Brevet FR2274690A1 — publié le 19760109

La présente invention concerne les installations pour la transformation et l'évacuation du laitier liquide se formant dans les fours de fusion, et notamment les installations pour la production de laitier granulé. L'invention peut être appliquée avec une efficacité maximale à la transformation du laitier liquide directement lors de sa coulée d'un haut fourneau de 3.000 m3 de volume ou plus, elle peut aussi être utilisée avec non moins d'efficacité pour n'importe quel type de four donnant du laitier. A ltheure actuelle, on connaît des installations pour la production de laitier granulé, qui sont installées hors des limites des fours de fusion, à une distance notable de ces fours (jusqu'à 1,5 km et au-delà), le laitier liquide étant amené à ces installations dans des poches à laitier à l'aide de locomotives. 3e telles installations comprennent un chenal dans lequel sont simultanément admis l'eau pour la granulation du laitier liquide et, directement à partir des poches à laitier, le laitier liquide. La pulpe formée lors de la granulation est dispersée sur une aire découverte, d'où le laitier granulé, mis au préalable en tas, est ensuite chargé par des bennes-preneuses dans des wagons le livrant aux utilisateurs (notamment aux cimenteries).L'eau coulant par gravité s'accumule dans des décanteurs constitués par plusieurs compartiments pour assurer sa clarification plus complète. Par "tas" on entend ici un amoncellement de laitier formé au moyen d'appareils appropries. Dans ces installations connues, le laitier se refroidit lors de son transport dans les poches, aussi de forme-t-il des loups atteignant 20g et plus du volume total du laitier, et la qualité du granulé en tant que matière première pour la fabrication du ciment baisse. En outre, la formation de tels loups abaisse fortement la quantité de laitier liquide utilisé pour la granulation et implique le piquage des poches. D'autre part, le laitier granulé produit par ces installations a une composition granulométrique hétérogène et son humidité atteint 304. Il s'ensuit un chargement irrationnel des wagons et des fours de séchage dans les cimenteries. De plus, de telles installations exigent de grandes aires, ont un réseau ramifié de voies ferrées et un personnel nombreux. Ces inconvénients peuvent être en partie supprimés en rapLrochant des fours de fusion l'installation de production de laitier granulé, et en collectant dans des trémies la pulpe produite lors de la granulation. On connaît des installations pour la production de laitier granulé, dans lesquelles il y a un chenal couvert recevant le laitier liquide formé dans les fours de fusion, et un granulateur monté à l'entrée de ce chenal et assurant la granulation du laitier dans le chenal sous l'action d'eau sous pression. A la sortie du chenal est raccordée d'une manière étanche une trémie collectant la veine tombante de pulpe formée lors de la granulation. A la partie inférieure de la trémie est relié un dispositif d'élévation par air comprimé, ou "air-lift", recevant la pulpe et la transmettant à un dispositif de déshydratation et de séchage, qui donne un laitier granulé déshydraté (voir, par exemple, le certificat d'auteur d'invention d'URSS NO 183776 dans la cl. 21b, 3/08).Dans cette installation, la capacité collectant 11 eau clarifiée se trouve hors de la trémie et est raccordée au granulateur par une conduite de longueur assez grande. QucMque ces installations connues, comparativement à celles décrites plus haut, soient plus compactes et permettent d'obtenir un laitier granulé de composition granulométrique requise et d'humidité moindre, elles présentent cependant des inconvénients notables. Avant tout, ce sont des installations à action périodique, car l'admission du laitier liquide au chenal s'effectue périodiquenent et le dispositif d'élévation par air comprimé, transférant toute la pulpe formée doit aussi marcher périodiquement. En outre, ces installations sont utilisées, en règle générale, auprès de fours de fusion de petite puissance, donnant de petites quantités de laitier liquide. Dans le cas d'utilisation de telles installations pour de gros fours de fusion, il faudrait recourir à des dispositifs d'élévation de grande puissance et de grande longueur, afin d'assurer le