<EMI ID=1.1>
lêrement à une amélioration de l'efficacité et de la capacité . de,production d'un haut fourneau.
Au cours de ces récentes années, les travaux expérimentaux, consistant à introduire un flux d'oxygène d'enrichissement dans
un haut fourneau, se sont répandus dans le monde entier. Il n'est
pas nécessaire de dire que le but de cette opération est d'améliorer l'efficacité du fonctionnement du fourneau et qu'elle a
été réalisée à un certain degré, comme le prouvent de nombreux
articles. Par exemple, il a été confirmé qu'un flux d'oxygène d'enrichissement de 1% résulte en une augmentation de la coulée
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imposée au taux de concentration d'oxygène de ce flux, qui est
de 25 à 26%, et que de nombreuses influences défavorables peuvent s'exercer lorsque la concentration réelle se situe audelà de la limite précitée. Cette raison réside dans l'augmentation de la quantité de chaleur transmise du mélange gaz-solides
et dès lors dans la diminution de la vitesse de réaction, basée
sur l'insuffisance en calories de la cuve. Dans les détails, la réduction précitée de la température de la cuve entraîne une altération rapide de la réaction des gaz de réduction avec les
minerais; par conséquent, les minerais non réducteurs atteignent directement la zone de température élevée et la grandeur de réduction directe de ces minerais augmente sensiblement. Conformément aux expériences de la Demanderesse, la réduction de la tem-
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centration en oxygène de 26% dans le flux considéré. Lorsque
cette concentration est supérieure à 261, la température s'abaisse nettement et donne naissance à une augmentation rapide du taux
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ci-dessus.
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sait que le volume du gaz de la cuve du fourneau est contraint d'augmenter lorsque de l'huile lourde, de la vapeur ou du goudron est injecté par les tuyères. Dans ce procédé, la température de la zone située au-delà des tuyères se réduit en fonction de la réaction endothermique et du carbone libre tend à se former. Il est bien évident que les phénomènes précités sont indésirables pour le fonctionnement du fourneau. Comme autre
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de la limite due a la surface thermique en transformant le haut fourneau en un bas fourneau. Toutefois, il a été confirmé que le procédé CNRM précité impose également une limite à la concentration en oxygène du flux, laquelle se situe en substance à
25-26%, comme mentionné ci-dessus. D'autre part, on connaît également le procédé Raick dont le fonctionnement complexe est fondé sur du gaz naturel ou de l'huile lourde. Dans ce procédé, rien n'apparaît comme un guide de fonctionnement, seule est donnée une simple considération basée sur l'équilibre thermique total. Ainsi, on peut dire que le procédé le plus parfaitement approprié, eu égard au flux d'enrichissement par l'oxygène, n'a pas encore été mis au point.
La présente invention permet d'éliminer les difficultés mentionnées ci-dessus. Les caractéristiques de l'invention consistent insuffler un gaz réducteur ou un gaz non oxydant
dans une zone située au-dessus des tuyères, de façon à ne pas augmenter la chute de pression du gaz d'insufflation à un endroit approprié d'un haut fourneau, et ce simultanément à l'insufflation d'un flux d'oxygène d'enrichissement par les tuyères. Dans ce cas, le volume d'insufflation du gaz peut être déterminé de façon à s'adapter à la concentration en oxygène du flux.
Un but de la présente invention est de prévoir un nouveau
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d'un haut fourneau industriel d'une capacité de production journalière de 2.000 tonnes sont tractas sous la forme de courbes
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diminution rapide de la température de la cuve et réciproquement l'augmentation sensible de la température dans les étalages du fourneau. Ces modifications sont dues à une concentration en
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tée, le taux de coke augmente rapidement corme indiqué à la figure 1 (la ligne pleine montre la valeur théorique et la ligne interrompue la valeur réelle) et le carbone de solution perdu s'accroît sensiblement, cotise représenté à la figure 2. Ce phénomène montre également que le préchauffage et la réduction indirecte des ratières premières sont altérés et ont pour conséquence une augmentation de la grandeur de réduction directe, par <EMI ID=11.1>
atteignent directement la zone des températures élevées.
