Brevet FR2458593A1 — publié le 19810102

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour récupérer les hydrocarbures liquides qui ont été insufflés dans des convertisseurs et qui n'ont pas brûlé. Depuis quelques années, plusieurs techniques pour souffler de l'oxygène ou un gaz oxydant à la base des convertisseurs ont été mises au point : on utilise pour cela des tuyères comportant un tube intérieur dans lequel est soufflé de l'oxygène ou un gaz oxydant, et un tube extérieur concentrique au précédent, ce qui délimite un espace annulaire dans lequel est insufflé un hydrocarbure tel que le fuel. Ces techniques d'insufflation ont notamment pour but de protéger le nez des tuyères. I1 a été observé que les hydrocarbures liquides insufflés n'étaient pas toujours brûlés en totalité, ce qui avait notamment comme conséquence : l'émission de flammes au niveau de tous les trous percés dans la virole par lesquels les gaz ou les liquides peuvent s'échapper ; et lors du basculement du convertisseur, le déversement d'hydrocarbures s'enflammant dès la sortie du convertisseur. Si on a pu penser pallier le premier de ces inconvénients par exemple en rendant la virole absolument étanche, par contre le deuxième inconvénient n'en a été qu'amplifié. De plus, ces hydrocarbures liquides insufflés qui n'ont pas été brûlés, représentent une perte : ceci augmente de façon sensible le prix de revient de ces techniques. Aussi, l'un des buts de la présente invention est de fournir un procédé pour récupérer les produits combustibles liquides insufflés selon ces techniques et qui n'ont pas brûlé. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé de ce type qui permette de réaliser une économie en ces produits énergétiques. Un but supplémentaire de la présente invention est de fournir un procédé de ce type qui permette la mise en oeuvre des techniques d'insufflation ci-dessus en toute sécurité pour ceux travaillant aux abords des convertisseurs. Un objet de l'invention est un dispositif pour récupérer les produits combustibles liquides insufflés et qui n'ont pas brO- lé. Un autre objet de l'invention est un dispositif dont la mise en place est rapide, simple et d'un faible coût. Ces buts et ces objets, ainsi que d'autres qui apparat- tront par la suite, sont atteints par le procédé de la présenté in vention selon lequel on collecte le long de la paroi métallique interne de ce convertisseur les produits combustibles qui y ont été insufflés et qui n'ont pas brûlé, et on évacue ces produits combustibles à l'extérieur du convertisseur. Avantageusement, on condense les produits combustibles ainsi recueillis. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on crée une dépression entre la paroi métallique interne du convertisseur et son revêtement réfractaire de façon à aspirer les produits combustibles imbrûlés à travers le revêtement réfractaire du convertisseur. La valeur de cette dépression est comprise entre 0 et 180 millimètres de colonne d'eau. De préférence, on évacue ces produits combustibles imbrûlés au travers d'un des tourillons du convertisseur. Quant au dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé, il se compose d'un système de collecte qui est disposé dans le revêtement réfractaire du convertisseur et au voisinage de la paroi métallique interne de celui-ci et qui est relié par une conduite à une cuve de stockage située à-l'extérieur du convertisseur. Selon un mode de réalisation préféré, ce système de collecte comprend des collecteurs verticaux et au moins un collecteur circulaire reliant les sommets ou les bases des collecteurs verticaux. Avantageusement, ce système de collecte comprend deux collecteurs circulaires reliant respectivement les sommets et les bases des collecteurs verticaux. Ces collecteurs sont disposés de telle sorte qu'ils délimitent avec la paroi métallique interne du convertisseur et le revêtement réfractaire un espace dans lequel circulent les produits combustibles imbrûlés. En outre, la conduite reliant le système de collecte à la cuve de stockage est avantageusement située dans l'un des tourillons du convertisseur. De préférence, cette conduite est également reliée à un appareillage créant une dépression à l'intérieur de celle-ci. Le dispositif selon la présente invention peut également comporter un appareil pour condenser les produits combustibles ainsi récupérés qui est traversé par cette conduite. De préférence, cette conduite comprend une garde hydrau lique, par exemple un siphon, qui est disposée entre cet appareil pour condenser et la cuve de stockage. La description qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement le dispositif selon la présente invention - la figure 2 représente un secteur vu en coupe transversale d'un convertisseur comprenant le système de collecte selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, le dispositif selon la présente invention comprend un système de collecte qui est désigné dans son ensemble par le repère 1 qui est monté dans un convertisseur 2, ainsi qu'une conduite 3 qui relie le système de collecte 1 à une cuve de stockage 4 dans laquelle sont recueillis les produits combustibles imbrûlés. La conduite 3 traverse un échangeur de chaleur 5 dans lequel sont condensés les produits combustibles imbrûlés qui ont été collectés par le système de collecte 1. L'échangeur de chaleur 5 comprend dans ce mode de réalisation une circulation d'eau froide 15. La conduite 3, à la sortie de l'échangeur de chaleur 5, quand celui-ci existe, est relié à un appareil 6 destiné à créer une dépression non seulement dans cette conduite 3 mais également dans le système de collecte 1. Entre l'échangeur de chaleur 5 et la cuve de stockage 4 est disposé sur cette conduite 3 une garde hydraulique 7 qui est ici cons-titué par un siphon. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, la conduite 3 traverse l'un des tourillons 14 supportant le convertisseur 2 pour déboucher dans le système de collecte 1. Cette conduite 3 pourrait également être reliée au système de collecte 1 par une liaison flexible. Le système de collecte 1 comprend principalement, d'une part, des collecteurs verticaux 8 et, d'autre part, deux collecteurs horizontaux 9 et 10 reliant respectivement les sommets et les bases des collecteurs verticaux 8. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, chaque collecteur vertical 8 est disposé au voisinage de la paroi métallique interne 11 du convertisseur 2, est ouvert vers cette paroi 11 et est incorporé dans le revêtement refractaire 12 du convertisseur 2. De ce fait, les collecteurs verticaux 8, la paroi métallique interne 11 du convertisseur 2 et le revêtement réfractaire 12 délimitent espaces libres 13 dans lesquels les produits combustibles imbrûlés sont collectés. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, un collecteur vertical 8 est situé au droit du tourillon 14 qui est traversé par la conduite 3 et il est donc en communication directe avec cette conduite. Les collecteurs verticaux 8 et horizontaux 9 et 10 ont une section telle qu'elle permette une dépression homogène dans le système de collecte 1. Les produits combustibles liquides qui ont été insufflés dans le convertisseur 2 pour protéger le nez des tuyères 16 (figure 1) disposées, par exemple; horizontalement à sa base, et qui n'ont pas brûlé, sont aspirés dans les espaces libres 13 au travers du revêtement réfractaire 12 sous l'effet de la dépression créée par l'appareil 6. En d'autre termes, les produits combustibles imbrûlés traversent le revêtement réfractaire 12 sous l'effet de cette dépression. Les produits ainsi collectés sont acheminés par la conduite 3 dans l'échangeur de chaleur 5, où ils sont condensés, et sont récupérés dans la cuve de stockage 4. Ces produits ainsi récupérés peuvent être, par exemple, utilisés comme combustibles pour ce convertisseur 2. L'exemple suivant ne présente aucun caractère limitatif et il est destiné à fournir aux spécialistes des données numériques leur permettant de mettre en oeuvre la présente invention. Exemple Le convertisseur 2 est un convertisseur Rober t dont la cuve métallique a un diamètre intérieur de 2,8 mètres et une hauteur de 4,20 mètres. Ce convertisseur peut contenir des charges de 15 à 20 tonnes de métal. Dans le revêtement réfractaire 12 qui a une épaisseur de 50 centimètres, on dispose 10 collecteurs verticaux 8 qui sont constitués par des fers en U de 2,4 mètres de haut et de 60 à 80 millimètres de largeur. Ces fers ne sont pas au contact de la paroi métallique interne 11 du convertisseur 2. Le sommet et la base des collecteurs verticaux 8 sont réunis respectivement par deux collecteurs horizontaux 9 et 10 constitués également par les fers en U. La conduite 3 débouche dans un collecteur vertical 8 situé au droit du tourillon 14. Cette conduite a un diamètre intérieur de 