Brevet FR2170281A1 — publié le 19730914

La présente invention se rapporte à un procédé de traitement des mitrailles ferreuses, permettant de les réintroduire de façon particulièrement aisée dans un cycle métallurgique ultérieur. On sait que la rentabilité des procédés métallurgiques utilisant les mitrailles ferreuses en quantités plus ou moins iiportantes, dépend entre autres de la valeur moyenne des mitrailles, laquelle dépend à son tour, outre de ses qualités intrinsèques, du rapport entre l'offre et la demande correspondante. C'est ainsi que, récemment, l'utilisation croissante de procédés d'affinage tels que le LD, a, dans certains cas, contribué à l'apparition d'un excédent de mitrailles offertes sur le marché, avec comme conséquence, une diminution importante de leur valeur marchande. Cet état de chose a incité les aciéristes à imaginer de nouveaux procédés d'affinage ou de traitement, permettant une utilisation massive de ces Mitrailles dans des conditions suffisammeit économiques et moins sensibles aux fluctuations du cours des mitrailles que ne l'étaient les procédés Siemens-Martin. On connait notamment à ce sujet un procédé dans lequel on soumet des mitrailles à une opération de fusion au cubilot au moyen de brûleur oxy-fuel, et on recueille le métal ainsi fondu en vue d'un traitement complémentaire dans un récipient approprié. On connait également un procédé consistant à introduire des mitrailles dans un convertisseur et à les traiter, d'une part, au moyen d'oxygène soufflé par le dessus et, d'autre part, par un combustible gazeux soufflé dans le convertisseur au travers de tuyères ménagées à cet effet dans le fond du convertisseur. L'un et l'autre de ces deux procédés présentant des inconvénients propres, à savoir soit un traitement très carburant, soit une sérieuse complication technologique et opérationnelle. La présente invention a précisément pour objet un procédé de traitement de mitrailles, ne présentant pas ces inconvénients. Le procédé objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que, dans unrécipient métallurgique dont le fond, et/ou les parois latérales sont garnies d'au moins une tuyère constituée de deux canalisations concentriques, on introduit des mitrailles ferreuses, lesquelles sont ensuite fondues par soufflage par lesdites tuyères, d'une part d'oxygène commercialement pur, de préférence par les canalisations centrales des tuyères et d'autre part de combustible gazeux ou liquide, de préférence par les canalisations extérieures desdites tuyères, le tout dans une proportion telle et de telle façon que les fumées dégagées par la combustion du combustible par l'oxygène contiennent au moins 70 % de (CO + H2). Une façon de se conformer à cette condition, dans le cas d'une injection de fuel-oil, consiste à insuffler de l'oxygène dans une proportion variant de 1 à 1,5 Nm3 par litre de fuel-oil. I1 doit toutefois être expressément entendu que l'on souffle simultanément par les deux canalisations concentriques de chaque tuyère. De cette façon, les mitrailles sont simultanément soumises à fusion et purifiées dune façon impoitante, ce qui les transforme en un métal déjà très élaboré, en même temps que l'on récupère un produit gazeux dont la chaleur latente est considérable. Plusieurs modalités peuvent avantageusement être utilisées pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit. Suivant une première modalité, on remplit le récipient de mitrailles et on procède au soufflage d'oxygène et combustible jusqu'à ce que l'entièreté des mitrailles soient fondues, les gaz réducteurs produits pouvant alors, commedécrit ultérieurement, servir au préchauffage de la charge suivante. Suivant une deuxième modalité, après avoir commencé le procédé, soit avec des mitrailles seules, soit avec des mitrailles et un apport de fonte liquide, on continue à introduire des mitrailles (préchaufféesou non) dans le récipient, jusqu'à ce que celui-ci soit rempli de métal fondu, ou de la quantité de métal liquide désiré, après quoi on en effectue la vidange. Enfin, suivant une troisième modalité, le procédé de l'invention peut facilement être mis en oeuvre de façon continue, en réglant de façon adéquate l'apport de métal, d'oxygène, de combustible (par exemple hydrocarbures, gaz naturel, etc...) d'air et de chaux, et en soutirant continûment l'acier produit dans le récipient, dans ce cas évidemment, la scorie doit être également évacuée de façon appropriée, continue ou non. Suivant une variante opérationnelle intéressante, on peut effectuer dans le même récipient l'affinage de la charge déjà fondue, en y apportant de la chaux, de préférence finement divisée, soit par le haut, soit préféremment en suspension dans l'oxygène insufflé par le bas. On obtient de cette manière un acier de bonne qualité, ne nécessitant pas de traitement ultérieur spécial. La vidange du récipient peut se faire de toute manière connue en soi. Suivant une