an insulating tube, its part or its remaining parts may consist of a tube or tubes of an electrically conductive material, such as stainless steel or any other suitable metal. The insulating tube may be made of a non-conductive material or alternatively, comprise a tube of conductive material having a surface coated with a non-conductive material. The non-conductive material can, for example, be selected from ceramics which may be cited as free from magnesia, alumina, zirconia, carbide or silicon nitride and sialone. If the insulating tube is a tube of coated conductive material of an insulating layer of non-conductive material, it must be ensured that no electric current flows through the plug even if the insulating layer can be damaged by molten metal in the blast furnace.
Si chaque passage de gaz est défini par un tube isolant et un tube ou des tubes conducteurs, le tube ou les tubes conducteurs ont de préférence un diamètre intérieur relativement faible, qui est égal au diamètre intérieur du tube isolant. Le tube isolant peut par exemple être raccordé entre deux tubes conducteurs longitudinalement espacés l'un de l'autre et coaxialement par rapport à ceux-ci. Le bouchon du type décrit dans le présent paragraphe peut etre fabriqué par un procédé qui sera décrit ci-après à titre- d'exemple. If each gas passage is defined by an insulating tube and a conductive tube or tubes, the conductive tube or tubes preferably have a relatively small internal diameter, which is equal to the internal diameter of the insulating tube. The insulating tube can for example be connected between two conductive tubes longitudinally spaced from one another and coaxially with respect thereto. The plug of the type described in this paragraph can be manufactured by a process which will be described below by way of example.
Une pluralité de tubes conducteurs est chacun découpé en deux Longueur s pour former un tube conducteur supérieur et un tube conducteur inférieur. Les tubes conducteurs inférieurs ainsi préparés sont reliés, par leurs extrémités inférieures, à un boîtier définissant une chambre d'alimentation en gaz, par un procédé ordinaire, tel que Le soudage, le vissage ou le matage. Une pluralité de tubes isolants est respectivement reliée aux extrémités supérieures des tubes conducteurs inférieurs. Chacun des tubes conducteurs supérieurs est relié, par son extrémité inférieure, à l'un des tubes isolants.Chaque tube isolant peut avoir un diamètre extérieur légèrement supérieur à celui des tubes conducteurs et peut par conséquent, comporter une paire d'ex trémités présentant un évidement pour recevoir les extrémités en vis-å-vis l'une de L'autre, des tubes conducteurs supérieurs et inférieurs, respectivement. A plurality of conductive tubes are each cut into two lengths s to form an upper conductive tube and a lower conductive tube. The lower conductive tubes thus prepared are connected, by their lower ends, to a housing defining a gas supply chamber, by an ordinary process, such as welding, screwing or matting. A plurality of insulating tubes are respectively connected to the upper ends of the lower conducting tubes. Each of the upper conductive tubes is connected, at its lower end, to one of the insulating tubes. Each insulating tube may have an outside diameter slightly greater than that of the conductive tubes and may therefore comprise a pair of ends having a recess for receiving the ends opposite each other, upper and lower conductive tubes, respectively.
Les tubes conducteurs et isolants qui ont été reliés les uns aux autres, sont revêtus intérieurement d'un matériau réfractaire, tels que MgO-C, MgO, MgO-Cr203, MgC-chromite ou réfractaire à haute teneur en alumine.The conductive and insulating tubes which have been connected to each other, are coated internally with a refractory material, such as MgO-C, MgO, MgO-Cr203, MgC-chromite or refractory with high alumina content.
Si chaque passage de gaz est uniquement défini par un tube isolant, il est important que ce tube soit constitué d'un matériau non conducteur peu affecté par le métal fondu venant éventuellement à son contact. If each gas passage is only defined by an insulating tube, it is important that this tube consists of a non-conductive material little affected by the molten metal possibly coming into contact with it.
Dans ce cas, le bouchon peut par exemple être fabriqué, si une pluralité de tubes isolants de longueur sensible ment égale à celle du bouchon à réaliser, sont reliés à leurs extrémités inférieures, à un boitier définissant une chambre d'alimentation en gaz, alors que leurs extrémités supérieures sont disposées dans un plan définissant la surface de travail du bouchon, et la surface extérieure des tubes isolants est garnie d'un matériau réfractaire.In this case, the plug can for example be manufactured, if a plurality of insulating tubes of length substantially equal to that of the plug to be produced, are connected at their lower ends, to a box defining a gas supply chamber, then that their upper ends are arranged in a plane defining the working surface of the plug, and the outer surface of the insulating tubes is lined with a refractory material.
Dans le cas où chaque passage de gaz est défini par un tube ou des tubes conducteurs et un tube isolant, le tube isolant peut être disposé dans une position quelconque le Long de la longueur du bouchon, s'il est constitué d'un matériau non conducteur peu affecté par le métal fondu venant éventuellement à son contact. Si le matériau non conducteur est susceptible d'être affecté par le métal fondu venant à son contact, il est cependant essentiel que le tube isolant soit disposé de manière qu'aucun métal fondu ne vienne à son contact, même si le bouchon peut avoir subi une usure le long de sa longueur. En d'autres termes, le tube isolant doit être disposé de telle maniére que son extrémité supérieure ou intérieure puisse rester à une certaine distance du fond d'un éventuel creux résultant de l'usure du bouchon.Il est impossible de spécifier la position du tube isolant avec précision, car ta vitesse à laquelle le bouchon s'use dépend de divers facteurs comprenant sa forme, le type et la qualité du matériau réfractaire utilisé et la quantité de gaz injectée au travers de celui-ci. Cependant, on constate en général que si le bouchon s'use en donnant lieu áoun creux ayant une profondeur d'environ 150 à 200 mm, la paroi matricée du fond du haut-fourneau qui l'entoure, a tendance à voir sa durée de vie raccourcie et que dans la mesure où la couche de scories ou de métal adhérant à la paroi matricée du fond le protège de toute usure notable, le bouchon doit être changé ou réparé avant qu'il se soit usé jusqu'à une profondeur d'environ 150 à 200 mm.Par conséquent, il est recommandé de placer les tubes isolants à proximité de la chambre d'alimentation en gaz et à une distance d'au moins 150 à 200 mm de la surface de travail du bouchon. In the case where each gas passage is defined by a tube or conductive tubes and an insulating tube, the insulating tube can be placed in any position along the length of the plug, if it is made of a non-material conductor little affected by molten metal possibly coming into contact with it. If the non-conductive material is likely to be affected by molten metal coming into contact with it, it is however essential that the insulating tube is arranged so that no molten metal comes into contact with it, even if the plug may have been subjected wear along its length. In other words, the insulating tube must be arranged in such a way that its upper or inner end can remain at a certain distance from the bottom of a possible hollow resulting from the wear of the plug. It is impossible to specify the position of the insulating tube precisely, because the speed at which the plug wears depends on various factors including its shape, the type and quality of the refractory material used and the amount of gas injected through it. However, it is generally observed that if the plug wears out giving rise to a hollow having a depth of approximately 150 to 200 mm, the stamped wall of the bottom of the blast furnace which surrounds it, tends to see its duration of shortened life and insofar as the layer of slag or metal adhering to the stamped back wall protects it from any significant wear, the plug must be changed or repaired before it has worn down to a depth of approx. 150-200 mm. Therefore, it is recommended to place the insulating tubes near the gas supply chamber and at least 150-200 mm from the working surface of the cap.
