BE829606Q - Procede et appareil pour engendrer un courant gazeux chauffe enrichi d'oxygene - Google Patents

Description

   <EMI ID=1.1> 

  
enrichi d'oxygène.

  
La présente invention est relative à un procédé et à un appareil pour engendrer un courant gazeux chauffé enrichi d'oxygène, qui puisse, par exemple, être utilisé dans un haut-fourneau.

  
Les hauts-fourneaux ont été utilisés pendant des années dans l'industrie sidérurgique pour la production de fer fondu à partir de minerai de fer par la réduction du minerai à hautes températures. Lors du fonctionnement d'un haut-fourneau, la combustion est activée par l'injection d'un courant d'air préchauffé à une température d'approximativement 1100[deg.]C, passant à travers la charge de minerai, de combustible et de matériaux fondants, contenus à l'intérieur du haut-fourneau.

   Le courant d'air chauffé est habituellement créé dans un appareil qui comprend une ou plusieurs grandes cheminées revêtues intérieurement d'un matériau réfractaire, qui est tout d'abord chauffé par la combustion de combustible et d'air à l'intérieur d'une cheminée et ensuite un courant d'air est introduit à travers la cheminée de façon à être chauffé à approximativement 1100[deg.]C, avant son entrée dans le haut-fourneau. Cet appareil est onéreux à installer, difficile à faire fonctionner et nécessite un entretien périodique coûteux.

  
Conformément à un aspect de la présente invention, on réalise un procédé de création d'un courant gazeux chauffé enrichi d'oxygène, par exemple, pour son utilisation dans un haut-fourneau, dans lequel un courant gazeux combustible est mélangé avec un courant d'air de combustion et est brûlé pour fournir un courant gazeux d'échappement inerte chaud à une pression supérieure à celle de l'atmosphère et un courant gazeux contenant de l'oxygène est mélangé avec le courant gazeux d'échappement.

  
L'invention réalise également un appareil pour engendrer un courant gazeux chauffé enrichi d'oxygène, par exemple pour utilisation dans un haut-fourneau, cet appareil comprenant une chambre

  
de combustion, possédant une entrée pour le gaz combustible, une entrée pour l'air de combustion, et une sortie pour les gaz d'échappement brûlés, une soufflante d'air de combustion reliée à l'entrée d'air de combustion, une chambre de mélange réalisée pour le passage des gaz d'échappement depuis la chambre de combustion et une entrée dans la chambre de mélange pour un courant gazeux contenant de l'oxygène.

  
Par conséquent, l'objet global de la présente invention consiste à fournir un procédé et un appareil pour engendrer un courant gazeux chauffé enrichi d'oxygène. 

  
Un autre objet de la-présente invention consiste à fournir un procédé pour engendrer un courant gazeux chauffé enrichi d'oxygène qui puisse Être utilisé dans les hauts-fourneaux pour obtenir la réduction de minerai de fer.

  
De tels appareil et procédé peuvent être peu coûteux et

  
 <EMI ID=2.1> 

  
d'entretien. Le courant gazeux enrichi d'oxygène peut être engendré sur une base continue ou intermittente sans nécessiter d'étape ré-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
La description suivante n'est donnée qu'à titre d'exemple, afin de mieux faire comprendre l'invention, en se référant au dessin annexé, dans lequel :
la figure 1 est une-représentation schématique d'un hautfourneau conventionnel et d'un mode de réalisation d'un appareil selon la présente invention pour produire un courant gazeux enrichi d'oxygène ; et la figure 2 est une représentation schématique d'une variante modifiée de forme d'appareil selon la présente invention.

  
En se référant maintenant au dessin, et particulièrement à la figure 1, l'appareil 10 selon l'invention est représenté comme <EMI ID=4.1> 

  
L'appareil 10 comprend essentiellement un brûleur de combustion 16,

  
de préférence un brûleur de combustion à haute intensité, possédant une connexion 18 d'entrée de gaz combustible et une connexion 20 d'entrée d'air de combustion. Les brûleurs de combustion à haute intensité comprennent une chambre de mélange pour obtenir le mélange intime d'un courant gazeux combustible et d'un courant d'air de combustion introduit dans le brûleur, suivie d'une chambre de combustion dans laquelle le mélange air-combustible est brûlé. L'expression "brûleur de combustion à haute intensité" est utilisée ici pour signifier tout dispositif de brûleur de gaz possédant l'aptitude de mélanger intimement le gaz combustible.avec l'air de combustion et de réaliser la combustion totale du mélange air/combustible engendrant ainsi un courant gazeux de combustion inerte chaud à l'intérieur de la cham-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
leur de combustion à haute intensité particulièrement convenable pour l'utilisation dans l'appareil de la présente invention est décrit et revendiqué dans le brevet canadien n[deg.] 656.514.