transport complet de toute la pulpe formée. En outre, l'utilisation de telles installations auprès de fours de fusions de grande puissance nécessiterait la présence de plusieurs trémies-décanteurs pour la déshydratation et le séchage. Comme chaque trémie-décanteur marche suivant un régime à trois temps : remplissage par la pulpe, filtrage de l'eau et déchargement du laitier granulé, il faudrait prévoir une série de mécanismes pour la commutation de la trémie décanteur correspondant au régime de marche voulu. La présence de tels mécanismes compliquerait l'installation et abaisserait sa fiabilité. De plus, dans ces installations connues, l'éventualité de pannes du dispositif d'élévation par air comprimé, dues à son obstruction par les grosses inclusions et les croates de laitier pouvant arriver avec la pulpe ne sont pas exclues. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients précités. On s'est donc proposé de créer une installation pour la production de laitier granulé qui, grace à la présence dans sa trémie d'un dispositif pour la séparation de la pulpe en phases, dont l'une est la pulpe concentrée et l'autre l'eau clarifiée, assurerait la production du laitier granulé en continu et uniformément, indépendamment de la période de coulée et du volume de laitier liquide à granuler, ce qui permettrait de l'utiliser pour des fours de fusion de n'importe quels puissance et volume, et rendrait possible la collecte de l'eau clarifiée dans le voisinage immédiat de la trémie, suivie de son utilisation pour la granulation du laitier, d'où une diminution de l'encombrement de l'installation, un abaissement de la puissance dudit dispositif d'élévation et des pompes de refoulement et une forte réduction de la longueur des conduites sous pression. La solution consiste en ce que, dans l'installation pour la production de laitier granulé, comprenant un chenal couvert dans lequel est admis le laitier liquide formé dans les fours de fusion, un granulateur placé à l'entréé de ce chenal pour y granuler le laitier sous l'action d'eau sous pression, une trémie raccordée d'une manière étanche à la sortie du chenal pour recevoir la veine tombante de pulpe formée pendant la granulation, et un dispositif d'élévation par air comprimé, relié à la partie inférieure de ladite trémie pour recevoir la pulpe et la transmettre à un dispositif de déshydratation et de séchage donnant un laitier granulé déshydraté, d'après l'invention la trémie est remplie d'eau jusqu'à au moins 100 mm au-dessous du fond du chenal à la sortie de ce dernier ; dans la trémie, en dehors de la zone d'action directe de la veine de pulpe en chute, est placée une plaque rigidement fixée aux parois de la trémie et ayant un bord immergé dans l'eau derrière ladite plaque, du côté opposé à la zone indiquée, plus bas que le niveau d'eau indiqué, est placée une grille adjacente à ladite plaque et retenant les suspensions légères de la pulpe ; une paroi de débordement adjacente à la grille assure le déversement de l'eau clarifiée dans une capacité mise en communication avec la trémie. Une telle solution constructive permet d'obtenir une eau clarifiée et une pulpe concentrée à rapport solide/liquide de 1/t ou 1/2, à la différence du rapport solide/liquide de 7/6 (ou au-dessous) que présente la pulpe obtenue dans les installations connues. Ceci est obtenu grâce au fait que la veine de pulpe en chute, en venant frapper la surface de l'eau et la plaque, dissipe son énergie cinétique et se calme. Il en résulte que le laitier granulé, étant plus lourds, se dépose dans la partie inférieure de la trémie. L'eau clarifiée, en se déversant par-dessus la paroi de débordement, s'amas dans la capacité. Une telle pulpe concentrée, c'est-à-dire avec une quantité d'eau minimale, permet d'utiliser un dispositif d'élévation de faible encombrement et de puissance réduite. En outre, dans le dispositif de déshydratation et de séchage il n'est pas nécessaire d'avoir plusieurs trémies-décanteurs et, par conséquent, des mécanismes supplémentaires. A son tour, la séparation en eau clarifiée et pulpe concentrée permet d'accumuler la pulpe indépendamment de la périodicité de l'arrivée-du laitier liquide. L'accumulation de la pulpe permet au dispositif d'élévation précité de l'envoyer en continu dans le dispositif de