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"Procédé de pulvérisation d'un combustible liquide dans l'air insufflé dans un four à cuve et, en particulier, dans un haut fourneau". \
La présente invention concerne un procédé de pulvérisation d'un combustible liquide, tel que de l'huile minérale lourde ou légère, dans le vent (air insufflé) d'un four à cuve et, en particulier, d'un haut fourneau.
En général, lors de la conduite des fours à cuve et plus particulièrement des hauts fourneaux avec insuffla- tion d'air (vent) portant en suspension un combustible li quide, celui-ci est d'abord finement pulvérisé au moyen d'un
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gaz approprié, tel que l'air ou la vppeur d'epu, et l'aro- sol ainsi format c'est-à-dire la suspension de gouttelettes du combustible liquide dans le gaz propulseur, est ensuite mélangé au vent.
Ce procédé, caractérisé en ce que le gaz, qui tient en suspension le combustible liquide finement divisé, est mélangé au vent, présente des inconvénients sérieux en pratique, résultant du fait que le mélange dudit gaz de dispersion audit vent provoque une chute relativement im- portante de la température du four à proximité de la tuyère d'insufflation, ce qui fait que le calcul des conditions d'équilibre thermique du four devient difficile et que l'arrêt instantané du four en cas de nécessité s'en trouve compliqué.
Un autre inconvénient du procédé en question réside en ce que sa mise en oeuvre exige la présence d'ap- pareils accessoires, tels qu'un compresseur d'air ou une génératrice de vapeur, et qu'une longueur relativement importante de la conduite du combustible liquide doit être exposée au vent ou plus spécifiquement au vent préchauffé.
Or, la présente invention a pour objet un nouveau procédé de pulvérisation .d'un combustible liquide dans le vent d'un four à cuve et, en particulier, d'un haut four- neau, procédé permettant'de remédier aux inconvénients et difficultés précités.
A cet effet, le procédé de l'invention consiste en l'injection du combustible liquide dans une conduite en un point situé entre l'ouverture d'entrée (par exemple l'ouverture d'une tuyère d'insufflation) du vent dans le four et le point où ladite conduite (conduite d'alimentation de ladite ouverture d'entrée) est branchée sur la conduite principale du vent, injection effectuée en l'absence de tout gaz propulseur ou de dispersion, et cela de telle manière
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que la direction du jet liquide fait un certain Angle avec la direction du vent dans ladite conduite et que ledit combustible liquide injecté est efficacement pulvérisé grâce à un réglage judicieux d'un ou de plusieurs des fac- teurs suivants;
la direction du jet liquide, la forme et les dimensions de l'ouverture d'injection, la température du combustible liquide et la vitesse du vent dans ladite conduite d'alimentation au niveau de l'injection du combus- tible.
Comme, selon la présente invention, il n'est point fait appel à un gaz propulseur pour la pulvérisation du combustible liquide, le procède en question permet d'éviter la chute de température nuisible dans le tour à proximité de la tuyère d'insufflation, ce qui rend possible un calcul exact des conditions d'équilibre thermique du four et d'éviter la présence des accessoires précités pour le gaz propulseur, ce qui donne lieu à une réduction appréciable des frais d'installation du four ainsi équipé.
Suivant le procédé de la présente invention, le point où le combustible liquide est injecté dans la conduite du vent, se trouve entre la tuyère d'insufflation de l'air dans le four et le point où la conduite d'alimentation de cette tuyère est branchée sur la conduite de vent principale, de manière qu'au moins une partie du combustible liquide injecté et pulvérisé dans ladite conduite d'alimentation est brûlée avant sa pénétration dans la zone de combustion du four.
Si la vitesse du vent au niveau de l'injection du combustible liquide est Insuffisante pour une pulvérisa- tion efficace, il y aura lieu de prévoir un régulateur de vitesse au nieveau le plus approprié.
Le combustible liquide doit avoir une pression
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dans le bec d'inaction 49 le ou supérieure au minimum requis pour pouvoir être injecté à l'encontre du vent.
