LU88380A1 - Procédé et dispositif de granulation - Google Patents

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE GRANULATION

La présente invention concerne un procédé de granulation de laitier liquide dans lequel on fait tomber un flux de laitier liquide sur un jet d'eau sous pression.

La présente invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Il existe actuellement plusieurs procédés et dispositifs de granulation de laitier de haut fourneaux par injection d'un courant d'eau de granulation dans un flux de laitier en fusion. L'eau de granulation est, en général, injectée dans un flux de laitier sensiblement en chute libre au moyen d'une tête de granulation. Généralement, le laitier est amené directement du haut fourneau par une rigole dont une extrémité se situe au-dessus de la tête d'injection. Le jet d'eau issu de la tête de granulation désintègre le flux de laitier pendant sa chute et des granules à tailles variés sont formés. Les granules ainsi formés et l'eau de granulation sont transportés au moyen d'une rigole dans un bassin de refroidissement. Les granules sont ensuite évacués du bassin puis séchés et stockés avant leur utilisation.

Cependant l'exploitation de ces systèmes a montré qu'il existe un danger d'explosion dû à la formation d'hydrogène au contact de l'eau avec le laitier fondu. Aussi y a-t-il formation de sulfure d'hydrogène qui présente une nuisance pour les gens travaillant en habitant à proximité de tels installations.

Le but de la présente invention est de rendre la granulation de laitier plus sûre et plus efficace.

Ce but est atteint par un procédé de granulation de laitier dans lequel on fait tomber un flux de laitier, amené dans une rigole, sur un jet d'eau sous pression caractérisé en ce que la partie terminale de ladite rigole est élargie, aplatie et présente une inclinaison plus marquée que la rigole et en ce que le flux de laitier est accéléré et étalé en une couche mince en franchissant la partie terminale de ladite rigole.

Dans le cadre de la présente invention, on a montré que le flux de laitier s'étalait effectivement et occupait toute la largeur au bout de la rigole car on pensait jusqu'à ce momment-la qu'un produit de la consistance du laitier en fusion ne pouvait pas s'étaler pour occuper toute la largeur de la partie terminale de la rigole en un trajet aussi court.

Un des avantages principaux de la présente invention est que le flux de laitier forme une couche mince avant d'être désintégré par le jet d'eau. Le jet d'eau désintègre donc plus facilement le flux de laitier. Les granules formés sont refroidis plus rapidement et se solidifient quasi instantanément, du moins à leur surface.

De cette manière la quantité d'hydrogène et de sulfure d'hydrogène formée est plus faible car ces deux produits se forment surtout au contact de l'eau avec du laitier à l'état liquide.

Comme la couche de laitier à désintégrer est mince, la force du jet d'eau de granulation peut être plus faible comparé à celle d'une installation traditionnelle. Les pompes et les conduites d'alimentation en eau de granulation peuvent être de dimensions réduites et par conséquent moins onéreuses.

Selon un premier mode de réalisation avantageux le mélange d'eau de granulation et de granules formés sont injectés directement dans un bassin de refroidissement. Il n'est pas, comme on le voit dans la plupart des systèmes traditionnels, déversé dans une rigole qui 1' amène, en fin de trajet, dans un bassin de refroidissement. Les granules sont en conséquence refroidis plus rapidement car ils tombent tout de suite dans un grand volume d'eau froide.

Selon un autre mode de réalisation préféré l'inclinaison du jet d'eau est réglable autour d'un axe horizontal. Ceci permet de choisir le point d'impact du mélange de granules et d'eau de granulation dans le bassin de refroidissement. On a constaté, dans le cadre de la présente invention, que si le point d'impact est éloigné, c'est-à-dire si l'inclinaison du jet est presque horizontale, la granulométrie du produit obtenue est plus fine que si le point d'impact est plus près de la tête de granulation c'est-à-dire si l'inclinaison du jet est presque verticale vers le bas.

La présente invention comprend aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.

Le dispositif selon la présente invention comprend une rigole pour amener du laitier fondu, une tête de granulation, située en-dessous du niveau de la rigole, qui est raccordée à une alimentation en eau de granulation caractérisé par une partie terminale de la rigole élargie, aplatie et présentant une inclinaison plus marquée que la rigole.

