Brevet FR2046917A1 — publié le 19710312

L1invention concerne des hottes à gaz de dégagement pour convertisseurs d'acier par soufflage d'oxygène, ce sont des convertisseurs dans lesquels on affine et/ou on transforme en acier une charge de métal ferreux en fusion par soufflage 5 d'oxygène gazeux envoyé par une lance à oxygène sur la charge de métal ferreux en fusion. L'invention concerne particulièrement les convertisseurs d'acier à oxygène dans lesquels la hotte à gaz de dégagement est située au-dessus de la gueule du convertisseur, afin de permettre l'entrée d'air dans la hotte et la 10 combustion partielle ou totale des gaz de dégagement dans la hotte. Dans la conception du convertisseur à oxygène conventionnel, il existe un espace important entre l'ouverture ou gueule du récipient et l'entrée de la hotte supérieure. Cet espacement 15 peut s'étendre sur 30 à 75 cm. On doit balayer par de l'air aspiré cette zone avec une vitesse suffisante pour empêcher un échappement des gaz et fumée vers 1*acierie. On a ainsi un rapport air sur gaz très nettement supérieur aux quantités stoéchiométri- 3.347.539 et 3.205.810; et des écrans à chaînes pour four sont décrits dans les brevets E.U.A. N° 1.128.206 et 1.972.710. Un moyen pour obturer des ouvertures de chargement et de déchargement des fours continus ou intermittents est décrit dans le brevet > 30 E.U.A. N° 2.200.619. Un type de hotte pour convertisseurs d'acier à oxygène est décrit dans le brevet E.U.A. N* 3.372.917,et le brevet E.U.A. N® 3.215.523 décrit l'.utilisation d'un rideau de vapeur destiné à obturer l'espace ou ouverture compris entre la hotte et un convertisseur d'acier à oxygène. 35 Selon l'invention il est fourni une hotte à gaz de dégage ment pour un convertisseur d'acier par soufflage d'oxygène qu'on peut disposer au-dessus de la gueule du convertisseur à une certaine distance de celle-ci, laquelle hotte est dotée d'un rideau à chaînes qui s'étend vers le bas dans l'espace 40 annulaire compris entre ladite hotte et ladite gueule du 70 22696 2 2046917 convertisseur et qui est composée de plusieurs chaînes juxtaposées, chacune âesdites chaînes pendant librement à la verticale. Il est également fourni un rideau à chaînes pour la hotte à gaz de dégagement d'un convertisseur d'acier, comportant une 5 bague à laquelle sont suspendues plusieurs chaînes juxtaposées résistant à la chaleur. Ainsi est fourni un convertisseur d'acier à oxygène amélioré, dans lequel est montée une série de chaînes ou un rideau à chaînes# qui peut soit faire corps avec la hotte soit être monté inâép©n-10 damment, et qui obture l'espace ou interstice compris entre la hotte et la gueule du convertisseur. Les chaînes pendent librement à la verticale depuis un dispositif de fixation ou de aontage supérieur, et sont de préférence très rapprochées les un autres formant un rideau dense de chaînes, afin d'obturer partial-15 lement cette zone. Le rideau à chaînes jouerait alors le rôle d'un écran ou d'un rideau thermique, tout en assurant la régulation de l'écoulement de gaz. Si le rideau à chaînes est à montage indépendant, on peut faire varier la partie de la surface qu'il recouvre par tout 20 moyen , par exemple manuellement par une manoeuvre de l'opérateur ou automatiquement en réponse à un signal déclenché per tszis vssiatbn de la pression négative régnant dans la hotte. Le rideau à chaînes n'empêcherait pas le mouvement de rotation ou de bascule du récipient pour le chargement ©fc la coulée. 25 Le récipient étant dans une position de chargement ou de coulée, on pourrait extraire toute accumulation de scories provenant de projections, etc..., par cassure due à un brusque refroidissement au moyen d'un petit jet d'eau. Le principal avantage de la présente invention est que le 30 rideau à chaînes module efficaceraent l'écoulement d'air dans la hotte d'un convertisseur»-d'acier à oxygène, et empêche l'écoulement de gaz de dégagement nocifs et qui peuvent exploser provenant du convertisseur d'acier à oxygène dans l'atmosphère environnante de 1' scierie. Un autre avantage est que le rideau à 35 chaîné joue le rôle d'un écran thermique et empêche l'exposition du personnel en service à des températures extrêmement élevées ou à la chaleur rayonnante.. Un autre avantage est qu'on peut basculer ou faire tourner le convertisseur d'acier à oxygène - alors que le rideau à chaînes est. en place., èt qu' il .n' est pas 40 besoin de déplacer ou de-retirer le rideau à chaînes au ; cours des C0PY 70 22696 3 2046917 différentes phases du cycle d'opérâtions du convertisseur. En se reportant maintenant aux dessins annexés, la Figure 1 est une vue'en coupe verticale d'un mode de réalisation préféré de l'invention, et la Figure 2 illustre le rideau à chaînes et 5 la bague de montage ou support associé de façon détaillée. En se reportant maintenant à la Figure 1, le convertisseur d'acier à oxygène est monté en général verticalement ou pratiquement verticalement, et l'unité 1 est généralement doublée d'un garnissage en matériau réfractaire 2. On verse dans le convertisseur un bain 10 de métal en fusion! 