Buse d'injection d'oxygène à jet supersonique stabilisé pour la décarburation des fontes et, en particulier, des fontes au chrome

Abstract

 La buse d'injection d'oxygène suivant l'invention concerne la décarburation des fontes. Elle constitue un perfectionnement de la buse décrite dans le EP 46721.7.
Cette buse à jet d'oxygène supersonique, qui comporte un col (3) et un divergent (2), est pourvue d'un orifice latéral qui fait communiquer l'intérieur du col (3) avec un espace annulaire (6) relié à une arrivée d'oxygène (A,).
Le divergent peut comporter une partie tronconique (19, 34) qui peut être prolongée par une surface de révolution (39) dont la génératrice présente une concavité orientée vers l'intérieur.
Cette buse s'applique en particulier à la décarburation des fontes au chrome.

Description

[0001] La buse d'injection d'oxygène, qui fait l'objet de l'invention, constitue un perfectionnement de celle décrite dans le brevet français n° 2_'489 368.

[0002] De même que la buse décrite dans ce brevet, la buse qui fait l'objet de l'invention concerne la décarburation des fontes au moyen de lances disposées au-dessus du niveau d'un bain de fonte liquide qui émettent, à travers une buse, un jet d'oxygène en direction de la surface de cette fonte.

[0003] L'invention concerne plus particulièrement la décarburation de grands volumes de fonte liquide au moyen de lances d'injection d'oxygène équipées de la buse suivant l'invention.

[0004] L'invention concerne tout spécialement la décarburation de la fonte au chrome à l'échelle industrielle.

[0005] La buse pour la décarburation des fontes à jet d'oxygène supersonique qui est décrite dans le brevet FR. 2 489 368 a pour caractéristique essentielle un divergent tronconique dont l'angle au sommet est compris entre 60 et 70° et, de préférence,entre 62 et 66°. Le divergent peut comporter, au-delà de la partie tronconique, une surface de révolution autour du même axe, dont la courbe génératrice présente une concavité orientée vers l'intérieur. Cette buse a donné des résultats particulièrement favorables pour la décarburation des fontes au chrome en appliquant le procédé décrit dans le brevet FR. 2 474 531. Grâce à sa forme particulière, elle permet de provoquer l'émulsion de la fonte au chrome liquide par l'action du jet d'oxygène et par la formation de C0 dans des conditions qui conduisent à l'obtention de rendements très élevés en Fe et Cr.

[0006] Cependant, les essais de la buse décrite dans le FR. 2 489 368 étaient effectués pour l'essentiel sur des quantités de fonte au chrome limitées à environ 60 kg par opération.

[0007] Lorsque l'extrapolation de ces essais est entreprise à une échelle industrielle, en opérant sur des quantités unitaires de fonte au chrome de plusieurs tonnes, des résultats tout à fait positifs sont obtenus, mais certaines difficultés sont cependant rencontrées.

[0008] L'une des difficultés les plus sérieuses est la formation de dépôts solides sur les parois internes de la buse, surtout vers son extrémité. Ces dépôts sont constitués par des projections d'oxydes métalliques ou même de métal à partir du bain métallique fondu. Ils ont pour effet de modifier la répartition du jet d'oxygène, de le dévier partiellement,et donc de déstabiliser les conditions opératoires. En particulier, la montée en température du bain métallique est moins rapide et, dans certains cas, on n'arrive pas à atteindre la température d'environ 1700 à 1800°C qui est nécessaire pour former entre la phase gazeuse et la fonte au chrome liquide l'émulsion au sein de laquelle la décarburation directe de la fonte permet d'abaisser rapidement la teneur en carbone au-dessous de 0,3 %.

[0009] Par ailleurs, même lorsque l'émulsion se forme dans des conditions apparemment satisfaisantes, on n'obtient pas toujours les rendements élevés en Fe et surtout en Cr qui constituent l'une des caractéristiques essentielles de ce procédé de décarburation.

