Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~gg
La présente invention concerne une installation de -
traitement et de manutention de laitier métallurgique comprenant
un moyen de désintégration par chocs m~caniques d'un courant de
iaitier pyroplastique et un moyen de refroidissement pour re-
froidir les particules de laitier formées par ce moyen de
désintégration. L'invention concerne également un procédé desti-
né à être mis en oeuvre dans cette installation.
Les grandes quantités de laitier produites dans les
installations sidérurgiques, notamment les hauts fourneaux, posent~ 10 de gros problemes de manutention et d'évacuation de celaitier.
Ces problèmes deviennent de plus en plus graves dans les hauts
fourneaux modernes à grande capacité qui peuvent produire quoti-
diennement jusqu'à 4000 tonnes de laitier qui est dégagé du four
à une température de 1400~C à 1500~C. Des travaux de recherche
intenses ont été effectués jusqu'à présent pour mettre au point
des procédés permettant de transformer ces masses de laitier et
leur conférer des formes commercialement usilisables. Cette trans-
formation implique une solidification sous forme vitrifiée ou
cristalline du laitier qui s'écoule du four sous forme liquide ou
pâteuse. Cette solidification est effectuée par refroidissement
plus ou moins rapide. Toutefois, avant de pouvoir effectuer ce
refroidissement, il faut désintégrer la masse de laitier
; liquide ou pateux afin d'opérer sur des particules de volume
restreint.
On connait'actuellement deux procédés différents, utili-
sés à grande échelle pour effectuer la désintégration du laitier.
Le procédé le ~us courant consiste à faire tomber le courant de
laitier liquide dans une fosse de granulation et d'injecter dans
la masse de laitier en chute libre une grande quantité d'eau sous
pression afin de désintégrer cette masse en une multitude de
; particules de petites dimensions. Ces particules subissent en
meme temps un brusque refroidissement et sont recueillies dans
un lit d'eau au fond de la fosse de granulation. Le principal
inconvénient de ce système de transformation est qu'il nécessite
des quantités considérables d'eau, fréquemment jusqu'à 10 m3 par
tonne de laitier granulé, ce qui, non seulement n'est pas écono-
mique du point de vue utilisation d'eau, mais, en plus, entraIne
des installations importantes et onéreuses pour séparer a nouveau
1'eau du laitier granulé et séchér ce dernier. ~
~,
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.
~(~99515
.
Ce type connu d'installation présente, en outre, un
inconvénient du point de vue écologi~ue en ce sens que le brusque
refroidissement du laitier chaud provoque le dégagement de quanti
tés notables de sous-produits gazeux qui s'échappent dans l'atmos-
phare .
Un autre moyen connu pour provoquer la désintégrationde la masse de laitier liquide est de lui faire subir des chocs
mécaniques. Une installation de ce genre, qui est celle énoncée
dans le préambule, est décrite dans le brevet U.S. n~ 3.594.142
~R.D. ~argesson et al) émis le 20 juillet 1971. Ce brevet
propose un procédé et une installation de fabrication de laitier
expansé dans lequel intervient une désintégration mécanique d'un
courant de laitier pyroplastique à l'aide d'un tambour rotatif,
selon lequel le laitier en fusion est d'abord soumis à une
expansion libre, comprenant une première phase d'expansion au
cours de l'écoulement du courant continu de laitier à travers
un chenal incliné dans lequel on injecte de l'eau sous pression
par le fond et une deuxième phase d'expansion au cours de la
: chute sensiblement libre du courant de laitier sur le tambour
, 20 rotatif. La nappe de laitier tombant sur ce tambour est frag-
'~ ! mentée et projetée dans l'air par les pales prévues sur ce
tambour. Au cours de leur trajectoire, les particules prennent
i des formes plus ou moins sphériques et retombent à une certaine
distance du tambour sur le sol. Dans la partie terminale de leur
trajectoire les particules de laitier expansé peuvent traverser
. un milieu d'eau pulvérisée activant leur rigement et leur solidi-
faction.
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'' ~Q9951S
Récemment il a été découvert que l'installation proposée
dans ce brevet U.S~ n~ 3.594.142 peut, non seulement servir à
la fabrication de laitier expansé, mais également à la fabrication
de laitier granulé tel qu'il est connu par les installations
classiques de granulation. Cette fabrication de laitier granulé
est possible en agissant sur différents paramètres de fonctionne-
ment telle que, par exemple, la vitesse de rotation du tambour
et la quantité d'eau ajoutée. La proportion de laitier granulé
augmente au dépens de la proportion de laitier expansé au fur et
à mesure que la vitesse du tambour augmente et que la quantité
d'eau ajoutée lors de la phase d'expansion diminue.
