FR2567999A1 - Systeme utilisant du gaz d'echappement d'un four electrique pour prechauffer la ferraille entrant dans la fabrication de l'acier - Google Patents

Abstract

SYSTEME PROPRE DE PRECHAUFFAGE DE LA FERRAILLE CONTAMINEE PAR DE L'HUILE ET DES MATIERES ORGANIQUES, AFIN DE PREPARER DE L'ACIER, EN UTILISANT LA CHALEUR DE LA CIRCULATION DU GAZ D'ECHAPPEMENT SORTANT D'UN FOUR ELECTRIQUE 2, COMPRENANT DES MOYENS DE COMBUSTION 3, DES MOYENS DE PRECHAUFFAGE DE LA FERRAILLE 16, 17, 18, DES MOYENS COLLECTEURS DE POUSSIERE, DES MOYENS EPURATEURS DE GAZ 44, DES MOYENS CONSTITUES PAR UN PRECIPITATEUR ELECTRIQUE 45 DU TYPE HUMIDE POUR COLLECTER LE BROUILLARD D'HUILE ET PROCEDE COMPRENANT LES OPERATIONS DE BRULAGE DE TOUS COMBUSTIBLES PRESENTS, DE CHAUFFAGE D'UNE QUANTITE PREDETERMINEE DE LADITE FERRAILLE, D'ELIMINATION ET DE COLLECTE DE LA POUSSIERE, D'EPURATION DE LADITE CIRCULATION ET DE PRECIPITATION ELECTROSTATIQUE DU BROUILLARD D'HUILE.

Description

La présente invention concerne un système pour préchauffer proprement de

la ferraille destinée à entrer dans la fabrication de l'acier, et plus précisément un système de préchauffage de la ferraille employant de l'énergie récupérée dans le gaz d'échappement d'un four

électrique qui fait fondre la ferraille.

Le gaz d'échappement dégagé au cours du fonction-

nement d'un four électrique de fabrication de l'acier contient une grosse quantité de poussière et d'énergie thermique récupérable ou chaleur. Ce gaz d'échappement peut servir à préchauffer la ferraille qui doit être chargée dans le four électrique, en réduisant ainsi le temps et l'énergie électrique nécessaires à la fusion de l'acier. Cependant, de l'huile, de la peinture, du caoutchouc ou du plastique sont souvent fixés ou mélangés à la ferraille et leur chauffage dégage des gaz et des fumées malodorantes. Typiquement, la température du gaz

d'échappement descend d'environ 100 C à 300'C en fournis-

sant de la chaleur à la ferraille à préchauffer. Donc,

la température du gaz d'échappement atteignant la fer-

raille doit se situer dans la gamme de 650'C à 700'C des températures nécessaires pour décomposer les matériaux

organiques ci-dessus qui sont associés à la ferraille.

A défaut de décomposer ainsi de tels polluants, des effluents malodorants sont dégagés dans l'atmosphère

en donnant lieu à une pollution inacceptable de l'environ-

nement. Un système de préchauffage de la ferraille décrit dans ce qui suit, a été utilisé pour éliminer les odeurs du gaz d'échappement d'un four après préchauffage de

la ferraille, afin d'éviter la pollution de l'air ambiant.

Un tel système se compose typiquement d'un appareil de combustion, dans lequel des combustibles comme de l'oxyde

de carbone, qui existent dans le gaz d'échappement pous-

siéreux sortant du four, sont brûlés. Ceci élimine les

constituants de ce type faisant partie du gaz d'échap-

pement et chauffe ce gaz. Ensuite, une partie de ce gaz d'échappement est introduite à haute température dans un système de préchauffage de la ferraille afin de pouvoir utiliser une partie de l'énergie calorifique du gaz

d'échappement pour préchauffer la ferraille. Un venti-

lateur à tirage induit renvoie alors le gaz quelque peu

refroidi lorsqu'il a chauffé la ferraille, par la con-

duite de circulation, jusqu'à un coffret d'alimentation en gaz prévu en amont de l'appareil de combustion, afin

que ce gaz soit mélangé avec le gaz d'échappement pous-

siéreux à haute température sortant du four électrique.

Les substances malodorantes prélevées à la ferraille

préchauffée sont ensuite brûlées dans l'appareil à com-

bustion en même temps que les combustibles, ce qui con-

duit à désodoriser le gaz d'échappement finalement dégagé.

