Brevet FR2571062A1 — publié le 19860404

La présente invention est relative à un procédé de préchauffage des ferrailles et riblons préalablement à leur entrée dans un four, tel qu'un four à arc, en vue d'élaboration d'acier. L'obtention d'acier liquide dans les aciéries fonctionnant avec des fours à arcs nécessite un apport d'énergie très important dont vingt pour cent environ sont perdus dans les fumées. Pour abaisser la consommation d'énergie, il est important que les ferrailles et riblons soient introduits dans le four de fusion à une température la plus élevée possible. Actuellement, pour atteindre ce résultat on utilise une énergie de récupération, à savoir : celle contenue dans les fumées dont la température est de l'ordre de llOO0C à 1500"C en pointe. Dans la pratique cependant, il n'est pas possible,sous peine de détérioration du matériel et risque d'agglomération des ferrailles, de préchauffer les ferrailles et riblons avec des fumées de température supérieure à une température prédéterminée voisine de 700"C. De ce fait, une grande partie des fumées, pendant environ trente pour cent du temps, ne peut pas être utilisée pour effectuer le préchauffage. Le problème posé consiste donc à utiliser des fumées à haute température pour effectuer le préchauffage. On connait une installation, dans laquelle les fumées sont envoyées vers l'installation de préchauffage par l'entremise d'une pompe de circulation à débit variable régulé en fonction de la température des fumées à la sortie de la chambre de postcombustion. Les fumées ayant traversé les ferrailles et riblons sont envoyées, selon le cas, et par l'entremise de vannes fonctionnant par tout ou rien, soit vers la chambre précitée, soit vers le circuit de dépoussiérage usuel. Lorsque la température est inférieure à la température prédéterminée d'environ 700"C, la totalité des fumées qui traversent la masse à réchauffer est envoyée vers le circuit de dépoussiérage. Lorsque la température dépasse la température prédéterminée d'environ 700"C, le système de régulation abaisse le débit de la pompe de circulation puis renvoie toutes les fumées froides vers la chambre de post-combustion. Une grande partie des fumées chaudes ne traverse pas la masse métallique à réchauffer et est déviée vers le circuit de dépoussiérage par l'entremise d'une vanne. Le rendement de la récupération des fumées très chaudes, c'est-à-dire celles dont la température dépasse la valeur présélectionnée, n'est donc pas bon. I1 faut préciser aussi que le rendement est encore diminué par le fait que toutes les fumées froides sont réinjectées dans la chambre de post-combustion, même si la température des fumées de dépasse que de peu le seuil de la valeur présélectionnée d'environ 700"C. De ce fait la température des fumées qui traversent ensuite la masse métallique à réchauffer est souvent bien inférieure à la valeur ci-dessus. Le procédé de l'invention qui remédie à ces inconvénients, est remarquable en ce que le débit total des fumées issues de la chambre de post-combustion est dirigé vers l'installation de préchauffage, la quantité des fumées froides qui est réinjectée dans ladite chambre étant à tout instant fonction de la température des fumées chaudes, le surplus étant dévié vers l'installation de dépoussiérage. D'autres caractéristiqueS ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé à titre d'exemple indicatif seulement, sur lequel la figure schématique unique illustre le procédé de l'invention. En se reportant au dessin, on voit que 1 est un four à arc, 2 une chambre de post-combustion et 3 l'enceinte de préchauffage dans laquelle on introduit des paniers 4 pouvant contenir plusieurs tonnes de ferrailles et de riblons. De la façon connue la chambre 2 communique par une gaine 5 avec l'enceinte 3 et par une gaine 6 avec le circuit de dépoussiérage usuel 7 par l'entremise de deux vannes 8 et 9. Une pompe de circulation 10 est interposée sur la gaine 5 à la sortie de l'enceinte 3. La sortie de la pompe 10 est raccordée à deux gaines ll et 12 pouvant dévier les fumées vers la chambre 2 ou vers la gaine 6 en un point situé en amont de la vanne 9. Sur les gaines 11 et 12 sont interposées des vannes 13 et 14. Selon l'invention , 1' ouverture ou la fermeture des vannes 13 et 14 est placée sous la dépendance d'un système de régulation 15 commandé par la température des fumées à la sortie de la chambre 2. Les vannes 8 et 9 sont commandées par un système de régulation 16 sensible à la pression régnant de la four 1. Enfin, la pompe de circulation IO, dont le