Toutefois, il a été constaté qu'au fur et à mesure on
augmente la vitesse périphérique du tambour de désintégration, on
produit de plus en plus de matières filamenteuses ressemblant à
de la laine minérale et appelée par la suite simplement "laine".
La proportion de cette laine peut monter jusqulà 5%, ce qui
constitue une production quotidienne de 2000 m de laine dans un
four ayant une capacité de 4000 tonnes de laitier par jour.
Cette production de laine est à considérer comme un inconvénient
tant qu'il n'y a pas de débouché commercial et qu'elle doit être
considérée comme un déchet et par conséquent recyclée dans le
processus de fabrication de laitier.
Le procédé de traitement de laitier avec désintégra-
tions mécaniques comme dans le brevet U.S. N~ 3.594.142 présente
également, tout comme les procédés de granulation avec désinté-
gration hydraulique, un problème du point de vue écologique par
le dégagement des sous-produits gazeux. L'installation selon le
brevet belge présente, en outre, l'inconvénient d'engendrer
B
--3--
. .
.
~(~99515
par suite de l'action du tambour rotatif un bruit assez considé-
rable.
Par contre, les installations ~ tambour rotatif pré-
sentent l'avantage par rapport aux fosses de granulation de
permettre un gain d'eau pouvant atteindre 90%. Par suite de
cette économie en eau, les installations de séparation d'eau
du laitier granulé ou expansé et les installations de séchage
deviennent moins compliquées et moins onéreuses.
Les deux types d'installations décrits ci-dessus ont
l'inconvénient commun qu'ils ne permettent pas une opération en
continu. Autrement dit, il faut interrompre la production de
laitier granulé ou expansé pour permettre son évacuation et
vice versa. Par consequent il faut généralement au moins un
couple d'installations de traitement pouvant fonctionner alter-
nativement.
Un autre inconvénient commun des deux types d'installa-
tions connus est qu'ils ne permettent que l'obtention d'un pro-
~Y duit utilisable bien défini comme, par exemple, des grains de
!,~
laitier à granulométrie variable. Ainsi qu'il est décrit ci-
2~ dessus, les installations à tambour rotatif peuvent produire
aussi bien des grains de laitier expansé que non-expansé, ou même
de la laine, mais on n'obtient toujours qu'un seul produit en
; quantité et qualité acceptables pour l'utilisation. Le ou les
autres produits formés simultanément avec le produit principal
sont des produits secondaires ou déchets et doivent être recyclés
(laine~ ou etre tolérés dans le produit principal avec ou sans
traitement intermédiaire.
La demande de brevet luxembourgeois déposée le 26
~B
. .. , . .~ ., . ,-
: -, ~ , . '~ .. .. . .
..
. ; . ' . ,' , ,
. . . . ..
1~995~5
septembre 1977 et délivrée sous le nurnéro 78185, intitulée:
"Verfahren und Vorrichtung zur Nutzbarmachung von metallurgis-
chen Schlacken, insbesondere Hochofenschlacken" déposée au nom
de "Aciéries Réunies de Burbach-Eich-Dudelange S.A., ARBED",
propose, en vue de surmonter ces difficultés et de résoudre
les problèmes énoncés, un nouveau procédé de traitement de
laitier métallurgique mettant en oeuvre la désintégration
mécanique au moyen d'un tambour rotatif tel que décrit ci-
dessus. Ce nouveau procédé doit permettre, moyennant un choix
judicieux des paramètres de production disponibles, de produire,
en fonction de la demande du marché, séparément ou simultanément
un ou plusieurs produits comme, par exemple, du laitier granulé,
du laitier expansé ou de laine de laitier en quantité et qualité
suffisantes pour constituer des produits susceptibles d'un
débouché commercial.
Le but de la présente invention est de prévoir une
installation du genre mentionné dans le préambule et qui permette
la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus et proposé dans la
demande au nom de ARBED, en évitant les inconvénients de chacun
des deux types connus de désintégration du laitier liquide tout
en sauvegardant les avantages de chacun, autrement dit, l'inven-
tion se propose de réaliser une nouvelle installation qui soit
plus économique en matériel investi et en eau utilisée que les
installations connues de granulation, qui soit moins bruyante
que les installations connues de fabrication de laitier expansé,
qui permette un fonctionnement en continu, qui permette la pro-
duction simultanée ou séparée de trois produits utilisables et
qui ne souille pas l'atmosphare par des dégagements de sous-
~3B ,
-5-
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.
