Brevet FR2318934A1 — publié le 19770218

L'invention concerne un dispositif pour le captage des gaz dégagés au cours de l'affinage pneumatique de la fonte en acier. On connait un procédé de captage sans combustion des gaz de convertisseur gui consiste à placer une hotte, munie de moyens d'évacuation et de tirage, au-dessus du bec du convertisseur, et à régler le débit de gaz aspiré de manière à maintenir une différence pratiquement nulle entre la pression au bas de la hotte et la pression atmosphérique. Ce procéde et des dispositifs de mise en oeuvre ont déjà fait l'objet de brevets de la part du demandeur, mais ces dispositifs ne permettaient pas de capter les gaz émis lorsque le convertisseur est en position inclinée. Ceci n'est pas très genant pour les procédés d'affinage de l'acier avec soufflage par le haut, puisque la lance de soufflage doit être retirée du bain métallique lors du basculement du convertisseur.Par contre, pour les procédés avec soufflage par le fond, comme le procédé LWS, il faut assurer un écoulement permanent de gaz pour éviter que le métal liquide ne penetre dans les tuyères d'insufflation de gaz. I1 y a donc, lors du rabattement du convertisseur degagement d'une importante quantité de gaz nocifs qu'il faut empêcher de se répandre dans l'atmosphère. Une solution connue consiste à entourer complètement le convertisseur par une chambre reliée à des moyens d'aspiration. Mais cette solution est difficilement adaptable au captage sans combustion car avec un aussi grand volume il est difficile de régler correctement le débit d'aspiration et d'éviter les combustions parasites pour récupérer une quantité de gaz non brûlés aussi importante que possible. De plus, une chambre entourant complètement le convertisseur ne permet pas à l'opérateur de suivre visuellement l'opération d'affinage. Le but de la présente invention est donc de fournir un dispositif permettant le captage des gaz du convertisseur indifféremment, lorsque ce dernier est en position basculée ou en position verticale et permettant également de capter sans combustion la majeure partie des gaz émis au cours d'une période d'affinage, tout en laissant visible le convertisseur. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de captage sans combustion des gaz de convertisseur comprenant une hotte d'aspiration prolongée vers le bas par une jupe de captage formant un évasement autour de la hotte, des moyens d'aspiration et d'écoulement des gaz, des moyens pour regler le débit des gaz aspirés de manière à maintenir au bas de la jupe une Pression sensiblement egale à la pression atmosphérique, caractérisé en ce que - la jupe entoure la partie supérieure du convertisseur en position verticale, - la base de la jupe est dans un plan horizontal situé au voisinage de l'extrémité supérieure du bec du convertisseur en position rabattue, - la surface de base de la jupe contient entièrement la projection sur le plan de base de la jupe d'une section horizontale quelconque du convertisseur en position rabattue, - la partie avant de la jupe, située en regard du bec du convertisseur en position de chargement est escamotable. Le dispositif selon l'invention peut en outre comporter les caractéristiques suivantes - la partie avant de la jupe est supportée par un chariot mobile dans un plan horizontal, - la partie avant de la jupe porte sur la surface qui vient en contact de la partie fixe du dispositif, un joint qui coopère avec une pièce d'appui de la partie fixe pour assurer l'étanchéité du contact. Comme on le comprend, le dispositif de captage selon l'invention comporte une jupe de captage entourant le convertisseur, une hotte d'aspiration, des moyens pour assurer l'écoulement des gaz aspirés et des moyens pour en régler le débit. La demanderesse a déjà mis en évidence l'intérêt d'aspirer, en début et fin d'affinage, une quantité d'air suffisante pour brûler les gaz et former un tampon de gaz neutres qui isole l'air présent dans le circuit, ou l'air qui va être aspire, des gaz captés sans combustion, gaz dont le melange à de l'air dans certaines proportions est explosif. Le même résultat est obtenu lors du rabattement du convertisseur, pour la prise d'échantillons ou la coulée du