Procédé d'injection d'un combustible solide dans un four de réduction de minerais.
La présente invention concerne un procédé d'injection d'un combustible solide dans un four de réduction de minerais, en particulier dans un haut fourneau.
La description qui va suivre fera plus spécialement référence à l'injection de charbon pulvérisé dans un haut fourneau de production de fonte par réduction de minerais de fer. Cette description particulière n'entraîne cependant aucune limitation de l'invention, qui peut s'appliquer avec intérêt à l'injection de tout type de combustible solide, par exemple charbon, coke ou lignite, dans un four de réduction de minerais.
Depuis de nombreuses années déjà, on cherche à réduire la mise au mille de coke au haut fourneau, c'est-à-dire la quantité de coke nécessaire à la production d'une tonne de fonte.
Pour des raisons économiques, une telle diminution de la consommation de coke est généralement obtenue, à l'heure actuelle, par l'injection de charbon pulvérisé au niveau des tuyères à vent, combinée le plus souvént à une augmentation de la température et/ou de la teneur en oxygène du vent. Pour fixer les idées, le vent chaud présente couramment une température de 1100'C à 1300[deg.]C et une teneur en oxygène comprise entre 21 % et 30 %.
Des procédés récents, décrits notamment dans les documents de brebrevet BE-A-08700853 et BE-A-08700928, proposent d'injecter au niveau des tuyères principales d'un four à cuve, un combustible auxiliaire solide accompagné d'un comburant très riche en oxygène, qui se trouve à la température ambiante.
Cette technique présente certains inconvénients, en particulier une vitesse d'inflammation et de combustion relativement faible du combustible solide, due notamment au fait que la température des ma-tières injectées (combustible solide, comburant) est inférieure à leur température d'inflammation. De plus, la flamme ainsi obtenue n'est pas toujours suffisamment stable.
Pour remédier à ces inconvénients, il a déjà été proposé, notamment par la demande de brevet BE-A-08701383, de provoquer le déclenchement de la combustion d'au moins une partie du combustible solide avant son injection dans le four à cuve. A cet effet, on expose ladite partie du combustible solide à une flamme pilote obtenue par combustion d'un combustible gazeux tel que du gaz de gueulard ou du gaz de four à coke.
Cette technique conduit certes à des résultats intéressants et elle permet de ne pas perturber l'équilibre thermique du four par l'injection de matières relativement froides.
Il est cependant apparu, lors d'essais ultérieurs, qu'une telle flamme pilote est particulièrement efficace lorsqu'elle est produite par combustion d'un gaz riche en hydrogène.
La présente invention a pour objet de proposer un procédé avec lequel il est possible de réaliser ces conditions et d'augmenter ainsi l'efficacité 'de la flamme pilote.
Conformément à la présente invention, un procédé d'injection d'un combustible solide dans un four de réduction de minerais, dans lequel on provoque le déclenchement de la combustion d'au moins une partie dudit combustible solide, avant son injection dans ledit four, au moyen d'une flamme pilote formée par la combustion d'un combustible gazeux, est caractérisé en ce que ledit combustible gazeux contient au moins 30 % en volume d'hydrogène.
Parmi les combustibles gazeux utilisables dans ce procédé on peut citer, l'hydrogène pur ou sensiblement pur, ainsi que les mélanges gazeux combustibles dont la teneur en hydrogène atteint au moins la valeur précitée.
Les diverses caractéristiques du procédé de la demande de brevet BE-A-08701383 précitée sont également applicables dans le cas de la présente invention. Il suffira de rappeler ici ces caractéristiques, qui pourront d'ailleurs être associées selon toutes les combinaisons permises par les revendications qui suivent :
1) ladite partie du combustible solide est au préalable mélangée
à un comburant très riche en oxygène;
2) ledit comburant très riche en oxygène est prélevé dans le comburant très riche en oxygène destiné à être injecté dans le four de réduction;
3) on provoque le déclenchement de ladite combustion dans la conduite utilisée pour l'injection, dans le four de réduction, dudit combustible solide, respectivement dudit mélange de combustible solide et de comburant très riche en oxygène;
4) au moins une partie dudit combustible solide est transportée
par ledit combustible gazeux;
5) on maintient ladite .flamme pilote en permanence pendant les
périodes d'injection de combustible solide dans le four de réduction de mènerais.
L'utilisation d'un combustible gazeux riche en hydrogène, suivant l'invention, permet d'obtenir une flamme pilote très courte et très chaude, qui ne présente pas de turbulences.
La différence de température accrue entre la flamme pilote et le combustible solide, par exemple les grains de charbon pulvérisé, améliore le transfert de chaleur et provoque un échauffement plus rapide du combustible solide. Celui-ci devient plus réactif : il émet davantage de matières volatiles, dont la combustion est rapide et complète; de même, le semi-coke obtenu est également plus réactif, il brûle mieux et plus complètement avec le comburant riche en oxygène qu'avec le vent chaud conventionnel.
Le procédé de l'invention permet d'augmenter encore de manière non négligeable la quantité de combustible solide, et singulièrement de charbon pulvérisé, injectée au haut fourneau et de réduire la consommation de coke dans une mesure correspondante.
REVENDICATIONS
1. Procédé d'injection d'un combustible solide dans un four de réduction de minerais, dans lequel on provoque le déclenchement de la combustion d'au moins une partie dudit combustible solide, avant son injection dans ledit four, au moyen d'une flamme pilote formée par la combustion d'un combustible gazeux, caractérisé en ce que ledit combustible gazeux contient au moins 30 % en volume d'hydrogène.