BE1007493A6 - Blast furnace operation method - Google Patents

Blast furnace operation method Download PDF

Info

Publication number
BE1007493A6
BE1007493A6 BE9300959A BE9300959A BE1007493A6 BE 1007493 A6 BE1007493 A6 BE 1007493A6 BE 9300959 A BE9300959 A BE 9300959A BE 9300959 A BE9300959 A BE 9300959A BE 1007493 A6 BE1007493 A6 BE 1007493A6
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
gas
sep
blast furnace
rate
blast
Prior art date
Application number
BE9300959A
Other languages
French (fr)
Inventor
Nikolas Ponghis
Original Assignee
Centre Rech Metallurgique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre Rech Metallurgique filed Critical Centre Rech Metallurgique
Priority to BE9300959A priority Critical patent/BE1007493A6/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1007493A6 publication Critical patent/BE1007493A6/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/06Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/28Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C21B2100/282Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

Blast furnace operation method, wherein pulverised coal (3) and an oxidantgas (2) are injected at the main blast pipes and a hot reducing gas (4) isinjected at the blast furnace reserve area (A). Blast furnace gas (5) isremoved and it undergoes a partial decarbonation operation (B); it is thenreacted with a gaseous hydrocarbon (9), such as coke furnace gas, so as todissociate the residual CO2 into CO and H2, and the gas obtained, whichrepresents the reducing gas (4) is heated to a temperature between 850degrees C and 1200 degrees C before injecting it into the blast furnacereserve area (A). The partial decarbonation rate of the blast furnace gas (6)can be adjusted according to the composition and flow rate of said blastfurnace gas (6), and/or according to the nature and quantity of the gaseoushydrocarbon (9). Said partial decarbonation rate of the blast furnace gas (6)is advantageously at least 50%, and preferably between 85% and 95%.

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Procédé de conduite d'un haut-fourneau La présente invention concerne un procédé de conduite d'un haut-fourneau utilisé pour la fabrication de fonte par réduction de minerais de fer. 



  On sait que, dans un haut-fourneau, la charge se compose traditionnellement de couches alternées de minerai de fer et de coke chargés successivement par le gueulard. Un courant d'air chaud, appelé vent chaud, injecté par des tuyères à vent situées légèrement au-dessus de la base du hautfourneau, assure la combustion du coke. 



  Cette combustion du coke fournit d'une part le gaz réducteur requis pour opérer la réduction des oxydes de fer du minerai et d'autre part une quantité de chaleur suffisante pour couvrir les besoins thermiques des réactions chimiques et pour assurer la fusion du métal et de la gangue. 



  Outre ce double rôle de source de chaleur et d'agent réducteur, le coke remplit encore une troisième fonction, d'ordre mécanique, qui est de constituer une grille de support favorisant le mouvement à contre-courant des gaz ascendants et des matières fondues descendantes. 



  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. 



  Dans un premier temps, une telle diminution de la consommation de coke a été obtenue par l'injection de combustibles auxiliaires au niveau des tuyères à vent, éventuellement combinée à une augmentation de la température du vent ou encore à une suroxygénation de ce vent. 



  Certaines techniques particulières ont ensuite permis d'atteindre des réductions de mise au mille de coke dépassant de loin celles que l'on peut obtenir par une simple injection de combustibles auxiliaires aux tuyères. 



  A cet égard, on connaît diverses propositions portant sur l'injection d'agents réducteurs au niveau des tuyères principales et de gaz réducteur chaud au niveau de la zone de réserve dudit four à cuve. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 Par   l'expression"au   niveau des tuyères principales", il faut entendre le niveau correspondant à la partie supérieure du creuset du haut-fourneau, où sont situées les tuyères à vent, dites tuyères principales, d'un hautfourneau conventionnel. 



  Les agents réducteurs (combustibles auxiliaires) ont longtemps été des hydrocarbures liquides ou gazeux. A l'heure actuelle, ces hydrocarbures liquides ou gazeux ont cependant perdu une bonne part de leur intérêt économique au profit du charbon. Ainsi, dans certains hauts-fourneaux, on injecte à présent jusqu'à 200 kg de charbon par tonne de fonte, ce qui a permis de réduire la mise au mille de coke d'environ 160 kg. 



  Par   l'expression"zone   de réserve", bien connue des praticiens, il faut entendre la région de la cuve du haut-fourneau dans laquelle la charge se trouve à une température d'environ   1000oC.   Dans cette zone de réserve, la charge est donc encore à   l'état   solide. 



