LU87984A1 - Dispositif de conditionnement d'un produit en fusion - Google Patents

Description

DISPOSITIF DE CONDITIONNEMENT D'UN PRODUIT EN FPSIOW

La présente invention concerne un dispositif de conditionnement d'un produit en fusion en vue d'une granulation à l'eau. L'invention vise, d'une façon générale, tous les produits difficiles à granuler et à grande densité calorifique. Sans y être limitée, elle sera décrite en référence à la granulation de matte de cuivre.

Le cuivre est généralement produit à partir de minerais relativement pauvres en cuivre sulfureux, ce qui nécessite des technologies relativement compliquées d'affinage progressif pour obtenir du cuivre à l'état pratiquement pur. L'un des procédés d'extraction consiste à soumettre le minerai, après concassage et traitement préalable, à une réduction dans un four approprié, par exemple un four à cuve, un four à réverbère, un four électrique, un four à arc, etc. Le produit enrichi obtenu par cette réduction est ce que l'on appelle la matte qui contient du cuivre à l'état sulfureux. Cette matte est ensuite traitée dans un convertisseur pour l'obtention de cuivre brut. Ce cuivre brut subit ensuite un procédé d'affinage, par exemple électrolytique pour fournir du cuivre à l'état pur.

Si la matte en fusion produite dans le four de réduction est introduite directement à l'état liquide dans le convertisseur, celui-ci doit fonctionner de façon discontinue ou par intermittence. Or, les évolutions récentes ont montré que, du point de vue technologique et économique, il serait intéressant d'effectuer un traitement continu dans le convertisseur. Toutefois, pour pouvoir faire fonctionner un tel convertisseur de manière continue il faut y introduire une partie de la matte à l'état solide, de préférence sous forme pulvérulente ou granuleuse, ce qui nécessite une solidification préalable de la matte.

Etant donné qu'un refroidissement lent et progressif à l'air libre n'est pas à préconiser du point de vue écologique, il faudrait donc envisager un refroidissement rapide par une granulation à l'eau, à l'instar, par exemple de la granulation de laitier de haut-fourneau. Toutefois, une telle granulation n'a jusqu'à présent pas pu être appliquée à la matte de cuivre à cause des risques d'explosion. En effet, lorsque l'on dirige des jets d'eau sur de la matte en fusion, toute occlusion de l'eau dans la masse en fusion occasionne immédiatement une puissante explosion.

Pour réduire les risques d'explosion, on a tenté de former une mince pellicule de matte en fusion par écoulement et étalement dans une rigole large à fond plat. Cette proposition n'a pas non plus eu de suite pratique à cause des dépôts et croûtes qui se forment au fond de la rigole à partir des coins et qui rendent la rigole rapidement inutilisable.

Le but de la présente invention est de combler cette lacune par un dispositif de conditionnement d'un produit en fusion de manière que celui-ci se présente sous forme d'une mince pellicule pouvant être granulée à l'aide de jets d'eau avec un faible risque d'explosion.

Pour atteindre cet objectif, le dispositif proposé par la présente invention est, dans son mode de réalisation préféré, caractérisé par deux tambours cylindriques parallèles juxtaposés avec une mince fente longitudinale entre les tambours et dont la largeur est définie par deux brides latérales des tambours en contact tangentiel mutuel, par des moyens pour faire tourner les tambours en sens inverse autour de leur axe longitudinal horizontal.

Ces tambours sont, de préférence, entraînés dans le sens correspondant à la trajectoire de chute du produit en fusion.

Ce produit en fusion est donc obligé de s'étaler entre les deux tambours, sur toute la longueur de ceux-ci et est retenu latéralement par les deux brides latérales. En s'écoulant à travers la fente sous l'effet de son poids et de la rotation des tambours le produit s'étale longitudinalement sous forme d'un mince rideau dont l'épaisseur est fonction de la largeur de la fente entre les tambours. Ce rideau peut être, immédiatement en dessous des tambours, soumis à l'action de puissants jets d'eau pour provoquer la granulation du produit sans risque notable d'explosion, étant donné que la minceur du rideau réduit les risques d'occlusion de gouttes d'eau dans le produit en fusion.

