LU88139A1 - Injection of pulverised coal into a blast furnace - by prodn. of an annular hollow jet of coal from a hot blast tuyere - Google Patents

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LU88139A1
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Yvon Kroemmer
Charles Schmit
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Wurth Paul Sa
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    • C21B5/00Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/001Injecting additional fuel or reducing agents
    • C21B5/003Injection of pulverulent coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/16Tuyéres

Abstract

In the combined injection of pulverised coal and a combustive gas into the hearth of a shaft furnace, notably a blast furnace, through a hot blast tuyere, the pulverised coal is injected into the hot blast in the form of an annular hollow jet at the level of the mouth of the tuyere. The combustive gas, which is pref. oxygen, is injected inside the hollow annular jet formed by the pulverised coal. The lance used to inject this mixture of pulverised coal and combustive gas into a shaft furnace is also claimed and comprises two coaxial tubes and a distribution block equipped with a central bore for the pulverised coal. The tuyere in which the injection lance can be mounted and the device for injecting the pulverised coal and combustive gas are also claimed.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'INJECTION DE CHARBON PULVERISE DANS UN CREUSET DE HAUT FOURNEAUPROCESS AND DEVICE FOR INJECTING SPRAYED COAL INTO A BLAST FURNACE

La présente invention concerne un procédé pour l'injection combinée de charbon pulvérisé et d'un comburant gazeux dans un creuset de haut fourneau au moyen d'une lance débouchant dans une tuyère à vent chaud.The present invention relates to a method for the combined injection of pulverized coal and a gaseous oxidizer into a blast furnace crucible by means of a lance opening into a hot-wind nozzle.

On présente également une lance et une tuyère pouvant être avantageusement utilisées pour la mise en oeuvre dudit procédé.There is also presented a lance and a nozzle which can be advantageously used for the implementation of said method.

Il est bien connu que l'injection de charbon pulvérisé dans le vent chaud, qu'on souffle à travers des tuyères à vent chaud dans la partie supérieure du creuset d'un haut fourneau, a de multiples avantages. Elle augmente notamment la capacité de production du haut fourneau et permet de remplacer d'importantes quantités de coke par du charbon meilleur marché.It is well known that the injection of pulverized coal in the hot wind, which is blown through hot-wind nozzles in the upper part of the crucible of a blast furnace, has multiple advantages. In particular, it increases the production capacity of the blast furnace and makes it possible to replace large quantities of coke with cheaper coal.

Cette injection de charbon pulvérisé se fait classiquement par une lance d'injection dans le vent chaud à une certaine distance en amont de l'embouchure de la tuyère dans le creuset. Le charbon pulvérisé est en suspension dans un gaz inerte. Le comburant est soit constitué par le vent chaud, enrichi ou non d'oxygène,.., soit par de l'oxygène pur, amené par une conduite séparée près de l'embouchure de la lance. Dans ce dernier cas, l'oxygène pur est utilisé pour former un mélange combustible primaire avec le charbon pulvérisé à la sortie de la lance, et le vent chaud constitue l'air de combustion secondaire.This injection of pulverized coal is conventionally carried out by an injection lance in the hot wind at a certain distance upstream from the mouth of the nozzle in the crucible. The pulverized coal is suspended in an inert gas. The oxidizer is either constituted by the hot wind, enriched or not with oxygen, .., or by pure oxygen, brought by a separate pipe near the mouth of the lance. In the latter case, pure oxygen is used to form a primary combustible mixture with the pulverized coal at the outlet of the lance, and the hot wind constitutes the secondary combustion air.

Du fascicule de brevet allemand DE-4008963 C1 on connaît un procédé pour l'injection combinée de charbon pulvérisé et d'oxygène dans un creuset de haut fourneau au moyen d'une lance débouchant avec une extrémité dans une tuyère à vent chaud. Le corps de lance comprend un tube intérieur pour le charbon pulvérisé et un tube extérieur formant avec ledit tube intérieur un conduit annulaire pour l'oxygène. Selon le procédé divulgué dans le fascicule de brevet susmentionné le jet de charbon pulvérisé est directement entouré à sa périphérie par un jet d'oxygène annulaire. Bien que ce procédé donne satisfaction à faible débit, il subsiste des problèmes en rapport avec l'introduction de quantités plus importantes de charbon pulvérisé dans le creuset.From German patent specification DE-4008963 C1 there is known a process for the combined injection of pulverized coal and oxygen in a blast furnace crucible by means of a lance opening with one end in a hot-wind nozzle. The lance body comprises an inner tube for pulverized coal and an outer tube forming with said inner tube an annular conduit for oxygen. According to the method disclosed in the aforementioned patent specification, the jet of pulverized coal is directly surrounded at its periphery by a jet of annular oxygen. Although this method is satisfactory at low flow rates, problems remain in connection with the introduction of larger quantities of pulverized coal into the crucible.

