FR2476133A1

FR2476133A1 - METHOD AND DEVICE FOR ADJUSTING THE TEMPERATURE OF THE HOT WIND IN A HOT WIND PRODUCTION FACILITY

Info

Publication number: FR2476133A1
Application number: FR8102761A
Authority: FR
Inventors: Edouard Legille; Marc Solvi; Louis Schmidt; Carlo Spedener
Original assignee: Paul Wurth SA
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1981-02-12
Publication date: 1981-08-21
Also published as: LU82174A1; SE8101001L; IT1169204B; DE3104336A1; GB2069678B; JPS56130413A; NL8100748A; BE887479A; IT8119752A0; GB2069678A; ATA51081A

Abstract

DANS UNE INSTALLATION DE PRODUCTION DE VENT CHAUD POUR L'ENTRETIEN DU PROCESSUS DE COMBUSTION OU DE REDUCTION DANS UN FOUR, IL SE PRODUIT DES FLUCTUATIONS DE LA TEMPERATURE DU VENT PRODUIT DANS LES COWPERS 2. POUR SUPPRIMER CES FLUCTUATIONS DE TEMPERATURE, ON PREVOIT GENERALEMENT UNE CHAMBRE DE MELANGE DANS LAQUELLE ON REDUIT LA TEMPERATURE DU VENT CHAUD A UNE VALEUR CONSTANTE EN Y AJOUTANT DU VENT FROID. DANS LE BUT DE SUPPRIMER CETTE CHAMBRE DE MELANGE ET DE SIMPLIFIER L'INSTALLATION, L'INVENTION PROPOSE D'EFFECTUER CE MELANGE A L'INTERIEUR DE L'ENCEINTE DU COWPER 2. APPLICATION AUX HAUTS FOURNEAUX.IN A HOT WIND PRODUCTION PLANT FOR THE MAINTENANCE OF THE COMBUSTION OR REDUCTION PROCESS IN A FURNACE, FLUCTUATIONS IN THE TEMPERATURE OF THE WIND PRODUCED IN THE COWPERS ARE GENERALLY PROVIDED. MIXING CHAMBER IN WHICH THE TEMPERATURE OF THE HOT WIND IS REDUCED TO A CONSTANT VALUE BY ADDING COLD WIND. IN ORDER TO REMOVE THIS MIXING CHAMBER AND TO SIMPLIFY THE INSTALLATION, THE INVENTION PROPOSES TO CARRY OUT THIS MIXING INSIDE THE COWPER 2 ENCLOSURE. APPLICATION TO HIGH RANGES.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dis-The present invention relates to a method and a

positif de réglage de la température du vent chaud dans une installation de production de vent chaud avec au moins un couple de cowpers, chaque cowper comprenant, entre autres, un puits de ruchage occupé essentiellement par un empilage de briques réfractaires et pourvu à sa base d'un orifice d'admission de vent froid et d'un orifice de sortie des fumées de combustion, et d'un orifice de sortie de vent chaud situé à la partie supérieure du puits, et un ou plusieurs brûleurs montés, soit audessus du ruchage réfractaire, soit dans un puits de combustion et un dispositif de surveillance de la température du vent chaud produite par l'installation, ce procédé comprenant une période de combustion consistant à brûler dans chacun des brûleurs un gaz combustible en vue du réchauffement du puits de ruchage et une période de vent consistant à admettre du vent froid à la base du puits de ruchage et à extraire à la partie supérieure du puits le vent positive adjustment of the temperature of the hot wind in a hot wind production plant with at least a couple of cowpers, each cowper comprising, inter alia, a ruching well occupied essentially by a stack of refractory bricks and provided at its base; a cold wind intake port and a flue gas outlet port, and a hot wind outlet port located at the top of the well, and one or more mounted burners, above the rush refractory, either in a combustion well and a device for monitoring the temperature of the hot wind produced by the installation, this method comprising a combustion period of burning in each of the burners a fuel gas for the purpose of heating the rush well and a period of wind consisting of admitting cold wind at the base of the rush pit and extracting the upper part of the well from the wind.

chaud ayant récupéré lors de la traversée du ruchage la cha- when it has recovered during the crossing of the ruchage the

leur emmagasinée dans celui-ci lors de la période de combus- stored in it during the burning period.

tion et dans lequel on mélange au vent chaud une certaine quantité d'air froid, cette quantité étant réglée en fonction de la température décelée par le dispositif de surveillance de la température pour que celle-ci reste constamment égale and in which a certain quantity of cold air is mixed with the hot wind, this quantity being adjusted according to the temperature detected by the temperature monitoring device so that it remains constantly equal to

à une température prédéterminée. at a predetermined temperature.