déshydratation et de séchage, en assurant ainsi un processus continu et uniforme de production de laitier granulé. La collecte de l'eau clarifiée dans une capacité directement adjacente à la trémie assure la compacité de l'installation et abaisse notablement la puissance des pompes de refoulement. Pour rendre l'installation encore plus compacte et diminuer fortement la longueur des conduites de pression, il est avantageux de raccorder la capacité de collecte de l'eau clarifiée, par sa partie inférieure, à une pompe refoulant cette eau vers le granulateur. Pour améliorer les conditions de travail dudit dispositif d'élévation et augmenter sa durée de service, il est avantageux de monter dans la zone d'action directe de la veine de pulpe en chute, plus bas que le niveau indiqué de l'eau, une grille pour la retenue et le fractionnement des grosses inclusions étrangères et des croûtes de laitier. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on décrit plus bas des exemples de réalisation concrets mais non limitatifs, avec référence au dessin unique annexé, dans lequel - la figure 1 représente une installation conforme à l'invention pour la production de laitier granulé (vue de cavé, en coupe longitudinale) - la figure 2 représente une vue en coupe suivant II-II de la figure I - la figure 3 représente une vue suivant la flèche "A" de la figure 1 - la figure 4 représente une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 3 ; - la figure 5 représente une variante de disposition relative de la plaque, de la grille et de la paroi de débordement (vue de dessus). L'installation proposée comprend un chenal couvert 1 (figure 1) auquel est admis le laitier liquide. A l'entrée de ce chenal est monté un granulateur 2, et à sa sortie est raccordée d'une manière étanche une trémie 3. A la partie inférieure de de cette trémie est raccordé, à l'aide d'une tubulure 4, un dispositif d'élévation par air comprimé, ou air-lift 5, à la partie supérieure duquel est monté un séparateur 6 mis en communication avec un dispositif 7 pour la déshydratation et le séchage. Le laitier liquide formé dans des fours de fusion est admis au chenal 1 à l'aide du bec 8 du chenal à laitier du four de fusion (non représenté sur le dessin). le granulateur 2 est constitué par un collecteur 9 et une plaque perforée 10 (figure 2) juxtaposée à ce collecteur et exécutant, sous l'action d'eau sous pression, la granulation du laitier liquide dans le chenal 1. Par suite de la granulation il se forme une veine de pulpe qui tombe dans la trémie 3. Dans la trémie 3 il y a trois parois inclinées. Une capacité 11 (figure 1) est adjacente à l'une de ces parois. La trémie 3 est remplie d'eau jusqu'à un niveau situé au moins à 100 mm au-dessous du fond 12 du chenal 1 à la sortie de ce dernier. La limite indiquée du niveau suparieur de l'eau est choisie de façon à assurer la sécurité lors de la granulation du laitier liquide. le remplissage de la trémie en eau peut s'effectuer jusqu'à un niveau un peu au-dessous de celui indiqué, mais à condition que l'énergie cinétique de la veine de pulpe en chute soit dissipée et qu'elle se calme en tombant sur la surface de l'eau et non sur les parois de la trémie. En outre, la limite indiquée plus haut est choisie de façon à assurer l'accumulation de la pulpe concentrée dans la partie inférieure de la trémie, d'où elle est débitée en continu, et à obtenir une eau clarifiée au degré voulu, suffisant pour assurer la marche fiable de la pompe et dudit dispositif d'élévation. Dans la trémie 3 il y a une plaque 13 (figure 3) fixée directement à ses parois et placée en dehors de la zone "a" d'action directe de la veine de pulpe en chute, avec un bord immergé dans liteau, comme montré sur la figure 4. Cette plaque a pour fonction essentielle de calmer l'eau à sa surface, ce qui contribue à une meilleure clarification de liteau. Elle est disposée en dehors de la zone "a" pour éviter sa destruction et l'augmentation de ses dimensions. Derrière la plaque 13, du côté opposé à celui de la zone "a", plus bas que le niveau de l'eau, est placée une grille 14 pour la retenue des suspensions légères de la pulpe. Cette grille est adjacente à la plaque 13. L'autre côté de la grille 13 est adjacente à une paroi de débordement 15 pour le déversement de l'eau