Le bouchon décrit ci-dessus comporte une plu ralité de passages de gaz définis chacun au moins partiellement par un tube de matériau non conducteur. Par conséquent, aucun courant électrique ne passe au travers du bouchon, par exemple lors d'une opération de préparation de L'acier dans un haut-fourneau à arc électrique. En outre, le matériau réfractaire du bouchon est isolé du gaz passant dans les passages de gaz et est par conséquent protégé de toute dégradation due au gaz, même s'il s'agit d'un gaz corrosif. The plug described above comprises a plurality of gas passages each defined at least partially by a tube of non-conductive material. Consequently, no electric current flows through the plug, for example during a steel preparation operation in an electric arc blast furnace. In addition, the plug refractory material is isolated from the gas passing through the gas passages and is therefore protected from any degradation due to the gas, even if it is a corrosive gas.
A tous autres égards, le bouchon est sensiblement identique au bouchon ayant été décrit à propos des figures 1 et 2A à 2D. On ne décrira pas de nouveau les éventuels élémente identiques ou semblables. Le bouchon sera à présent décrit plus précisément à titre d'exemple en référence aux figures 5 à 7. In all other respects, the plug is substantially identical to the plug having been described in connection with FIGS. 1 and 2A to 2D. We will not describe again any identical or similar elements. The plug will now be described more precisely by way of example with reference to FIGS. 5 to 7.
Le bouchon 22 présente une pluralité de passages de gaz 23 allant d'une chambre d'alimentation en gaz 21 à la surface de travail du bouchon qui est orientée vers l'intérieur d'un hsut-fourneau thaque passage de gaz 23 est muni d'un tube conducteur inférieur 25 ayant une extrémité inférieure reliée à un boit i e r définissant la charr.bre d'alimentation en -az 21 et d'un tube condutteur supérieur 25' ayant une ext rérrité supérieure définissant une sortie de gaz 28 située dans la surface de travail du bouchon 22. Chacun des tubes conducteurs 25 et 25' est constitué d'un matériau conducteur, tel que de L'acier inoxydable, et présente un alésage axial 24 définissant le passage de gaz.Chaque tube condurteur a de préférence un faible diamètre extérieur et un faible diamètre intérieur, comme par exemple un diamètre exterieur de 2,5 mm et un diamètre intérieur de 1,0 mm. The plug 22 has a plurality of gas passages 23 going from a gas supply chamber 21 to the working surface of the plug which is oriented towards the inside of a Thai gas passage furnace 23 is provided with 'a lower conductive tube 25 having a lower end connected to a casing defining the char .bre in -az supply 21 and an upper conductive tube 25' having an upper exterior defining a gas outlet 28 located in the Work surface of the plug 22. Each of the conductive tubes 25 and 25 'is made of a conductive material, such as stainless steel, and has an axial bore 24 defining the gas passage. Each conductive tube preferably has a small outside diameter and small inside diameter, such as an outside diameter of 2.5 mm and an inside diameter of 1.0 mm.
Chaque passage de gaz 23 est en outre muni d'un tube isolant 27 constitué d'un matériau céramique ou d'un autre matériau non conducteur et raccordé entre les tubes conducteurs 25 et 25', coaxialement par rapport à ceux-ci. Le tube isolant 27 présente un diamètre intérieur égal à celui des tubes conducteurs et un diamètre extérieur légèrement supérieur à celui des tubes conducteurs. Le tube isolant 27 présente une paire d'extrémités 26 et 26' comportant un évidement permettant d'y loger l'extrémité supérieure du tube conducteur inférieur 25 et l'extrémité intérieure du tube conducteur supérieur 25', respectivement comme le montre la figure 7.Each gas passage 23 is further provided with an insulating tube 27 made of a ceramic material or of another non-conductive material and connected between the conductive tubes 25 and 25 ′, coaxially with respect to these. The insulating tube 27 has an internal diameter equal to that of the conductive tubes and an external diameter slightly greater than that of the conductive tubes. The insulating tube 27 has a pair of ends 26 and 26 'having a recess for accommodating the upper end of the lower conductive tube 25 and the inner end of the upper conductive tube 25', respectively as shown in Figure 7 .
Les tubes conducteurs supérieurs 25' sont considérablement plus longs que les tubes conducteurs inférieurs 25 et les tubes isolants 27 sont par conséquent si tués à proximité de la chambre d'alimentation en gaz 21. Bien que ta figure 5 représente la totalité es tubes isolants 27 comme étant situés å la même hauteur, on peut éga lement les positionner à différentes hauteurs.The upper conductive tubes 25 ′ are considerably longer than the lower conductive tubes 25 and the insulating tubes 27 are therefore killed near the gas supply chamber 21. Although your FIG. 5 represents all of the insulating tubes 27 as being located at the same height, they can also be positioned at different heights.
Selon un autre aspect de l'invention, il est fourni un bouchon longitudinalement renforcé par une pluralité de fils métalliques qui ne s'détendent pas de manière continue de l'une s t'autre des extrémités dj bouchon, ou une masse de fibres minérales non conductrices, chaque passage de gaz ayant une paroi réfractaire nue, c'est-à-dire, non pourvue d'un tube conducteur ou non conducteur. Le bouchon présente une résistance très élevée et comme il ne comporte pas de matériau conducteur te parcourant de manière continue de l'une à L'autre de ces extrémités, aucun courant électrique ne peut te traverser, par exempte lors d'une opération de préparation d'acier dans un haut-fourneau électrique.De plus, le bouchon peut être fabriqué à faible coût, étant donné que les fils métalliques et les fibres minérales sont tous deux onéreux. According to another aspect of the invention, there is provided a plug longitudinally reinforced by a plurality of metal wires which do not extend continuously from one another to the ends of the plug, or a mass of mineral fibers. non-conductive, each gas passage having a bare refractory wall, that is to say, not provided with a conductive or non-conductive tube. The stopper has a very high resistance and as it does not contain any conductive material running continuously from one to the other of these ends, no electric current can pass through you, for example during a preparation operation steel in an electric blast furnace. In addition, the plug can be manufactured at low cost, since both metallic wires and mineral fibers are expensive.
Le bouchon décrit au paragraphe ci-dessus est représenté à titre d'exemple dans la figure 8. Le bouchon 31 comporte une pluralité de passages de gaz longitudinalement parallèles 32 allant d'une chambre d'alimentation en gaz 33 à la surface de travail qui sera orientée vers L'intérieur du haut-fourneau. La chambre d'alimentation en gaz 33 est définie par une première plaque de fond 34 sur laquelle repose un matériau réfractaire constituant le bouchon 31, une seconde plaque de fond 35 espacée, sous la première plaque de fond 34, et un organe cylindrique 36 entourant les plaques de fond 34 et 35.La première plaque de fond 34 comporte une pluralité d'orifices, chacun d'entre eux étant aligné avec l'un des passages de gaz 32, et une pluralité de tubes courts 37, chacun d'entre eux étant ajusté dans l'un des orifices et faisant saillie vers le haut sur la plaque de fond 4. Les tubes courts 37 servent respectivement à raccorder les passages de gaz 32 à la chambre d'alimentation en gaz 33. La seconde plaque de fond 35 comporte un orifice d'entrée de gaz 35a. The plug described in the above paragraph is shown by way of example in FIG. 8. The plug 31 has a plurality of longitudinally parallel gas passages 32 going from a gas supply chamber 33 to the working surface which will be oriented towards the interior of the blast furnace. The gas supply chamber 33 is defined by a first bottom plate 34 on which rests a refractory material constituting the plug 31, a second bottom plate 35 spaced apart, under the first bottom plate 34, and a cylindrical member 36 surrounding the bottom plates 34 and 35. The first bottom plate 34 has a plurality of orifices, each of them being aligned with one of the gas passages 32, and a plurality of short tubes 37, each of them being fitted in one of the orifices and projecting upwards on the bottom plate 4. The short tubes 37 respectively serve to connect the gas passages 32 to the gas supply chamber 33. The second bottom plate 35 has a gas inlet orifice 35a.
