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Procédé pour la réduction des risques d'explosion, lors de Induction de gaz combustibles Lors de l'affinage superficiel par le vent, de fonte à l'aide d'oxygène, il se forme des gaz qui contiennent du CO dont on peut utiliser la chaleur de combustion dans les hauts-fourneaux, les chaudières à vapeur, les moteurs à gaz, etc... C'est dans ce but que les gaz sont recueillis, lorsqu'ils sortent de 1'embouchure du convertisseur, à l'aide
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d'une hotte montée sur ladite embouchure, et qu'ils sont transférés en vue de leur épuration et de leur mise en valeur. Ces gaz représentent, en raison de leur explosibilité, et de leur teneur toxique en CO, un danger lors de leur transfert dans les canalisations, hors de l'aciérie.
On ne peut notaient empêcher à coup sûr qu'une certaine quantité d'oxygène ne vienne polluer les gaz, par admission d'air dans le convertisseur, ou en passant par la fente qui sépare le convertisseur de la hotte d'évent des gaz, et que la combustion soit Incomplète. lorsque la formation de gaz est brusquement interrompue dans le convertisseur, par exemple en raison d'une perturbation dans l'admission d'oxygène, l'air peut être aspiré dans la canali- sation d'évent des gaz, en quantités relativement importan- te. En outre, il peut se former à la suite de circonstances défavorables, et ceci même dans le cas d'une admission de gaz satisfaisante, des mélanges CO-O2 dans les angles morts ; ces mélanges sont susceptibles d'exploser.
L'on peut également se trouver, au début ou à la fin du processus d'affinage, en présence d'un grand danger que l'oxygène libre parvienne à la canalisation d'évent des gaz, lorsqu'il ne se forme pas ou peu de gaz dans le convertisseur. Dans de tels cas, l'air peut être aspiré dans la canalisation de gaz et déterminer le risque d'explosion.
L'Invention a pour but d'éliminer dans une grande mesure les risques d'explosion qui sont dus à la proportion d'oxygène contenue dans les gaz.
Ce but est atteint, conformément à l'invention, en mettant les gaz combustibles en contact infinie avec un agent propre à se combiner à l'oxygène, par exemple avec un com-
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bustible, une colonne de coke le préférence, chauffe aune température supérieure à son point d'inflamma- bilité.
Le dessin représente un exemple de réalisation d'une installation qui peut être utilisée pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'Invention, en une vue schématique.
Le bain de fonte 2 qui se trouve dans le convertisseur 1 est affiné à l'aide d'oxygène qui est soufflé sur le bain 2 à l'aide d'une lance à oxygène, 3. Les gaz contenant du CO qui se forment de ce fait, sont recueillis dans la hotte 5 à refroidissement d'eau, qui. est montée sur l'embouchure 4 du convertisseur, et évacués par la canalisation d'évent des gaz. La hotte 5 est réalisée sous la forme d'une double hotte, par montage d'une hotte extérieure 7.
Dans l'intervalle 8 ménagé entre Ies hottes 5 et 7, une surpression est produite par Introduction d'un gaz, d'air ou de gaz de haut-fourneau, par exemple; cette surpression détermine le passage d'un courant gazeux qui lèche la fente 9 existant entre le convertisseur 1 et la hotte 5; ce courant gazeux empêche dans une grande mesure la pénétration l'air da-is la convertisseur 1 et la hotte 5. L'on peut obtenir les mêmes effets en produisant un vide partiel dans l'Intervalle 8, par aspiration d'air.
La canalisation d'évent des gaz 6 est reliée à la canalisation d'évent des gaz 12, par un organe de jonction éla-
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stique lu, qui permet le p1vote:2 l-:; de la canalisation d'évent d3; daz à 9n Bieme temps gne celui de la hotte 5,e vue du montage de la hotte sur le convertisseur 1 ou de son enlèvement de ce dernier.
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La canalisation d'évent desgaz 12 est constituée par une cheminée verticale au-dessous de laquelle se trouve un sac à poussière 13 pour la séparation de la poussière du gaz de combustion. Une colonne de combustible chauf- fé à une température supérieure à son point d'inflamma- bilité, tel du coke par exemple, est placée dans la che- ninée 12 où. elle est traversée par le gaz, de sorte que l'oxygène libre présent dans le gaz se combine au carbone.
Dans ce but, la colon¯ne de combustible est amenée à la température voulue, avant la mise en marche du convertis-' seur, par admission d'air de combustion par exemple, par une ouverture non représentée; la température requise est adaptée de telle manière à la composition des gaz de com- bustion, que le CO2 ne se retransforme pas en CO, ou tout au moine, s'il se retransforme, ne donne'qu'une très faible proportion de CO, car une telle réaction déterminerait une perte de combustible. Outre les conditions qui résultent du diagramme d'équilibre bien connu de Boudouard, les points d'Inflammation des combustibles doivent faire l'oh- jet d'une attention particulière, car ils peuvent différer- entre eux dans une grande mesure.
