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CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Vereniging zonder winstoogmerk
à BRUXELLES, (Belgique).
Procédé de conduite du haut fourneau avec injection de gaz réducteurs surchauffés.
La présente invention est relative à un procédé de conduite du haut fourneau avec injection de gaz réducteurs surchauffés, dans lequel seules certaines tuyères sont utilisées pour le soufflage des dits gaz.
Le demandeur de la présente invention a déjà préconisé et expérimenté un procédé suivant lequel l'air chaud (généralement appelé vent chaud) soufflé par les tuyères principales du haut fourneau et brûlant,au nez des dites tuyères, le coke surchauffé par sa descente dans le haut fourneau est remplacé par des gaz réducteurs de composition adéquate et surchauffés à une température comprise entre 1500 et 2800[deg.]C suivant la qualité de la fonte visée et les conditions opératoires du haut fourneau.
Suivant le dit procédé, les gaz réducteurs surchauffés sont produits par réaction entre un combustible (solide, liquide ou gazeux) et un oxydant adéquat pouvant être de l'air chaud, air suroxygéné, gaz recyclés ou fumées de combustion contenant du C02 en quantité suffisante. Ces gaz sont surchauffés à la température adéquate dans un réacteur, de préférence par voie électrique, par exemple du type réchauffeur à arc ou torche à plasma. Ce procédé permet de produire, dans de bonnes conditions de marche de l'engin, une fonte de la composition requise, tout en laissant la possibilité de choisir arbitrairement la consommation de coke (à condition que cette valeur dépasse un niveau de 50 kg/t. de fonte).
Le dit procédé présente également d'autres avantages qui ont été décrits dans les brevets belges N[deg.] 748.274; 767.897; 770.094;
813.118, et notamment celui de permettre une consommation très basse de coke par tonne de métal liquide produit.
Les travaux entrepris par les promoteurs du dit procédé ont toutefois montré que, dans les conditions économiques actuelles et malgré certains problèmes d'environnement et autres posés par le fonctionnement d'une cokerie, il pouvait être intéressant de travailler avec des quantités de coke nettement supérieures au minimum requis dans le cas d'une application du dit procédé. Ceci pourrait être le cas d'une usine disposant d'une capacité de cokéfaction suffisante et qui est obligée de produire une quantité minimum de coke pour couvrir ses besoins en gaz riches.
On peut citer par exemple une marche de haut fourneau avec application du dit procédé où la mise au mille de coke est fixée à 250 kg/t. de fonte. Evidemment, même dans ce cas, le dit procédé pur tel que décrit antérieurement reste applicable; il suffit simplement d'ajuster la composition et particulièrement le degré d'oxydation du gaz (déterminé par
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pérature de surchauffe à des valeurs compatibles aux objectifs visés suivant une modalité décrite dans le procédé.
montre que dans un tel cas, la température des gaz réducteurs injectés se situe à un niveau assez élevé (de l'ordre de 2600 à 2800[deg.]C) et chacune des tuyères doit être équipée d'un réacteur pour la production et la surchauffe de ces
gaz réducteurs.
La présente invention a pour objet un procédé qui permet d'atteindre les mêmes objectifs d'une façon différente.
Suivant l'invention, on applique le procédé qui a été rappelé ci-dessus à une partie des tuyères seulement (par exemple la moitié) et en travaillant avec du vent chaud éventuel-
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est alors possible d'abord de diminuer de mcitié les investissements requis pour l'application du procédé antérieur parce que la moitié seulement des tuyères doivent être équipées. Ensuite, les tuyères travaillant suivant le dit procédé peuvent, dans ce cas-ci, travailler avec des gaz ré-
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faibles, de façon à brûler devant celles-ci une quantité très faible de coke. Dans ces conditions, la température des gaz injectés sera nettement plus faible et se situera par exemple vers 2000[deg.]C, ce qui a évidemment un effet bénéfique sur les pertes thermiques produites par ces tuyères et facilite leur refroidissement. En outre, la quantité de coke visée est obtenue en brûlant le coke avec l'air chaud conditionné ou non, injecté par les tuyères du haut fourneau non pourvues d'un équipement nécessaire à la mise en oeuvre du dit procédé.
En conséquence, le procédé de conduite du haut fourneau, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on injecte des gaz réducteurs surchauffés par un certain nombre de tuyères principales,les <EMI ID=6.1>
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chaud, éventuellement conditionné (air suroxygéné), des gaz
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quantité suffisante.
Dans certains cas, il peut être intéressant d'augmenter la température de flamme obtenue aux tuyères par la combust ion du coke avec le vent chaud, au-delà de la valeur qu'il est techniquement possible de réaliser par une surchauffe du vent
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température de flamme aux tuyères d'injection de gaz réducteurs et aux tuyères à vent classiques.
De même, il peut être intéressant de modifier la composition des gaz de combustion obtenus aux tuyères à vent travaillant suivant la voie classique par une injection dans le vent,
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de gaz de gueulard. Une telle injection se fait de préférence dans la conduite à vent chaud en amont de la circulaire distribuant le vent chaud aux tuyères par lesquelles il est insufflé. Cette façon de procéder permet d'atteindre les mêmes conditions de température et de composition des gaz de combustion sur toutes les tuyères alimentées par ce vent, tout en ne construisant qu'une seule installation de conditionnement et de régulation.