99SlS
produits gazeux.
Pour atteindre le but visé, l'installation selon la
présente invention est essentiellement caractérisée par au moins
une bande perforée sans fin disposée dans la trajectoire de chute
des particules de laitier projetées par ledit moyen de désintégra-
tion et refroidies par ledit moyen de refroidissement,par une en-
ceinte isolante disposée immédiatement au-dessus de la bande per-
forée et renfermant ledit moyen de désintégration et de refroidis~
sement et par des moyens pour capter des sous-produits ascendants
gazeux et/ou solides.
Le moyen de désintégration, peut être constitué, comme
dans le brevet U.S. n~ 3.594.142 par un tambour muni de palettes
périphériques et tournant autour de son axe disposé sensiblement
horizontalement ou tout autre moyen mécanique approprié.
La bande perforée est de préférence constituée par un
treillis métallique en ~il d'acier inoxydable qui retient la
majorité des particules de laitier mais laisse passer l'eau.
Cette bande tourne, suivant un premier mode de réalisation, dans
une direction sensiblement parallèle à la trajectoire des parti-
cules de laitier projetées par le tambour et, suivant un deuxièmemode de réalisation, suivant une direction sensiblement perpendi-culaire à la trajectoire des particules de laitier.
Les particules de laitier peuvent être interceptées,
dans leur chute, directement par la bande ou dans des trémies de
stockage intermédiaires formées dans la partie inférieure de
l'enceinte dans le sens de la trajectoire du laitier. La présen-
ce de telles trémies intermédiaires peut être rendue nécessaire
ou souhaitable pour des raisons relatives au procédé cornme, par
exemple, allongement de la phase de refroidissement ou de trans-
-5a-
. - - . . ~
~ (~99515
formation des particules de laitler ou pour opérer un échantil-
lonage en fonction de la granulométrie des particules. En effet,
dans la gerbe de laitier dispersé par le tambour, les particules
de laitier se séparent sous l'influence de la force centrifuge,
suivant leurs mas~es de sorte que llon trouve les dimensions
les plus élevées à l'extérieur et des particules de plus en plus
fines au fur et à mesure que l~on se rapproche du tambour. Un
tel échantillonage au stade de la production simplifie ou rend
superflu un criblage ultérieur comme il était nécessaire jusqulà r
présent.
La bande perforée remplit une double fonction de trans-
port et de conditionnement des particules de laitier. Le condi-
tionnement ré~ulte du fait que l'on peut controler le refroidis-
sement, le séchage et l'égouttage des particules de laitier par
un choix judicieux de la vitesse en fonction des autres para-
i.B -5b-
~,
. .
. ~ . , . . ~,
f, .
6 1(~'9951S
mètres comme, par exemple, la temperature et la quantite de l'eau
utilisee.
La fonction de transport de la bande perforee est primordia-
le en vue d'aboutir à plusieurs objectifs de l'invention. Elle per-
met notamment une evacuation du laitier au fur et à mesure de saproduction, autrement dit, l'ecoulement du laitier du four et son
traitement au niveau du tambour ne doivent pas être interrompus
pour permettre l'evacuation des particules de laitier solidifiees
et vice versa.Outre l'evacuation du laitier, la bande permet une
evacuation continue de l'eau par egouttage. Les particules ne sont
donc plus projetees sur une masse trempee ou dans une flaque d'eau.
Grâce à l'evacuation permanente du laitier granule ou expanse,
il est possible de prevoir l'enceinte fermée autour de l'installa-
tion, etant donné qu'il n'est plus necessaire d'evacuer la produc-
tion au moyen d'engins automoteurs. Cette enceinte permet une re-
duction appreciable du bruit degage en prevoyant des parois presen-
;s tant de bonnes qualites d'isolation acoustique. L'enceinte permet
egalement de capter la plupart des sous-produits ascendants gazeux
ou solides pour leur faire subir un traitement d'epuration ou de
recyclage. Elle permet même de capter la laine dans un filt~e mobi-
le pour l'extraire de l'enceinte au fur et à mesure de sa produc-
tion.
