Brevet FR2689522A1 — publié le 19931008

L'invention concerne la récupération de rebuts métalliques, en particulier d'acier à revêtement de zinc, notamnent de tôles zinguées. Généralement on effectue cette récupération par refonte des rebuts métalliques avec élimination substantielle du zinc superficiel en 5 enfournant ces rebuts métalliques dans un haut fourneau ou dans un four à are, Ce-pedat, de tels enfournements ne peuvent être faits qu'en quantité très limitée et scnt loin Ce reznettre la prise en cec;nte des stocks actuels de tels rebuts métalliqcues, qui s'amorrncellent de fac ro ir Mportante, r ota merit depuis qu'orn utilise des tô 1 les zinguées sur l'une10 ou les deux faces pour la fabrication de véhicules automobiles Coupte tenu de cette impossibilité de traiter de telles quantités de tôles zinguées en haut-fourneau et au four à l'arc, on a examiné si l'on ne pouvait pas mettre en oeuvre les techniques usuelles de fonderie, _ savoir le cubilot ou le four à induction.15 En ce qui concerne le cubilot, on a constaté que ce dernier, même lorsqu'il opère à vent chaud, supporte difficilement une charge supérieure à 25 % de ces tôles Au delà, on est confronté avec une instabilité de fonctionnement de l'appareil et à un problème d'adaptation des moyens de filtration équipant usuellement les cubilots 20 au traitement des fumées chargées en vapeur de zinc En ce qui concerne le four à induction, les expériences ont montré une imprégnation du réfractaire du creuset par les vapeurs de zinc qui s'y condensent et conduisent ainsi à des courts-circuits des spires des enroulements inducteurs et, de plus, une certaine quantité de zinc se dissout dans 25 la fonte de base, ce qui, même si cela ne conduit pas à une détérioration des propriétés métallurgiques de la fonte, provoque une pollution très importante et très sérieuse des ateliers de fonderie pendant le transfert en poche de la fonte, au cours duquel s'échappent des vapeurs de zinc particulièrement malsaines pour la santé du personnel environnant.30 L'invention a pour objet de récupérer de tels rebuts métalliques zingués de façon simple, par refusion et élimination substantielle aisée de l'essentiel des vapeurs de zinc qui se développent, et cet objectif de l'invention est atteint en ce que l'opération de refonte s'effectue sous l'action thermique d'une flamme35 à combustibles tel gaz naturel, fuel, etc et d'un comburant constitué par de l'oxygène industriel. Il s'est avéré que cette façon de faire permet de traiter dans de tels fours des quantités de rebuts métalliques zingués en très grandes proportions, pouvant aller jusqu'à 100 %, sans aucun des inconvénients qui seraient dûs aux vapeurs de zinc et cet effet particulièrement surprenant résulte de ce que ces vapeurs de zinc au contact d'une flamne oxy-combustible se transforment au moins en partie en oxyde de zinc de forme particulaire qui est très facilement arrêté à la sortie du four et de toutes façons, le débit de fumées d'un four rotatif est bien inférieur à celui d'un cubilot, en sorte que l'arrêt des particules et/ou vapeurs résiduelles de zinc en est grandement facilitée Le four rotatif à brûleur aéro-comrrbustible ou oxycorrbustible a été utilisé jusqu'à ce jour conmne un substitut du cubillot pour la refonte des ferrailles et fontes, présentant les avantages d'être moins polluant pour l'atmosphère, du fait d'un échappement gazeux plus réduit et nettement moins coûteux à titre d'investissement Cependant, malgré ces avantages indéniables, on n'a jamais imaginé qu'il pouvait être utilisé pour la refonte de tôles zinguées cormme le démontre amplement le fait que de tels fours rotatifs à brûleur existaient depuis de nombreuses annrmées et qu'un amoncellement sans précédent de tôles zinguées se présentait dans cette même période, sans qu'aucune proposition n'ait été faite à ce jour dans le sens de la solution conforme à la présente invention Nul doute que les