Brevet FR2323763A1 — publié le 19770408

la présente invention concerne d'une manière générale des procédés et des appareillages pour l'élaboration de l'acier et plus particulièrement un procédé d'élaboration de l'acier et un appareil dans lequel on utilise un four à arc (électrique) avec combustion alr iliairee Plus précisément, l'invention concerne un procédé rapide de fusion de l'acier dans un four à arc pour la production d'acier au carbone ordinaire et d'acier allié à partir d'une charge froide de déchets d'acier comme matière première et un appareillage associé comportant une combinaison intégrée du four à arc, de brûleurs spéciaux oxygène-huile combustible installés dans le four pour réaliser la fusion assistée et un système d'évacuation des fumées, et comportant un grand nombre de nouveautés intéressant diverses de ces parties. Grâce aux dispositions de la présente invention, cet appareillage d'élaboration d'acier peut fonctionner conti nûment et efficacement pendant une longue période de temps avec une durée remarquablement réduite des arrêts pour la maintenance. Ces dernières années on a utilisé sur une grande échelle le procédé dit "à très forte suralimentation" (procédé 'IU5E.P") et dans certains cas divers systèmes à combustion auxiliaire ou assistée pour augmenter le rendement des fours à arc pour l'élaboration de l'acier dans lesquels une charge froide telle que des déchets d'acier est utilisée comme matière première. Dans ce procédé U.H.P., qui est devenu d'un seul coup le centre dtun grand intér8t du fait des suggestions et découvertes de W.E. Schwabe et d'autres, on utilise un transformateur d'une puissance qui est 1,5 à 2,0 fois celle d'un four classique de la même capacité opérationnelle, et cette opération est conduite avec un aro court. Xtoutetois ce procédé est encore associé à diverses difficultés parmi lesquelles on peut citer des investissements ou frais de premier établis- sement élevés pour l'appareillage et la limitation de la région à une région dans laquelle on dispose de puissantes sources d'énergie.Par ailleurs, en fonctionnement réel1 on se heurte aux difficultés ci-après étant donné que l'ensemble fonctionne avec un faible facteur de puissance, une faible tension et un courant intense. lo Dans le procédé U.H.P., puisque l'ensemble fonctionne en général avec un courant intense, une grande quantité de chaleur est prodaite-par effet Joule ainsi que des forces électromagnétiques intenses sont engendrées ce qui accélère la détérioration des supports a'électrodes ainsi que l'oxydation et l'usure de ces électrodes0 Par ailleurs, des contraintes thermiques dues à la différence de température entre lwextérieur et et l'intérieur d'une élec- trode tendent à produire des dommages -tels que la rupture, la fissuration et l'écaillage des électrodes, 2 En général, lorsque la puissance électrique est accrue, la durée de fusion des déchets d'acier est réduite, et le rapport du temps de marche total A à partir du début d'une coulée (c'est- & dire le temps pendant lequel lopéra- tion d'élaboration de l'acier est effectivement exécutée) au temps d'arrêt B compté à partir du début d'une coulée, s'est à-dire l'intervalle de temps entre une coulée à la mise en marche suivante et la somme des intervalles de temps tels que ceux passés à charger les déchets d'acier et à à réparer des pièces telles que les parties réfractaires des parois du four, o'est-8-dire le coefficient d'utilisation effectif A +B) par 100 % du four, tend à diminuer et le rendement des investissements pour l'appareillage décrit dans certains cas. 3. Etant donné que la distance entre les déchets d'acier et les électrodes varie pendant la période de fusion dans laquelle la densité apparente des déchets d'acier dans le four est faible, le fonctionnement avec un arc court est moins avantageux que celui avec un arc long, quand il s'agit de raccourcir la durée de la fusion. 4. Des dommages locaux concentrés, dus à la fusion des matières réfractaires des parois et du toit du four provoqués par des arcs électriques puissants produits entre les électrodes et les déchets d'acier, sont graves Etant donné les difficultés énumérées ci-dessus, le coefficient d'utilisation du four dans son ensemble est abaissé et si on le considère du point de vue du fonction- nement à long terme et continu, ce procédé présente plusieurs caractéristiques qui ne sont pas avantageuses pour augmenter la productivité et l'économie. Par ailleurs, les brûleurs du type dit t'enveloppe toroïdale" utilisés dans le procédé dit combustible, oxygène et riblon (F.O.S.) mis au point en Grande-Bretagne est actuellement un exemple représentatif d'un brAleur auxiliaire pour un procédé de fusion assisté. Les avantages apportés par l'installation de ce système dans un four à arc pour l'élaboration de l'acier sont les suivants 1. Ce système peut entre installé relativement facilement dans un four à arc existant déjà. 2. D'énormes investissements pour 11 équipement ne sont pas nécessaires comme dans le procédé U.H0P. Toutefois, dans la pratique réelle, on se heurte à plusieurs difficultés, les principales étant les suivantes, qui limitent l'efficacité de ce système, Un brûleur ordinaire du type qui peut astre représenté par le brAleur t'enveloppe torordale" est utilisé pour réchauffer et fondre les déchets d'acier grtce à une flamme à température élevée. Toutefois, dans un four fermé tel qu'un four à arc, il n'y a pas de chambre de combustion et il est difficile d'utiliser une grande quantité de combustible. Par ailleurs, à titre de conséquences naturelles, il est nécessaire de produire une flamme de structure courte. Des dispositions ont été imaginées pour cette nécessité, mais elles font apparaître les dlfficultds ci-après. 1. Faible rendement calorifique. Dans le cas de beurs "enveloppe toroïdale", dans lequel le combustible est finement pulvérisé avec de l'oxygène pur, la température théorique de combustion est dtenviron 2 8000C. Par ailleurs, dans une région à tempéra ture élevée, les coefficients de dissociation de CG2 et RO augmentent, et les chaleurs latentes deviennent mêmes supé- rieures à 50%. La température moyenne des déchets d'acier par rapport au temps est très basse, évidemment, et si les gaz de la combustion sont en contact avec cette matière à chauffer, une combustion se produit sur les surfaces extérieures, donnant naissance à une recombinaison0 Par conséquent, la réaction produit de la chaleur0 En tirant profit de cette caractéristique, un chauffage rapide devient possible Cependant, si l'utilisation ssu brAleur est entachée-d'erreurs, la chaleur latente dans les gaz d'échappement augmentera et donnera lieu à une forte diminution du rendement thermique.On peut voir diapres ce qui précède que pendant la période de début, quand la charge froide a été placée dans le four, ce procédé est relativement efficace, mais que le rendement thermique diminue quand la température de la matière en cours de chauffage 8 élève. 2. Limitation des périodes d'utilisationO Quand les déchets d'acier sont présents avec une densité apparente appropriée dans le four, la flamme sortant du brAleur se disperse convenablement dans la masse des morceaux constituant les déchets d'acier, mais lorsque la quantité d'acier fondu augmente et que la densité de la matière chauffée augmente, sa surface par unité de poids (spécifique) devient petite. Pour ce motif, le coefficient d'absorption de la chaleur diminue et,en m8me temps, la température des gaz à la sortie augmente. Par conséquent, le rendement est en général élevé seulement pendant la première partie de la fusion, mais non au cours de la dernière période de celle-ci0 30 Nombreux dommages aux installations du four. De graves dommages locaux par fusion se produisent à proximité de chaque orifice de brûleur et des pièces en contact avec la flamme et, en mame temps, une élévation excessive de la température de l'atmosphère à l'intérieur du four accélère en général la détérioration par fusion des briques de la paroi du four, augmente l'usure de ces briques et présente des inconvénients économiques0 Par ailleurs, l'éléva- tion de la température des gaz résiduaires est accom-pagnée d'une élévation de la température de l'eau de refroidissement du corps du four, et des difficultés associées aux conduites pour l'eau de refroidissement surviennent facilement, De plus, des dérangements tels que la rupture du sac filtrant et une aspiration insuffisante se produisent aussi dans le collecteur de poussières et provoquent une augmentation des dommages causés aux installations auxiliaires de celui-ci0 4. Difficulté de maintenance ou d'entretien à cause de la complexité du mécanisme du brûleur et de l'ensemble de l'appareillage. Dans le cas diun brAleur dans lequel le combustible est brayé en le pulvérisant directement avec de l'oxygène pur, une détérioration de son extrémité active est occasionnée par les retours de flamme à température élevée0 Par ailleurs, étant donné les dispositions spéciales telles qu'un dispositif de sécurité pour maintenir les retours de flamme à l'intérieur du cylindre du brAleur, la structure compliquée de l'extré- mité du brûleur pour réaliser une courbe toroïdale à définir et un régulateur de rapport pour un réglage proportionnel du rapport combustible/air, l'ensemble du brAleur devient compliqué, de fabrication conteuse et difficile à entretenir0 Etant donné les difficultés 1 et 2 citées ci-dessus, la limite au rendement obtenu par ce procédé, des points de vue opérationnels et économiques, est en général considéré comme étant de l'ordre de 20 % de l'énergie totale introduite dans le four à arc, bien que ce rendement dépende, du point de vue thermique, des coefficients affectant le rendement des brûleurs et, du point de vue économique, des prix de l'énergie électrique, de l'oxygène, et de l'huile combustible0 Gråce à la mise en oeuvre de la présente invention, le rendement est augmenté par le mécanisme unique en son genre du découpage par fusion et de la fusion de la charge de déchets froide ainsi que des matières analogues, par les brûleurs.De plus, à cause des inconténients 3 et 4 susmentionnés, on se heurte à des difficultés de maintenance, mais grâce à des perfectionnements de la construction des brûleurs pour l'injeotion de ltoxygbne et de huile combustible, des pièces de fixation de ces brflleurs ainsi que grtce à d'autres nouveautés selon la présente invention, ces difficultés sont surmontées et des améliorations remarquables sont obtenues comme on l'explique ci-après. la présente invention a pour objet d'éliminer les difficultés exposées ci-dessus associées au procédé à forte suralimentation (procédé H.P.) mis en oeuvre en liaison avec un four à arc et le procédé de combustion auxiliaire utilisant des brûleurs "enveloppe toroïdale" et d'obtenir un procédé et des séries d'appareils pour la réalisation d'un four à arc grtce auquels les difficultés susmentionnées peuvent être