Le bouchon 31 comporte une pluralité de fils métalliques de renforcement disposés longitudinalement et noyés dans le matériau réfractaire. Les fils métalliques sont constitués d'un premier ensemble de fils métalliques 38 allant de la surface de travail du bouchon 31 à une partie intérmédiaire de cetui-ci, et d'un second ensemble de fils métalliques 39 allant du fond du bouchon 31 à sa partie intermédiaire. The plug 31 comprises a plurality of metallic reinforcing wires arranged longitudinally and embedded in the refractory material. The metal wires consist of a first set of metal wires 38 going from the working surface of the plug 31 to an intermediate part of this, and a second set of metal wires 39 going from the bottom of the plug 31 to its intermediate part.
Le bouchon 31 présente un dessin de la surface extérieure passant d'une forme cylindrique à tronconique dans sa partie intermédiaire A. Les premier et second ensembles de fils métalliques 38 et 39 se chevauchent mutuellement dans la partie intermédiaire A, mais ne sont pas en contact l'un avec L'autre. Les fils métalliques 38 et 39 sont espacés les uns des autres de manière appropriée et sont par conséquent électriquement isolés les uns des autres. Si les fils métalliques 38 et 39 sont trop espacés Les uns des autres dans la zone A, il est cependant impossible de disposer un nombre suffisamment important de fils 38 et 39 pour obtenir un effet de renforcement satisfaisant. Par conséquent, les fils métalliques 38 et 39 sont espacés les uns des autres d'une distance d'environ 5 à 15 mm, ou de préférence, d'environ 8 à 12 mm.Les fils métaLLiques 38 proprement dit et les fils métalliques 39 proprement dit, sont de préférence espacés Les uns des autres de la distance ayant été mentionnée ci-dessus. The plug 31 has a drawing of the outer surface passing from a cylindrical to frustoconical shape in its intermediate part A. The first and second sets of metal wires 38 and 39 overlap each other in the intermediate part A, but are not in contact one with the other. The metal wires 38 and 39 are appropriately spaced from each other and are therefore electrically isolated from each other. If the metal wires 38 and 39 are too far apart from one another in zone A, it is however impossible to have a sufficiently large number of wires 38 and 39 to obtain a satisfactory reinforcing effect. Consequently, the metal wires 38 and 39 are spaced from each other by a distance of about 5 to 15 mm, or preferably, about 8 to 12 mm. The metal wires 38 proper and the metal wires 39 proper, are preferably spaced from each other by the distance mentioned above.
Bien qu'il n'existe pas de limite absolue à la position de la partie intermédiaire A, dans laquelle les fils métalliques 38 et 39 se chevauchent mutuellement, il est recommandé, du point de vue de la disposition des fils, qe cette partie du bouchon ait un diamètre relativement important. il n'est pas nécessaire que la partie -intermédiaire A soit limitée à une zone de petite dimension , de hauteur restreinte, car elle peut en variante être une zone de grande dimension dans laquelle les fils métalliques 38 et 39 se chevauchent mutuellement à différentes hauteurs. Cette variante conduit à un résultat de renforcement encore plus satisfaisant. Although there is no absolute limit to the position of the intermediate part A, in which the metal wires 38 and 39 overlap each other, it is recommended, from the point of view of the arrangement of the wires, that this part of the cap has a relatively large diameter. it is not necessary that the intermediate part A is limited to a zone of small dimension, of restricted height, because it can alternatively be a zone of large dimension in which the metal wires 38 and 39 overlap each other at different heights . This variant leads to an even more satisfactory strengthening result.
Chacun des fils métaLliques 38 et 39 est de préférence un fil en acier inoxydable ou un fit constitué de tout autre acier résistant à la chaLeur et à la corrosion. Il peut s'agir d'un fil unique ou d'un fil torsadé. Bien que la superficie de sa section dépende du nombre de fils noyés dans Le bouchon, celle-ci est 2 généralement dans l'intervalLe d'environ 1 à 20 mm
2 et de préférence, dans l'intervalle d'environ 3 à 7 mm
Il est efficace de revêtir les surfaces des-fils métallioues 38 et d'un matériau céramique non conducteur ou d'un autre matériau de ce type, afin d'améliorer leur isolation électrique mutuelle. Des fils métalliques sont égaliement disposés entre chaque groupe de deux passages de gaz adjacents 32, bien qu'ils ne soient pas illustrés à la figure 8.On peut obtenir des effets d renforcement encore meilleurs si chaque fil est pourvu d'une pluralité de noeuds ou de saillies espacée les unes des autres. Les noeuds ou saillies améliorent
L'ancrage des fils métalliques dans le matériau réfrac- taire.Each of the metallic wires 38 and 39 is preferably a stainless steel wire or a fit made of any other steel resistant to heat and corrosion. It can be a single wire or a twisted wire. Although the area of its section depends on the number of wires embedded in the plug, it is generally 2 in the range of about 1 to 20 mm
2 and preferably in the range of about 3 to 7 mm
It is effective to coat the surfaces of the metal wires 38 and with a non-conductive ceramic material or another material of this type, in order to improve their mutual electrical insulation. Metal wires are also arranged between each group of two adjacent gas passages 32, although they are not illustrated in FIG. 8. Even better reinforcement effects can be obtained if each wire is provided with a plurality of nodes or protrusions spaced from each other. Knots or protrusions improve
The anchoring of the metallic wires in the refractory material.
On s'intéressera à présent à la figure 10 qui illustre une variante du bouchon représenté figure 8. We will now focus on Figure 10 which illustrates a variant of the cap shown in Figure 8.
Le bouchon 31 est renforcé par es fibres minérales non conductrices F, au lieu des fils métalliques. Dan-s la mesure où les fibres F sont non conductrices, aucun courant d'induction ne parcourt les fibres F. Par conséquent, les fibres F peuvent parcourir de façon continue la totalité de la longueur du bouchon, ou peuvent en variante comprendre une pluralité de groupes de fibres courtes qui sont espacés les uns des autres le long de la longueur du bouchon. Le bouchon peut être constitué de n'importe quel matériau réfractaire classique, pour autant que celui-ci ait une résistance suffisamment élevée à la corrosion par un métal fondu.The plug 31 is reinforced with non-conductive mineral fibers F, instead of the metallic wires. In the extent that the fibers F are nonconductive, no induction current flows through the fibers F. Consequently, the fibers F can continuously travel the entire length of the plug, or can alternatively comprise a plurality groups of short fibers that are spaced from each other along the length of the plug. The plug can be made of any conventional refractory material, provided that it has a sufficiently high resistance to corrosion by molten metal.
Les fibres peuvent être sélectionnées parmi divers types de fibres minérales non conductrices. On préférera entre autre les fibres d'Al203, d'Al203-SiO2, d'Al203-Cr2 03 ou de ZrO2.The fibers can be selected from various types of non-conductive mineral fibers. Among other things, the fibers of Al203, Al203-SiO2, Al203-Cr2 03 or ZrO2 are preferred.
Le bouchon représenté sur la figure 8 peut être fabriqué par un procédé décrit ci-après à titre d'exemple, en référence à la figure 9. Plusieurs âmes allongées 41 qui ont chacune la forme d'une barre, sont verticalement disposées dans un châssis 40 ayant La forme d'un bouchon inversé. Elles sont disposées de façon à former un reseau horizontalement juxtaposé dans lequel les passages de gaz 32 doivent être agencés. The stopper shown in Figure 8 can be manufactured by a method described below by way of example, with reference to Figure 9. Several elongated webs 41 which each have the shape of a bar, are vertically arranged in a frame 40 having the form of an inverted cap. They are arranged so as to form a horizontally juxtaposed network in which the gas passages 32 must be arranged.
