Dispositif de granulation à sec de scories liquides. Technologie et méthodes de traitement du laitier de haut fourneau Technologies existantes pour la granulation des fours

L'essence de l'invention : l'appareil contient un tambour en forme de cylindre à paroi épaisse avec un système de refroidissement, un entraînement en rotation du tambour et une trémie pour scories granulées. Le tambour est situé au-dessus d'un substrat réalisé sous la forme d'une plaque à surface lisse. Le système de refroidissement est réalisé sous la forme d'un groupe de buses situées tangentiellement au tambour vers l'interstice entre le tambour et le substrat, un autre groupe de buses est installé au niveau du substrat symétriquement de part et d'autre des extrémités du tambour et dirigé vers le centre du substrat vers la trémie. 2 malades.

L'invention concerne le domaine de la métallurgie, en particulier les dispositifs permettant de transformer des scories de métallurgie ferreuse en granulés. Installation connue de granulation de scories liquides ardentes, contenant un tambour réalisé en forme de tronc de cône, une goulotte, une trémie et un broyeur de scories.

L'une des raisons empêchant l'utilisation de l'installation est la complexité de sa conception. La nécessité de synchroniser tous les nœuds réduit la fiabilité de l'installation. La présence d'un système de goulottes pour l'alimentation en laitier fondu complique également la conception, puisque les goulottes sont fixées au couvercle rotatif. De plus, l'entraînement du broyeur à marteaux s'effectue à travers le couvercle, et la rotation totale du couvercle et du broyeur ne permet pas d'augmenter la vitesse de rotation nécessaire pour augmenter la productivité. La solution technique la plus proche de l'invention en termes d'essence technique et de résultat obtenu est un dispositif de granulation à sec de laitier liquide, contenant un tambour avec un système de refroidissement, un entraînement en rotation du tambour et une trémie pour laitier granulé.