éliminées et un fonctionnement continu et à rendement élevé peut entre maintenu pendant une longue période avec une grande sta bilait et une productivité élevées Bien que la présente invention concerne la réalisation de brûleurs spéciaux oxygène/huile combustible (dénom més ci-après brûleurs oxygène/combustible) dans un four à arc destiné à produire des aciers au carbone ordinaires et des aciers alliés avec une charge froide de déchets d'acier constituant-la matière première, sa principale caractéristique est non seulement l'introduction d'une grande énergie à l'aide de brûleurs spéciaux en plus de l'énergie électrique, mais la mise en oeuvre d'une technique complète comportant des caractéristiques telles que l'utilisation de parois de four comportant des briques carbonées et des moyens de refroidissement par eau pour empocher la détérioration par fusion des matières réfractaires de la paroi du four électrique à arc, un toit de four comportant un anneau de refroidissement par eau pour augmenter sa durée, et un système détacuation des fumées pour maintenir un fonctionnement à grand rendement ainsi qMe ltutilisation d'une réalisation intégrée d'appareils dans ce but Selon une caractéristique de la présente invention sommairement décrite, elle concerne un procédé d'élaboration de l'acier dans lequel on utilise un four à arc pour produire des aciers ordinaires et des aciers alliés à partir d'une charge froide de déchets acier constituant la matière pre mière dans ce four à arc, et qui comprend l'inåection d'huile combustible et oxygène en direction de l'intérieur du four par des brûleurs oxygène/combustible montés avec un angle de fixation bien déterminé dans la paroi du four, pour réaliser ainsi la combustion du combustible de manière à aider l'arc pour une fusion rapide de la matière première et, en mame temps, pour extraire les ga d'échappement de intérieur du four à l'aide de moyens d'évacuation des fumées, afin de mettre en dépression l'intérieur du four afin d'aspirer ainsi de l'air secondaire de l'extérieur du four en direction de l'intérieur de celui-ci et d'augmenter ainsi le rendement de la combustion dans ce four0 Selon une autre caractéristique de la présente invention, elle concerne un appareillage d'élaboration de l'acier comprenant un four à arc pour produire des aciers ordinaires et des aciers alliés ainsi que des produits analo gues à partir d'une charge froide de déchets d'acier comme matière première et des moyens d'évacuation des fumées pour extraire les gaz de la combustion et la poussière de l'intérieur du four et - en même temps - créer une dépression à l'intérieur du four1 ce four à arc étant caractérisé en ce qu'il comprend : 1) une paroi de four constituée par des briques carbonées à partir d'un point légèrement au-dessus du niveau du laitier, en direction du-haut, à l'intérieur du four et refroidjepar des manchons refroidis par l'eau encastriés dans cette paroi ; 2) un toit de four avec une surface latérale extérieure constituée par des briques en magnésite- chrome revêtues d'acier, une pièce centrale autour des trous d'introduction des électrodes pourvues d'une masse de bourrage à teneur élevée en alumine et une pièce entourant un orifice de sortie associé à un anneau refroidi par l'eau et une masse de bourrage à haute teneur en alumine placée autour de celui-ci; et 3) plusieurs brûleurs oxygène/combustible, tous montés après introduction avec une orientation ddterminé dans la paroi du four et pourvus de moyens pour éjecter de l'oxygène et un combustible afin d'introduire une flamme de combustion à l'intérieur du four et avec des moyens de refroidissement par eau contre la partie du brAleur introduite à travers la paroi du four, la partie de la paroi du four autour des moyens de refroidissement par eau comportant des carreaux de revatement du brûleur. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente schématiquement les composants essentiels et la disposition de ceux-ci dans un ensemble d'élaboration de l'acier selon la présente invention0 La figure 2-est une vue de cavé, en coupe longi tudinale, d'un brûleur oxygène/huile selon l'invention. La figure 3 est une vue de 08té à plus grande échelle1 en coupe longitudinale, représentant un exemple de corps d'injecteur du brAleur représenté sur la figure 2. La figure 4 est une vue en plan simplifiée représentant les positions et les orientations dans une installation de brûleurs oxygène/huile combustible dans un four à arc selon l'invention. La figure 5 est une vue en coupe verticale simplifiée représentant l'angle de mise en place d'un brûleur par rapport au plan horizontal. La figure 6 est une vue en élévation, à plus grande échelle et pour la plus grande partie en coupe verticale, représentant des détails de la partie d'un brûleur oxygène/ combustible là où il est placé dans le four et fixé à celui-ci. La figure 7 est une coupe verticale simplifiée représentant la construction des parois du four0 La figure 8 est une coupe verticale du toit du four0 la figure 9 est une vue en plan représentant une moitié du toit du four représenté sur la figure 8. La figure 10 est une vue partielle à plus grande échelle représentant un orifice de sortie du toit du four. La figure 11 est une coupe verticale partielle à plus grande échelle de 11 orifice de sortie représenté sur la figure lOo La figure 12 est un graphique ou diagramme des temps représentant un exemple de programme d'exécution du procédé selon l'invention. Disposition générale de l'appareillage L'exemple d'appareillage d'élaboration de l'acier selon l'invention, tel qu'il est représenté sur la figure 1 comprend essentiellement un four à arc 1 avec une paroi 2 et un toit 4 plusieurs brûleurs 3 oxygène/huile combustible placés dans la paroi 2 du four et un système d'évacuation des fumées comportant un coude 6 d'aspiration refroidi par l'eau relié au toit 4 du four, une conduite 7 refroidie par l'eau, raccordée à l'extrémité extérieure du coude 6, une chambre 8 de combustion à la partie supérieure de laquelle l'autre extrémité de la conduite 7 est raccordée, une tour 10 de refroidissement des gaz, une conduite 9 refroidie par eau raccordant la partie supérieure de la tour 10 de refroidissement des gaz à la partie inférieure de la chambre 8 de combustion, un tuyau de passage 11 pour les gaz résiduaires relié à une de ses extrémités à la partie inférieure de la tour 10, un ventilateur 5 aspirant relié à l'autre extrémité du tuyau 11 de passage de l'air et utilisé pour aspirer les gaz résiduaires à travers le toit 4 du four et à travers les parties inention- nées ci-dessus du système d'évacuation des fumées et un sac filtrant 12 à travers lequel on fait passer les gaz résiduaires ainsi aspirés pour les filtrer et les évacuer ensuite dans l'atmosphère. Les divers composants de cet appareillage d'élaboration de l'acier sont décrits1 ci-après, successivement en détail. 1. BrAleursoxygène/combustible Selon la présente invention, des brûleurs 3 spéciaux oxygène/combustible sont installés dans le four à arc 1 et réalisent une fusion rapide des déchets davier. Le rôle de ces brûleurs spéciaux en ce qui concerne la fusion des déchets d'acier diffère fondamentalement de celui des brûleurs classiques d'un équipement de fusion assisté qui, avec une flamme à température élevée, chauffe et fond des charges froides telles que les déchets d'acier. Les brûleurs spéciaux selon l'invention ont pour fonctions ; premièrement de chauffer la charge froide, constituée par exemple par des déchets d'acier à la temps rature du rouge en faisant briller le combustible, et d'éjecter une grande quantité d'oxygène n'ayant pas encore réagi sous forme d'un jet d'échappement de grande vitesse (environ 80 métres/seconde) de manière à découper par fusion et à fondre directement les déchets d'acier ou les matériaux analogues et1 deuxièmement, de provoquer une réaction d' oxydation effective avec une matière combustible (par exemple de l'huile cqmbustible adhérant aux déchets d'acier) introduite en mSme temps que les déchets d'acier dans le four et d'appliquer la chaleur obtenue à la charge froide1 telle que des déchet d'acier. 1-1. Mécanisme des brûleurs. Tous ces brûleurs spéciaux oxygène/combustible ont une structure, décrite plus en détail ci-après, telle qu'un courant de gaz mélangé résultant de la pulvérisation d'une huile combustible avec de l'air est becté à travers le centre de l'extrémité active d'un cylindre de brûleur et une grande quantité d'oxygène est éjectée à grande vitesse d'un anneau placé autour du courant central de manière à entourer celui-ciç Pendant cette opération, on oblige 11air destiné à pulvériser finement l'huile combustible à se déplacer en hélice par un aubage hélicoSdal placé dans un cylindre de brûleur eX de plus, un mélange intime huile combustible et d'air est réalisé par un rotor d'agitateur d'une chambre de mélange.Un mouvement de rotation est communiqué à ce courant mélangé. Ce courant mélangé acquiert, grâce à un étranglement conique, une grande vitesse et est éjecté à travers un orifice d'in jection pour devenir un jet d'échappement en forme de baguette, qui ne se diffuse pas dans la région qui l'entoure avant d'avoir parcouru une certaine distance, en étant entouré pendant cet intervalle de temps par de l'oxygène éjecté à grande vitesse d'au moins trois autres orifices d'injection, Pour ce motif, ces courants ont une forme convergente allongée et sont animés d'une grande vitesse et se concentrent en un seul point, de façon à favoriser le décou- page et la fusion des déchets d'acier. 1-2. Construction d'un brûleur. Un exemple particulier de brûleur, représenté sur les figures 2 et 3, est décrit ci-après. En référence à la figure 2, le brûleur 3 oxygène/ combustible comporta un cylindre 15 de refroidissement consul, tuant une enveloppe extérieure à laquelle sont raccordées une conduite 13 d'alimentation en eau de refroidissement et une conduite 14 d'évacuation de cette eau de refroidissement0 On introduit à travers ce cylindre 15 de refroidissement, et suivant l'axe longitudinal de celui-ci, un cylindre de brûleur 16 destiné à mélanger de l'huile combustible et de l'air et à éjecter ce mélange. Plusieurs (3 dans le présent exemple) tubes 17 d'alimentation en oxygène sont disposés à l'intérieur du .cylindre 15 de refroidissement et autour du cylindre 16 du brûleur. Le cylindre 16 du brûleur comporte, à l'intérieur, et dans sa partie arrière, une surface 18 formant cloison et un tuyau 19 d'alimentation en huile combustible de diamètre relativement faible et disposé à travers cette surface 18 suivant l'axe du cylindre 16 de brûleur, part de cette surface 18 en direction de l'extrémité frontale ou active du cylindre de brûleur, ou vers la droite si l'on regarde les figures 2 et 3o L'espace ainsi créé entre le cylindre 16 du brûleur et le tuyau 19 d'alimentation en combustible constitue un passage pour l'air et est alimenté en air par un tube 20 relié au cylindre 16 du brûleur à l'extrémité arrière de ce passage pour l'air.Une aube en hélice 21 est placée autour du tuyau d'alimentation en combustible 19, en le point de raccordement du tuyau d'alimentation en air 20 et l'extrémité frontale du tuyau d'alimentation en combustible. En avant de I'extrémité antérieure ouverte du tuyau 19 d'alimentation en combustible, et placé de manière à entre en face de ladite extrémité, on a incorporé un agi tateur 22 à aubes pour mélanger le combustible et l'air. Cet agitateur 22 à aubes est fixé sur un arbre 25 dont l'axe coïncide avec celui du tuyau 19 d'alimentation en combustible et peut tourner sur des paliers supports 23 et 24 fixés à la surface intérieure de la paroi du cylindre 16 de brûleur ,et est mis en rotation par le courant d'huile combustible et d'air. L'extrémité avant d'éjection du cylindre 16 de brûleur se rétrécit en convrgeant en direction d'un orifice 26 d'Bjectionles éjecteursde sortie des tuyaux 17 susmentionnés d'alimentation en oxygène sont orientés de façon que leurs axes d'6.coulement coupent l'axe du courant sortant de orifice d'éjection 26 en un point en avant, en en aval, de l'orifice d'éjection 260 Avec la disposition décrite ci-dessus de l'ensemble du brûleur 3, l'huile combustible qui arrive par le tuyau d'alimentation 19 en combustible et l'air qui arrive par le tuyau 20 d'alimentation en air sont amenés, par l'aube héli cordiale 21 à l'intérieur du cylindre 16 de brûleur,à avancer en hélice mélantas à l'avant de 1' extrémité antérieure du tuyau 19 d'alimentation en combustible. Sous l'action de ce courant de combustible mélangé à de l'air, l'agitateur 22 à aubes tourne, de manière à mélanger intimement le combustible et l'air, qui sont ensuite éjectés en ligne droite à travers l'orifice d'éjection 26. En même temps, de l'oxygène provenant des tuyaux 17 d'alimentation en oxygène est éjecté de manière à entourer le jet formé par le mélange combustible-air jusqu'à ce qu'il coupe le jet formé par ce mélange dans une région où une combustion a lieu avec production d'une température maximale, 1-3.Nombre et positions des brûleurs. Les brûleurs 3 spéciaux oxygènetcombustible utilisés dans l'appareillage selon l'invention sont installés dans les parties froides de la paroi 2 du four à arc, comme l'indiquent les figures 4 et 5, en tenant convenablement compte de la hauteur de montage du brûleur et de l'angle d'inclinaison vers le bas (par rapport à l'horizontale) de façon à réaliser un découpage maximal par fusion et à fondre la charge froide de déchets d'acier et de produits analogues introduits dans le four0 Chaque brûleur est ainsi introduit dans le four dans une direction telle que le prolongement de l'axe de son cylindre ne rencontre pas une des électrodes 27 et coupe le plan de la surface du laitier en un point placé à une distance inférieure à celle de l'axe vertical du four. Dans le four à arc de 50 tonnes servant d'exemple, ces brûleurs 3 sont mis en place dans la paroi du four en des points d'-environ 600 à 1 000 mm au-dessus de la surface du laitier, avec un angle d'inclinaison vers le bas d'environ 200 et dans des directions ne passant pas par les électrodes0 De plus, le nombre de ces brûleurs est choisi en se basant sur des facteurs tels que les dimensions du four. Les figures 4 et 5 représentent les emplacements et le nombre des brûleurs spéciaux oxygbne/combustible montés sur un four à arc de 50 tonnes Dans cet exemple, les prolongements de l'axe de chaque brûleur coupent la surface du laitier en un point placé & une distance inférieure à celle de l'axe vertical du four. En général, dans le cas où des brûleurs de ce type sont installés dans ui four à arc, l'extrémité avant de chaque brûleur est susceptible de s'échauffer non seulement par sa propre flamme à température élevée mais aussi par la chaleur produite par la flamme renvoyée par les matières en combustion à l'intérieur du four et la chaleur rayonnée par l'acier fondu et est gravement oxydée et endommagée. Cette détérioration n'est pas limitée à l'extré- mité avant de chaque brûleur haute température, mais est observée de mbme sur la paroi du four à proximité de chaque brûleur et des détériorations de ce genre sont très fréquentes. L'utilisation d'un brûleur doit entre arrêtée non seulement quand l'extrémité antérieure de son cylindre est détériorée mais aussi quand la paroi du four est endommagée. Des après intermittents, de fréquences élevées, du fonction- nement du four pour ce motif provoquent une diminution du rendement de l'élaboration de l'acier et une élévation concomitante du coût de la production. De plus, alors qu'un cylindre de brûleur détérioré peut entre remplacé facilement, la paroi du four doit entre réparée chaque fois qu'une partie de celle-ci est endommagée. De plus, pour cette réparation,il est nécessaire, étant donné les conditions à remplir pour réaliser l'ouverture d'introduction du brûleur, d'utiliser des matériaux spéciaux, coûteux, tels que des matières réfractaires de forme particulière et des carreaux de revêtement du brûleur garnis d'une matière réfractaire de forme indéterminée, par exemple par des matières réfractaires moulables, ce qui augmente encore le coût de la production0 Un autre inconvénient des appareils classiques de ce type est l'émission de chaleur et de bruit en provenance de l'intérieur du four en direction de l'extérieur, à travers des lacunes créées entre la surface latérale de chaque brûleur et la surface intérieure de l'ouverture d'introduction dudit brûleur, de sorte que l'environnement de travail est considérablement altéré. 1-4. Pièces de fixation du brûleur. La présente invention envisage de remédier à ces inconvénients en réalisant aussi de nouveaux perfectionnements concernant les pièces de fixation des brûleurs. Pour réaliser la structure entourant les ouvertures à travers lesquelles les brûleurs sont introduits dans le four, structure qui étant exposée à une flamme fortement oxydante à température élevée, est très susceptible autre endommagée par la chaleur, des rev8tements de brûleurs réalisés en un métal ayant une excellente résistance à l'oxydation et une grande conductibilité thermique, telles que le cuivre pur, et avec un point de fusion supérieur à 1 0000C sont incorpores à la place des matières réfractaires.De plus, des manchons de brûleurs réalisés en un métal tel que l'acier, qui a une bonne coiiductibilité calorifique et une résistance satisfaisante à l'oxydation ainsi qu'une résistance appropriée aux températures élevées et qui - de plus - est relativement peu coûteux, sont mis en place autour des revetements de brûleurs. Une autre nouveauté, encore, et un dispositif d'étanchéité comportant essentielle- ment une plaque d'acier et un ressort pour appuyer sur ladite plaque,et mis en place entre chaque corps de brûleur et le rev8tement correspondant de brûleur, pour rendre totalement étanche itintervalle qui les séparez Un exemple particulier de ce dispositif est décrit ci-après en référence à la figure 6. La paroi 2 du four est pourvue, au voisinage de chacune de ses parties à travers laquelle on introduit chaque brûleur 3 à oxygène/huile combustible, de cellules intérieure et extérieure doubles pour l'eau de refroidissement, 30 et 310 La cellule à eau intérieure 30 a la forme d'un cylindre creux dans lequel est ménagé un trou central 32 pour y introduire l'extrémité antérieure ou active du brûleur 3 et est réalisé en un métal, tel que le cuivre pur, résistant à l'oxydation > ayant une bonne conductibilité calorifique et un point de fusion supérieur à 1 OOOOCo Cette cellule 30 intérieure à eau comporte un orifice d'entrée 34 et un orifice de sortie 33 pour l'eau de refroidissement. La cellule extérieure 31 pour l'eau est réalisée en fer facile à travailler et supporte la cellule intérieure 30 à eau dans la paroi 2 du four0 Cette cellule 31 extérieure à eau comporte un orifice d'entrée 36 et un orifice de sortie 35 de l'eau de refroidissement et est destinée à refroidir l'ex- trémité intérieure de la cellule 30 à eau intérieure et.la région de la paroi 2 du four entourant le trou 32 d'introduction du brûleur. Bien que cela ne soit pas représenté sur les figures,un tel brûleur 3 oxygène/combustible comporte un btti mobile qui peut être déplacé librement vers l'avant (sortie) et vers l'arrière (rentrée) un mécanisme destiné à entrainer le bâti mobile et actionné lors des mouvements de sortie et de rentrée par un moteur, ainsi que des pièces associées.Le brûleur 3 comporte un collet 37 fixe en un emplacement déter terminé de sa partie arrière et une plaque 38 d'étanchéité mobile, en forme d'anneau, coulissant autour du brûleur et en avant du collet fixe 37, Cette plaque 38 d'étanchéité est reliée au collet fixe 37 par un ressort à boudin 39 travaillant à la compression, intercalé entre les pièces 37 et 38 et entourant le brûleur 3 et ce ressort peut ainsi diminuer de longueur tout en conservant une forme élastique pour faire glisser la plaque 38 vers l'avant quand elle subit un effort de poussée de l'avant vers l'arrière. Le brûleur 3 oxygène/combustible avec ses pièces accessoires, construit de la manière décrite ci-dessus est mis en place en position de fonctionnement de la manière suivante ce brûleur est sorti et son extrémité antérieure est introduite dans le trou 32 d'introduction du brûleur0 Ensuite1 lorsque la profondeur de cette introduction du brûleur augmente, la plaque d'étanchéité 38, qui a été mise en contact avec l'extrémité extérieure de la cellule intérieure à eau 30, est arrêtée par celle-ci et appliquée avec une force croissante contre la surface de l'extrémité extérieure de la cellule 30 à eau et ferme ainsi hermétiquement l'intervalle entre le brûleur 3 et la cellule intérieure à eau 30. Cela conduit à une disposition de ces pièces qui est représentée en traits mixtes sur la figure 6. Les pièces décrites ci-dessus étant disposées de la manière indiquée, une flamme est introduite par I' extrémité antérieure du brûleur 30 Par conséquent, l'extrémité avant du brûleur 3 est soumise à une chaleur intense ayant pour origine non seulement le chauffage provenant du brûleur lui-m8me mais aussi la chaleur réfléchie des matières m train de brûler1 la chaleur rayonnée par l'acier fondu ainsi que d'autreg sourcesXmais elle est refroidie par lteau de refroidissement circulant à travers la cellule à eau intérieure 30. Par ailleurs, la cellule à eau intérieure 30 et la paroi 2 du four dans sa partie entourant les pièces de fixation du brûleur sont refroidies par l'eau do retroidisssement circulant à travers la cellule 31 extérieure à eau. Par conséquent, les parties du brû- leur 3 et de la paroi 2 du four soumises à une chaleur intense sont refroidies de façon largement suffisante et maintenues en parfait état. Encore une autre caractéristique de sécurité de la fixation décrite ci-dessus du brûleur consiste en ce que, puisque l'intervalle entre la cellule à eau intérieure 30 et le brûleur 3 au voisinage du trou 32 est hermétiquement fermé par la plaque d'étanchéité 38, tout soufflage de la flamme et de la chaleur vers l'intérieur du four est, évidemment, emp8- ché et il n'y a aucune fuite vers l'extérieur du bruit produit dans le four0 1-50 Performances et autres caractéristiques du brûleur. Quand les brûleurs 3 oxygène/combustible spéciaux sont montés dans un four à arc, les quantités normales et maximales d'huile combustible, d'oxygène et d'air consommées pour la production d'une tonne d'acier fondu avec un rendement élevé sont indiquées sur le tableau I. T A B L E A U I Consommation d'huile combustible, d'oxygène et d'air lors de l'utilisation d'un four à arc avec des brûleurs spéciaux oxygène/combustible, Consommation Cons ommati on Fluide consommé normale maximale Ruile combustible 6,0 l/t 8,0 l/t Oxygène 35 Nm /t 55 Nm /t (28 Nm /t pour le (42 Nm /t pour le brûleur) brûleur) Air 2,0 Nm /t 2,5 Nm /t Des particularités d'un exemple de fonctionnement expérimental avec un rendement élevé, selon l'invention d'un four à arc de capacité nominale SO tonnes dans lequel les brûleurs spéciaux oxygène/combustible de la présente invention sont utilisés sont indiqués sur le tableau Il. Les caract6- ristiques d'un brûleur spécial oxygène/combustible sont indic quées sur le tableau III. T A B L E A U II a, 7 k r. k kh '4 > a; Cr? n , t k o am o o 81 e u a; a, q' "ETS ko e - P'o, I q' 4 > o e > .0 > O u e e > - O a' PIO > q'e - ON e o I o t > 4 > e > cl ayez C: q' a, - 4 > 4 > q' 04 > 4 > -crJ e " e > t > cu e o- 4 > 4 > W9 k 0 C: k o - st E E= C = a, e > av s o o oo c b cS - ci e > o-, o oq' oq' a, O q' e > 4 > la' e > e > 9 ocia q' q'a 4 > O - O O k O 0e rlC) 4 > a, 'a' z o. e > b v 4 > 44C ~f~ &commat; gx in k 4 > q' u" o T'a' o: E;" c , e > i c e > "" a' k k O- q' O q' o s:'n s:'ns:s: s: s: c: s: 'n 'n o 4 > "-' k OO O o&num; o o s:.e Z au ffi t k g o h g 0~ ffi X ffi Fl O,3 0 c C C c L rD C C 1 2398 6 14 45 14 8 1 07 52,300 49,260 291 5,9 2040 41,4 17 700 359 2 2399 721 46 13 6 1 OS 52,80 49,460 268 5,4 2020 40,8 16000 335 3 2400 8 26 48 13 6 1 07 53,200 48,280 2X 5,6 2180 45,0 16 300 337 4 2401 9 33 50 12 7 1 09 52,640 47six20 287 6,1 2080 44,2 15 900 338 5 2402 10 42 47 11 8 1 Ob 53,460 47,920 278 5,8 1850 3856 16 400 344 6 2403 Il 48 50 13 6 1 as 52,935 49,460 273 5,5 2130 43,1 17 100 346 7 2404 12 57 48 12 6 1 06 tie,820 47,130 277 5,9 2110 44,8 16 600 352 8 2405 14 03 48 14 8 t 10 53,100 49t180 291 5,9 2290 466 16 600 337 9 2406 15 13 51 10 6 1 07 52,5r 49,080 311 6,3 2270 46,3 j 17 200 350 10 2407 16 20 43 12 7 1 C2 52,510 4S,130 310 6,4 22 47,4 15 100 314 11 24081722.48 12 5 1 OS S2,660 47,500 308 6,5 2210 46,5 16200 341 12 24091827 46 13 7 1 Ob 52,760 50,080 338 6,8 2300 45,9 in 300 326 13 2410 19 33 43 10 7 1 00 51,180 48,100 312 6,5 2020 42,0 14 700 306 14 2411 20 33 47 11 6 1 o4 52,540 49,520 312 6,3 2250 45,4 15 500 313 15 241221 37 52 13 6 1 11 52,120 49,390 295 6,0 2270 46,0 16400 332 16 2413 22 48 47 15 6 1 08 ,580 49,790 252 5,1 2200 44,2 16 600 333 17 2414 23 55 49 12 6 1 07 52,640 49,480 296 6,0 2350 47,5 16 100 325 18 2415 1 50 13 6 1 09 51,960 47,490 265 5,6 2260 47,6 16200 341 19 2416 2 12 48 14 6 1 08 52,200 48,580 277 5,7 2380 49,0 16 200 334 20 2417 3 17 47 12 6 1 05 51,940 47,350 280 5,9 2300 48,6 16200 343 21 2418 4 26 51 12 6 1 09 52,420 48,680 295 6,1 2360 48,5 - 16 400 338 22 2419 S 36 52 Il 7 I 10 52,280 48,670 296 6,1 2320 47,7 15 300 315 Moyenne 48 12 6 1 07 52,520 48,616 290 6,0 2191 45,1 16 250 335 T À 3 L E À U III Caractéristiques du brûleur oxygène/combustible Caractéristiques Valeur numérique Dimensions du corPs du brûleur Longueur du cylindre de 650 mm brûleur Diamètre extérieur du 665 mm cylindre du brûleur Diamètre du tuyau d'ali- 10 mm mentation en huile Diamètre du tuyau d'ali- 5 mm mentation en oxygène Débits pour l'alimentation en :: Huile combustible Maxi 500 l/h (à 2kg / cm) Oxygène Maxi 1 000 Nm3/h (sous 7 kg/cm) Air Maxi 150 N2/h (sous 4kg/cm2 ) Course du corps du brûleur Longueur introduite dans 250 mm le four Longueur sortie hors du 600 mm four - 2. Paroi et toit du four. Àu cours du fonctionnement de l'appareillage d'élaboration de l'acier selon l'invention, les brûleurs spéciaux oxygène/combustible décrits ci-dessus sont utilisés pour injecter l'énergie considérable produite par la combus- tion de l'huile combustible dans le four à arc de manière i provoquer une fusion rapide des déchets d'acier. Pour exécuter cette opération de manière atable pendant une longue période, la paroi 2 et le toit 4 du four à aro 1 doivent pouvoir résister largement aux températures élevées produites La présente invention apporte une solution à ce problème gracie à des innovations particulières concernant la construc- tion de la paroi et du toit du four ainsi que les matières réfractaires utilisées pour leur construction, comme on l'expose ci-après. 2~1e Matières réfractaires de la paroi du four. La paroi 2 du four à arc de l'appareillage selon l'invention est une réalisation dans laquelle principalement des briques carbonées spéciales et des dispositif s de refroidissement par eau sont associés et assemblés de manière à former plusieurs étages superposés. En général, la paroi d'un four qui est destinée à la fusion de métaux doit avoir une très bonne résistance au feu et à'l'érosion, etre isolante pour la chaleur et avoir une grande résistance mécanique aux températures élevées. Bien que cela soit vrai pour d'autres fours à réchauffer,dans un four d'élaboration de l'acier destiné à la production d'acier en utilisant comme matières premières des déchets d'acier, une excellente résistance aux dommages tels que l'écaillage des faces des briques du four est particulièrement nécessaire. Pour satisfaire à ces conditions, l'utilisation de briques carbonées réalisées sous forme de matrices en associant du carbone à une matière réfractaire telle que la magnésite sous forme d'agrégats et ayant une température de ramollissement entre 1 500 et 19000C, une bonne résistance à la chaleur et à l'écaillage1 et une résistance mécanique aux températures élevées qui sont toutes supérieures à celles des autres briques pour parois de four est connue comme étant efficace. Cependant, les briques carbonées donnent lieu à certaines difficultés telles qu'une diminution de la résistance à l'attaque par le laitier aux températures élevées et une chaleur élevée de la conductibilité calorifique qui est au moins 10 fois supérieure à celle d'une brique réfractaire ordinaire. En conformité avec la présente invention, la paroi du four à arc comprend des matières réfractaires pour parois de four dans lesquelles la haute conductibilité calorifique des briques carbonées estinversement, utilisée très avantageusement pour réaliser des matières réfractaires de haute qualité pour enveloppes de four à arc destiné à l'élaboration de l'acier combinant une excellente résistance à la chaleur, une résistance satisfaisante à l'attaque par le laitier et une grande résistance mécanique aux températures élevées0 Plus précisément, la paroi d'un four partant en direction du haut d'un point légèrement au-dessus de la surface du laitier dans le four à arc est constituée par des briques carbonées et de plus, un certain nombre d'étages de moyens de refroidissement par eau sont disposés de manière que les briques carbonées soient intercalées entre eux. Par ce mode de construction, on empêche un échauffement excessif des briques carbonées elles-m8mes, de sorte que la résistance de ces briques carbonées à l'attaque par le laitier est accrue et seules les autres caractéristiques avantageuses de ces briques sont effectivement utilisées. Ces briques carbonées utilisées pour l'exécution du procédé selon l'inventlon ont une teneur en carbone supérieure à 99 %, une porosité de 28 à 29 %, une densité apparente de 1,5 å 1,6 et une conductivité calorifique de 120 à 150 kcal./m.h.0C. Le four à arc 1 représenté sur la figure 7 a une paroi supérieure 2 partant, vers le haut, à partir d'un niveau se trouvant à environ 200 mm au-dessus de la surface du laitier 40, et constitué par des briques carbonées0 Cette surface 2 du four comporte plusieurs étages (3 dans l'exemple représenté) de manchons 41 incorporés refroidis par l'eau, le niveau le plus bas se trouvant 300 à 500 mm au-dessus de la surface 40 du laitier les autres étages étant successivement répartis de bas en haut de cette paroi avec des espacements de l'ordre de 300 mmO Dans le cas où l'épaisseur de la paroi 2 du four est de l'ordre de 350 mm, par exemple, chaque manchon 41 refroidi par l'eau est réalisé avec une dimension parallèle à la direction de l'épaisseur de la paroi 2 du four de l'ordre de 200 mm et une hauteur d'environ 130 mm et est placé relativement près de la surface extérieure de la paroi du four0 Dans un exemple d'un tel manchon 41 refroidi par leau et en place dans une paroi de four d'épaisseur de l'ordre de 350 mm (épaisseur des briques carbonées) et dont les dimensions de la section transversale sont voisines de 130 x 200 mm, de l'eau de refroidissement arrive sous une pression de 2 kg par cm, et sa vitesse de circulation à l'intérieur du manchon est comprise entre 9,5 et 10 m/minute. La raison de ce qui précède est la suivante en utilisant une grande surface de contact avec les briques carbonées pour augmenter l'action du refroidissement et ainsi réduire l'action de l'atmosphère à l'intérieur du four et en maintenant constamment l'air de la section transversale du four 41 inférieure à 0,03 m2 pour faciliter la cassure des briques et la préparation de celle-ci au cours d'un briquetage, et la vitesse d'écoulement à l'intérieur de la cellule au-dessus de 8 mètres/minute, les objectifs de la présente invention peuvent entre atteints. De plus, dans chaque étage, le manchon refroidi par eau 41 peut être réalisé sous la forme d'un élément unique, annulaire, continu ou peut être subdivisé dans le sens de sa circonférence en trois ou quatre blocs, dont chacun est alimenté en eau froide circulant à l'intérieur par des tubes d'entrée et de sortie de l'eau de refroidissement qui lui sont raccordés.En subdivisant de cette manière le manchon refroidi di par l'eau 41 dans chaque étage, de la manière qui vient d'entre décrite, il est pos ible de faciliter les opérations d'entretien et de remplacement dans les cas où des défauts tels que des fuites d'eau. se produisente Alors que,dans l'exemple représenté sur la figure 7, 3 étages de manchons ou cellules 41 refroidis par lteau sont utilisés et que la cellule 41 est, dans chaque étage, subdivisée en trois blocs, le nombre d'étages (par exemple 2 ou 4) et le nombre de subdivisions (par exemple 2, 3 ou 4) de la cellule refroidie par l'eau dans chaque étage peut autre choisie convenablement en fonction de facteurs tels que les dimensions du four à arc. En faisant passer de l'eau de refroidissement à travers les cellules 41 refroidies par l'eau à l'intérieur de la paroi 2 du four construit de la manière décrite ci-dessus, la paroi du four est refroidie étant donné la grande conductibilité thermique des briques carbonées0 Par conséquent, un échauffement des briques carbonées à une température élevée est empoché et les détériorations accompagnant l'adhérence d'oxyde métallique tel que l'oxyde de fer ne peuvent se produi re facilement0 En mQme temps, la paroi 2 du four conserve intégralement et peut présenter en permanence une résistance élevée à la chaleur et à l'écaillage ainsi qu'une grande résistance mécanique aux températures élevées, qui sont des caractéristiques avantageuses des briques carbonées0 Par conséquent, ce four à arc électrique d'élaboration de l'acier a de hautes performances globales0 A titre d'exemple, la Demanderesse a exécuté une série d'expériences avec un four à arc de capacité de coulée nominale de 50 tonnes1 dans lequel les briques carbonées et des moyens de refroidissement par eau sont associés dans la paroi du four et qui a fonctionné aveo un rendement élevé en utilisant 3 brûleurs spéciaux à oxygène. À la suite de ces expériences, on a observé que la paroi du four a une durée utile de 240 piquées dans les parties de la paroi du four constituant des points chauds, là où la distance entre une électrode et la paroi du four est la plus petite, et une durée utile totale de 1 440 piquées quand cette partie est réparée chaque fois que c'est nécessaire0 0n a aussi observé que la consommation de briques (rapportée à l'unité de poids) de la paroi du four pendant les derniers 6 mois, en utilisant ce procédé, était inférieure à 1,8 kg par tonne. C'est un excellent résultant, qui correspond à la moitié ou au tiers de la consommation de briques par unité de poids, dans le cas de briques utilisées de manière connue. 2-2. Matières réfractaires du toit du four. Le toit du four à arc utilisé pour la mise en pratique de la présente invention doit entre réalisé avec des matières réfractaires pour toits de four qui peuvent résister aux températures élevées et ont une longue durée utile dans le but de rendre possible un fonctionnement ableet avec un rendement élevé du four à arc pendant une longue période.Dans ce but, des briques revêtues d'acier, du type magnésite-chrome sont utilisées comme matière réfractaire pour le pourtour extérieur du toft du four ; une masse de bourrage à teneur élevée en alumine (au203) est utilisée dans la partie centrale du toit du four1 autour des trous d'introduction des électrodes ; et un anneau refroidi par l'eau est mis en place près du trou d'évacuatio là où la détérioration et les pertes de matière des briques réfractaires sont les plus graves pour les toits de four de cette catégorie, des masses de bourrage à teneur en alumine élevée étant formées autour de cet anneau. En général, pour les matières réfractaires du toit d'un four à arc pour l'élaboration de 11 acier, des briques de silice (à plus de 96 ffi de silice) et des briques de bauxite, qui ont une résistance à la chaleur et une résistance mécanique excellentes aux températures élevées et sont relativement peu coûteuses, ont été utilisées jusqu'à maintenant0 Toutefois, lorsque le procédé U.H.P, et le procédé à combustion auxiliaire susmentionnés ont été mis au point, et qu'on a pu injecter une grande énergie dans le four, la durabilité des briques classiques de silice est devenue insuffisante et, par conséquent, il est devenu de pratique courante d'augmenter la proportion d'alumine dans les briques ou d'adopter des briques en magnésitechrome, Toutefois, malgré ces mesures, quand un collecteur de poussières du type à évacuation directe est ajouté pour améliorer l'environnement de l'aciérie et de ses abords, il n'a pas été possible d'éviter dans la technique antérieure une diminution de la durée des matières réfractaires du toit du four due à la détérioration par fusion de la région de la surface latérale du trou d'échappement ménagé dans le toit du four. Selon la présente invention il est possible d'augmenter la durabilité du toit du four et d'atteindre les objets propres à la présente invention en incorporant un anneau de refroidissement par eau récemment imaginé, du type décrit ciaprès, près du trou d'échappement ménagé dans le toit du four. Plus précisément, comme l'indiquent les figures 8 à 11, le nouvel anneau refroidi par eau mentionné ci-dessus mont sur le toit du four comporte une pièce annulaire 42 refroidie par l'eau, mise en place par un procédé qui, différent du procédé classique de mise en place des matières réfractaires du toit du four après achèvement de leur assemblage, comprend l'encastrement de la pièce annulaire 42 dans les briques réfractaires et la fixation de celles-ci avec un boulon 45 par lss termédiaire d'un étrier 44, à un support annulaire 43 de toit refroidi par l'eau, l'ensemble entourant cette pièce 42 annulaire refroidie par l'eau étant constituée par une masse 46 de bour rage à teneur élevée en alumine, L'anneau 42 refroidi par l'eau est relié à un tuyau 47 d'introduction d'eau de refroidissement et à un tuyau 48 de sortie de cette eau. J'isqu 'à maintenant, les matières réfractaires au voisinage du trou d'évacuation du four ont été exposées à des détériorations, avec un agrandissement du trou résultant du passage de gaz à haute température provenant de l'intérieur du four, jusqu'à ce qu'elles deviennent incapables de résister à un usage ultérieur, ce qui entraîne aussi une réduction de la vie utile de l'ensemble du toit du four.Toutefois, selon la présente invention, l'utilisation de l'anneau 42 refroidi par l'eau donne la possibilité d'empêcher une réduction de la durée du toit du four due à l'agrandissement du trou d'évacuation et de prolonger ainsi la vie de la totalité du toit du four0 Dans un exemple d'essai, dans lequel un toit 4 de four selon la présente invention était monté sur un four à arc de 50 tonnes et un fonctionnement du four avec un rendement élevé était réalisé, la durée observée de la masse de bourrage à teneur élevée en alumine, dans la partie centrale du toit du four était de 120 à 130 piquées , et la durée observée de la partie constituée par des briques en magnésite-chrome enveloppées d'acier, sur le pourtour extérieur et du trou d'évacuation munis de l'anneau 42 refroidi par l'eau était de 240 à 250 coulées (piquées). Par conséquent, si la partie centrale du toit 4 du four est reconstruite après 120 à 130 coulées, la durée de l'ensemble du toit du four sera comprise entre 240 et 250 cou idées, À titre de comparaison avec ce qui précède, quand un anneau refroidi par eau est monté sur des briques réfractaires après que celles-ci ont été mises en place, comme dans la procédure classique, la durée du trou d'évacuation est comprise entre 100 et 120 coulées. Si les matières réfractaires de cette partie sont enlevées en même temps que la partie centrale, les autres parties en briques de magnésite-chrome se détérioreront aussi et la durée de ltensemble du toit du four ne sera pas différente de celle de la partie centrale et de la partie voisine du trou d'évacuation. 3. Système d'évacuation des fumées. Dans le but d'augmenter le rendement de la combus tion des brûleurs spéciaux oxygène/combustible, la régulation de la pression à l'intérieur du four à aro pendant son utilisation pour la fusion est indispensable0 À la suite de ces études, la Demanderesse a observé que ce rendement de la combustion augmente en maintenant l'intérieur du four sous une dépression comprise entre 0,5 et 2X5 mm d'eau On a observé que si cette dépression est inférieure à 0Z5 mm d'eau, la quantité d'air en provenance de l'extérieur introduite dans le four par cette dépression sera plus petite, ce qui entrainera une combustion insuffisante des combustibles introduits en môme temps que la charge froide de déchets et les matières analogues, et le rendement thermique des brûleurs diminuera fortement. Si la pression dans le four est supérieure à la pression atmosphérique des flammes sortiront par les ouvertures du four. Par contre, si la dépression est supérieure à 2,5 mm d'eau, la quantité d'air s'infiltrant sera importante, cela entraînera une grave érosion des électrodes et de la paroi du four et en même temps, étant donné qu'un gaz à température élevée sort par le trou d'évacuation, les difficultés associées au trou d'évacuation et au système d'évacuation des fùmées risquent de s'agraver.Par conséquent, pour les motifs énumérés ci-dessus1 le système d'évacuation des fumées selon l'invention est du type à aspiration directe capable d'entretenir une dépression à l'intérieur du four comprise entre 0,5 et 2,5 mm d'eau Pour augmenter le rendement de la combustion des brûleurs 3 spéciaux oxygène/combustible, la pression créée à l'intérieur du four à arc pendant la période d'élaboration de l'acier est toujours inférieure à la. pression atmosphérique et de l'air est aspiré dans le four par des ouvertures telles que la porte de sortie du laitier, Par conséquent, le système dtévacua- tion des fumées utilisé pour la mise en pratique de la présente invention doit, dans ce contexteX être un système d'évacuation des fumées du type à aspiration directe À titre d'exemple,la détermination de la "capacité" (volume du gaz traité) d'un système d'évacuation des fumées installé en liaison avec un four à arc de capacité nominale 50 tonnes sera étudiées On a incorporé à ce four des brû- leurs spéciaux oxygène/combustible, un revêtement des parois du four, des dispositifs de refroidissement par eau et d'autres caractéristiques uniques conduisant à une longue durée, comme on l'a exposé ci-dessus, et ces brûleurs fonctionnaient avec un rendement élevé en tant que composants principaux d'un appareillage intégré d'élaboration de l'acier et selon le mode opera- toire de la présente invention0 Ce four à arc comporte une enveloppe de diamètre intérieur 5,1 mètres et un transformateur de puissance 22 OOC kVA et 3 brûleurs spéciaux oxygène/combustible lui sons incorporés0 Les caractéristiques fondamentales de fonctionnement prévues pour ce four sont les suivantes :: consommation-d'huile combustible de 6 litres par tonne (d'acier) consommation d'oxygène de 35 Nm3 par tonne (28 Nm3 por tonne pour les brûleurs seulement), consommation d'énergie électrique 36C kWh par tonne et un intervalle entre coulée de 1 heure 10 minutes. Cela étant, on admet que les autres combustibles (par exemple l'huile, la graisse et d'autres matières combustibles adhérant aux déchets d'acier) introduits dans le four en même temps que l'huile combustible injectée dans celui-ci par les brûleurs et les déchets d'acier, le coke de mélange et de recarburation, et les autres matières sortent entièrement brûlés par l'oxygène injecté en mm6 temps à travers les brûleurs pendant la période de fusion de l'acier en se transformant en C02 H20 et d'autres produits, toute insuffisance d'oxygène étant compen- sée par l'oxygène contenu dans l'air introduit par infiltration dans l'intérieur du four à travers des ouvertures telles que la porte d'évacuation du laitier, de manière à réaliser une combus, tion complète o Ensuite, le débit total des gaz d'échappement provenant du four est d'environ 375 Nm /mn, et la température de ces gaz est évaluée à 1 3000C environ0 Ces gaz à température.élevée peuvent être mélangés à l'air aspiré à travers les intervalles entre le coude d'aspiration refroidi par l'eau et la conduite refroidie par l'eau ainsi qu'à l'air aspiré par d'autres ouvertures des conduites refroidies par l'eau0 Pour obtenir un mélange de gaz résultant à une température de 600 CX un taux d'infiltration de l'air d'environ 600 Nm3/mn est nécessaire. Par conséquent, il est nécessaire que le débit total aspiré devienne égal à 975 Nm3/mnO Pour une température de traitement de 2500C, ce débit débit total devient égal à environ 1 8?0 m3/mne De plus, un ensemble d'épuration des gaz comportant des sacs filtrants est utilisé dans le système d'évacuation des fumées en question0 Ces sacs filtrant sont en fibres traitées aux silicones et sont nettoyés périodiquement en inversant le sens du courant d'air à épurer, représentant environ 300 m3/mn.Ce débit ajouté au total ci-dessus conduit à un débit total d'environ 2 170 m3/mns représentant le débit tot-al volumétrique des gaz d'échappement a' traiter, c'est-à-dire la capacité de traitement du système d'évacuation des fumées0 A partir de ce résultat et en tenant compte d'une augmentation éventuelle de la capacité nécessaire, la capacité prévue est choisie égale à 2 200 m3/mn (à 200C), 4e Exemple d'exécution pratique. Un exemple particulier d'exécution pratique est décrit en détail ci-après, en se rapportant à un exemple d'appareillage d'élaboration de l'acier selon l'invention, comprenant un four à arc de 50 tonnes ayant les caractéristiques ci-après0 4-le Fusion à rendement élevé. Les caractéristiques du four à arc en question sont indiquées sur le tableau IV. Dans ce four, 3 brûleurs spéciaux oxygene/huile combustible, ayant chacun les caractéristiques indiquées sur le tableau III, sont utilisés0 tes caractéristiques de construction de ce four et des parties associées sont celles indiquées ci-dessus et un système d'évacuation des fumées ayant les caractéristiques indiquées dans le tableau V est utilisé, (tableaux IV et V page suivante) T A B L E Â U IV Particularités d'un four de 50 tonnes à arc Composant Article Caractéristiques Structure du four - Capacité nominale 50 tonnes Poids de la charge (réelle) 54 tonnes Diamètre intérieur de l'enveloppe 5 100 mm Hauteur de l'enveloppe 3 635 mm Profondeur du bain fondu 850 mm Volume intérieur du four 40 Transformateur - Puissance apparente 22 000 kVA Tension au primaire 22 kV Tension au secondaire 145 - 400 V Tension secondaire nominale 366 V Courant nominal 31 700 A Electrodes - Diamètre 457,2 mm T A B L E A U V Caractéristiques du système d'avacuation des fumées. hr*icle Caractéristiques Type d'aspiration Partie supérieure du four. Type à aspiration directe Type de filtre Type à saoe filtrants Quantité de gaz à traiter 22 000 m3/mn (à 2500 C) Aire de filtration 3 000 m2 (environ) Moteur du ventillateur 450 kw, 1 200 tr/ma Le four à arc dont les caractéristiques sont indiquées sur le tableau IV tombe, à en juger par la puissance de son transformateur, dans la gamme des procédés à suralimentation en énergie mais, avec un four ayant ces caractéristiques, on est à l'heure actuelle au bas de cette gamme. Cependant, grâce au fonctionnement à rendement élevé et à l'appareillage selon la présente invention, la durée d'élaboration de l'acier (intervalle entre coulées) peut être raccourcie à une heure. Avec deux de ces fours à arc, la production par an de billettes coulées continuement est d'environ 100 000 tonnes. En général, la capacité de production d'un four à arc peut être exprimée par le nombre de coulées par jour (24 heures). Cependant, la capacité d'un four à arc de capacité nominale de l'ordre de 50 tonnes est d'environ 8 à 10 coulées par jour et, même dans le cas où l'on recourt à des prodédés à haut rendement tel que le procédé U,H.P, (procédé à très forte suralimentation en énergie) et le procédé BoO,So (procédé "huile combustible, oxygène et riblon"), on l'estime à 12 à 14 coulées --par jour. Cependant, la Demanderesse a observé qu'avec le procédé et l'appareillage selon l'invention, on atteint 20 à 22 coulées par jour d'utilisation continue, sur une longue période. Bien que le tableau II indique les résultats correspondant à un fonctionnement pendant une journée, de nombreuses caractéristiques uniques en leur genre peuvent titre observées sur ce tableau. Par exemplet la durée d'élaboration de l'acier (entre coulées) est au minimum d'une heure, au maximum d'une heure onze minutes avec une moyenne de une heure sept minutes, ce qui est très court. De plus, il y a lieu. d'observer que la quantité d'oxygène consommée est de 45,1 Nm3/tonne, ce qui est très important, que la quantité de combustible consommée est inférieure à celle de l'oxygène et que l'énergie électrique consommée est de 335 kWh par tonne,ce qui est très faible. Trois brûleurs spéciaux oxygène/combustible sont montés sur ce four à arc de-la manière décrite ci-dessus et d'une caractéristique unique en son genre de leur fonctionnement et le fait que la quantité d'oxygène utilisée est très grande en comparaison de la quantité de combustible consommée. Plus précisèment, la quantité théorique d'oxygène pur nécessaire pour une combustion complète d'un litre d'huile combustible est d'environ 2,2 Nm3. Cependant, en conformité avec les résultats réellement obtenus, 36,5 Nm /tonne qui correspondent approximativement à 80 % de la quantité totale d'oxygène, à savoir 45,1 Nm /tonne, sont utilisés dans les brûleurs.Ceci signifie qu'une quantité d'oxygène qui est environ 2,8 fois la quantité théoriquement nécessaire est utilisée dans les brûleurs0 D'après la description ci-dessus, on voit que cet excès d'oxygène est consommé pour la coupe par fusion des déchets d'acier par une réaction d'oxydation directe avec ces déchets d'acier et pour brûler des matières combustibles (par exemple de l'huile adhérant aux déchets d'acier) introduites en meme temps que les déchets d'acier dans le four0 Les 20 % restants de la quantité totale d'oxygène sont consommés pour l'1njection à la lance d'oxygène exécuté au moment de la coupe et de l'affinage par oxydation des déchets d'acier à l'aide de tuyaux munis de lances à travers les portes d'évacuation du laitier et d'inspection, comme on opère aussi lors de l'utilisation d'un four à arc ordinaire. Bien que l'énergie fournie au cours de l'utilisation d'un four à arc ordinaire soit en général comprise entre 500 et 550 kwh/tonne, dans le cas présent elle est de 335 kWh/ tonne, ce qui est très faible. La seule explication de ce résultat est la suivante : la chaleur de combustion de l'huile combustible et la chaleur d'oxydation conséquence de l'oxygène en excès et des combustibles susmentionnés introduits en même temps que les déchets d'acier contribuent à la fusion de ces déchets1 cet excès d'oxygène contribuant aussi à la coupe par fusion desdits déchets d'acier0 4-2. Exemple d'analyse d'un bilan thermique. D'une manière générale, la consommation d'énergie dans le cas où l'on utilise un four à arc dans des conditions très ordinaires e de 500 à 550 kWh/tonne. On en déduit que la puissance consommée uniquement pour la fusion des déchets d'acier pendant la période de fusion est de tordre de 410 à 440 kWh/ tonne, et que l'énergie restante, soit 90 à 110 kWh/tonneX est la puissance consommée après la fusion, c'est-à-dire pendant la période d'affinage0 Cependant, dans l'exemple de performances réelles du tableau II, cette consommation d'énergie est de 335 kWh/tonne, Dans ce cas, l'énergie consommée uniquement pour la fusion des déchets d'acier est de 278 kWh/tonne et 57 kXh/toune sont consommés au cours de la période d'affinage. Si l'on considère la quantité d'énergie consommée pendant la période de fusion, la différence, 132 à 162 kWh/tonne entre la quantité ci-dessus et celle consommée pendant la période de fusion dans un four à arc utilisé dans les conditions habituelles est comparable au total de : a) la chaleur de combustion de l'huile combustible, b) la chaleur produite quand les déchets d'acier sont coupés par fusion avec l'oxygène en excès, et c) la chaleur de combustion des autres combustibles introduits en mtme temps que les déchets d'acier dans le four. Plus précisément, la consommation d'oxygène pour réaliser une combustion complète du nombre de 6 litres par tonne d'huile indiquée est d'environ 13 Nm3/tonne et la chaleur ainsi produite est de 59 400 Ecal/tonneO Par ailleurs, la quantité totale d'oxygène utilisée dans les brûleurs est de 36,5 Nm3/tonne et si l'on soustrait la quantité d'oxygène nécessaire pour brûler l'huile combustible de la quantité précédente, il reste une quantité d'oxygène de 23,3 Nm30 Si lton admet que 40 , ou 9Nm3/tonneX de ce reste reste sont consommés pour le découpage par fusion des déchets d'acier, alors que 60 * ou 14,3 mm3/tonne du même reste sont supposés consommés pour brû- ler les autres combustibles introduits en meme temps que les déchets d'acier dans le four, la quantité de chaleur produite lors du découpage par fusion est de 51 813 Ecal/tonne, tandis que celle produite en brûlant ces autres combustibles est de 16 874 Ecal/tonne. Le total des quantités de chaleur ainsi produites par l'huile combustible et l'oxygène en excès est alors de 128 087 Kcal par tonne, ce qui correspond à 149 kWh/tonne si on les convertit en énergie électrique. Par conséquent, on peut observer qu'il y a un très bon accord entre cette chaleur et la différence de 132 à 162 kWh/tonne pour les consommations d'énergie par unité de poids correspondant -aux performances réelles, indiquées sur le tableau III, et 11 énergie par tonne consommée dans un four à arc utilisé de la manière habituelle. Il est par conséquent évident que les brûleurs spéciaux oxygène/combustible selon l'invention jouent un utile important en favorisant la fusion des déchets d'acier. Par ailleurs, pendant la période d'affinage, une quantité d'oxygène de 8,6 Nm /tonne, qui est obtenue par soustraction de la quantité d'oxygène de 36,5 Nm /tonne consommée uniquement dans les brûleurs de la quantité totale de 45,1 Nm3/ tonne du tableau II, est insufflée dans le bain d'acier fondu, servant ainsi à favoriser l'agitation et la décarburation de l'acier fondu0 Cependant, avec le mode de fonctionn.ement selon la présente invention, la teneur en-carbone du bain d'acier fondu dans la première partie de la période d'affinage est de l'ordre de 0,20 % et la plus grande partie de l'oxygène insufflé dans l'acier fondu est utilisé lors de sa réaction d'oxydation du fer. Toutefois, un point caractéristique de'la présente invention est le fait que étant donné qu'une grande énergie est introduite au cours des opérations lorsque