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WO1994018348A1 - Procede pour le recyclage de poussieres de depoussierage dans un four electrique a arc de production d'acier - Google Patents

Procede pour le recyclage de poussieres de depoussierage dans un four electrique a arc de production d'acier Download PDF

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WO1994018348A1
WO1994018348A1 PCT/FR1994/000147 FR9400147W WO9418348A1 WO 1994018348 A1 WO1994018348 A1 WO 1994018348A1 FR 9400147 W FR9400147 W FR 9400147W WO 9418348 A1 WO9418348 A1 WO 9418348A1
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steel
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    • Y10S75/961—Treating flue dust to obtain metal other than by consolidation

Definitions

  • the present invention relates to a method for the recycling of dust removal dust occurring during the production of steel in an electric arc furnace.
  • a known process for the production of steel is the process which takes place in an electric arc furnace.
  • steel is mainly melted from scrap iron or sponge iron.
  • This dust is collected in dust collection devices.
  • Dusting dust mainly consists of metal oxides: iron, zinc, calcium, aluminum, lead, bismuth, mercury, cadmium, tin and silicon. Since dedusting dust contains valuable metals, in particular zinc, lead and cadmium in the form of oxides, an effort is made to treat the dedusting dust, for example by means of a mixing process in an oven.
  • Patent application DE-A-3,708,730 describes a process for the reuse of dust removal dust which occurs during the production of steel in a converter, which is not an electric arc furnace.
  • the dusting dust is injected into the melting vessel with carbon carriers, for example carbon fines, transported by a carrier gas, in particular carbon monoxide or methane.
  • carbon carriers for example carbon fines
  • a carrier gas in particular carbon monoxide or methane.
  • the object of the present invention is to provide a simple and economical process for recycling dust removal dust produced during the production of steel in an electric arc furnace and at the same time improve the foaming of the slag.
  • said mixture is injected into the slag or at the interface between the slag and the metal bath, whereby the foaming of the slag is improved.
  • the injection is carried out for example using a lance or a nozzle with a carrier gas.
  • carbonaceous material materials which are usually used for metallurgical processes can be used, such as coal, coke, coke dust, acetylene coke, lignite, anthracite, graphite, petroleum coke and mixtures based on the carbonaceous materials mentioned above. above.
  • fines usually denotes materials having a particle size between 0 and 5 mm.
  • the process of the invention has several unforeseen, but advantageous effects. It is surprising that when dusting dust is injected, it is not necessary to increase the quantity of carbonaceous material which is normally used to initiate and maintain the foaming of the slag; this quantity is, for example, in conventional electric arc furnaces of 2 to 20 kg per tonne of steel and in electric arc furnaces with afterburning of 2 to 30 kg per tonne of steel.
  • the applicant has observed that, thanks to the introduction of dusting dust, in addition to the fines of carbonaceous material, the degree of efficiency of the slag foaming has increased. This result would be due to the fact that the oxides contained in the dedusting dust serve as an additional source for the formation of carbon monoxides / carbon dioxides, which increases the foaming capacity of the slag.
  • the acidity of the slag is not increased, on the contrary one can note an essential gain of iron coming from the dedusting dust, which thus improves the steel yield.
  • the zinc contents of the dust removal it is possible to increase the zinc contents of the dust removal to approximately 25 to 30% thus allowing a subsequent economic treatment, and this without having observed undesirable high zinc contents in the steel produced.
  • the mixing of dedusting dust with fines of carbonaceous material, before injection into the furnace, can in practice be easily carried out by introducing and mixing the dusting dust and the fines of carbonaceous material stored separately, in a container or a mixing silo and introducing the mixture obtained into a silo from which the mixed material is extracted to be injected into the oven.
  • the dusting dust and the fines of carbonaceous material can also be combined just before or during the introduction into the furnace, and the two components are then injected into the melting vessel.
  • the injection is carried out, preferably using a lance or a nozzle.
  • dedusting dust and fines of carbonaceous material takes place in the slag or at the interface between the slag and the metal bath.
  • a mixture containing up to about 70% by volume of dust can be injected, which, taking into account the densities relative components of the mixture, can represent up to about 80% dust by weight.
  • we inject into an electric arc furnace with afterburning between 2 and 30 kg of mixture of dust and fines of carbonaceous material per ton of liquid steel this results in a recycling capacity of up to 24 kg of dust per tonne of liquid steel.
  • the method of the invention allows a substantial saving, therefore a reduction in production costs.
  • the consumption of carbonaceous material is not increased. Better results have been obtained by using in the mixture fines of carbonaceous material having a particularly fine particle size, between 0 and 1 mm.