Les raisons qui empêchent l'utilisation du dispositif connu dans l'entreprise sont sa conception complexe, la présence de deux tambours reliés par une canalisation commune et séquentielle avec un liquide de refroidissement, ce qui gêne le refroidissement des scories par la surface du deuxième tambour. La mise en œuvre de rainures internes dans les tambours complique la conception en termes de fabrication et d'exploitation. La présence d'un bain avec des scories fondues et de tambours à rotation lente contribue au collage de l'unité avec des scories refroidies, ce qui rend difficile le nettoyage du bain. Dans le même temps, une installation dans laquelle la vitesse du tambour est de 5 à 15 tr/min est peu productive. L'objectif principal de l'invention est de simplifier la conception du dispositif et d'augmenter ses performances. De plus, l'invention vise à créer un dispositif capable de granuler efficacement des scories de diverses compositions à des vitesses de rotation élevées du tambour (traitement), ainsi qu'à créer un dispositif dont le fonctionnement est fiable et permet des économies d'énergie. Cet objectif est atteint grâce au fait que dans un dispositif de granulation sèche de laitier liquide, contenant un tambour avec un système de refroidissement, un entraînement en rotation du tambour et une trémie pour laitier granulé, le tambour est réalisé sous la forme d'un cylindre à paroi épaisse situé au-dessus d'un substrat réalisé sous la forme d'une plaque à surface lisse, et le système de refroidissement est réalisé sous la forme d'un groupe de buses situées tangentiellement au tambour vers l'espace entre le tambour et le substrat, un autre groupe de buses est installé au niveau du substrat symétriquement de part et d'autre des extrémités du tambour et dirigé vers le centre du substrat vers la trémie. La figure 1 représente une vue latérale du dispositif ; La figure 2 est la même, vue de dessus. Un dispositif de granulation à sec de laitier liquide est constitué d'un tambour rotatif 1 (entraînement non représenté), réalisé sous la forme d'un cylindre à paroi épaisse. Le tambour 1 est placé avec un espace au-dessus du substrat 2, qui est une plaque à surface lisse. Contrairement à la rotation du tambour 1 et tangentiellement à celui-ci, les buses 3 sont situées en rangée avec le jet dirigé vers l'espace entre le tambour 1 et le substrat 2. Du côté opposé des buses 3 se trouve une goulotte 4 pour l'évacuation des scories liquides. . Les collerettes 5 sur le substrat 2 servent à empêcher la propagation des scories depuis la zone de travail de l'appareil en cas d'augmentation brutale du volume de scories égouttées. Le groupe de buses 6 est situé au niveau du substrat 2 symétriquement de part et d'autre des extrémités du tambour 1 et est dirigé vers le centre du substrat 2 vers la trémie 7 située sous le substrat 2. Le dispositif fonctionne de la manière suivante . Les scories liquides de la goulotte 4 pénètrent dans le substrat 2 sous le tambour 1, tournant à une vitesse, par exemple, d'au moins 300 à 500 tr/min avec un rayon de tambour de 600 mm. La vitesse de rotation du tambour est contrôlée par l'entraînement et dépend de la viscosité des scories. L'écart entre le substrat 2 et le tambour 1 est ajusté en fonction des propriétés du laitier et des tailles de granulés requises. Au moment où les scories entrent dans l'espace, le tambour 1 heurte la masse de laitier, la pousse rapidement dans l'espace, brise la masse de laitier en parties séparées, car toute l'épaisseur de l'espace est immédiatement brisée et capturée, et la taille L'espacement est tel qu'il ne reste pas sur le substrat de la couche non traitée. La formation de granulés se produit en raison de la rupture de la masse et de son rejet par force centrifuge du tambour 1. Dès que le granulé en formation sort de l'interstice et commence à s'arracher de la surface du tambour, il entre sous l'action d'un jet d'air comprimé provenant des buses 3. Le jet d'air coupe brusquement les granulés du tambour 1, empêchant la formation de filets de laitier. A ce moment, le granulé est enfin formé, partiellement refroidi et tombe sur le substrat 2 et tombe immédiatement sous un courant d'air provenant d'un groupe de buses 6, qui le souffle immédiatement dans la trémie 7. Les scories sont traitées en continu, sans s'accumuler. une grande masse de matière fondue non traitée sur le substrat, ainsi que les granulés finis dessus. La vitesse du tambour 1 étant importante, un cycle continu de fonctionnement, de refroidissement des granulés, ainsi que leur qualité en forme et en taille sont assurés. Le dispositif est simple à fabriquer, fiable en fonctionnement, présente une productivité élevée et peut être utilisé dans des ateliers de différentes capacités, car l'utilisation du dispositif présente un certain nombre d'avantages, à savoir que la conception et le fonctionnement du dispositif sont simplifiés en éliminant refroidissement forcé. La fonction de refroidissement est assurée par le tambour, le substrat et les buses. De plus, le tambour, la surface lisse du substrat et le deuxième groupe de buses remplissent une fonction de transport, déplaçant les scories et les granulés vers la trémie. Tout cela conduit également à une conception et un fonctionnement simplifiés de l'appareil et à une réduction de la consommation d'énergie. La disposition des composants de l'appareil résout le problème de leur moindre contact avec les scories liquides, ce qui permet d'augmenter la vitesse de rotation du tambour, c'est-à-dire augmenter la productivité et la durabilité des composants. La conception des unités est facile à fabriquer. Les buses situées tangentiellement au tambour permettent aux granulés de laitier résultants d'être coupés du tambour et empêchent l'apparition de fils, ce qui donne un granulé propre et exempt de contamination par les fibres. Et la présence d'un deuxième groupe de buses assure un nettoyage rapide et continu de la zone de travail des granulés finis, ce qui augmente la fiabilité et les performances de l'appareil.

RÉCLAMER

DISPOSITIF DE GRANULATION A SEC DE SCORIES LIQUIDES, contenant un tambour avec un système de refroidissement, un entraînement en rotation du tambour et une trémie pour laitier granulé, caractérisé en ce que le tambour est réalisé sous la forme d'un cylindre à paroi épaisse situé au-dessus d'un substrat réalisé dans le forme d'une plaque à surface lisse, et le système de refroidissement est réalisé sous la forme d'un groupe de buses situées tangentiellement au tambour vers l'espace entre le tambour et le substrat, un autre groupe de buses est installé au niveau du substrat symétriquement de part et d'autre des extrémités du tambour et dirigé vers le centre du substrat vers la trémie.

Index des articles
Conception d'ateliers de hauts fourneaux : conception et équipement de chantiers de fonderie, fonderie de fonte et traitement des scories
Conception de goulottes de four
Gouttières rotatives
Gouttières battantes
Matériel d'entretien des trous de coulée
Nettoyage des produits de fusion
Élimination des scories
Moyens pour déplacer les godets
Moulage en fonte
Traitement des scories liquides
Granulation au four
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Granulation au four

Tous les hauts fourneaux nouvellement construits et, si possible, reconstruits doivent être équipés d'unités de granulation de four situées à côté du chantier de coulée. Plusieurs variétés de telles installations ont été développées ; Leur particularité est le placement des granulateurs dans un boîtier fermé, ce qui empêche le rejet dans l'atmosphère de vapeur d'eau et de dioxyde de soufre (principalement du sulfure d'hydrogène) générés lors de la granulation. Les gaz de dioxyde de soufre sont nocifs pour la santé et provoquent la corrosion des équipements, la vapeur d'eau gênerait grandement le travail du personnel du four et provoquerait le givrage des équipements en hiver.