Le procede de traitement et de manutention de laitier metal-
lurgique selon l'invention est essentiellement caracterise en ce
que l'on procède à une desintegration suivie d'un refroidissement
d'un courant de laitier à l'interieur d'une enceinte isolante fer-
mee de laquelle on evacue les particules de laitier solidifiees con-
tinuellement ou par intermittence, à un rythme variable en fonction
des proprietes visees du laitier à produire et/ou en fonction de la
température et quantite d'eau utilisee, en ce que l'on empêche l'e-
chappement direct des sous-produits gazeux dans l'atmosphère, en ce
que l'on recueille les sous-produits solides ascendants dans un fil-
tre et en ce que l'on separe l'eau des particules de laitier soli-
difiees au fur et à mesure de la production de celles-ci. Ce proce-
dé mis en oeuvre dans l'instalation proposee devrait permettre laproduction simultanee ou separee, en quantite et qualité utilisables
de laitier granulé, de laitier expanse et de laine de laitier.
D'autres particularites et avantages de l'invention ressorti-
ront à la lecture de la description de quelques modes de realisa -
'40 tion présentes ci-dessous, à titre d'exemple, en reference aux des-
~.,. .. :
,, ' ' ,' '' ~ : . .
~99s~s
--7--
sins annexés, dans lesquel~
La figure 1 présente une vue schématique en section ~.
longitudinale d'un premier mode de réalisation selon l'invention;
La figure 2 montre une section schématique en coupe
transversale suivant les lignes II-II de la figure l;
La figure 3 montre une section longitudinale d'un se-
. cond mode de réalisation selon l'invention:
La figure 4 montre une section schématique en coupetrans.versal.e suivant les lignes IV-IV sur la figure 3;
La figure 5 montre schématiquement une variante des
deux modes de réalisation des figures précédentes obtenues en
~ prévoyant plusieurs bandes sensiblement parallèles au tambour de
désintégration.
Dans le premier mode de r~alisation selon les figures
1 et 2, une bande perforée sans fin 10 est entraînée autour de
deux cylindres 12, 14 par des moyens connus non représentés. Il
~ peut être prévu un troisième cylindre 16 pour régler la tension
de la bande perforée 10 et/ou assurer un écartement suffisant
entre le brin supérieur et le brin inférieur pour pouvoir y
placer un collecteur d'eau 18.
Le laitier est amené à l'état fondu ou pyroplastique
d'un four, non montré, à travers une rigole 22 et un plan in-
cliné 24 sur un tambour de désintégration 20 comme décrit dans
le brevet U.S. No 3.594.142. Comme dans ce brevet, il est pré-
vu, en vue de la fabrication de laitier expansé, une conduited'amenée d'eau 26 pour introduire des quantités appropriées d'eau
dans la rigole 22, dans le plan incliné 24 et à l'intérieur du
tambour rotatif 20. Un dispositif adéquat pour effectuer le
contrôle de la temp~rature de l'eau utilisée lors de ces diffé-
rentes phases est représenté en 28. La référence 30 indique lagerbe de laitier dispersé engendrée par la.rotation du tambour 20
dans la nappe de laitier qu'il recoit par le plan incliné -24.
Dans le mode de réalisation de la figure 1 la bande perforée 10
est disposée dans le sens longitudinal, c'est-à-dire qu'elle est
sensiblement parallèle à la trajectoire des particules projetées
par le tambour 20.
,
.
.
~ :
~ ~ . . .. ~ :
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S15
-7a-
La bande perforée 10 peut, par exemple, êt~re constituée
par une bande câblée ou treillis métallique connu sous la déno-
mination commerciale de "Sandwik Track Matic". Une telle
: bande est en fait un treillis souple formé par des fils d'acier
inoxydable. La longueur et la largeur peuvent, bien entendu, être
., .
~, ' : .: - !
~(~99515
adaptées à la capacite de production du four equipe avec cette
installation. Dans une realisation experimentale avec un tambour ;
20 d'une longueur de 1.80 m on s'est contente d'une bande trans-
porteuse de 1,5m de lar~eur.cette largeur relativement reduite
de la bande perforee 10 par rapport à la longueur du tambour 20
est possible grace à la forme particulière de l'enceinte pre w e
dans l'installation,ainsi qu'il sera decrit plus en détail par
la suite.
Cette enceinte est désignee globalement par la reference
32. Cette enceinte 32 est disposee a proximite immediate au-dessus
de la bande perforee 10 juste apres le retour de la bande 10
autour du cylindre 14. Cette enceinte 32 comporte une paroi 34
fermee,a l'exception d'ouvertures aussi petites que possibles
au niveau du tambour 20 et de la bande perforee 10. Il est prefé-
rable de prévoir une série d'ouvertures supplémentaires au niveaude fentesd'admission d'air 36 pour des raisons expliquées plus en
détail par la suite.
