LU88004A1

LU88004A1 - DEVICE FOR THE MASSIVE INJECTION OF FUEL AND WIND IN A BLAST FURNACE

Info

Publication number: LU88004A1
Application number: LU88004A
Authority: LU
Inventors: Nikolas Ponghis
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1992-06-01
Also published as: BE1004575A6

Description

Dispositif pour 1'injection massive de combustible et de vent dans un haut fourneau.Device for the massive injection of fuel and wind into a blast furnace.

La présente invention concerne un dispositif pour l'injection massive de combustible et de vent dans un haut fourneau.The present invention relates to a device for the massive injection of fuel and wind into a blast furnace.

On sait que l'injection d'un combustible auxiliaire par les tuyères d'un haut fourneau permet de remplacer une partie du coke, et peut ainsi conduire à une réduction appréciable des frais d'exploitation. L'économie réalisée dépend d'une paft, de la proportion de coke remplacée par le combustible"auxiliaire et d'autre part, de la différence de prix entre ces deux combustibles.It is known that the injection of an auxiliary fuel through the nozzles of a blast furnace makes it possible to replace part of the coke, and can thus lead to an appreciable reduction in operating costs. The savings achieved depend on a paft, on the proportion of coke replaced by the auxiliary fuel and on the other hand, on the price difference between these two fuels.

Actuellement, le combustible auxiliaire le plus économique est le charbon pulvérisé, et on cherche dès lors à en injecter des quantités de plus en plus élevées dans les hauts fourneaux.Currently, the most economical auxiliary fuel is pulverized coal, and it is therefore sought to inject increasing amounts into blast furnaces.

La description qui suit sera plus spécialement consacrée à l'injection de charbon pulvérisé. Il va de soi cependant que l'invention n'est pas limitée à ce combustible particulier, considéré ici à titre de simple exemple, mais qu'elle s'étend également à d'autres combustibles, solides, liquides ou gazeux, que l'on peut injecter dans un haut fourneau.The description which follows will be more particularly devoted to the injection of pulverized coal. It goes without saying, however, that the invention is not limited to this particular fuel, considered here as a simple example, but that it also extends to other fuels, solid, liquid or gaseous, than it can be injected into a blast furnace.

Il apparaît que la quantité de charbon qui peut être injectée, rapportée à la tonne de fonte, tend vers une limite imposée par les conditions physiques de la combustion. En particulier, la combustion du charbon dans le haut fourneau, au niveau des tuyères à vent, devient de plus en plus difficile parce que la quantité d'oxygène disponible pour cette combustion diminue progressivement.It appears that the quantity of coal which can be injected, in relation to the ton of pig iron, tends towards a limit imposed by the physical conditions of combustion. In particular, the combustion of coal in the blast furnace, at the level of the wind nozzles, becomes increasingly difficult because the quantity of oxygen available for this combustion gradually decreases.

Il est également bien connu de pallier cet inconvénient en utilisant de l'air enrichi en oxygène, ou même de l'oxygène pratiquement pur, pour brûler le charbon dans des dispositifs permettant une combustion très intense. De tels brûleurs, dans lesquels le charbon pulvérisé se trouve à proximité de l'oxygène, doivent cependant être pourvus de systèmes de refroidissement pour éviter toute réaction spontanée, éventuellement violente, entre ces deux substances. Le refroidissement est a fortiori absolument indispensable dans le cas des brûleurs utilisés au haut fourneau, parce qu'ils sont plongés dans un courant de vent à haute température, de l'ordre de 1100 - 1300eC, circulant à très grande vitesse, à savoir environ 200 m/s.It is also well known to overcome this drawback by using oxygen-enriched air, or even practically pure oxygen, to burn the coal in devices allowing very intense combustion. Such burners, in which the pulverized coal is in the vicinity of oxygen, must however be provided with cooling systems to avoid any spontaneous reaction, possibly violent, between these two substances. Cooling is a fortiori absolutely essential in the case of burners used in the blast furnace, because they are immersed in a current of wind at high temperature, of the order of 1100 - 1300eC, circulating at very high speed, namely approximately 200 m / s.

La nécessité de prévoir de tels systèmes de refroidissement conduit à augmenter les dimensions, et par conséquent le poids des brûleurs, à un point tel qu'ils ne peuvent plus être manipulés par un opérateur sans l'aide d'équipements encombrants et coûteux.The need to provide such cooling systems leads to increasing the dimensions, and therefore the weight of the burners, to such an extent that they can no longer be handled by an operator without the aid of bulky and expensive equipment.

La présente invention a pour objet de proposer un dispositif qui permet d'effectuer une injection massive de combustible auxiliaire et de vent dans un haut fourneau sans présenter l'inconvénient précité d'un poids et d'un volume excessifs.The object of the present invention is to provide a device which makes it possible to carry out a massive injection of auxiliary fuel and wind into a blast furnace without having the aforementioned drawback of excessive weight and volume.