3 constitué d'une charge de métal ferreux fondu, la charge de métal fondu 3 étant admise par la gueule supérieure 4 durant les périodes intermittentes de non soufflage du cycle d'opération Une lance à oxygène 5 est dirigée vers le bas dans le convertisseur 1 par la gueule 4, et un courant de 15 gaz riche en oxygène 6, qui est généralement formé d'oxygène pratiquement pur, est refoulé dans le récipient 1 par la lance 5 et frappe la charge de métal ferreux en fusion 3. La réaction résultante de l'oxygène avec le métal ferreux chaud à fusion entraîne le dégagement d'un courant de gaz chaud 7 qui est 20 riche en oxyde de carbone, qui s'élève et débouche de la gueule 4 du convertisseur 1. Le courant de gaz 7 peut réagir avec une faible proportion d'air insufflé immédiatement au-dessus dé la gueule 4, et de toute façon le courant de gaz chaud s'écoule vers le haut jusque dans la hotte 8, qui est disposée au-dessus du 25 convertisseur 1 à une certaine distance de la gueule 4 du convertisseur 1. La hotte 8 est de préférence refroidie à l'eau par circulation d'eau de refroidissement dans une chemise extérieure. De façon typique, une tubulure 9 est prévue pour l'admission d'eau de refroidissement selon le courant 10, l'eau de refroidisse-30 ment réchauffée étant retirée de la chemise de la hotte par la tubulure 11 sous forme d'un courant 12. Le courant de gaz de dégagement quitte alors la hotte 8 selon le courant 13, qu'on peut alors refroidir par trempe et épurer pour extraire les solides entraînés d'une manière appropriée. 35 On refroidit et on épure le courant 13 de préférence dans un épurâteur à venturi 14. Le courant de gaz chaud 13 s'écoule vers le bas dans l'unité 14 et s'accélère jusqu'à atteindre une vitesse élevée grâce au déflecteur convergent 15 en forme de tronc de cône renversé. Les courants de liquide de lavage 16 qui sont 40 généralement constitués d'eau, pénètrent dans l'unité 14 au-dessus 70 .22696 4 2046917 du déflecteur 15, et le liquide s'écoule vers le bas sur la surface supérieure du déflecteur 15 et est projetée dans le courant de gaz à haute vitesse à 1*extrémité inférieure du déflecteur 15, produisant une dispersion de gouttelettes de liquide 5 dans le courant de gaz et assurant un effet d'épuration et. de refroidissement rapide, ce qui permet simultanément de refroidir et de débarrasser le courant de gaz des particules solides entraînées» On retire alors la phase gazeuse résultante refroidie et épurée de l'unité 14 selon le courant 17, qui peut être 10 brûlée à l'air libre, employée dans la fabrication de produits chimiques ou comme gaz de combustion ou tout autre utilisation. On extrait de l'unité 14 la phase liquide chargée de solides sous forme d1un courant 18 qui peut être évacué dans les égouts ou filtré ou centrifugé pour extraire les solides avec recyclage 15 du filtrat ou liqueur transparente sous forme du courant 16. Selon la présente invention, une bague circulaire ou support 19 est monté ou disposé de tout autre façon au voisinage de l'ouverture annulaire entre le périmètre inférieur de la hotte 8 et la gueule 4, et le support 19 est généralement contigu au 20 périmètre inférieur de la hotte 8 au cours de la période de soufflage. Plusieurs chaînes 20 sont fixées à la bague 19, et les chaînes 20 sont juxtaposées et pendent librement à la verticale depuis la bague 19, lès chaînes 20 pendant vers le bas et se terminant au niveau ou au voisinage de la gueule 4 du convertisseur 25 1. lies chaînes 20 sont de préférence rapprochées les unes des autres en pratique, de façon à ne permettre qu'une admission d'air miniœa dans l'espace compris entre la hotte 8 et la gueule du convertisseur 4, l'air insufflé réagissant avec le courant 7 au voisinage des chaînes 20 et à l'entrée de la hotte 8. Les chaînes 30 20 sont donc généralement constituées d'un alliage métallique approprié résistant à la chaleur, tel que l'acier inoxydable ou tout autre alliage métallique réfractaire approprié, car la réaction de 1'air insufflé avec le courant 7 aux points et dans les zones contiguës aux chaînes 20 est une réaction 35 hautement exothermique consistant en la combustion de 1®oxyde de carbone, qui provoque encore une élévation de la température du courant de gaz. La