[0010] On a donc recherché la possibilité de réaliser une buse d'injection d'oxygène à jet supersonique pour la décarburation des fontes, qui fonctionne de façon parfaitement stable pendant toute la durée d'une opération et qui permet de décarburer des quantités industrielles de fonte et, en particulier, de fonte au chrome. On a de plus recherché la possibilité d'utiliser une telle buse pour injecter, non seulement de l'oxygène, mais éventuellement, de façon simultanée ou non avec l'injection d'oxygène, un autre fluide, liquide ou gazeux, ou encore un solide pulvérulent ou granulaire.

[0011] La buse qui fait l'objet de l'invention comporte, comme celle qui fait l'objet du FR. 2 489 368, un divergent. Ce divergent comporte de préférence au moins une partie tronconique d'angle au sommet compris entre 60 et 70° ; la paroi du col de cette buse comporte au moins un orifice latéral qui fait communiquer l'intérieur du col avec un espace annulaire qui l'entoure, qui est relié à une arrivée d'oxygène de façon qu'une partie au moins de l'oxygène qui alimente la buse pénètre à l'intérieur du col à travers cet orifice latéral. La partie tronconique du divergent peut être prolongée par une surface de révolution dont la courbe génératrice présente une concavité orientée vers l'intérieur.

[0012] De préférence, au moins un moyen de déviation du courant d'oxygène qui pénètre à l'intérieur du col par l'orifice latéral permet de donner une composante tangentielle à sa direction de déplacement, ce qui provoque un mouvement de rotation de ce courant autour de l'axe de la buse.

[0013] Un tel moyen de déviation peut comporter au moins une cloison radiale inclinée par rapport aux génératrices du col, logée dans l'espace annulaire qui entoure le col, de façon à communiquer à l'oxygène qui parcourt cet espace annulaire un mouvement de rotation autour de l'axe de la buse avant de pénétrer à l'intérieur de ce col par l'orifice latéral. On peut, en particulier, utiliser au moins une cloison disposée en hélice autour du col à la façon d'un pas de vis. L'orifice latéral est de préférence annulaire ; il peut éventuellement comporter lui-même un moyen de déviation constitué par des cloisons permettant d'améliorer la répartition de l'arrivée d'oxygène à l'intérieur du col, tout autour de l'axe de la buse, et orientées de façon à contribuer à donner aux filets d'oxygène qui passent entre ces cloisons une direction de déplacement comportant une composante tangentielle.

[0014] La buse comporte avantageusement une deuxième arrivée d'oxygène par un passage axial disposé dans le prolongement du col. On règle de préférence les débits d'oxygène de façon que au moins 50 % de l'oxygène pénètre dans le col par l'orifice latéral.

[0015] On peut aussi introduire l'oxygène dans le col uniquement par l'orifice latéral. On peut enfin utiliser le passage axial pour introduire un fluide autre que l'oxygène, tel qu'un hydrocarbure, ou encore un solide en poudre ou en grains tel qu'une matière carbonée, un métal, un oxyde métallique ou autre.

[0016] Les figures et l'exemple ci-après décrivent de façon non limitative les caractéristiques de la buse d'injection d'oxygène à jet supersonique stabilisé pour la décarburation des fontes, qui fait l'objet de l'invention :

Figure 1 : buse pour la décarburation des fontes, à jet d'oxygène supersonique stabilisé et divergent tronconique suivant 1'invention ;

Figure 2 : buse suivant l'invention comportant une cloison hélicoi- dale disposée dans l'espace annulaire qui entoure le col, pour mise en rotation du courant d'oxygène, avant pénétration à l'intérieur du col par l'orifice latéral ;

Figure 3 : buse suivant-1'invention à divergent tronconique, prolongé par une surface de révolution dont la courbe génératrice présente une concavité orientée vers l'intérieur.

[0017] La figure 1 représente une buse à jet d'oxygène supersonique suivant l'invention à divergent tronconique. Cette buse (1) d'axe X₁X₂ comporte un divergent tronconique (2) dont l'axe est celui de la buse et dont l'angle au sommet (a) est compris entre 60 et 70°. Dans le cas de la figure, cet angle est d'environ 65°. Elle est alimentée par deux arrivées d.'oxygène A₁ et A₂, qui sont reliées chacune à une source d'oxygène.dont la pression est suffisante pour permettre d'obtenir un jet supersonique.