Selon un mode de réalisation préféré, l'un des tambours est entraîné à l'aide d'un moteur électrique, tandis que l'autre suit la rotation par l'effet du frottement mutuel entre les brides latérales.

Le tambour non entraîné par le moteur électrique est, de préférence, porté par un support mobile dans un plan horizontal et soumis à l'action d'un ressort pour maintenir ces brides au contact des brides de l'autre tambour.

Pour éviter un réchauffement excessif des tambours, des gicleurs d'eau de refroidissement sont disposés à l'intérieur de chacun des tambours et dirigés sur leur surface dans la région dont l'extérieur reçoit le produit en fusion, l'eau de refroidissement qui s'accumule au fond des tambours étant évacuée par un circuit d'évacuation.

Les restes de produit en fusion qui pourraient rester collés sur la surface des tambours peuvent être enlevés à l'aide de racleurs. D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation avantageux présenté, ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux figures annexées dans lesquelles :

La figure 1 montre une coupe transversale du dispositif proposé par la présente invention et

La figure 2 représente schématiquement une vue en perspective du dispositif.

Le dispositif proposé comporte essentiellement deux tambours 10 et 12 disposés horizontalement et parallèlement l'un à côté de l'autre. Comme représenté sur la figure 2, les tambours 10 et 12 comportent chacun deux brides latérales 10a, 10b respectivement 12a, 12b. Ces quatre brides ont un diamètre légèrement supérieur à celui des tambours eux-mêmes 10 et 12. Ces tambours sont en contact mutuel par leurs brides respectives 10a, 10b et 12a, 12b de sorte que celles-ci ont la double fonction de définir entre les tambours une fente 14 d'une largeur correspondant à la somme des épaisseurs des brides par rapport aux tambours et de fermer cette fente 14 latéralement par leur contact mutuel. Les brides 10a, 10b et 12a, 12b peuvent faire partie de leur tambour 10 respectivement 12 ou, de préférence, être constituées de pièces séparées vissées sur les tambours de manière à pouvoir être échangées en cas d'usure ou être remplacées par des brides d'un diamètre différent pour modifier la largeur de la fente 14. Il et à noter que la bride 10a du tambour 10 n'est pas visible sur la figure 1 parce que le plan de la coupe passe à travers le tambour, tandis que pour le tambour 12, le plan de coupe passe à travers la bride 12a. L'un des tambours, en l'occurrence le tambour 10 est entraîné par un moteur 24, par exemple électrique, par l'intermédiaire d'une courroie ou d'une chaîne 16. Le second tambour 12 est entraîné indirectement par l'effet du contact mutuel entre leurs brides, de sorte que les deux tambours 10 et 12 tournent autour de leurs axes horizontaux dans le sens des flèches sur la figure 1. Le tambour entraîné 10 est supporté latéralement par des paliers fixes non représentés. Pour assurer le contact mutuel entre les brides des deux tambours, l'autre tambour 12 est monté sur un ou plusieurs supports 18 qui sont mobiles dans le sens horizontal et qui sont soumis à l'action d'un ressort 20 en direction du tambour 10.

Les flèches 22 symbolisent le déversement d'un produit en fusion, en l'occurrence de la matte de cuivre entre les deux tambours 10 et 12 dans la fente 14. La vitesse de rotation des tambours 10 et 12 est déterminée, en fonction du débit du courant 22 de la matte en fusion, de manière que celle-ci soit obligée de s'étaler sur toute la longueur de la fente 14. En traversant cette fente 14 sous l'effet de son poids et de la rotation des tambours 10 et 12, le produit en fusion est laminé sous forme d'une mince pellicule dont l'épaisseur correspond à la largeur de la fente 14 et qui tombe ensuite sous forme d'un mince rideau 30 dans une cuve 26 se trouvant en dessous des tambours 10 et 12. Il est à noter que, pour des besoins descriptifs, la largeur de la fente 14 a été exagérée par rapport aux autres dimensions sur la figure 1.