Les installations de fours présentent les avantages suivants par rapport aux installations de granulation éloignées des hauts fourneaux : les coûts d'investissement et les coûts d'exploitation sont réduits de 15 à 30 %, principalement en raison de la réduction d'un grand parc de transporteurs de scories et de véhicules ; une utilisation plus complète des scories est assurée, puisque lors du transport en poches, 15 à 30 % des scories sont perdues sous forme de croûtes, en surface et de dépôts sur les poches ; le nombre de militaires est réduit ; la sécurité contre les explosions du processus est assurée ; le fonctionnement de l'installation peut être automatisé ; Tous les mécanismes sont contrôlés à partir d'un panneau de commande spécial.

Dans les hauts fourneaux d'un volume de 2 000 et 2 700 m 3 de Krivorozhstal (Ukraine), des installations fermées avec granulation dans une goulotte hydraulique sont utilisées.

Plus avancées sont les installations développées par VNIIMT et Gipromez, qui sont équipées de fours de construction récente d'un volume de 5 000 m 3 (Krivorozhstal), 3 200 m 3 (NLMK) et 5 500 m 3 (CherMK). Deux types de telles installations sont utilisés, différant par la méthode d'alimentation en eau du granulateur : à l'aide d'une pompe (par exemple, installation Krivorozhstal, Fig. 8.3) et d'un pont aérien (installation, NLMK).

Riz. 8.3. Installation de granulation de laitier de haut fourneau

Le haut fourneau est équipé de deux de ces installations, situées symétriquement sur deux côtés opposés de la cour de fonderie, et chaque installation dispose de deux lignes de travail autonomes ; les scories du four sont amenées à l'un d'eux par la branche 6a de la goulotte à scories, et à l'autre par la branche 6b.

Sous la goulotte 6a se trouve un granulateur 5 qui fournit des jets d'eau sous pression, qui écrasent les scories s'écoulant de la goulotte en granulés. Un mélange d'eau, de vapeur et de granulés entre. trémie 1, la grille 4 empêche les gros objets de pénétrer dans la trémie. La vapeur et les gaz entrent dans l'épurateur 7 et sont libérés par le tuyau 9 dans l'atmosphère. L'eau de chaux est fournie au laveur par les buses 8, qui : absorbe les composés soufrés des gaz.

La pulpe d'eau de laitier (granulés de laitier avec de l'eau) du fond du bunker 7 pénètre dans le puits 18 du pont aérien, qui la soulève vers le haut. Pour assurer le fonctionnement du pont aérien, de l'air est fourni à l'extrémité inférieure de son tuyau de levage 11, et de l'eau est fournie un peu plus bas pour agiter la pulpe. La pulpe soulevée par le pont aérien pénètre dans le séparateur 10, où l'air évacué est séparé, puis s'écoule par gravité à travers une canalisation inclinée dans un déshydrateur de type carrousel 12, qui tourne dans le sens de la flèche A à l'aide d'un entraînement 14. Le Le déshydrateur est divisé en seize sections distinctes 13, qui ont un fond articulé en treillis. La pulpe entre séquentiellement dans chacune des sections et pendant la rotation du déshydrateur, l'eau de pâte s'écoule à travers le fond en treillis des sections 13 dans le collecteur d'eau 15, d'où elle pénètre dans la trémie 1. Les fonds des sections 13 s'ouvrent au-dessus la trémie 17, et les granulés y sont déversés, où ils sont en outre séchés par de l'air amené par le bas. Depuis la trémie 17, les granulés partent vers le convoyeur 16 puis vers l'entrepôt.

Un boîtier collecteur de vapeur (non représenté sur la Fig. 8.3) est installé au-dessus du déshydrateur à carrousel, à partir duquel la vapeur entre dans l'épurateur 7. Le granulateur fonctionne avec de l'eau recyclée ; l'eau clarifiée lui est fournie par la pompe 2 à partir de la chambre d'eau en circulation 3, où elle s'écoule de la trémie par-dessus son bord.