[0018] Le col (3) de la buse est constitué par un tube cylindrique dont l'axe est celui de la buse et à l'intérieur duquel débouche un orifice latéral annulaire (4) ménagé au voisinage de la circonférence de raccordement (5) entre l'extrémité aval de la paroi interne du col (3) et le divergent (2). Un espace annulaire (6) qui entoure le col de façon sensiblement coaxiale est raccordé à l'arrivée d'oxygène (A₁).

[0019] Ce courant d'oxygène parcourt cet espace annulaire (6) et pénètre dans le col par l'orifice latéral annulaire (4). Au passage à travers cet orifice, le courant d'oxygène se déplace de façon sensiblement transversale par rapport à l'axe X₁X₂ de la buse. Dès sa pénétration dans le col, il est dévié en direction de la sortie du col, puis traverse le divergent (2). Les surfaces annulaires (7) et (8) qui constituent les lèvres de l'orifice latéral annulaire (4), peuvent être soit des plans perpendiculaires à l'axe X₁X₂, soit présenter une inclinaison permettant de donner aux filets d'oxygène une direction qui n'est pas contenue dans un plan perpendiculaire à l'axe X₁X₂, mais qui est plus ou moins inclinée par rapport à cet axe. L'extrémité amont du col (3) de la buse est reliée a une chambre (9) qui est elle-même raccordée à l'arrivée d'oxygène(A₂).Le courant d'oxygène provenant de (A₂) parcourt donc l'intérieur (10) du col (3), parallèlement à l'axe X₁X₂, puis rencontre le courant d'oxygène provenant de (A₁). L'ensemble des deux courants pénètre ensuite dans le divergent (2) et le traverse.

[0020] Enfin, la buse comporte, de façon connue, des moyens de refroidissement par circulation d'eau à travers des espaces annulaires (14) et (15) qui entourent de façon sensiblement coaxiale l'ensemble formé par le col (3) et la paroi extérieure (11) de l'espace annulaire (6). Cette eau, ou tout autre fluide de refroidissement, pénètre en (B₁) et ressort en (B₂) après avoir parcouru l'espace compris entre la paroi (11), le divergent (2) et la paroi extérieure (12) de la buse. Cet espace comporte une cloison annulaire (13) qui oblige l'eau entrée en (B₁) à descendre dans l'intervalle (14) compris entre cette cloison (13) et la cloison (11) de façon à venir au contact de la paroi (2) du divergent avant de remonter dans l'intervalle (15) compris entre la paroi extérieure (12) de la buse et la cloison (13), puis à sortir en (B₂). Une telle buse permet d'améliorer de façon très sensible le rendement en chrome, lorsqu'on l'utilise dans le procédé de décarburation des fontes au chrome décrit dans le FR. 2 474 531.

[0021] En utilisant en particulier cette buse pour la décarburation des fontes au chrome au moyen de petits fours d'essai, contenant environ 60 kg de fonte liquide, on atteint des rendements en chrome proches de 99 %. Pour cela, on introduit par exemple environ 70 à 90 % de l'oxygène par l'entrée (A₁) de façon à le faire pénétrer à l'intérieur du col (3) par l'orifice latéral annulaire (4), tandis que le reste est introduit par l'entrée (A₂) et parcourt l'espace intérieur (10) du col (3) parallèlement à l'axe X₁X₂ avant de rencontrer le jet transversal d'oxygène provenant de l'orifice latéral annulaire (4).

[0022] S'il est relativement facile de réaliser des jets d'oxygène supersoniques ayant les caractéristiques souhaitées au moyen de buses suivant l'invention de petites dimensions, comportant par exemple un diamètre au col d'environ 2 mm, il est plus difficile d'obtenir de très bonnes performances dans le cas de l'application du procédé à des fours contenant plusieurs tonnes de fonte. On peut alors, de façon particulièrement avantageuse, apporter deux perfectionnements importants à 1a buse suivant l'invention.

[0023] Un premier perfectionnement consiste à communiquer au courant d'oxygène issu de (A₁), qui pénètre à l'intérieur du col (3) par l'orifice latéral, une direction de déplacement comportant une composante tangentielle qui provoque un mouvement de rotation de ce courant autour de l'axe X₁X₂.

