LU88168A1 - Procede d'elimination du zinc de ferrailles galvanisees - Google Patents

Description

Procédé d'élimination du zinc de ferrailles galvanisées.

La présente invention concerne un procédé d'élimination du zinc de ferrailles galvanisées.

Les produits galvanisés connaissent actuellement une utilisation croissante dans différents domaines, notamment en raison de leur bonne résistance à la corrosion atmosphérique et de leur aspect esthétique. Il s'agit en particulier de tôles minces, utilisées en carrosserie automobile et pour l'habillage des appareils électroménagers, et de profilés divers employés en construction mécanique et en construction métallique.

Cette utilisation accrue entraîne la production d'une quantité de plus en plus grande de ferrailles galvanisées, tant de ferrailles dites neuves que de ferrailles dites anciennes. Les ferrailles neuves sont essentiellement des chutes venant directement des processus de fabrication; elles sont en général de bonne qualité, avec de faibles teneurs en éléments résiduels. Les ferrailles anciennes proviennent principalement de la collecte des véhicules et des appareils ménagers usagés; leur qualité est souvent médiocre.

Tous les types de ferrailles sont concernés par l'invention, telles que les ferrailles broyées ou cisaillées ou encore les ferrailles dites de "shredder". Ces ferrailles peuvent englober tous les types de produits revêtus de zinc, à savoir les produits galvanisés au trempé, les produits électrozingués ainsi que les produits dits "galvannealed", c'est-à-dire galvanisés au trempé et recuits.

Le recyclage des ferrailles galvanisées dans les engins d'élaboration de l'acier, en particulier dans les convertisseurs à l'oxygène et les fours électriques, se heurte à divers inconvénients. Il donne lieu à l'émission d'importantes quantités de fumées blanches; il provoque également une pollution par le zinc des poussières d'aciérie et de l'acier liquide.

On connaît, notamment par la demande de brevet BE-A-09000889, un procédé de séparation sélective des poussières d'aciérie en fonction de leur teneur en zinc. Ce procédé est basé sur la pratique actuelle, qui consiste à fondre les ferrailles galvanisées et à tenter de récupérer le zinc entraîné dans les fumées. Cette technique ne présente qu'un rendement de récupération limité, et elle n'élimine pas les risques de pollution des poussières et de l'acier.

La présente invention a pour objet un procédé d'élimination du zinc de ferrailles galvanisées qui permet, par des moyens simples, de séparer et de récupérer séparément le zinc de ces ferrailles avant leur enfournement dans l'engin d'élaboration d'acier.

Conformément à la présente invention, un procédé d'élimination du zinc de ferrailles galvanisées est caractérisé en ce que l'on chauffe lesdites ferrailles à une température égale ou supérieure à la température de vaporisation du zinc, en ce qu'on les maintient à cette température pendant une durée prédéterminée, en ce que l'on capte les vapeurs de zinc et en ce que l'on recueille le zinc par condensation desdites vapeurs.

Il s'est avéré intéressant de chauffer essentiellement la couche superficielle desdites ferrailles galvanisées.

Ce chauffage superficiel peut être réalisé par tout moyen connu en soi. Il est cependant préférable de réaliser ce chauffage superficiel des ferrailles par induction électrique à haute fréquence.

En particulier, il est intéressant d'opérer le chauffage des ferrailles galvanisées en deux étapes. La première étape consiste en un préchauffage jusqu'à une température au moins égale au point de Curie de l'acier, soit environ 770*C; pour cette première étape, on utilise une fréquence qui ne dépasse pas environ 10 kHz. La seconde étape constitue le chauffage proprement dit à la température requise pour vaporiser le zinc; elle utilise une fréquence supérieure à 100 kHz, et de préférence comprise entre 200 kHz et 300 kHz. La température requise pour la vaporisation du zinc doit être supérieure à environ 910*C, qui est le point de vaporisation du zinc pur, et elle est de préférence comprise entre 1000'C et 1200*C.