  Le gaz réducteur chaud injecté au niveau de la zone de réserve est principalement constitué d'hydrogène (H,) et de monoxyde de carbone (CO), avec de très faibles quantités d'anhydride carbonique   (CO)   et de vapeur d'eau   (ho).   



  De nombreux sidérurgistes cherchent aujourd'hui des moyens pour réduire encore davantage la mise au mille de coke, soit par un accroissement du taux d'injection de charbon soit par d'autres voies. 



  La présente invention s'inscrit dans une évolution plus récente, qui consiste à injecter du charbon pulvérisé et de l'oxygène au niveau des tuyères principales et du gaz réducteur chaud au niveau de la zone de réserve du haut-fourneau. 



  Dans ce cadre, il a déjà été proposé, en particulier par la demande de brevet EP-A-0302041, d'injecter dans la zone de réserve un gaz réducteur chaud dérivé du gaz de gueulard dudit haut-fourneau. A cet effet, le gaz de gueulard est débarrassé du   CO   qu'il contient, soit par une opération de décarbonatation, soit par reformage d'un gaz réducteur, c'est-à-dire par dissociation chimique du   CO   au moyen d'un hydrocarbure gazeux ; dans 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 les deux cas, le gaz riche en CO et H2 obtenu est porté à une température comprise entre 850. C et 1200. C et injecté au niveau de la zone de réserve du haut-fourneau. 



  Bien que ces deux techniques soient en elles-mêmes intéressantes, il est apparu qu'elles présentent certains inconvénients dans l'optique de leur application en liaison avec la conduite d'un haut-fourneau. 



  La décarbonatation est une opération de séparation complexe, dont l'efficacité dépend de nombreux facteurs tels que le débit, la pression et la teneur en CO2 du gaz traité. Son coût est élevé. De plus, elle conduit à un débit de gaz réducteur (CO +   H2)   inférieur au débit du gaz de gueulard initialement prélevé. 



  Le reformage de gaz réducteur à partir de gaz de gueulard produit au 
 EMI3.2 
 contraire une quantité de gaz réducteur (CO + H2) supérieure au volume initial du gaz de gueulard, en raison de la dissociation chimique du C02' Cette méthode requiert cependant de grandes quantités d'hydrocarbure gazeux, qui ne sont pas toujours disponibles à des conditions économiquement intéressantes dans les usines sidérurgiques. 



  La présente invention porte sur un procédé de conduite d'un haut-fourneau, basé sur l'injection simultanée de charbon pulvérisé et d'oxygène au niveau des tuyères principales et de gaz réducteur chaud au niveau de la zone de réserve, qui combine les avantages des deux techniques précitées sans en présenter les inconvénients. 



  Conformément à la présente invention, un procédé de conduite d'un hautfourneau, dans lequel on injecte du charbon pulvérisé et un gaz comburant au niveau des tuyères principales et un gaz réducteur chaud au niveau de la zone de réserve dudit haut-fourneau, est caractérisé en ce que l'on prélève du gaz de gueulard, en ce que l'on soumet le gaz de gueulard prélevé à une opération de décarbonatation partielle, en ce que l'on mélange ledit gaz de gueulard partiellement décarbonaté avec un hydrocarbure gazeux, en ce que l'on chauffe ledit mélange pour produire par reformage un gaz réducteur à une température comprise entre   85C''C et     1200. C   et en ce que l'on injecte ce gaz réducteur chaud au niveau de la 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 zone de réserve dudit haut-fourneau. 



  Il est précisé ici que ledit gaz comburant présente une teneur en oxygène d'au moins 21 % en volume et de préférence d'au moins 55 % en volume. 



  Avantageusement, ce gaz comburant est injecté à   l'état "froid",   c'est-àdire que sa température n'a pas été élevée par chauffage et est dès lors sensiblement égale à la température ambiante. 



  Il va de soi que le gaz de gueulard prélevé provient de préférence du haut-fourneau dans lequel on pratique lesdites injections. Il n'est cependant pas exclu d'utiliser du gaz de gueulard provenant d'un ou de plusieurs autres hauts-fourneaux, soit seul soit en mélange avec le gaz de gueulard provenant dudit haut-fourneau. 



  La méthode de décarbonatation pourra être choisie de manière conventionnelle, en tenant compte notamment de la nature et de l'état du gaz de gueulard disponible. 



  Le taux de décarbonatation sera déterminé en fonction de la composition et du débit du gaz de gueulard disponible, ainsi que de la nature et de la quantité d'hydrocarbure gazeux nécessaire pour l'opération ultérieure de reformage. En pratique, le taux de décarbonatation partielle du gaz de gueulard prélevé sera d'au moins 50 %, et il sera de préférence compris entre 85 % et 95 %. 