Selon l'invention, la température du gaz d'échap-

pement sortant du four électrique dépend cependant de la température relativement basse qui domine pendant la fusion initiale de la ferraille après chargement du four, d'une baisse de température par mélange d'air pendant

la poursuite du chargement, d'un niveau à haute tempé-

ture pendant la fusion intermédiaire qui suit, d'une baisse de température pendant le rechargement suivant et même d'une température plus élevée pendant la fusion finale suivante. La température du gaz d'échappement traversant le four varie dans la gamme allant de 400 C à 1 2000C. En conséquence, pendant la période durant laquelle la température du gaz d'échappement se trouve à l'extrémité inférieure de cette gamme, la température à l'intérieur de l'appareil de combustion ne peut pas être maintenue à 650 C ou au-dessus, c'est-à-dire qu'elle n'est pas suffisante pour désodoriser le gaz. En outre, puisque le gaz, à l'intérieur de l'appareil de combustion, est réintroduit dans le système de préchauffage de la ferraille, la plus grande partie du gaz d'échappement

recircule entre l'appareil de combustion et le préchauf-

fage de la ferraille, et cela diminue sensiblement l'uti-

lisation de la chaleur disponible dans le gaz d'échap-

pement. Autrement dit, puisque tout le gaz après le préchauffage de la ferraille est remis en circulation dans l'appareil de combustion afin de désodoriser cet appareil, l'énergie électrique du gaz d'échappement tel qu'il sort du four électrique, n'est pas utilisée de façon optimale pour préchauffer la ferraille. Ceci aboutit éventuellement au dégagement d'effluents malodorants et abaisse le rendement global du fonctionnement du système. On a longtemps cru qu'après préchauffage de la ferraille, le gaz ne pouvait pas être désodorisé sans

que les constituants gênants ne soient réellement brûlés.

Cependant, les recherches qui ont conduit à l'invention ont permis de confirmer que l'odeur désagréable créée

par les fours électriques de fabrication de l'acier pro-

venait non seulement des substances malodorantes que l'on rencontre habituellement en dehors de l'huile mais aussi, du brouillard d'huile créé par les huiles de coupe ou de lubrification qui sont présentes et sont mélangées avec la ferraille découpée, etc. et que de tels matériaux ont des effets d'interaction qui aggravent l'odeur désagréable de chaque polluant distinct. De ce point

de vue, dans le but de désodoriser le gaz après préchauf-

fage de la ferraille, il est nécessaire non seulement d'éliminer les substances malodorantes habituellement rencontrées mais aussi de séparer et de collecter le

brouillard d'huile avant de dégager le gaz dans l'atmo-

sphère. L'invention a pour objet d'appliquer ce principe

dans un système pratique.

Ainsi, l'invention a pour objet:

- de créer un système permettant de préchauffer pro-

prement la ferraille destinée à la fabrication de l'acier dans un four électrique, qui fasse un emploi optimal de la chaleur disponible dans le gaz d'échappement du four et élimine les particules et matières malodorantes du gaz après préchauffage de la ferraille, afin de réduire la pollution de l'air ambiant à des niveaux acceptables dans une installation électrique de fabrication d'acier; - de créer un appareil qui réduit à la fois la durée et l'énergie électrique nécessaires pour faire fondre la ferraille dans une installation de fabrication d'acier; - de créer un appareil d'élimination et de séparation des substances organiques malodorantes et du brouillard d'huile existants dans le gaz d'échappement utilisé pour

préchauffer la ferraille dans une installation de fabri-

cation d'acier par un procédé électrique;

- de créer un procédé de nettoyage de ferraille pré-

chauffée pour la fabrication d'acier en utilisant les gaz d'échappement provenant d'un four électrique de fabrication d'acier qui assure de façon optimum l'utilisation de la

chaleur disponible des gaz d'échappement du four et éli-

mine les particules et matières malodorantes provenant des gaz après le préchauffage de la ferraille pour réduire la pollution de l'air ambiant à des niveaux acceptables pour la réalisation d'acier par voie électrique de créer un procédé pour réduire à la fois la durée et l'énergie électrique nécessaires pour faire fondre la ferraille dans une opération de fabrication d'acier;

- de créer un procédé pour l'élimination et la sépa-

ration de substances organiques malodorantes et de brouil-

lards d'huile dans des gaz d'échappement utilisés pour préchauffer de la ferraille pour la fabrication d'acier

par voie électrique.

Ces objets ainsi que d'autres objets correspondants de l'invention sont réalisés en prévoyant un moyen de combustion pour brûler les constituants combustibles présents dans le gaz d'échappement d'un four électrique tout en séparant en même temps et en collectant la plus grande partie des matières en grosses particules et la poussière contenue dans le gaz. Le gaz d'échappement chaud traverse alors un moyen de préchauffage de la ferraille dans lequel la ferraille est chauffée par transfert de l'énergie

thermique empruntée au gaz d'échappement. Le gaz d'échap-

pement, après avoir préchauffé la ferraille, passe ensuite dans un collecteur de poussières o la plus grande partie de la poussière, restant dans le gaz est enlevée, y compris

la poussière éventuellement prélevée à la ferraille pré-

chauffée. Ensuite, le gaz traverse un épurateur de gaz, dans lequel les substances entraînant des odeurs sont éliminées par interaction avec un solvant désodorisant en solution aqueuse, dont le débit est ajusté en fonction de la température du gaz à l'entrée dudit épurateur. Le mélange du solvant pulvérisé et du gaz d'échappement chaud constitue une source continue de vapeur saturée. De petites gouttelettes d'huile, créées par l'huile présente sur

la ferraille préchauffée, se fixent à de petites gout-

telettes d'eau et à la vapeur d'eau saturée et en sont

séparées par un précipitateur électrique du type humide.