laitier, avec la jupe de captage du dispositif selon l'invention. En effet, en position rabattue, le bec du convertisseur est, en grande partie tout au moins, en-dessous du plan de base de la jupe, et de l'air est aspiré en même temps que les gaz.L'installation de captage selon l'invention fonctionne donc dans de très bonnes conditions de securité, puisqu'il ne peut pas, après aspiration des gaz dans la hotte, se former dans une partie de l'installation,des melanges gazeux explosifs. Ceci est extrêmement intéressant dans le cas de soufflage d'oxygène a l'aide de tuyères refroidies par des hydrocarbures, car les gaz captés contiennent une certaine quantité d'hydrogène, gaz particulièrement explosif. La securite est également assurée de la même manière lorsque l'opé- rateur est obligé de rabattre le convertisseur en cours de décarburation. D'autre part, la faible hauteur de la jupe rend inutile la présence d'ouvertures spéciales pour la prise d'échantillons ou le décrassage du laitier. Cela conduit à un dispositif de captage particulièrement simple et où il y a peu de problèmes d'étanchéité. Une seule ouverture est nécessaire pour permettre le chargement du convertisseur, pour cela la partie avant de la jupe est escamotable et permet le passage des poches de fonte. Avec le dispositif de captage des gaz selon l'invention, il n'est pas necessaire de prévoir un système spécial pour le chargement du convertisseur. L'invention sera de toutes façons bien comprise en se reportant à la des cription qui va suivre, donnee à titre d'exemple non limitatif en référence aux planches de dessin annexées sur lesquelles - la figure 1 représente un schema général de l'installation de captage des gaz, - la figure 2 est une coupe d'un mode de réalisation préféré de la jupe de captage et de la hotte d'aspiration du dispositif selon l'invention, - la figure 3 représente la partie fixe de la hotte et de la jupe du mode de réalisation précédent, la partie escamotable ayant été enlevée. Sur la figure 1 on peut voir en 1 le convertisseur, en 2 la jupe de captage qui entoure le convertisseur, en 3 la hotte d'aspiration, en 4 la cheminée d'évacuation des gaz, en 5 un système de dépoussiérage de type classique, en 6 une vanne papillon et en 7 un ventilateur. Le réglage du débit de gaz aspire est effectué à l'aide de ces deux derniers elements, le système de mesure de la pression au bas de la jupe et le système de commande de la vanne papillon et du ventilateur sont classiques et n'ont pas éte représentés. A la sortie du ventilateur 7 les gaz captés peuvent être brûlés dans une torchere ou mieux envoyes dans un gazomètre, puisqu'en période de decarburation de la fonte ils ont un pouvoir calorifique important. Les gaz sortant du convertisseur sont à température très élevée et il est généralement necessaire de prévoir une circulation d'eau autour de la hotte 3 et de la cheminée 4. Cette circulation d'eau permet egalement d'abaisser la température des gaz avant leur entrée dans le systeme de dépoussiérage 5. Sur la figure 1 deux traits verticaux séparent la partie fixe du dispositif de la partie escamotable. Cette partie escamotable peut être séparable de la partie fixe et être déplacée par tout moyen approprié dans un plan vertical ou horizontal pour permettre le passage des poches de coulée. Elle peut également rester attachée à la partie fixe sur une portion de la surface de contact et s'écarter de cette partie fixe lors du chargement du convertisseur. La jupe et la hotte ont été représentées figure 1 comme formées d'un assemblage d'eléments cylindriques et tronconiques, mais toute forme telle que la surface de base de la jupe contienne la projection sur le plan de base de la jupe d'une section horizontale quelconque du convertisseur en position rabattue, convient. En particulier, la base de la jupe peut être un cercle, un rectangle, un carré, un hexagone ou une ellipse, les seules limitations étant celles imposées par les difficultés de construction. Les modes de réalisation préférés comportent l'un une jupe dont la base est de forme circulaire, l'autre de forme rectangulaire. Seule la variante d'exécu tion où la jupe a une base circulaire a éte représentée aux figures 2 et 