  Le reformage de gaz réducteur pourra être effectué au moyen de tout agent gazeux contenant un hydrocarbure approprié. A cet effet, on utilisera de préférence un gaz disponible dans l'usine sidérurgique, par exemple du gaz de four à coke, qui contient une forte proportion de méthane (CH4) et est donc particulièrement indiqué pour réagir avec le   CO   du gaz de gueulard. 



  La quantité d'hydrocarbure gazeux requise dépend à son tour de la quantité de   CO   à dissocier, c'est-à-dire en fait du débit et de la teneur résiduelle en   CO   du gaz de gueulard partiellement décarbonaté. 



  Le procédé de l'invention permet dès lors d'adapter la conduite du hautfourneau, en particulier sa mise au mille de coke ou la quantité de gaz 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 réducteur injecté, en faisant varier la quantité de gaz de gueulard prélevée, le taux de décarbonatation partielle de ce gaz et la quantité d'hydrocarbure gazeux utilisée pour le reformage de gaz réducteur. 



  Le procédé de l'invention sera maintenant décrit de façon plus détaillée, en faisant référence à la figure unique annexée, qui illustre schématiquement un exemple de mise en oeuvre de ce procédé. 



  Dans un haut-fourneau A, on charge du minerai de fer et du coke de manière conventionnelle par le gueulard. Au niveau des tuyères principales, on injecte d'une part de l'oxygène (2) et d'autre part du charbon pulvérisé (3). L'oxygène est   dit "froid" parce qu'il n'est   pas préchauffé et qu'il se trouve donc à la température ambiante. On injecte aussi un gaz réducteur chaud (4) au niveau de la zone de réserve du haut-fourneau. 



  Enfin, on recueille le gaz de gueulard (5) au sommet de la cuve. 



  En application de la présente invention, on prélève une partie (6) du gaz de gueulard (5) et on soumet cette partie (6) successivement aux deux opérations suivantes : a. dans un premier réacteur B, on opère une décarbonatation partielle du gaz (6), afin de l'enrichir en CO et H2 par extraction d'une fraction réglable de   CO2   (7) ; b. le gaz partiellement décarbonaté (8) est mélangé à du gaz de four à coke (9) et le mélange (10) est introduit dans un réacteur C, chauffé par combustion de gaz de gueulard (11) provenant également du haut- fourneau ; il se produit dans ce réacteur C une dissociation du   CO2   présent et un reformage de gaz réducteur chaud, qui est alors injecté (4) dans le haut-fourneau au niveau de la zone de réserve. 



  Le reste du gaz de gueulard (12) et le C02 extrait (7) sont destinés à d'autres utilisations. 



  Les valeurs correspondant à un exemple de mise en oeuvre sont indiquées dans la figure et reprises dans le tableau qui suit ; elles sont rapportées à une tonne de fonte produite. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 Décarbonatation partielle et reformage de gaz réducteur 
 EMI6.2 
 
<tb> 
<tb> Réactif <SEP> Unité <SEP> Température <SEP> Quantité
<tb> 1. <SEP> Coke <SEP> kg/tf <SEP> 178
<tb>  C <SEP> 25
<tb> 2. <SEP> Oxygène <SEP> (99 <SEP> % <SEP> O2) <SEP> m3N/tf <SEP> 253
<tb>  C <SEP> 25
<tb> 3. <SEP> Charbon <SEP> pulvérisé <SEP> kg/tf <SEP> 250
<tb> oc <SEP> 25
<tb> 4. <SEP> Gaz <SEP> réducteur <SEP> m3N/tf <SEP> 570
<tb> oc <SEP> 950
<tb> % <SEP> CO <SEP> 60,79
<tb> % <SEP> CO2 <SEP> 1,00
<tb> % <SEP> ho <SEP> 32, <SEP> 56
<tb> % <SEP> H2O <SEP> 2,00
<tb> % <SEP> N2 <SEP> 3,65
<tb> 5.