Chaque ligne de l'installation, ainsi que le convoyeur du chemin d'évacuation des scories granulées, est conçu pour recevoir toutes les scories provenant du haut fourneau lors de la coulée. On suppose que l'intensité moyenne de production de scories des fours d'un volume de 1 400 à 1 800 m 3 est de 2 à 3 t/min et celle des fours d'un volume de 2 000 à 5 000 m 3 de 3 à 5 t/min ; l'intensité maximale de production de scories pour tous les fours est de 10 t/min. La quantité maximale de scories par rejet dans les fours d'un volume de 3 200 à 5 000 m 3 peut atteindre 200 à 250 tonnes, la durée du rejet est de 40 à 60 minutes. La consommation d'eau pour le granulateur de telles installations est de 3 à 6 m 3 /t de scories, avec de l'eau douce pour l'appoint de 0,6 à 0,8 m 3 /t. L'humidité des granulés entrant dans l'entrepôt est de 14 à 20 %.

L'airlift à scories doit avoir une capacité qui assure l'élimination de toutes les scories sans leur accumulation dans la trémie de décantation, ce qui nécessite un certain diamètre de tuyau de levage et un certain débit d'air. A l'usine NLMK, un pont aérien d'une capacité de 150 t/h de laitier a un diamètre de tuyau de levage de 320 mm et un débit d'air de 50 m 3 /min, et un pont air-eau l'alimentant au granulateur (1800 m 3 / h) a un diamètre de tuyau de 800 mm avec un débit d'air de 470 m 3 /min. Lors de la reconstruction de l'installation, le granulateur d'eau a été remplacé par un granulateur eau-air, ce qui a permis de réduire le débit d'eau de 1800 à 1300-1400 m 3 /h, de réduire le diamètre de la conduite d'airlift à 500 mm et le débit d'air à 280 m 3 /min. La pression de l'air fournie au transport aérien de telles installations est de 0,2 MPa.

En 1984, Gipromez développe une nouvelle installation de petite taille pour la granulation de laitier de haut fourneau (MG UPGS). Un schéma d'une installation de petite taille est présenté sur la Fig. 8.4. De petites dimensions en plan et une profondeur relativement faible permettent de placer l'installation à proximité de tout haut fourneau, y compris des fourneaux en fonctionnement sans les arrêter. L'installation fonctionne en cycle fermé, sans construction de systèmes d'approvisionnement en eau spéciaux.

Le prototype principal de l'installation a été mis en service en 1994 au haut fourneau n° 3 de l'AK Tulachermet ; en 1998, deux de ces installations de conception améliorée ont été mises en service dans un nouveau haut fourneau d'un volume de 2 560 m 3 au Usines sidérurgiques de Tanshan, Chine.

Riz. 8.4 Schéma d'une installation de petite taille pour la granulation de laitier de haut fourneau :

1 - granulateur ; 2 - déshydrateur ; 3 - pont aérien ; 4 - chemin de convoyage pour l'élimination des scories granulées ; 5 - tuyau d'échappement ; 6 - station de pompage pour l'approvisionnement en eau en circulation

Un sous-produit de la fusion du fer est la scorie. Selon la teneur en fer des minerais, la quantité de scories peut varier de 0,5 à 0,9 par unité de fonte fondue. L'élimination des scories des hauts fourneaux est une opération complexe qui nécessite un grand nombre de véhicules et leur fonctionnement précis.

La fonte est libérée d'un haut fourneau 6 à 9 fois par jour et les scories sont libérées beaucoup plus souvent. Une attention particulière doit donc être portée au rejet de scories. La libération intempestive des scories supérieures complique considérablement la production de fonte, entraîne une usure du revêtement du foyer, une érosion du trou de coulée en fonte et des problèmes qui s'accompagnent d'une perte de productivité.

Pour éliminer les scories d'un haut fourneau, on utilise actuellement des poches à scories d'un volume de 11 et 16,5 m 3 . Les poches à cuvettes d'un volume de 11 m3 sont utilisées dans les ateliers où le volume des hauts fourneaux est faible. Le principal des usines soviétiques est une louche avec un bol d'une capacité de 16,5 m 3 (Fig. 104).

La cuve à scories est constituée d'une cuvette elliptique en acier reposant sur un anneau, lui-même reposant sur un chariot. Le bol du seau en acier n'est pas doublé ; il est protégé par une fine pellicule de solution de chaux pour éviter que la croûte de laitier ne colle. Le wagon est installé sur des bogies ferroviaires en marche. Lorsqu'il est incliné lors de l'égouttage des scories, le bol se déplace dans le sens du basculement à l'aide d'un secteur d'engrenage sur l'anneau support et d'une crémaillère sur le chariot.

Pour incliner le bol, la poche à laitier est équipée d'un mécanisme spécial entraîné par un moteur électrique.