Les fils métalliques 38 et 39 sont également disposés verticalement dans Le châssis 40 selon leurs motifs appropries. Chaque fil a une extrémité à laquelle un cordon 38a ou 39a de résine synthétique ou d'un matériau de ce type, est fixé. Les cordons 38a et 39a sont tirés de manière à tendre respectivement les fils métal liques 38 et 39. Le modèle 40 comporte des parois laté- rales munies d'une pluralité d'orifices. Chaque cordon 39a est tiré au travers de l'un de ces orifices par son extrémité Libre. L'extrémité libre de chaque cordon 38a est située au-dessus du sommet du châssis 40. Un matériau réfractaire malaxé est versé dans le châssis 40. Lorsque le châssis 40 a été rempli du matériau réfractaire, les cordons 38s et 39a sont tirés avec force de façon à ce qu'ils puissent être détachés des fils métalliques 38 et 9, respectivement.Les cordons 38a et 39a sont retiré du châssis 40 en laissant les fils métalLiques 38 et 39 seuls dans le matériau réfractaire. La partie de chaque fil métallique 39 qui fait saillie sur le matériau réfractaire est coupée. Le boîtier comprenant
Les plaques de fond 34 et 35 et l'organe cylindrique 36 et définissant la chambre d'alimentation en gaz, est ensuite placé sur le sommet du châssis 40 puis on effectue plusieurs opérations ordinaires parmi lesquelles un durcissement et l'élimination du châssis pour obtenir un montage de bouchon intégral comportant le boîtier définissant la chambre d'alimentation en gaz.The metal wires 38 and 39 are also arranged vertically in the chassis 40 according to their appropriate patterns. Each wire has one end to which a cord 38a or 39a of synthetic resin or the like is attached. The cords 38a and 39a are drawn so as to stretch the metal wires 38 and 39 respectively. The model 40 has lateral walls provided with a plurality of orifices. Each cord 39a is pulled through one of these orifices by its free end. The free end of each cord 38a is located above the top of the chassis 40. A kneaded refractory material is poured into the chassis 40. When the chassis 40 has been filled with the refractory material, the cords 38s and 39a are forcefully pulled so that they can be detached from the metal wires 38 and 9, respectively. The cords 38a and 39a are removed from the frame 40 leaving the metal wires 38 and 39 alone in the refractory material. The part of each metal wire 39 which projects from the refractory material is cut. The housing including
The bottom plates 34 and 35 and the cylindrical member 36 and defining the gas supply chamber, is then placed on the top of the chassis 40 and then performs several ordinary operations including hardening and elimination of the chassis to obtain an integral plug assembly comprising the housing defining the gas supply chamber.
Selon un autre aspect de l'invention, il est fourni un bouchon ayant une pluralité de trous aLLongés, chacun d'entre eux étant disposé entre deux passages de raz adjacents et parallèlement à ceux-ci, et allant de la surface de travail du bouchon qui sera dirigée vers l'intérieur d'un haut-fourneau, et une partie intermédiaire de ceLui-ci. Le bouchon est illustré à titre d'exemple dans tes figures 11 et 12. Le bouchon 49 comporte une pluralité de passages de gaz disposés longitudinalement 46, chacun défini par un tube fin 45 constitué d'un métal tel que de L'acier inoxydable, noyé dans un matériau réfractaire. Le bouchon 49 comporte également une pluralité de trous allongés 50 ayant chacun un faible diamètre et formés dans le matériau réfractaire entre chaque groupe de deux passages de gaz adjacents 46 et parallèlement à ceux-ci.Les trous 50 vont de la surface de travail 49a du bouchon 49 à une partie intermédiaire de celu;-ci. Ils ne traversent pas la totalité de la longueur du bouchon 49, contrairement aux passages de gaz 46. According to another aspect of the invention, there is provided a plug having a plurality of elongated holes, each of which being disposed between two parallel flush passages and running from the working surface of the plug which will be directed into the interior of a blast furnace, and an intermediate part of it. The plug is illustrated by way of example in FIGS. 11 and 12. The plug 49 comprises a plurality of gas passages arranged longitudinally 46, each defined by a thin tube 45 made of a metal such as stainless steel, embedded in refractory material. The plug 49 also has a plurality of elongated holes 50 each having a small diameter and formed in refractory material between each group of two adjacent gas passages 46 and parallel thereto. The holes 50 run from the working surface 49a of the plug 49 at an intermediate part of it; They do not cross the entire length of the plug 49, unlike the gas passages 46.
La figure 13 représente une partie de La paroi de fond 42 d'un haut-fourneau dans lequel le bouchon 49 est installé pour injecter du gaz dans un métal fondu par L'intermédiaire des passages de gaz 46. Au fur et à mesure que L'opération d'affinage se déroule, Le métal fondu pénètre dans les trous 50, se solidifie et finit par former une couche métallique en forme de champignon 48 adhérant à L'extrémité intérieure du bouchon 49 et à son voisinage, comme le montre la figure 13. On peut constater que le métal présent dans les trous 50 forme une base soLide pour la couche en forme de champignon 48. Les trous 50 doivent par conséquent avoir une profondeur tel Le que, même si le bouchon 49 peut s'user à un degré tolérable, ils soient toujours capables de conserver une quantité satisfaisante de métal et ainsi de maintenir une base-soLide pour la couche en forme de champignon 48, jusqu'au changement du bouchon 49. FIG. 13 represents a part of the bottom wall 42 of a blast furnace in which the plug 49 is installed for injecting gas into a molten metal via the gas passages 46. As L the refining operation takes place, the molten metal enters the holes 50, solidifies and eventually forms a metallic layer in the form of a mushroom 48 adhering to the inner end of the plug 49 and to its vicinity, as shown in the figure 13. It can be seen that the metal present in the holes 50 forms a solid base for the mushroom-shaped layer 48. The holes 50 must therefore have a depth such that, even if the plug 49 can wear to a tolerable degree, they are still capable of retaining a satisfactory quantity of metal and thus of maintaining a solid base for the mushroom-shaped layer 48, until the plug 49 is changed.
Les trous 50 ont de préférence un diamètre d'environ 1 à 5 mm. Si leur diamètre est trop faible, ils ne permettent pas de constituer une base solide pour cette couche en forme de champignon. Si leur diamètre est trop important, ils reçoivent une quantité si importante de métal fondu que Le bouchon 49 présente une température excessivement élevée, ce qui conduit à une diminution inacceptable de sa durée de vie. Les trous 50 peuvent avoir une section droite circulaire ou carrée, ou rectangulaire. On peut par exemple former les trous 50, si un nombre correspondant de fils métalliques ayant chacun un diamètre approprié, sont momentanément noyés dans Le matériau réfractaire Lors de la fabrication du bouchon. The holes 50 preferably have a diameter of about 1 to 5 mm. If their diameter is too small, they do not make it possible to constitute a solid base for this mushroom-shaped layer. If their diameter is too large, they receive such a large quantity of molten metal that the plug 49 has an excessively high temperature, which leads to an unacceptable reduction in its service life. The holes 50 may have a circular or square, or rectangular, cross section. One can for example form the holes 50, if a corresponding number of metal wires each having an appropriate diameter, are momentarily embedded in the refractory material during the manufacture of the plug.
Le bouchon 49 a été réalisé é des fins exoirimen- tales par l'utilisetion des tubes 45 ci-apres nui définissent les passages de gaz 46, et les trous 50 suivants ayant été réalisés :
Tubes
diamètre intérieur : 1 mm
Longueur : 753 mm
nombre : 30
Trous
diamètre : 5 mm
profondeur : 350 mm
nombre : 7
Le bouchon 49 a été installé dans La paroi du fond d'un haut-fourneau d'aciérie électrique. Un oaz inerte a été injecté dans un métal fondu se trouvant dans le haut-fourneau par L'intermédiaire des tubes 45.The plug 49 has been produced for exoirimental purposes by the use of the tubes 45 below, which define the gas passages 46, and the following holes 50 having been produced:
Tubes
inner diameter: 1 mm
Length: 753 mm
number: 30
Holes
diameter: 5 mm
depth: 350 mm
number: 7
The plug 49 was installed in the bottom wall of an electric steel blast furnace. An inert gas was injected into a molten metal found in the blast furnace via the tubes 45.