[0024] Différents moyens de déviation de ce courant d'oxygène permettant de donner une composante tangentielle à sa direction de déplacement lorsqu'il pénètre à l'intérieur du col peuvent être utilisés.

[0025] On voit figure 2 un moyen simple et avantageux de réalisation de cette mise en rotation. Cette figure représente de façon partielle une buse (16) pourvue d'un col (17) qui comporte, au voisinage de la circonférence de raccordement (18) de sa paroi interne avec le divergent tronconique (19), un orifice latéral annulaire (20). Les surfaces annulaires (22 et 23) forment les bords de l'orifice latéral (20) et se trouvent dans des plans perpendiculaires à l'axe X3X4. L'espace annulaire (21) est relié, de façon non représentée, par son extrémité supérieure, avec une arrivée d'oxygène. Afin de communiquer à l'oxygène qui parcourt cet espace (21) un mouvement de rotation autour de l'axe X₃X₄ de la buse, on dispose dans cet espace une cloison hé- licoidale (24) qui, dans le cas de la figure, est solidarisée par son bord intérieur avec la paroi extérieure du col (17).

[0026] Il n'est pas nécessaire que le bord extérieur (25) de la cloison soit solidarisé avec la paroi intérieure de la cloison annulaire (26). Le mouvement de rotation ainsi communiqué au jet d'oxygène lui permet, après son passage à travers l'orifice latéral annulaire (20), au moment de sa détente à travers le divergent (19), de longer les parois de celui-ci et de faire ainsi obstacle au dépôt de métal ou d'oxydes métalliques ou autres, en provenance du bain de fonte,sur ces parois. Un autre moyen de mise en rotation du jet d'oxygène pour obtenir un tel mouvement de rotation à la sortie de l'orifice latéral annulaire consiste à munir cet orifice de cloisons qui ne sont pas radiales, mais déviées transversalement par rapport à la direction radiale, de façon à donner au courant d'oxygène qui passe à travers cet orifice une direction de déplacement de l'extérieur vers l'intérieur comportant une composante tangentielle. Un même résultat peut être obtenu en remplaçant l'orifice latéral annulaire par une série de perçages latéraux effectués tout autour du col, orientés de façon que leur axe ne soit pas radial, mais toujours incliné d'un certain angle par rapport au rayon dans le plan perpendiculaire à l'axe X3X₄, de façon à donner à la direction de déplacement des filets d'oxygène une composante tangentielle qui les mette en rotation autour de l'axe X₃X₄. On peut également orienter les axes de ces trous de façon qu'ils ne se trouvent pas contenus dans un plan perpendiculaire à l'axe X₃X₄, mais inclinés de préférence vers le bas afin de donner au déplacement des filets d'oxygène une composante parallèle à l'axe X₃X₄ qui permet ainsi d'influer sur la vitesse du jet supersonique. Le même résultat peut être obtenu, comme cela a déjà été dit plus haut dans le cas de la figure 1, au moyen d'un orifice latéral annulaire unique dont les bords ne sont pas plans mais inclinés par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe X₃X₄.

[0027] La buse représentée figure 2 comporte, comme celle de la figure 1, un refroidissement par eau à travers les espaces annulaires (27 et 28), séparés par la cloison (29), qui entourent le col (17), l'espace annulaire (21) et le divergent (19).

[0028] L'utilisation de la buse suivant l'invention permet d'éviter la formation de dépôts solides sur les parois internes (19) de la buse, provenant de projections à partir de la surface du bain métallique fondu. On constate que ce résultat est dû au fait que le jet d'oxygène épouse les parois (19) de la buse, les veines d'oxygène longeant ces parois ayant une vitesse suffisamment grande pour empêcher l'impact sur ces parois (19) des particules solides ou liquides projetées de bas en haut à partir du bain métallique.