Pour un fonctionnement normal, il est nécessaire d'inspecter régulièrement chaque chariot à godets, ainsi que le mécanisme de basculement et le châssis, et d'effectuer les réparations préventives selon le calendrier établi. Le maître et les fourneaux de forge doivent veiller soigneusement à ce que lors du soutirage, aucune fonte ne pénètre dans le bol avec les scories, car cela entraîne non seulement la perte de fonte dans la ferraille, mais désactive également le bol.

La fonte peut pénétrer dans la cuvette à scories en raison de fossés mal préparés, d'un dégagement rapide, conséquence de l'état insatisfaisant du trou de coulée en fonte, de scories froides et visqueuses et pour d'autres raisons.

Après chaque vidange, les cuvettes doivent être aspergées de lait de chaux dans une installation spéciale située sur le côté de la décharge à scories. Une mauvaise pulvérisation rend difficile l'élimination des croûtes, ce qui a un effet néfaste sur le calendrier d'approvisionnement des poches de coulée des hauts fourneaux.

Pour calculer le nombre de poches à laitier nécessaires à l'atelier, on retient le même principe que pour les poches en fonte. Pour 10 scories, un devrait être en réparation, quatre en bon état devraient être en réserve. Pour déterminer la masse de scories dans la poche, la densité apparente des scories est considérée comme étant de 1 900 kg/m 3 et le facteur de remplissage du bol est de 0,94 à 0,95.

Les scories liquides de l'atelier des hauts fourneaux sont envoyées vers la décharge des scories et vers des installations pour leur traitement : granulation (humide, semi-sèche), production de thermosite, pierre ponce, pavés, blocs, etc.

La majeure partie des scories utilisées pour la production de matériaux de construction provient des hauts fourneaux jusqu'aux usines de granulation. La qualité du laitier granulé est déterminée par analyse chimique et par sa teneur en humidité. Il existe deux méthodes de granulation : semi-sèche et humide.

La granulation humide du laitier de haut fourneau dans des bassins est la plus largement utilisée (Fig. 105). Les scories des poches sont versées dans un bassin rempli d’eau. Lorsque les scories liquides pénètrent dans l'eau, des granulés se forment, c'est-à-dire des particules de 1 à 10 mm. Au-dessus de la piscine, sur des tréteaux, se trouvent des ponts électriques à benne ou des grues à portique, à l'aide desquelles les scories granulaires sont évacuées de la piscine et chargées dans les wagons. Les scories sont évacuées par des gouttières ayant une pente de 30 à 35°, ou directement dans l'eau dans un petit ruisseau. La piscine étant divisée en plusieurs sections, plusieurs seaux peuvent être vidangés en même temps. Pour éviter les accidents, le transport des granulés est arrêté lors du drainage des scories, car des explosions sont possibles lorsque la fonte pénètre dans les scories. Les usines de granulation sont généralement équipées de plates-formes pour la déshydratation des scories. Ils sont fermés par les mêmes robinets. Après égouttage, les godets sont nettoyés des croûtes et des sardovines (scories gelées sur la surface intérieure du godet sous forme de galettes). La productivité de telles installations dépend de la taille du bassin, de la puissance des équipements de chargement et peut dépasser 1 million de tonnes par an. La consommation d'eau pour 1 tonne de scories est d'environ 0,5 m3. L'avantage de l'installation considérée est sa productivité relativement élevée. Son inconvénient est la production de scories granulées humides (humidité jusqu'à 30 %), ce qui crée des désagréments pour le transport, notamment en hiver, et provoque des difficultés dans les cimenteries lors de la transformation.

L'installation de granulation de scories semi-sèches se compose d'une goulotte de guidage, d'un bain de réception mobile, d'un tambour à pales, d'un entrepôt de scories granulées et de mécanismes de chargement. Les scories liquides de la poche s'écoulent à travers la goulotte de drainage jusqu'au tambour. Dans le même temps, de l'eau est fournie au tambour à raison de 0,7 à 1,5 m 3 /t de scories. Les pales du tambour brisent les scories en petites particules qui, refroidies par l'eau et l'air, pénètrent dans l'entrepôt. Le temps d'égouttage pour un seau est de 6 à 8 minutes. Le processus de granulation s'accompagne d'un bruit fort lorsque le tambour tourne. Les inconvénients d'une telle installation comprennent : la pollution de l'air à proximité de l'installation par un grand nombre de fils de scories très fins entraînés avec la vapeur, ce qui est nocif pour la santé du personnel d'exploitation ; coûts d'exploitation élevés et usure rapide des mécanismes.

Dans les installations hors four (centrales) à partir de laitier de haut fourneau : on obtient du laitier granulaire, de la pierre concassée, de la pierre ponce, de la laine de laitier, des produits coulés ; sur le four – scories granulaires.