Une couche 40 suffisamment grande de métal en forme de champignon a été formée sur Le dessus du bouchon 49 et a contribué à pro Longer sa durée de vie. Chaque passage de gaz a été défini par deux tubes d'acier inoxydable 45 et un tube céramique raccordé entre ceux-ci pour empêcher le passage d'un courant d'induction dans le bouchon. De toute évidence, Les trous 50 ont facilité la formation d'une couche métallique efficace en forme de champignon contribuant à l'allongement de la durée de vie du bouchon t de la partie de paroi de fond qui L'entoure. A sufficiently large layer 40 of mushroom-shaped metal has been formed on top of the plug 49 and has helped to prolong its life. Each gas passage was defined by two stainless steel tubes 45 and a ceramic tube connected between them to prevent the passage of an induction current in the plug. Obviously, the holes 50 have facilitated the formation of an effective metallic layer in the form of a mushroom contributing to the extension of the life of the plug t of the bottom wall part which surrounds it.
On s'intéressera maintenant aux figures 14 à 17 représentant des variantes des bouchons ayant été décrits à propos des figures 1, 5, 8 et 11 , respectivement. Les modifications apportées résident dans le fait qu'on a inclus un bottier extérieur constitué d'un métal ou une couche de peinture réfractaire par exemple composée de phosphate d'aluminium. Le boitier extérieur est indiqué en C dans chacune des figures 14 à 17, et entoure le matériau réfractaire pour le protéger de toute dégradation, même si une importante force mécanique peut lui être appliquée tors du stockage, du transport ou de l'installation du bouchon.Le boîtier extérieur C se termine dans une partie intermédiaire du bouchon sans atteindre son extrémité supérieure, de façon à ce qu'il ne puisse pas former un court-circuit pour un éventuel courant d'induction se produisant lors du fonctionnement d'un haut-fourneau électrique. Il a de préférence une longueur telle qu'iL puisse entourer
Le matériau réfractaire jusqu a une hauteur maxirrale de 80 % de la longueur du bouchon. A tous autres égards, les bouchons sont identiques à ceux qui sont illustrés aux figures 1, 5, 8 et 11, respectivement.Des réfé- rences numériques identiques sont utilisées pour désigner des parties identiques dans les deux figures de chaque paire correspondante, et on ne fournira pas une nouvel Le description d'éventuels- éLéments communs. Quoi qu'il en soit, Le bottier extérieur peut avantageusement couvrir
La totalité de La longueur du bouchon s'il est formé par une couche de peinture réfractaire.We will now look at Figures 14 to 17 showing variants of the plugs which have been described in connection with Figures 1, 5, 8 and 11, respectively. The modifications made reside in the fact that an exterior shoemaker made of a metal or a layer of refractory paint, for example composed of aluminum phosphate, has been included. The outer casing is indicated at C in each of FIGS. 14 to 17, and surrounds the refractory material to protect it from any degradation, even if a significant mechanical force may be applied to it during storage, transport or installation of the plug. The outer casing C ends in an intermediate part of the plug without reaching its upper end, so that it cannot form a short circuit for a possible induction current occurring during the operation of a high -electric stove. It preferably has a length such that it can surround
Refractory material up to a maximum height of 80% of the length of the plug. In all other respects, the plugs are identical to those illustrated in Figures 1, 5, 8 and 11, respectively. Identical reference numerals are used to designate identical parts in the two figures of each corresponding pair, and will not provide a new description of any common elements. Anyway, the outside boot maker can advantageously cover
The entire length of the plug if it is formed by a layer of refractory paint.
Conformément à la présente invention, le bouchon peut comprendre deux parties qui sont composées de types différents de matériaux refractaires. IL s'agit d'une partie intérieure adaptée à être dirigée vers L'intérieur d'un haut-fourneau dans Lequel le bouchon sera monté et d'une partie extérieure adjacente à la chambre d'alimentation en gaz. La partie intérieure est constituée d'un matériau réfractaire de haute qualité ayant un haut degré de résistance à L'usure, tel que le MgO-C, et La partie extérieure est constituée d'un matériau réfractaire de faible qualité qui est moins coûteux. Cette structure peut s'appliquer à tous les bouchons ayant été décrits ci-dessus. En outre, La partie de la paroi du fond du haut-fourneau qui entoure le bouchon peut également être réalisée de La même manière.Sa partie intérieure, qui est dirigée vers
L'intérieur du haut-fourneau peut être constituée d'un matériau réfractaire de haute qualité et sa partie extérieure, d'un matériau de basse qualité.According to the present invention, the plug may comprise two parts which are composed of different types of refractory materials. It is an interior part adapted to be directed towards the interior of a blast furnace in which the cap will be mounted and an exterior part adjacent to the gas supply chamber. The inner part is made of a high quality refractory material having a high degree of wear resistance, such as MgO-C, and The outer part is made of a low quality refractory material which is less expensive. This structure can be applied to all the plugs that have been described above. In addition, the part of the bottom wall of the blast furnace which surrounds the cap can also be produced in the same way. Its internal part, which is directed towards
The interior of the blast furnace can be made of high quality refractory material and its outer part, of low quality material.
Le terme de "matériau réfractaire de haute qualité" tel qu'il est utilisé ici désigne un matériau réfractaire quelconque ayant un haut degré de résistance à la fracture, comme par exemple le MgO-C et tout autre matériau réfractaire ayant été utilisé jusqu a présent pour réaliser un bouchon pour haut-fourneau. Le terme de "matériau réfractaire de basse qualité" tel qu'il est utilisé ici, désigne une brique de MgO ou de tout autre matériau réfractaire d'un type moins onéreux, et oui présente une plus faible résistance à ta fracture aucun matériau réfractaire de haute qualité, mais qui est quand même suffisamment résistant pour que La destruction du bouchon dans son ensemble, soit peu probable. The term "high quality refractory material" as used herein means any refractory material having a high degree of fracture resistance, such as for example MgO-C and any other refractory material having been used so far to make a plug for blast furnace. The term "low quality refractory material" as used herein, denotes a brick of MgO or any other refractory material of a less expensive type, and yes has a lower resistance to fracture no refractory material of high quality, but which is still strong enough that destruction of the plug as a whole is unlikely.
L'épaisseur préférée de chaque partie dépend de divers facteurs parmi lesquels la forme du hautfourneau et le type de gaz qui y est injecté par l'inter- médiaire du bouchon. Cependant, il est généralement suffisant que la partie intérieure qui est constituée d'un matériau réfractaire de haute qualité ait une épaisseur d'environ 150 à 200 mm. Par mesure de précau tion, il est bien sur possible d'augmenter cette épaisseur, bien que l'on doive également tenir compte des facteurs économiques. The preferred thickness of each portion depends on various factors including the shape of the blast furnace and the type of gas injected therein through the plug. However, it is generally sufficient that the inner part which is made of a high quality refractory material has a thickness of about 150-200 mm. As a precaution, it is of course possible to increase this thickness, although economic factors must also be taken into account.
On peut par exemple utiliser deux procédés pour réaliser le bouchon décrit aux paragraphes précédents. Two methods can for example be used to produce the plug described in the preceding paragraphs.