L'ouverture d'injection peut avoir toute forme
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appropriée quelconque: circulrdre, rctlngula1rv, elliptique ou autre.
Il n'est nullement indispensable que le vent con- tient de la vapeur d'eau ou est enrichi d'oxygène pour le bon fonctionnement du dispositif en question.
Les caractéristiques et avantages do la présente invention ressortiront plus clairment de la description suivante d'un exemple d'exécution illustrée par le dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente un bec d'injection pour le combustible liquide, monté conformément à la présente invention sur la conduite d'alimentation de la tuyère d'in- sufflation d'un haut fourneau; et la figure 2 représente une vue détaillée du bec d'injection de la figure 1.
En ne référant au dessin annexé, on voit que le dispositif conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'in- vention se compose d'une tuyère d'insufflation 1, d'une conduite de vent 2. (conduite d'alimentation de ladite tuyère 1), d'un anneau 3 appliqué à la paroi intérieure de la conduite 2. (la présence de cet anneau n'est toutefois pas nécessaire lorsque la vitesse du vent est suffisamment élevée), d'une conduite d'alimentation pour le combustible liquide et d'un bec d'injection à ouverture 5. La flèche A indique la direction du jet liquide sortant du bec d'injec- tion dans la conduite 2, tandis que la flèche B indique la direction du vont dans cette dernière.
Un anneau , dont le diamètre inférieur D est égal à 130mm, est appliqué à la paroi intérieure de la conduite de vent 2. pour élever
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la vitesse de ce dernier au niveau de l'injection du com- bustible liquide* Les conditions expérimentales dans les- quelles le présent mode d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention a été essayé, sont les suivantes:débit du vent: 770 m3 min (volume réduit à la pression atmosphérique); pression du vent: 680 g/ cm2; vitesse du vent au niveau de l'anneau dans la conduite d'alimentation de la tuyère (anneau superflu lorsque la vitesse du vent est suffisante): 220 m/sec; distance L entre le bord antérieur de la tuyère 1 et le point d'injection du combustible liquide: variable de 200 à 1500 mm.
Le bec d'injection pour le combustible liquide est exécuté en un acier spécial hautement réfractaire, tel que l'acier SUS 27.
Le diamètre de l'ouverture d'injection était de 2 à 4 mm.
L'angle [alpha] entre la direction du jet liquide et la normale au courant d'air pouvait varier de 0 à 30 , de manière que la vitesse dudit jet liquide avait une composante opposée à la vitesse du vent, comme le contre la figure 2. Lorsque dans les conditions précédentes avec le dispositif du txade d'exécution décrit, de l'huile minérale lourde est injectée à une température de 90 C et avec une vitesse de 5 à 15 m/sec, cette huile peut être efficacement et intégralement pulvérisée et insufflée avec le vent dans le four.
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"Method of spraying a liquid fuel into the air blown into a shaft furnace and, in particular, into a blast furnace". \
The present invention relates to a method for spraying a liquid fuel, such as heavy or light mineral oil, into the wind (blown air) of a shaft furnace and, in particular, of a blast furnace.
In general, when operating shaft furnaces and more particularly blast furnaces with blown air (wind) carrying a liquid fuel in suspension, the latter is first finely pulverized by means of a
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A suitable gas, such as air or epu vapor, and the arosol thus formed, ie the suspension of droplets of the liquid fuel in the propellant, is then mixed with the wind.
This method, characterized in that the gas, which holds the finely divided liquid fuel in suspension, is mixed with the wind, has serious drawbacks in practice, resulting from the fact that the mixing of said dispersing gas with said wind causes a relatively small drop. bearing the temperature of the furnace near the insufflation nozzle, which means that the calculation of the thermal equilibrium conditions of the furnace becomes difficult and that the instantaneous shutdown of the furnace if necessary is complicated thereby.
Another drawback of the process in question resides in that its implementation requires the presence of accessory devices, such as an air compressor or a steam generator, and that a relatively large length of the pipe of the steam generator. liquid fuel must be exposed to wind or more specifically to preheated wind.
