Brevet FR2137009A1 — publié le 19721229

li présente invention concerne l'utilisation tes déchets de l'industrie des métaux, et notamment les procélés de refusion des copeaux métalliques pour l'@@aboration @@@ métal de qualité servant à fabriauer des moulares. L'invention concerne aussi les four d'épuration préalable, par le procédé propos, des copeaux empleyés, pour les débarrasser des huiles, émulsions et autres impuretés organiques ainsi que de la rouille et ae la calamine par réduction partielle des oxydes. Le procédé et le four faisant l'objet de l'invention peuvent être utilisés avec une efficacité maximale dans les grandes usines de constructions mécaniques, où, par suite de l'usinage de pièces en acier et en fonte, on obtint 5une rande quantité de déchets métalliques sous forme de copeaux. Ces copeaux, en règle générale, ne sont pas transformés sur place; ils sont transportés sous forme de briquettes vers les usines métallurgiques où on les utilise, en tant qu'additions dans la charge des hauts fourneaux en remplacement des minerais ferreux. Le rendement en métal utilieable obtent à partir des copeaux dans un tel procédé de refusion es+ 'rès faible, car les briquettes se désagrègent pendant le transport et la surface des copeaux s'oxyde. Il en résulte que lors de la refusion une quantité notable de métal brûle et la qualité du métal obtenu s'altère. On connaît bien, en outre, un procédé de refusion de copeaux métalliques, prévoyant le traitement préalable des copeaux, suivi de leur fusion dans des fours de fusion pour la fabrication de moulages utilisables. Le traitement préalable des copeaux par ce procédé connu comprend des opérations de fragmentation et d'épuration des copeaux; au cours de l'épuration dans des certrifugeuses les copeaux sont débarrassés de impuretés organiques (huiles, émulsions, @tc....) @t de l'eau, ensuite les copeaux sont mis en briquettes à chaud cu à @roid. L'iaconvénient d'un tel procédé de refusion de copeaux métalliques consiste en ce que, pour élaborer un métal de qualité pour la fabrication de moulages, il requiert 11ne main-d'oeuvre cosidérable et des dépenses d'énergie élevées, et s'accompagne de grandes pertes de métal au --u, allant jusqu'à 10-20% du poids total des cordeaux à transformer. Pour le préchauffage des copeaux avant le briquetage, on emploie un four de réchauffage rotatif. Un tel four se présente sous forme d'un tambour avec un garnissage, monté de façon que son axe longitudinal soit incliné par rapport à l'horizontale. A l'extrémité du tambour la plus éloignée de l'horizontale est prévu un mécanisme d'enfournement qui amène les copeaux dans le tambour, tandis qu'à l'extrémité opposée du tambour est prévue une porte de déchargement. Sur la surface intérieure du tambour sont disposées suivant une spirale, des pales qui, lors de la rotation du tambour, brassent les copeaux en les déplaçant simultanément de la porte d'enfournement à la porte de défournement, à contre-courant par rapport aux gaz de combustion. Ces gaz sont produits par la combustion de gaz naturel dans des brûleurs montés dans un foyer qui est mis en communication avec l'enceinte du tambour du côté de son extrémité de déchargement. Les copeaux ainsi réchauffés sont comprimés en briquettes, qui sont ensuite chargées dans un four de fusion. L'un des inconvénients de tels fours de réchauffage consiste encre que les copeaux qui y sont réchauffés sont mal débarrassés des oxydes (rouille et calamine), aussi, lors de la refus ion ultérieure de ces copeaux dans les fours de fusion, perd-on au feu une quantité importante du métal des copeaux. En outre, ces fours ne sont pas rentables, car une quantité notable de fumées s'échappe à l'atmosphère et n'est pas utilisée; par surcroît, ces fumées contiennent des impuri-rJs nocives à l'homme. le but de la présente invention est de supprimer leo inconvénients précités. Il s'agissait donc de créer un procédé de refusion de copeaux métalliques et un four pour l'épuration préalable de ces copeaux par ledit procédé,susceptibles d'assurer l'élaboration d'un métal de qualité pour la fabrication de moulages directement à partir des copeaux, dans les lieux même où ces copeaux sont obtenus, avec des pertes minimales de métal et, en meme temps, avec une simplification et une diminution du coût de la refus ion des copeaux, et une amélioration des conditions sanitaires de travail. La solution consiste en ce que les copeaux métalliques sont épurés préalablement dans un flux de gaz de combustion chauds, se formant lors de la combustion incomplète du gaz naturel et créant une