   <SEP> Gaz <SEP> de <SEP> gueulard <SEP> m3N/tf <SEP> 1136
<tb> oc <SEP> 139
<tb> % <SEP> CO <SEP> 44,46
<tb> % <SEP> CO2 <SEP> 36,35
<tb> % <SEP> H, <SEP> 16,89
<tb> % <SEP> 2,30
<tb> 6. <SEP> Gaz <SEP> prélevé <SEP> m3N/tf <SEP> 696
<tb> oc <SEP> 25
<tb> % <SEP> CO <SEP> 44, <SEP> 46
<tb> % <SEP> CO2 <SEP> 36,35
<tb> % <SEP> H2 <SEP> 16,89
<tb> % <SEP> N22 <SEP> 2,30
<tb> 7. <SEP> COg <SEP> extrait <SEP> m3N/tf <SEP> 232
<tb> 8. <SEP> Gaz <SEP> décarbonaté <SEP> m3N/tf <SEP> 464
<tb>  C <SEP> 25
<tb> % <SEP> CO <SEP> 66, <SEP> 69
<tb> % <SEP> CO2 <SEP> 4, <SEP> 52
<tb> % <SEP> H2 <SEP> 25, <SEP> 34
<tb> % <SEP> N22 <SEP> 3,45
<tb> 9.

   <SEP> Gaz <SEP> de <SEP> four <SEP> à <SEP> coke <SEP> m3N/tf <SEP> 60
<tb>  C <SEP> 25
<tb> % <SEP> CO <SEP> 5, <SEP> 00
<tb> % <SEP> CO, <SEP> 2, <SEP> 00
<tb> % <SEP> CH-4 <SEP> 23, <SEP> 00
<tb> % <SEP> C2H6 <SEP> 3,00
<tb> %H2 <SEP> 58,50
<tb> % <SEP> N. <SEP> 8,00
<tb> % <SEP> O-2 <SEP> 0, <SEP> 50
<tb> 10. <SEP> Gaz <SEP> combustible <SEP> m3N/tf <SEP> 145
<tb>  C <SEP> 139
<tb> % <SEP> CO <SEP> 44, <SEP> 46
<tb> % <SEP> CO, <SEP> 36,35
<tb> % <SEP> H2 <SEP> 16,89
<tb> % <SEP> N22 <SEP> 2, <SEP> 30
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 Le taux de décarbonatation dans le réacteur B est réglable, notamment en fonction de la teneur en   CO2   du gaz de gueulard (5) et de la quantité d'hydrocarbure gazeux (9) disponible.

   Dans le cas illustré où l'hydrocarbure gazeux est le méthane (CH4) fourni par du gaz de four à coke, la quantité d'hydrocarbure est fixée par le débit et la composition de ce dernier. 



  La mise au mille de coke (1) dépend des quantités injectées au niveau des tuyères principales et au niveau de la zone de réserve. 



  La quantité de gaz réducteur chaud injectée pourrait en principe être aussi élevée que possible, afin de remplacer idéalement la majeure partie du coke consommé au haut-fourneau. Elle dépend cependant entre autres de la quantité d'hydrocarbure gazeux (9) disponible. 



  Le procédé de l'invention permet d'adapter la conduite du haut-fourneau en faisant varier la quantité de gaz réducteur chaud injecté (4), c. à. d. en agissant sur le taux de décarbonatation en (B) et/ou sur le degré de reformage en (C). 



  L'invention n'est pas limitée à la mise en oeuvre qui vient d'être décrite et illustrée. En particulier, elle s'étend à l'emploi d'autres agents gazeux que le gaz de four à coke et à l'utilisation de tout combustible approprié pour le chauffage assurant le reformage de gaz réducteur.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  The present invention relates to a process for operating a blast furnace used for the production of cast iron by reduction of iron ores.



  We know that, in a blast furnace, the charge traditionally consists of alternating layers of iron ore and coke loaded successively by the blast pipe. A current of hot air, called hot wind, injected by wind nozzles located slightly above the base of the blast furnace, ensures the combustion of coke.



  This combustion of coke provides on the one hand the reducing gas required to effect the reduction of the iron oxides of the ore and on the other hand an amount of heat sufficient to cover the thermal needs of the chemical reactions and to ensure the fusion of the metal and gangue.



  In addition to this dual role of heat source and reducing agent, coke also fulfills a third mechanical function, which is to constitute a support grid promoting the countercurrent movement of ascending gases and descending molten materials. .



  For many years now, efforts have been made to reduce the kilowatting of coke in the blast furnace, that is to say the quantity of coke necessary for the production of one ton of pig iron.



  Initially, such a reduction in coke consumption was obtained by injecting auxiliary fuels at the level of the wind nozzles, possibly combined with an increase in the temperature of the wind or even with an over-oxygenation of this wind.



  Certain specific techniques then made it possible to achieve reductions in the cost per mile of coke far exceeding those which can be obtained by a simple injection of auxiliary fuels into the nozzles.