La granulation hors four des scories est réalisée selon des méthodes humides et semi-sèches. Les installations de granulation humide sont à bassin et à auge.

Installation de piscine : une piscine avec de l'eau d'une capacité de 200 à 5 500 m 3 et d'une profondeur de 2 à 6 m. Le long de celle-ci, d'un côté, se trouve une voie ferrée le long de laquelle sont approvisionnés les scories en scories liquides, de l'autre sur le côté, il y a deux voies pour les wagons de chemin de fer dans lesquels sont transportés les scories granulaires. Un pont roulant ou un portique équipé d'une benne se déplace au-dessus du bassin et des voies d'expédition le long des viaducs.

Les scories liquides sont versées dans la piscine par culbutage. Les scories entrant dans l'eau en raison de leur évaporation rapide sont broyées en gouttelettes de 1 à 10 mm. Les granulés congelés sont déchargés par une grue à benne sur un site de vieillissement et de déshydratation ou dans des wagons. Les robinets sont équipés de trous d'un diamètre de 10 à 12 mm pour l'évacuation de l'eau. La consommation d'eau pour la granulation est de 3 à 4 m 3 /t de scories. La capacité d'installation dépend de la taille du bassin, atteignant 0,8 à 1 million/t de scories par an.

Installation de tranchée : bain de réception de scories, auge en acier ou en fonte de 3 à 20 m de long avec une pente de 5 à 15° et des buses fournissant de l'eau au début de la tranchée sous une pression de 0,15 à 0,5 MPa jusqu'à 3 m 3 /t de laitier . Depuis un transporteur de scories placé sur un talus de la voie ferrée, les scories sont déversées dans un bain de réception, d'où elles s'écoulent dans une goulotte à travers laquelle l'eau s'écoule sous une légère pression. L'eau avec les granules de scories (pulpe) résultants pénètre dans la piscine ou l'entrepôt. La teneur en humidité des scories granulées provenant des installations de bassins et de gouttières est de 20 à 25 %.

Granulation semi-sèche sur unités à tambour et en auge. Installation à tambour : un bain de réception de laitier 2, un bac de guidage incliné 3 avec buses d'alimentation en eau, un tambour rotatif 4 avec pales et une plateforme en béton 8, desservie par une butée de grappin 5. L'eau est amenée dans le bac par les buses sous un pression de 0,2 à 0,5 MPa en quantité de 0,8 à 1,0 m 3 /t de scories ; un tambour d'une longueur de 1,5 à 2,0 m et d'un diamètre de 1,2 à 1,4 m a une vitesse de rotation allant jusqu'à 600 tr/min.

Depuis le transporteur de scories, 1 laitier est versé dans un bain de réception, puis les scories et l'eau tombent à travers le plateau sur les pales du tambour, qui écrasent les scories et l'eau en petites particules et les jettent dans l'entrepôt à une distance de 20 à 40. m. En vol, les gouttes de scories sont refroidies par l'air et l'eau et durcissent. En raison de la pente du site 8, l'excès d'eau s'écoule dans le puisard 7, d'où il pénètre dans le système d'alimentation en eau de circulation.

Figure 13.6 - Schéma d'une usine de granulation à tambour

Les scories granulées sont chargées par la grue 5 à l'aide du grappin 6 dans les wagons 9, leur teneur en humidité est de 5 à 10 %.

Installation d'hydroauges : talus 1 avec voie ferrée de drainage 2 pour scories 3 ; six à dix gouttières situées perpendiculairement au chemin de drainage ; un entrepôt de scories granulées avec 10 chevalets transversaux le long desquels se déplacent 9 grues à benne basculante et un système d'alimentation en eau de recyclage.

Figure 13.7 - Schéma d'une usine de granulation en auge hydroélectrique

L'unité d'abreuvoir comporte un bain de réception 4 ; gouttière hydraulique en acier 5, de 9 à 10,5 m de long, située avec une montée jusqu'à l'extrémité à un angle de 3° ; buse hydraulique 6, alimentant en eau le début de la gouttière. La buse hydraulique est constituée de trous de diamètre. 15 à 25 mm ou sous la forme d'une fente d'une section totale de 0,004 à 0,008 m2 ; l'eau est fournie à la buse hydraulique sous une pression de 0,4 à 0,7 MPa à raison de 2,5 à 3,5 m 3 /t de scories.

