Brevet FR2652013A1 — publié le 19910322

L'invention concerne un procédé pour se débarrasser des poussières de filtres en insufflant ces poussières dans des scories finales liquides de processus, qui se forment lors de la fabrication de fontes, d'aciers ou d'autres pro- duits de fonderie. Les poussières de filtres qui se produisent dans l'industrie métallurgique sont boulettisées, afin de pouvoir être stockées dans des décharges sans dégager des poussières. Il s'agit d'un mode opératoire qui, non seulement est très coûteux, mais qui ne fixe pas suffisamment de manière inso- luble dans l'eau les éluats des poussières de filtres, de sorte que les plus petites quantités d'éluats dans les pous- sières de filtres portent atteinte à l'environnement. En revanche, les éluats qui sont incorporés aux laitiers de processus sont moins solubles dans l'eau. Si l'on considère, à cet effet, que l'insufflation de poussières de filtres transforme des chromates solubles dans l'eau en des composés de chrome moins solubles dans l'eau dans les lai- tiers de processus, l'insufflation de poussières de filtres dans des laitiers de processus apparaît comme particulière- ment prometteuse. D'une manière générale, l'insufflation de pous- sières de filtres dans des laitiers est une opération métal- lurgique qui permet d'améliorer les laitiers finals du pro- cessus. Il s'agit même d'une opération métallurgique qui influe directement, et le plus souvent de manière défavo- rable, sur le mode opératoire métallurgique lors de la fabri- cation de fontes, d'aciers ou d'autres produits de fonderie, si l'insufflation des poussières de filtres ne s'effectue pas dans les laitiers finals du processus, mais au cours de la fabrication de la fonte, de l'acier ou d'autres produits de fonderie. Il faut noter que, si l'insufflation des poussières de filtres s'effectue dans ledit procédé de fabrication, on se trouve alors en présence d'un procédé métallurgique global qui se distingue de l'insufflation dans des laitiers finals de processus, parce que les poussières de filtres ainsi in- sufflées agissent jusqu'auxdits produits de fabrication. Il s'agit là d'un risque qu'aucun aciériste ne songe à courir. Si, en revanche, l'insufflation des poussières de filtres s'effectue après achèvement dudit procédé de fabrica- tion, comme par exemple pour la fabrication de l'acier, les laitiers finals du processus sont disponibles séparément après avoir été vidés du four de fabrication de l'acier. On peut ainsi, tout en insufflant des poussières de filtres dans ces laitiers finals de processus, ne pas influer sur la qua- lité de l'acier, mais simplement sur le laitier final de pro- cessus qui, comme mentionné, est ainsi amélioré. Cette insuf- flation de poussières de filtres devient ainsi un procédé propre qui se distingue de l'insufflation directe de pous- sières de filtres dans des laitiers habituels de processus. Une insufflation de poussières de filtres qui est incluse directement dans un procédé de fabrication de l'acier est décrite dans Fachberichte HUttenpraxis Metallweiterverar- beitung, Vol. 20, No 10, 1982: Verwertung von Filterstauben und Schlimmen aus der Abgasreinigung in Huittenwerken, page 756, point 3.6. On y interrompt un procédé de fabrication de l'acier, en l'occurrence par convertisseur, au cours du pro- cessus de fabrication, afin de pouvoir ajouter au contenu du convertisseur d'acier, à savoir l'acier fondu et les laitiers 3 2652013 du processus des poussières de filtres. Après avoir ajouté la poussière de filtre, on reprend le processus de fabrication de l'acier interrompu, par ce que l'on appelle une post-in- sufflation. De l'acier fondu, du laitier de processus et la poussière de filtre sont ainsi mis en tourbillonnement, ce qui a les inconvénients suivants: l'acier fondu qui, avant la post-insufflation était relativement exempt d'impuretés, est alors mis en contact avec les multiples impuretés non dé- finies des poussières de filtres, qui peuvent être absorbées par le laitier de processus, mais également par l'acier fondu. Un autre inconvénient est que l'interruption du processus normal d'insufflation dans un procédé de fabrica- tion de l'acier au convertisseur non seulement gêne le dérou- lement des opérations, mais s'accompagne d'un coût considé- rable. Un autre procédé, décrit au brevet de la République Fédérale d'Allemagne No 35 05 982, se distingue du mode opé- ratoire décrit par le fait