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La présente invention se rapporte à un procédé de trai-
tement de laitier métallurgique dans lequel intervient une dé-
sintégration mécanique d'un courant de laitier pyroplastique
formé par un refroidissement initial à l'eau d'un courant de
laitier en fusion, ce refroidissement comprenant une première
phase au cours de l'écoulement du courant continu de laitier à
travers un chenal incliné dans lequel on injecte une quantité
variable d'eau sous pression par le fond, suivie d'une deuxiè-
me phase au cours de la chute sensiblement libre du courant de
laitier sur un dispositif de! désintégration mécanique~ L'in-
vention concerne également une installation pour la mise en
oeuvre de ce procédé.
Le brevet luxembourgeois 73 623 au nom de ARBED, délivré
le 24 mai, 1977, décrit un procédé et une installation de ce
genre pour la production de laitier expansé. Selon ce brevet,
le dispositif de désintégration mécanique,est constitué par un
tambour rotatif muni de palettes qui pro~ettent les particules
de laitier à une certaine distance dans un bac de réception.
Les particules de laitier projetées par ce tambour désintégra-
teur traversent, dans la partie terminale de leur trajectoire,
un milieu d'eau pulvérisé activant leur figement et leur soli- ,
dification.
Au lieu de recevoir les particules de laitier projetées
par le tambour de désintégration,dans un bac de réception, il ,
a également déjà été proposé de prévoir une bande transporteuse
composée d'un treillis de fil de fer sans fin. Une telle bande
transporteuse permet, outre l'égouttage des particules de lai-
~ tier solidifiées, une évacuation au fur et à mesure de la pro- -
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duction du laitier.
Un des principaux buts d'une telle installation est
d'obtenir du laitier expansé ou granulé ou même de la laine
minérale de qualité uniforme et reproductible. Or, ces deux
citères sont tributaires, non seulement du procédé mis en
oeuvre et de l'installation utilisée, mais également des qua-
lités physiques et chimiques du laitier produit par le haut
fourneau et partant des conditions d'exploitation de celui-ci,
ainsi que de la nature et des qualités du minerai exploité.
C'est la raison pour laquelle les procédés et installations
connus pour l'obtention de laitier solidifié ne permettent pas
d'obtenir une qualité uniforme, car il nlest pas prévu de com-
mandes des différents paramètres influençant la solidification
et/ou la désintégration du laitier en vue d'une compensation des
conditions, citées ci-dessus, qui sont à l'origine des proprié-
tés physiques et chimiques du laitier produit par le haut four-
neau.
Le but de la présente invention est de prévoir un nou-
veau procédé et une installation de traitement de laitier mé-
tallurgique permettant d'obtenir des particules de laitiersolidifiées de ~ualité uniforme et reproductible indépendamment
des propriétés du laitier produit par le haut fourneau.
En vue d'atteindre cet objectif, le procédé selon la
présente invention est caractérisé en ce que l'on accélère ou
ralentit la phase de refroidissement initial du laitier en
fonction des propriétés de celui-ci et en ce que l'on modifie
l'intensité et/ou la durée de la désintégration mécanique en
fonction des propriétés physiques et granulométriques du lai-
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tier à produire.
L'installation selon la présente invention, qui comprend
un dispositif de désintégration mécanique d'un courant de lai-
tier pyroplastique en fusion issu d'un haut fourneau ainsi qu'un
chenal d'écoulement incliné pourvu de moyens pour injecter de
l'eau par le fond de ce chenal, est caractérisée en ce que le
chenal d'écoulement est à inclinaison variable et en ce que le
dispositif de désintégration comporte des éléments actifs ajus-
tables et/ou échangeables.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif de
désintégration est constitué par un tambour muni d'une série
de palettes périphériques dont l'inclinaison par rapport à la
surface du tambour est ajustable.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de
désintégration comporte un élément rotatif échangeable compre-
nant sur sa face recevant le courant de laitier, une série de
nervures radiales. Cet élément peut être constitué par un dis
que plat ou u~ élément conique tourné, soit par sa face concave
soit par sa face convexe vers le courant de laitier.