clarifiée dans la capacité 11. Si de grosses inclusions étrangères ou des croûtes de scorie peuvent arriver avec le laitier, on place dans la zone "au', plus bas que le niveau de l'eau, une grille 16 pour la retenue et le fractionnement des inclusions et des croûtes de laitier. La présence d'une telle grille améliore les conditions de marche dudit dispositif d'élévation, car elle exclut les pannes pouvant être provoquées par l'entrée de ces inclusions et croûtes dans ledit dispositif d'élévation. La plaque 13 et la paroi de débordement 15 sont orientées, l'une par rapport à l'autre, de façon à assurer u front maximal de débordement. Le plus avantageux et le plus efficace est de disposer cette plaque et la paroi de débordement parallèlement, comme montré sur la figure 4. La plaque 13, la paroi 15 et la grille 14 sont disposées dans la trémie 3 soit dans la direction suivant laquelle la pulpe sort du chenal, c'est-à-dire le long de la zone "a" comme montré sur la figure 3, soit dans une direction perpendiculaire à cette zone "a", comme montré sur la figure 5. Gracie à la plaque, à la paroi et à la grille, la pulpe est séparée dans la trémie 3 en deux phases, dont l'une est l'eau clarifiée, collectée dans la capacité tl (figure 1) et l'autre, la pulpe concentrée à rapport solide/liquide égal à 1/1 ou 1/2. Cette pulpe concentrée s'accumule dans la partie inférieure de la trémie 3. La capacitd Il a un fond incliné et sa partie inférieure est raccordée par une conduite d'aspiration 17 à une pompe 18, laquelle est raccordée par une conduite de refoulement 19 au granulateur 2 pour amener l'eau clarifiée à son collecteur 9. Cette eau est utilisée pour la granulation du laitier liquide. Etant donné que, pendant la granulation, il se forme de la vapeur contenant des composés sulfureux, il faut neutraliser cette vapeur et l'évacuer. A cet effet est prévu un laveur de gaz ou "scrubber" 20 monté au-dessus de la trémie 3 et doté d'une rampe 21 pour l'admission d'eau alcaline destinée à débarrasser la vapeur des composés sulfureux. Le mélange vapeur-air épuré est rejeté à l'atmosphère par un tube 22 monté directement sur le laveur de gaz 20. Le dispositif 5 d'élévation par air comprimé se compose d'un manchon 23 d'admission d'air comprimé et d'un tube élévateur 24 recevant la pulpe concentrée de la trémie 3 et la transmettant au séparateur 6. L'admission d'air comprimé est montrée conventionnellement par une flèche "B". Le séparateur 6 est raccordé par un tube 25 au laveur de gaz 20 pour l'évacuation de l'air du dispositif d'élévation 5, lequel est rejeté à l'atmosphère en commun avec le mélange vapeur-air rendu inoffensif. Le dispositif 7 pour la déshydratation et le séchage comprend un déshydrateur 26 du type carrousel et une trémie 27 pour la collecte du laitier granulé. Sous le déshydrateur 26 est montée une cuve 28 pour la collecte de l'eau filtrée par le déshydrateur. La cuve 28 est raccordée par une conduite 29 à la trémie 3 ou au dispositif d'élévation 5 pour l'évacuation de l'eau filtrée. Le déshydrateur 26 est entrarné en rotation par un moteur électrique 30, à l'aide d'un réducteur 31 et d'un engrenage 32. La trémie 27 est dotée d'une rampe 3-3 pour ltadmission d'air de séchage du laitier granulé déshydraté. L'admission de l'air est montrée conventionnellement par la flèche "C". Sous la trémie 27 est monté un convoyeur 34 recevant le laitier granulé et le transférant à l'entrepôt ou à des wagons. L'installation fonctionne de la façon suivante. Avant de mettre l'installation en marche, on remplit la trémie 3 d'eau jusqu'à un niveau situé au moins à 100 mm au-dessous du fond 12 du chenal 1. Ensuite on met en marche la pompe 18, qui refoule l'eau vers le collecteur 9 du granulateur 2. Simultanément on admet le laitier liquide au chenal 1 par le bec 8. L'eau sous haute pression passe à travers la plaque perforée 10 et, sous la forme de jets, vient frapper le laitier liquide en sssurant sa granulation. On sait que la granulation du laitier liquide donne une pulpe composée de trois phases, dont l'une est de liteau, la seconde, un mélange vapeur-air contenant des composés sulfureux, et la troisième, le laitier granulé. la pulpe formée lors de la granulation arrive dans la trémie 3 sous la forme d'une veine en chute. En frappant l'eau et la plaque 13, cette veine de pulpe dissipe son énergie cinétique et se calme. 