Selon Le premier procédé, un matériau réfractaire de haute qualité et un matériau réfractaire de basse qualité sont placés dans un moule pour former simulta nément les parties intérieure et extérieure d'un bouchon, respectivement. Un ensemble de trous est ensuite formé au travers des matériaux. réfractaires et un tube ou des tubes définissant un passage de gaz est (sont) inséré (s) dans chacun des trous. En variante, il est possible de placer une pluralité de tubes disposés de manière appropriée dans le moule, puis de le remplir des maté riaux réfractaires. Une fois le moule rempli de matériaux réfractaires, tes tubes en sont retires s'ils ont été utilisés pour former des passages de gaz ayant chacun une paroi réfractaire nue. Le bouchon qui a été réalisé est installé dans la paroi du fond d'un haut-fourneau.According to the first method, a high quality refractory material and a low quality refractory material are placed in a mold to simultaneously form the inner and outer parts of a plug, respectively. A set of holes is then formed through the materials. refractories and a tube or tubes defining a gas passage is (are) inserted in each of the holes. Alternatively, it is possible to place a plurality of suitably arranged tubes in the mold, and then to fill it with refractory materials. Once the mold is filled with refractory materials, your tubes are removed if they were used to form gas passages each having a bare refractory wall. The plug which has been produced is installed in the back wall of a blast furnace.
Selon te second procédé, un matériau réfractaire de haute qualité est placé dans la partie intérieure d'une ouverture pour bouchon pratiquée dans la paroi du fond d'un haut-fourneau et un matériau réfractaire moulable de basse qualité est ensuite versé ou injecté dans la partie extérieure de l'ouverture pour bouchon. According to the second method, a high quality refractory material is placed in the inner part of a plug opening made in the bottom wall of a blast furnace and a low quality moldable refractory material is then poured or injected into the outer part of the opening for the cap.
Deux bouchons du type qui a été décrit aux divers paragraphes précédents sont illustrés à titre d'exemple dans les figures 18 et 19, respectivement. Two plugs of the type which has been described in the various preceding paragraphs are illustrated by way of example in FIGS. 18 and 19, respectively.
Le bouchon 51 illustré figure 18, qui est tronconique et présente une surface pêriphérique extérieure formant un cône progressif, comprend une partie supérieure ou intérieure 52 se composant d'un matériau réfractaire de haute qualité, tel que du MgO-C, et une partie inférieure ou extérieure 53 se composant d'un matériau réfractaire de basse qualite, tel que MgO. Les deux parties 52 et 53 sont en contact intime L'une avec l'autre, et leurs surfaces en contact mutuel sont ondulées. Le bouchon 51 est muni axialement d'un passage de gaz 54 de diamètre relativement grand. Le passage de gaz 54 est défini par un tube 55 d'acier inoxydable ou d'un matériau de ce type.The plug 51 illustrated in FIG. 18, which is frustoconical and has an outer peripheral surface forming a progressive cone, comprises an upper or internal part 52 made of a high quality refractory material, such as MgO-C, and a lower part or exterior 53 consisting of a low quality refractory material, such as MgO. The two parts 52 and 53 are in intimate contact with each other, and their surfaces in mutual contact are wavy. The plug 51 is provided axially with a gas passage 54 of relatively large diameter. The gas passage 54 is defined by a tube 55 of stainless steel or a material of this type.
Le bouchon 51' représenté figure 19, qui est également tronconique et dont la surface présente une forme progressivement conique, comprend également une partie supérieure ou intérieure 52' se composant d'un matériau réfractaire de haute qualité, tel que MgO-C, et une partie inférieure ou extérieure 53' se composant d'un matériau réfractaire de basse qualité, tel que MgO. The plug 51 'shown in Figure 19, which is also frustoconical and whose surface has a gradually conical shape, also includes an upper or inner part 52' made of a high quality refractory material, such as MgO-C, and a lower or outer part 53 ′ consisting of a low quality refractory material, such as MgO.
Les deux parties 52' et 53' sont en contact intime l'une avec l'autre et leurs surfaces en contact mutuel sont plates et horizontales. Le bouchon 51' présente une pluralité de passages de gaz 54', chacun de petit diamètre. Chaque passage de gaz 54' présente une extrémité inférieure reliée à une chambre d'alimentation en gaz 56.The two parts 52 'and 53' are in intimate contact with each other and their surfaces in mutual contact are flat and horizontal. The plug 51 'has a plurality of gas passages 54', each of small diameter. Each gas passage 54 ′ has a lower end connected to a gas supply chamber 56.
La figure 20 représente le bouchon 51 de la figure 18 lorsqu'il est installé dans la paroi du fond d'un haut-fourneau électrique, à titre d'exemple. Le bouchon 51 est entouré par une couche 57 d'un matériau pouvant par exemple être du béton réfractaire. La figure 21 représente à titre d'exemple le bouchon 51' de la figure 19 lorsqu'il est installé dans la paroi du fond d'un haut-fourneau électrique. Le bouchon 51' est entouré par deux couches 58 et 59 de matériaux réfractaires. La couche supérieure ou intérieure 58 est par exemple un béton réfractaire de haute qualité et la couche inférieure ou extérieure 59 peut comprendre un matériau réfractaire de basse qualité qui est moins onéreux. Le dispositif- représente figure 21 est utilisable pour améliorer la résistance à la corrosion du bouchon et de son voisinage, et cela à faible court. Figure 20 shows the plug 51 of Figure 18 when installed in the bottom wall of an electric blast furnace, for example. The plug 51 is surrounded by a layer 57 of a material which may for example be refractory concrete. Figure 21 shows by way of example the plug 51 'of Figure 19 when installed in the bottom wall of an electric blast furnace. The plug 51 'is surrounded by two layers 58 and 59 of refractory materials. The upper or inner layer 58 is for example a high quality refractory concrete and the lower or outer layer 59 can comprise a low quality refractory material which is less expensive. The device shown in FIG. 21 can be used to improve the corrosion resistance of the plug and its vicinity, and this at low short.
Il n'est pas toujours nécessaire que le bouchon soit un assemblage de briques façonnées spécialement, mais il peut en variante être constitué uniquement de bétons réfractaires. Ce dernier type de bouchon peut comprendre une partie intérieure se composant d'un béton réfractaire de haute qualité et une partie extérieure se composant d'un béton réfractaire de basse qualité. It is not always necessary for the plug to be an assembly of specially shaped bricks, but it may alternatively consist only of refractory concretes. The latter type of plug may include an inner part consisting of high quality refractory concrete and an outer part consisting of low quality refractory concrete.
Une pluralité de tubes peut être noyée dans les matériaux réfractaires pour former les passages de gaz nécessaires.A plurality of tubes can be embedded in the refractory materials to form the necessary gas passages.
On décrira à présent certains exemples particuliers de bouchons qui ont été utilisés dans un hautfourneau électrique de 50 tonnes ayant une paroi de fond matricée d'une épaisseur de 700 mm. Ces bouchons étaient du type illustré à La figure 18. L'un des bouchons avait une partie intérieure d'une épaisseur de 250 mm et composée de MgO-C, et une partie extérieure d'une épaisseur de 450 mm et composée de MgO. Les tubes ont été mis en position et les matériaux réfractaires ont été versés pour former Le bouchon. Après répétition du fonctionnement du haut-fourneau pendant 400 coulées, le bouchon s'était usé jusqu'à une profondeur d'environ 100 rrtt et a été remplacé par un nouveau bouchon.Bien que les bouchons cLassiques étaient également utilisatles pendant environ 400 coulées, le court du bcuchon de l'invention ne représertait qu'enviten 40 x de celui d'uhn bouchon classique quelconque. We will now describe certain specific examples of plugs which have been used in a 50-ton blast furnace having a stamped bottom wall with a thickness of 700 mm. These plugs were of the type illustrated in FIG. 18. One of the plugs had an inner part with a thickness of 250 mm and composed of MgO-C, and an outer part with a thickness of 450 mm and composed of MgO. The tubes were placed in position and the refractory materials were poured to form the plug. After repeating the operation of the blast furnace for 400 castings, the plug had worn down to a depth of around 100 rrtt and was replaced by a new plug. Although the classic plugs were also used for about 400 castings, the short of the bcuchon of the invention only represented around 40 x that of any conventional plug.