[0029] Le dispositif suivant l'invention favorise aussi la post-combustion du CO qui se dégage du bain métallique. En effet, une fraction de l'oxygène injecté à travers la buse s'éloigne rapidement de l'axe du jet supersonique et réagit sur le CO déjà formé qui est oxydé en C02. Ce phénomène de post-combustion permet une montée en température plus rapide du bain métallique dès la première phase de la décarburation et,donc, une atteinte plus rapide du point de déclenchement de l'émulsion gaz/forte liquide. Toutes choses égales par ailleurs, la température finale de la fonte liquide après décarburation est supérieure de 100°C quand on utilise la buse à jet d'oxygène supersonique stabilisé suivant l'invention au lieu d'une buse à jet d'oxygène supersonique non stabilisé.

[0030] On peut mettre à profit le bilan thermique excédentaire ainsi obtenu pour ajouter dans la fonte liquide, en cours d'opération, une certaine quantité de déchets solides de fonte et/ou d'acier sous des formes diverses telles que chutes de tôles, tournures d'usinage, masselottes de coulée, etc... Ces additions peuvent être effectuées de façon progressive soit au cours de la première phase de montée en température de la fonte liquide, soit au cours de la phase de formation puis de maintien de l'émulsion, soit encore éventuellement après décarburation pour abaisser la température du bain métallique avant coulée.

[0031] Lorsque les dimensions de la buse suivant l'invention deviennent particulièrement importantes, dans le but de traiter de grandes quantités de fonte au chrome,ou encore de fonte non alliée- ou peu alliée, il est avantageux d'apporter à la buse suivant l'invention un deuxième perfectionnement qui consiste à la munir d'un divergent comportant au-delà d'une partie tronconique une surface de révolution autour du même axe dont la courbe génératrice présente une concavité orientée vers l'intérieur.

[0032] On voit figure 3 la zone d'extrémité d'une telle buse. Cette buse (31), comme la buse (16), est pourvue d'un col (32) dont la paroi interne se raccordé à son extrémité inférieure (33) à la partie tronconique (34) du divergent. L'arrivée d'oxygène a lieu, d'une part, le long du col (32) parallèlement à l'axe X5X₆ de la buse et, d'autre part, à travers l'orifice latéral annulaire (35) en provenance de l'espace annulaire (36) ; une cloison hélicoïdale (37)'donne au courant d'oxygène qui parcourt l'espace annulaire un mouvement de rotation avant que ce courant traverse l'orifice (35). La partie tronconique (34) du divergent de 65° d'angle au sommet se raccorde par son extrémité évasée (38) avec une surface de révolution (39) qui présente le même axe X₅X₆ que la partie tronconique (34). Cette surface de révolution (39) présente une concavité orientée vers l'intérieur de façon que l'angle que fait la tangente à la génératrice par rapport à l'axe X₅X₆ aille en décroissant depuis la zone de raccordement (38) avec la partie tronconique (34) jusqu'au bord extérieur (40) du divergent. Dans le cas de la figure, la surface (39) est sensiblement parabolique.

[0033] La buse à jet d'oxygène supersonique suivant l'invention, présentant les caractéristiques de la buse (31), convient pour la décarburation de grosses quantités de fonte au chrome par le procédé décrit dans le FR. 2 474 531. Cette buse convient aussi pour le traitement d'autres types de fontes telles que des fontes peu alliées ou non alliées.

[0034] En donnant une extension plus ou moins grande à la surface concave (39) qui prolonge la partie tronconique (34), et en contrôlant sa courbure, on peut contrôler la post-combustion et optimiser les conditions d'utilisation de l'oxygène en fonction des caractéristiques des fontes qu'il s'agit de décarburer.

[0035] L'exemple ci-après décrit un mode de mise en oeuvre de la buse suivant l'invention dans le cas de la décarburation d`une fonte au chrome.

[0036] On utilise une buse suivant l'invention telle que la buse (16) représentée à la figure 2. Cette buse comporte un col (17) constitué par un tube cylindrique de 20 mm diamètre intérieur. A son extrémité aval, ce col se raccorde à un divergent (19) constitué par un tronc de cône de 65° d'angle au sommet et de 40 mm de hauteur. Un orifice latéral annulaire (20) permet la pénétration de l'oxygène à 1`intérieur du col à partir de l'espace annulaire (21).