On sait que dans le cas d'un haut fourneaupar exem- In the case of a blast furnace, for example,

ple,le vent chaud est amené dans une conduite circulaire ali- the hot wind is brought into a circular

mentant les tuyères individuelles par lesquelles le vent chaud est injecté dans le four pour l'entretien du processus the individual nozzles through which the hot wind is injected into the furnace for the maintenance of the process

à l'intérieur de celui-ci. Afin d'assurer une maîtrise par- inside of it. In order to ensure a thorough control

faite de l'opération du four, il est nécessaire que la tempé- the operation of the oven, it is necessary that the temperature

rature du vent chaud soit constante ou, du moins, qu'elle soit contrôlable. Or, le vent chaud produit dans une telle installation de cowpers ne possède pas une température qui reste constante pendant toute la période de vent. En outre, il est possible qu'il existe une différence de température entre le vent chaud produit dans l'un des cowpers et celui the temperature of the hot wind is constant or, at least, controllable. However, the hot wind produced in such a cowper installation does not have a temperature that remains constant throughout the wind period. In addition, it is possible that there is a difference in temperature between the hot wind produced in one of the stoves and that

produit dans un autre. En vue de la suppression de ces fluc- produced in another. With a view to the removal of these

tuations de température du vent chaud, il est prévu dans les installations actuelles, une station de mélange en amont -2- de la conduite circulaire et en aval des cowpers. Dans If the temperature of the hot wind is present, a mixing station upstream of the circular duct and downstream of the stoves is provided in the present installations. In

cette station de m6lange, on ajoute au vent chaud la quan- mixing station, the hot wind is added to the

tité d'air froid nécessaire à maintenir la température, au niveau de la conduite circulaire, à une valeur constante, dite température réglée du vent chaud. Si l'on veut obtenir une température réglée du vent chaud, par exemple, de 1250 0C, ce qui est le cas pour les hautsfourneaux modernes, il faut que cold air temperature necessary to maintain the temperature, at the level of the circular pipe, at a constant value, the so-called set temperature of the hot wind. If one wants to obtain a regulated temperature of the hot wind, for example, of 1250 0C, which is the case for the highfourneaux modern, it is necessary that

la température du ruchage réfractaire, au moins dans la par- the temperature of the refractory ruchage, at least in the

tie supérieure, soit portée à 1400 0C. higher, be raised to 1400 0C.

Le but de la présente invention est de prévoir un nou- The object of the present invention is to provide a new

veau procédé de mélange qui permet une simplification sensible de l'installation de production de vent chaud. A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que calf mixing process which allows a significant simplification of the hot wind production facility. For this purpose, the method according to the invention is characterized by the fact that

l'on effectue le mélange à l'intérieur de l'enceinte du cow- the mixing is carried out inside the enclosure of the cow-

per. Ceci permet la suppression de toute la station de mé- per. This allows the entire station to be removed.

lange. Dans un mode d'exécution avantageux, on effectue le mélange immédiatement au-dessus du ruchage réfractaire et on introduit le vent de mélange à travers les brûleurs, ceci aussi bien dans le cas o les brûleurs sont disposés dans un lange. In an advantageous embodiment, the mixing is carried out immediately above the refractory rickling and the mixing wind is introduced through the burners, this also in the case where the burners are arranged in a

puits de combustion que dans le cas o les brûleurs sont dis- combustion chamber only in the case where the burners are

posés dans la voûte du cowper immédiatement au-dessus du ru- placed in the vault of the cowper immediately above the ru-

chage. Le vent de mélange sera, de préférence, constitué par chage. The mixing wind will preferably be constituted by

une partie du vent froid,en prélevant sur la conduite prin- part of the cold wind, taking from the main pipe

cipale d'admission de vent froid, la quantité nécessaire the cold wind inlet, the quantity required

au mélange.to the mixture.

L'installation pour la mise en oeuvre du procédé est The installation for the implementation of the process is

essentiellement caractérisée par une conduite auxiliaire re- essentially characterized by an auxiliary line

liant au moins un des brûleurs à une conduite principale d'admission de vent froid à la base du puits de ruchage et par un clapet de réglage dans cette conduite auxiliaire, la connecting at least one of the burners to a cold wind intake main line at the base of the rush pit and a control valve in this auxiliary line, the

position de ce clapet étant commandée automatiquement en fonc- position of this valve being controlled automatically according to

tion du dispositif de surveillance de température. temperature monitoring device.

D'autres particularités et caractéristiques ressor- Other features and characteristics

tiront de la description d'un exemple de mise en oeuvre en from the description of an example of implementation in

référence à un mode de réalisation présenté ci-dessous, à reference to an embodiment presented below,

titre d'illustration, et en se référant aux figures an- illustration, and referring to the figures

nexées la et lb qui montrent un exemple d'un cowper sans puits de combustion avec brûleurs dans la coupole, du genre décrit dans le brevet luxembourgeois No 82 176 intitulé "Installation de production de vent chaud et procédé mis en oeuvre". Il est toutefois à signaler que l'invention n'est pas limitée à cet exemple spécifique. Le cowper représenté sur la figure et désigné, dans son ensemble, par la référence 2, comporte essentiellement un puits de ruchage 4 surmonté d'une chambre 6 et séparé de Nos. 1a and 1b which show an example of a cowper without a combustion chamber with burners in the dome, of the type described in the Luxemburgish Patent No. 82 176 entitled "Hot Wind Production Plant and Process Used". It should be noted, however, that the invention is not limited to this specific example. The cowper shown in the figure and designated, as a whole, by the reference 2, essentially comprises a ruching well 4 surmounted by a chamber 6 and separated from

celle-ci par une dalle transversale 8 en matière réfractaire. it by a transverse slab 8 of refractory material.

Cette dalle supporte plusieurs, dans l'exemple représenté, This slab supports several, in the example shown,

quatre brileurs 10 se trouvant à l'intérieur de la chambre 6. four brilers 10 being inside the chamber 6.

Les brûleurs 10 sont alimentés en gaz combustible par une conduite circulaire extérieure 12 et en air de combustion par The burners 10 are supplied with combustible gas by an outer circular pipe 12 and combustion air by

une conduite centrale 14 reliée radialement à chacun des brQ- a central pipe 14 radially connected to each of the br

leurs.their.

La figure montre également une conduite principale 16 amenant le vent froid à la base du cowper. Cette conduite The figure also shows a main pipe 16 bringing the cold wind to the base of the cowper. This conduct

communique avec le puits de ruchage 4 à travers une vanne prin- communicates with the rush 4 well through a main valve

cipale 18 et une vanne auxiliaire 20. Le vent chaud quitte le puits de ruchage par une ouverture latérale 22 pouvant être 18 and an auxiliary valve 20. The hot wind leaves the rutting well through a lateral opening 22 which can be

reliée à la conduite circulaire de vent chaud d'un haut four- connected to the circular duct of hot wind from a high furnace

neau. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure on a également adopté un système de refroidissement et de pressurisation de la chambre 6 analogue à l'exemple illustré neau. In the embodiment shown in the figure has also been adopted a cooling system and pressurizing the chamber 6 similar to the illustrated example

par la figure 6 annexée au brevet précité. A cet ef- in Figure 6 attached to the aforementioned patent. To this effect

fet, on a d'abord mis la conduite 14 d'air de combustion en communication avec l'intérieur de la chambre 6 à travers un jeu de clapets 24. Un jeu supplémentaire de clapets 26 règle First, the combustion air line 14 is first communicated with the interior of the chamber 6 through a set of valves 24. An additional set of valves 26 ruler

le passage entre la conduite 14 et chacun des brûleurs 10. the passage between the pipe 14 and each of the burners 10.

La circulation dans la chambre 6 est assurée en évacuant l'air à travers une conduite 28, soit vers l'atmosphère, soit vers la The circulation in the chamber 6 is ensured by evacuating the air through a pipe 28, either towards the atmosphere or towards the

base du puits de ruchage 4 pour un recyclage avec le vent froid. base of the rush 4 well for recycling with the cold wind.

Pendant la période de combustion, on fait donc circuler de During the combustion period, we therefore circulate

l'air de combustion non seulement dans les brûleurs, mais éga- combustion air not only in the burners, but also

lement autour de ceux-ci et à l'intérieur de la chambre 6 à around them and inside room 6 at

des fins de refroidissement.cooling purposes.