Le solvant désodorisant élimine chimiquement les autres constituants créant des odeurs et existant dans le gaz d'échappement, si bien que le gaz d'échappement dégagé dans l'atmosphère est propre et sensiblement débarrassé

de la poussière, des constituants malodorants et du brouil-

lard d'huile qui, sinon, réagiraient en créant des effluents très nuisibles constituant une importante pollution pour l'environnement. Diverses autres caractéristiques de l'invention

ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui

suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs,

aux dessins annexés.

La fig. 1 est un schéma de principe de l'appareil de préchauffage de la ferraille et de purification du gaz d'échappement selon l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe d'une première

réalisation de l'appareil de combustion.

La fig. 3 est une vue en coupe d'une autre réali-

sation de l'appareil de combustion, du type cyclone.

La fig. 4 est une vue en coupe d'un dispositif

de préchauffage de la ferraille.

La fig. 5 est une vue en coupe d'un épurateur

du gaz.

La fig. 6 est une vue en coupe d'un précipitateur

électrique du type humide.

La fig. 7 est un graphique (qui n'est pas à l'échelle) représentant la variation de l'efficacité de la désodorisation en fonction de la valeur du pH de la

solution désodorisante.

La fig. 8 est un graphique (qui n'est pas à l'échelle) représentant la variation de la température

du gaz d'échappement à différents instants du fonction-

nement d'un four électrique de fabrication d'acier à

charges multiples.

La fig. 9 est un schéma de principe d'un appareil de préchauffage de la ferraille connu dans la technique antérieure, qui utilise le gaz d'échappement d'un four électrique de fabrication de l'acier pour préchauffer

la ferraille destinée à cette préparation.

Les mêmes repères sont utilisés pour identifier des éléments semblables ou des parties d'éléments semblables sur chacun des dessins et pour servir de référence ailleurs

dans ce descriptif.

En se référant à la fig. 1, on peut voir un gaz

d'échappement à haute température contenant de la pous-

sière entrainée, dégagé pendant le fonctionnement d'un four électrique 2 de fabrication d'acier, qui se trouve brûlé dans un appareil de combustion 3 afin que tous les

constituants combustibles présents dans le gaz d'échap-

pement soient oxydés, c'est-à-dire brûlés en dégageant davantage de chaleur. Le gaz d'échappement est ensuite

appliqué en totalité ou en partie à des systèmes de pré-

chauffage de la ferraille tels que 16, 17 et 18, afin d'utiliser l'énergie thermique ou la chaleur présente dans le gaz d'échappement pour faire monter la température

de la ferraille qui doit être chargée dans le four élec-

trique 2 de préparation de l'acier.

Une conduite principale 6, dans laquelle le gaz venant du four électrique 2 de fabrication de l'acier est acheminé, est reliée à une sortie de gaz 5 montée sur la paroi ou sur le plafond du four électrique 2, et équipée en aval d'une bague de réglage d'écartement 7 et de l'appareil de combustion 3, dans cet ordre. Une quantité appropriée d'air frais est admise par la bague de réglage d'écartement 7 pour brûler des combustibles, par exemple du CO, présents dans le gaz d'échappement, et appliquée à travers l'appareil de combustion 3, mélangée avec le gaz d'échappement poussiéreux à haute température

provenant du four électrique 2.

L'appareil de combustion 3 est construit de façon à permettre le mélange du gaz d'échappement poussiéreux à haute température avec l'air frais entrant par la bague de réglage 7 afin de brûler efficacement les constituants combustibles, par exemple du CO présent dans le gaz d'échappement. La forme et la construction de l'appareil de combustion 3 sont telles qu'il sépare effectivement

et collecte la plus grande partie des matières en parti-

cules relativement denses et de la poussière du gaz

d'échappement qui le traverse.

En se référant maintenant à la fig. 2, on peut voir que l'appareil de combustion 3 comprend une chambre de combustion 8 réduisant la vitesse de circulation du

gaz d'échappement afin de favoriser la combustion spon-

tanée de tout constituant combustible présent, une plaque de séparation 9 permettant la circulation vers le bas et puis vers le haut du gaz d'échappement dans la chambre de combustion, et une trémie à poussière 10 placée sous la chambre de combustion. Ce changement de direction de la circulation du gaz favorise la séparation de la poussière qu'il contient. Dans une autre réalisation, présentée à la fig. 3, l'appareil de combustion 3 a la forme d'un appareil cyclone, bien connu, afin de réduire

les vitesses de circulation des gaz et de créer un tour-

billon en spirale du gaz circulant à l'intérieur. Le

tourbillon a pour conséquence de créer des forces centri-

fuges dirigées vers l'extérieur, et de les appliquer

aux matières en particules entraînées dans le gaz d'échap-

pement, en facilitant ainsi la collecte de ces matières le long des surfaces extérieures à partir desquelles

elles tombent au-dessous.