- L'objectif vise par le fait de rendre les ouvertures
necessaires aussi petites que possibles est de reduire, d'une
maniere sensible, la transmission du bruit engendre au niveau du
tambour 20 vers l'exterieur. Pour cette même raison, il est prefe-
rable de concevoir la paroi 34 de maniere à ce qu'elle contribue
favorablement a cette diminution de la transmission du bruit,
par exemple,en prevoyant la majorite de la paroi en betoll. Le
~ton a , en outre, l'avantage par rapport au metal, qu'il
resiste mieux aux effets corrosifs.
Un dispositif d'epuration ou de neutralisation des gaz
engendrés dans l'enceinte 32 est représente par la reference 38.
Ce dispositif d'epuration ou de neutralisation 38 empêche que des
gaz, éventuellement toxiques,puissent être rejetés dans l'atmos-
phere.
Un dispositif de récuperation de la laine de laitier est
indiqué schematiquement par la reference 40 (voir egalement la
figure 2). Ce dispositif de recuperation de la laine est,de prefe-
rence,constitue par un filtre rotatif sans fin tournant autour dedeux cylindres. Ce filtre peut également être constitué par un
treillis métallique relativement fin dans lequel restent accrochés
les filaments de laine. Ce filtre est animé, par des moyens non
. .
:::
99SlS
representes , à une vitesse fonction de la quantité de laine -
produite pour evacuer la laine retenue dans les mailles au fur
et a mesure qu'elle est captee. Un racleur 46 disposé hors de
l'enceinte 32 sert à enlever la laine de laitier accrochée au
filtre 42 et la faire chuter dans un reservoir 44. '
Comme montre sur la figure 2, la partie inférieure de
l'enceinte 32 présente une forme trapézoïdale, ce qui permet
de réduire la largeur de la bande perforée 10. Un écran est
indique schematiquement en 48. Cet écran 48 peut être descendu
. 10 et relevé par des moyens connus en soi et non representes. Le but
' de cet écran est d'être descendu devant le tambour 20 en début
d'opération lorsque l'eau est introduite dans le système en
marche avant l'introduction du laitier fondu. La fonction de cet
.~- écran 48 est d'éviter les éclaboussures d'eau sur toute la partie
;~ 15 -interne de la paroi 34. Dès que le laitier tombe sur le tambour
20, cet écran 48 est relevé dans la position montrée sur la
figure 1.
: Lors de l'opération de l'installation de la figure 1, les
. particules projetées par le tambour 20 tombent suivant une tra-
jectoire parabolique directement sur la bande perfor~e 10. Suivant
la vitesse périphérique de ce tambour 20, l'inclinaison des
pale~ de ce tambour et également les masses des particules en
présence, cellesci tombent plus ou moins loin de ce tambour. La
gerbe 30 projetee par ce tambour 20 se compose essentiellement de
gouttelettes d'eau, de boulettes de laitier expansé, de particu-
les de laitier granulé ou sable de laitier et de parties filamen-
teuses constituant la laine de laitier. La proportion et la qua-
lité de ces différents constituants de la gerbe 30 est détermi-
née par les paramètres de fonctionnement,notamment la vitesse
périphérique du tambour 20, la quantité d'eau injectée au niveau
de la préexpansion dans la rigole 22 et au niveau du tambour 20,
de la température de cette eau ainsi que d'autres paramètres et
fait l'objet de la demande de brevet luxembourgeois precitee au
nom de A~3ED.
3~ Au fur et à mesure que les particules solidifiées tom-
bent sur la bande perforée 10 elles sont évacuées par celle-ci
jusque dans une benne 50 dans un engin de transport hors de l'en-
ceinte. Il est souhaitable que les particules solides, lorsqu'
elles tombent dans la benne 50 soient aussi sèches et aussi
; . - - - , . ~
lo ~99515
froides que possible. La vitesse de la bande lO doit donc être
determinee en fonction de ces critères, d'une part, et en fonc-
tion de la nature des particules impliquees ainsi que de la
temperature et du degre d'humidite de celles-ci lorsqu'elles
tombent sur la bande 10, d'autre part. Il est à noter qu'il
existe une certaine dualite entre les notions d'humidite et de
temperature, etant donne que les particules vehiculees par la
bande lO sont séchees par l'apport de chaleur des nouvelles par-
! ticules alors que ces dernières sont refroidies par les parti-
cules déja déposées sur la bande perforee 10.