En effet, pour travailler de façon efficace lors de l'injection de charbon pulvérisé dans un haut fourneau, il faut réaliser une combustion aussi complète que possible du charbon dans la zone turbulente à proximité immédiate de l'embouchure de la tuyère dans le creuset. Si cette combustion n'a pas lieu de façon convenable avant ou dans cette zone, ce qui est notamment le cas lorsqu'on travaille avec des débits importants de charbon pulvérisé dans une tuyère, d'importantes quantités de résidus poudreux de la combustion s'accumulent dans le haut fourneau et dans les filtres de ce dernier et en augmentent considérablement la résistance à l'écoulement des gaz chauds.Indeed, to work efficiently during the injection of pulverized coal in a blast furnace, it is necessary to carry out a combustion as complete as possible of the coal in the turbulent zone in the immediate vicinity of the mouth of the nozzle in the crucible. If this combustion does not take place properly before or in this zone, which is particularly the case when working with large flows of coal pulverized in a nozzle, large quantities of powdery residue from the combustion s' accumulate in the blast furnace and in the filters thereof and considerably increase the resistance to the flow of hot gases.

La difficulté à obtenir une combustion complète dans ladite zone turbulente est due d'un part à la faible distance disponible et d'autre part à la vitesse élevée du vent chaud dans la tuyère. Pendant le temps extrêmement court disponible pour la combustionde particules de charbon à la sortie de la lance, le jet compact de charbon pulvérisé en suspension dans un gaz neutre doit être dissocié, les particules isolées de charbon doivent être réchauffées jusqu'à provoquer le dégagement de gaz de pyrolyse, les gaz de pyrolyse doivent se mélanger avec le comburant, l'inflammation de ce mélange gazeux doit avoir lieu et les résidus solides de la pyrolyse doivent réagir avec le comburant dans une réaction d'oxydation hétérogène. Un des problèmes majeurs de l'injection de charbon pulvérisé dans le creuset est donc d'augmenter la cinétique du déroulement de ces mécanismes de combustion décrits très sommairement ci-avant.The difficulty in obtaining complete combustion in said turbulent zone is due on the one hand to the short distance available and on the other hand to the high speed of the hot wind in the nozzle. During the extremely short time available for the combustion of coal particles at the outlet of the lance, the compact jet of coal sprayed in suspension in a neutral gas must be dissociated, the isolated particles of coal must be reheated until the release of pyrolysis gases, the pyrolysis gases must mix with the oxidizer, the ignition of this gas mixture must take place and the solid residues from the pyrolysis must react with the oxidant in a heterogeneous oxidation reaction. One of the major problems of injecting pulverized coal into the crucible is therefore to increase the kinetics of the course of these combustion mechanisms described very briefly above.

Le but de la présente invention est de présenter un nouveau procédé pour l'injection combinée de charbon pulvérisé et d'un comburant gazeux dans un creuset de haut fourneau, au moyen d'une lance débouchant dans une tuyère à vent chaud, qui permet d'améliorer sensiblement le rendement de la combustion, surtout lorsqu'on travaille avec des débits importants de charbon pulvérisé.The object of the present invention is to present a new process for the combined injection of pulverized coal and a gaseous oxidizer in a blast furnace crucible, by means of a lance opening into a hot-wind nozzle, which allows 'Significantly improve the combustion efficiency, especially when working with high pulverized coal flow rates.

Cet objectif est atteint par un procédé caractérisé en ce que, au niveau de l'embouchure de la tuyère dans le creuset, ladite lance injecte le charbon pulvérisé dans le vent chaud sous forme d'un jet annulaire creux et en ce que ladite lance introduit le comburant gazeux à l'intérieur dudit jet annulaire creux.This objective is achieved by a process characterized in that, at the mouth of the nozzle in the crucible, said lance injects the coal sprayed into the hot wind in the form of a hollow annular jet and in that said lance introduces the gaseous oxidant inside said hollow annular jet.