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Abstract

Le procédé de l'invention concerne le recyclage de poussières de dépoussiérage produites lors de la fabrication d'acier dans un four électrique à arc. On injecte des poussières de dépoussiérage mélangées avec des fines de matériau carboné dans le laitier ou à l'interface entre le laitier et le bain métallique dans le récipient de fusion. Le procédé de l'invention améliore le degré d'efficacité du moussage du laitier tout en augmentant la rentabilité de la production d'acier.

Description

PROCEDE POUR LE RECYCLAGE DE POUSSIERES DE
DEPOUSSIERAGE DANS UN FOUR ELECTRIQUE A ARC DE
PRODUCTION D'ACIER
La présente invention concerne un procédé pour le recyclage de poussières de dépoussiérage se produisant lors de la production d'acier dans un four électrique à arc.
Un procédé connu pour la production d'acier est le procédé qui a lieu dans un four électrique à arc. Dans un four électrique à arc l'acier est principalement fondu à partir de ferrailles ou d'épongés de fer (sponge iron). Lors de la mise en oeuvre de ce procédé de production d'acier, des quantités considérables de poussières sont produites. Ces poussières sont collectées dans des dispositifs de dépoussiérage. En fonction des conditions opératoires du procédé et en fonction des matières premières qui sont utilisées, environ 3 à 30 kg de poussières de dépoussiérage par tonne d'acier sont produites. Les poussières de dépoussiérage se composent essentiellement d'oxydes des métaux : fer, zinc, calcium, aluminium, plomb, bismuth, mercure, cadmium, étain et silicium. Etant donné que les poussières de dépoussiérage contiennent des métaux de valeur, en particulier zinc, plomb et cadmium sous forme d'oxydes, on s'efforce de traiter les poussières de dépoussiérage, par exemple au moyen d'un procédé de mélange dans un four rotatif afin d'enrichir spécialement les métaux zinc, plomb et cadmium. Cependant, une grande quantité d'énergie est nécessaire ce qui n'est économiquement justifiable que si, par exemple, le pourcentage d'oxydes de zinc dans les poussières de dépoussiérage excède 25 %. Si de telles teneurs ne sont pas contenues dans les poussières de dépoussiérage celles-ci doivent, vu leur teneur en métaux lourds toxiques, être mises en décharge classée, ce qui entraîne des frais supplémentaires considérables.
Il est connu par l'article paru dans "Fachberichte Hϋttenpraxis Metallweiterverarbeitung" Vol. 25, No. 1, 1987 , pages 16, 18 que dans un four électrique à arc des fines de carbone sont injectées dans le bain métallique à l'aide d'une lance plongée dans ledit bain métallique en fusion afin d'obtenir un moussage du laitier.
Dans la revue "Stahl und Eisen" 109 (1989), No 7, pages 359-365 il est décrit le recyclage pneumatique de poussières de dépoussiérage dans des fours électriques à arc par injection desdites poussières dans le bain métallique. Ceci vise à enrichir les nouvelles poussières produites en zinc et en plomb. Cependant les échantillons d'acier obtenus montrent partiellement des teneurs en zinc élevées, qui sont indésirables. D'autre part, il est signalé que l'injection de poussières de dépoussiérage nécessite de l'énergie supplémentaire pour la fusion et la réduction de ces poussières, lors de la production d'acier dans le four électrique à arc.
La demande de brevet DE-A- 3 708 730 décrit un procédé pour la réutilisation de poussières de dépoussiérage se produisant lors de la production d'acier dans un convertisseur, qui n'est pas un four électrique à arc. Selon ce procédé les poussières de dépoussiérage sont injectées dans le récipient de fusion avec des porteurs de carbone, par exemple des fines de carbone, véhiculées par un gaz porteur, notamment du monoxyde de carbone ou du méthane. Il est expressivement signalé qu'il est important d'injecter les poussières de dépoussiérage dans le bain métallique de fusion, c'est-à-dire à travers des tuyères se trouvant en-dessous de la surface du bain. Le but de la présente invention est de prévoir un procédé simple et économique pour le recyclage de poussières de dépoussiérage produites lors de la production d'acier dans un four électrique à arc et d'améliorer en même temps le moussage du laitier.