Un autre bouchon de l'invention avait une partie intérieure d'une épaisseur de 250 mn, composée de MgO-C, et une partie extérieure d'une épaisseur de 450 mn se composant d'Al2O3. Ce bouchon s'est également usé jusqu'è une profondeur d'environ 100 mm et a été remplacé après 400 coulées effectuées dans le haut-fourneau Le coût du bouchon ne représentait qu'environ 40 X de celui d'un bouchon classique quelconque. Another plug of the invention had an inner part with a thickness of 250 min, composed of MgO-C, and an outer part with a thickness of 450 min consisting of Al2O3. This plug was also worn down to a depth of about 100 mm and was replaced after 400 castings made in the blast furnace. The cost of the plug was only about 40 X that of any conventional plug.
Les propriétés des réfractaires utilisés pour les bouchons ayant été décrits dans les deux paragraphes précédents, sont indiquées dans le tableau 1. The properties of the refractories used for the caps having been described in the two preceding paragraphs, are indicated in Table 1.
Le tableau 2 fournit à titre d'exemple plusieurs autres combinaisons de réfractaires dont on peut s'attendre à ce qu'elles produisent des résultats semblables. En ce qui concerne le tableau 2, si l'on utilise du MgO-C pour la partie intérieure d'un bouchon, l'utilisation de MgO-C pour sa partie extérieure également, ne présente pas d'avantage économique . De meilleurs résultats peuvent être obtenus s'il n'y a pas de différence importante entre les coefficients de dilatation thermiques des réfractaires utilisés pour les parties intérieure et extérieure d'un bouchon.Table 2 provides an example of several other combinations of refractories that can be expected to produce similar results. With regard to Table 2, if MgO-C is used for the inner part of a stopper, the use of MgO-C for its outer part also has no economic advantage. Better results can be obtained if there is no significant difference between the coefficients of thermal expansion of the refractories used for the inner and outer parts of a plug.
Tableau 1
: Partie : Partie
intàrieure: $extérieure :
Mgo-C : Mgo Seton rèfrac- :
: : : taire à haute:
: : : teneur en : ~~~~~~~~~~~~~ : - : alumine
Analyse McO : 76 : 93 chimique c : 19 : - :
(%) AL2O3 : - : - : 95
Porosité apparente : 2,8 : 9,5 : (x)
Densité apparente : 2,98 : 2,85 :
Résistance au broyage à froid : 430 : 800 : 450
2
(kg/cm )
Dilatation (2) à : 1,15 : 1,20 : 1 000 C * en cas de séchage à 110'C pendant 24 heures. Table 1
: Party: Party
interior: $ exterior:
Mgo-C: Mgo Seton refracts:
::: keep quiet at high:
::: content in: ~~~~~~~~~~~~~: -: alumina
McO: 76: 93 chemical analysis c: 19: -:
(%) AL2O3: -: -: 95
Apparent porosity: 2.8: 9.5: (x)
Bulk density: 2.98: 2.85:
Resistance to cold grinding: 430: 800: 450
2
(kg / cm)
Expansion (2) at: 1.15: 1.20: 1000 C * if dried at 110 ° C for 24 hours.
Iableau 2
Partie intériaure Partie extérisure
Mgo-C Mgo-c spinelles Mgo- séton à
dolomite Mgo-C haute teneur
en alumine
Analyse Mgo 76 75 24 70 75 chimique C 19 19 - - 19 (X) AL2O3 - - 62 - - 87
Cao - - - 18 -
Porositè spparente (%) 2,8 3,1 16,0 5,5 3,1 16,0 bensité apparente 2,98 2,87 2,85 2,90 2,85 2,85
Résistance au broyage à froid (kg/cm2) 420 400 700 350 400 500
Dilatation (%) à à 1 Dcoc 1,15 1,15 0,93 1.05 1,15 0,75
Contient (o) ou ne contient pas (X) de mâchegen de Mgo fonde èlecteiquement o x - - x -
Si le matériau réfractaire de haute qualité n'est utilisé que pour la partie intérieure du bouchon qui est susceptible de s'user, alors que sa partie extérieure qui est beaucoup moins susceptible de s'user, se compose d'un matériau réfractaire de basse qualité, le coût inférieur du matériau réfractaire de basse cualité contribue à la diminution du coût du bouchon dans son ensemble, et par conséquent du coût d'entretien de la paroi de fond d'un haut-fourneau dans laquelle le bouchon est installé, comme cela ressort de la description faite précédemment.Table 2
Internal part External part
Mgo-C Mgo-c Mgo-seton spinels
high-grade Mgo-C dolomite
alumina
Mgo analysis 76 75 24 70 75 chemical C 19 19 - - 19 (X) AL2O3 - - 62 - - 87
CAD - - - 18 -
Apparent porosity (%) 2.8 3.1 16.0 5.5 3.1 16.0 apparent density 2.98 2.87 2.85 2.90 2.85 2.85
Resistance to cold grinding (kg / cm2) 420 400 700 350 400 500
Expansion (%) at 1 Dcoc 1.15 1.15 0.93 1.05 1.15 0.75
Contains (o) or does not contain (X) Mgo genus ectically based on ox - - x -
If the high quality refractory material is used only for the inner part of the plug which is likely to wear out, while its outer part which is much less likely to wear out, consists of a low refractory material quality, the lower cost of low quality refractory material contributes to the reduction of the cost of the plug as a whole, and consequently of the cost of maintenance of the bottom wall of a blast furnace in which the plug is installed, as this is apparent from the description made previously.
Un ou plusieurs bouchons de l'invention peuvent être installés dans la paroi du fond d'un hautfourneau électrique qui est préparée à partir d'un matériau matricé, en particulier du type sec. Une couche de briques réfractaires peut être disposée entre Le bouchon et le matériau matricé. Le matériau matricé est facile à mouler, bien qu'il puisse être légèrement inférieur aux briques réfractaires en ce qui concerne la résistance au feu. Par conséquent, il peut être avantageux de l'utiliser pour réalise au moins la partie médiane de la paroi de fond, entre ses surfaces intérieure et extérieure , dans une zone qui est suffisamment éloignée du bouchon. Bien qu'il ne soit pas nécessaire que les briques réfractaires entourant le bouchon aient une résistance au feu comparable à celle du bouchon, elles doivent avoir une résistance au feu supérieure à celle du matériau matricé. La couche de briques réfractaires qui entoure le bouchon ou chacun des bouchons, a de préférence une superficie de section
2 de 0,4 à 1,2 m . Bien qu'il soit possible de préparer une brique unique, sa préparation est difficile du point de vue de la précision de dimension et son installation pose également des problèmes. Par conséquent, il est recommandé de préparer une pluralité de briques et de les poser le long du bouchon. L'utilisation de briques réfractaires n'est pas limitée à la zone entourant le bouchon, mais peut avantageusement être étendue aux surfaces intérieure et extérieure de toute autre partie de la paroi de fond. Il est particulièrement efficace de recouvrir la surface intérieure de la paroi de fond de briques réfractaires afin d'assurer La protection du matériau matricé, en particulier au voisinage du bouchon.One or more plugs of the invention can be installed in the bottom wall of an electric blast furnace which is prepared from a stamped material, in particular of the dry type. A layer of refractory bricks can be placed between the plug and the stamped material. The stamped material is easy to mold, although it may be slightly inferior to firebricks in terms of fire resistance. Consequently, it may be advantageous to use it to produce at least the middle part of the bottom wall, between its interior and exterior surfaces, in an area which is sufficiently distant from the plug. Although the refractory bricks surrounding the plug do not have to have a fire resistance comparable to that of the plug, they must have a fire resistance higher than that of the stamped material. The layer of refractory bricks which surrounds the plug or each of the plugs, preferably has a cross-sectional area.