Selon la présente invention le charbon pulvérisé n'est donc plus injecté sous forme d'un jet compact plein mais bien sous forme d'un jet annulaire creux. Cette façon de procéder présente comme avantage direct que le jet est plus facilement dissociable en particules isolées qu'un jet compact plein transportant le même débit de charbon pulvérisé. De plus la surface extérieure du jet est augmentée, de même que l'épaisseur du jet est diminuée, ce qui expose les particules isolées de charbon de façon plus directe au rayonnement.According to the present invention the pulverized coal is therefore no longer injected in the form of a full compact jet but rather in the form of a hollow annular jet. This procedure has the direct advantage that the jet is more easily dissociable into isolated particles than a full compact jet carrying the same flow rate of pulverized coal. In addition, the outside surface of the jet is increased, as well as the thickness of the jet is reduced, which exposes the isolated particles of carbon more directly to radiation.

Le comburant gazeux, par exemple de;t l'oxygène, n'est plus injecté autour du jet de charbon pulvérisé, mais il est introduit directement par la lance dans le creux du jet annulaire de charbon pulvérisé. Cette façon de procéder a de multiples avantages. D'abord, à la sortie de la lance l'oxygène ne constitue plus d'écran froid entre le vent chaud et le jet de charbon pulvérisé. Ensuite, il faut noter que le jet annulaire de charbon pulvérisé est exposé avec sa surface extérieure au vent chaud, et avec sa surface intérieure au comburant gazeux. Les particules de charbon dans le jet annulaire sont en conséquence contenues dans une couche mince prise en sandwich entre deux courants de comburants, ce qui a une influence bénéfique sur la formation rapide d'un mélange inflammable. Enfin, il convient tout particulièrement de remarquer que sous l'influence d'un apport calorifique important, dû aux températures élevées régnant dans le creuset, le gaz comburant introduit dans le creux du jet subit une détente ultra rapide qui fait littéralement exploser de l'intérieur ledit jet annulaire creux de charbon pulvérisé. Cette explosion projette et disperse le comburant, le vent chaud et le combustible, formant un mélange turbulent idéal dans la zone du creuset à proximité de la tuyère où une combustion spontanée a lieu.The gaseous oxidizer, for example oxygen, is no longer injected around the jet of pulverized coal, but it is introduced directly by the lance into the hollow of the annular jet of pulverized coal. This way of proceeding has multiple advantages. First, at the exit of the lance oxygen no longer constitutes a cold screen between the hot wind and the jet of pulverized coal. Next, it should be noted that the annular jet of pulverized coal is exposed with its exterior surface to hot wind, and with its interior surface to gaseous oxidizer. The particles of carbon in the annular jet are consequently contained in a thin layer sandwiched between two streams of oxidizers, which has a beneficial influence on the rapid formation of a flammable mixture. Finally, it should be particularly noted that under the influence of a significant calorific contribution, due to the high temperatures prevailing in the crucible, the oxidizing gas introduced into the hollow of the jet undergoes an ultra rapid expansion which literally explodes from the inside said hollow annular jet of pulverized coal. This explosion projects and disperses the oxidant, the hot wind and the fuel, forming an ideal turbulent mixture in the crucible area near the nozzle where spontaneous combustion takes place.

Tous ces phénomènes se soutiennent mutuellement pour augmenter de façon spectaculaire et inattendue le rendement de combustion lors de l'introduction de charbon pulvérisé à travers la tuyère à vent chaud dans un creuset de haut fourneau. Or, vu que le rendement de combustion est tellement amélioré on peut travailler avec des débits de charbon pulvérisé beaucoup plus élevés, sans pour autant risquer de boucher les filtres du circuit de gaz chauds du haut fourneau. On peut en conséquence remplacer d'importantes quantités de coke par du charbon meilleur marché.All these phenomena support each other to dramatically and unexpectedly increase the combustion efficiency when introducing pulverized coal through the hot wind nozzle into a blast furnace crucible. However, since the combustion efficiency is so much improved, it is possible to work with much higher pulverized coal flow rates, without risking blocking the filters of the hot gas circuit of the blast furnace. Large quantities of coke can therefore be replaced by cheaper coal.

