Brevet FR2527940A1 — publié le 19831209

La présente invention est relative à un procede d'obtention de granulats à partir de scories d'aciérie,en par- ticulier d'aciérie L.D. Dans le passé la granulation de la scorie d'aciérie se faisait à l'eau: on coupait un jet de scorie liquide avec un écran d'eau à haute pression,et les granules tombaient dans un bassin rempli d'eau. Cette manière de faire a aboutit à des accidents dus à des explosions qui résultaient de la décomposition de liteau par du m.étal en fusion mêlé occasionnellement à la scorie. Divers procédés ont été proposés pour séparer le métal de la scorie et éviter le renouvellement de ces accidents,mais on préfère actuellement s'orienter vers des solutions utilisant d'autres moyens que l'eau pour le refroidissement de la scorie liquide,et en particulier l'air. Cependant,alors que l'eau,quand elle reçoit un jet de scorie liquide agit d'abord pour disperser ce jet en gouttelettes et ensuite pour refroidir ces gouttelettes et les amener rapidement à l'état de gouttelettes solides,l'air comprimé, aux pressions habituellement utilisées,soit 3 à 8 bars,est incapable d'assurer la pression de ces fonctions et le jet est en général dispersé de façon mécanique,soit par projection du liquide à grande vitesse sur une surface solide rigide,soit en envoyant le liquide à vitesse plus faible sur une surface en déplacement rapide,par exemple un cylindre tournant à grande vitesse. Ces solutions posent des problèmes d'entretien et d'usure. Dans d'autres techniques,et en particulier dans la production de laine de laitier,on sait qu'en envoyant de l'air à grande vitesse sur un écoulement de matière liquide,on forme à partir de celle-ci des filaments longs et fins,qui sont utilisés pour l'isolation. ta présente invention a pour point de départ la découverte inattendue que,sous certaines conditions bien précises,l'envoi de jets d'air comprimé sous forte pression,c'està-dire à grande vitesse,permet d'obtenir des granules arrondis. I1 est vraisemblable que les recherches dans cette direction avaient jusqu'ici été découragées par le ri. levé de l'air comprimé sous forte pression,mais les près faits dans ce domaine ont réduit cet obstacle. L'invention a donc pour but de fournir un procédé d'obtention de granulats de scorie d'acierie selon lequel la dispersion du jet de matière liquide n'est obtenue ni par action de l'eau ni d'une manière mécanique impliquant un contact du liquide avec une surface solide. La présente invention fournit donc un procédé d'obtention de granulats à partir de scories d'aciérie, dans lequel on disperse un courant liquide de scorie pour former des gouttelettes,puis on solidifie ces gouttelettes par refroidissement à l'aide de jets de gaz froid qui présente la particularité qu'on opère la dispersion du courant liquide à l'aide de jets de gaz comprimé sous pression supérieure à 10 bar dirigés vers un écoulement de scorie liquide d'une épaisseur comprise entre 10 et 50 millimètres ,les jets d'air comprimé faisant avec ledit écoulement un angle d'au moins 400. Suivant les modalités préférées: les jets de gaz à haute pression sont disposés pour former une nappe continue de gaz à grande vitesse qui vient frapper l'écoulement de scorie liquide, les jets ou nappe de gaz à haute p-ression font un angle compris entre 70 et 1100 avec la direction de l'écouie- ment liquide, après avoir dispersé le courant liquide à l'aide du gaz à haute pression ,on entrain les gouttelettes solidifiées ou en cours de solidification vers une aire de réception à l'aide d'un débit importait de gaz émis sous faible pression. L'invention sera exposée plus en détail en s'aidant d'un exemple pratique,non limitatif,de réalisation conforme à l'invention,illustré par la figure unique,qui est une vue de côté très schématisée du dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention. Le dispositif illustré à ia figure et qui est destiné à la granulation de laitier d'aciérie L.D., c.omprend un réservoir à scorie liquide l,qui présente a' sa base une ouverture 2,pourvue d'un registre réglable,et qui permet d'envoyer la matière liquide dans une goulotte 3,en matière réfractaire. Le fond de cette goulotte est plat,d'une largeur de 40 cm, et elle est inclinée sur l'horizontale d'environ 400. Si bien qu'avec la scorie utilisée on peut obtenir un écoulement de 2 à 3 tonnes par minutes la nappe de liquide ayant une épaisseur de 2 à 3 cm,ce qui correspond à une vitesse d'écoulement qui peut être de l'ordre de 100 mètres par minute. La goulotte 3 se termine par un bord horizontal 4, et à faible distance de celui-ci,sous la goulotte,.sont disposées deux rampes horizontales d'njection, 5,G formées chacune d'un tube cylindrique sur une génératrice duquel sont montés une série d'injecteurs 7,8. Les injecteurs