atmosphère non oxydante pour la combustion des huiles et des impuretés organiques contenues dans les copeaux, ainsi que pour la reduction des oxydes, les copeaux épurés de la sorte étant ensuite chargés dans le métal en fusion d'un four de refusion. Pour obtenir une atmosphère non oxydante, il est avantageux-de brûler le gaz naturel avec un coefficient d'excès d'air égal à 0,5 l'air préchauffé étant admis à une température allant jusqu'à 6000C. La solution consiste également en ce que dans le four rotatif à tambour pour l'épuration de copeaux par le procédé proposé, selon l'invention un récupérateur monté au-dessus du mécanisme d'enfournement, sur le parcours des fumées sortant du tambour, utilise la chaleur des dites fumées pour le préchauffage de l'air amené aux brûleurs à gaz par des conduites raccordant ces brûleurs au récupérateur. Il est avantageux de monter dans le tambour du four, à l'entrée du récupérateur, des tuyères raccordées à un collecteur amenant auxdites tuyères de l'air froid sous pression pour l'achèvement de la combustion incomplète du gaz naturel et de l'évaporation des huiles contenues dans les copeaux. le procédé de refusion et le four faisant l'objet de l'invention permettent d'élaborer, pour la fabrication de moulages, un métal de haute qualité et de réduire les pertes de métal au feu jusqu 2-4%. En outre, le procédé et le four faisant l'objet de l'invention permettent de supprimer plusieurs opérations et ainsi de simplifier et d'abaisser le coût du cycle de transformation des copeaux en moulages utilisables, tout en améliorant les conditions de travail du personnel gracie à la mécanisation de la refusion des copeaux. Plus bas on donne la description détaillée d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention, illustré par un dessin qui représente schématiquement un ensemble de refusion de copeaux métalliques par le procédé faisant l'objet de l'invention, comprenant un four d'épuration préalable des copeaux conformément au procédé proposé et un four de fusion à induction. la four 1 est destiné à débarrasser au préalable les copeaux métalliques des impuretés organiques (huiles, émulsions, etc....) et à réduire partiellement les oxydes de fer. Le four t comprend un tambour cylindrique 2 muni d' un garnissage 3 et monté sur une embase 4 de telle façon que son axe longitudinal 5 soit incliné par rapport à l'horizonta@le Sur la surface intérieure du tambour 2 sont prévu des pales 6 disposées hélicofdalement par rapport à l'axe longitudinal 5. le tambour 2 est animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe 5 par un moteur 7 installé sur l'embase 4 du four 1. A l'extrémité 8 du tambour 2 la plus éloignée de ladite horizontale est monté un mécanisme d'enfournement 9 qui introduit les copeaux dans le laboratoire 10 du tambour 2. A l'extrémité opposée du tambour 2 est ménagée une porte Il pour le défournement des copeaux épurés et leur déversement dans un four de fusion à induction 12 placé au-dessous du tambour 2. Cette même extrémité du tambour 2 est raccordée à un foyer 13 qui communique avec le laboratoire 10 et comporte des brûleurs à gaz 14. Au-dessus du mécanisme d'enfournement 9 est monté un récupérateur 15 comportant dans sa partie intérieure une préchambre 16 mise en communication avec le laboratoire 10 du tambour 2. La partie supérieure du récupérateur 15 est raccordée par des conduites 17 aux brûleurs à gaz 14 et comporte des registres réglables 18 pour maintenir dans le laboratoire 10 une surpression de 1 à 2 kg/cm2, afin d'éviter l'aspiration d'air froid dans le laboratoire. A l'entrée du récupérateur 15, dans le laboratoire 10 du tambour 2, sont montées des tuyères 19 auxquelles un collecteur (non représenté) amène de l'air froid. La préchambre 16 du récupérateur est périodiquement mise en communication avec l'air extérieur par un collecteur circulaire 20. te four 1 d'épuration préalable des copeaux métalliques et le four de fusion à induction 12 sont montés sur une fondation commune 21 et forment un ensemble pour la refusion des copeaux métalliques directement dans les usines de constructions mécaniques où ils se forment. La description du fonctionnement de cet ensemble donnée plus bas explique clairement le procédé de refus ion de copeaux métalliques faisant l'objet de l'invention. Les copeaux non épurés sont amenés, après fragmentation, dans le mécanisme d'enfournement 9, qui les introduit dans le tambour rotatif 2 du four de réchauffage 1 fonctionnant suivant le principe du chauffage de la charge par un agent de chauffage. Les pales 6 du tambour 2 disposées en