  In this regard, various proposals are known relating to the injection of reducing agents at the level of the main nozzles and hot reducing gas at the level of the reserve zone of said tank furnace.

 <Desc / Clms Page number 2>

 By the expression "at the level of the main nozzles" is meant the level corresponding to the upper part of the crucible of the blast furnace, where the wind nozzles, said main nozzles, of a conventional blast furnace are located.



  The reducing agents (auxiliary fuels) have long been liquid or gaseous hydrocarbons. At present, these liquid or gaseous hydrocarbons have however lost a good part of their economic interest in favor of coal. In some blast furnaces, up to 200 kg of coal are now injected per tonne of pig iron, which has reduced the coke cost by around 160 kg.



  By the expression "reserve zone", well known to practitioners, is meant the region of the blast furnace tank in which the charge is at a temperature of about 1000oC. In this reserve zone, the charge is therefore still in the solid state.



  The hot reducing gas injected into the reserve zone consists mainly of hydrogen (H,) and carbon monoxide (CO), with very small amounts of carbon dioxide (CO) and water vapor ( ho).



  Many steelmakers are now looking for ways to further reduce the coke cost, either by increasing the rate of coal injection or by other means.



  The present invention is part of a more recent development, which consists in injecting pulverized coal and oxygen at the level of the main nozzles and hot reducing gas at the level of the reserve zone of the blast furnace.



  In this context, it has already been proposed, in particular by patent application EP-A-0302041, to inject into the reserve zone a hot reducing gas derived from the blast gas from said blast furnace. To this end, the top gas is freed from the CO it contains, either by a decarbonation operation or by reforming a reducing gas, that is to say by chemical dissociation of the CO by means of a gaseous hydrocarbon; in

 <Desc / Clms Page number 3>

 
 EMI3.1
 in both cases, the gas rich in CO and H2 obtained is brought to a temperature between 850. C and 1200. C and injected at the level of the reserve zone of the blast furnace.



  Although these two techniques are in themselves interesting, it appeared that they have certain drawbacks from the point of view of their application in connection with the control of a blast furnace.



  Decarbonation is a complex separation operation, the effectiveness of which depends on many factors such as the flow rate, pressure and CO2 content of the treated gas. Its cost is high. In addition, it leads to a flow rate of reducing gas (CO + H2) lower than the flow rate of the mouth gas initially sampled.



  The reforming of reducing gas from top gas produced at
 EMI3.2
 on the contrary, a quantity of reducing gas (CO + H2) greater than the initial volume of the top gas, due to the chemical dissociation of C02 'This method however requires large quantities of gaseous hydrocarbon, which are not always available under conditions economically attractive in steel factories.



  The present invention relates to a process for operating a blast furnace, based on the simultaneous injection of pulverized coal and oxygen at the level of the main nozzles and of hot reducing gas at the level of the reserve zone, which combines the advantages of the two aforementioned techniques without presenting the disadvantages.



  In accordance with the present invention, a method of operating a blast furnace, in which pulverized coal and an oxidizing gas are injected at the level of the main nozzles and a hot reducing gas at the level of the reserve zone of said blast furnace, is characterized in that one takes off gas from the mouth, in that one subjects the gas from the taken off to a partial decarbonation operation, in that one mixes said gas from the partially decarbonated mouth with a gaseous hydrocarbon, what is heated said mixture to produce by reforming a reducing gas at a temperature between 85C''C and 1200. C and in that this hot reducing gas is injected at the

 <Desc / Clms Page number 4>

 reserve zone of said blast furnace.



  It is specified here that said oxidizing gas has an oxygen content of at least 21% by volume and preferably at least 55% by volume.



  Advantageously, this oxidizing gas is injected in the "cold" state, that is to say that its temperature has not been raised by heating and is therefore substantially equal to ambient temperature.



  It goes without saying that the bleed gas taken preferably comes from the blast furnace in which said injections are carried out. It is however not excluded to use blast gas from one or more other blast furnaces, either alone or in admixture with blast gas from said blast furnace.



  The decarbonation method may be chosen in a conventional manner, taking into account in particular the nature and the state of the available top gas.



  The decarbonation rate will be determined according to the composition and the flow rate of the available top gas, as well as the nature and the quantity of gaseous hydrocarbon necessary for the subsequent reforming operation. In practice, the partial decarbonation rate of the sample gas taken will be at least 50%, and it will preferably be between 85% and 95%.