3e ce fait et par suite de la différence de poids spécifique des phases de la pulpe, le laitier granulé, étant la phase la plus lourde, se dépose dans la partie inférieure de la trémie 3, tandis que l'eau clarifiée se déverse par dessus la paroi de débordement 15 pour arriver dans la capacité 11. L'eau estrioe dans cette capacité par la pompe 18 qui la renvoie au granulateur 2 pour le cycle suivant de granulation du laitier liquide. La grille 14 empêche les fractions légères du laitier granulé de se déverser dans la capacité 11. Si la pulpe contient de grosses inclusions étrangères et des croûtes de scorie, elles sont retenues par la grille 16, qui empêche leur chute dans la trémie 3. la granulation continuant, les grosses inclusions étrangères sont fractionnées par la veine de pulpe. Le mélange vapeur-air contenant des composés sulfureux va au laveur de gaz 20, dans le collecteur 21 duquel est admise de l'eau alcaline. Sous l'action de cette eau, les composés sulfureux sont neutralisés, et le mélange vapeur-air épuré est rejeté à l'atmosphère par le tube 22. Le laitier granulé qui s'est déposé dans la partie inférieure de la trémie 3, forme avec l'eau une pulpe concentrée à rapport solide/liquide égal à 1/1 ou 1/2. Cette pulpe concentrée coule par gravité suivant les parois inclinées de la trémie 3 et la tubulure inclinée 4 pour entrer dans le dispositif d'élévation 5.Le manchon ?3 injecte dans le tube 24 l'air comprimé sous l'action duquel la pulpe concentrée est amenée dans le soparateur 6. Le séparateur sépare l'air qui est transmis par le tube 25 au laveur de gaz 20, d'oU, en commun avec le mélange vapeur-air, il est rejeté à l'atmosphère. La pulpe concentrée passe du séparateur au déshydrateur 26 en coulant par gravité. Pendant la rotation du déshydrateur, l'eau se sépare de la pulpe concentrée et, à travers le fond grillagé, tombe dans la cuve 28. De cette cuve, l'eau est amené par le tube 29 à la trémie 3 et à la partie inférieure du dispositif d'élévation 5 pour la mise en suspension du laitier granulé déposé. Le laitier granulé déshydraté tombe dans la trémie 27, où il est soufflé par l'air de séchage venant de la rampe 33. Le laitier granulé séché arrive sur un convoyeur 34 qui le transporte jusqu'à I'entrepat ou bien le charge dans des wagons. L'air de la trémie 27 est transmis au laveur de gaz 20. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Installation pour la production de laitier granul6, du type comprenant un chenal couvert dans lequel est admis le laitier liquide formé dans des fours de fusion, un granulateur placé à l'entrée de ce chenal et effectuant la granulation du laitier dans ce dernier sous l'action d'eau sous pression, une trémie raccordée d'une manière étanche à la sortie du chenal et recevant la veine tombante de pulpe formée pendant la granulation, et un dispositif d'élévation par air comprimé, raccordé à la partie inférieure de ladite trémie et recevant la pulpe pour la transmettre à un dispositif de déshydration et de séchage pour l'obtention d'un laitier granulé déshydraté, caractérisée en ce que la trémie est remplie d'eau jusqu'à au moins 100 mm au-dessous du fond du chenal à la sortie de ce dernier, et en ce que dans ladite trémie, en dehors de la zone d'action directe de la veine de pulpe tombante, est placée une plaque rigidement fixée aux parois de la trémie et ayant un bord immergé dans liteau, tandis que derrière ladite plaque, du côté opposé à ladite zone, plus bas que ledit niveau d'eau, est placée une grille adjacente à ladite plaque et servant à retenir les suspensions légères de la pulpe, une paroi de débordement adjacente à ladite grille assurant le déversement de l'eau clarifiée dans une capacité mise en communication avec ladite trémie. 2. Installation selon la revendication1, caractérisée en ce que la capacité pour la collecte de l'eau clarifiée est raccordée par sa partie inférieure à une pompe refoulant cette eau vers le granulateur. 3. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que dans la zone d'action directe de la veine de pulpe tombante, plus bas que ledit niveau d'eau, est montée une grille pour la retenue et le fractionnement des grosses inclusions étrangères et des croûtes de laitier.