Avant granulation, une croûte de laitier congelé est poinçonnée dans une poche à l'aide d'un coprah puis le laitier est déversé du transporteur de laitier 3 dans un bain de réception, d'où il entre dans une goulotte hydraulique, où le flux d'eau écrase le laitier liquide en gouttelettes, les refroidit et les jette à une distance allant jusqu'à 40 M. Les scories dans l'entrepôt sont rechargées en piles puis dans les wagons 11 à l'aide d'une grue à benne 9, la teneur en humidité des scories expédiées est d'environ 10 %. L'excès d'eau, dû à la pente du site de l'entrepôt, s'écoule dans le puisard 8 et de là, après clarification (décantation), à l'aide des pompes 7, elle est à nouveau acheminée vers les buses hydrauliques 6 ; De l'eau fraîche (d'appoint) (0,5 à 0,8 m 3 /t de scories) est ajoutée au système, ainsi qu'une solution de chaux pour réduire les émissions de sulfure d'hydrogène pendant la granulation.

La méthode de granulation en hydro-auge, plus mécanisée, assure une plus faible humidité des granulés, une vidange rapide des seaux et est antidéflagrante.

L'installation comprend des unités de granulation, des batteurs de pieux pour briser la croûte de scories dans des seaux ; panneaux de commande; entrepôt de scories granulées, avec ponts roulants ou à portique ; épuration des gaz; système d'approvisionnement en eau de recyclage, service et locaux d'habitation. La productivité des usines de scories granulées est de 750 à 1 500 000 tonnes/an. Le nombre de goulottes hydrauliques dans l'installation est déterminé en tenant compte de la productivité d'une goulotte hydraulique de 160 à 180 000 tonnes/an. Le taux d'écoulement des scories ne doit pas dépasser 4 à 5 t/min, le nombre de poches à retournement simultanées doit être de 2 à 3 et la durée de traitement de la composition de support de scories à l'installation doit être inférieure au temps entre la fourniture de compositions sorties des fourneaux. La productivité annuelle des installations devrait être supérieure de 30 % à celle nécessaire au traitement des scories obtenues.

Les unités de granulation sont placées perpendiculairement au chemin de drainage avec une distance entre elles égale à la longueur du laitier le long des raccords. Les unités sont placées dans une enceinte fermée pour assurer le captage des émissions de vapeur et de gaz, leur épuration des composés soufrés (avec de l'eau de chaux) et l'évacuation des gaz et de la vapeur par une canalisation de la hauteur requise. La consommation d'eau par unité peut atteindre 15 m 3 /min à une pression de 0,5 à 0,7 MPa, eau douce 0,7 à 0,8 m 3 /t de scories.

L'entrepôt détient un approvisionnement de produits pour 7 à 10 jours. Il s'agit d'une plate-forme en béton avec des travées de grue (passages supérieurs) de 24 m de large situées perpendiculairement à la voie à scories. La longueur de l'entrepôt est de 120 m ; la hauteur des tas de scories granulées peut atteindre 7 m. La hauteur du remblai pour le chemin de drainage des scories est de 5 à 8 m. Le site de l'entrepôt doit avoir une pente vers les décanteurs du système d'alimentation en eau de circulation et à proximité du unités de granulation, le niveau du site doit être plus bas que dans le reste de la pièce. Pour réduire la consommation d'eau, des unités de soufflage d'eau sont utilisées, où le broyage des scories est effectué par un flux eau-air.

Granulation au four : un granulateur dans une enveloppe fermée, qui empêche le rejet dans l'atmosphère de vapeur d'eau et de gaz sulfureux, nocifs pour la santé et provoquant la corrosion des équipements ; la vapeur d'eau complique grandement le travail du personnel et provoque le givrage des équipements dans hiver.

Leurs avantages : des coûts d'investissement et d'exploitation réduits grâce à la réduction d'une flotte importante de transporteurs de scories et de véhicules ; une utilisation plus complète des scories, puisque lors du transport en poches, 15 à 30 % des scories sont perdues sous forme de croûtes en surface et de dépôts sur les poches ; le nombre de personnels est réduit ; la sécurité contre les explosions est assurée ; le fonctionnement de l'installation peut être automatisé ; contrôle de tous les mécanismes à partir d'une télécommande spéciale.

Le haut fourneau est équipé de deux de ces installations, situées sur deux côtés opposés de la cour de la fonderie, chaque installation dispose de deux lignes de travail autonomes ; les scories du four sont amenées à l'un d'eux par la branche 6a de la goulotte à scories, et à l'autre par la branche 6b.

Figure 13.8 - Installation de granulation de laitier de haut fourneau

Sous la goulotte 6a se trouve un granulateur 5 qui fournit de l'eau sous pression, qui broie les scories s'écoulant de la goulotte en granulés. Un mélange d'eau, de vapeur et de granulés entre dans la trémie 1 ; la grille 4 empêche les gros objets de pénétrer dans la trémie. La vapeur et les gaz entrent dans l'épurateur 7 et sont évacués par le tuyau 9 dans l'atmosphère. L'eau de chaux est fournie au laveur par les buses 8, qui absorbent les composés soufrés de la vapeur et des gaz.