Des essais ont montré que si l'on règle 'convenablement la soufflerie d'évent, qui peut être montée à la suite d'une installation de dépoussiérage, et si l'on utilise la double hotte d'évent représentée au dessins, l'on peut obtenir, durant le traitement de la charge, les compositions de gaz suivantes: 70 - 90 % CO 15 - 5 % 002 12 - 5 % N2
3 - 0 % O2.
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pour respecter cette composition des gaz, les tempéra- tures de marche doivent être, suivant Boudouard, de
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l'ordre de 78C à '105 0. Lorsque l'on ajuste à une tempé- rature inférieure, le CO2 ne peut plus se retransfor- mer, par la suite, en CO.
Si l'on tient compte des projections du convertisseur,la hotte 5 et la canalisation d'évent des gaz 6 doivent être
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refroidies à la vapeur ou mieux à 1 eanl',àfm d'amener bzz¯ les projections à éclater sur la paroi.,¯l'on provoque ainsi un refroidissement Indirect des gaz de combustion du convertisseur dont la température, lorsqu'ils quittent le convertisseur, est quelque peu Inférieure à la tempé- rature du bain, c'est-à-dire qu'elle monte pendant le traitement de la charge, et qu'elle est de l'ordre de
1300 à 1700 C.
Comme, d'une façon générale, ce refroi- dissement n'est pas suffisant et que les'quantités de gaz durant le traitement de la charge varient, principa- lement en fonction de la vitesse de combustion du carbone dans la masse en fusion. il est pratique de pourvoir à ' un refroidissement des gaz de combustion' par pulvérisa- tion d'eau ou par addition de gaz de refroidissement
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tels que gaz de hatzt--ôurneai par" exauiple, 'ou'" que de '"'' l'azote, ou à l'aide d'un évaporateur à léchage, en outre du refroidissement indirect, afin de pouvoir régler de façon correspondante la température d'introduction des gaz dans la colonne de combustible.
Le passage des gaz de combustion à travers un corps qui contient du carbone, chauffé à une température supérieure au point d'Inflammation, a pour effet de provoquer la com-
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binaison de la faible proportion d'oxygène qui subsiste encore dans les gaz de combustion, en raison du fait que cet oxygène brûle une partie du corps qui contient du carbone, en CO. Cette perte ne représente pas une perte d'énergie, étant donné que le gaz est enrichi en CO.
Malgré cela, l'on peut généralement éviter cette perte, ou tout au moins la rendre aussi faible que pos- sible, car cette production de gaz n'est pas très ren- table du point de. vue.. économique. Egalement dans le cas d'une interruption brusque du soufflage, pour un vo--. lume aspiré maximum de la soufflerie d'évent,des gaz, la pénétration d'oxygène libre dans la canalisation d'évent des gaz, qui se trouve derrière le réservoir à combustible, est empêchée en prévoyant un réservoir de coke ou d'un autre corps qui contient le carbone ap- proprié, plus important.
En raison du fait que lorsque des quantités assez importantes d'air sont aspirées, la température augmente rapidement dans la colonne de com- bustible, cette augmentation de température peut être utilisée pour indiquer l'existence d'un danger et pour rendre le tirage par aspiration inefficace.
L'on peut utiliser, à la place de la colonne de coke mentionnée à titre d'exemple, toute installation con- forme à l'invention qui permet d'amener des substances propres à se combiner à l'oxygène, en contact intime avec les gaz de combustion.
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Process for the reduction of the risks of explosion, during the Induction of combustible gases During surface refining by wind, of melting with oxygen, gases are formed which contain CO which can be used for heat of combustion in blast furnaces, steam boilers, gas engines, etc. It is for this purpose that the gases are collected, when they leave the mouth of the converter, using
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a hood mounted on said mouth, and that they are transferred for their purification and their development. These gases represent, because of their explosiveness and their toxic CO content, a danger during their transfer in the pipes, outside the steelworks.
It was not possible to prevent for sure that a certain quantity of oxygen does not pollute the gases, by admitting air into the converter, or passing through the slit which separates the converter from the gas vent hood, and that the combustion is Incomplete. when gas formation is suddenly interrupted in the converter, for example due to a disturbance in the oxygen inlet, air can be drawn into the gas vent line in relatively large quantities. you. In addition, as a result of unfavorable circumstances, even in the case of satisfactory gas intake, CO-O2 mixtures can form in blind spots; these mixtures are liable to explode.
At the beginning or at the end of the refining process there may also be a great danger that free oxygen will reach the gas vent line when it is not formed or little gas in the converter. In such cases, air can be drawn into the gas line and determine the risk of explosion.