However, the present invention relates to a new process for spraying a liquid fuel into the wind of a shaft furnace and, in particular, of a blast furnace, a process making it possible to overcome the drawbacks and difficulties. above.
To this end, the method of the invention consists of injecting the liquid fuel into a pipe at a point located between the inlet opening (for example the opening of an insufflation nozzle) of the wind in the furnace and the point where said pipe (supply pipe of said inlet opening) is connected to the main wind pipe, injection carried out in the absence of any propellant or dispersion gas, and this in such a way
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that the direction of the liquid jet makes an Angle with the direction of the wind in said pipe and that said injected liquid fuel is efficiently sprayed by judicious adjustment of one or more of the following factors;
the direction of the liquid jet, the shape and dimensions of the injection opening, the temperature of the liquid fuel and the speed of the wind in said supply line at the level of the fuel injection.
As, according to the present invention, no propellant gas is used for atomizing the liquid fuel, the process in question makes it possible to avoid the harmful drop in temperature in the tower near the insufflation nozzle, which makes possible an exact calculation of the thermal equilibrium conditions of the furnace and avoid the presence of the aforementioned accessories for the propellant gas, which gives rise to an appreciable reduction in the installation costs of the furnace thus equipped.
According to the method of the present invention, the point where the liquid fuel is injected into the wind pipe is located between the nozzle for blowing air into the furnace and the point where the supply pipe of this nozzle is connected to the main wind pipe, so that at least part of the liquid fuel injected and sprayed into said supply pipe is burned before it enters the combustion zone of the furnace.
If the wind speed at the liquid fuel injection is insufficient for effective spraying, a speed regulator at the most appropriate level should be provided.
The liquid fuel must have a pressure
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in the inaction nozzle 49 or greater than the minimum required to be able to be injected against the wind.
The injection opening can be any shape
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appropriate any: circular, rctlngula1rv, elliptical or other.
It is by no means essential that the wind contains water vapor or is enriched with oxygen for the correct functioning of the device in question.
The characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly from the following description of an exemplary embodiment illustrated by the appended drawing, in which FIG. 1 represents an injection nozzle for liquid fuel, mounted in accordance with the present invention. on the supply line to the blast furnace blast furnace; and FIG. 2 represents a detailed view of the injection nozzle of FIG. 1.
By not referring to the attached drawing, it can be seen that the device designed for implementing the method of the invention consists of an insufflation nozzle 1, a wind pipe 2. (supply pipe of said nozzle 1), of a ring 3 applied to the inner wall of the pipe 2. (the presence of this ring is not however necessary when the wind speed is sufficiently high), of a supply pipe for liquid fuel and an injection nozzle with opening 5. The arrow A indicates the direction of the liquid jet exiting the injection nozzle in line 2, while the arrow B indicates the direction of going in this direction. last.
A ring, whose lower diameter D is equal to 130mm, is applied to the inner wall of the wind pipe 2.to raise
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the speed of the latter at the level of the injection of the liquid fuel * The experimental conditions under which the present mode of execution of the device for implementing the process of the invention has been tested are as follows : wind flow: 770 m3 min (volume reduced to atmospheric pressure); wind pressure: 680 g / cm2; wind speed at the level of the ring in the nozzle supply line (ring superfluous when the wind speed is sufficient): 220 m / sec; distance L between the front edge of nozzle 1 and the point of injection of the liquid fuel: variable from 200 to 1500 mm.
The injector nozzle for liquid fuel is made of a special highly refractory steel, such as SUS 27 steel.
The diameter of the injection opening was 2-4 mm.
The angle [alpha] between the direction of the liquid jet and the normal to the air stream could vary from 0 to 30, so that the speed of said liquid jet had a component opposite to the wind speed, as against the figure 2. When under the above conditions with the device of the execution process described, heavy mineral oil is injected at a temperature of 90 C and with a speed of 5 to 15 m / sec, this oil can be efficiently and fully sprayed and blown with the wind into the oven.
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