autre variante spécialement avantageuse du procédé ci-dessus décrit, les gaz réducteurs CO et H2 produits, sont soumis soit dans le récipient, soit en dehors, à l'action d'un gaz oxydant tel que de l'air, et les gaz provenant de la combustion de l'un par l'autre, sont dirigés sur les mitrailles de destinées à 8trefonduesEacon à les préchauffer avant leur introduction dans le récipient. Par ailleurs-, l'économie, la souplesse et la rapidité du procédé, peuvent être favorablement influencees en soumettant le métal liquide à un brassage approprié à l'intérieur du récipient, et de préférence giratoire, par exemple au moyen de fluides injectés latéralement dans le récipient métallurgique. Ces fluides peuvent être, suivant les besoins, liquides ou gazeux, oxydants ou réducteurs, et tenir en suspension des produits scorifiants tels que de la chaux ou des réducteurs tels que du carbone finement divisé. Il ne sort toutefois pas du cadre de l'invention de réaliser ce mouvement giratoire au moyen de fluides injectés dans le récipient, par l'intermédiaire de tuyères disposées judicieusement dans le fond du récipient métallurgique ; ces tuyères présentent généralement une disposition inclinée, telle que par exemple, celle reprise (à titre non limitatif) à la figure 1 qui représente la vue en plan du fond 1 d'un tel récipient, et les orifices de sortie 2 d'un groupe de telles tuyères ; les flèches 3 indiquent dans quel sens on peut incliner ces tuyères dans le fond. La figure 2 représente également la vue en plan d'un fond 4 de récipient métallurgique muni d'une série de tuyères, schématisées par leurs orifices supérieures 5, 6, 7, 8 auxquels correspondent des orifices inférieurs9, 10, 11, 12 ; les tuyères correspondantes 13, 14, 15, 16 permettent l'injection de fluides sous un angle tel qu'ils soumettent le métal contenu dans le récipient à un mouvement de giration. REVENDICATIONS 10) Procédé de traitement des mitrailles ferreuses, c a r a c t é r i s é en ce que, dans un récipient métallurgique dont le fond et/ou les parois latérales sont garnies d'au moins une tuyère constituée de deux canalisations concentriques, on introduit des mitrailles ferreusg, lesquelles sont ensuite fondues par soufflage par lesdites tuyères, d'une part d'oxygène commercialement pur, de préférence par les canalisations centrales des tuyères et d'autre part de combustible gazeux ou liquide, de préférence par les canalisations extérieures des dites tuyères, le tout dans une proportion telle, et de telle façon que les fumées dégagées par la combustion du combustible par l'oxygène contiennent au moins 70 t de (CO + H2). 20) Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce qu'on remplit le récipient de mitrailles et on procède au soufflage d'oxygène et de combustible jusqu'à ce que l'entièreté des mitrailles soient fondues. 30) Procédé suivant la revendiwation 1, c a r a c t é r i s é en ce que, après avoir commencé le procédé soit avec des mitrailles seules, soit avec des mitrailles et un apport de fonte liquide, on continue à introduire des mitrailles (préchauffées ou non) dans le récipient, jusqu'à ce que celui-ci soit rempli de métal fondu, ou contienne le poids de métal liquide désiré, après quoi on en effectue la vidange. 40) Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce qu'il est mis en oeuvre de façon continue, en réglant de façon adéquate l'apport de mitrailles, d'oxygène, de combustibles (par exemple hydrocarbures, gaz naturel, etc...), d'air de chaux, et en soutirant continûment l'acier produit dans le récipient, la scorie étant évacuée de façon adéquate, continue ou non. 50) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3, 4, prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce qu'à la charge déjà fondue, on ajoute de la chaux de préférence finement divisée, soit par le haut, soit préféremment en suspension dans l'oxygène insufflé par le bas, de manière à permettre d'affiner le métal de la charge. 60) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3, 4, 5 prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce que les gaz réducteurs CO et H2 produits, sont soumis soit dans le récipient, soit en dehors de celui-ci, à l'action d'un gaz oxydant tel que de l'air, et en ce que les gaz provenant de la combustion de l'un par l'autre, sont dirigés sur les mitrailles destinées à êtrefondues, de façon à les préchauffer avant leur introduction dans le récipient. 70) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 prise isolément, c a r a c t é r i s é ence que le métal liquide est soumis à un brassage de préférence giratoire, au moyen de fluides appropriés injectés latéralement ou par le fond du récipient 8 ) Procédé suivant la revendication 7, c a r a c t é r i s é en ce que les fluides sont liquides ou gazeux, oxydants ou réducteurs, et tiennent éventuellement en suspension des produits scorifiants ou des produits réducteurs finement divisés.