2 from 0.4 to 1.2 m. Although it is possible to prepare a single brick, its preparation is difficult from the point of view of dimensional accuracy and its installation also poses problems. Therefore, it is recommended to prepare a plurality of bricks and lay them along the cap. The use of refractory bricks is not limited to the area surrounding the plug, but can advantageously be extended to the interior and exterior surfaces of any other part of the bottom wall. It is particularly effective to cover the interior surface of the bottom wall with refractory bricks in order to ensure the protection of the stamped material, in particular in the vicinity of the plug.
On se référera à présent aux figures 22 à 24 qui illustrent à titre d'exemple la paroi de fond d'un haut-fourneau électrique dans lequel une pluralité de bouchons de L'invention est installez. Trois bouchons tronconiques 62 ayant chacun une surface de forme progressivement conique qui s'élargit Légèrement vers le bas, sont installés dans la paroi de fond 61. Ils sont disposés selon un réseau triangulaire régulier, comme le montre la figure 23. Chaque bouchon 62 est formé d'un matériau réfractaire de qualité relativement élevée, tel que du MgO-C, et comporte une pluralité de passages de gaz longitudinaux 63. Chaque bouchon 62 est entouré par des briques réfractaires de formes différentes et par un matériau matricé à sec 69.Les briques réfractaires comprennent une brique supérieure 64 et une brique inférieure 64' qui sont au contact direct de chaque bouchon 62, et qui définissent une couche cylindrique ayant un contour de surface extérieure octogonal régulier, comme le montre la figure 23. La brique réfractaire 64 a de préférence une qualité comparable ou seulement légèrement inférieure à celle du matériau réfractaire du bouchon 62, étant donné qu'elle est exposée au gaz injecté au travers du bouchon. Reference will now be made to FIGS. 22 to 24 which illustrate by way of example the bottom wall of an electric blast furnace in which a plurality of plugs of the invention are installed. Three frustoconical plugs 62 each having a surface of gradually conical shape which widens slightly downwards, are installed in the bottom wall 61. They are arranged in a regular triangular network, as shown in FIG. 23. Each plug 62 is formed of a relatively high quality refractory material, such as MgO-C, and comprises a plurality of longitudinal gas passages 63. Each plug 62 is surrounded by refractory bricks of different shapes and by a dry-stamped material 69. The refractory bricks comprise an upper brick 64 and a lower brick 64 'which are in direct contact with each plug 62, and which define a cylindrical layer having a regular octagonal outer surface contour, as shown in FIG. 23. The refractory brick 64 preferably has a quality comparable or only slightly lower than that of the refractory material of the plug 62, since it is exposed to injec gas tee through the plug.
Chacune des trois briques réfractaires 64 a une portion supérieure entourée par le matériau matricé 69. Une multiplicité de briques réfractaires 65 est déposée le Long de la surface intérieure de la paroi de fond autour de chaque brique réfractaire 64, et entre chaque groupe de deux briques réfractaires adjacentes 64, bien qu'elles ne soient pas représentées individuellement dans la figure 23. Chaque brique réfractaire supérieure 64 a une partie inférieure entourée par une brique réfractaire 65 . Chaque brique réfractaire inférieure 64' est de même entourée par une brique réfractaire 65'. Each of the three refractory bricks 64 has an upper portion surrounded by the stamped material 69. A multiplicity of refractory bricks 65 is deposited along the interior surface of the bottom wall around each refractory brick 64, and between each group of two bricks adjacent refractories 64, although they are not shown individually in FIG. 23. Each upper refractory brick 64 has a lower part surrounded by a refractory brick 65. Each lower refractory brick 64 'is likewise surrounded by a refractory brick 65'.
Les briques réfractaires supérieures et inférieur-es 65' ont sensiblement la même qualité. Les extrémités inférieures du bouchon 62 et de La brique réfractaire 64' qui sont de niveau l'une avec l'autre, reposent sur une plaque d'acier 66 definissant la surface extérieure de la paroi de fond 61. Une couche d'une charge réfractaire ou de briques de foyer ordinaires 67 est déposée sur La plaque d'acier 66. Des briques de formes différentes 68 sont déposées sur les briques de foyer 67 autour des briques réfractaires supérieures et inférieures 65 et 65'.The upper and lower refractory bricks 65 ′ have substantially the same quality. The lower ends of the plug 62 and of the refractory brick 64 ′ which are level with each other, rest on a steel plate 66 defining the outer surface of the bottom wall 61. A layer of a filler refractory or ordinary hearth bricks 67 is deposited on the steel plate 66. Bricks of different shapes 68 are deposited on the hearth bricks 67 around the upper and lower refractory bricks 65 and 65 '.
Les parties de la paroi se trouvant entre Les briques 65 et 68 et autour des briques 65 sont replies du matériau matricé à ,sec 69 qui est principalement séparé des bouchons 62 par les briques réfractaires 64. Chaque bouchon 62 est muni à son extrémité inférieure d'une poigne 70 qui peut être prise pour l'installation du bouchon 62 dans la paroi du fond du haut-fourneau ou pour L'en retirer. Une canalisation 71 est raccorde aux passages de gaz 63 pour l'introduction dans cevx-ci du gaz à injecter dans le haut-fourneau.The parts of the wall lying between the bricks 65 and 68 and around the bricks 65 are folded with dry-stamped material 69 which is mainly separated from the plugs 62 by the refractory bricks 64. Each plug 62 is provided at its lower end with 'A handle 70 which can be taken for the installation of the plug 62 in the wall of the bottom of the blast furnace or for removing it. A pipe 71 is connected to the gas passages 63 for the introduction into this tank of the gas to be injected into the blast furnace.
Une structure de parci de fond modifiez est illustrée dans les figures 25 et 26. Chacun des trois bouchons 62 présente une partie supérieure entourée par une brique réfractaire globalement cylindrique 64 ayant un contour de surface extérieure octogonal régulier. A modified bottom structure structure is illustrated in Figures 25 and 26. Each of the three plugs 62 has an upper part surrounded by a generally cylindrical refractory brick 64 having a regular octagonal outer surface contour.
La brique réfractaire 64 a une partie supérieure entourée au total de seize briques réfractaires 65" ayant chacune une section transversale rectangulaire. Les briques réfractaires 65" entourant chaque bouchon 62 sont entourées par Le matériau matricé à sec 69.The refractory brick 64 has an upper part surrounded in total by sixteen refractory bricks 65 "each having a rectangular cross section. The refractory bricks 65" surrounding each plug 62 are surrounded by the dry-stamped material 69.
Une autre structure modifiée est représentée figure 27. La brique réfractaire 64 entourant chaque bouchon 62 est entourée de huit briques réfractaires 72 ayant chacune une section droite approximativement trapézoidale. Les briques réfractaires 72 sont entourées par le matériau matricé à sec 69. Another modified structure is shown in FIG. 27. The refractory brick 64 surrounding each plug 62 is surrounded by eight refractory bricks 72 each having an approximately trapezoidal cross section. The refractory bricks 72 are surrounded by the dry-stamped material 69.
L'utilisation de briques réfractaires entre le bouchon et le matériau matricé formant La paroi du fond d'un haut-fourneau électrique telle qu'elle a été décrite ci-dessus, contribue à l'alLongement de la durée de vie de la paroi de fond matricée car elles la séparent du bouchon. L'utilisation du matériau matricé peut diminuer le temps nécessaire à la réalisation du hautfourneau. The use of refractory bricks between the plug and the stamped material forming the bottom wall of an electric blast furnace as described above, contributes to extending the life of the wall of stamped bottom because they separate it from the cap. The use of the stamped material can reduce the time required to make the blast furnace.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |