CA1091012A - Tuyere de haut fourneau - Google Patents

Abstract

Cette tuyère d'injection dans un haut-fourneau, sans circuit de refroidissement, comprend trois chambres d'injection concentriques séparées, une première chambre centrale d'injection de vent chaud, une deuxième chambre annulaire intermédiaire pour l'injection de fuel et une troisième chambre annulaire extérieure pour l'injection d'oxygène mêlé à de l'air froid.

Description

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L'invention concerne les tuyeres destin~es ~
injecter de l'air et des combustibles reducteurs auxiliaires dans un four de siderurgie.
La technique actuelle conduit ~ injecter de l'air 5 porté ~ haute temperature, dit vent chaud, enrichi en oxyg~ne en conjugaison avec une injection d'hydrocarbure. Ce m~lange, qul br~le dej~ dans la tuyère, porte celle-ci ~ des températures destructives, notamment pour le nez de la tuy~re exposé en plus à la chaleur et au rayonnement du haut fourneau et on est obllgé
10 d'avoir recours ~ un refroidissement par des circuits d'eau comple-xes qui ont d'ailleurs tendance à se recouvrir de d~p~ts des sels dissous dans l'eau.
Par ailleurs, l'enrichissement de l'air en oxyg~ne est limit~ du fait qu'au del~ de 20% l'oxygane porte ~ haute 15 température attaque et detruit les rev~tements r~fractaires des cowpers.
Le but de l'invention est de rem~dier ~ ces multi-ples inconvénients et de permettre des injectlons d'oxygène sans limitation tout en ne necessitant pas de refroidissement d'eau.
A cet effet, l'invention a pour objet une tuyere de haut fourneau, caractéris8e en ce qu'elle comprend trois chambres separ~es d'injection débouchant chacune dans le nez de la tuyère, une chambre pour l'air chaud, une chambre pour le combustible et une chambre pour le comburant auxiliaire, la 25 chambre d'injection de combustible se trouvant entre les deux autres chambres.
D'autres caract~ristiques de l'invention ressortiront de la description ialte ci-dessous, en r~f~rence au dessin annexé.
Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnes qu'~ titre 30 d'exemple indicatif, nullement limitatif.
Sur ce de~sin :
- la figure 1 est une coupe axiale d'une tuyere selon l'inven-tion - la figure 2 est une vue en bout suivant la fl~che F de la 35 figure 1 - la flgure 3 est un exemple de circuit d'alimentation de la tuyare selon l'invention.
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~V~

- 2 -Selon l'invention, la tuy~re comporte un conduit 1 central formant chambre d'lnjectlon du vent chaud, ce conduit cen-tral peut-être garni intérieurement d'un revetement 2 r~fractaireO
La chambre 1 est entourée concentriquement par 5 une chambr~ 3 annulaire étroite, de l'ordre du mi]limetre, qui sert de chambre d'injection de combustible réducteur, par exemple du fuel et qui d~bouche dans le nez de la tuy~re. Cette chambre 3 est aliment~e par des conduits 4 la reliant ~ une chambre annu-laire 5 d'alimentation recevant le fuelou tout autre carburant par 10 des orifices 6 de raccordement ~ un circuit d'alimentation.
La chambre annulalre 3 est elle-m~me entour~e par une chambre annulaire 7 concentrique d'injection de comburant auxiliaire, tel un mélange air oxyg~ne et qui débouche également V dans le nez de la tuyère. Cette chambre 7 communique par des 15 conduits 8 a~ec une chambre annulaire 9 d'alimentation munie d'orifice 10 de raccordement à un circuit d'alimentation.
La tuy~re selon l'invention permet l'in~ection de n'impoxte quelle ~uantit~ d'oxygène puisque celui-Ci est envoy~
froid, n'~tant plus mélangé au vent chaud mais simplement ~ de 20 l'air froid. Le refroidissement n'est plus nécessaire. En effet, le fuel dans la chambre d'injection annulaire sert d'agent de refroidissement et surtout le fuel ~tant inject~ et pulvérisé
travers le nez de la tuyère, il se forme devant celui-cl une zone de combustion avec nuage de particules de carbone, qui prote-25 ge le nez de la tuyère du rayonnement calorique des matieres en fusion à l'int~rieur du four.
On peut avec une telle tuy~re r~guler tr~s ai-s~ment 1'alimentation au moyen d'un circuit, comme représent~
~ la ~igure 3. On trouve en 11 l'alimentation en vent chaud pour 30 le conduit 1, une alimentation 12 en air froid sur laquelle se branche une alimentation 13 en oxyg~ne pour ]a chambre 7, enfin une alimentation 14 en fuel avec rechauffage 15 ~ la vapeur pour la chambre 3, avec en parallèle une alimenta-tion 16 à la vapeur seule qui sert lors de l'arret 35 prolong~ d'alimentation en fuel ~ purger la chambre 3 et les conduits 4 et 5 d'alimentation ou ~ mettre ceux-ci . .

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3 la temp~rature convenable lor~ de la réinjection de fuel.
Il est évident que le fuel peut être remplacé par d'autres agents réducteurs et, en particulier, par du gaz L'invention n'est pas limitee aux formes de r~alisation repr~sent~es ~t décrites en détail, car diverses modifications peuvent y êtFe apport~es sans sortir de son cadre.

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Claims (3)

Les réalisations de l'invention au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Tuyère de haut-fourneau, du type comprenant trois chambres d'injection concentriques séparées débou-chant chacune à travers le nez de la tuyère et reliées à
des sources d'air chaud, de combustible et de comburant auxiliaire, caractérisée en ce que la chambre centrale est reliée à la source d'air chaud, en ce que la chambre annulaire intermédiaire est reliée à la source de combus-tible et en ce que la chambre annulaire extérieure est reliée à la source de comburant auxiliaire.

2. Procédé d'injection d'air chaud, d'un combustible et d'un comburant auxiliaire dans un haut-fourneau, au moyen d'au moins une tuyère non refroidie à
l'eau, comprenant trois chambres d'injection concentri-ques séparées débouchant chacune dans le haut-fourneau à
travers le nez de la tuyère, ce procédé étant caractérisé
en ce que l'air chaud est introduit par la chambre centrale, le combustible est introduit par la chambre intermédiaire, de telle sorte qu'il sert d'agent de refroidissement de la tuyère, et le comburant auxiliaire est introduit par la chambre extérieure.

3. Procédé d'injection selon la revendication 2, caractérisé en ce que le comburant auxiliaire est constitué par un mélange froid d'air et d'oxygène pur.