Selon un premier mode de réalisation, l'angle d'inclinaison est compris entre 5° et 30°. Préférablement l'angle est compris entre 10° et 25° et de manière optimale entre 12° et 18°.

Selon un autre mode de réalisation préféré la tête de granulation est fixée d'une manière inclinable sur un axe horizontal. L'inclinaison de la tête peut donc être adaptée en fonction de la granulométrie que l'on souhaite obtenir car la granulométrie du produit peut être influencée en variant la distance entre la tête de granulation et le point d'impact du mélange d'eau et de granules dans le bassin de refroidissement.

En effet, il a été constaté dans le cadre de cette invention, que si le point d'impact est éloigné de la tête de granulation, c'est-à-dire si la tête de granulation est horizontale, la granulométrie du laitier est fine. Si le point d'impact de la pulpe, c'est-à-dire du mélange de granules et d'eau de granulation, est plus près de la tête de granulation, c'est-à-dire si la tête de granulation est plus inclinée vers le bas, la granulométrie du produit obtenu devient plus grossière.

Il est donc possible d'influencer la granulométrie du produit obtenu en modifiant l'angle d'inclinaison de la tête de granulation.

Le bassin de refroidissement comprend de préférence un fond plat, une purge et un trop plein. De l'eau est injectée à grande vitesse dans le bassin, en-dessous du niveau d'eau et à proximité du point d'impact du laitier granulé. Les turbulences créées par l'eau injectée contribuent au refroidissement accéléré des granules en maintenant les granules en suspension et en les empêchant de former un tas plus ou moins compact en-dessous du point d'impact. On évite ainsi le risque d'explosion qui résulte d'un emprisonnement d'eau dans un tas de granules encore chauds.

Préférablement le fond plat du bassin est équipé, à des intervalles réguliers, de languettes ou protubérances. De cette manière, les granules forment une couche dont l'épaisseur est environ égale à la hauteur des languettes et protègent le fond du bassin contre l'abrasion due aux granules en suspension.

Il est évident que la présente invention peut aussi être utilisée pour granuler d'autres produits en fusion tels que la matte de cuivre, les scories etc.

D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation présenté ci-dessous, à titre d'exemple non limitatif, en- référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 montre un schéma général d'une installation de granulation; - la Figure 2 montre une vue longitudinale de la rigole qui amène le laitier dans l'installation de granulation; - la Figure 3 montre une coupe transversale suivant le plan A-A de la Figure 2; - la Figure 4 montre une coupe transversale suivant le plan B-B de la Figure 2; - la Figure 5 montre une vue du dessus de la rigole.

Sur la Figure 1 on reconnaît en 10 l'installation de granulation comprenant une cheminée 14, une rigole 18 qui amène le laitier 22, une tête de granulation 26 et un bassin de refroidissement 30. Le bassin 30 comprend une buse 34 d'injection d'eau, une purge 38 protégée par une grille pour évacuer les granules et un trop plein 42.

Le laitier 22 est amené à partir d'un haut fourneau dans l'installation de granulation 10 par une rigole 18. Dans la partie terminale 46 le flux de laitier 22 est accéléré et étalé en une couche mince qui tombe en chute libre en direction du bassin de refroidissement 30. Pendant sa chute la couche de laitier 22 est désintégrée par un puissant jet d'eau 50 issu de la tête de granulation 26. Les granules de laitier formés lors de la désintégration de la couche mince de laitier tombent directement dans le bassin 30 où ils refroidissent très rapidement. Par la buse 34, un puissant courant d'eau est injecté dans le bassin 10. Les granules sont maintenus en suspension pendant quelque temps par les turbulences créées par le courant d'eau et sont finalement évacués par la purge 38 vers une installation de déshydratation.

La tête de granulation 26 comprend un axe horizontal 54 autour duquel la tête 26 peut pivoter. La distance entre la tête 26 et le point d'impact du mélange d'eau et granules à la surface du bassin de refroidissement 30 peut être variée en changeant l'inclinaison de la tête de granulation 26. En rapprochant la tête 26 de la horizontale, cette distance augmente et les granules formés seront plus fins. En rapprochant l'inclinaison de la tête 26 de la verticale, vers le bas, la distance entre la tête 26 et le point d'impact diminue. Les granules formés seront plus grossiers.

