Brevet FR2646169A1 — publié le 19901026

La presente invention a trait au domaine du traitement et du conditionnement de matieresminerales en fusion dont notamment des laitiers, scories métallurgiques et autres matières silicatees en vue de l'obtention de granulats et/ou boulettes refroidies et expan- sés pour diverses utilisations. Elle concerne plus spécialement des perfectionnements apportés aux installations et dispositifs de bouletage pour l'obtention de matériaux secs presentant une bonne homogênéi- te au point de vue granulométrique. Dans le domaine du traitement des laitiers métal- lurgiques et notamment des laitiers de haut fourneau, la technique du bouletage permet l'obtention de particules expansées en soumettant la matiere en fusion a une dispersion mécanique obtenue grâce a un tambour rotatif dont les pales fragmentent la veine de matiere en fusion expansée et partiellement refroidie à l'aide de jets d'eau et projettent les particules formees dans l'atmosphère où se poursuit le refroidissement. Apres leur chute sur une aire de réception en pente pour évacuer l'eau non vaporisee, la matiere bouletée est reprise à l'aide d'engins mobiles et envoyee a l'installation de classification. Déjà a cette technique ont éte apportees plusieurs améliorations parmi lesquelles on peut citer : la mise en oeuvre de dispositifs pour réguler le flux de matière en fusion (brevet français N"76.28855 du 24/09/76) ; la combinaison de bassin muni d'un rebord-déversoir refroidi et d'une table egalement refroidie amenant la matière en fusion au tambour rotatif assurant son dechiquetage (brevet français n"77.26551 du 2/9/1977) ; l'adaptation du nombre et de la disposition des pales sur le tambour pour obtenir des granules de dimensions variables (brevet français n"80.08 368 du 15.1.1980) ; l'utilisation d'un tambour étanche muni de pales a profil spécial de " chistera " et d'un système de réception des particules expansées constitué par det séries de tables vibrantes (brevet français N"83.04354 du 17.3.83). Selon le procéde général décrit dans les brevets précités et utilisé pour assurer le refroidissement et l'expansion des particules de laitiers ou matières équivalentes, on met en oeuvre des installations ou dispositifs comportant la combinaison des éléments successifs suivants ; une rigole de coulée de laitier fondu, munie d'un rebord-déversoir a refroidissement interne ; une ou plusieurs tables d'alimentation, disposees en plan inclinés et a refroidissement interne, constituées par des éléments creux avec tubulures de circula tion d'eau et également arrosés par aspersion exterieure d'eau ; sous ces tables, un tambour rotatif étanche, refroidi intérieurement et muni préférentiellement de pales spéciales en forme de cuillères ; les particules solides de laitier expansé et vitrifié, projetées dans l'atmosphère, venant ensuite s'accumuler sur une aire de stockage in clinée ou fosse, alors que l'eau non vaporisée s'écoule vers le point bas de la fosse et est évacuée par un moyen connu tel que pompage ou autre. Un tel procédé, dans lequel cn met en peuvre des quantités d'eau relativement faibles (de l'ordre de 1m3 environ par tonne de laitier), permet d'obtenir des laitiers granulés ou bouletes d'excellentes caractéristiques et utilisables pour de nombreuses applications telles que : matière première pour les compositions de construction (ciments, bétons, verres, céramiques, tuiles, briques), pour l'incorporation aux liants dans les constructions des routes, comme matériaux de décapage des métaux ; comme adjuvants aux fertilisants et agents d'amendement des sols,. comme remblais légers, etc.. Toutefois, l'utilisation, comme tables d'alimentation du matériau fondu à sa sortie du rebord-déversoir, des éléments creux en acier en forme de boites longitudinales munies de tubulures de refroidissement interne, entraine un certain nombre d'inconvénients. De tels dispositifs de réalisation relativement couteuse, sont fragiles aux chocs thermiques répétés et ont une duree de vie assez courte qui correspond aénéralement à la coulée de 10.000 tonnes environ de laitier. Il a maintenant até trouvé, de façon surprenante, que l'on pouvait avantageusement substituer à ce type d'élement creux une brame d'acier ou alliage métallique et notamment des brames pouvant presenter des défauts de surface et qui constituent frequemment des rebuts lors du laminage pour la fabrication de tales.Contrairement aux enseignements et à la pratique connus jusqu'ici, selon lesquels on pensait que seule une boite à eau à fort refroidissement interne, vu les gros chocs thermiques supportés, pouvait contenir comme table d'alimentation, il