Le tableau ci-dessous donne les résultats d'une marche
(cas A) avec injection de gaz réducteurs surchauffés par
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(cas B) avec injection de gaz réducteurs surchauffés par
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par l'autre moitié des tuyères (535 m<3>N/t. fonte).
La mise au mille de coke dans la marche A est de 169 kg/t. fonte et dans la marche B, de 315 kg/t. fonte.
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Revendications de brevet.
1. Procède de conduite du haut fourneau, caractérisé en ce
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tain nombre de tuyères principales, les dits gaz réducteurs
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jecte, par les autres tuyères, du vent chaud, éventuellement conditionné (air suroxygéné), des gaz recyclés ou des fumées
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METALLURGICAL RESEARCH CENTER -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Vereniging zonder winstoogmerk
in BRUXELLES, (Belgium).
Blast furnace control process with injection of superheated reducing gases.
The present invention relates to a process for operating the blast furnace with the injection of superheated reducing gases, in which only certain nozzles are used for blowing said gases.
The applicant of the present invention has already recommended and experimented with a process according to which the hot air (generally called hot wind) blown by the main nozzles of the blast furnace and burning, at the nose of said nozzles, the coke superheated by its descent into the blast furnace is replaced by reducing gases of adequate composition and superheated to a temperature between 1500 and 2800 [deg.] C depending on the quality of the target cast iron and the operating conditions of the blast furnace.
According to the said process, the superheated reducing gases are produced by reaction between a fuel (solid, liquid or gaseous) and a suitable oxidant which may be hot air, oxygenated air, recycled gases or combustion fumes containing sufficient CO 2 . These gases are superheated to the appropriate temperature in a reactor, preferably electrically, for example of the arc heater or plasma torch type. This process makes it possible to produce, under good operating conditions of the machine, a melt of the required composition, while leaving the possibility of arbitrarily choosing the consumption of coke (provided that this value exceeds a level of 50 kg / t . of cast iron).
Said method also has other advantages which have been described in Belgian patents N [deg.] 748,274; 767,897; 770,094;
813,118, and in particular that of allowing a very low consumption of coke per tonne of liquid metal produced.
The work undertaken by the promoters of the said process has however shown that, under current economic conditions and despite certain environmental and other problems posed by the operation of a coking plant, it could be advantageous to work with much higher quantities of coke. at the minimum required in the case of an application of the said process. This could be the case for a plant with sufficient coking capacity and which is obliged to produce a minimum quantity of coke to cover its rich gas needs.
We can cite for example a blast furnace step with application of the said process where the coke setting is set at 250 kg / t. of cast iron. Obviously, even in this case, the said pure process as described previously remains applicable; it is enough simply to adjust the composition and in particular the degree of oxidation of the gas (determined by
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overheating temperature at values compatible with the objectives sought according to a method described in the process.
shows that in such a case, the temperature of the reducing gases injected is at a fairly high level (of the order of 2600 to 2800 [deg.] C) and each of the nozzles must be equipped with a reactor for the production and the overheating of these
reducing gases.
The subject of the present invention is a method which makes it possible to achieve the same objectives in a different way.
According to the invention, the method which has been mentioned above is applied to only part of the nozzles (for example half) and working with possible hot wind-
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It is then possible first of all to reduce by half the investments required for the application of the previous process because only half of the nozzles have to be equipped. Then, the nozzles working according to said process can, in this case, work with gases
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weak, so as to burn a very small amount of coke before them. Under these conditions, the temperature of the injected gases will be significantly lower and will be for example around 2000 [deg.] C, which obviously has a beneficial effect on the heat losses produced by these nozzles and facilitates their cooling. In addition, the quantity of coke targeted is obtained by burning the coke with hot air, conditioned or not, injected by the blast furnace nozzles not provided with equipment necessary for the implementation of said process.
Consequently, the process for conducting the blast furnace, which is the subject of the present invention, is essentially characterized in that reducing superheated gases are injected by a number of main nozzles, the <EMI ID = 6.1>
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hot, possibly conditioned (oxygenated air), gases
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sufficient quantity.
In certain cases, it may be advantageous to increase the flame temperature obtained at the nozzles by the combustion of coke with the hot wind, beyond the value which it is technically possible to achieve by overheating the wind.
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flame temperature at the reducing gas injection nozzles and conventional wind nozzles.
Likewise, it may be advantageous to modify the composition of the combustion gases obtained at the wind nozzles working in the conventional way by injection into the wind,
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gas blast. Such an injection is preferably done in the hot-wind pipe upstream of the circular distributing the hot wind to the nozzles through which it is blown. This procedure makes it possible to achieve the same conditions of temperature and composition of the combustion gases on all the nozzles supplied by this wind, while building only one conditioning and regulation installation.
The table below gives the results of a walk
(case A) with injection of reducing gases superheated by
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(case B) with injection of reducing gases superheated by
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by the other half of the nozzles (535 m <3> N / t. cast iron).
The setting of coke per mile in step A is 169 kg / t. cast iron and in step B, 315 kg / t. melting.
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Patent claims.
1. Process for operating the blast furnace, characterized in that
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a large number of main nozzles, the so-called reducing gases
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throws, by other nozzles, hot wind, possibly conditioned (oxygenated air), recycled gases or fumes
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