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La présente invention est relative à un dispositif pour l'injection par le haut, sur ou dans un bain métallique, de produits pulvérulents ou granulés en suspension dans un gaz ou un mélange gazeux.
Dans les procédés d'injection par le haut sur ou dans un bain métal- lique de produits pulvérulents en suspension dans un gaz ou un mélange gazeux, le mélange gaz-solide est transporté sous pression dans une conduite terminée par une lance d'injection. Celle-ci est généralement munie à son extrémité d'un convergent-divergent dont le but est de permettre au mélange de se détendre, à la sortie,de la lance, sous la forme d'un jet régulier animé d'une très grande vi- tesse.
Le dispositifconvergent-divergent bien connu, généralement utilisé à cet effet, comporte un convergent se raccordant d'une part directement au con- duit de la lance et se raccordant d'autre part au divergent d'extrémité par l'in- termédiaire d'une partie cylindrique ou col, de section réduite.
Dans le cas courant d'injection d'un fluide gazeux non mélangé avec des produits solides, on utilise couramment des dispositifs convergent-divergent dans lesquels le rapport L/D de la longueur du col à son diamètre intérieur est généralement inférieur à 1. Dans le col du convergent-divergent, le fluide est en effet soumis à des frottements proportionnels à la longueur du col et celle- ci doit par conséquent être la plus faible possible.
On constate d'ailleurs que dans le cas d'injection d'un fluide gazeux non mélangé avec des produits solides, cette forme de col permet d'obtenir facilement un jet régulier. -- @ Par contre, dans le cas d'injection d'un fluide gazeux tenant en sus- pension des produits solides en poudre ou en granules, on constaté que les types connus de convergent-divergent décrits ci-dessus permettent difficilement d'obte- nir un jet régulier.
De plus, dans les procédés d'injection dans un bain métallique de produits solides finement divisés en suspension dans un gaz, il est du plus haut intérêt d' obtenir un jet d'ouverture très faible et capable de pénétrer profon- dément dans le bain, et les dispositifs de convergent-divergent connue ne permet- tent pas de satisfaire à cette importante condition.
La présente invention a notamment pour objet un dispositif de con- vergent-divergent pour lance d'injection dans un bain métallique, de produits pul- vérulents ou granulés en suspension dans un gaz ou un mélange gazeux, qui permet d'obtenir facilement un jet régulier, d'ouverture faible et capable de pénétrer profondément dans le bain.
Le dispositif convergent-divergent objet dé l'invention est caracté- risé en ce que le rapport L/D de la longueur du col à son diamètre intérieur est supérieur à 2.
Des résultats intéressants ont été obtenus avec des dispositifs con- vergent-divergent dont le rapport L/D du col est compris entre 3 et 5.
Il a en outre été trouvé, suivant l'invention, qu'on obtient à la sortie de la lance un jèt de mélange plus régulier et d'ouverture plus faible si le dispositif convergent-divergent, dont le rapport L/D du col est supérieur à 2, comporte en même temps un divergent d'extrémité dont l'angle total d'ouverture - formé par deux génératrices diamétralement opposées - est inférieur ou égal à 6 degrés, contrairement aux dispositifs convergent-divergent connus et couramment employés, dans lesquels cet angle est généralement supérieur à 6 degrés.
Enfin, il a été trouvé avantageux, suivant l'invention, toujours en vue d'obtenir un jet plus régulier et d'ouverture plus faible, de donner en plus au convergent un profil concave vers l'extérieur, formé par la. révolution autour de l'axe du dispositif, d'une courbe concave vers l'extérieur qui se raccorde d'une part à la conduite intérieure de la lance et qui est tangente d'autre part au col du dispositif convergent-divergent.
Cette forme spéciale de convergent fa-
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cilite l'écoulement du jet de mélange gaz-solide et concourt à empêcher celui- ci de s'étaler à la sortie de la lancée
Le croquis ci-joint, donné à titre exemplatif et nullement limitatif, montre une coupe longitudinale d'un convergent-divergent réalisé suivant l'inven- tiono Il est constitué d'un convergent 1 relié au divergent 2 par le col 3. La longueur du col 3 est égale à 4,1 fois le diamètre intérieur dudit cola L'angle ' 4 du divergent 2¯ est égal à 4 degrés 40 minuteso Le convergent 1 a un profil con- cave vers l'extérieur 'et est tangent en 5 au col 30
Le dispositif convergent-divergent réalisé suivant 1 invention peut être simplement fixé à l'extrémité de la lance.