Selon une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, on réalise le chauffage des ferrailles galvanisées sous une atmosphère neutre, telle qu'une atmosphère d'azote, ou légèrement réductrice, telle qu'une atmosphère d'azote contenant une petite quantité de gaz réducteur. A titre d'exemple, ce gaz réducteur peut résulter de la combustion d'huiles ou de graisses résiduelles présentes à la surface des ferrailles galvanisées.

La durée du chauffage dépend d'une part de la température à atteindre et d'autre part de la fréquence d'induction utilisée.

La durée de maintien à la température de vaporisation du zinc est ajustée en fonction de la nature du revêtement, de son épaisseur et de la température visée.

En principe, la durée de maintien peut être très courte, car le zinc commence à se vaporiser dès que la température atteint le niveau indiqué plus haut. Il apparaît cependant qu'une durée minimale, généralement d'environ 20 s, est nécessaire pour éliminer plus de 90 % du revêtement de zinc des ferrailles.

Les vapeurs de zinc provenant des ferrailles sont refroidies et se condensent sous la forme d'une fine poudre de zinc, que l'on recueille en vue de son utilisation ultérieure.

Lorsque l'élimination du zinc est terminée, les ferrailles peuvent être recyclées. Elles peuvent par exemple être immédiatement chargées dans un convertisseur ou un four électrique pour y être refondues; on peut ainsi tirer profit de l'échauffement qu'elles ont subi pour l'élimination du zinc. Dans cette optique, elles pourraient d'ailleurs être dézinguées directement dans l'engin d'aciérie, moyennant l'adaptation de celui-ci aux conditions du présent procédé. Elles peuvent aussi être refroidies pour être recyclées ultérieurement, éventuellement après leur transport dans une autre installation.

Le procédé de l'invention est toutefois indépendant de toute opération de recyclage des ferrailles en aciérie; il peut dès lors être mis en oeuvre dans toute installation appropriée, située éventuellement hors des usines sidérurgiques. Par ailleurs, les ferrailles sont normalement chauffées à l'abri de l'air et sans contact avec des gaz brûlés ou des fumées. Le zinc recueilli ne contient dès lors pratiquement pas d'impuretés. Selon les besoins du recyclage ultérieur du zinc, une variante du procédé comprend l'oxydation des fumées de zinc et la formation de poussière d'oxyde de zinc.

Claims (11)

1. Procédé d'élimination du zinc de ferrailles galvanisées, caractérisé en ce que l'on chauffe lesdites ferrailles à une température égale ou supérieure à la température de vaporisation du zinc, en ce qu'on les maintient à cette température pendant une durée prédéterminée, en ce que l'on capte les vapeurs de zinc et en ce que l'on recueille le zinc par condensation desdites vapeurs.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on chauffe la couche superficielle desdites ferrailles.

3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on réalise ledit chauffage en deux étapes, en ce que la première étape consiste en un préchauffage des ferrailles à une température au moins égale au point de Curie de l'acier et en ce que la seconde étape constitue le chauffage à la température requise pour la vaporisation du zinc.

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on réalise ledit chauffage par induction électrique à haute fréquence.

5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'on utilise pour ladite première étape une fréquence d'induction qui ne dépasse pas environ 10 kHz et en ce que l'on utilise pour ladite seconde étape une fréquence d'induction supérieure à 100 kHz.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise pour ladite seconde étape une fréquence d'induction comprise entre 200 kHz et 300 kHz.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on chauffe lesdites ferrailles à une température comprise entre 1000*C et 1200#C.

8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que Von réalise le chauffage des ferrailles galvanisées sous une atmosphère neutre, respectivement une atmosphère légèrement réductrice.

9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ladite atmosphère neutre est une atmosphère d'azote.

10. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ladite atmosphère légèrement réductrice est constituée d'un gaz neutre contenant une petite quantité de gaz réducteur.

11. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on provoque l'oxydation desdites vapeurs de zinc et en ce que l'on récupère le zinc sous la forme d'une poussière d'oxyde de zinc.