La portion supérieure de l'appareil de combustion 3 est reliée à une conduite secondaire 14 qui fait passer le gaz dans les systèmes de préchauffage de la ferraille 16, 17 et 18, après combustion partielle ou totale des constituants combustibles et constitue une dérivation

par rapport à la conduite principale 6 qui est direc-

tement reliée au collecteur de poussière 15.

Les moyens de préchauffage de la ferraille sont

constitués d'un ou de plusieurs dispositif(s) de pré-

chauffage de ferraille, tels que 16, 17 et 18, montés en série ou en parallèle comme l'indique la fig. 1, chacun

d'eux étant relié à la conduite secondaire 14 par l'inter-

médiaire de vannes respectives 19, 20 et 21. En consi-

dérant maintenant la fig. 4, on peut voir qu'un système de préchauffage de la ferraille comprend un couvercle supérieur 32 qui s'ouvre pour permettre le dépôt d'une

charge de ferraille 33 à l'intérieur, d'un corps cylin-

drique 34 qui contient la ferraille et d'un couvercle

inférieur 35 en forme de coquille qui maintient la fer-

raille jusqu'à ce que le couvercle 35 s'ouvre pour per- mettre le chargement de la ferraille préchauffée dans

le four électrique 2.

Des vannes 22, 23 et 24 relient les systèmes de

préchauffage de la ferraille 16, 17 et 18 à des venti-

lateurs respectifs de renforcement 25, 26 et 27, prévus sur les conduites d'échappement 28j 29 et 30, en aval

des systèmes de préchauffage, afin que le gaz d'échap-

pement avec ses constituants malodorants et son brouil-

lard d'huile puisse être acheminé par les conduites 28,

29 et 30 jusque dans la conduite principale d'échap-

pement 6. Naturellement, grâce à une fermeture appropriée des vannes, on peut employer simultanément un ou plusieurs

des systèmes de préchauffage 16, 17 et 18.

En aval des jonctions 40, 41 et 42 de la conduite principale 6 des conduites d'échappement 28, 29 et 30 respectivement, est installé un collecteur de poussière du type à sec, comme par exemple, un sac filtrant destiné à collecter la poussière résiduelle contenue

dans le mélange de gaz sortant de l'appareil de com-

bustion 3, et du gaz sortant des systèmes de préchauffage de la ferraille 16, 17 et 18, et, en aval de ce filtre,

un ventilateur de tirage induit 43 qui facilite l'6cou-

lement du gaz.

En aval du ventilateur 43 de tirage induit, sont disposés successivement des épurateurs de gaz 44 et des précipitateurs électriques 45 du type humide destinés

à l'élimination des substances malodorantes et à la col-

lecte du brouillard d'huile présent dans le gaz après préchauffage de la ferraille. L'épurateur de gaz 44 régule la température du gaz, élimine les substances

malodorantes du gaz d'échappement et génère une impor-

tante quantité de vapeur d'eau saturée en évaporant une partie de la solution du solvant désodorisant mélangée

à, et chauffée par, le gaz d'échappement chaud. Un préci-

pitateur électrique 45 du type humide collecte le brouil- lard d'huile, c'est-à-dire de fines gouttelettes d'huile

qui se fixent à la vapeur d'eau saturée et à toute gout-

telette de liquide de la solution désodorisante ou de

la vapeur condensée entrainée avec le gaz d'échappement.

Il est possible d'utiliser un ou plusieurs épu-

rateur(s) de gaz 44 selon les besoins, chacun d'eux devrait comprendre une pompe de circulation qui fait circuler la solution aqueuse du solvant désodorisant contenu dans cet épurateur. En se référant maintenant à la fig. 5, on peut voir que l'épurateur de gaz 44 comprend une chambre inférieure 46 et une chambre supérieur 47 telles que le gaz d'échappement puisse monter depuis l'entrée du gaz 52 de la chambre inférieure 46 jusqu'à la sortie de gaz 53 de la chambre supérieure. Les chambres 45 et 46 sont équipées de diffuseurs de liquide 48 et 49 ainsi que de contacteurs 50 et 51 gaz-liquide, de forme telle qu'ils ont de grandes surfaces humides et qu'ils sont, de préférence, fabriqués en matière plastique renforcée de fibres. La chambre supérieure 47, en particulier, comprend un éliminateur 54 qui sépare les gouttelettes

d'eau ou de solvant du gaz d'échappement.