La pulpe d'eau de scories provenant du fond du bunker 1 entre dans le puits 18 du pont aérien, ce qui la soulève vers le haut. Pour assurer le fonctionnement du pont aérien, de l'air est fourni à l'extrémité inférieure de son tuyau de levage 11, et de l'eau est fournie un peu plus bas pour agiter la pulpe. La pulpe soulevée par le pont aérien pénètre dans le séparateur 10, où l'air évacué est séparé, puis s'écoule par gravité à travers une canalisation inclinée dans un déshydrateur de type carrousel 12, qui est entraîné en rotation par un entraînement 14. Le déshydrateur est divisé en seize sections avec un fond articulé en treillis. La pulpe entre dans chacune des sections et pendant la rotation du déshydrateur, l'eau de pulpe s'écoule à travers le fond en treillis des sections 13 dans le collecteur d'eau 15, d'où elle pénètre dans la trémie 1. Les fonds des sections 13 s'ouvrent au-dessus du trémie 17 et les granulés y sont déversés, où ils sont séchés par l'air amené par le bas. Depuis la trémie 17, les granulés partent vers le convoyeur 16 puis vers l'entrepôt.

Un boîtier collecteur de vapeur est installé au-dessus du déshydrateur à carrousel, à partir duquel la vapeur entre dans l'épurateur 7. Le granulateur fonctionne avec de l'eau recyclée ; l'eau clarifiée lui est fournie par la pompe 2 à partir de la chambre d'eau en circulation 3, dans laquelle elle s'écoule depuis la trémie 1 par-dessus son bord.

Production de scories des fours d'un volume de 1 400 à 1 800 m3 2 à 3 t/min ; à partir de fours d'un volume de 2 000 à 5 000 m 3 3 à 10 t/min. La quantité maximale de scories par rejet dans les fours d'un volume de 3 200 à 5 000 m 3 peut atteindre 200 à 250 tonnes, la durée du rejet est de 40 à 60 minutes. Consommation d'eau 3 à 6 m 3 /t de scories, eau douce pour l'appoint 0,6 à 0,8 m 3 /t. L'humidité des granulés entrant dans l'entrepôt est de 14 à 20 %.

Obtention de pierre concassée, de pierre ponce et de laine de laitier.

La pierre concassée de scories, le deuxième produit le plus important du traitement des scories de haut fourneau, est produite dans des installations de traitement des résidus de poche et des parties de pierre concassée par coulée.

Obtention de pierre concassée à partir de résidus de seau. La surface intérieure de la poche est d'abord irriguée avec de l'eau pendant 7 minutes, ce qui facilite, en raison du retrait des scories, la séparation des croûtes de scories (gâteaux) des parois de la poche. Ensuite, la poche est retournée et, si nécessaire, les scories restantes sont éliminées à l'aide d'un piledriver. Les gâteaux tombent du seau dans une tranchée équipée de grues à benne magnétique. Ici, de gros morceaux de scories sont brisés, des lingots y sont déposés et des déchets de fonte sont collectés à l'aide d'un électro-aimant. Ensuite, les scories sont chargées à l'aide d'une grue dans la trémie du système, ce qui assure le concassage et le tamisage des scories en morceaux de tailles (0 à 40 min). La capacité d'installation est de 310 000 m 3 de pierre concassée par an.

Production de pierre concassée coulée. Les scories de plusieurs poches sont versées dans une tranchée en béton et de l'eau est versée dessus, après quoi une nouvelle partie des scories est versée. L'arrosage empêche la formation d'un monolithe à partir de plusieurs couches coulées.

A l'usine NLMK d'une capacité de 600 000 m 3 de pierre concassée par an : deux tranchées d'une superficie totale de 6 200 m 2. En trois à quatre jours, jusqu'à 30 mélanges de scories sont déversés dans la tranchée. Les scories solidifiées sont valorisées par des excavatrices et transportées par camions bennes jusqu'au complexe de concassage et de criblage.

Une partie des scories de haut fourneau est envoyée vers des décharges de scories - une zone située à l'extérieur de l'atelier de haut fourneau avec un remblai d'au moins 10 m de haut, le long de laquelle est posé un train pour l'approvisionnement des transporteurs de scories. Les scories des poches sont déversées en aval où elles durcissent. Les scories solidifiées sont utilisées pour la construction d’autoroutes et dans les usines de transformation des scories.