Selon un autre mode de réalisation, l'installation com-
porte plusieurs dispositifs de désintégration disposés en cas-
cade.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des-
cription détaillée de plusieurs modes de réalisation, donnée
ci-dessous, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux
dessins annexés, dans lesquels:
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La figure 1 montre schématiquement une installation
selon la présente invention avec un chenal d'écoulement à incli-
naison variable
La figure 2 montre schématiquement un tambour de désin-
tégration ~ palettes ajustables,
La figure 3 montre schématiquement une installation
avec deux tambours de désintégration disposée en cascade;
La figure 4 montre un dispositif de désintégration du
laitier expansé avec un disque rotatif et une ceinture de récep- ;
tion;
Les figures 5 et 6 montrent deux éléments de désinté-
gration pouvant être substitués au disque de la figure 4
La figure 1 montre un courant de laitier 10 en prove-
nance d'un haut fourneau et stécoulant dans un chenal incliné
12, par le fond duquel est injecté de l'eau suivant les flèches
14 conformément au brevet luxembourgeois 73 623. A la sortie de
ce chenal d'écoulement 12, le laitier tombe en chute libre, guid~
par une plaque d~flectrice 16 sur un tambour de désintégration 18
qui projette la masse de laitier suivant une trajectoire 20. Le
tambour est, de pré~érence, humidifi~ en permanence par de l'eau
amené par l'axe du tambour et dégagé par sa périphérie. La tra-
jectoire 20 peut traverser avantageusement une nappe d'eau pul~
v~risée afin dtactiver le figement des particules de laitier
expansé.
Pour la fabrication de laitier expansé l'expansion
proprement dite du laitier a lieu de la manière décrite dans le .
brevet luxembourge~is précité, c'est-à-dire que l'eau injectée
par le fond du chenal d'écoulement 12 s'évapore au contact du :-
laitier très chaud et pénètre dans les couches inférieures de
ceIui-ci pour les faire foisonner. Il est préférable de faire
ruisseler de l'eau sur la plaque 16 afin de poursuivre ltexpan-
sion lors de la chute libre du laitier sur le tambour désinté-
grateur 18.
Un moyen connu jusqu t à présent pour le contrale du pro-
cédé d t expansion est constitué par un dosage dé la quantité d'eau
introduite dans le courant de laitier éventuellement combiné avec
un changement de la vitesse de rotation du tambour. C t est ainsi
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qu'une diminution progressive de la quantité d'eau entra~ne une
augmentation des particules de laitier granulé au dépens de la
proportion des particules de laitier expansé lorsque l'on aug-
mente9 en m8me temps que la réduction de la quantité d'eau,
la vitesse de rotation du tambour de désintégration 18. On peut -
donc produire essentiel~ement du laitier expansé ou essentielle-
ment du laitier granulé suivant qu'on introduit relativement
beaucoup d'eau avec une vitesse de rotation relativement faible
du tambour ou bien quton introduit peu d'eau avec une vitesse de
rotation plus élevée du tambour. En faisant tourner le tambour
suffisamment vite il est même possible de provoquer la formation
de matières filamenteuses comme de la laine minérale.
La présente invention propose des moyens permettant
d~accélérer ou de raccourcir la phase d'expansion ou de granula-
tion en fonction des propriétés chimiques, physiques et thermi-
ques du laitier produit par le haut fourneau. C~est ainsi qu'il
est prévu des moyens, connus en soi, permettant de changer l'in-
clinaison du chenal dtécoulement 12, afin de passer d'une posi-
tion ~ensiblement hori20ntale comme celle illustrée en traits
pleins sur la figure 1 vers une position très inclinée comme
représentée en traits mixtes sur la figure 1. Une augmentation
de la pente du chenal d'écoulement 12 accroit manifestement la
xapidité de l'écoulement du courant de laitier 10 et réduit, par
consequent, la durée de la phase d'expansion ou de gonflement du
laitier.