En dessous des tambours 10 et 12 se trouve une série de gicleurs 28 répartis sur toute la longueur des tambours pour diriger sur le rideau 30 des puissants jets d'eau pour provoquer la granulation de la matte de cuivre en fusion. La pulpe constituée par l'eau de granulation et la matte refroidie est recueillie dans la cuve 26 dans laquelle le refroidissement de la matte peut être parachevé. Cette pulpe est évacuée au fur et à mesure par une sortie au fond de la cuve 26 vers un dispositif de filtration pour séparer la matte granulée de l'eau de filtration. L'eau de filtration peut être recyclée dans les gicleurs 28 tandis que la matte granulée est séchée et broyée en vue de son introduction dans un convertisseur.

La section de la fente 14 entre les tambours 10 et 12 est déterminée avec les autres dimensions du dispositif et son mode de fonctionnement en fonction du débit et des propriétés de la matière à granuler de manière à former un rideau 30 dont l'épaisseur soit telle que les risques d'explosion soient minimes. A titre d'exemple, on prévoit pour de la matte de cuivre avec un débit de 3 tonnes / minute deux tambours 10 et 12 en acier réfractaire ductile d'une longueur de 1 m et d'un diamètre de 1,5 m. En prévoyant une fente 14 d'une largeur de 10 mm, les tambours 10 et 12 doivent être entraînés à une vitesse linéaire de 1 m/s, ce qui correspond à une vitesse angulaire de 12,75 tours/mn.

Pour éviter un réchauffement excessif de la surface des tambours 10 et 12, notamment dans la région au dessus de la fente 14 qui subit l'action de la matte de cuivre en fusion, on a prévu à l'intérieur des tambours 10, 12 des gicleurs 36 pour asperger la paroi des tambours avec de l'eau de refroidissement. Cette eau de refroidissement est évacuée par des circuits 38 prévus à l'intérieur, dans le fond de chacun des tambours 10 et 12 et sous l'action d'une pompe 40.

Pour prévenir le risque de formation de croûtes sur les surfaces des tambours 10 et 12 on a prévu, en dessous de la fente 14 deux racleurs 42 s'étendant longitudinalement sur toute la longueur de ces tambours qui pèlent la surface de chacun des tambours pour précipiter les restes de matte dans la cuve 26.

Claims (7)

1. Dispositif de conditionnement d'un produit en fusion en vue d'une granulation à l'eau, caractérisé par deux tambours cylindriques parallèles juxtaposés (10, 12) avec une mince fente longitudinale (14) entre les tambours (10, 12) et dont la largeur est définie par deux brides latérales (10a, 10b) (12a, 12b) des tambours (10, 12) en contact tangentiel mutuel, par des moyens pour faire tourner les tambours en sens inverse autour de leur axe longitudinal horizontal.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tambours (10, 12) sont entraînés dans le sens correspondant à la trajectoire de chute du produit.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des tambours (10) est entraîné à l'aide d'un moteur électrique et en ce que l'autre tambour (12) suit la rotation par l'effet du frottement mutuel entre les brides latérales (10a, 10b), (12a, 12b).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé_en ce que le tambour (12) non entraîné par le moteur électrique est porté par des supports (18) mobiles dans un plan horizontal et soumis à l'action d'un ressort (20) pour maintenir ces brides (12a, 12b) au contact des brides (10a, 10b) de l'autre tambour (10).

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par des gicleurs (36) d'eau de refroidissement disposés à l'intérieur de chacun des tambours (10, 12) et dirigés sur leurs surfaces dans la région dont l'extérieur reçoit le produit liquide (22) et par des circuits (38) d'évacuation de l'eau de refroidissement du fond des tambours (10, 12).

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure de chaque tambour (10, 12) est associée, en dessous de la fente (14) à un racleur (42).

7. Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 au conditionnement de matte de cuivre pour la formation d'un rideau (30) de matte en fusion de faible épaisseur qui est soumis à une opération de granulation à l'eau.