  
Le dispositif 16 de brûleur de combustion à haute intensi-

  
 <EMI ID=6.1> 

  
bord. Une conduite 24 est attachée à la connexion 18 d'entrée de

  
gaz combustibles et à une source de gaz combustible, et une conduite
26 est reliée à une connexion 20 d'entrée d'air de combustion et à

  
une soufflante d'air de combustion pour produire un courant d'air de combustion sous une pression supérieure à la pression atmosphérique.

  
Une chambre 30 de mélange fixée à la connexion de sortie

  
22 du brûleur 16 est de préférence de forme cylindrique et comprend une connexion d'entrée 32 reliée avantageusement de façon tangentielle de sorte qu'un effet centrifuge soit imparti au courant d'oxygène introduit à travers elle et le mélange de l'oxygène avec les gaz

  
de combustion passant à travers la chambre 30 de mélange est obtenu.  La sortie 34 de la chambre 30 de mélange est reliée par une fixation

  
 <EMI ID=7.1> 

  
chambre de mélange 30 à une source d'oxygène.

  
Une valve de commande de débit 40 est disposée dans la con- 

  
 <EMI ID=8.1> 

  
 <EMI ID=9.1> 

  
une valeur proportionnelle préétablie. Un second détecteur 46 de dé-  bit est disposé dans la conduite 24 de gaz combustible en aval de la valve de commande 40, relié en_fonctionnement à un second dispositif

  
 <EMI ID=10.1> 

  
bit disposée dans la conduite 26 pour commander le débit d'air de combustion vers le brûleur comme une fonction du débit du combustible de façon à obtenir un mélange stoechiométrique d'air et de combustible. Un troisième dispositif 49 de commande de débit actionne une valve de commande 52 de débit disposée dans la conduite 38, le dis-  positif de commande 49 recevant un signal, correspondant au débit de ; gaz de combustion enrichis d'oxygène, transmis par le détecteur 44,

  
de débit, et commande le débit d'oxygène vers la chambre de mélange 
30 à une valeur proportionnelle. 

  
Lors du fonctionnement, du gaz combustible tel que le gaz

  
 <EMI ID=11.1> 

  
tel que le mélange de gaz de four à coke et d'autres courants de gaz de récupération de laminoirs d'acier, est brûlé et les dispositifs de commande sont réglés pour commander les débits de gaz combustibles d'air et d'oxygène de combustion à une valeur telle que les gaz de combustion enrichis d'oxygène soient engendrés à une valeur de débit désirée. Les courants de gaz combustibles et d'air de combustion sont introduits dans le brûleur 16 sous pression supérieure à celle de l'atmosphère de sorte que les gaz de combustion inertes chauds créés sont également sous une pression supérieure à la pression at-

  
 <EMI ID=12.1> 

  
d'oxygène est intimement mélangé avec les gaz de combustion. Le courant chauffé de gaz enrichi d'oxygène résultant ?'écoule dans la conduite Il+ depuis laquelle il s'écoule vers le haut -fourreau 12,.

  
 <EMI ID=13.1> 

  
der le courant d'oxygène circulant à l'intérieur de la chambre de

  
 <EMI ID=14.1> 

  
 <EMI ID=15.1>  nent la concentration désirée d'oxygène.

  
En se référant maintenant à la figure 2, on a représenté une autre forme d'appareil 60 pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention. L'appareil 60 est similaire à l'appareil 10 sauf que la chambre de mélange n'existe pas et au lieu d'ajouter le courant d'oxygène directement aux gaz de combustion, le courant d'oxygène est ajouté à l'air de combustion. Le mélange oxygène-air de combustion mélangé avec le courant de combustible et ensuite le mélange est brûlé'pour créer un courant chauffé de gaz de combustion qui contiennent une concentration désirée d'oxygène complémentaire.

  
Un brûleur de combustion à haute intensité 62 est alimenté en gaz combustible par une connexion d'entrée 64 et une conduite
68, et en air de combustion depuis une soufflante 70 par une conduite
72 et une connexion d'entrée 66. L'oxygène est introduit à travers une conduite 74 reliée à la conduite 72 et un montage de transition

  
 <EMI ID=16.1> 

  
conduite 78, pour acheminer les gaz, chauffés, de combustion, enrichis d'oxygène, vers un point d'utilisation, est reliée au montage 76.

