Brevet FR2511037A1 — publié le 19830211

TRAITEMENT DE LAITIERS D'ACIERIES EN VUE DE LEUR UTILISATION EN TECHNIQUE ROUTIERE La présente invention concerne le traitement de laitiers d'aciérie en vue de leur utilisation en technique routière. On sait que le laitier d'aciérie à l'oxygène est produit au cours de la conversion de la fonte en acier. Il résulte de l'oxydation de certains éléments contenus dans la fonte (principalement le silicium, le manganèse, le phosphore et le titane) et de la combinaison de ces éléments avec un fondant (chaux CaO, magnésie MgO) qui assure ainsi leur élimina- tion. On cherche, à l'heure actuelle, à trouver des applications pour le laitier ainsi produit. L'une de ces applications consiste, après concassage et calibrage du laitier refroidi, à l'utiliser comme granulat en construction routière (chausses, etc...). Ory on constate que les chausses construites à l'aide de ce granulat résistent mal aux intempéries : en effet, au bout d'un certain temps, il y a formation de "nids de poule" et cassures. L'invention a justement pour objet un procédé de traitement d'un laitier d'aciérie qui permet de lui donner des caractéristiques mécaniques telles qu'il puisse être utilise par la suite comme matériau pour la confection de chaussées ou de béton sans que se produisent les inconvénients rappelés ci-dessus. A cet effet, le procédé de traitement d'un laitier d'aciérie, conforme à l'invention, consiste, apures l'opération d'affinage du bain métallique, à faire subir au laitier liquide un brassage jusqu'à dissolution de la chaux et/ou de la magnésie non dissoutes. Selon l'invention, le brassage du laitier peut être, soit un brassage mecanique, soit un brassage pneumatique par insufflation d'un gaz tel que l'oxygène, l'air ou un gaz inerte. Le brassage s'effectue, par exemple, dans une cuve à laitier. Selon un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention le brassage du laitier s'effectue par insufflation d'oxygène à un débit de 50 à 200 Nl/sec., pendant une durée de 3 à 15 minutes. Il a été montré que les cassures qui apparaissent dans les chaussées construites avec du laitier d'aciérie ont pour origine la présence de chaux libre, et également de magnésie libre, dans le laitier. En effet, lors de l'affinage de la fonte, on additionne toujours plus de chaux et de magnésie qu'il n'est nécessaire de façon à etre certain de combiner entièrement le silicium. Le laitier contient donc du silicate de calcium, de l'oxyde de fer, de 11 oxyde de manganèse, du phosphate de chaux, et un excédent de CaO et MgO libres qui se présentent sous forme de gros grains. Pour utiliser le laitier en construction routière, on le laisse refroidir, on le concasse, on le crible puis on mélange le granulat ainsi formé à des produits tels que du sable, de l'eau, des adjuvants de prise etc...Or, lorsque les chaussées ainsi réalisées reçoivent de l'eau, la chaux et la magnesie s'hydratent et gonflent, ce qui provoque la formation de cassures; Compte tenu de ces considérations, le demandeur a étudié de quelle façon on pourrait éviter la présence de chaux libre et de magnésie libre dans les laitiers d'aciérie. Il a découvert que si l'on soumettait le laitier liquide à un brassage, les gros grains de CaO et MgO se divisent en petits grains et sont en contact intimé avec le reste du laitier, ces petits grains se dissolvent alors dans le laitier liquide et éventuellement s'associent au phosphore et au silicium (s'il en reste à l'état libre dans le laitier liquide) ; s'il reste des petits grains de CaO et MgO dans le laitier, leur hydratation ultérieure n' entraîne pas de défauts gênants étant donné leur taille. L'invention a également pour objet le dispositif de mise en oeuvre du procédé considéré. Ce dispositif comprend un agitateur mécanique plongé dans le bain de laitier liquide et/ou une lance d'insufflation d'un gaz partiellement immergée dans ledit bain. L'agitateur mécanique peut être constitué, par exemple, par une brame en acier mue par un moteur. La lance d'insufflation d'un gaz peut entre, par exemple, du type à double flux et refroidissement périphérique. De façon plus précise, elle comporte, dans ce cas, deux tubes métalliques coaxiaux définissant entre eux un espace annulaire, le tube externe étant revêtu, au moins sur la partie immergeable de la lance, d'un gainage réfractaire. Sur les figures 1 et 2 jointes, on a représenté schématiquement deux modes de réalisation possibles de l'invention, et sur la figure 3, une vue en coupe plus détaillée d'une