[0037] Les surfaces annulaires (22 et 23) qui forment les parois de l'orifice latéral (20) sont dans des plans perpendiculaires à l'axe X₃X4, distants l'un de l'autre de 7 mm. Le plan de la surface (22) est à une distance d'environ 10 mm de la circonférence de raccordement (18) de la paroi interne du col (17) avec le divergent tronconique (19). Cette buse comporte une cloison hélicoïdale (24) disposée dans l'espace annulaire (21). Elle est fixée à l'extrémité d'une lance non représentée qui l'alimente en oxygène au moyen de deux canalisations, l'une reliée à l'extrémité amont du coi, l'autre reliée à l'espace annulaire (21). Des moyens de réglage permettent d'ajuster le débit d'oxygène à travers chacune de ces canalisations. Enfin, des canalisations d'arrivée et de départ d'eau, qui parcourent également la lance, permettent de faire circuler l'eau à travers les espaces annulaires (27 et 28) qui entourent le col (17), l'espace annulaire (21) et le divergent (19).

[0038] On utilise cette buse pour décarburer une masse de 4,2 t de fonte au chrome liquide dont la température initiale est de 1345`C, contenue dans un convertisseur d'environ 1,4 m de diamètre intérieur. La lance à l'extrémité de laquelle est fixée la buse, est disposée de façon que l'axe X₃X₄ de la buse soit sensiblement vertical, le bord extérieur (30) du divergent (19) se trouvant à une distance de la surface de la fonte liquide de 210 mm. Cette fonte a la composition initiale suivante en % en masse :

[0039] Reste Fe et impuretés habituelles. L'alimentation en oxygène est effectuée à partir d'un réseau sous une pression de 10 bars ; le débit total est de 13,6 Nm³/min. Une fraction égale à 20 %,de ce débit est introduite à l'extrémité amont du col et traverse celui-ci parallèlement à l'axe X₃X_4"

[0040] Le reste, soit 80 %,est introduit dans l'espace annulaire (21) et pénètre dans le col par l'orifice latéral annulaire (20). On réalise ainsi un jet d'oxygène supersonique stabilisé suivant l'invention. La fonte liquide est initialement recouverte d'environ 40 kg d'un laitier à base de CaO.

[0041] Après 11 minutes 20 secondes de fonctionnement de la buse, la température de la fonte liquide atteint 17C0°C et la teneur en carbone 2,6 %. La petite quantité de laitier initialement présente a été expulsée sur les bords du convertisseur et le jet d'oxygène supersonique frappe directement la fonte liquide. On observe alors la formation d'une émulsion gaz/fonte liquide et le niveau de la fonte ainsi émulsionnée s'élève d'environ 700 mm, et dépasse donc largement le niveau de la buse.'

[0042] On continue d'alimenter la buse en oxygène pendant encore 5 minutes puis on arrête l'alimentation. La température du bain de fonte liquide est alors de 1800°C environ et la teneur en carbone est de 0,2 %. On effectue ensuite de façon connue le traitement sous vide de cette fonte liquide ainsi décarburée afin d'abaisser la teneur en carbone jusqu'à une teneur finale d'environ 0,04 %.

[0043] A ce stade, les analyses montrent qu'on retrouve dans l'acier ainsi décarburé plus de 98 % du chrome contenu dans la fonte de départ. On constate, par ailleurs, que, au cours de l'utilisation de la buse, il ne se forme pas de dépôts solides importants sur les parois (19) du divergent et non plus sur le bord extérieur (30) de ce divergent.

[0044] Comme cela a été dit précédemment, il peut être avantageux pour le traitement de grandes quantités de fonte d'utiliser, à la place de la buse à divergent tronconique de la figure 2, une buse telle que celle représentée à la figure 3 qui comporte au-delà d'une partie tronconique une surface de révolution de même axe dont la courbe génératrice présente une concavité tournée vers l'intérieur.

[0045] De nombreuses modifications peuvent être apportées à la buse suivant l'invention. On remarque que, dans le cas de l'exemple, la section de l'orifice latéral est d'environ 440 mm2 tandis que celle du col est de 314 mm² .Dans la pratique, on maintient de préférence le rapport des sections entre orifice latéral et col entre 1,2 et 1,6.