Ce but est parfaitement atteint par le procédé de l'invention. Il s'agit d'un procédé pour le recyclage de poussières de dépoussiérage se produisant lors de la production d'acier qui, de manière connue par le document DE-A-3 708 730, consiste à injecter un mélange de poussières de dépoussiérage et de fines de matériau carboné dans un récipient de fusion.
De manière caractéristique, selon l'invention, s'agissant d'un récipient de fusion d'un four électrique à arc, ledit mélange est injecté dans le laitier ou à l'interface entre le laitier et le bain métallique, moyennant quoi on améliore le moussage du laitier.
L'injection est réalisée par exemple à l'aide d'une lance ou encore d'une tuyère avec un gaz véhiculeur.
Comme matériau carboné on peut utiliser des matériaux qui sont habituellement utilisés pour des procédés métallurgiques comme charbon, coke, poussières de coke, coke d'acétylène, lignite, anthracite, graphite, coke de pétrole et des mélanges à base des matériaux carbonés mentionnés ci-dessus. On désigne habituellement par fines des matériaux ayant une granulométrie comprise entre 0 et 5 mm .
Le procédé de l'invention présente plusieurs effets imprévus, mais avantageux. Il est surprenant qu'en cas d'injection de poussières de dépoussiérage il ne soit pas nécessaire d'augmenter la quantité en matériau carboné qui est normalement utilisée pour déclencher et entretenir le moussage du laitier ; cette quantité, se situe par exemple dans des fours électriques à arc classiques de 2 à 20 kg par tonne d'acier et dans des fours électriques à arc avec postcombustion de 2 à 30 kg par tonne d'acier. Le demandeur a pu constater que, grâce à l'introduction de poussières de dépoussiérage, en complément des fines de matériau carboné, le degré d'efficacité du moussage du laitier a augmenté. Ce résultat serait dû au fait que les oxydes contenus dans les poussières de dépoussiérage servent comme source supplémentaire pour la formation de monoxydes de carbone/ dioxydes de carbone, ce qui augmente la capacité de moussage du laitier.
Théoriquement, on pourrait admettre que le recyclage de 2 kg de poussières par tonne d'acier produit nécessite, pour la réduction des oxydes métalliques contenus dans les poussières de dépoussiérage au moyen des fines de matériau carboné , une consommation d'énergie supplémentaire de 2 à 5 kwh par tonne d'acier. En fait, l'on ne constate aucun besoin supplémentaire d'énergie , ceci étant dû à l'introduction simultanée de produits contenant du carbone et de l'oxyde de fer dans le laitier. La réaction de réduction dans ie laitiei fait augmenter le degré d'efficacité du moussage du laitier. P-ar conséquent, dans le four électrique à arc le rayonnement indirect des arcs est mieux absorbé et l'influence néfaste du rayonnement indirect de l'arc sur le revêtement du four est diminuée. En plus, selon l'invention l'acidité du laitier n'est pas augmentée, au contraire on peut constater un gain essentiel de fer provenant des poussières de dépoussiérage, ce qui améliore ainsi le rendement en acier. Enfin par le recyclage répété des poussières de dépoussiérage il est possible d'augmenter les teneurs en zinc des poussières de dépoussiérage à environ 25 à 30 % permettant ainsi un traitement économique ultérieur, et ceci sans avoir constaté de teneurs en zinc élevées indésirables dans l'acier produit.