Selon une caractéristique supplémentaire de la présente invention l'injection, du charbon pulvérisé et du comburant, gazeux se fait au niveau de l'embouchure de la tuyère dans ' le creuset. A toutes fins utiles il est rappelé que jusqu'à présent l'injection de charbon pulvérisé devait se faire à une certaine distance en amont de ladite embouchure, de façon à augmenter le chemin disponible pour le déroulement du mécanisme de combustion. Or avec la présente invention, la dissociation du jet de charbon s'effectue quasi immédiatement à la sortie de la tuyère. Il s'ensuit que le chemin nécessaire au déroulement du mécanisme de combustion est extrêmement court et que la lance peut quasiment pénétrer dans le creuset sans pour autant diminuer le rendement de combustion.According to an additional characteristic of the present invention, the injection of pulverized carbon and of the oxidizing gas is carried out at the mouth of the nozzle in the crucible. For all intents and purposes it is recalled that until now the injection of pulverized coal had to be done at a certain distance upstream from said mouth, so as to increase the path available for the unwinding of the combustion mechanism. However, with the present invention, the dissociation of the coal jet takes place almost immediately at the outlet of the nozzle. It follows that the path required for the combustion mechanism to run is extremely short and that the lance can almost penetrate the crucible without reducing the combustion efficiency.

Un avantage direct de cette caractéristique est que le conduit de vent chaud de la tuyère est moins sollicité du point de vue thermique. De plus, il est quasiment exclu que des cendres chaudes viennent se coller aux parois froides de la tuyère, ce qui a non seulement un effet bénéfique sur la durée de vie de cette dernière, mais évite aussi un bouchage de la conduite de vent chaud par les cendres. L'injection du charbon pulvérisé.et du comburant au niveau de l'embouchure de la tuyère dans le creuset permet en conséquence d'augmenter la durée de vie des tuyères équipées d'une injection de charbon pulvérisé, sans pour autant diminuer le rendement de combustion.A direct advantage of this characteristic is that the hot wind duct of the nozzle is less stressed from the thermal point of view. In addition, it is almost impossible for hot ashes to stick to the cold walls of the nozzle, which not only has a beneficial effect on the lifetime of the latter, but also avoids clogging of the hot wind pipe by the ashes. The injection of pulverized coal. And of the oxidant at the mouth of the nozzle in the crucible consequently makes it possible to increase the life of the nozzles equipped with an injection of pulverized coal, without however reducing the yield of combustion.

La présente invention propose aussi une lance pour la mise en oeuvre du procédé. Cette lance comprend dans un corps de lance des conduits séparés pour le charbon pulvérisé et le comburant gazeux et est caractérisée en ce que ledit corps de lance présente dans son extrémité débouchant dans la tuyère à vent chaud une bouche d'injection pour le charbon pulvérisé disposée annulairement autour d'une bouche d'injection pour le gaz comburant.The present invention also provides a lance for implementing the method. This lance comprises in a lance body separate conduits for the pulverized coal and the gaseous oxidizer and is characterized in that said lance body has at its end opening into the hot-wind nozzle an injection mouth for the pulverized coal disposed annularly around an injection mouth for the oxidizing gas.

Ledit corps de lance comprend avantageusement un tube intérieur formant un conduit intérieur pour le comburant gazeux et un tube extérieur entourant le-,.tube intérieur,. ..de façon à définir avec ce dernier un conduit annulaire pour le charbon pulvérisé.Said lance body advantageously comprises an inner tube forming an inner conduit for the gaseous oxidizer and an outer tube surrounding the - ,. inner tube. ..so as to define with the latter an annular duct for pulverized coal.

Cette exécution de la lance permet une réalisation particulièrement simple de la bouche d'injection annulaire du charbon pulvérisé entourant la bouche d'injection du comburant gazeux. Il sera apprécié que l'écoulement du charbon pulvérisé dans le corps de lance est un écoulement rectiligne, qui n'est soumis à aucune déviation. Dans ce contexte il convient en effet de signaler que le charbon pulvérisé a un pouvoir abrasif important, et que toute paroi provoquant une déviation du chemin d'écoulement subit une usure importante. Or, une telle usure au niveau d'une paroi du corps de lance pourrait éventuellement entraîner une rupture subite de cette paroi, avec danger imminent de destruction complete de la lance et du conduit de vent chaud.This execution of the lance allows a particularly simple embodiment of the annular injection mouth of the pulverized coal surrounding the injection mouth of the gaseous oxidant. It will be appreciated that the flow of the pulverized coal into the lance body is a straight flow, which is not subject to any deviation. In this context, it should indeed be pointed out that the pulverized coal has a significant abrasive power, and that any wall causing a deviation of the flow path undergoes significant wear. However, such wear at a wall of the lance body could possibly lead to a sudden rupture of this wall, with imminent danger of complete destruction of the lance and the hot wind duct.