En vue de la pressurisation de la chambre 6, et de son refroidissement lors de la période de vent, il est prévu -4- une conduite auxiliaire 30 de vent froid reliant la conduite principale 16 à travers les vannes 18 et 20 à la conduite 14 d'alimentation des brûleurs 10 en air de combustion. Cette conduite 30 comporte également un clapet de réglage 32 pour déterminer le débit dans la conduite 30. Pour plus de dé- In order to pressurize the chamber 6, and to cool it during the wind period, there is provided a cold wind auxiliary line 30 connecting the main line 16 through the valves 18 and 20 to the line 14. supplying burners 10 with combustion air. This pipe 30 also comprises an adjustment valve 32 for determining the flow rate in the pipe 30. For more

tails concernant le fonctionnement, notamment le refroidis- details concerning the operation, in particular the cooling

sement et la pressurisation, on se référera au brevet pré- and pressurization, reference will be made to the pre-

cité. Conformément à la présente invention,-on effectue le mélange entre le vent chaud et une certaine quantité de city. In accordance with the present invention, the mixture is blended between the hot wind and a certain amount of

vent froid de mélange, en vue d'obtenir une température ré- cold wind of mixing, in order to obtain a

glée du vent chaud, à l'intérieur de l'enceinte du cowper 2 et, dans le cas particulier de la figure, dans une chambre 34 formée entre la surface supérieure du puits de ruchage 4 et of the hot wind, inside the chamber of the cowper 2 and, in the particular case of the figure, in a chamber 34 formed between the upper surface of the raking well 4 and

la surface inférieure de la dalle 8 supportant les brûleurs. the lower surface of the slab 8 supporting the burners.

Dans ce cas particulier, on'peut profiter de la présence de la conduite 30 pour amener une quantité déterminée de vent froid à travers la conduite 14 et les brQleurs 10 dans la In this particular case, it is possible to take advantage of the presence of the pipe 30 to bring a determined amount of cold wind through the pipe 14 and the burners 10 into the pipe.

chambre 34. Par conséquent, aussi bien l'air de refroidisse- 34. Therefore, both the cooling air and the

ment de la chambre 6 que l'air de pressurisation de cette Chamber 6 that the pressurizing air of this

chambre 6 et le vent de mélange sont constitués par une cer- chamber 6 and the mixing wind consist of a number of

taine quantité de vent froid dérivé de la conduite princi- a certain amount of cold wind derived from the main

pale 16.blade 16.

Le réglage de la quantité totale nécessaire pour le The setting of the total quantity needed for

refroidissement, la pressurisation et le mélange est effec- cooling, pressurization and mixing is effec-

tué par le clapet 32. La proportion entre le vent de mélange, killed by the valve 32. The proportion between the mixing wind,

d'une part, et l'air de refroidissement et l'air d'égalisa- on the one hand, and the cooling air and the air of equali-

tion, d'autre part, est réalisé au moyen des deux jeux de clapets 24 et 26. Si, par exemple, le dispositif, non montré, tion, on the other hand, is achieved by means of the two sets of valves 24 and 26. If, for example, the device, not shown,

de surveillance de la température du vent chaud dans la con- monitoring the temperature of the hot wind in the con-

duite circulaire détecte une tendance ascendante de la tempé- Circular picking detects an upward trend in temperature

rature du vent chaud, il faudra augmenter la quantité de vent de mélange pour ramener la température au niveau voulu. A If the wind is warm, the amount of mixing wind must be increased to bring the temperature to the desired level. AT

cet effet, on ouvrira le clapet 32 ainsi que les clapets 26. this effect, the flap 32 and the flaps 26 will be opened.

Indépendamment de cela, on peut également actionner le cla- Independently of this, it is also possible to operate the

pet 24 en vue de satisfaire les besoins de refroidissement pet 24 in order to satisfy cooling needs

de la chambre 6.from bedroom 6.

Si, par contre, le dispositif de surveillance de la température du vent chaud détecte une tendance descendante If, on the other hand, the device for monitoring the temperature of the hot wind detects a downward trend

de la température réglée du vent chaud, il suffirait de fer- temperature of the hot wind, it would be enough to

mer le clapet 32 pour diminuer le débit dans la conduite 30 et, en même temps, la quantité de vent de mélange. Si en sea valve 32 to reduce the flow in the pipe 30 and, at the same time, the amount of mixing wind. If in

même temps qu'une diminution de vent de mélange, il est néces- same time as a decrease of mixing wind, it is necessary

saire d'avoir une augmentation de l'air de refroidissement to have an increase in cooling air

pour assurer le refroidissement de la chambre 6, il est pos- to ensure the cooling of the chamber 6, it is pos-

sible d'ouvrir davantage lesclapets 24 et de fermer davantage sible to further open the valves 24 and close further

les clapets 26 sans changer la position du clapet 32. the valves 26 without changing the position of the valve 32.