spirale brassent les copeaux et les déplacent le long de l'axe longitudinal 5 du tambour 2, -à contre-courant par rapport au sens de déplacement des gaz de combustion qui lèchent lesdits copeaux. Ces gaz se forment dans le foyer 13 du four 1 par suite de la combustion incomplète du,gaz naturel débité par les brûleurs à gaz l4, avec un coefficient d'excès d'air égal à 0,5. Cet air est amené aux brûleurs 14 par les conduites 17 à partir du récupérateur 15 où il est réchauffé jusqu'à une température de 550 à 6000C. Un tel régime de combustion du gaz naturel crée dans le laboratoire 10 du four 1 une atmosphère non oxydante, dans laquelle les impuretés organiques (huiles, émulsions, etc....) contenues dans les copeaux brûlent, tandis que les oxydes de fer (rouille, calamine) subissent une réduction partielle et que l'eau s'évapore. lies copeaux ainsi épurés et réchauffés jusqu'à une température de 850 à 9500C sont défournés à travers la porte 11 et versés dans le métal en fusion du four à induction 12 en vue de leur refus ion. Le métal liquide surchauffé, au fur et à mesure de son accumulation dans le four 12, est coulé dans une poche et transféré sur le convoyeur de distribution de l'atelier de fonderie. Avec un tel procédé de refus ion des copeaux métalliques les pertes de métal au feu ne dépassent pas 4%. Les produits de la combustion incomplète du gaz naturel sont soumis à une combustion complémentaire à deux reprises avant d'arriver au récupérateur 15. La première fois la combustion continue grâce à l'admission d'air froid dans le laboratoire 10 du tambour 2 à l'entrée du récupérateur 15, à travers les tuyères 19, et la seconde fois dans la préchambre 16 du récupérateur, où l'air froid est amené par le collecteur circulaire 20. De S sate, on assure l'achèvement de la combustion des produits de la combustion incomplète du gaz naturel et des produits provenant de l'évaporation des huiles contenues dans les copeaux. L'admission d'air froid dans la préchambre 16 s'effectue aussi pour refroidir les gaz chaudes jusqu'à une température de 1000 à 11000C, afin de prévenir le grillage du récupérateur 15. Après cette combustion complémentaire à deux reprises,les gaz chaudes arrivent au récupérateur 15 qui utilise leur chaleur pour préchauffer l'air primaire, lequel est ensuite amené par les conduites 17 aux brûleurs à gaz 1 4. Bien entendu,l'invention n'est nullement limité au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Un procédé de refusion de copeaux métalliques dans lequel les copeaux subissent une épuration préalable avant d'être chargés dans le métal en fusion d'un four de refusion, caractérisé en ce ltépuration préalable est effectuée dans un flux de gaz de combustion se formant lors de la combustion incomplète d'un gaz naturel et créant une atmosphère non oxydante pour la combustion des impuretés organiques contenues dans les copeaux, ainsi que pour la réduction des oxydes. 2. Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour obtenir ladite atmosphère non oxydante, on brûle ledit gaz naturel avec un coefficient d'excès dlair égal à 0,5, l'air étant admis à l'état préchauffé jusqu'à une température de 6000C 3. Un four pour l'épuration de copeaux par le procédé suivant ltune des revendications 1 et 2, du type comprenant un tambour rotatif muni d'un garnissage, ledit tambour étant monté de telle façon que son axe longitudinal soit incliné par rapport à l'horizontale et comportant sur sa surface intérieure des pales disposées en hélice et qui, lors de la rotation du tambour, déplacent les copeaux à épurer le long de son axe longitudinal, depuis un mécanisme d'enfournement situé à l'extrémité du tambour la plus élevée jusqu'à une porte de déchargement situé à l'extrémité opposée du tambour et à laquelle est raccordé un foyer communiquant avec l'enceinte du tambour et doté de brûleurs à gaz formant le flux de gaz de combustion chauds, ledit four étant caractérisé en ce qu'au-dessus du mécanisme d'enfournement, sur le parcours des gaz de combustion sortant du tambour, est monté un récupérateur utilisant la chaleur des gaz de combustion pour préchauffer l'air amené auxdits brûleurs à gaz par des conduites raccordant ceux-ci audit récupérateur. 4. Un four suivant la revendication 3, caractérisé en ce que dans ledit tambour, à l'entrée dudit récupérateur, sont montées des tuyères raccordées à un collecteur qui amène à celles-ci de l'air froid sous pression assurant l'achèvement de la combustion des produits provenant de la combustion incomplète du gaz naturel et de l'évaporation des huiles contenues dans les copeaux.