Il est évident que ces niveaux de répartition de s températures du four sont indésirables pour son fonctionnement. Il va sans dire que certaines contreT.esures doivent être appliquées.
A cet endroit de la description, il doit être noté que les études mentionnées ci-dessus sont insuffisantes pour résoudre le pro-blême posé et s'éloignent de toute résolution fondamentale. La présente invention procure une contre-mesure suffisante et est
à mené de maintenir aisément les niveaux de répartition des températuresau cours d'une pratique normale, c'est-à-dire une con-
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soit plus élevée que celle de la pratique normale. Dans ces conditions, la réduction de la température de la cuve est compensée.
Selon le procédé de l'invention, un gaz réducteur ou non oxydant est insufflé dans le fourneau à un endroit approprié, en vue de compenser l'insuffisance en calories de la cuve du fourneau. Cette insufflation doit être réalisée très soigneusement, c'est-à-dire que le volume et l'endroit d'insufflation appropriés doivent être déterminés d'une manière bien définie. En premier lieu, l'endroit le plus approprié doit se situer audessus des tuyères, soit dans une zone où une chute de pression du gaz d'insufflation se produit rarement. D'une manière concrète, la partie supérieure des étalages ou la partie inférieure de la cuve peut être recommandée ici, en ce sens que l'endroit d'insufflation le plus approprié peut être déterminé en tenant
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nement du fourneau mis en oeuvre.
En second lieu, le volume d'insufflation du gaz doit être déterminé on prenant en considération la concentration en oxygène du flux pénétrant par les tuyères. Concernant la question précitée, on a représenté la variation longitudinale des calories à la figure 4 à titre d'exemple expérimental et celle de la température servant de modèle à la figure 5. Ces graphiques sont déterminés en fonction des exigences du fonctionnement du haut fourneau industriel d'une capacité journalière de 1.300 tonnes; ces exigences sont les suivantes:
mise en activité du fourneau;
Courbe 1 : courbe des calories utilisées lors d'un fonctionnement
normal à 21% d'oxygène;
Courbe 2 : courbe des calories utilisées lors d'un fonctionne-
<EMI ID=14.1>
Courbe 2': courbe des calories utilisées lors d'un fonctionnement
combiné, au cours duquel le gaz réducteur à 1000[deg.]C est insufflé dans le fourneau à raison de 540 m3n par tonne de fer en gueuse, simultanément à l'opération
2 précitée;
Courbe 3 : courbe des calories utilisées lors d'un fonctionnement
à 31% d'oxygène;
Courbe 3': courbe des calories utilisées lors d'un fonctionnement
combiné, au cours duquel le gaz de réduction à 1200[deg.]C est insufflé dans le fourneau à raison de 890 m3n
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ration 3 précitée.
En se référant à la figure 4 élaborée en fonction des
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que les calories utilisées dans la zone de réduction indirecte sont nettement inférieures non seulement à celles prévues pour un fonctionnement normal, c'est-à-dire la courbe 1 de la figure
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antérieure, lorsque le gaz de réduction est insufflé dans le fourneau, une amélioration sensible de l'état insuffisant en
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qui entraîne une insuffisance sensible en calories, le besion requis de calories est déterminé très aisément en injectant un
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<EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1> .du volume, d'insufflation approprié de gaz réducteur@en fonction
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conséquent, le préchauffage des matières-de charge et la réaction de réduction indirecte de ces matières sont efficacement réalisés . En outre, on constate une diminution de la quantité d'Azote et du volume gazeux par tonne de fer en gueuse dans la zone inférieure du fourneau. Il en résulte une réduction de la <EMI ID=26.1> <EMI ID=27.1>
suffl�, dont l'énergie potentielle est élevée, peut être prélevé aisément et utilisé comme source de chaleur dans des .�tuves ou autres servant au chauffage des flux.
Tel qu'il est décrit ci-dessus, le procédé de l'invention permet l'emploi d'un gaz de réduction, par exemple un gaz dénaturé d'huile lourde, et il est bien certain qu'un gaz non oxydant peut aussi être efficacement mis en oeuvre.