Il est bien entendu que les manoeuvres des clapets sont effectuées automatiquement en fonction des indications fournies par le dispositif de surveillance de la température du vent chaud à la conduite circulaire d'une part, et un autre dispositif de surveillance de la température dans la It is understood that the operations of the valves are carried out automatically according to the indications provided by the device for monitoring the temperature of the hot wind to the circular pipe on the one hand, and another device for monitoring the temperature in the

chambre 6, d'autre part.bedroom 6, on the other hand.

Dans le cas d'un cowper classique avec un puits de combustion, qu'il soit séparé ou incorporé, il est également possible d'introduire le vent de mélange à travers le ou les brûleurs en les branchant à travers une conduite auxiliaire In the case of a conventional cowper with a combustion well, whether separate or incorporated, it is also possible to introduce the mixing wind through the burner (s) by connecting them through an auxiliary line.

analogue à la conduite 30, sur la conduite principale d'ad- similar to the pipe 30, on the main pipe of

mission de vent froid. Il est toutefois évident que le sys- mission of cold wind. It is clear, however, that the

tème proposé par l'invention est particulièrement avantageux dans le cas du mode de réalisation représenté sur la figure ou dans le cas des autres modes de réalisation proposés dans le brevet précité, étant donné qu'on profite de la présence des circuits de refroidissement et que l'on peut The method proposed by the invention is particularly advantageous in the case of the embodiment shown in the figure or in the case of other embodiments proposed in the aforementioned patent, since we take advantage of the presence of cooling circuits and that one can

combiner l'opération de mélange et l'opération de refroidis- combine the mixing operation and the cooling operation

sement. Autrement dit, on obtient un vent chaud à tempéra- ment. In other words, a warm wind is obtained at tempera-

ture réglée, sans avoir besoin d'une station de mélange et ture, without the need for a mixing station and

sans être obligé d'avoir recours à un équipement supplémen- without the need for additional equipment

taire.silent.

-6--6-

Claims

R E V E N D I C A T IO N S

1. - A method for adjusting the temperature of the hot wind in a hot wind production plant with at least a pair of stoves, each cowper comprising, inter alia, a ruching well occupied essentially by a stack of refractory bricks and provided with its base of a cold wind inlet and a smoke outlet

combustion, and a hot wind outlet orifice located.

at the upper part of the well, and one or more burners mounted, either above the refractory rick, or in a combustion well and a device for monitoring the temperature of the hot wind produced by the installation, this method comprising a period method of burning in each of the burners a fuel gas for heating the raking well and a wind period of admitting a cold wind to the base of the rush well and extracting the upper part of the well from the wind

when it has recovered during the crossing of the ruchage the

stored in it during the burning period.

and in which a certain amount of cold mixing wind is mixed with the hot wind, this quantity being adjusted according to the temperature detected by the cooling device.

temperature monitoring so that it remains constant

equal to a predetermined temperature, characterized in that the mixing is carried out inside

the enclosure of the cowper.

2. - Process according to claim 1, characterized in that the mixing is carried out immediately above

refractory rickering.

3. - Process according to any one of the claims

1 or 2, characterized in that the mixing wind is introduced.

ge through the burner (s).

4. - Process according to any one of the claims

1 to 3, characterized in that the mixing wind is con-

tituated by a part of the cold wind that is derived from a

main intake of cold wind at the base of the well

ruching.

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5. - Device for implementing the method

according to any one of claims 1 to 4, characterized

by an auxiliary duct (30) connecting at least one of the burners (10) to a cold wind intake main duct (16) at the base of the rush well (4) and a control flap (32> provided in this auxiliary pipe (30), the position of this valve being automatically controlled by

function of the temperature monitoring device.

6. - Device according to claim 5, characterized in that the auxiliary pipe (30) is connected to the burners

(10) through a combustion air intake pipe (14)

in which control valves (26) are provided.

7. - Device according to any one of the

5 or 6, characterized in that the burners (10) are mounted on a transverse slab (8) above the raking well (4) and in that the mixing is carried out in a defined mixing chamber (34). between the slab (8) and the

upper surface of the ruching (4).

8. - Device according to claim 7, characterized

in that the auxiliary pipe (30) is constituted by the

duite by which cold wind is brought as air

coldness and pressurization in the upper

cowper above the slab (8).