de l'oxygène est insufflé dans le bain d'acier fondu, provoquant ainsi une élévation de température, la chaleur d'oxydation du fer contribue directement, telle quelle existe, à cette élévation de température. La chaleur d'oxydation du fer par 8,6 Nm3/tonne d'oxygène est de 49 540 Ecal/tonne ce qui correspond à 57,6 kWh/ tonne, Par conséquent, la contradiction concernant la consommation d'énergie par tonne pendant la période d'affinage, à savoir la faible valeur de 57 kWh/tonne,peut entre expliquée, 4-40 Matières réfractaires des parois du four. Comme on l'a indiqué ci-dessus, si une grande quantité d'énergie thermique est introduite en peu de temps dans un four à arc, les détériorations par la chaleur des briques des parois du four, réalisées en magné site ou en magnésite-chrome qui étaient utilisées jusqu'à maintenant sont rapides eis biques des parois du four ne peuvent résister à ce mode de fonctionnement, Etant donné que des réparations sont nécessaires, le coefficient d'utilisation du four diminue. Ceci a été considéré comme une difficulté associée au procédé HoHoPo et au procédé B.OQSO mentionnés ci-dessus et c'est une difficulté à laquelle on se heurte aussi lors de la mise en pratique de la présente invention. Cependant, cette difficulté a été éliminée, en conformité avec la présente invention, par l'utilisation d'un rev8- tement des parois du four mis au point en se basant sur une idée tout à fait nouvelle consistant à associer des briques carbonées et des moyens refroidis par l'eau de la manière décrite ci-dessus0 Dans le four à arc de 50 tonnes de capacité nominale décrit ci-dessus, dans lequel un fonctionnement à rendement élevé est réalisé avec trois brûleurs spéciaux oxygène/combus tible, ce revêtement amélioré est utilisé sur toute la surface des parois entre un plan 300 mm au-dessus du niveau du laitier et un plan environ 700 mm au-dessous de l'extrémité supérieure de la paroi du four. À la suite d'expériences exécutées récemment pendant 6 mois, la consommation de briques pour toute la paroi du four a été de t,8 kg/tonne et, en considérant seulement les briques carbonées, cette consommation était de 1,2 kg/tonne. Dans ce cas, la durée utile des pièces constituées par les briques carbonées variait avec l'emplacement et des réparations étaient exécutées en échangeant en partie des briques carbonées, ce qui conduisait à une durée utile de 1 440 coulées en toute 4-4. Matières réfractaires du toit du four. Les matières réfractaires du toit du four ont été mises au point exactement de la même manière que les matières réfractaires de la paroi du four. Quand on utilisait des briques de silice (plus de 97 * de silice) ou des briques de bauxite de caractéristique connue, elles ne pouvaient pas résister à l'in- troduction d'une grande énergie dans le four et devaient être remplacées par des briques basiques ou des briques à haute teneur en alumine.Toutefois, dans un four à arc muni d'un système d'évacuation des fumées du type à aspiration directe, un trou d'évacuation des fumées pour extraire les fumées d'échap pement du four doit être installé sous la forme d'une quatrième ouverture s'ajoutant aix trous pour trois électrodes0 Les matières réfractaires dans la région entourant cette quatrième ouverture sont sujettes à de graves dommages mécaniques et physiques provoqués par les fumées d'échappement à température élevée circulant au contact de ces matières réfractaires et les durées des matières réfractaires du toit du four ont été très courtes, même avec les fours à arc classiques. Par conséquent, ce problème est résolu en conformité avec la présente invention en mettant en place de la manière décrite ci-dessus un anneau en métal refroidi par l'eau autour de cette quatrième ouverture et en mettant en place des matières réfractaires ayant les caractéristiques indiquées ci-dessus, ce qui a permis à la Demanderesse de prolonger considérablement la durée du toit du four. Dans le four à arc décrit ci-dessus de capacité nominale 50 tonnes ayant un toit muni d'un anneau refroidi par l'eau, on a obtenu les résultats décrits ci-dessus. Ceci signifie que la durée observée de l'ensemble du toit du four était de 240 à 250 coulées, ce qui représent plus du double de ce qu'on obtenait par la technique antérieure. -4-5. Système d'évacuation des fumées. Dans la mise en pratique de la présente invention avec pour objectif un fonctionnement avec un rendement élevé d'un four à arc muni des brûleurs spéciaux oxygène/combustible, le système d'évacuation des fumées joue un rôle extr8mement comportant et est indispensable. Plus précisément on a observé qu'il est nécessaire > pour que les brûleurs spéciaux oxygène/ combustible réalisent une combustion de manière efficace, de maintenir continûment 11 intérieur du four en dépression pendant toute la durée de la période de fusion des déchets, au cours de laquelle ces brûleurs sont utilisés et par conséquent de guider l'air s'infiltrant à travers les lacunes de la porte d'évacuation du laitier et des éléments analogues, en direc tion de l'intérieur du four.Cette caractéristique unique cons titue un point crucial du savoir faire dans la mise en pratique de la présente.invention0 Dans un exemple de fonctionnement à rendement élevé du four à arc décrit ci-dessus de 50 tonnes de capacité nominale équipé des brûleurs oxygène/coEbustible spéciaux, l'appareil lage d'élaboration de l'acier selon l'invention comportait un système d'évacuation des fumées dont les caractéristiques sont indiquées sur le tableau V. La valeur égale à 2 200 m3/mn (à 2500 C) de la quantité de gaz d'échappement à traiterétermini comme exposé ci-dessus est supérieure à celle correspondant au cas d'un four à arc de 50 tonnes de type courant.Dans le collecteur de poussières du type à évacuation directe utilisé, les fumées d'échappement sont retirées du four à arc à travers la quatrième ouverture, c'est-à-dire l'ouverture d'évacuation ménagée dans le toit du four, passent à travers un tube d'aspiration en acier, du type à doubles tuyaux, refroidis par l'eau et sont conduites par une canalisation refroidie par l'eau jusqu'à une chambre de combustion du type à doubles tuyaux refroidis par l'eaux Un tube de refroidissement à eau coulissant du type double est intercalé entre le coude d'aspiration et la canal, sation refroidie par l'eau0 En faisant coulisser ce tuyau, l'infiltration d'air secondaire à travers les lacunes entre le coude d'aspiration et cette canalisation est réduite au minimum. Pour ce motif, à savoir les gaz incomplètement brûlés retirés du four, l'oxyde de carbone CO résultat d'une combustion incomplète brûle avec l'air introduit à travers la partie supérieure de la chambre de combustion verticale et en meme temps, la température des gaz d'échappement est abaissée gracie à l'augmentation de la quantité d'air froid. Les gaz qui sont passés à travers la chambre de combustion passent ensuite à travers une conduite refroidie par l'eau à doubles tuyaux puis refroidie à environ 3000C par une tour de refroidissement des gaz du type vertical, refroidie directement par 11 eau et placée à l'extérieur de l'atelier de fusion.Ensuite, les gaz ainsi refroidis sont envoyés à travers des conduites refroidies par l'eau, continuant ainsi à dissiper de la chaleur jusqu'à ce qu'ils atteignent le ventilateur et, après que leur température a atteint une valeur prédéterminée, ils sont dirigés sur un sac filtrant. Un exemple de diverses valeurs numériques réellement mesurées en le trajet suivi à l'intérieur de ce système d'évacuation des fumées est donné ci-après. Le premier sujet important est la vitesse de l'air s'infiltrant à travers la porte de sortie du laitier. Des mesures ont indiquE que cette vitesse est comprise entre 4,8 et 5,5 m/seconde. Si l'on porte cette valeur dans l'équation (1) ci-après, la dépression à l'intérieur du four ainsi calculée est comprise entre 1,0 et 2,0 mm d'eau. relation dans laquelle : v est la vitesse des gaz en m/seconde g est l'accélération de la pesanteur en m/seconde2 ; f est la densité de l'air ; et P est la pression en mm d'eau0 Les résultats de l'analyse des gaz d'échappement à proximité de l'orifice de sortie du dispositif d'aspiration , représentant un second sujet important, sont indiqués sur le tableau Vlo La durée d'échantillonnage était de 6 minutes après la seconde charge. T A B L E A U VI Constituant Proportion (%) O2 0,3 CO2 25 CO il Le reste 63,7 A cet instant,le le débit et la température des gaz d'échappement immédiatement en avant du ventilateur aspirant, constituant un troisième sujet important, étaient respectivement de 1 180 m3/mn et de 1800C.Le programme des opérations comportant les instants de mesures des performances en question est indiqué sur la figure 120 Ce programme est celui de la coulée NO 2 400 figurant sur le tableau II, Les références de la figure 12 ont les significations tions ci-après : a) diagramme de fonctionnement du four b) période d'application de l'énergie ; c) durée de fonctionne- ment des brûleurs ; d) réparation et introduction de la. charge (6 minutes) ; e) période de fusion (48 minutes) ; f) période d'affinage (13 minutes); g) fusion complète i h) coulée ; i) deuxième charge (3 mm) ; j) troisième charge (3 mm) ; kl) inter valle entre coulées : 67 minutes ; k2) durée totale d'applica- tion de l'énergie : 55 minutes ; k3) durée totale de fonctionnement des brûleurs : 36 minutes. Comme l'indique le tableau II, les caractéristiques de cette coulées sont les suivantes : consommation d'huile com bustible de 5,4 litres par tonne ; consommation d'oxygène de 45,0 Nm3 par tonne (cette consommation comprend la quantité d'oxygène utilisée dans les brûleurs, soit 36 Nm3 par tonne) durée de la période de fusion 48 minutes (au cours de laquelle les brûleurs sont utilisés au cours de trois périodes distinctes pendant en tout 36 minutes) ; durée d'affinage de 23 minutes ; intervalle d'une coulée à l'autre de 67 minutes (t heure 07 minutes) ; et consommation d'énergie électrique de 337 kWh par tonne. Si, à partir de ces résultats concernant le comportement, on considère en outre ce collecteur de poussières du type à aspiration directe, le carbone de l'huile combustible insufflée dans le four à travers les brûleurs, celui des combustibles introduitsen même temps que les déchets dans le four (en admettant que 1,5 % de l'huile combustible adhère aux déchets de tournage mélangés dans la proportion de 25 O/p), celui des électrodes, celui des briques carbonées, celui d'un agent de recarburation et celui des matières semblables sont transformésen CO et C02 par l'oxygène injecté en provenance des brûleurs. Un déficit en oxygène 02 est comblé par l'oxygène de l'air s'infiltrant à travers des ouvertures telles que la porte de sortie du laitier, ce qui provoque également la formation de CO et C02 gazeux, leur rapport étant de Il contre 25 environ. Par ailleurs, le "reste" présent dans la proportion de 63,7 % indiqué sur le