  The reforming of reducing gas may be carried out using any gaseous agent containing an appropriate hydrocarbon. For this purpose, it is preferable to use a gas available in the steel plant, for example coke oven gas, which contains a high proportion of methane (CH4) and is therefore particularly suitable for reacting with the CO of the top gas. .



  The quantity of gaseous hydrocarbon required in turn depends on the quantity of CO to be dissociated, that is to say in fact the flow rate and the residual CO content of the partially decarbonated top gas.



  The method of the invention therefore makes it possible to adapt the behavior of the blast furnace, in particular its setting to the mile of coke or the quantity of gas

 <Desc / Clms Page number 5>

 reducer injected, by varying the quantity of top-off gas withdrawn, the rate of partial decarbonation of this gas and the quantity of gaseous hydrocarbon used for the reforming of reducing gas.



  The process of the invention will now be described in more detail, with reference to the single appended figure, which schematically illustrates an example of implementation of this process.



  In a blast furnace A, iron ore and coke are loaded in a conventional manner by the mouth. At the level of the main nozzles, oxygen (2) is injected on the one hand and pulverized coal (3) on the other hand. Oxygen is said to be "cold" because it is not preheated and is therefore at room temperature. A hot reducing gas (4) is also injected into the reserve zone of the blast furnace.



  Finally, the blast gas (5) is collected at the top of the tank.



  In application of the present invention, part (6) of the top gas (5) is withdrawn and this part (6) is subjected successively to the following two operations: a. in a first reactor B, partial decarbonation of the gas (6) is carried out, in order to enrich it with CO and H2 by extraction of an adjustable fraction of CO2 (7); b. the partially decarbonated gas (8) is mixed with coke oven gas (9) and the mixture (10) is introduced into a reactor C, heated by combustion of blast gas (11) also coming from the blast furnace; there occurs in this reactor C a dissociation of the CO2 present and a reforming of hot reducing gas, which is then injected (4) into the blast furnace at the level of the reserve zone.



  The rest of the top gas (12) and the extracted CO2 (7) are intended for other uses.



  The values corresponding to an example of implementation are indicated in the figure and shown in the table which follows; they are related to a ton of pig iron produced.

 <Desc / Clms Page number 6>

 
 EMI6.1
 Partial decarbonation and reforming of reducing gas
 EMI6.2
 
<tb>
<tb> Reagent <SEP> Unit <SEP> Temperature <SEP> Quantity
<tb> 1. <SEP> Coke <SEP> kg / tf <SEP> 178
<tb> C <SEP> 25
<tb> 2. <SEP> Oxygen <SEP> (99 <SEP>% <SEP> O2) <SEP> m3N / tf <SEP> 253
<tb> C <SEP> 25
<tb> 3. <SEP> Coal <SEP> pulverized <SEP> kg / tf <SEP> 250
<tb> oc <SEP> 25
<tb> 4. <SEP> Gas <SEP> reducing <SEP> m3N / tf <SEP> 570
<tb> oc <SEP> 950
<tb>% <SEP> CO <SEP> 60.79
<tb>% <SEP> CO2 <SEP> 1.00
<tb>% <SEP> ho <SEP> 32, <SEP> 56
<tb>% <SEP> H2O <SEP> 2.00
<tb>% <SEP> N2 <SEP> 3.65
<tb> 5.

   <SEP> Gas <SEP> from <SEP> gueulard <SEP> m3N / tf <SEP> 1136
<tb> oc <SEP> 139
<tb>% <SEP> CO <SEP> 44.46
<tb>% <SEP> CO2 <SEP> 36.35
<tb>% <SEP> H, <SEP> 16.89
<tb>% <SEP> 2.30
<tb> 6. <SEP> Gas <SEP> sampled <SEP> m3N / tf <SEP> 696
<tb> oc <SEP> 25
<tb>% <SEP> CO <SEP> 44, <SEP> 46
<tb>% <SEP> CO2 <SEP> 36.35
<tb>% <SEP> H2 <SEP> 16.89
<tb>% <SEP> N22 <SEP> 2.30
<tb> 7. <SEP> COg <SEP> extract <SEP> m3N / tf <SEP> 232
<tb> 8. <SEP> Gas <SEP> decarbonated <SEP> m3N / tf <SEP> 464
<tb> C <SEP> 25
<tb>% <SEP> CO <SEP> 66, <SEP> 69
<tb>% <SEP> CO2 <SEP> 4, <SEP> 52
<tb>% <SEP> H2 <SEP> 25, <SEP> 34
<tb>% <SEP> N22 <SEP> 3.45
<tb> 9.

