Brevet FR2225526A1 — publié le 19741108

La présente invention concerne les procédés d'évacuation des fumées des convertisseurs. Qn connaît des procédés d'évacuation des fumées de convertisseurs par des voies comportant des refroidisseurs, des épurateurs et des ventilateurs aspirants fonctionnant soit avec achèvement de la combustion du gaz (oxyde de carbone), soit sans achèvement de la combustion. Dans le cas de l'évacuation des fumées avec achèvement de la combustion, le coefficient d'excès d'air est maintenu supérieur à l'unité pendant tout le soufflage, ce qui assure la sécurité vis-à-vis des explosions. Ces derniers temps, une grande extension a été donnée aux installations avec évacuation des fumées sans achèvement de la combustion, car, à capacité de débit égale, elles exigent des investissements et des frais d'exploitation beaucoup moindres. Actuellement on note une tendance à une intensification encore plus poussée du soufflage des convertisseurs. Toutefois, dans les aciéries actuellement en service, ceci est entravé par la capacité de débit limitée de l'équipement évacuant les fumées : refroidisseurs, épurateurs, ventilateurs et équipement pour l'eau de circulation. La reconstruction des voies existantes d'évacuation des fumées, visant à accroître Ieur capacité de débit par des procédés connus, nécessite un remplacement total ou partiel de l'équipement d'évacuation des fumées, ce qui est lié à de gros investissements, à un accroissement notable des frais d'exploitation et à une longue période d'arrêt de l'équipement pour la réalisation, lourde de main-d'oeuvre, de la reconstruction. te but de l'invention est de supprimer les complications indiquées. -Il s'agissait donc de créer un procédé d'évacuation des fumées d'un convertisseur, dans lequel le débit du ventilateur et la quantité d'air aspirée dans la voie d'évacuation des fumées seraient tels, qu'ils permettraient, dans les aciéries existantes utilisant des convertisseurs dont les fumées sont évacuées avec achèvement de la combustion, d'assurer, sans remplacer l'équipement d'évacuation des fumées, un accroissement notable de l'intensité du soufflage, ce qui rendrait possible une augmentation importante de la production d'acier avec un volume minimal de travaux de reconstruction, ainsi que d'assurer la marche des convertisseurs dans une plage étendue d'intensité de soufflage. La solution consiste en un procédé d'évacuation des fumées d'un convertisseur à travers un appareillage d'évacuation monté avec un écartement pour l'aspiration de l'air nécessaire à l'achèvement de la combustion, et comportant un refroidisseur, un épurateur, un ventilateur aspirant et un dispositif d'achèvement de la combustion disposés en série dans le sens de l'évacuation des fumées, ledit procédé étant caractérisé, d'après l'invention, en ce que 11 évacuation des fumées vers l'achèvement de la combustion s'effectue avec un coefficient d'excès d'air cl= 0,1 à 1, le débit du ventilateur aspirant étant choisi en accord avec la quantité de produits de combustion lorsqueo 1, et avec la charge thermique maximale du refroidisseur, non supérieure à la valeur admissible. te procédé de l'invention assure une évacuation efficace des fumées et, par conséquent, permet d'intensifier le soufflage du métal dans ie convertisseur, ce qui, à son tour, augmente la production d'acier. En outre, le procédé ne présente pas de risques d'explosion et exige que des pertes de temps et des dépenses insignifiantes pour le ré équipement des dispositifs existants d'évacuation des fumées. Pour une meilleure compréhension de l'invention, un exemple non limitatif de mise en oeuvre du procédé proposé est décrit ci-après. Dans un appareillage existant d'évacuation des fumées, conçu pour fonctionner avec achèvement de la combustion des gaz du convertisseur, et dont toutes les parties, y compris le ventilateur aspirant et la cheminée, sont individuelles, c'est-à-dire non reliées aux appareillages voisins d'évacuation des fumées, on assure une bonne étanchéité et on supprime toutes les zones susceptibles de provoquer des stagnations. A la sortie de la cheminée on monte un dispositif d'achèvement de la combustion, on prévoit des mesures pour l'extraction organisée de l'oxyde de carbone se trouvant dans l'eau de circulation, ainsi que des moyens de verrouillage et de sécurité. Le débit du ventilateur aspirant est réglé à une valeur constante telle, qu'avec un débit maximal d'oxygène, qui doít être de 2 à 2,5 fois plus grande que lors du fonctionnement avec achèvement complet