tableau VI peut être considéré comme étant de ltazote gazeux. Ensuite, un équilibre s'établit entre la quantité totale de gaz d'échappement, la quantité d'oxygène insufflé et la quantité d'air qui s'est infiltré. La proportion de 02 dans les gaz immédiatement après leur sortie du four est très faible, étant de 0;3 O/p, au-dessous des résultats actuels. Ceci indique que l'introduction dans le four d'air qui s'infiltre à travers -la porte de sortie du laitier dans le but d'augmenter I'efficacité de la combustion dans les brûleurs, telle qu'elle est soulignée dans la présente invention, ne donne pas naissance à une atmosphère exagérément oxydante à l'intérieur du four. De plus, il est manifeste. qu' un procédé d'élaboration de l'acier selon l'invention a une efficacité largement suffisante pour augmenter le rendement d'un four à arc. La détermination des performances possibles du système d'évacuation des fumées dans l'appareillage d'élaboration de l'acier de la présente invention peut entre réalisée par le calcul comme indiqué ci-dessus mais la Demanderesse a découvert qu'il existe une relation particulière entre la capacité de fusion (en tonnes par heure) seulement durant la période de fusion et le débit des gaz d'échappement (en Nm3 par minute) du four à arc0 Plus précisment, en fonction du débit A des gaz d'échappement et de la capacité de fusion B, le rapport A/B de l'équation (2) ci-après est toujours une constante. A = E (2) B Dans le cas présent, E est une constante. Si la valeur de cette constante est portée dans l'équation (3) ci-après, la valeur V ainsi obtenueestla capacité (débit des gaz à traiter) du système d'évacuation des fumées. TE V (3) relation dans laquelle : V est la capacité (en Nm3 par minute) du système d'évacuation des fumées, X est la capacité d'élaboration de l'acier (tonnes/heure). REVENDICATIONS 1.- Procédé d'élaboration de I'acier,caractérsc par les opérations suivantes : on introduit une charge froide de matière première constituée par des déchets d'acier dans un four à arc équipé d'électrodes engendrant un arc pour produire des aciers ordinaires et des aciers alliés ; on injecte un jet de mélange d'air et d'huile combustible finement pulvérisé dans ce four à travers tous les brûleurs oxygène/combustible montés en des points déterminés de la paroi du four de façon à brûler l'huile combustible pour chauffer les déchets d'acier à la température du rouge ; on injecte une grande quantité d'oxygène n'ayant pas réagi, sous forme d'un jet convergent animé d'une grande vitesse, entourant chaque jet de mélange oxygène/combustible jusqu'à ce que le jet d'oxygène converge vers son point d'intersection avec le jet constitué par le mélange en un endroit qui est à une certaine distance en aval du brûleur de manière à couper par fusion et à fondre directement les déchets d'acier et, en même temps, à brûler les combustibles qui ont été introduits dans le four en même temps que les déchets d'acier ; et en même temps on extrait de manière contrôlable les fumées d'échappement du four par un dispositif d'évacuation des fumées et on place l'intérieur du four en dépression de manière à aspirer de l'air secondaire de l'extérieur dans le four et à augmenter ainsi l'efficacité de la combustion dans le four0 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les brûleurs oxygène/combustible sont mis en place dans les parties froides de la paroi du four avec un angle d'inclinaison vers le bas, par rapport au plan horizontal, de - l'ordre de 15 å 250, et avec des orientations telles que les prolongements des axes des brûleurs ne passent pas par les électrodes engendrant un arc et coupent le plan de la surface du laitier en des points à une distance inférieure à celle de ltaxe vertical du four. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dépression dans le four est de l'ordre de 0,5 à 2,5 mm d'eau0 40- Appareillage d'élaboration de l'acier, qui comprend un four à arc avec des électrodes engen drant un arc pour produire des aciers ordinaires et des aciers alliés à partir de charges froides d'une matière pre- mière constituée par des déchets d'acier, et un dispositif d'leva cuation des fumées pour faire sortir les fumées d'échappement du four et créant en même temps une dépression dans celui-ci pendant son fonctionnement, ce four à arc étant caractérisé en ce qu'il comprend : une paroi de faur constituée par des briques carbonées en partant, en direction du haut, de niveau légèrement au-dessus de la surface du laitier à l'intérieur du four et refroidies par des cellules refroidies par l'eau intercalées entre les briques carbonées et encastrées dans celles-ci ; un toit de four avec un périmètre extérieur constitué par des briques magnésite-chrome rev8tues d'acier, une partie centrale autour de trous d'introduction des électrodes, avec une masse de bourrage à teneur élevée en alumine, et une partie entourant des trous d'échappement des fumées associés à un anneau refridns parl'eau et à une masse de bourrage à teneur élevée en alumine disposée autour ;; et plusieurs brû- leurs oxygène/huile combustible avec un dispositif de refroidissement par eau tous montés dans la paroi du four à travers une ouverture ménagée dans celle-ci et faisant un angle déterminé avec cette paroi, la partie de cette paroi du four entourant chaque dispositif de refroidissement par eau comportant des carreaux pour brûleurs, tous ces brûleurs étant conçus de manière à émettre un jet de mélange d'air et d'huile combustible pulvérisé à partir d'une extrémité, d'où jaillit une flamme, d'un cylindre de brûleur et à éjecter une grande quantité d'oxygène sous la forme d'un jet convergent animé d'une grande vitesse entourant le jet constitué par le mélange air/ huile combustible, qui converge vers un point d'intersection avec le jet constitué par le mélange, en un endroit qui est à une certaine distance eh aval du brûleur et devient ainsi un jet convergent lentement, les brûleurs fonctionnant ainsi de manière à couper par fusion et fondre directement les déchets d'acier et, en m8me temps, à brûler les combustibles qui ont été introduits en mQme temps que les déchets d'acier dans le four. 50~ Appareil selon la revendication 4 caractérisé en ce que.les brûleurs oxygène/combustible sont installés dans les parties froides de la paroi du four avec un angle dincli- naison vers le bas, par rapport au plan horizontal, de l'ordre de 150à 25 et avec des orientations telles que les prolongements des axes des brûleurs ne coupent pas d'électrodes engen- - drant l'arc et coupent le plan de la surface du laitier en des points plus rapprochés que l'axe vertical du four. 6.- Appareil selon la revendication 4 caractérisé en ce que la dépression à l'intérieur du four est de l'ordre de 0,5 à 2,5 mm d'eau, 7.- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque brûleur oxygène/combustible comprend : un cylindre de refroidissement creux avec des parois avant et arrière et constituant un revêtement extérieur de cé brûleur ledit cylindre de brûleur disposé à peu près concentriquement à l'intérieur du cylindre de refroidissement et comportant une extrémité frontale aboutissant en tant qu'extrémité émettant ladite flamme dans une ouverture ménagée dans la paroi de l'extrémité frontale du cylindre de refroidissement et une extrémité arrière fermée, le cylindre de brûleur comportant un orifice d'entrée près de son extrémité arrière pour amener de l'air, circulant à l'intérieur, à son extrémité frontale, un tuyau d'alimentation en combustible traversant son extrémité arrière fermée et s'étendant, en ayant le meme axe, sur une partie de la longueur du cylindre de brûleur, ainsi que des moyens pour transformer le comDustible, introduit par le tuyau d'limentation en combustible, et l'air en un mélange d'air et de combustible pulvérisé, ce mélange étant éjecté sous la forme dudit jet à travers l'extrémité émettant la flamme ; et un dispositif d'éjection d'oxygène placé à l'intérieur du cylindre de refroidissement pour éjecter une grande quantité d'oxygène sous la forme d'un jet convergent animé d'une grande vitesse, les pièces mentionnées ci-dessus constituant le brûleur étant protégées contre un échauffement excessif en faisant passer de l'eau de refroidissement à travers le cylindre de refroidissement, 8.- Appareil selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit dispositif de refroidissement par eau mis en place au voisinage de l'ouverture destinée à la fixation de chaque brûleur oxygène/combustible comprend une cellule inté rieure d'eau de forme cylindrique creuse avec des doubles parois concentriques et un trou central pour i'introduction dans celui-ci > avec possibilité de glissernent, de la partie frontale du cylindre de refroidissement du brûleur, une cellule extérieure d'eau entourant la cellule intérieure d'eau pour supporter celle-ci avec ladite inclinaison prédéterminée dans la paroi du four, et des moyens pour faire arriver de l'eau de refroidissement, à travers les cellules intérieure et extérieure d'eau dé manière à refroidir les cellules et les parties du brûleur et de la paroi du four en contact avec ces dernières, et le cylindre de refroidissement de chaque brûleur oxygène/combustible comporte une plaque d'étanchéité annulaire fixée autour en pouvant glisser et un organe élastique pour exercer une pression sur cette plaque d'étanchéité de façon à la faire glisser en direction de l'extrémité frontale du cylindre de refroidissement, de manière à placer cette plaque d'étanchéité en contact hermétique avec la partie extérieure de la cellule intérieure d'eau du dispositif de refroidissement par eau, non seulement quand le cylindre de refroidissement est introduit à fond dans la cellule intérieure d'eau, mais aussi quand le cylindre de refroidissement n'est que partiellement introduit dans la cellule intérieure d'eau. 9.- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément principal de l'anneau refroidi par l'eau est une pièce annulaire refroidie par l'eau comportant une chambre annulaire de refroidissement par l'eau de section transversale à peu près rectangulaire et encastrée dans le toit du four, cette pièce annulaire tant assujettie à un support annulaire du toit du four refroidi par l'eau placé autour du pourtour extérieur du toit du four, cette pièce annu laire étant raccordée à un tuyau d'alimentation en en eau de refroidissement et un tuyau de sortie d'eau pour faire passer l'eau de refroidissement à travers la chambre annulaire de refroidissement par eau. 10.- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les cellules refroidies par l'eau sont encastrées dans la paroi du four entre des couches de- briques carbonées et disposées en plusieurs étages à différents niveaux, chaque cellule ayant dans la direction de l'épaisseur de la paroi du four une dimension inférieure à cette épaisseur et étant placée plus près de la surface extérieure de la paroi du four que de sa surface intérieure.