sont pourvus d'ajutages allongés,qui fourni-ssent un jet d'air aplati,et les gicleurs sont disposés avec le grand axe de leurs ajutages dans le même plan,si bien qu'à une certaine distance de la rampe on obtient une nappe unique d'air continue pour chaque rampe. Plus précisément,avec des ajutages donnant un jet étalé de 600,une nappe continue est obtenue à 50 mm-environ de la rampe si l'écart.entre les gicleurs est de 50 mm. Si les gicleurs donnent un jet étalé de 30 ,la nappe continue est obtenue à une distance à peu près double. ta dimension des gicleurs est de 2 à 3 mm. Les deux rampes sont réglables en position et en direction,et on les dispose de façon que l'écoulement de liquide soit atteint par l'air émis par chaque rampe au moment où cet air a formé une nappe continue. Les directions des nappes émises par les deux rampes convergent en un point A qui est à quelques centimètres au-dessus de l'écoulement de liquide, ou plus précisément,de la position qu'atteindrait l'écoulement de liquide si les rampes d'injection étaient arrêtées. Le point A est à quelque centimètre au-delà du bord 4 de la goulotte. L'angle que fait la direction des nappes d'air comprimé avec le liquide est réglable,comme on l'a dit. On a constaté que de bons résultants étaient obtenus avec une des rampes faisant un angle de 70 900 avec la direction d'écoulement du liquide,et l'autre faisant un angle de 90 à 1100 avec la même direction d'écoulement. Les rampes 5,6 sont reliées à une source d'air comprimé sous forte pression, 16 bars environ fournissant un débit supé: rieur à 20 Nm 3/minute. D'autres buses 9, dont une seule est représentée sont disposées au voisinage de l'extrémité de la goulotte. Ces buses sont dirigées non pas sur l'écoulement du liquide,mais sur le jet de gouttelettes 10 formé par 1'faction des rampes 5 et 6. Ces buses 9 sont reliées à une source d'air comprimé a pression relativement faible,telle que celle qui est fournie par le réseau d'air comprimé de l'usine, 4 à 5 bais par exemple, mais elle sort à grand débit. Leur rôle est d'entrainer au lin (10 à 15 mètres par exemple) les gouttelettes de scorie en cours de solidif.ication ou déjà solidifiées de façon à éviter un amoncellement à proximité de l'installation de pulvérisation. Elles ont aussi,bien entendu,un rôle dans le refroidissement du produit. Les essais effectués avec une scorie L.D. dont la composition en poids était la suivante. Fe total 18%, CaO 46X, MgO 7,5%, MnO 5,5%, P205 1,5%, A1203 0,02%, S 0,1% ont abouti à la formation d'un granulat formé de billes de 0,15 à 5mm, sphériques, pleines,vitrifiées en surfaces. Sous cette forme, la scorie d'aciérie présente de grandes facilités de manipulation,elle peut être recyclée dans 1'usine, elle peut aussi être utilisée en cimenterie, Dans ce cas,elle peùt verte introduite directement.dans le four de calcination,sans devoir passer dans le décarbonateur. L'invention peut être mise en oeuvre sous plusieurs variantes. En particulier,l'air comprimé peut hêtre remplace par de la vapeur d'eau pure,ou bien par de l'azote qu'on peut trouver en grande quantité à proximité d'une installation de séparation des gaz de l'air associé à une acierie à l'oxygène. REVENDICATIONS l.Procédé d'obtention de granulats à partir de scories d'aciérie,dans lequel on disperse un courant liquide de scorie pour former des gouttelettes,puis on solidifie ces gouttelettes par refroidissement à l'aide de jets de gaz froid,caractérisé en ce qu'on opère la dispersion du courant liquide à l'aide de jets de gaz comprimé sous pression supérieure à 10 bar dirigés vers un écoulement de scorie liquide d'une épaisseur comprise entre 10 et 50 millimètres,les jets d'air comprimé faisant avec ledit écoulement un angle d'au moins 400. 2. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que les jets de gaz à haute pression sont disposés pour former une nappe continue de gaz à grande vitesse qui vient frapper l'écoulement de scorie liquide. 3.Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les jets ou nappes de gaz à haute pression font un angle compris entre 70 et fkOo avec la direction de l'écoulement liquide. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,caractérisé en ce qu'après avoir dispersé le courant liquide à l'aide de gaz à haute pression,on entratne les gouttelettes solidifiées ou en cours de solidification vers une aire de réception à l'aide d'un débit important de gaz émis sous faible pression. 5.Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz à haute pression est de l'air comprimé sous 16 à 32bar avec un débit minimum de 20.000 Nîl minute. 6.Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz à haute pression est de la vapeur d'eau. 7.Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le gaz à haute pression est de l'azote.