Il doit être noté que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé de l'invention. Par exemple, il est possible d'utiliser un autre type de gaz de réduction ou non oxydant, de prévoir un autre endroit pur l'insufflation du gaz, un autre volume d'insufflation et une autre température de ce gaz, et d'employer également une autre concentration en oxygène du flux. Ces facteurs se rangent dans l'esprit de la présente in- vention et peuvent être inclus dans son procédé.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fonctionnement combiné d'un haut fourneau, caractérisé en ce qu'un gaz réducteur est insufflé dans une
zone où la chute de pression de ce gaz se produit rarement, et ce à un endroit propre situé au-dessus des tuyères, tout en insufflant simultanément un flux d'oxygène d'enrichissement par les tuyères dans le but de déterminer des niveaux de répartition longitudinale des températures du four se rapprochant le plus possible des niveaux les plus appropriés.
2.-Procédé de fonctionnement combiné d'un haut fourneau
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lely to an improvement in efficiency and capacity. of, production of a blast furnace.
During these recent years, the experimental work, consisting in introducing a flow of enriching oxygen into
a blast furnace, have spread throughout the world. It is not
need not say that the purpose of this operation is to improve the efficiency of the operation of the furnace and that it has
been achieved to a certain degree, as evidenced by many
articles. For example, it has been confirmed that a flow of enriching oxygen of 1% results in an increase in casting.
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imposed on the oxygen concentration rate of this flow, which is
from 25 to 26%, and that many unfavorable influences can be exerted when the actual concentration is beyond the above mentioned limit. This reason lies in the increase in the amount of heat transmitted from the gas-solids mixture.
and therefore in the reduction of the reaction rate, based
on the lack of calories in the tank. In detail, the aforementioned reduction in the temperature of the vessel causes a rapid deterioration in the reaction of the reduction gases with the
ores; therefore, the nonreducing ores directly reach the high temperature zone and the direct reduction magnitude of these ores increases significantly. In accordance with the experiences of the Applicant, the reduction of the time
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oxygen centration of 26% in the flow considered. When
this concentration is greater than 261, the temperature drops markedly and gives rise to a rapid increase in the rate
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above.
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knows that the volume of gas in the furnace bowl is forced to increase when heavy oil, steam or tar is injected through the nozzles. In this process, the temperature of the area beyond the nozzles is reduced as a function of the endothermic reaction and free carbon tends to form. It is obvious that the aforementioned phenomena are undesirable for the operation of the furnace. Like other
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of the limit due to the thermal surface by transforming the blast furnace into a blast furnace. However, it has been confirmed that the aforementioned CNRM process also imposes a limit on the oxygen concentration of the stream, which is substantially at
25-26%, as mentioned above. On the other hand, the Raick process is also known, the complex operation of which is based on natural gas or heavy oil. In this process, nothing appears to be a guide to operation, only a simple consideration based on total thermal equilibrium is given. Thus, it can be said that the most perfectly suitable process, having regard to the oxygen enrichment flow, has not yet been developed.
The present invention makes it possible to eliminate the difficulties mentioned above. The characteristics of the invention consist in blowing a reducing gas or a non-oxidizing gas
in a zone located above the tuyeres, so as not to increase the pressure drop of the blowing gas at an appropriate place in a blast furnace, and this simultaneously with blowing a flow of oxygen d enrichment by the tuyeres. In this case, the gas insufflation volume can be determined so as to adapt to the oxygen concentration of the flow.
An object of the present invention is to provide a new
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of an industrial blast furnace with a daily production capacity of 2,000 tons are drawn in the form of curves
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rapid decrease in the temperature of the tank and conversely the significant increase in temperature in the furnace shelves. These changes are due to a concentration of
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ted, the rate of coke increases rapidly as shown in Figure 1 (the solid line shows the theoretical value and the broken line the actual value) and the carbon in solution lost increases appreciably, the contribution shown in Figure 2. This phenomenon also shows that the preheating and the indirect reduction of the first dobbies are altered and result in an increase of the direct reduction quantity, by <EMI ID = 11.1>
directly reach the high temperature zone.