Il est preferable de prevoir une rampe d'arrosage 52 pour
arroserla bande perforee 10 immediatement avant sa penetration
dans l'enceinte 32 afin de former un mince film d'eau sur cette
bande. Ceci presente le double avantage d'eviter une deteriora-
tion trop rapide de la bande par la chute des particules encoretrop chaudes et en meme temps un meilleur refroidissement et
figement de celle-ci.
L'eau qui s'égoutte a travers les mailles de la bande
perforee 10 est recoltee dans le collecteur 18. Cette eau est
20 suffisamment propre pour pouvoir être recyclée dans l'installa- -
tion, ce qui épargne toute installation d'épuration et de traite-
ment des boues. Dans ce but l'eau passe à travers le dispositif 28
de contrôle de temperature où elle est melangee, en quantites
appropriees, à l'eau froide en vue d'obtenir la temperature ade-
quate de l'eau entrant dans le processus de traitement du laitier.
Ce recyclage de l'eau permet une economie supplementaire en eau
qui s'ajoute à celle dejà realisee par le système de desintegra-
tion mécanique du tambour 20 et qui est considerable par rapport
aux fosses de granulation classiques.
Une ramPe d'arrosaqe terminale 54 dis~osee au-dessus de
la bande 10 en dehors de l'enceinte 32 ~eut etre mise en service
lorsque la tem~érature de la nappe de laitier évacue de l'encein-
te 32 est jugee trop elevée. En 56 on a re~résenté un refroidisse-
ment auxiliaire aui peut egalement etre mis en service lorsque la
température du laitier solidifié n'est pas encore assez basse. Ce
refroidissement 56 peut être à air, d'où un séchage supplémentaire.
Il est bien entendu possible de provoquer la mise en
service automatique de la rampe 54 et de la soufflerie 56 au moyen
de thermocouples non montrés.
-ll- 1~99515
-
Les fentes d'admission d'air 36 sont destinées à favo-
riser un courant ascendant à l'intérieur de l'enceinte pour
stimuler la montée des produits gazeux et de la laine de laitier.
Il est même possible de prévoir une soufflerie à l'intérieur
des deux brins de la bande perforée 10 pour souffler à travers
celle-ci dans l'enceinte 32 et réaliser ainsi un courant ascen-
dant forcé.
L'usage réservé à la laine récupérée dans le réservoir
34 est fonction de la quantité et de la qu~lité de celle-ci. Le
contrôle de ces deux paramètres fait également l'objet de la
demande de brevet luxembourgeoise précitée au nom~de ARBED. Si
la quantité de laine ainsi produite est suffisante, elle peut
être transférée dans un dispositif de traitement en vue de lui
conférer des formes susceptibles de débouchés. Elle peut notam-
ment être transformée en plaques moyennant une adjonction de
liant hydraulique, en vue d'une utilisation comme plaques d'iso-
lation. Si la qualité et la quantité de la laine récupérée ne
justifient pas un tel traitement ou utilisation, on peut recycler
cette laine en l'incorporant dans le courant de laitier liquide
en amont de la rigole 22. Cette laine peut également être trans-
férée dans un moulin et, vu ses bonnes propriétés hydrauliques,
être incorporée, après broyage, dans le laitier granulé et/ou
expansé.
Outre les avantages du point de vue écologique assurés
par l'enceinte 32, notamment en ce qui concerne l'émission du
bruit et la pollution de l'air, l'enceinte permet une maîtrise
substantielle de la chaleur dégagée. Cette chaleur peut être
utilisée de différentes manières comme, par exemple, dans le
dispositif 28 pour le contrôle de la température de l'eau inter-
venant dans le processus du traitement du laitier. Il est pos-
sible de combiner cette récupération de chaleur avec une récu-
pération de la vapeur d'eau en passant par un stade de condensa-
tion. Ceci offre un gain supplémentaire en eau.
Les figures 3 et 4 montrent respectivement des vues
correspondantes à celles des figuresl et 2 d'un deuxième mode de
.... ..
1~99515
-lla-
réalisation. Les mêmes chiffres de références on été utilisés
pour représenter les mêmes éléments que sur le~q figures'correspon-
dantes 1 et 2. L'enceinte 32 selon ce deuxième mode de réalisa-
: tion est divisée dans le sens de la trajectoire des particules de
laitier projetées par le tambour 20 en plusieurs compartiments
- 12 1~99515
formant des trémies 62, 64 et 66 de réception et de stockage
intermédiaires. Cette division est obtenue par des cloisons 68,
70, disposées perpendiculairement au déplacement de la bande
perforée lO dans la partie inférieure trapézo;dale de l'en-
ceinte 32.