qu'il n'exige pas de traitement supplémentaire des poussières de filtres à insuffler dans les laitiers du processus, dans les procédés de fabrication men- tionnés ci-dessus -par exemple dans le procédé de fabrication d'acier au convertisseur. Il n'est pas incorporé à un tel procédé de fabrication, ce qui constitue une différence importante. Des essais et des applications de ce mode opéra- toire ont montré que des poussières de filtres réagissent très différemment et créent ainsi des difficultés considé- rables. Il s'est avéré qu'il faut choisir correctement l'endroit d'insufflation et qu'il faut, en plus, certains dispositifs pour que ce mode opératoire se déroule sans dif- ficulté. Il faut des conditions qui permettent une insuffla- tion à l'échelle industrielle de poussières de filtres dans des laitiers finals de processus. Les inconvénients essentiels de ce mode opératoire 4 2652013 sont: a) Des réactions exothermiques très différentes, lors de l'insufflation des poussières de filtres dans des lai- tiers finals de processus qui, s'il n'est pas prévu de mécanismes de régulation, entraînent la formation d'une mousse spontanée dans les laitiers finals de processus, de sorte que les cuves de laitiers dans lesquels se trou- vent les laitiers finals de processus se vident partiel- lement en raison de cette mousse. Ceci entraîne de grandes difficultés si l'insufflation des poussières de filtres s'effectue dans la fonderie. b) La formation de mousse dans les laitiers finals de pro- cessus dégagent tellement de chaleur que le dispositif d'insufflation ne peut guère être suffisamment protégé et que l'on ne peut pas non plus observer suffisamment le processus d'insufflation, ce qui met particulièrement en question ce mode opératoire dans des ateliers de fonde- rie. L'invention vise donc un procédé qui permet une in- sufflation à l'échelle industrielle de poussières de filtres dans des laitiers finals de processus. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer l'insufflation des poussières de filtres dans une cuve à laitier contenant un laitier final de processus, ou dans un dispositif comparable pour du lai- tier liquide, au moyen d'une lance d'insufflation à l'extérieur des ateliers de fabrication, les poussières de filtres étant insufflées en des quantités réglables et la profondeur de pénétration ainsi que la position angulaire de la lance d'insufflation étant adaptées au laitier final du processus. Suivant un perfectionnement de l'invention, le pro- cédé consiste à prévoir un dispositif de protection vis-à-vis de la chaleur et d'observation, à proximité immédiate de la cuve de laitier. 2652013 Un autre perfectionnement de l'invention consiste, dans le cas de poussières de filtres ne contenant pas de zinc, à leur ajouter, avant l'insufflation, des substances fines fournissant de la chaleur. Suivant l'invention il est prévu d'utiliser, comme substances fines fournissant de la chaleur, des poussières de filtres contenant du zinc. Il fait également partie de l'invention d'insuffler les poussières de filtres directement dans des dispositifs d'évacuation de laitiers de hauts fourneaux. On peut se rendre maître de la formation de mousse dans les laitiers par le fait que le processus d'insufflation de poussières de filtres rend automatiquement réglables, par une télécommande, les quantités de poussières de filtres à insuffler à chaque instant, tout en permettant un déplacement et un arrêt de la lance d'insufflation des poussières de filtres en continu et très rapide. Avantageusement, on peut prévoir un dispositif de protection vis-à-vis de la chaleur et d'observation au voisinage immédiat de la cuve de laitier. Grâce à ces dispositions, qui sont prévues en par- tie dans divers modes opératoires mais qui ne sont utilisées dans aucun procédé d'insufflation de poussières de filtres dans des laitiers finals liquides de processus, on peut obte- nir une insufflation sans défaut et à l'échelle industrielle de poussières de filtres dans des laitiers finals liquides de processus. Ce nouveau procédé permet, d'une manière plus éco- logique que jusqu'ici, de se débarrasser, d'une manière sûre, de toutes les poussières de filtres, à l'exception des poussières ayant une grande teneur en zinc et en plomb. Pour la mise en oeuvre pratique du procédé décrit on peut penser que, lors de l'insufflation des poussières de filtres, il peut se produire, dans certaines circonstances, des