Le fait d'injecter de l'eau à grande vitesse en-dessous de la surface dans le bassin de refroidissement empêche les granules de se déposer en-dessous du point d'impact, de former un tas plus ou moins dense. On évite ainsi le risque d'explosion qui résulte d'un emprisonnement d'eau dans un tas de granules encore chauds.

Les turbulences créées dans le bassin 30 augmentent la vitesse de refroidissement des granules et contribuent à transporter les granules en direction de la purge 38 d'où ils seront évacués.

Le fond plat du réservoir est muni de languettes 58 à des intervalles réguliers, s'étendant sur toute la largeur du bassin. Une couche de granules dont l'épaisseur est environ égale à la hauteur des languettes, se forme sur le fond du bassin. Cette couche de granules protège le fond du bassin contre l'abrasion par des granules en mouvement.

La Figure 2 montre une vue longitudinale de la rigole 18. Sur cette figure ont voit clairement la perte accentuée de la partie terminale 46.

La Figure 3 montre une coupe transversale à travers la première partie de la rigole 18 selon le plan A-A de la Figure 2. La rigole 18 comprend un canal 62 à travers lequel le laitier 22 s'écoule. Le canal 62 est formé dans du matériau réfractaire 66 approprié qui se situe dans un caisson 70 en acier réfractaire.

La Figure 4 montre une coupe transversale à travers la partie terminale 46 de la rigole 18 selon le plan B-B de la Figure 2. On voit que la rigole 62 est nettement plus large et que la couche de laitier 22 est nettement plus mince qu'à la Figure 3. Le fait que la couche de laitier soit plus mince au moment de sa désintégration par le jet d'eau 50 issue de la tête de granulation 26, permet d'augmenter la sécurité de l'installation. En effet, au plus la couche est mince, au plus les risques que l'eau ne soit emprisonnée à l'intérieur du laitier en fusion sont diminués, si de l'eau était emprisonnée à l'intérieur du laitier liquide, cette couche s'évaporerait instantanément et il se produirait une explosion.

La Figure 5 montre une vue du haut de la rigole 18 et de la partie terminale 46. On voit que le canal 62 dans la partie terminale 46 s'élargit progressivement.

Claims (11)

1. Procédé de granulation de laitier dans lequel on fait tomber un flux de laitier (22) amené dans une rigole (18), sur un jet d'eau (22) sous pression, caractérisé en ce que la partie terminale (46) de la rigole (18) est élargie, aplatie et présente une inclinaison plus marquée que la rigole (18) et en ce que le flux de laitier (22) est accéléré et étalé en une couche mince en franchissant ladite partie terminale (46) de la rigole (18).

2. Procédé de granulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'eau de granulation (50) et de granules formés sont injectés directement dans un bassin de refroidissement (30).

3. Procédé de granulation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que 1'inclinaison du jet d'eau est ajustable autour d'un axe horizontal (54).

4. Procédé de granulation selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que de l'eau est injectée à grande vitesse en-dessous du niveau du bassin de refroidissement (30) à proximité du point d'impact du mélange d'eau de granulation et de granules formés.

5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 comprenant une rigole (18) pour amener du laitier en fusion, une tête de granulation (26) située en-dessous du niveau de la rigole (18) qui est raccordée à une alimentation en eau de granulation, caractérisé par une partie terminale (46) élargie et aplatie de la rigole (18) et présentant une inclinaison plus marquée que la rigole (18).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par un angle d'inclinaison de la partie terminale (46) de la rigole (18) compris entre 5° et 30°.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par un angle d'inclinaison de la partie terminale (46) de la rigole (18) compris entre 10° et 25° et de préférence entre 12° et 18°.

8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la tête de granulation (26) comprend un axe horizontal (54) autour duquel la tête de granulation (26) est inclinable.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par un bassin de granulation (30) dans lequel est déversé directement le mélange d'eau de granulation et de granules.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par un bassin de refroidissement (30) à fond plat comprenant une buse d'injection d'eau (34) situé en-dessous du niveau d'eau et à proximité du point d'impact du mélange.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par des languettes (58) ou protubérances à des intervalles réguliers sur le fond du bassin de refroidissement (30).