Le mélange des poussières de dépoussiérage avec des fines de matériau carboné, avant l'injection dans le four, peut en pratique être facilement réalisé en introduisant et en mélangeant les poussières de dépoussiérage et les fines de matériau carboné stockées séparément, dans un récipient ou un silo mélangeur et en introduisant le mélange obtenu dans un silo d'où le matériau mélangé est extrait pour être injecté dans le four.
Selon une autre variante , les poussières de dépoussiérage et les fines de matériau carboné peuvent également être réunies juste avant ou lors de l'introduction dans le four, et les deux composants sont ensuite injectés dans le récipient de fusion. L'injection est réalisée- de préférence à l'aide d'une lance ou d'une tuyère.
L'introduction des poussières de dépoussiérage et des fines de matériau carboné , se fait dans le laitier ou à l'interface entre le laitier et le bain métallique. En fonction des quantités de carbone injectées dans le four, et selon les phases d'élaboration et les conditions d'exploitation , on peut injecter un mélange contenant jusqu'à environ 70 % en volume de poussières, ce qui, compte-tenu des densités relatives des constituants du mélange, peut représenter jusqu'à environ 80 % de poussière en poids. En admettant que l'on injecte dans un four électrique à arc avec postcombustion entre 2 et 30 kg de mélange de poussières et de fines de matériau carboné par tonne d'acier liquide, il en résulte une capacité de recyclage pouvant aller jusqu'à 24 kg de poussières par tonne d'acier liquide. Tenant compte que, lors du non-recyclage des poussières de dépoussiérage, des coûts supplémentaires essentiels doivent être dépensés pour leur élimination, le procédé de l'invention permet une économie substantielle, donc une baisse des coûts de production. Compte-tenu d'une meilleure efficacité du moussage du laitier la consommation de matériau carboné n'est pas augmentée. De meilleurs résultats ont été obtenus en utilisant dans le mélange des fines de matériau carboné ayant une granulométrie particulièrement fine, comprise entre 0 et 1 mm.
De plus on a pu constater que lorsqu'on mettait en oeuvre des fines de matériau carboné ayant sensiblement la même granulométrie que celle des poussières de dépoussiérage, on améliorait grandement les qualités du mélange à injecter, celui-ci étant plus intime et plus homogène ; ceci évite les problèmes de colmatage dans les moyens d'injection utilisés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de recyclage de poussières de dépoussiérage se produisant lors de la production d'acier, qui consiste à injecter un mélange de poussières de dépoussiérage et de fines de matériau carboné dans un récipient de fusion, caractérisé en ce que, s'agissant d'un récipient de fusion d'un four électrique à arc, ledit mélange est injecté dans le laitier ou à l'interface entre le laitier le bain métallique.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les poussières de dépoussiérage et fines de matériau carboné sont mélangées juste avant leur injection dans le récipient de fusion.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le mélange comporte une proportion en volume de poussières de dépoussiérage d'au plus environ 70 %.
4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la quantité de poussières de dépoussiérage contenue dans le mélange injecté est au plus de 24 kg par tonne d'acier liquide produit.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que dans le mélange les fines de matériau carboné présentent sensiblement la même granulométrie que celle des poussières de dépoussiérage.
PCT/FR1994/000147 1993-02-09 1994-02-09 Procede pour le recyclage de poussieres de depoussierage dans un four electrique a arc de production d'acier Ceased WO1994018348A1 (fr)

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