de-la combustion, le coefficient d'excès d'air aspiré dans le refroidisseur dans la période dedégagement maximal des fumées, ne soit pas inférieur à= 0,1, et que, dans la période durant laquelleoC= = 1, l'extraction de calories par le refroidisseur ne dépasse pas la valeur admissible, ce qui est déterminé par un calcul thermique préliminaire de l'appareillage. Tout l'équipement principal est maintenu sans modifications. te coût d'une telle reconstruction est de plusieurs fois inférieur à celui de la reconstruction à effectuer pour la mise en oeuvre du procédé avec achèvement de la combustion avec une même intensité du soufflage. La sécurité au cours du processus est assurée, de meme que dans le procédé sans achèvement de la combustion, de la façon suivante Pendant la période initiale d'élaboration de l'acier, quand le dégagement de fumées du convertisseur est relativement faible, l'air aspiré est suffisant pour l'achèvement complet de la combustion des gaz du convertisseur. Au fur et à mesure que le dégagement de fumées augmente, la quantité d'air aspiré diminue et, à un certain moment, l'air aspiré devient insuffisant pour l'achèvement de la combustion des gaz, dont une partie seulement brûle dans le refroidisseur, le reste étant consumé à la sortie de la cheminée, dans le dispositif d'achèvement de la combustion. Au cours du passage d'un régime à l'autre, il se forme, lors de la combustion des gaz du convertisseur, un mélange inerte (tampon) constitué essentiellement par C02 et N2, qui balaie la voie d'évacuation des fumées en séparant les volumes convenant 02 et CO. A la fin du processus d'élaboration. hz système il se produit un retour à l'achèvement de la combustion de l'oxyde de carbone dans le refroidisseur. Dans le cas d'évacuation des gaz sans achèvement de la combustion, le tampon se forme lorsque le débit du ventilateur aspirant est minimal. Dans le procédé proposé, avec un débit du ventilateur correspondant à la valeur maximale, pendant la période de soufflage, du dégagement de fumées, et à l'extraction admissible de calories par le refroidisseur quand C= 1, le tampon formé est de plusieurs fois plus grand, ce qui augmente la sécurité au cours du processus. te procédé faisant l'objet de l'invention peut être utilisé dans toutes les aciéries existantes fonctionnant avec achèvement complet de la combustion. Les essais ont montré que le procédé permet d'accroître la production de l'acier de 20 à 25%, avec un volume minimal de travaux de reconstruction, ainsi que d'assurer la marche des convertisseurs dans une plage étendue d'intensité du soufflage. L'augmentation de'ira production d'acier peut exiger l'extension d'autres postes de l'aciérie(poste des poches, poste de coulée, etc...). te procédé proposé peut aussi être mis en oeuvre dans le cas de construction de nouvelles aciéries. Comparativement au procédé sans achèvement de la combustion, il simplifie considérablement la conception et l'exploitation, et augmente la fiabilité de l'équipement d'évacuation des fumées grâce à la suppression du système de régulation du débit du ventilateur (la virole refroidie au-dessus du convertisseur, les automatismes de régulation de la pression sous la virole, le ventilateur aspirant spécial à large plage de régulation du débit deviennent inutiles). Dans nombre de cas, il peut s'avérer avantageux de faire passer les appareillages existants d'évacuation des fumées du régime sans achèvement de la combustion au régime du procédé de l'invention. On coupe alors le système de régulation automatique de la pression au-dessous de la virole, et le dispositif existant d'achèvement de la combustion fonctionneau régime antérieur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Ra particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents te cliniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et misesen oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATION Procédé d'évacuation des fumées d'un convertisseur à travers un appareillage d'évacuation monté avec un intervalle pour l'aspiration de l'air nécessaire à l'achèvement de la combustion, et comportant un refroidisseur, un épurateur, un ventilateur aspirant et un dispositif d'achèvement de la combustion, disposés en série dans le sens de l'évacuation des fumées, caractérisé en ce que les fumées sont évacuées de telle manière que l'achèvement de la combustion s'effectue avec un coefficient d'excès d'air lorsque\= 1 et à une charge thermique maximale du refroidisseur non supérieure à la valeur admissible de cette charge.