Des pompes de circulation 55 et 56 appliquent une solution aqueuse du solvant désodorisant provenant de la cuve 57 dans les deux chambres de l'épurateur de gaz 44. Le solvant désodorisant peut être un détergent ayant une forte affinité pour les substances malodorantes présentes, un solvant dans lequel de l'ozone est insufflé, ou un neutralisant d'acide comme un produit chimique

du groupe alcalin, de préférence de la soude ou du carbo-

nate de soude dans une solution ayant un pH égal ou l1 supérieur à 8. Pratiquement, dans le cas d'une solution de type alcalin, une valeur de pH située entre 8,0 et 8,5 est suffisante du point de vue de la rentabilité

comme l'indique la fig. 7. Le débit du solvant désodo-

risant dans chaque épurateur de gaz est réglé en réponse à la température détectée du gaz incident, par exemple, par un capteur de température 58 installé sur l'entrée

52 du gaz dans l'épurateur de gaz 44. Le solvant désodo-

risant est appliqué à l'intérieur des chambres 46 et 47 de l'épurateur par l'intermédiaire des diffuseurs 48 et 49 respectivement, sous forme d'un fin brouillard ou d'une fine pulvérisation afin de pouvoir se mélanger intimement avec le gaz d'échappement qui circule dans

cet épurateur.

Le précipitateur électrique 45 du type humide collecte le fin brouillard d'huile en suspension dans le gaz d'échappement qui circule. Comme l'indique la fig. 1, il est équipé d'une pompe à eau 59 appliquant de l'eau pour rincer les surfaces des électrodes sur

lesquelles le brouillard d'huile collecté s'accroche.

En se référant maintenant à la fig. 6, on peut voir que le précipitateur 45 comprend un ensemble d'électrodes

de décharge 60, de préférence de forme cylindrique, cor-

respondant à des électrodes collectrices 61 de sorte que la décharge d'électricité par effet corona entre ces électrodes, génère des ions positifs et négatifs

à proximité immédiate des électrodes de décharge 60.

Les ions négatifs chargent négativement les gouttelettes de vapeur d'eau saturée et de toute solution ou condensat existant. Les très fines gouttelettes d'huile présentes dans le brouillard d'huile sont attirées par et se fixent

sur des gouttelettes de vapeur de solution ou de con-

densat chargé. En conséquence, la vapeur d'eau humide et le brouillard d'huile sont attirés par des forces électrostatiques en direction des électrodes collectrices 61, de sorte que le brouillard d'huile, la vapeur et la solution saturées ou gouttelettes de condensat sont collectés à la surface des électrodes 61. Une entrée de gaz 62 et une sortie de gaz 64 sont respectivement prévues à c8té du dessus du corps (63), de sorte que

le gaz d'échappement traverse les cylindres et les élec-

trodes collectrices 61 et sort par la sortie de gaz 64.

L'eau de la cuve 65 passe périodiquement sur les surfaces de l'électrode collectrice 61 afin d'éliminer par lavage le brouillard d'huile recueilli sur cette surface et d'acheminer les flux par l'ouverture inférieure 66 en

dehors du précipitateur 45.

Le système de préchauffage de la ferraille dont les éléments ont été décrits ci-dessus fonctionne de la façon suivante:

En se référant à la fig. 1, la ferraille préchauf-

fée dans les systèmes de préchauffage de ferraille 16, 17 et 18 est chargée dans le four électrique 2 et fondue puis affinée dans ce four. Au cours de cet affinage, la ferraille est chargée par lots, l'un après l'autre, afin de faire monter la température de fusion comme l'indique la fig. 8. Le gaz d'échappement poussiéreux,

à haute température, ainsi créé est acheminé par la con-

duite principale 6 en sortie de four électrique 2, et tous les combustibles inclus dans le gaz d'échappement, par exemple du CO, sont complètement brûlés dans un appareil de combustion 3, en mélange avec de l'air frais

qui est entré par la bague de réglage d'écartement 7.

En même temps, les particules de matières les plus

grosses présentes dans le gaz d'échappement sont col-

lectées et éliminées par le fond de l'appareil de com-

bustion. Lorsqu'il n'est pas nécessaire de préchauffer la ferraille, les vannes 19 à 24 qui se trouvent d'un

côté ou de l'autre des systèmes de préchauffage de fer-

raille sont fermées afin de faire passer la totalité du gaz d'échappement par la conduite principale 6. Le gaz d'échappement de l'appareil de combustion 3 est aspiré à travers le collecteur de poussière 15 par un ventilateur de tirage induit 43, la poussière est recueil- lie dans le collecteur de poussière 15 et le gaz est

ensuite dégagé dans l'atmosphère par une cheminée d'échap-

pement, à travers la vanne 67. Puisque le gaz d'échap-

pement à haute température sortant du four électrique 2 est complètement brûlé dans l'appareil de combustion 3, le gaz qui s'échappe finalement est sensiblement

dépoussiéré et exempt de constituants malodorants.