Un dispositif de raccord du corps de lance à un réseau de distribution de charbon pulvérisé en suspension dans un gaz inerte et à un réseau de distribution d'un comburant gazeux, par exemple de l'oxygène, se situe de préférence à l'extérieur du conduit de vent chaud. Ce dispositif est alors monté sur l'extrémité du corps de lance qui est opposée à l'extrémité débouchant dans la tuyère, ce qui permet une introduction facile du corps la lance à travers un manchon pénétrant dans le conduit du vent chaud.A device for connecting the lance body to a distribution network of pulverized coal suspended in an inert gas and to a distribution network of a gaseous oxidant, for example oxygen, is preferably located outside the hot wind duct. This device is then mounted on the end of the lance body which is opposite the end opening into the nozzle, which allows easy introduction of the lance body through a sleeve penetrating the duct of the hot wind.

Un objectif recherché dans une exécution préférentielle d'un dispositif de raccord est d'éviter toute usure par l'écoulement abrasif de charbon pulvérisé.An objective sought in a preferred embodiment of a connection device is to avoid any wear by the abrasive flow of pulverized coal.

Cet objectif est atteint en divisant dans le dispositif de raccord l'écoulement du charbon pulvérisé entre plusieurs canaux de charbon pulvérisé raccordés audit conduit annulaire, et en faisant passer le comburant gazeux à travers des canaux raccordés audit conduit intérieur et arrangés entre les canaux de charbon pulvérisé. Le dispositif de raccord comporte donc des premiers canaux raccordant le premier manchon de raccord audit conduit annulaire et des seconds canaux arrangés entre lesdits premiers canaux pour raccorder le deuxième manchon de raccord audit conduit intérieur. De cette façon les canaux de comburant gazeux ne doivent pas traverser l'écoulement de charbon pulvérisé et ne sont donc pas soumis à une usure par cet écoulement fortement abrasif.This objective is achieved by dividing in the connection device the flow of pulverized coal between several channels of pulverized coal connected to said annular duct, and by passing the gaseous oxidant through channels connected to said inner duct and arranged between the coal channels. sprayed. The connection device therefore comprises first channels connecting the first connection sleeve to said annular conduit and second channels arranged between said first channels to connect the second connection sleeve to said interior conduit. In this way the gaseous oxidant channels must not pass through the pulverized coal flow and are therefore not subject to wear by this highly abrasive flow.

Le dispositif de raccord comprend avantageusement un bloc de distribution muni de deux faces opposées, ledit corps de lance débouchant à travers une desdites faces et ledit premier manchon de raccord débouchant dans le prolongement axial dudit corps de lance à travers la surface opposée dans le bloc de distribution, ce dernier étant muni d'un alésage borgne central prolongeant axialement ledit conduit intérieur, d'une cavité annulaire délimitée autour dudit alésage borgne central sur une partie de sa longueur et prolongeant axialement ledit conduit annulaire, d'au moins deux premiers canaux arrangés symétriquement autour dudit alésage borgne central et débouchant d'un côté dans ladite cavité annulaire et de l'autre côté dans ledit premier manchon de raccord, d'au moins un second canal arrangé entre lesdits premiers canaux et reliant ledit canal central audit second manchon de raccord. Il sera apprécié que cette exécution dudit dispositif de raccord est particulièrement compacte tout en présentant une conception qui évite avantageusement toute usure par l'écoulement abrasif du charbon pulvérisé.The connection device advantageously comprises a distribution block provided with two opposite faces, said lance body opening out through one of said faces and said first connection sleeve opening out in the axial extension of said lance body through the opposite surface in the block distribution, the latter being provided with a central blind bore axially extending said inner duct, with an annular cavity delimited around said central blind bore over part of its length and axially extending said annular duct, with at least two first channels arranged symmetrically around said central blind bore and opening on one side into said annular cavity and on the other side into said first connection sleeve, of at least one second channel arranged between said first channels and connecting said central channel to said second sleeve connection. It will be appreciated that this embodiment of said connecting device is particularly compact while having a design which advantageously avoids any wear by the abrasive flow of the pulverized coal.