  
Comme ci-desus, un détecteur de débit 80 est disposé dans la conduite 78 et transmet un signal au dispositif de commande de débit 82, qui actionne une valve de commande 84 disposée dans la conduite 68. Un autre détecteur 86 de débit est disposé dans la conduite
68 et transmet un signal à un dispositif de débit 88 qui actionne une valve de commande de débit 90 dans la conduite 72. Une valve de commande de débit 92 est disposée dans la conduite 74, reliée, en fonc-

  
 <EMI ID=17.1> 

  
ment le signal transmis par le détecteur de débit 80.

  
Lors du fonctionnement de l'appareil 60, comme ci-dessus, un courant de gaz combustible est dirigé vers le brûleur 62 à une valeur telle que les gaz de combustion chauffés enrichis d'oxygène soient créés par l'appareil 60 selon une valeur préétablie, l'air de combustion étant alimenté pour.produire un mélange stoechiométrique d'air de combustion et de gaz combustible. De plus, un courant d'oxygène est injecté dans le courant d'air de combustion par l'intermé-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
injecté dans le courant d'air de combustion est commandée par le dis-

  
 <EMI ID=19.1> 

  
nellement à la quantité de gaz de combustion chauffés enrichis d'oxy-

  
 <EMI ID=20.1> 

  
réglé de façon que l'oxygène complémentaire soit contenu dans le gaz de combustion à une concentration souhaitée. Le mélange constitué de combustible, d'air de combustion et d'oxygène entrant dans le brûleur
62, est brûlé à l'intérieur et les gaz de combustion résultants contenant l'oxygène complémentaire s'écoulent dans la conduite 78 comme décrit plus haut.

  
Si on le désire, divers instruments, dispositifs, commandes et agencements de ceux-ci, peuvent être utilisés pour commander les valeurs de débit des divers courants de combustible, d'air et d'oxygène introduits dans le brûleur, à la place des commandes et agencements particuliers décrits.

REVENDICATIONS

  
1.- Procédé pour engendrer un courant de gaz chauffés enrichis d'oxygène, notamment pour utilisation dans un haut-fourneau, dans lequel un courant de gaz contenant de l'oxygène est chauffé par la combustion d'un combustible, caractérisé par le fait qu'un courant de gaz combustible est mélangé avec le courut d'air de combustion

  
 <EMI ID=21.1> 

  
chauds, à une pression supérieure à celle de l'atmosphère et par le fait qu'un courant de gaz contenant de l'oxygène est mélangé avec le courant de gaz d'échappement. -

Claims (1)

1. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le courant de gaz contenant de l'oxygène est mélangé avec le courant de gaz d'échappement.en l'injectant dans une chambre de combustion avec l'air de combustion.

   3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le courant de gaz contenant de l'oxygène est mélangé avec le courant de gaz d'échappement, en l'injectant dans la chambre de combustion en aval du point d'introduction de l'air de combustion.

   4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, <EMI ID=22.1>

   l'oxygène est un courant d'oxygène sensiblement pur.

   5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la valeur du débit de courant de gaz contenant de l'oxygène est commandée en fonction de l'oxygène contenu dans le courant de gaz d'échappement.

   6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la valeur de débit de courant gazeux combustible est commandée en fonction de la valeur de débit désirée de gaz enrichi d'oxygène.

   7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la valeur de débit d'air de combustion mélangé avec un courant de gaz combustible est commandée en fonction de la valeur du débit du gaz combustible de façon à obtenir un mélange sensiblement stoechiométrique.

   8.= Appareil pour' engendrer un courant de gaz chauffé, enrichi d'oxygène, notamment pour utilisation dans un haut-fourneau, dans lequel le courant de gaz contenant de l'oxygène est chauffé par la combustion d'un combustible, caractérisé par le fait que ledit appareil comprend une chambre de combustion (16,62) possédant une

   <EMI ID=23.1>

   par le fait en outre qu'une soufflante d'air de combustion (28,70) est reliée à l'entrée d'air de combustion, qu'une chambre de mélange (30,36,76) est prévue pour le passage des gaz d'échappement et que la chambre de mélange est munie d'une entrée (32,66) pour le courant _de gaz contenant de l'oxygène.

   9.- Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'une commande (48, 50, 88, 90) est réalisée pour commander

   le débit d'air depuis la soufflante d'air de combustion en réponse

   à un signal émis par un détecteur de débit de gaz combustible (46,86).

   10.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 8

   <EMI ID=24.1>

   réalisée pour commander le débit du gaz combustible en réponse à un signal émis par un détecteur de débit (44,80) dans la sortie vers la chambre de mélange.

   <EMI ID=25.1>

   9 ou 10, caractérisé par le fait qu'une commande (49, 52, 94, 92) est réalisée pour commander le débit de gaz contenant de l'oxygène vers la chambre de mélange en réponse à un signal émis par un détecteur de débit (44,80) dans la sortie vers la chambre de mélange.