Lorsque la ferraille, par exemple de la ferraille

découpée, de la fonte en gueuse, des ferrailles de lami-

nage ou des déchets de fer ou autres, est préchauffée dans le système de préchauffage 16 grâce à l'énergie

thermique du gaz d'échappement créée pendant le fonction-

nement du four électrique 2, les vannes 19 et 22 sont ouvertes et le ventilateur surpresseur 25 est mis en service dans la conduite d'échappement 28. Une circulation de gaz d'échappement correspondant à l'aspiration créée par le ventilateur surpresseur 25 est induite depuis l'appareil de combustion 3, par l'intermédiaire de la conduite auxiliaire 14, le reste du gaz d'échappement sortant du four électrique 2 allant directement dans

le collecteur de poussière 15 à travers la conduite prin-

cipale 6. Le gaz d'échappement acheminé directement dans le collecteur de poussière 15 est mélangé au point de confluence 40 avec le gaz d'échappement qui s'est chargé de contaminants malodorants dans le système de préchauffage 16, dans lequel il a également subi une baisse de température comprise entre 100 et 300 C tout en préchauffant une charge de ferraille. La poussière contenue dans le mélange de gaz d'échappement est recueillie par le collecteur de poussière 15. Le gaz d'échappement mélangé à ce moment est encore chargé de constituants malodorants si bien qu'il ne peut pas être dispersé à la sortie d'une cheminée d'échappement et qu'il est donc convoyé jusqu'à un épurateur de gaz 44,

à travers la vanne 68.

Dans l'épurateur de gaz 44, une circulation de solvant désodorisant en solution aqueuse, ayant un débit réglé en correspondance avec la température du gaz à l'entrée, circule de façon que la température du gaz d'échappement mélangé puisse tomber de, par exemple, 80 C tout en générant de la vapeur d'eau saturée, à partir de la solution désodorisante. La solution désodorisante peut aussi etre maintenue à haute température et avec

une concentration économique pour éliminer les cons-

tituants malodorants du gaz d'échappement, même lorsque la température du gaz quittant le four électrique 2 au cours des charges successives varie comme l'indique la fig. 8. Un produit de neutralisation dans le solvant désodorisant, par action chimique, effectue l'élimination des substances malodorantes uniformément et continuement, dans des conditions désodorisantes régulées. La chaleur du gaz d'échappement traversant l'épurateur maintient la température à l'intérieur de l'appareil si bien que le solvant désodorisant et, par conséquent, l'eau de la solution s'évaporent pour créer de la vapeur saturée, circulant avec une vitesse sensiblement constante dans l'appareil. Le brouillard d'huile constitué de minuscules gouttelettes d'huile n'est pas éliminé par l'action chimique du solvant indiqué ci-dessus mais il accompagne ou s'attache plutôt à la vapeur d'eau saturée et aux minuscules gouttelettes de liquide présentes dans la vapeur humide et reste ainsi en suspension dans le gaz

d'échappement au moment o ce dernier quitte l'épu-

rateur 44.

Le gaz d'échappement, après élimination des sub-

stances malodorantes, est acheminé, en même temps que la vapeur d'eau humide, et fixé au brouillard d'huile dans le précipitateur électrique de type humide 45, dans

lequel une forte tension négative est appliquée aux élec-

trodes de décharge 60 tandis que les électrodes collec-

trices 61 sont mises à la masse pour provoquer la création d'un fort champ électrostatique autour des électrodes de décharge 60. Une décharge pareffet corona se produit ainsi, de sorte que des ions positifs et négatifs sont générés dans la toute proximité des électrodes de décharge 60. Les ions positifs sont immédiatement neutralisés sur les électrodes chargées négativement 60, et les ions négatifs pendant ce même temps, chargent négativement les gouttelettes de vapeur d'eau humide, de condensat et de solution au moment o ces gouttelettes traversent le champ électrique. Donc, le brouillard d'huile est

collecté avec les gouttelettes de vapeur d'eau, de con-

densat et de solution fixées sur les gouttelettes d'huile

sur les électrodes collectrices 61. La vapeur électri-

quement saturée a été créée à l'étape qui précède le précipitateur électrique 45 pour se fixer au brouillard d'huile en fines gouttelettes. La vitesse avec laquelle ces particules chargées se déplacent en direction de l'électrode 61 augmente avec la tension électrostatique appliquée et assure un rendement fonctionnel élevé du système. Le gaz d'échappement nettoyé, dépoussiéré et sensiblement débarrassé des constituants malodorants est dispersé dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'une cheminée d'échappement et le brouillard d'huile collecté

est traité séparément.