Dans le fond de chacune de ces trémies 62, 64 et 66 estdisposé un clapet 72 (voir figure 4) pour ouvrir ou fermer la
trémie correspondante. L'organe d'obturation de ce clapet est
de préférence formé par une surface cylindrique pouvant pivoter -
autour de son centre de courbure. La commande de chacun de ces
trois clapets est assurée par des moyens non représentés, mais
connus en soi comme, par exemple, des vérins hydrauliques.
Au moins une (76) des parois latérales de chacune des tré-
mies 62, 64 et 66 est mobile autour d'une charnière 74 reliant
15 cette partie mobile 76 au reste de la paroi 34 de l'enceinte 32.
Chacune de ces parois mobiles 76 est actionnée par un vérin 78
autour de la charnière 74. Le vérin 78 est actionné lors du
vidange de la trémie à laquelle.il est associé afin de stimuler
l'écoulement sur la bande lO, c'est-~-dire d'éviter la formation
d'un pont à l'intérieur et de broyer des gateaux de laitier pou-
vant s'y former et obturer la sortie. On peut également avoir
recours à la mobilité de la paroi 76 pour augmenter ou diminuer
l'ouverture de sortie de la trémie, c'est-a-dire le débit de
la trémie.
A chacune des trémies 62, 64, 66 est associée une conduite
80 pour injecter a l'intérieur de la trémie correspondante un
fluide de refroidissement pouvant etre constitue par de l'eau, de
la vapeur ou encore de l'air.
Il est évident que le nombre de ces trémies, qui dans
l'exemple montré sur la figure 3 est de trois, peut être augmenté
ou diminué suivant les besoins de chaque installation.
Un premier but de la conception de ces différentes tré-
mies a l'interieur des enceintes est d'elargir la gamme des possi-
bilités pour aboutir aux qualités et proprietes visées du produit
final. Lorsque l'on produit, par exemple, des boulets relative-
ment volumineux de laitier expansé, il pourrait être souhaitable
d'allonger la phase de refroidissement et de transformation de la
structure intérieure des boulets et de retarder par conséquent
leur chute sur la bande perforée lO. Outre la possibilité d'allon-
' 13 l~99S~5
.
ger la phase de refroidissement il existe, grâce aux conduites80, la possibilité d'accélerer la phase de refroidissement moy-
ennant l'injection d'un fluide de refroidissement.
Un second but de ces tremies 62, 64 et 66 est d'effectuer
un échantillonnage des particules de laitier en fonction de leurs
masses. A cause de la force centrifuge les parties les plus lour-
des tombent dans la tremie la plus e~oignee 66 alors que les par-
ticules les plus legères se retrouvent dans la tremie 62. Ces
tremies peuvent, bien entendu, être videes independamment et
l'une après l'autre sans interrompre l'operation de désintégration
et de projection au niveau du tambour 20.
Il est possible d'influencer la sélection naturelle
s'effectuant par la voie de la force centrifuge au moyen de pan -
neaux 8~ et 90 montés à l'intérieur de l'enceinte 32. Ces panneaux
88, 90 sont montés à l'aide de moyens connus en soi de manière à
pouvoir être descendus plus ou moins bas dans la gerbe 30 de 'i
laitier projetee par le tambour 20 et dévier certaines catégories
de particules dans l'une ou l'autre des tremies sousjacentes 62,
64 et 66. Le nombre de ces panneaux 88 et 90 est, en principe,
20 ~égal au nombre de cloisons 68, 70 qui définissent lei trémies.
~ La figure 5 montre schématiquement une variante des
modes de réalisation precédents, selon laquelle il est prévu
plusieurs bandes perforées sans fin qui sont déplacées suivant
une direction sensiblement perpendiculaire à la trajectoire des
particules projetées par le tambour de désintegration. Sur cette
figure on n'a represente que les éléments nécessaires ~ la com-
prehension du fonctionnement et les parties identiques aux par-
ties correspondantes des modes de réalisation des fiqures 1 à 4
sont affectées des mêmes r~férences que dans ces fiqures.