The object of the invention is to eliminate to a large extent the risks of explosion which are due to the proportion of oxygen contained in the gases.
This object is achieved, in accordance with the invention, by placing the combustible gases in infinite contact with an agent capable of combining with oxygen, for example with a compound.
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combustible, preferably a coke column, heats to a temperature above its flash point.
The drawing represents an exemplary embodiment of an installation which can be used for carrying out the method according to the invention, in a schematic view.
The cast iron bath 2 which is in the converter 1 is refined using oxygen which is blown onto the bath 2 using an oxygen lance, 3. The gases containing CO which are formed from this fact, are collected in the water-cooled hood 5, which. is mounted on the mouth 4 of the converter, and discharged through the gas vent pipe. The hood 5 is made in the form of a double hood, by mounting an external hood 7.
In the gap 8 formed between the hoods 5 and 7, an overpressure is produced by the introduction of gas, air or blast furnace gas, for example; this overpressure determines the passage of a gas current which laps through the slot 9 existing between the converter 1 and the hood 5; this gas stream largely prevents the penetration of air into converter 1 and hood 5. The same effects can be obtained by producing a partial vacuum in Interval 8, by suction of air.
The gas vent pipe 6 is connected to the gas vent pipe 12 by an elongated junction member.
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stic lu, which allows the p1vote: 2 l- :; vent pipe d3; daz at 9n Bieme time that of the hood 5, e view of the mounting of the hood on the converter 1 or its removal from the latter.
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The gas vent pipe 12 is formed by a vertical chimney below which there is a dust bag 13 for separating the dust from the combustion gas. A column of fuel heated to a temperature above its point of ignition, such as coke for example, is placed in stack 12 where. it is crossed by the gas, so that the free oxygen present in the gas combines with the carbon.
For this purpose, the fuel column is brought to the desired temperature, before the converter is started, by admitting combustion air for example, through an opening not shown; the required temperature is adapted in such a way to the composition of the combustion gases, that the CO2 does not transform back into CO, or at the very least, if it transforms back, gives only a very low proportion of CO , because such a reaction would cause a loss of fuel. Besides the conditions which result from Boudouard's well-known equilibrium diagram, the ignition points of fuels must be given special attention, as they can differ from each other to a great extent.
Tests have shown that with proper adjustment of the vent blower, which can be mounted following a dust removal installation, and using the double vent hood shown in the drawings, the vent blower is used. the following gas compositions can be obtained during the treatment of the feed: 70 - 90% CO 15 - 5% 002 12 - 5% N2
3 - 0% O2.
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to respect this composition of gases, the operating temperatures must be, according to Boudouard,
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the order of 78C to 105 ° C. When the temperature is adjusted to a lower temperature, the CO2 can no longer be transformed back into CO.
Taking into account the projections of the converter, the hood 5 and the gas vent pipe 6 must be
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steam-cooled or better still at 1 eanl ', to bring bzz¯ the projections to burst on the wall., ¯Indirect cooling of the combustion gases of the converter, the temperature of which, when they leave the converter, is somewhat lower than the bath temperature, i.e. it rises during the treatment of the load, and it is of the order of
1300 to 1700 C.
As, generally speaking, this cooling is not sufficient and the amounts of gas during the treatment of the feed will vary, mainly as a function of the rate of combustion of the carbon in the molten mass. it is convenient to provide 'cooling of the combustion gases' by spraying water or by adding cooling gases
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such as hatzt gas - ôurneai by "exauiple, 'or'" that of '"' 'nitrogen, or using a licking evaporator, in addition to indirect cooling, in order to be able to regulate so corresponding temperature of introduction of gases into the fuel column.
The passage of combustion gases through a body which contains carbon, heated to a temperature above the point of ignition, has the effect of causing the com-
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combination of the low proportion of oxygen that still remains in the combustion gases, due to the fact that this oxygen burns a part of the body which contains carbon, in CO. This loss does not represent a loss of energy, since the gas is enriched in CO.
Despite this, we can generally avoid this loss, or at least make it as low as possible, since this gas production is not very profitable from the point of view. economic view. Also in the case of a sudden interruption of the blowing, for a vo--. maximum suction lume from the vent blower, gases, the penetration of free oxygen into the gas vent line, which is behind the fuel tank, is prevented by providing a coke tank or another body that contains the appropriate carbon, more importantly.
Due to the fact that when large enough amounts of air are sucked in the temperature rises rapidly in the fuel column, this temperature rise can be used to indicate the existence of a hazard and to make the draft by. ineffective suction.
It is possible to use, instead of the coke column mentioned by way of example, any installation in accordance with the invention which makes it possible to bring substances capable of combining with oxygen, in intimate contact with the oxygen. combustion gases.