La description ci-dessus s'applique au cas o

le gaz d'échappement introduit directement dans le col-

lecteur de poussière 15 est mélange à un flux de gaz

d'échappement qui a prélevé de la poussière et des pol-

luants malodorants à la ferraille préchauffée, par exemple aux confluents 40, 41 et 42. A titre de variante, lorsque la vanne 69 de la conduite principale 6 est fermée, la circulation totale du gaz d'échappement venant de l'appareil de combustion 3 est convoyée vers les appareils de préchauffage de la ferraille 16, 17 et 18. Dans ce cas aussi, la désodorisation des constituants gazeux malodorants et la collecte du brouillard d'huile contenu dans le gaz d'échappement sont obtenues exactement comme

dans la description ci-dessus, et une quantité plus impor-

tante de l'énergie thermique contenue dans le gaz d'échap-

pement est utilisée pour préchauffer la ferraille. Un exemple de données obtenues en appliquant l'invention

est le suivant: au cours de l'affinage par un four élec-

trique de préparation de l'acier, d'une capacité de

tonnes de la ferraille chargée à l'origine en quan-

tité de 30 tonnes, avec une charge suivante de 30 tonnes,

et une autre charge de 10 tonnes, la consommation élec-

trique par tonne d'acier brut est d'environ 415 kilowatts/ heure. Dans ces conditions de fonctionnement, lorsque (1) un cas dans lequel il n'y a pas de préchauffage de la ferraille est comparé avec (2) le préchauffage de

la totalité de la ferraille par un dispositif de pré-

chauffage, on obtient une économie de consommation d'énergie de 57 kilowatts/heure par tonne d'acier brut

traitée, comme on peut le voir dans le Tableau 1 ci-

après.

Tableau 1. Comparaison des Performances de Préparation Electrique de l'Acier avec et sans Préchauffage

de la Ferraille.

--------------------------_---------- ________________L

à. Il l,l 1'w | Cas (1) Cas (2)

a Z (sans pré- (avec pré-

| chauffage) chauffage) Pourcentage de chaleur t récupérée = tCapacité calorifique donné à la ferraille -------------- x 100 46,8 Capacité Calorifique du gaz d'échappement (%) t t t Température moyenne de i la ferraille préchauf- t fée (avec trois tcharges) ( C) t 42Q Consommation d'énergie par tonne d'acier ibrut (kwH/t) 415 358 L___ __ __ _______ _ _w_______ __-------------_T Economie de consommation d'6nergie (kwH/t) 57 De plus, les concentrations en poussière, en brouillard d'huile et en constituants malodorants dans

le gaz d'échappement à l'entrée et à la sortie du col-

lecteur de poussière 15, à la sortie de l'épurateur de gaz 44 et à la sortie du précipitateur électrique 45

* sont énoncées dans le Tableau 2 ci-après.

Tableau 2. Données Concernant l'Efficacité de la Réduction

de Pollution.

r-r -- _-- _ _ f i I I W 'W, Collecteur i Epurateur i Précipitateur ig ide Poussière i de Gaz Electrique !lEntréeO Sortie Sortie Sortie Quantité

Ide pous-

isière (g/Nm3) 15 0,05 0,04 0,001 Quantité i i I I I iQuantité6 de brouilI | I lard

Id'huie -

j(g/Nm)! 0,45 0,15 0,13 0,008 I

r----------- r------ T------i-n-------------------------

1 1 iConcentra- g I i g tion des odeurs* 9770 7500 g 850 600 * La "concentration des odeurs" figurant dans le tableau

ci-dessus signifie que l'odeur est effectivement éli-

minée lorsque le gaz d'échappement est dilué par de l'air non contaminé dans les multiples volumétriques

et numériques cités.

I1 apparait, d'après ce qui précède, que l'invention peut être appliquée autrement que selon les indications spécialement décrites et présentées ici. Donc, des modifications peuvent être apportées

aux revendications particulières de l'appareil ainsi

qu'aux différentes applications du procédé décrit ici sans sortir de la portée de l'invention et qu'elles

sont destinées à être incluses dans les revendications

annexées.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 - Système propre de préchauffage de la ferraille contaminée par de l'huile et des matières organiques, afin de préparer de l'acier, en utilisant la chaleur de la circulation du gaz d'échappement sortant d'un

four électrique, comprenant.

des moyens de combustion qui brûlent tous les com-

bustibles présents dans ledit écoulement de gaz d'échap-

pement et pour séparer simultanément les particules de poussière de ladite circulation du gaz d'échappement; des moyens de préchauffage de la ferraille afin de préchauffer la ferraille à charger dans ledit four électrique en transférant à cette ferraille l'énergie calorifique provenant d'une portion prédéterminée de ladite circulation du gaz d'échappement acheminé à la sortie desdits moyens de combustion; des moyens collecteurs de poussière qui collectent

la poussière dudit gaz d'échappement après préchauf-

fage de la ferraille dans lesdits moyens de préchauf-

fage de la ferraille;

des moyens épurateurs de gaz pour épurer les sub-

stances malodorantes de ladite circulation du gaz d'échappement, dans lesquels ladite circulation du gaz d'échappement est épurée au moyen d'une solution aqueuse

de solvant désodorisant circulant à une vitesse con-

trôlée en réponse à la température de ladite circulation de gaz d'échappement à l'entrée dudit épurateur de gaz afin de créer de la vapeur d'eau saturée à partir de

cette circulation de solvant et de réduire la tempéra-

ture de la circulation du gaz d'échappement d'une quan-

tité prédéterminée; et

des moyens constitués par un précipitateur élec-

trique du type humide pour collecter le brouillard

d'huile fixe à ladite vapeur d'eau saturée et aux gout-

telettes liquides'contenues dans ladite circulation

du gaz d'échappement.