On peut, par exemple, à cet ef- fet, comme l'indique le croquis ci-joint, prolonger vers l'amont le dispositif convergent-divergent par une partie filetée intérieurement, qui vient se visser sur le conduit de la lance fileté extérieurement,
S'il s'agit d'une lance à refroidissement par eau, le dispositf con- vergent-divergent réalisé suivant l'invention peut être introduit et fixé à l'in- térieur de l'extrémité refroidie de la lance. On peut également réaliser une lan- ce dont l'extrémité refroidie comporte le dispositif convergent-divergent sui- vant l'invention venu d'une pièce avec ladite extrémité.
REVENDICATIONS.
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The present invention relates to a device for the injection from above, onto or into a metal bath, of pulverulent or granulated products in suspension in a gas or a gaseous mixture.
In processes for injection from above onto or into a metal bath of pulverulent products suspended in a gas or a gas mixture, the gas-solid mixture is transported under pressure in a pipe terminated by an injection lance. This is generally provided at its end with a convergent-divergent, the purpose of which is to allow the mixture to relax, at the exit, from the lance, in the form of a regular jet animated with a very large vi - tess.
The well-known convergent-divergent device generally used for this purpose comprises a convergent connecting on the one hand directly to the pipe of the lance and on the other hand connecting to the end divergent via the intermediary of a cylindrical part or neck, of reduced section.
In the common case of injecting a gaseous fluid not mixed with solid products, convergent-divergent devices are commonly used in which the L / D ratio of the length of the neck to its internal diameter is generally less than 1. In the convergent-divergent neck, the fluid is in fact subjected to friction proportional to the length of the neck and the latter must therefore be as small as possible.
It is also noted that in the case of injection of a gaseous fluid not mixed with solid products, this shape of the neck makes it easy to obtain a regular jet. - @ On the other hand, in the case of injection of a gaseous fluid holding solid products in powder or granules in suspension, it has been observed that the known types of convergent-divergent described above make it difficult to obtain - end a regular jet.
In addition, in the processes of injecting finely divided solid products in suspension in a gas into a metal bath, it is of the greatest interest to obtain a jet of very low aperture and capable of penetrating deeply into the bath. , and the known convergent-divergent devices do not allow this important condition to be satisfied.
A particular subject of the present invention is a device for a convergent-divergent injection nozzle into a metal bath, of pulverulent products or granules in suspension in a gas or a gas mixture, which makes it possible to easily obtain a jet. regular, weak opening and able to penetrate deeply into the bath.
The convergent-divergent device which is the subject of the invention is characterized in that the L / D ratio of the length of the neck to its internal diameter is greater than 2.
Interesting results have been obtained with convergent-divergent devices in which the L / D ratio of the cervix is between 3 and 5.
It has also been found, according to the invention, that one obtains at the outlet of the lance a more regular mixing jet and smaller opening if the converging-divergent device, whose L / D ratio of the neck is greater than 2, comprises at the same time an end divergent whose total opening angle - formed by two diametrically opposed generatrices - is less than or equal to 6 degrees, unlike the known convergent-divergent devices commonly used, in which this angle is generally greater than 6 degrees.
Finally, it has been found advantageous, according to the invention, always with a view to obtaining a more regular jet and smaller opening, to additionally give the convergent a profile concave towards the outside, formed by the. revolution around the axis of the device, by a concave curve towards the outside which is connected on the one hand to the inner pipe of the lance and which is tangent on the other hand to the neck of the convergent-divergent device.
This special form of converge fa-
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cilitates the flow of the gas-solid mixture jet and helps prevent it from spreading out at the exit of the throw
The attached sketch, given by way of example and in no way limiting, shows a longitudinal section of a convergent-divergent produced according to the invention. It consists of a convergent 1 connected to the divergent 2 by the neck 3. The length of the neck 3 is equal to 4.1 times the internal diameter of said cola The angle '4 of the divergent 2¯ is equal to 4 degrees 40 minutes o The convergent 1 has a profile concave towards the outside' and is tangent in 5 at pass 30
The convergent-divergent device made according to the invention can simply be attached to the end of the lance.
For example, for this purpose, as shown in the attached sketch, the convergent-divergent device can be extended upstream by an internally threaded part, which is screwed onto the duct of the lance externally threaded. ,
In the case of a water-cooled lance, the convergent-divergent device made according to the invention can be introduced and fixed inside the cooled end of the lance. It is also possible to produce a lance, the cooled end of which comprises the convergent-divergent device according to the invention, which comes integrally with said end.
CLAIMS.