   <SEP> Gas <SEP> from <SEP> oven <SEP> to <SEP> coke <SEP> m3N / tf <SEP> 60
<tb> C <SEP> 25
<tb>% <SEP> CO <SEP> 5, <SEP> 00
<tb>% <SEP> CO, <SEP> 2, <SEP> 00
<tb>% <SEP> CH-4 <SEP> 23, <SEP> 00
<tb>% <SEP> C2H6 <SEP> 3.00
<tb>% H2 <SEP> 58.50
<tb>% <SEP> N. <SEP> 8.00
<tb>% <SEP> O-2 <SEP> 0, <SEP> 50
<tb> 10. <SEP> Gas <SEP> combustible <SEP> m3N / tf <SEP> 145
<tb> C <SEP> 139
<tb>% <SEP> CO <SEP> 44, <SEP> 46
<tb>% <SEP> CO, <SEP> 36.35
<tb>% <SEP> H2 <SEP> 16.89
<tb>% <SEP> N22 <SEP> 2, <SEP> 30
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 7>

 The decarbonation rate in reactor B is adjustable, in particular as a function of the CO2 content of the top gas (5) and the quantity of gaseous hydrocarbon (9) available.

   In the illustrated case where the gaseous hydrocarbon is methane (CH4) supplied by coke oven gas, the quantity of hydrocarbon is fixed by the flow rate and the composition of the latter.



  The setting of coke per mile (1) depends on the quantities injected at the main nozzles and at the reserve zone.



  The quantity of hot reducing gas injected could in principle be as high as possible, in order to ideally replace most of the coke consumed in the blast furnace. However, it depends inter alia on the quantity of gaseous hydrocarbon (9) available.



  The method of the invention makes it possible to adapt the pipe of the blast furnace by varying the quantity of hot reducing gas injected (4), c. at. d. by acting on the decarbonation rate in (B) and / or on the degree of reforming in (C).



  The invention is not limited to the implementation which has just been described and illustrated. In particular, it extends to the use of gaseous agents other than coke oven gas and to the use of any suitable fuel for heating ensuring the reforming of reducing gas.


    

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Procédé de conduite d'un haut-fourneau, dans lequel on injecte du charbon pulvérisé (3) et un gaz comburant (2) contenant au moins 21 % en volume d'oxygène au niveau des tuyères principales et un gaz réducteur chaud (4) au niveau de la zone de réserve dudit haut- fourneau (A), caractérisé en ce que l'on prélève du gaz de gueulard (5), en ce que l'on soumet le gaz de gueulard prélevé (6) à une opération de décarbonatation partielle (B), en ce que l'on fait réagir le gaz de gueulard partiellement décarbonaté (8) avec un hydrocarbure gazeux (9) de façon à opérer la dissociation du CO2 restant en CO et Ho, et en ce que Ton porte le gaz obtenu, qui constitue ledit gaz réducteur (4), CLAIMS 1. Process for operating a blast furnace, into which pulverized coal (3) and an oxidizing gas (2) containing at least 21% by volume of oxygen are injected at the level of the main nozzles and a hot reducing gas (4) at the level of the reserve zone of said blast furnace (A), characterized in that one is bleeding gas (5), in that the bleed gas taken (6) is subjected to a partial decarbonation operation (B), in that the partially decarbonated top gas (8) is reacted with a gaseous hydrocarbon (9) so as to effect the dissociation of the remaining CO2 into CO and Ho, and in this that Ton carries the gas obtained, which constitutes said reducing gas (4), à une température comprise entre 8500C et 12000C avant de l'injecter dans la zone de réserve dudit haut-fourneau.  at a temperature between 8500C and 12000C before injecting it into the reserve zone of said blast furnace. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit gaz de gueulard (5) provient du haut-fourneau (A) dans lequel on opère lesdites injections. 2. Method according to claim 1, characterized in that said blast gas (5) comes from the blast furnace (A) in which said injections are carried out. 3. Procédé suivant Tune ou l'autre des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que l'on règle le taux de décarbonatation partielle du gaz de gueulard (6) en fonction de la composition et du débit dudit gaz de gueulard (6).  3. Method according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the rate of partial decarbonation of the top gas (6) is adjusted as a function of the composition and of the flow rate of said top gas ( 6). 4. Procédé suivant Tune ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on règle le taux de décarbonatation partielle du gaz de gueulard (6) en fonction de la nature et de la quantité de l'hydrocarbure gazeux (9).  4. Method according to either of the preceding claims, characterized in that the rate of partial decarbonation of the top gas (6) is adjusted as a function of the nature and quantity of the gaseous hydrocarbon (9) . 5. Procédé suivant Tune ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le taux de décarbonatation partielle du gaz de gueulard (o) est d'au moins 50 %.  5. Method according to either of the preceding claims, characterized in that the rate of partial decarbonation of the top gas (o) is at least 50%. 6. Procédé suivant Tune ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le taux de décarbonatation partielle du gaz de gueulard (6) est compris entre 85 % et 95 %. <Desc/Clms Page number 9>  6. Method according to either of the preceding claims, characterized in that the rate of partial decarbonation of the top gas (6) is between 85% and 95%.  <Desc / Clms Page number 9>   7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit hydrocarbure gazeux est un constituant d'un fluide gazeux (9). 7. Method according to either of the preceding claims, characterized in that said gaseous hydrocarbon is a constituent of a gaseous fluid (9). 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ledit fluide gazeux (9) est un gaz de four à coke. 8. Method according to claim 7, characterized in that said gaseous fluid (9) is a coke oven gas. 9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on règle le taux de décarbonatation partielle du gaz de gueulard (6) et/ou la quantité d'hydrocarbure gazeux en fonction de la mise au mille de coke (1) dudit haut-fourneau (A). 9. Method according to either of the preceding claims, characterized in that the rate of partial decarbonation of the top gas (6) and / or the quantity of gaseous hydrocarbon is adjusted according to the setting in thousand of coke (1) from said blast furnace (A). 10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit gaz comburant présente une teneur en oxygène d'au moins 55 % en volume. 10. Method according to either of the preceding claims, characterized in that said oxidizing gas has an oxygen content of at least 55% by volume.
BE9300959A 1993-09-13 1993-09-13 Blast furnace operation method BE1007493A6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9300959A BE1007493A6 (en) 1993-09-13 1993-09-13 Blast furnace operation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9300959A BE1007493A6 (en) 1993-09-13 1993-09-13 Blast furnace operation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1007493A6 true BE1007493A6 (en) 1995-07-18