tentatives peu satisfaisantes de refusion de quantités importantes de tels rebuts métalliques "zingués" dans les traditionnelles installations de refusion-du genre à cubillot ou four à induction ont dissuadé le monde technique de ce do Emaine d'imaginer que le four rotatif à brûleur oxy-corbustible pouvait convenir Il faut noter à ce sujet que ce n'est pas n'importe quel four rotatif à brûleur qui pouvait à coup sûr convenir et que par exemple, un four à brûleur utilisant de l'air à titre de corburant ne pouvait certainement pas être satisfaisant, car il produirait, du fait de l'important ballast d'azote, un débit de fumées nettement trop exagéré pour permettre l'arrêt des particules de zinc Au contraire, dans la proposition selon l'invention, o le comburant est de l'oxygène industriel, on réduit au strict minimum le débit de fumées du four, de sorte que l'opération d'arrêt des particules et vapeur résiduelles de zinc devient économiquement possible. L'invention vise également une installation de fusion de rebuts métalliques, en particulier d'acier à revêtement de zinc, notamnent tôles d'acier dites "zinguées" qui se caractérise par un four de fusion du type rotatif, équipé d'un brûleur à comburant constitué d'oxygène industriel et d'un dépoussiéreur dans le conduit de fumées adapté à retenir au moins une partie substantielle des particules d'oxyde de zinc. Une installation conforme à l'invention est maintenant décrite en référence au dessin annexé qui est une vue schématique. Dans cette installation, un four rotatif 1 présente un corps généralement cylindrique 10 à axe horizontal entraîné & rotation sur des paliers 11 et 12 avec, à une extrémité axiale, une paroi de fond 3 supportant un brûleur oxycombustible 2 et à l'extrémité axiale opposée 4, un large orifice ou carneau 5 débouchant dans un conduit de fume ées 7 avec un tronçon horizontal 6 et un tronçon vertical 9 incorporant un dépoussiéreur approprié 8. En opération, une charge complète constituée de paquets de tôles d'acier "zinguées" 14 est enfournée par le carneau 5, le four étant vide et préchauffé puis le four 1 est mis en rotation selon son axe en même temps que le brûleur 2 émet une large flanme oxy- coirbustible 13 Le transfert thermique vers la charge s'effectue à la fois par radiation et convection et très substantiellement par conduction du fait du passage de la paroi de four chauffé par la flamme en contact direct avec la charge de fond de four La flaimme provoque ainsi d'abord une fusion du zinc à une tenpérature de 530 C, puis une vaporisation à 900-C Les vapeurs de zinc émises sont ainsi noyées dans la flaume 13 du brûleur 2, qui présente une tendance oxydante assez prononcée, du fait de la présence d'oxygène quasi-pur, en tout cas suffisante pour oxyder une partie substantielle des vapeurs de zinc, qui se transforment ainsi en particules d'oxydes de zinc entraînées par les fumées et aisément arrêtées dans le dépoussiéreur 8. 1 REV q DICATI(NS 1 Procédé de récupération de rebuts métalliques en particulier d'acier à revêtement de zinc, notarment tôles d'acier dites "zinguées", par refonte avec élimination substantielle du zinc superficiel, caractérisé en ce que l'opération de refonte s'effectue sous l'action theurmique d'une flamme à combustible et à comburant constitué par de l'oxygène industriel. 2 Procédé de récupération de rebuts métalliques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la flarrne est suffisamrent oxydante pour transfoiner au moins en partie les vapeurs de zinc en oxyde de zinc. 3 Installation de fusion de rebuts métalliques, en particulier d'acier à revêtement de zinc notamrnent tôles d'acier dites "zinguées", caractérisée par un four de fusion du type rotatif ( 1), équipé d'un brûleur ( 2) à cormburant constitué d'oxygène industriel et d'un 1 dépoussiéreur ( 8) dans le conduit de fumées adapté à retenir au moins une partie substantielle de particules d'oxydes de zinc.