a eté constaté qu'une brame à simple refroidissement externe permettait, sans usure et/ou détérioration préjudiciables, le traitement de masses de laitiers ou autres matières minérales en fusion beaucoup plus importantes. En pratique, on met en oeuvre dans le dispositif selon l'invention une ou des brames d'environ 10 à 25cm d'épaisseur, de largueur 1 à 1,5m et dont les longueurs sont de préférence limitées à un maximum de 2m environ pour pallier aux phénomènes de déformation ou d'érosion prématurées. On a figure sur la planche annexee de dessins des representations très schématiques de traitement de laitiers en fusion pour la production de laitiers bouletés en aciérie. Le flux de laitier 1 provient ici d'un dispositif de régulation de flux constitué par une rigole 2 dont le fond 3 permet la decantation et l'évacuation de la fonte liquide entrainée avec le laitier et qui est munie d'un rebord déversoir 4 en matériau refractaire fonctionnant comme un seuil de débordement répartissant le laitier liquide en une lame de longueur déterminée. Ce rebord 4 est refroidi intérieurement par tuyauterie 5 de circulation d'eau issue d'une boite à eau telle que par exemple, celle décrite dans le brevet français N" 77.26651. Selon le perfectionnement de l'invention, on installe, comme table d'alimentation inclinée, tres près du rebord-déversoir une brame 6 (par exemple en acier) - figure 1 - ou dieux brames 6 et 7 figure 2 - en décalage, avec aspersion tangentielle d'eau de refroidissement par les buses 8 et 9. D'autres rampes d'aspersion d'eau 10,11, 12 sont disposées au-dessus de la ou des brames pour refroidir le laitier à température d'environ 1200 à 12500C avant sa dispersion et son éjection dans l'atmosphère par le tambour 13. Ce dernier est avantageusement conçu avec des pâles 14 en forme de shistera comme décrit dans le brevet français N" 83.04354 precité. Les particules solides de laitier expansé et vitrifié viennent ensuite s'accumuler suruneaire de stockage incline ou fosse (non représentée) sous forme d'un tas sans qu'il soit nécessaire, comme dans la technique précédemment connue d'humidifier le fond de la fosse. Les boulettes ou granules de laitiers, obtenus selon l'invention, présentent une bonne expansion et une masse volumique faible et se prêtent bien à l'ensemble des applications telles que celles susdécrites. Il a en outre (le trouvé que l'on pouvait faire varier la granulométrie des boulettes obtenues, selon le type d'application envisagée, en modifiant judicieusement la vitesse du tambour. Par exemple, lors de la fabrication de particules expansées destinées à l'élaboration de liants où il est souhaitable d'avoir une large majorité de particules du diametre 0 à 4mm et peu de particules de diametre supérieur à 10 mm, on adopte une vitesse de rotation d'environ 300 tours/minute pour le tambour. Par contre, s'il s'agit de particules de laitiers expansés pour la confection de remblais légers (par exemple en vue de réduire les sections de murs de soutènement) on choisira une vitesse de rotation de l'ordre de 230 tours/ minute de façon à obtenir au moins 30 % de particules de diamètre su périeur à 10 mm. -REVENDICATIONS 1. Dispositif de traitement de matières minérales en fusion, telles que laitiers et scories métallurgiques, en vue de la récupéra- tion de particules expansées et/ou produits granulés ou bouletés, du type comportant : un rebord-déversoir (4) à refroidissement interne(5) installé en bout de la rigole (2) de coulée de la matiere fondue ; au moins une table d'alimentation inclineeSdisposee sous ledit rebord et arrose par des séries de jets d'eau (8,9,10,11,12) ; un tambour rotatif (13) étanche refroidi par circulation interne d'eau et muni de pales (14) en forme de cuillère ou de"chistera" , ce tambour projettant dans l'atmosphère les particules de matière fondue refroidie, lesquelles sont récupérées sous forme de granules ou boulettes expansées sur une aire de réception ou fosse en pente ; CARACTFRISE en ce que la table d'alimentation est constituée par une brame (6) d'acier ou alliage mÉ- tallique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que l'on utilise deux brames successives (6,7), décalées en hauteur dont chacune est refroidie par aspersion tangentielle d'eau a l'extérieur 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fosse de reception des boulettes expansées n'est pas elle-même humidifiee. 4. procédé de mise en oeuvre du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que l'on fait varier la vitesse de rotation du tambour selon la fourchette de granulométrie désirée pour les boulettes expansées en vue d'une application donnee.