3, mais avec une jupe a base rectangulaire tous les autres éléments de l'installation sont les mêmes et la transposition d'un mode d'exécution à l'autre est immédiate. La hotte 3 représentée figures 2 et 3 est cylindrique et de diamètre voisin de la veine de gaz a capter lorsque le convertisseur, non représenté, est en posi- tion verticale. La jupe 2 est formée d'une partie cylindrique 8 et d'une partie conique 9 prolongeant la hotte 3 vers le bas. L'étanchéité entre la hotte 3 et la jupe 2 est obtenue à l'aide d'un joint a sable classique 10. La partie avant de la jupe est coupée peu apres le joint à sable 10, de manière a former une partie fixe, représentée seule a la figure 3 et une partie avant séparable 2'. La partie avant porte un bati 13 qui est fixe de manière classique, par exemple a l'aide de boulons, a un chariot 12 glissant sur des rails 14 eux-mêmes supportés par la charpente qui soutient l'installation. Le chariot 12 se déplace, a l'aide d'un moteur électrique non représenté, dans un plan parallele au plan de la figure 2, il permet d'écarter de la partie fixe de l'installation la partie avant 2' de la jupe lors du chargement du convertisseur. La partie avant de la jupe porte un joint d'étanchéité, par exemple un bourrelet d'amiante, qui coopère avec une languette d'étanchéité, portée par la partie fixe, pour empêcher le passage des gaz entre les deux parties de la jupe. L'ensemble joint-languette estreprésente en 11 sur la figure 2. Pendant les opérations d'affinage les deux parties de la jupe sont maintenues pressées lune contre l'autre a l'aide de serre--joints actionnés par des vérins pneumatiques. Des essais effectués sur des charges de fonte hématite et des charges de fonte phosphoreuse ont permis de vérifier le bon fonctionnement du mode de réalisation de l'invention qui vient d'être décrit. Le convertisseur utilisé pour ces essais est du type LWS a tuyères refroidies par des hydrocarbures, le débit de gaz aspiré est fixé de manière a ce que la quantité d'air aspirée représente 8 % du volume nécessaire pour assurer la combustion complète des gaz, ce qui correspond à un taux de combustion X = 0,08. Les gaz recueillis au cours de l'affinage ont la composition moyenne suivante : 75 % CO, 9 % C02, 2 % H2, 14 % N2. Des essais de rabattement en cours de décarburation ont été effectués et ont montré que le tampon de gaz neutres se forme immédiatement et donc que les conditions de sécurité sont respectées. Le dispositif de captage selon l'invention est plus particulièrement adap- té au captage des gaz produits lors de l'affinage de la fonte dans des convertisseurs à soufflage par le bas, mais il peut bien entendu être utilisé pour des récipients d'affinage de type différent en procurant les mêmes avantages. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de captage sans combustion des gaz de convertisseur, comprenant une hotte d'aspiration prolongée vers le bas par une jupe de captage formant un évasement autour de la hotte, des moyens d'aspiration et d'écoulement des gaz, des moyens pour régler le débit des gaz aspirés de manière a maintenir au bas de la jupe une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique, caractérisé en ce que - la jupe entoure la partie superieure du convertisseur en position verticale, - la base de la jupe est dans un plan horizontal situé au voisinage de l'extrémité supérieure du bec du convertisseur en position rabattue, - la surface de base de la jupe contient entièrement la projection sur le plan de base de la jupe d'une section horizontale quelconque du convertisseur en position rabattue, - la partie avant de la jupe, située en regard du bec du convertisseur en position de chargement, est escamotable. 2 - Dispositif de captage des gaz selon la revendication précédente carac térisé en ce que la partie avant de la jupe est séparable du reste du dispositif et est supportée par un chariot mobile dans un plan horizontal. 3 - Dispositif selon la revendication précédente caractérisé par le fait que la partie avant de la jupe porte sur la surface qui vient en contact avec la partie fixe du dispositif , un joint qui coopère avec une pièce d'appui de la partie fixe pour assurer l'étanchéité du contact.