lance d'insufflation. Sur la figure 1, on voit une cuve à laitier 1 en métal contenant un bain de laitier liquide 2. Une brame en acier 3, reliée à un moteur 4 par l'intermédiaire d'une tige métallique 5, joue le rôle d'agitateur mécanique. Sur la figure 2, une lance 6 d'insufflation de gaz (partiellement représentée sur la figure) plonge dans le bain de laitier liquide 2 contenu dans la cuve 1. La lance 6 comporte deux tubes metalliques 7 et 8 coaxiaux définissant entre eux un espace annulaire 9 (voir figure 3). Le tube externe est revêtu d'un gainage réfractaire 10. Le mode de réalisation de la lance 6 représenté sur la figure 3 est plus particulièrement adapté au cas où le gaz de brassage est de l'oxygène ; en effet, dans ce cas, il est nécessaire de refroidir la lance. L'oxygène gazeux est injecté par le tube interne 7 et le fluide de refroidissement, qui est par exemple de l'anhydride carbonique liquide ou un hydrocarbure liquide comme le fuel, le butane, le propane, etc..., est injecté par l'espace annulaire 9. Selon un mode de réalisation préféré, l'extrémité inférieure de la lance 6 est légèrement recourbée, comme on peut le voir sur les figures 2 et 3. En effet, grâce à cette forme particulière, le gaz brasse un volume de laitier liquide plus important; de plus, cette forme recourbée empêche les bulles, formées par le gaz de brassage dans le laitier liquide, de remonter et heurter le gainage réfractaire 10, ce qui permet d'en éviter l'usure ; enfin, du fait qu'elle est recourbée, la lance vibre moins que si elle était simplement rectiligne. Elle peut eventuel- lement s'appuyer contre la cuve. Bien entendu, le mode de réalisation de la lance représenté sur les figures 2 et 3 n'a aucun caractère limitatif vis à vis de l'invention. On peut tout aussi bien utiliser une lance consommable, constituée d'un simple tube d'acier, que l'on enfonce peu à peu dans le bain de laitier liquide au fur et à mesure de son usure. On peut également utiliser une lance comportant plusieurs orifices de sortie pour la gaz de brassage, ou bien une lance dont le profil interne, à la partie inférieure, est de forme tronconique, convergeant dans le sens du soufflage, etc... L'invention n' est pas limitée aux modes de réalisation décrits, ni en ce qui concerne le mode de brassage, ni en ce qui concerne le dispositif utilisé, l'essentiel étant qu'il y ait brassage du laitier liquide pendant un temps suffisant pour faire disparaître la chaux et la magnésie libres. Dans le cas du brassage par l'oxygène, le temps nécessaire est un peu moins long du fait que l'insufflation d'oxygène entraîne un dégagement de chaleur dans le laitier. Le laitier traité conformément à l'invention trouve une application avantageuse comme matériau pour la confection de chaussées ou de béton. REVENDICATIONS 1) Procédé de traitement d'un laitier d'aciérie, caractérisé en ce que, après l'opération d'affinage du bain métallique, on soumet le laitier liquide à un brassage jusqu'à dissolution de la chaux et/ou de la magnésie non dissoutes. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brassage du laitier est un brassage mécanique. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce le brassage du laitier est un brassage pneumatique par insufflation d'un gaz tel que l'oxygène, l'air ou un gaz inerte. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on insuffle de l'oxygène dans le laitier à un débit de 50 à 200 Nl/sec, pendant une durée de 3 à 15 minutes. 5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le brassage du laitier s'effectue dans une cuve à laitier. 6) Dispositif de mise en oeuvre du procéde selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend un agitateur mécanique plongé dans le bain de laitier liquide et/ou une lance d'insufflation d'un gaz, partiellement immergée dans ledit bain. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'agitateur mécanique est constitué par une brame en acier mue par un moteur. 8) Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la lance d'insufflation d'un gaz comporte deux tubes métalliques coaxiaux définissant entre eux un espace annulaire, le tube externe étant revêtu, au moins sur la partie immergeable de la lance, d'un gainage réfractaire. 9) Dispositif selon l'une des revendications 6 à s, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de la partie immergeable de la lance est recourbée. 10) Utilisation du laitier traité par le procédé selon l'une des revendications 1 à 5 comme matériau pour la confection de chaussées ou de béton.