Les bandes perforées sont représentées schématiquement
en coupe transversale et sont indiquées par les références 110,
112 et 114. Entre les brins supérieur et inferieur de ces bandes
sont disposes des collecteurs 116, 118 et 120 qui rassemblent
l'eau d'égouttage dans une conduite commune 122. La partie infé-
rieure de l'enceinte est divisée en plusieurs trémies 124, 126
et 130 associées respectivement à des clapets de fermeture 132,
134 et 136 analogues au clapet 72 de la figure 4. Ces tremies
peuvent également etre munies de parois pivotantes semblables à
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1~
la paroi 76 de la figure 4. Dans le mode de réalisation suivant
la figure 5 on peut travailler en continu, c'est-à-dire laisser
les clapets 132, 134 et 136 ouverts et faire tomber les parti-
cules de laitier solidifiées directement sur les bandes 110, 112
et 114. On peut également opérer selon la figure 4 en effectuant
des stockages intermédiaires dans les trémies. Il est même possi-
ble d'effectuer des stockages dans la trémie la plus éloignee
130 qui, en général, contient des particules plus volumineuses
et qui necessitent un refroidissement plus long et de laisser le
clapet 132 et/ou le clapet 134 ouverts pour évacuer continuel-
lement les particules plus petites.
L'avantage du mode de realisation de la figure 5 reside
dans le fait que l'on peut evacuer simultanement plusieurs cate-
gories de particules se distinguant par leur granulometrie alors
que dans le mode de réalisation de la figure 4 il faut les évacuer
séparément et leur faire subir un aiguillage au bout de la bande
perforée.
Le procédé et la durée de refroidissement des particules
de laitier projetées par le tambour 20 dépendent essentiellement
de la nature des particules qui sont à produire. Lorsque l'on
produit des boulets de laitier expansé d'une taille de plusieurs
centimètres de diamètre le refroidissement doit se faire progres-
sivement et au contact de l'air. Il importe donc que la trajec-
toire soit suffisamment longue pour permettre ce refroidissement.
Dans ce cas il est également préferable de procéder selon le deu-
xième mode de réalisation, c'est-à-dire de prevoir des stockages
intermédiaires, non seulement pour allonger la phase de refroidis-
sement des boulets de laitier expansé ,mais egalement pour éviter
une détérioration de la bande par suite d'une température trop
élevée des boulets de laitier.
- Si l'on désire produire du laitier granulé ou sable de
laitier compose essentiellement de particules vitrifiees d'une
taille inferieure à 5 mm de diamètre, il faut procéder à un
brusque refroidissement. Ce brusque refroidissement s'effectue par
consequent avec de l'eau et la longueur de la trajectoire des
particules est inferieure à celle nécessaire pour la production
de laitier expansé. Par le fait qu'on évacue continuellement l'eau
en excès à travers la bande perforée, il est possible d'augmenter
la quantite d'eau prevue pour obtenir un brusque refroidissement
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~ (~99S~S
des particules de laitier. Il est a noter que dans le cas de
fabrication de laitier granulé a l'aide de cette installation, '~
on n'effectue pas de préexpansion au niveau de la rigole amenant
le laitier sur le tambour de désintégration. Il est toutefois
préférable de refroidir le laitier, par exemple, avec de l'eau,
jusqu'a sa limite inférieure de pyroplasticité, avant sa désin-
tégration au niveau du tambour. La consommation en eau se limite
donc essentiellement à un arrosage de la gerbe de particules
projetées par le tambour 20 afin de provoquer le brusque refroi-
dissement et la solidification rapide des grains de laitier.
L'expérience a montré qu'il suffit d'une quantitéd'eau inférieure à 0,8 m3 par tonne de la:itier sec produit et que
le degré d'humidité du laitier granulé ainsi produit est infé-
rieur à 2%. Autrement dit, avec une installation selon la présen-
te invention on peut produire du laitier granulé sec en utilisantau moins dix fois moins d'eau que dans les fosses de granulation
classiques qui nécessitent en outre des stations de séparation
d'eau du laitier et de séchage de celui-ci.
Si l'installation proposée ci-dessus est utilisée rien
que pour la production de laitier granulé, on peut la concevoir
beaucoup plus compacte et plus petite que celle proposée ci-
dessus pour plusieurs produits (laitier granulé, laitier expansé
et laine de laitier) sans pour autant devoir sacrifier le moindre
avantage. Cette réduction des dimensions est possible grace au
fait que le laitier granulé est refroidi brusquement dans l'eau
alors que le laitier expansé doi~ être refroidi plus lentement
dans l'air et que, par conséquent, la trajectoire de projection
pour le laitier granulé peut etre considérablement raccourcie.
Cette réduction des dimensions vise par conséquent avant tout
l'enceinte 32. Une telle installation compacte et meilleur mar-
ché estpar conséquent très avantageuse pour une clientele spéci-
fique qui se contente de faire uniquement du laitier granulé.
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