It is obvious that these levels of temperature distribution of the furnace are undesirable for its operation. It goes without saying that certain countermeasures must be applied.
At this point in the description, it should be noted that the studies mentioned above are insufficient to resolve the problem posed and depart from any fundamental resolution. The present invention provides a sufficient countermeasure and is
led to easily maintain the levels of temperature distribution during normal practice, i.e.
<EMI ID = 12.1>
is higher than that of normal practice. Under these conditions, the reduction in the temperature of the tank is compensated.
According to the process of the invention, a reducing or non-oxidizing gas is blown into the furnace at an appropriate location, with a view to compensating for the insufficient calorie content of the furnace tank. This insufflation must be carried out very carefully, i.e. the appropriate volume and location of insufflation must be determined in a well-defined manner. In the first place, the most suitable place should be above the nozzles, ie in an area where a drop in pressure of the insufflation gas rarely occurs. Concretely, the upper part of the shelves or the lower part of the vessel can be recommended here, in that the most suitable place of insufflation can be determined by considering
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the furnace used.
Secondly, the gas insufflation volume must be determined taking into consideration the oxygen concentration of the flow entering through the nozzles. Regarding the aforementioned question, the longitudinal variation of the calories has been represented in FIG. 4 as an experimental example and that of the temperature serving as a model in FIG. 5. These graphs are determined according to the requirements of the operation of the industrial blast furnace. with a daily capacity of 1,300 tonnes; these requirements are as follows:
activation of the furnace;
Curve 1: curve of the calories used during operation
normal at 21% oxygen;
Curve 2: curve of calories used during operation
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Curve 2 ': curve of the calories used during operation
combined, during which the reducing gas at 1000 [deg.] C is blown into the furnace at the rate of 540 m3n per tonne of pig iron, simultaneously with the operation
2 above;
Curve 3: curve of the calories used during operation
31% oxygen;
3 'curve: curve of the calories used during operation
combined, during which the reduction gas at 1200 [deg.] C is blown into the furnace at a rate of 890 m3n
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ration 3 mentioned above.
Referring to Figure 4 developed according to
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that the calories used in the indirect reduction zone are significantly lower not only than those expected for normal operation, i.e. curve 1 in figure
<EMI ID = 17.1>
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<EMI ID = 19.1>
earlier, when reducing gas is blown into the furnace, a noticeable improvement in the insufficient condition by
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which results in a significant calorie deficiency, the required calorie requirement is very easily determined by injecting a
<EMI ID = 21.1>
<EMI ID = 22.1>
<EMI ID = 23.1>. Of the volume, appropriate insufflation of reducing gas @ according to
<EMI ID = 24.1>
<EMI ID = 25.1>
Therefore, the preheating of the feedstocks and the indirect reduction reaction thereof is efficiently carried out. In addition, there is a decrease in the quantity of nitrogen and the gas volume per tonne of pig iron in the lower zone of the furnace. This results in a reduction of the <EMI ID = 26.1> <EMI ID = 27.1>
suffl �, which has a high potential energy, can be easily taken and used as a heat source in. � tubs or others for heating flows.
As described above, the process of the invention allows the use of a reduction gas, for example a denatured gas of heavy oil, and it is quite certain that a non-oxidizing gas can also be effectively implemented.
It should be noted that many modifications can be made to the process of the invention. For example, it is possible to use another type of reducing or non-oxidizing gas, to provide another place for the gas blowing, another blowing volume and another temperature of this gas, and to use also another oxygen concentration of the stream. These factors are within the spirit of the present invention and can be included in its process.
CLAIMS
1.- Combined operating method of a blast furnace, characterized in that a reducing gas is blown into a
area where the pressure drop of this gas occurs rarely, and at a clean place above the nozzles, while simultaneously blowing an enriching oxygen flow through the nozzles in order to determine distribution levels longitudinal oven temperatures approaching as close as possible to the most appropriate levels.
2.-Combined operating method of a blast furnace