difficultés si la surface de la cuve de laitiers se re- froidit relativement rapidement et si on ne peut plus déta- 6 2652013 cher une croûte de laitier épaisse et très refroidie, lors de l'insufflation des poussières de filtres. On constate entre autres, dans un tel cas, que la quantité de poussières de filtres qui peut être insufflée doit être plus petite. On mentionnera, à cet égard, que lorsqu'on utilise le procédé suivant le brevet de la République Fédérale d'Allemagne No 39 06 868, il peut se produire de trop grands dégagements de chaleur si l'on insuffle, dans les laitiers finals du processus, des poussières de filtres contenant du zinc. Il s'ensuit une grande dépense en éléments de refroi- dissement pour le produit condensé surchauffé et pour les ef- fluents gazeux des cuves de laitiers allant aux installations de dépoussiérage. Mais de longs trajets de refroidissement sont, en regle générale gênants surtout en raison de l'encombrement. Ainsi considéré, le procédé mentionné ci-dessus peut être encore amélioré afin de pouvoir insuffler également des poussières de filtres dans des cuves de laitiers ou dans des dispositifs comparables pour laitiers liquides, alors qu'un certain refroidissement s'est déjà produit. On peut aussi maintenir le dégagement de chaleur dans des limites ac- ceptables, lors de l'insufflation des poussières de filtres. Ce perfectionnement est obtenu, suivant l'invention, par le fait que, dans le cas de poussières de filtres ne contenant pas de zinc, on leur ajoute avant l'insufflation des substances fines fournissant de la cha- leur. Suivant l'invention, il est prévu d'utiliser comme substances fines fournissant de la chaleur des poussières de filtres contenant du zinc. Il fait également partie de l'invention d'insuffler les poussières de filtres directement dans des dispositifs d'évacuation de laitiers de hauts fourneaux. Lorsqu'on utilise le procédé perfectionné men- tionné, on peut employer une cuve de laitiers ou un disposi- 7 2652013 tif comparable pour du laitier liquide, qui n'est pas déter- miné du point de vue de la solidification à la surface du laitier. On empêche également un trop grand dégagement de chaleur lors de l'insufflation des poussières de filtres. Suivant l'invention, on peut prévoir d'ajouter avant l'insufflation, dans la cuve de laitier ou dans un dis- positif comparable à des poussières de filtres exemptes de zinc, des poussières de filtres contenant jusqu'à 50 % du zinc, afin de disposer de cette façon de substances fines fournissant de la chaleur pour pallier les inconvénients men- tionnés. Quand on ne dispose pas pour cela d'une quantité suffisante de poussières de filtres contenant du zinc, on peut ajouter d'autres sources de substances fines fournissant de la chaleur, comme par exemple des poussières ayant des parties d'aluminium fines et actives ou d'autres sources de substances fines qui ont une action exothermique. 8 2652013 REVENDICATIONS 1. Procédé pour se débarrasser des poussières de filtres en insufflant ces poussières dans des scories finales liquides de processus, qui se forment lors de la fabrication de fontes, d'aciers ou d'autres produits de fonderie, carac- térisé en ce qu'il consiste à effectuer l'insufflation des poussières des filtres dans une cuve de laitier contenant un laitier final de processus, ou dans un dispositif comparable pour du laitier liquide, au moyen d'une lance d'insufflation à l'extérieur des ateliers de fabrication, les poussières des filtres étant insufflées en des quantités réglables et la profondeur de pénétration ainsi que la position angulaire de la lance d'insufflation étant adaptées au laitier final du processus. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir un dispositif de protection vis-à-vis de la chaleur et d'observation, à proximité immé- diate de la cuve de laitier. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'il consiste, dans le cas de poussières de filtres ne contenant pas de zinc, à leur ajouter avant l'insufflation des substances fines fournissant de la cha- leur. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser, comme substances fines 9 2652013 fournissant de la chaleur, des poussières de filtres conte- nant du zinc. 5. Procédé suivant la revendication 1, 3 ou 4, ca- ractérisé en ce qu'il consiste à insuffler les poussières des filtres directement dans des dispositifs d'évacuation de lai- tiers de hauts fourneaux.