débit est constant, est conçue pour assurer la circulation de la totalité des fumées sortant de la chambre 2. Selon le procédé de l'invention, le fonctionnement de l'installation est le suivant Lorsque la température des fumées en A est inférieure à la température présélectionnée d'environ 700"C, la totalité du débit traverse l'enceinte 3 puis elles sont refoulées par la gaine 12 et la vanne 14, vers le circuit de dépoussiérage 7. Simultanément, une information est transmise par le dispositif de régulation 15 à celui 16 pour indiquer que la température est inférieure à la température présélectionnée, afin que ce dernier commande la fermeture de la vanne 8. Le degré d'ouverture de la vanne 9 est commandé par le dispositif de régulation 16 en fonction de la pression régnant dans le four 1. En effet, il importe que la pression à l'intérieur du four 1 ne dépasse pas une valeur prédéterminée pour des raisons de sécurité et de bon rendement du four à arc. Lorsque la température en A s'élève et dépasse la température présélectionnée, l'information est transmise au dispositif de régulation 16,qui ouvre la vanne 9, la pression à l'intérieur du four dépendant alors uniquement du degré d'ouverture de la vanne 8. Simultanément, et à tous instants, le dispositif de régulation 15 étrangle la vanne 14 et ouvre la vanne 13 pour réinjecter des fumées froides dans la chambre 2 et ramener la température en A à la valeur souhaitée voisine de la température présélectionnée. Si, par suite de la réinjection des fumées froides, la température en A tend à s'abaisser en dessous de la température présélectionnée, le dispositif de régulation 15 augmente l'ouverture de la vanne 14, de façon à ce qu'une partie de plus- en plus importante des fumées froides soit directement évacuée par ladite vanne vers le dispositif de dépoussiérage. La commande régulée des vannes 8-9,13-14 à partir des r- sultats de mesures permanentes portant, soit sur une pression, soit sur une température, est un prolbème à la portée de lrhomme de l'art. Naturellement, le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre de la même façon en utilisant plusieurs enceintes 3, montées en série ou-en parallèle entre le chambre 2 et la pompe de circulation 10. REVENDICATIONS l-Procédé de préchauffage des ferrailles et riblons, du genre de ceux utilisant les fumées chaudes, issues d'un four de fusion (1), quijtraversent la masse métallique à réchauffer sous l'action d'une pompe de circulation (10) et dans lequel les fumées froides sont réinjectées dans la chambre de postcombustion (2) ou envoyées vers le dispositif de dépoussiérage (7), consistant, quelle que soit la température des fumées à la sortie de la chambre de post-combustion (2), à envoyer le maximum de celles-ci sur la masse métallique à réchauffer et à ne réinjecter dans ladite chambre de post-combustion, lorsque la température à la sortie de ladite chambre dépasse une valeur prédéterminée, que la quantité de fumées froides nécessaire pour ramener ladite température à la valeur souhaitée, le surplus étant dérivé vers le dispositif de dépoussiérage (7). 2-Procédé de préchauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le degré d'ouverture des vannes (13) (14) permettant selon le cas, d'envoyer les fumées froides vers la chambre de post-combustion et ou vers le dispositif de dépoussiérage, est commandé par un système de régulation(l5) sensible à la température des fumées à la sortie de la chambre de post-combustion. 3- Procédé de préchauffage selon la revendication 2, dans lequel un second dispositif de régulation (I6) sensible à la pression à l'intérieur du four (1) commande le degré d'ouverture de deux vannes (8 et 9), montées sur une gaine d'évacuation reliée au dispositif de dépoussiérage (7), dont l'une (8) est montée en amont de la gaine de retour des fumées froides et dont l'autre (9) est montée en aval de celle-ci. 4-Procédé de préchauffage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif (I5) de régulation de la température envoie une information au dispositif (I6) de régulation de la pression lorsque ladite température dépasse une valeur prédéterminée ce qui a pour effet, lorsque la température des fumées est inférieure à la valeur prédéterminée, de fermer la vanne (8) ou de maintenir totalement ouverte celle (9) lorsqu'on détecte que ladite température est supérieure à cette valeur. 5-Procédé de préchauffage selon la revendication 4, permettant d'exploiter au maximum les fumées très chaudes sans surdimensionnement des pompes du circuit de dépoussiérage.