[0046] De même, la répartition du débit total d'oxygène entre l'arrivée axiale le long du col de la buse et l'arrivée par l'orifice latéral peut varier dans de larges proportions. L'expérience montre que la quantité d'oxygène introduite à travers l'orifice latéral est de préférence supérieure à 50 % du débit total. On peut, en particulier, effectuer l'alimentation en oxygène uniquement à travers l'orifice latéral en supprimant l'arrivée axiale.

[0047] Bien que les buses à jet d'oxygène supersonique stabilisé suivant l'invention donnent des résultats particulièrement favorables lorsque leur divergent est constitué par un tronc de cône de 60 à 70° d'angle au sommet, il est possible également de réaliser des buses suivant l'invention dont le divergent présente des caractéristiques sensiblement différentes.

[0048] Par ailleurs, dans certains cas, on peut utiliser le passage axial à travers le col pour introduire dans la fonte liquide des fluides autres que de l'oxygène, tels que des gaz neutres ou réactifs, des liquides, ou encore des matières solides de préférence pulvérulentes ou granulaires. Les matières solides peuvent éventuellement être entraînées à travers la buse au moyen d'un courant d'oxygène ou d'un autre fluide. On peut ainsi envisager d'introduire à travers la buse suivant l'invention des éléments ou des composés de traitement du bain de fonte ou encore des éléments d'addition permettant de modifier la composition de cette fonte.

[0049] De très nombreuses modifications peuvent être apportées à la buse qui fait l'objet de l'invention, qui ne sortent pas du domaine de cette invention.

Revendications

1°) Buse pour la décarburation des fontes par jet d'oxygène supersonique, comportant un col et un divergent tronconique dont l'angle au sommet est compris entre 60 et 70°, caractérisée en ce que la paroi du col (3) de cette buse est pourvue d'au moins un orifice latéral (4) qui fait communiquer l'intérieur (10) du col (3) avec un espace annulaire (6) qui est relié à une arrivée d'oxygène (11).

2°) Buse suivant revendication 1, caractérisée en ce que au moins 50 % de l'oxygène qui alimente la buse passe par l'orifice latéral.

3°) Buse suivant revendication 1, caractérisée en ce que 70 à 100 % de l'oxygène qui alimente la buse passe par l'orifice latéral.

4°) Buse suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte une deuxième arrivée d'oxygène (A₂) par un passage axial (9) disposé dans le prolongement du col.

5°) Buse suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la partie tronconique (34) du divergent est prolongée par une surface de révolution (39) dont la courbe génératrice présente une concavité orientée vers l'intérieur.

6°) Buse suivant revendication 5, caractérisée en ce que la surface de révolution est parabolique.

7°) Buse suivant 1`une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que au moins un moyen de déviation du courant d'oxygène, qui pénètre dans le col à travers l'orifice latéral, est disposé de façon à donner une composante tangentielle à la direction de déplacement de ce courant d'oxygène par rapport à l'axe de la buse.

8°) Buse suivant revendication 7, caractérisée en ce que un moyen de déviation du courant d'oxygène est constitué par au moins une cloison radiale (24) inclinée par rapport aux génératrices du col, placée dans l'espace qui entoure le col.

9°/ - Buse suivant revendication 8, caractérisée en ce que la cloison radiale est une cloison hélicoïdale (24) (37).

10°/ - Buse suivant l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que un moyen de déviation est constitué par des cloisons disposées à l'intérieur de l'orifice latéral qui sont déviées transversalement par rapport à la direction radiale.

11°/ - Buse suivant l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que un moyen de déviation comporte une série de perçages latéraux effectués autour du col dont l'ensemble constitue l'orifice latéral et dont les axes ne sont pas radiaux mais inclinés par rapport aux rayons issus de l'axe de la buse.

12°/ - Application de la buse suivant l'une des revendications 1 à 11 à la décarburation des fontes au chrome.

13°/ - Application de la buse suivant l'une des revendications 1 à 11 à la décarburation des fontes non alliées ou peu alliées.

Dessins