76,2 millimètres. L'appareil 6 destiné à créer une dépression dans la conduite 3 est susceptible d'engendrer une dépression de 480 millimètres de colonne d'eau, mesurée entre l'entrée et la sortie de cet appareil 6. Au niveau des collecteurs, la valeur de cette dépression est de 130 millimètres de colonne d'eau. Lors de l'utilisation d'un tel convertisseur 2 pour l'élaboration de ferro-nickel, on est conduit à insuffler des hydrocarbures liquides pour protéger le nez des tuyères, sous une pression inférieure ou égale à 15 bars. Du fait que le convertisseur 2 est muni du dispositif selon la présente invention, on a pu récupérer 40 m des hydrocarbures liquides insufflés si l'appareil 6 est en fonctionnement. Dans le cas où l'on n'utilise pas l'appareil 6, on récupère environ 25 m des hydrocarbures liquides insufflés. Par ailleurs, on ne constate plus aucun déversement d'hydrocarbures enflammés lors du basculement du convertisseur 2. I1 apparait que la quantité d'hydrocarbures liquides insufflés qui n'ont pas brûlé est relativement importante et que le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de réaliser des économies d'énergie substantielles. I1 est bien évident que l'on ne sortirait pas du cadre de la présente invention si au lieu de collecteurs verticaux et circulaires, on utilisait, par exemple, un système de collecte en spirale. quoique l'invention concerne plus spécialement la récupération d'hydrocarbures liquides, elle pourrait également permettre la récupération d'autres corps insufflés pour protéger le nez des tuyères. REVENDICATIONS 1. Procédé pour récupérer les produits combustibles liquides insufflés dans un convertisseur et qui n'ont pas brûlé, caractérisé par le fait que l'on collecte lesdits produits combustibles le long de la paroi métallique interne dudit convertisseur et on les évacue à l'extérieur dudit convertisseur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on condense les produits combustibles imbrûlés ainsi recueillis. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2 prises séparément, caractérisé par le fait que l'on crée une dépression entre ladite paroi métallique interne dudit convertisseur et son revêtement réfractaire de façon à aspirer lesdits produits combustibles à travers le revêtement réfractaire du convertisseur. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite dépression a une valeur comprise entre O et 180 millimètres de colonne d'eau. 5. Procédé selon les revendications 1 à 4 prises séparément, caractérisé par le fait que l'on évacue lesdits produits combustibles au travers d'un des tourillons du convertisseur. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 5 prises séparément, caractérisé par le fait qu'il se compose d'un système de collecte qui est disposé dans le revêtement réfractaire du convertisseur et au voisinage de la paroi métallique interne de celui-ci, et qui est relié par une conduite à un cuve de stockage situé à l'extérieur du convertisseur. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit système de collecte comprend des collecteurs verticaux et au moins un collecteur circulaire reliant les sommets ou les bases desdits collecteurs verticaux. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit système de collecte comprend deux collecteurs circulaires reliant respectivement les sommets et les bases desdits collecteurs verticaux. 9. Dispositif selon les revendications 7 et 8 prises séparément, caractérisé par le fait que lesdits collecteurs verticaux et horizontaux sont disposés de telle sorte qu'ils délimitent avec la paroi métallique interne du convertisseur et le revêtement réfractaire un espace dans lequel circulent les produits combustibles collectés. 10. Dispositif selon les revendications 6 à 9 prises séparément, caractérisé par le fait que ladite conduite reliant le système de collecte à l'appareil de stockage est située dans l'un des tourillons du convertisseur. 11. Dispositif selon les revendications 6 à 10 prises séparément, caractérisé par le fait que ladite conduite est également reliée à un appareil créant une dépression à l'intérieur de celleci. 12. Dispositif selon les revendications 6 à 11 prises séparément, caractérisé par le fait qu'entre ledit échangeur de chaleur et ladite cuve de stockage est disposé une garde hydraulique. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ladite garde hydraulique est constituée par un siphon.