2 - Système de préchauffage de la ferraille selon

la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de com-

bustion comprennent: une chambre de combustion qui diminue la vitesse d'écoulement de ladite circulation de gaz d'échappement qui la traverse afin de faciliter la combustion des combustibles qu'elle contient;

une plaque séparatrice qui crée une direction des-

cendante et une direction ascendante pour ladite circu-

lation du gaz d'échappement traversant ladite chambre de combustion afin de faciliter l'élimination de la poussière qu'il contient; et une trémie de collecte de la poussière placée sous

ladite chambre de combustion.

3 - Système de préchauffage de ferraille, selon la revendication 1, dans lequel: lesdits moyens de combustion ont une configuration cyclone afin de diminuer la vitesse d'écoulement du gaz d'échappement et de générer un tourbillon en spirale

pour ledit gaz d'échappement afin de faciliter la com-

bustion des combustibles qu'il contient et de favoriser l'élimination de la poussière qu'il contient; une trémie de collecte de la poussière placée sous

ladite chambre de combustion.

4 - Système de préchauffage de ferraille, tel qu'il est présenté dans la revendication 1, dans lequel

lesdits moyens de préchauffage de la ferraille compren-

nent: un couvercle supérieur qui peut s'ouvrir afin de charger la ferraille pour la préchauffer; un corps cylindrique qui maintient ladite ferraille;et

un couvercle inférieur du type coquille qui main-

tient ladite ferraille contenue ci-dessus pendant le préchauffage, qui s'ouvre pour éliminer la ferraille

préchauffée et la charger dans ledit four électrique.

- Système de préchauffage de ferraille, selon

la revendication 1, dans lequel ledit solvant désodo-

risant employé dans ledit épurateur de gaz est une sub-

stance alcaline en solution aqueuse, ayant un pH égal

ou supérieur à 8.

6 -Système de préchauffage de ferraille, selon la revendication 1, dans lequel:

ledit solvant désodorisant employé dans ledit épu-

rateur de gaz est de l'hydroxyde de sodium en une solution

aqueuse ayant un pH égal ou supérieur à 8.

7 - Système de préchauffage de la ferraille, selon la revendication 1, dans lequel:

ledit solvant désodorisant utilisé dans ledit épu-

rateur de gaz est du carbonate de sodium en solution

aqueuse avec un pH égal ou supérieur à 8.

8 - Système de préchauffage de la ferraille, selon la revendication 1, dans lequel: ladite circulation de solvant désodorisant est régulée en réponse à la température du gaz d'échappement détectée par un capteur de températures installé en

amont dudit épurateur de gaz.

9 - Procédé de préchauffage propre de la ferraille contaminée par de l'huile et des matières organiques, afin de préparer de l'acier, en utilisant la chaleur de la circulation du gaz d'échappement qui sort d'un four électrique, comprenant les opérations de: brûlage de tous combustibles présents dans ladite

circulation du gaz d'échappement et séparation simul-

tanée des particules de poussière de ladite circulation du gaz d'échappement; chauffage d'une quantité prédéterminée de ladite ferraille par échange de température avec une portion

prédéterminée de ladite circulation du gaz d'échap-

pement; élimination et collecte de la poussière dans ladite circulation du gaz d'échappement après préchauffage de la ferraille par ce procédé;

épuration de ladite circulation du gaz d'échap-

pement au moyen d'une solution aqueuse d'un solvant

désodorisant circulant à une vitesse liée à la tempé-

rature du gaz d'échappement avant l'épuration, en géné-

rant, de ce fait, de la vapeur saturée en réduisant la température de ladite circulation du gaz d'échappement d'une quantité prédéterminée; et précipitation électrostatique du brouillard d'huile fixé à la vapeur d'eau saturée et aux gouttelettes de

liquide dans ladite circulation du gaz d'échappement.

- Procédé de préchauffage de la ferraille selon la revendication 9, caractérisé en ce que: le pH de la solution désodorisante est maintenu

égal ou supérieur à 8.

11 - Procédé de préchauffage de la ferraille selon la revendication 10, caractérisé en ce que:

ledit solvant désodorisant est de la soude.

12 - Procédé de préchauffage de la ferraille selon la revendication 10, caractérisé en ce que: ledit solvant désodorisant est du carbonate de sodium. 13 - Procédé de préchauffage de la ferraille,

selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il com-

prend encore les opérations de: détection de la température de ladite circulation du gaz d'échappement avant son épuration; et régulation dudit débit de la solution désodorisante en établissant une relation prédéterminée avec ladite

température détectée.