Conformément à la présente invention, un dispositif pour l'injection massive de combustible et de vent dans un haut fourneau, qui comporte au moins un conduit à combustible et au moins un conduit à vent débouchant dans une tuyère du haut fourneau, ainsi que des moyens de refroidissement desdits conduits à combustible et à vent, est caractérisé en ce qu'il comprend un corps allongé disposé dans la paroi de ladite tuyère en la traversant obliquement et en débouchant à l'intérieur de ladite tuyère, en ce que ledit corps est fixe et est équipé d'un circuit de refroidissement, en ce que ledit corps présente des passages longitudinaux qui débouchent à l'intérieur de ladite tuyère, en ce que lesdits conduits à combustible et à vent sont montés dans lesdits passages longitudinaux, et en ce qu'ils peuvent coulisser, dans lesdits passages, suivant leur axe longitudinal, entre une position d'injection et une position de repos.According to the present invention, a device for the massive injection of fuel and wind into a blast furnace, which comprises at least one fuel duct and at least one wind duct opening into a nozzle of the blast furnace, as well as means for cooling said fuel and wind conduits, is characterized in that it comprises an elongated body disposed in the wall of said nozzle by crossing it obliquely and opening into the interior of said nozzle, in that said body is fixed and is equipped with a cooling circuit, in that said body has longitudinal passages which open into the interior of said nozzle, in that said fuel and wind conduits are mounted in said longitudinal passages, and in that 'They can slide, in said passages, along their longitudinal axis, between an injection position and a rest position.

L'angle d'inclinaison du dispositif d'injection, respectivement des conduits à combustible et à vent, par rapport à l'axe longitudinal de la tuyère, est choisi en fonction des conditions particulières à chaque cas d'application. En règle générale, cet angle d'inclinaison est cependant compris entre 10e et 45*, avec une valeur préférentielle de l'ordre de 20“.The angle of inclination of the injection device, respectively of the fuel and wind pipes, relative to the longitudinal axis of the nozzle, is chosen according to the conditions specific to each application case. As a general rule, however, this angle of inclination is between 10th and 45 *, with a preferred value of the order of 20 ".

Une tuyère de haut fourneau peut être équipée d'un seul dispositif d'injection conforme à l'invention.A blast furnace nozzle can be equipped with a single injection device according to the invention.

»"

Il ne sortirait cependant pas du cadre de l'invention de prévoir plusieurs dispositifs d'injection, répartis régulièrement sur le pourtour de la tuyère et présentant éventuellement des angles d'inclinaison différents par rapport à l'axe longitudinal de la tuyère.It would not, however, depart from the scope of the invention to provide several injection devices, distributed regularly around the periphery of the nozzle and possibly having different angles of inclination relative to the longitudinal axis of the nozzle.

Un dispositif d'injection conforme à 1'invention est représenté schématiquement dans la figure unique annexée.An injection device according to the invention is shown diagrammatically in the attached single figure.

Dans cette figure, on peut voir une tuyère de haut fourneau 1 équipée d'un dispositif d'injection qui traverse obliquement sa paroi latérale. Le dispositif d'injection comporte un corps allongé 2 pourvu d'un circuit de refroidissement symbolisé par les flèches 3 et 4 d'entrée et de sortie de l'eau. Dans ce corps 2 sont ménagés des passages longitudinaux dans lesquels sont introduits des tubes 5, 6. Ces tubes constituent respectivement un conduit à combustible 5, par exemple à charbon, et un conduit à vent 6, par exemple à oxygène. Ils sont raccordés souplement à des sources de combustible, respectivement de vent, non représentées. Ils peuvent coulisser entre une position de repos, représentée en trait plein, et une position d'injection, représentée en trait interrompu.In this figure, one can see a blast furnace nozzle 1 equipped with an injection device which passes obliquely through its side wall. The injection device comprises an elongated body 2 provided with a cooling circuit symbolized by the arrows 3 and 4 for entering and leaving the water. In this body 2 are formed longitudinal passages into which tubes 5, 6 are introduced. These tubes respectively constitute a fuel conduit 5, for example for coal, and a wind conduit 6, for example for oxygen. They are flexibly connected to fuel sources, respectively wind, not shown. They can slide between a rest position, shown in solid lines, and an injection position, shown in broken lines.

L'avantage de ce dispositif est qu'il est aisément manipulate par un opérateur et qu'il ne doit pas être démonté lorsque l'on ne pratique pas d'injection de combustible dans le haut fourneau.The advantage of this device is that it is easily manipulated by an operator and that it should not be dismantled when fuel injection is not carried out in the blast furnace.

Claims

1. Device for the massive injection of fuel and wind into a blast furnace, which comprises at least one fuel duct and at least one wind duct opening into a nozzle (1) of the blast furnace, as well as cooling means of said fuel and wind conduits, characterized in that it comprises an elongated body (2) arranged in the wall of said nozzle (1) by crossing it obliquely and opening out inside said nozzle, in that said body (2) is fixed and is equipped with a cooling circuit (3,4), in that said body has longitudinal passages which open out inside said nozzle, in that said fuel conduits (5) and wind (6) are mounted in said longitudinal passages, and in that they can slide, in said passages, along their longitudinal axis, between an injection position and a rest position.

2. Device according to claim 1, characterized in that its angle of inclination relative to the longitudinal axis of the nozzle is between 10th and 45th.

3. Blast furnace nozzle equipped with at least one injection device according to either of the preceding claims.