Procédé pour la production de vent pour hauts-fourneaux
La présente invention est relative à un procédé pour la production de vent à température élevée, pour les hauts-fourneaux, température qui, en particulier, dépasse
1.000[deg.]C.
Depuis quelques années, en effet, on a constam- ment augmenté la température du vent utilisé dans les hautsfourneaux. Alors que, tout récemment encore, des températures du vent de 800 à 900[deg.]C étaient courantes, on construit actuellement des installations utilisant surtout des tempe- <EMI ID=1.1>
l'étendue desquelles il n'est cependant pas besoin d'entrer ici plus en détail.
Il est difficile d'obtenir des températures de vent élevées dans des réchauffeurs de vent de construction usuelle, comportant des cuves de combustion internes et un revêtement en chamotte. C'est pourquoi, de plus en plus, on réalise sous la forme de constructions spéciales, de nouveaux types de réchauffeurs de vent, dont les cuves de combustion sont, par exemple, prévues à l'extérieur et comportent des revêtements d'un très grand pouvoir réfractaire. Pour pouvoir également obtenir, avec des réchauffeurs
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tures élevées de préchauffage et, par suite, les améliorations souhaitées dans les hauts-fourneaux, on est obligé d'en modifier la construction d'une manière appropriée. Une telle transformation occasionne des frais qui sont à peine différents de ceux qu'exigerait une installation nouvelle, étant donné, par exemple, qu'il faut construire ensuite
la cuve extérieure et procéder à l'échange complet du, revêtement réfractaire ainsi que du calorifugeage.
La marche du haut-fourneau avec des températures de vent élevées implique la production d'un gaz de gueulard de faible pouvoir calorifique. Là diminution du pouvoir calorifique de ce gaz peut être compensée par l'utilisation supplémentaire de combustibles complémentaires à haut pouvoir calorifique. Simultanément, depuis ces derniers temps, le gaz naturel, le gaz liquéfié, le gaz de raffinerie et l'huile de chauffe sont offerts en grandes quantités
sur le marché-,.et à un prix de plus en plus avantageux,
de sorte que leur utilisation pour la production de vent chaud pour hauts-fourneaux s'avère économique. Le gaz de cokerie lui-même ne pourra bientôt trouver preneur qu'à
des prix s'approchant de ceux des combustibles susmentionnés. L'utilisation du gaz de cokerie produit dans les cokeries métallurgiques doit, pour cette raison, être également envisagée dans le domaine sidérurgique.
L'invention propose un nouveau moyen d'augmenter la température du vent destiné aux hauts-fourneaux sans qu'il soit nécessaire, pour autant, de procéder à de grandes transformations dans la construction des réchauffeurs de vent. Il devient en même temps possible d'utiliser, avec
une combustion économique, de grandes quantités des combustibles complémentaires susmentionnés.
A cet effet, suivant une caractéristique essentielle de l'invention, dans une chambre de combustion sous pression, disposée à la suite dans l'un des préchauffeurs
de vent, on brûle du gaz de cokerie comprimé, du gaz naturel, du gaz liquéfié, du gaz de raffinerie, ou de l'huile de chauffe avec du vent de haut-fourneau de la température
que l'on désire, ou bien, stoéchiométriquement avec du vent préchauffé de manière appropriée ou avec de l'air en excès, le gaz de combustion ainsi obtenu étant mélangé, avec du vent froid ou bien avec du vent chaud amené aux températures que l'on désire dans les réchauffeurs de vent, de manière
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amener au haut-fourneau présente la température constante désirée et une concentration constante en oxygène. On .
utilise, en l'occurrence, des pressions de 1,5 à 5,0 atmosphères effectives. Pour maintenir aussi réduite que possible la teneur en azote, du mélange vent/gaz de combustion, on peut effectuer la combustion, dans la chambre de combustion sous pression, en utilisant, à la place de l'air, de l'oxygène industriel, dont on dispose en général dans des conditions avantageuses dans les installations métallurgiques à soufflerie. Il est en outre possible d'augmenter la teneur en oxygène du mélange de vent et de gaz de combustion en l'amenant, par un apport d'oxygène,
à la teneur en oxygène de l'air, voire au-delà de cette teneur.
Enfin,suivant le procédé conforme à l'invention, il n'est pas nécessaire de désulfurer auparavant les combustibles devant être brûlés dans la chambre de combustion, étant donné que seulement 1 à 2 % des composés soufrés se formant lors de la combustion, sont éliminés avec le gaz
de gueulard.
