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des thèses françaises
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La formation des poussières dans un four électrique d'acierie
| Auteur / Autrice : | Jean-Christophe Huber |
| Direction : | Denis Ablitzer, Fabrice Patisson |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Science et ingénierie des matériaux |
| Date : | Soutenance en 2000 |
| Etablissement(s) : | Vandoeuvre-les-Nancy, INPL |
Mots clés
Résumé
La formation des poussières dans four électrique d'aciérie. La poussière générée par un four électrique à arc est le résultat d'une série de phénomènes. Nous avons identifié et analysé les différents mécanismes d'émission de précurseurs (gouttes liquides, vapeurs, particules solides) et ceux qui gouvernent leur transformation en poussière au cours du transport par les fumées. Un dispositif expérimental original a été développé pour étudier le mécanisme de projections de gouttelettes par éclatement de bulles à la surface de l'acier liquide. Ce phénomène a été observé par caméra rapide et les fines projections ont été quantifiées en nombre et en taille à l'aide d'un compteur de particules. La contribution majeure à la formation de poussière résulte de la projection de gouttes qui proviennent de la fragmentation du film d'acier liquide soulevé par la bulle. La masse projetée sous forme de gouttes de film est d'autant plus faible que les bulles sont petites. Une réduction des émissions est donc liée à un excellent contrôle de la décarburation, phénomène à l'origine de la formation des bulles de CO. L'évolution des poussières, au cours de leur transport par les fumées, a également été étudiée. Une nouvelle description thermodynamique du système Fe-Zn-O nous a permis de calculer le diagramme de prédominance des phases du fer, du zinc et de leurs oxydes, puis d'expliquer le partage du zinc entre la zincite, valorisable par hydrométallurgie, et le ferrite de zinc. Ce partage est un paramètre essentiel pour le choix de la stratégie de valorisation des poussières. L'agglomération et la coalescence des particules transportées au sein des fumées ont été modélisées. En définitive, la minéralogie et la morphologie sont principalement gouvernées par les conditions qui règnent dans le four et le long du circuit de captage. Il est donc possible d'améliorer la part valorisable des poussières par un contrôle de l'évolution de la température et de la composition des fumées. Des conditions opératoires adaptées sont préconisées à cet effet.