Pour un laitier difficilement expansible, on relèvera
le chenal 12 proche de l~horizontal pour ralentir rll ~ ~coulement
du laitier et prolonger ainsi l'action de l'eau injectée par la
base du chenal 12.
Pour un laitier facilement expansible, on peut pivoter
le chenal 12 en direction de la position représentée en traits
mixtes. Il est à noter qu'en augmentant l'inclinaison du chenal
12, on favorise un écoulement tourbillonnaire du courant de
laitier 10, ce qui permet un meilleur brassage et améliore la
pénétration de l~eau dans le laitier. Par contre, la durée de
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l'expansion sera réduite, non seulement à cause de l'augmentation
de la vitesse d~écoulement du courant 10, mais également par une
diminution de la hauteur de la chute libre à partir de l'extrémité
du chenal 12.
Un moyen connu jusqu t à présent pour varier la granulo-
métrie du laitier ainsi refroidi est donné par la vitesse de ro-
tation du tambour de désintégration 18, la granulométrie ~a plus
fine étant obtenue à la vitesse la plus élevée.
La figure 2 montre un tambour de désintégration 18
conçu selon la présente invention. Ce tambour est pourvu d'une
série de palettes 22 prévues sur toute la circonférence du
tambour. Chacune de ces palettes 22 est articulée à la surface
d'un cylindre 24 disposé coaxialement à l'intérieur du tambour 18.
Ces palettes 22 traversent des fentes longitudinales 26 à la
surface du tambour 18. Le cylindre 24 est fixé de manière connue
en soi sur un axe 28 du tambour 18, de facon à pouvoir subir un
ajustement angulaire par rapport à celui-ci. Un tel changement
de la position angulaire du cylindre 24 par rapport au tambour
18 provoque, ainsi qu'il est représenté en traits interrompus,
un changement de l'inclinaison des pa:Lettes 22. Un tel ajustement
angulaire du cylindre 24 permet, en outre, de dégager ou de
rentrer à volonté les palettes de la ~surface du tambour. Une
rotation suffisante du cylindre 24 permet de faire rentrer les
palettes 22 complètement ~ l'intérieur du tambour 18.
Afin d'empêcher que le laitier ne pénètre par les
fentes longitudinales 26 à l'intérieur du tambour 18, on peut
prévoir avantageusement des bavettes flexibles 28a, 28b, de
manière à fe~mer ces fentes 26, tout en permettant un glissement
et un changement d'orientation des palettes 22. On peut prévoir
également une conduité d'amenée d'eaug non montrée, à l'interieur
du tambour 189 afin dtassurer, en cours dtopération, une humidi-
fication permanente de la surface du tambour 18 à travers les
fentes 26.
La disposition selon la figure 2 permet de dégager
plus ou moins les palettes 22 hors de la surface du tambour 18,
en fonction du~débit du laitier. En changeant, en outre plus ou
moins l'inclinaison des palettes, soit dans le sens de rotation
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du tambour, soit dans le sens contraire, on arrive à modifier la
trajectoire du laitier 20 pro~eté par le tambour et le maintenir
ainsi plus ou moins longtemps dans l'air ou dans la nappe d'eau
pulvérisée. Un tel ajustement permet de compenser des variations
de température ou de constitution du laitier expansé, afin
d~obtenir des particules de laitier expansé ou granulé d'une
qualité uniforme.
Un avantage supplémentaire des palettes à inclinaison
variable est qu'on peut choisir l'inclinaison pour laquelle le
bruit engendré par la désintégration est le plus faible.
Dans l'installation montrée à la figure 3, on a prévu
un tambour supplémentaire 30, placé en amont du tambour principal
de désintégration 34. La fonction de ce tambour 30 est d'assurer
un meilleur brassage dtun courant de laitier 32 ayant subi une
expansion ou refroidissement initial dans un chenal d'écoulement
semblable à celui de la figure 1, et d'amorcer sa désintégration.