Family

ID=3887335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE9300959A BE1007493A6 (en) 1993-09-13 1993-09-13 Blast furnace operation method

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1007493A6 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2808223A1 (en) Purification of effluent containing carbon dioxide and hydrocarbons comprises gas/liquid separation and combustion to recover carbon dioxide and water for recycling
FR2712580A1 (en) Process for the production of iron carbide.
EA022922B1 (en) Method for sequestering carbon dioxide from a top gas fuel
CA1309589C (en) Method of producing a clean gas containing carbon monoxide and hydrogen
JP2000212615A (en) RECOVER OF ENERGY FROM EXHAUST GAS IN IRON-work EQUIPMENT
US4040816A (en) Process for the production of sponge iron
BE1007493A6 (en) Blast furnace operation method
BE1007565A6 (en) Blast furnace operation method
US3985520A (en) Gasification process and apparatus
CN113913571A (en) Device for separating carbon dioxide in blast furnace gas by using metallurgical slag and separation method thereof
BE1000893A7 (en) Redn. of ores in shaft furnace - using solid fuel injection to decrease coke rate and improve productivity
BE1000862A6 (en) Mineral redn. e.g. in blast furnace - with solid fuel and oxidant gas injection, avoiding need for cowper stoves
BE817647R (en) Re-use of carbon monoxide from blast-furnace exhaust gas - returned to burners with fuel oil and oxygen, thus reducing amt. of coke required
EP0302041A2 (en) Method for operating a blast furnace
BE1001620A3 (en) Method of gas for the energy supply.
BE1001238A6 (en) Ore reduction process in furnace tank.
KR102664149B1 (en) Method for Operating a Blast Furnace
EP3835404B1 (en) Digester comprising a combined desulphurisation net with hanging strings
BE1004477A4 (en) New method for producing synthesis gas for the manufacture of ammonia.
EP1002854A2 (en) Combustion process for producing pig iron or cement
JP2001507050A (en) Two-zone molten metal, gas generation method with high content of hydrogen and carbon monoxide
KR20240007224A (en) Method for producing directly reduced iron
FR2824493A1 (en) Method for recycling carbon dioxide produced in large quantities from industrial sites by an oxido-reductive retroconversion to methanol, useful in reducing the greenhouse effect
WO2023052308A1 (en) Method for operating a shaft furnace plant
KR20240013201A (en) Method for producing direct reduced iron

Legal Events

Date Code Title Description
RE20 Patent expired

Owner name: CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES - CENTRUM VOO

Effective date: 19990913