Les avantages, offerts par le procédé conforme à l'invention peuvent être sommairement résumés comme suit :
1[deg.] Préchauffage du vent à une température élevée avec une dépense d'investissement inférieure à celle nécessitée par des constructions spéciales de réchauffeurs de vent à hautes températures, présentant, en outre, des avantages particuliers pour des installations de type plus aincien déjà en service.
2[deg.] Possibilité de brûler stoéchiométriquement des combustibles à haut pouvoir calorifique, comme par exemple des gaz ou de l'huile de chauffe. Une combustion ntoechiométrique de combustibles haut pouvoir calorifique, dans des réchauffeurs de vent de type ancien, n'est pas possible, car avec une combustion stoechiométrique, il se produit des températures trop élevées pour la construction. C'est pourquoi on est obligé, lorsqu'on utilise de tels combustibles dans des réchauffeurs de vent de type ancien, de faire appel à un excès d'air très élevé, afin d'adapter
la température de la combustion aux températures élevées admissibles pour les surfaces. Un excès d'air-élevé implique ,
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fait, le rendement devient moins bon.
3[deg.] Utilisation de combustibles renfermant du soufre.
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pectivement, économie du troisième réchauffeur de vent jusqu'à présent indispensable pour des raisons de sécurité, car, avec un dimensionnement approprié des réchauffeurs
de vent et de la chambre de combustion, il devient possible d'obtenir qu'en marche normale, le vent nécessaire au haut-fourneau soit produit à l'aide de deux réchauffeurs
de vent fonctionnant à tour de rôle, et de la chambre de combustion, tandis qu'en cas de dérangement, il est toujours possible, avec une température de vent réduite, de débiter une quantité de vent suffisante avec deux réchauffeurs de
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présente invention, dans lesquels on brûle des combustibles
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de complément, ont été /proposés pour l'amélioration de la marche des hauts-fourneaux. Le but de ces procédés, comme
par exemple celui du brevet allemand ? 620.238, était toujours, cependant, la réalisation d'un mélange constitué
par du dioxyde de carbone, de la vapeur d'eau, de l'oxygène
à l'état libre, ainsi qu'éventuellement une petite quantité
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Aucun de ces procédés n'avait pour but d'augmenter la tempe- !
rature de l'air avec des dépenses d'investissement aussi
réduites que possible. De ce fait, les procédés déjà connus
se différencient fondamentalement du procédé de la présente
invention.
REVENDICATIONS
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1) Procédé pour la production de vent chaud pour
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chambre de combustion sous pression, disposée à la suite
dans l'un des préchauffeurs de vent, on brûle du gaz de
cokerie comprimé, du gaz naturel, du gaz liquéfié, du gaz
de raffinerie, ou de l'huile de chauffe, avec du vent de
haut-fourneau de la température que l'on désire, ou bien, stoéchiométriquement, avec du vent préchauffé de manière
appropriée, ou avec de l'air en excès, le gaz de combustion
ainsi obtenu étant mélangé, avec du vent froid ou avec du
vent chaud amené aux températures que l'on désire dans les
réchauffeurs de vent, de manière telle que le mélange de
vent et de gaz de combustion à amener au haut-fourneau
présente la température constante désirée et une concentration
constante en oxygène.
Process for the production of blast furnace wind
The present invention relates to a process for the production of high temperature wind, for blast furnaces, a temperature which, in particular, exceeds
1,000 [deg.] C.
In recent years, in fact, the temperature of the wind used in the blast furnaces has been constantly increased. While, until recently, wind temperatures of 800 to 900 [deg.] C were common, installations are now being constructed using mostly tempe- <EMI ID = 1.1>
the extent of which there is, however, no need to enter into more detail here.
It is difficult to achieve high wind temperatures in wind heaters of conventional construction, having internal combustion vessels and a chamotte coating. This is why, more and more, in the form of special constructions, new types of wind heaters are being produced, the combustion tanks of which are, for example, provided outside and have coatings of a very high quality. great refractory power. To be able also to obtain, with heaters
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High preheating times and hence the desired improvements in blast furnaces, it is necessary to modify the construction in an appropriate manner. Such a transformation gives rise to costs which are hardly different from those which a new installation would require, given, for example, that it is then necessary to build
the outer tank and proceed with the complete exchange of the refractory lining as well as the thermal insulation.
