Procédé pour injecter des gaz réducteurs chauds
dans un four à cuve.
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céda pour injecter des gaz réducteurs chauds dans un four
à cuve et en particulier dans le creuset d'un haut fourneau. de préférence au niveau des tuyères principales.
Il est connu de remplacer une partie du coke de la charge d'un haut fourneau et une partie du vent chaud soufflé dans les tuyères principales par une certaine quantité de gaz réducteurs chauds injectés dans le creuset du haut fourneau. Ces gaz réducteurs sont injectés à une température élevée et contiennent principalement du-Ce et
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Un tel remplacement est surtout préconisé en vue de réduire la consommation de coke qui est un combustible coûteux et d'approvisionnement parfois difficile. On
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et en gaz réducteurs soit couvert par cette voie. Dans ce cas, en dehors de sa fonction de carburer le métal, le coke ne jouerait plus alors qu'un rôle de support mécanique réfractaire portant la charge solide et permettant la décantation de la fonte et du laitier.
On sait qu'il existe actuellement plusieurs procédés de fabrication de gaz réducteurs, par exemple celui par oxydation catalytique à la vapeur d'eau ou par oxydation partielle à l'oxygène, appliqué aux hydrocarbures gazeux ou liquides.
Par ailleurs, dans le but de diversifier les sources d'énergie utilisées en sidérurgie, le demandeur a également déjà préconisé de produire des gaz réducteurs à partir d'un hydrocarbure liquide ou gazeux ou d'une matière solide carbonée, telle que du charbon, en utilisant du gaz de gueulard comme oxydant.
Dans'.. tous les cas, les gaz réducteurs obtenus sont chauffés jusqu'à une température comprise entre 17000C et 2500[deg.]C pour être injectés dans le creuset du haut fourneau. Des températures aussi élevées peuvent être atteintes de plusieurs façons, mais d'excellents résultats ont été obtenus suivant un procédé préconisé ailleurs par le demandeur, en chauffant ces gaz en milieu plasmatique. Cette technique est particulièrement avantageuse dans la perspective d'une diminution future du coût relatif de l'énergie électrique, par suite de l'avènement du courant électrique nucléaire.
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La présente invention a pour objet un procédé spécialement conçu en vue soit de chauffer, soit de produire et de chauffer, en milieu plasmatique, des gaz réducteurs
à injecter dans un four à cuve et en particulier dans le creuset d'un haut fourneau, par l'intermédiaire des tuyères à vent principales.
Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on équipe les tuyères principales de fours à plasma de préférence adjacents aux dites tuyères, en ce que l'on alimente ces fours
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bustibles et comburants destinés à former par réaction des gaz réducteurs-, en ce que l'on provoque la circulation d'un courant alternatif intense dans le ou les jets de plasma
émis dans les dits fours, avec pour conséquence de porter
à une température élevée, comprise entre 1700[deg.]C et 2500[deg.]C
la colonne gazeuse traversant le dit four à plasma et en
ce que l'on provoque simultanément la circulation d'un autre courant alternatif intense à travers la charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères principales groupées trois à trois et écartées de 120[deg.], le nombre total de
tuyères principales étant un multiple de trois.
Suivant une modalité opératoire de l'invention, on provoque la circulation d'un courant alternatif intense - à travers la charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères principales et groupées trois à trois et écartées de 120[deg.], en établissant une liaison électrique entre
les trois tuyères principales constitutives de chaque groupe, cette liaison électrique comprenant une source de courant alternatif appropriée.
Suivant une variante de la modalité opératoire précédente, on provoque la circulation d'un courant alternatif intense à travers la charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères principales groupées trois à trois et écartées à 120[deg.], en établissant une liaison électrique entre les circuits respectifs assurant la circulation d'un courant alternatif intense dans le ou les jets de plasma émis dans les fours équipant chacune des trois tuyères principales, cette liaison électrique comprenant une source de courant alternatif appropriée.
Suivant l'invention, on réalise une isolation électrique aussi parfaite que possible entre les tuyères principales et les fours à plasma dont elles sont équipées.