bague supérieure 19 peut être montée de façon permanente; toutefois, on peut ajuster dans le sens verticale la bague 19 4© grâce à un support réglable approprié. De façon typique, une fcige 70 22696 5 2046917 de support 21 supporte une bague 19, et on ajuste la tige 21 en hauteur à l'aide d'unpressostat 22, gui reçoit un signal électrique ou pneumatique par la ligne 23e qui vient du dispositif de mesure 24. L'unité 24 peut être un quelconque dispositif approprié 5 permettant de mesurer les variations de la pression négative régnant dans la hotte 8, le niveau de pression étant transmis peu: la ligne 25 depuis le déflecteur 26 situé dans la hotte 8. Les variations de pression négative régnant dans la hotte provoquent un ajustement de la position ou de la hauteur de la bague 10 19 et des chaînes' 20. La Figure 2 est une vue isométrique représentant la bague circulaire 19 et les nombreuses chaînes 20 qui pendent à la verticale. Dans la mise en oeuvre de l'invention, les chaînes 20 sont contiguës et peuvent même être très rapprochées les unes des 15 autres avec un point de. contact entre les chaînons des chaînes adjacentes, afin de réduire sérieusement l'écoulement d'air vers l'intérieur. De nombreuses variantes dans le cadre de la présente invention viendront à l'idée des hommes du métier. Des chaînes 20 peuvent 20 être montées de façon permanente et être suspendues à un support ou dispositif de fixation supérieur fixé au périmètre inférieur ou périphérie de la hotte 8. Dans certains cas, les chaînes 20 peuvent même être directement montées sur la hotte 8 ou suspendues à celle-ci. Dans ce cas, ou dans tous les cas où les chaînes 20 25 sont montées d'une façon permanente, l'unité 22 et l'élément de support 21 ainsi que le rôle qu'ils jouent peuvent être omis. De nombreux types de dispositifs de refroidissement et d'épuration de gaz peuvent être fournis en pratique, à la place ou en plus de l'unité 14, ou dans certains cas on peut traiter le courant 13 30 pour extraire les solides par' refroidissement et précipitation électrostatique ou tout autre moyen connu dans la technique. On peut également prévoir dans l'appareil de la présente invention des moyens pour utiliser l'eau de refroidissement en même temps que les chaînes 20, par pulvérisation de l1eau de refroidissement 35 sur les chaînes 20. Par exemple, la bague 19 pourrait être creuse et percée de nombreuses petites perforations. Un courant d'eau de refroidissement circulant dans la bague creuse 19 en venant du courant 27 s'écoulerait vers le bas en passant par les perforations et tomberaient sur les chaînes 20» L'écoulement d'eau de refroi-.i. 70 22696 2046917 remplaces l'air âsas les interstices âes dfcsîaes par â© 1& vagear. Tottte vapeur produite se dissocierait dans îa hotte de façon enclotherraique, assurant ainsi un effet d© refroidissement. 70 22696 7 2046917 REVENDICATIONS 1. Une hotte à gaz de dégagement pour convertisseur d'acier par soufflage d'oxygène, qu'on peut disposer au-dessus de la gueule du convertisseur à une certaine distance de celle-ci, hotte 5 caractérisée par le fait qu'elle est dotée d'un rideau à chaînes qui s'étend vers le bas dans l'espace annulaire compris entre ladite hotte et ladite gueule du convertisseur et gui est composé de plusieurs chaînes juxtaposées, chacune desdites chaînes pendant librement à la verticale. 10 2. Une hotte selon la revendication 1, caractérisé par le fait gue lesdites chaînes pendent vers le bas jusgu'à lin point de contact inférieur avec ledit convertisseur. 3. Une hotte selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que lesdites chaînes sont suspendues verticalement à un 15 support de montage supérieur gui est fixé à ladite hotte. 4. Une hotte selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les chaînes sont suspendues à un support de montage supérieur indépendant de ladite hotte. 5. Une hotte selon la revendication 4, caractérisée par le fait 20 gue le support de montage supérieur est monté sur un dispositif permettant un mouvement vertical, qui réagit à une variation de la pression négative régnant dans ladite hotte. 6. Un dispositif de régulation destiné à la hotte à gaz de dégagement d'un convertisseur d'acier par soufflage d'oxygène, qui 25 obture partiellement l'espace compris entre la hotte et le convertisseur, caractérisé par le fait qu'il comprend une bague à laquelle sont suspendues plusieurs chaînes justaposées résistant à la chaleur. 7. Un dispositif de régulation selon la revendication 6, carac-30 térisé par le fait gue la bague est montée sur un dispositif de levage que peut commander un mécanisme de mesure de la pression négative régnant dans là hotte.