The operation of the blast furnace with high wind temperatures implies the production of a top gas of low calorific value. The reduction in the calorific value of this gas can be compensated for by the additional use of complementary fuels with high calorific value. Simultaneously, in recent times, natural gas, liquefied gas, refinery gas and heating oil have been offered in large quantities.
on the market - ,. and at an increasingly advantageous price,
so that their use for the production of hot blast for blast furnaces proves economical. Coke oven gas itself will soon be able to find a buyer only
prices approaching those of the aforementioned fuels. The use of coking gas produced in metallurgical coking plants should, for this reason, also be considered in the steel industry.
The invention proposes a new means of increasing the temperature of the wind intended for blast furnaces without it being necessary, however, to carry out major changes in the construction of wind heaters. At the same time it becomes possible to use, with
economical combustion, large quantities of the aforementioned complementary fuels.
For this purpose, according to an essential characteristic of the invention, in a pressurized combustion chamber, arranged afterwards in one of the preheaters
of wind, we burn compressed coking gas, natural gas, liquefied gas, refinery gas, or heating oil with blast furnace wind of the temperature
desired, either stoichiometrically with suitably preheated wind or with excess air, the combustion gas thus obtained being mixed, with cold wind or alternatively with hot wind brought to the temperatures that l 'we want in the wind heaters, so
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bringing to the blast furnace has the desired constant temperature and a constant oxygen concentration. We .
in this case uses pressures of 1.5 to 5.0 atmospheres effective. To keep the nitrogen content of the wind / combustion gas mixture as low as possible, combustion can be carried out in the combustion chamber under pressure, using industrial oxygen instead of air, generally available under advantageous conditions in metallurgical wind tunnel installations. It is also possible to increase the oxygen content of the mixture of wind and combustion gas by bringing it, by supplying oxygen,
to the oxygen content of the air, or even beyond this content.
Finally, according to the process according to the invention, it is not necessary to previously desulfurize the fuels to be burned in the combustion chamber, given that only 1 to 2% of the sulfur compounds formed during combustion are removed with gas
loudly.
The advantages offered by the process according to the invention can be summarily summarized as follows:
1 [deg.] Preheating of the wind to a high temperature with a lower investment expenditure than that required by special constructions of wind heaters at high temperatures, presenting, moreover, particular advantages for installations of older type already in service.
2 [deg.] Possibility of stoichiometrically burning fuels with high calorific value, such as for example gas or heating oil. A ntoichiometric combustion of fuels with a high calorific value, in old type wind heaters, is not possible, because with stoichiometric combustion, temperatures too high for construction are produced. This is why we are obliged, when using such fuels in old type wind heaters, to use a very high excess of air, in order to adapt
the combustion temperature at the high temperatures admissible for the surfaces. A high-air excess implies,
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in fact, the performance becomes worse.
3 [deg.] Use of fuels containing sulfur.
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pectively, saving of the third wind heater, which until now essential for safety reasons, because, with an appropriate dimensioning of the heaters
wind and the combustion chamber, it becomes possible to obtain that in normal operation, the wind required for the blast furnace is produced using two heaters
alternately, and from the combustion chamber, while in the event of a fault, it is still possible, with a reduced wind temperature, to deliver a sufficient amount of wind with two heaters.
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present invention, in which fuel is burned
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addition, have been / proposed to improve the performance of blast furnaces. The purpose of these processes, as
for example that of the German patent? 620.238, was still, however, achieving a mixture consisting
by carbon dioxide, water vapor, oxygen
in the free state, as well as possibly a small quantity
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None of these methods was intended to increase the temperature!
erase the air with capital expenditure too
as small as possible. Therefore, the already known processes
differ fundamentally from the process of this
invention.
CLAIMS
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1) Process for the production of hot wind for
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combustion chamber under pressure, arranged after
in one of the wind preheaters, we burn
compressed coking plant, natural gas, liquefied gas, gas
refinery, or heating oil, with wind from
blast furnace at the desired temperature, or, stoichiometrically, with preheated wind so
appropriate, or with excess air, the flue gas
thus obtained being mixed, with cold wind or with
hot wind brought to the desired temperatures in the
wind heaters, such that the mixture of
wind and combustion gases to bring to the blast furnace
exhibits the desired constant temperature and concentration
constant oxygen.