Egalement suivant l'invention, on réalise
une isolation électrique aussi parfaite que possible entré les tuyères principales et les parois du four à cuve équipé des dites tuyères principales.
On contrôle avantageusement l'injection des gaz réducteurs chauds dans le four à cuve, en utilisant comme variables d'action les paramètres électriques des circuits relatifs aux courants alternatifs superposés aux jets plasmatiques réalisés dans les fours à plasma et aux colonnes gazeuses sortant des tuyères principales.
Les figures 1 et 2 annexées sont données à titre d'exemple non limitatif, pour bien faire comprendre l'objet de la présente invention.
La figure 1 représente schématiquement la disposition d'un groupe de trois tuyères principales équipant un haut fourneau dans lequel on injecte des gaz réducteurs chauds, suivant le procédé de l'invention. La figure 2 représente une variante de la figure 1.
Suivant la figure 1, le haut fourneau (1)
est garni de tuyères principales (2) groupées trois à trois et écartées de 120[deg.] l'une da l'autre. Ces tuyères principales (2) sont équipées de fours à plasma (3) destinés à chauffer les gaz réducteurs à injecter dans le haut fourneau
Il <EMI ID=6.1>
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voque la circulation d'un courant alternatif intense dans le ou les jets de plasma émis dans les fours (3) avec pour conséquence le chauffage voulu de la colonne gazeuse qui
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En outre, on provoque simultanément la circulation d'un autre courant alternatif intense à travers la charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères principales (2). Cette circulation de courant alternatif
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circuits (4), cette liaison comprenant une source de courant appropriée.
Suivant la figure 2, la disposition ne diffère de celle de la figure 1 que par la manière de provoquer la circulation d'un courant alternatif intense à travers la . charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères principales (2). La circulation de courant alternatif est assurée en établissant une liaison électrique (5) entre le*! tuyères (2), cette liaison électrique comprenant une source. de courant appropriée.
Bien que plusieurs modalités opératoires du procédé suivant l'invention aient été décrites en détail---- ci--dessus, il est évident que de nombreuses variantes peuvent être utilisées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.
Ainsi par exemple les schémas électriques mentionnés sont relatifs à des courants alternatifs triphasés mais on peut évidemment utiliser des courants polyphasés suivant l'intérêt ou la nécessité présentés par une telle utilisation.
En ce qui concerne la circulation des courants
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les fours à plasma ou les colonnes gazeuses sortant des ..
tuyères principales, il est bien connu que ces courants doivent naturellement être en phase pour obtenir les effets additionnels visés.
Toutes les ressources de la technique des plasmas sont également applicables aux fours à plasma équipant les tuyères principales du four à cuve pour assurer une injection efficace de gaz réducteurs chauds dans le dit four à cuve. On peut citer par exemple le nombre optimum de fours, leur forme, leur disposition (en série), leur raccordement, l'ensemencement d'arcs, etc...
On ne doit pas perdre de vue que les chalumeaux à plasma constitutifs des fours à plasma équipant les tuyères principales peuvent être détériorées par des rentrées de gaz corrosifs en cas d'arrêt d'injection de gaz réducteurs chauds dans le four à cuve. Pour éviter cet inconvénient, il est avantageux, dans ce cas, de maintenir les dits chalumeaux sous la pression d'un gaz inerte, par exemple de l'azote.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour injecter des gaz réducteurs
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fourneau, caractérisé en ce que l'on équipe les tuyères principales de fours à plasma, de préférence adjacents aux dites tuyères, en ce que l'on alimente ces fours à plasma soit en gaz réducteurs, soit à la fois en gaz combustibles et comburants destinés à former par réaction des gaz réducteurs, en ce que l'on provoque la circulation d'un courant alternatif intense dans le ou les jets de plasma émis dans les dits fours, avec pour conséquence de porter à une température élevée, comprise entre 17000C et 2500[deg.]C, la colonne gazeuse traversant le dit four à plasma, et en ce que l'on provoque simultanément la circulation d'un autre courant alternatif intense à travers la charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères principales groupées trois à trois et écartées de 120[deg.], le nombre total des tuyères principales étant un multiple de trois.