Ce tambour supplémentaire 30 est également pourvu de palettes
périphériques et est, soit arrosé en permanence avec de l'eau,
soit pourvu de tuyauteries intérieures pour amener de l'eau par
l'intérieur a la surface du tambour en vue de poursuivre l'ex-
pansion ou la granulation du laitier 32. Les palettes de ce
tambour 30 sont, de préférence, ajustables de la manière illustrée
à la figure 2. Ceci permet de faire tourner le tambour 30, soit
dans le sens représenté par la flèche sur la figure 3, soit dans
le sens contraire, en orientant les palettes dans le sens opposé.
Il va de soi que la vitesse de rotation de ce tambour 30 est
inférieure ~ celle du tambour 34 pour éviter que le laitier ne
soit projeté a c~té du tambour 34.
La figure 4 montre une installation selon laquelle le
dispositif de désintégration est formé par un disque rotatif 36,
muni de nervures radiales. Le laitier subit, comme dans le cas
de la figure 1, un brusque refroidissement dans un chenal d'écou- -
lement oblique 38 avant de tomber dans un entonnoir 41. Une
conduite dleau 43 est prévue à la partie supérieure de cet enton-
noir pour projeter de l'eau sur le courant de laitier 44 ou faire
ruisseler de l'eau le long de la paroi de l'entonnoir 41 et
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poursuivre le refroidissement du laitier entamé dans le chenal
d'écoulement 38.
De 1 t entonnoir 41, le laitier 44 tombe sur le disque
rotatif 36, tournant autour d'un axe, qui, dans le cas de la
figure 4, est orienté suivant la direction de chute du laitier
44. La fonction de ce disque rotatif 36 est analogue à celle
du tambour de désintégration des ~igures précédentes. Le laitier
est projeté par la rotation du disque 36 à une certaine distance,
fonction de la vitesse de rotation du disque. Comme dans le cas
du brevet luxembourgeois 73 623, on peut prévoir une pulvérisa- -
tion d'eau pour arroser le laitier projeté à partir du disque
rotatif 36. Afin de limiter la trajectoire des particules ainsi
projetées on peut prévoir, comme sur la figure 4, une ceinture
ou bouclier 40 pour intercepter le laitier projeté par le disque
r~tatif 36. Avec un tel bouclier 40, on peut avantageusement
associer une bande transporteuse 42 pour récupérer le laitier
expansé ou granulé en dessous du bouclier 40 et pour l'évacuer
au fur et à mesure. Le treillis métallique de cette bande trans-
porteuse 42 permet, en outre, un égouttage du laitier.
Il est possible de prévoir des gicleurs d'eau à la
partie supérieure du bouclier 40, afin de pulvériser de l'eau
sur le laitier projeté par le disque 36 et de favoriser le re-
froidissement et le figement des koulettes de laitier expansé
ou granulé.
Il est à noter que l'installation n'est pas représentée
a l'échelle sur la figure 4, car le rayon du bouclier 40, en
comparaison avec celui du disque 36, est supérieur à ce qui est
representé sur cette figure.
Afin de pouvoir ajuster les conditions de désintégra-
tion du laitier expansé, on a prévu des disques de désintégration
échangeables. C~est ainsi~que le disque 36 peut 8tre remplacé
par l'un des cônes de désintégration 46 ou 48 illustrés sur les
figures 5 respectivement 6. C~acun de ces cônes~est pourvu d'une
série de nervures placées sur le côté recevant le laitier. Le
choix entre les deux cônes 46 et 48 dépend de la vitesse de rota-
tion et de la distance à laquelle on veut projeter le laitier.
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Si cette distance est relativement faible, on utilisera le c8ne
46 dont la pointe est tournée vers l'entonnoir 41. Par contre,
si l'on travaille à vitesse élevée et que l'on veut projeter le
laitier à une grande distance, on utilisera le cone 48 dont la
partie creuse est tournée vers l'entonnoir 41.
Il est bien entendu possible d'utiliser tout un jeu de
cônes de désintégration, ayant des angles d'ouverture différents
et parmi lesquels on fera le choix en fonction des conditions de
désintégration.
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