En effet, le charbon pulvérisé est introduit quasi axialement dans ledit conduit annulaire de la lance, dans un écoulement à. symétrie de révolution et sans lui imposer des changements de direction importants.Indeed, the pulverized coal is introduced almost axially into said annular duct of the lance, in a flow. symmetry of revolution and without imposing significant changes in direction.

Pour améliorer davantage l'uniformité de l'alimentation dudit conduit annulaire, la cavité annulaire prolongeant axialement ledit conduit annulaire dans le bloc de distribution présente avantageusement une section qui diminue de façon continue de l'embouchure desdits premiers canaux- en direction de l'embouchure , dudit conduit annulaire. Il sera noté que cette exécution évite aussi toute discontinuité dans les parois internes du bloc de distribution.To further improve the uniformity of the supply of said annular duct, the annular cavity extending axially said annular duct in the distribution block advantageously has a section which continuously decreases from the mouth of said first channels - towards the mouth , of said annular duct. It will be noted that this execution also avoids any discontinuity in the internal walls of the distribution block.

Une exécution préférentielle de l'alimentation en comburant gazeux, comprenant une chambre périphérique annulaire dans laquelle débouchent plusieurs desdits seconds canaux répartis autour dudit canal central, a l'avantage de réduire la perte de charge de l'écoulement du comburant gazeux au niveau du dispositif de raccord.A preferential execution of the supply of gaseous oxidant, comprising an annular peripheral chamber into which several of said second channels open around said central channel, has the advantage of reducing the pressure drop of the flow of gaseous oxidant at the device fitting.

Ledit dispositif de raccord se compose avantageusement de deux semi-blocs assemblés axialement par des vis. Le tube intérieur est alors fixé au premier semi-bloc et le tube extérieur au deuxième semi-bloc. Cette exécution a l'avantage d'être composée de pièces facilement réalisables et de permettre un montage et démontage aisé dudit conduit intérieur dans le dispositif de raccord.Said connection device advantageously consists of two semi-blocks assembled axially by screws. The inner tube is then fixed to the first semi-block and the outer tube to the second semi-block. This execution has the advantage of being composed of easily achievable parts and of allowing easy assembly and disassembly of said inner conduit in the connection device.

Ledit conduit extérieur est. avantageusement muni d'une bride gui est fixée par des vis sur ledit second semi-bloc.Said outer conduit is. advantageously provided with a mistletoe flange is fixed by screws on said second semi-block.

Un but de la présente invention est aussi de présenter une solution préférentielle permettant d'introduire d'une façon simple et en toute sécurité la lance d'injection dans le conduit de vent chaud jusqu'au niveau de l'embouchure de la tuyère dans le creuset.An object of the present invention is also to present a preferred solution allowing the injection lance to be introduced in a simple and safe manner into the hot wind duct up to the level of the mouth of the nozzle in the crucible.

Dans ce contexte il convient de rappeler que jusqu'à présent l'introduction de la lance se faisait à travers un conduit disposé en amont de la tuyère. Ce conduit, qui est appelé busillon, forme avec son nez une articulation sphérique sur la tuyère afin de permettre un déplacement angulaire relatif de la tuyère et du busillon sous l'effet de contraintes thermiques dans l'ensemble des conduits de vent chaud. Or, si on veut pénétrer à travers le busillon avec la tête de lance jusqu'au niveau de l'embouchure de la tuyère, on est obligé de choisir un angle très faible entre l'axe de la lance et l'axe du busillon. Il s'ensuit que la longueur porte-à-faux de lance dans le conduit à vent chaud est élevée, et que le centrage de la tête dq lance dans la tuyère devient difficile, incertain et instable, d'autant plus qu'il y a la possibilité d'un déplacement relatif de la tuyère et du busillon. Or, un désajustage de l'extrémité de la lance dans la tuyère provoque inévitablement la ruine de cette dernière, lorsque le jet de charbon pulvérisé heurte de plein fouet la paroi délimitant le conduit de vent chaud. Il sera donc vivement apprécié que dans le cadre de la présente invention on présente une solution qui ne présente pas ces désavantages.In this context it should be recalled that until now the introduction of the lance was done through a conduit disposed upstream of the nozzle. This duct, which is called a nozzle, forms with its nose a spherical articulation on the nozzle in order to allow a relative angular displacement of the nozzle and the nozzle under the effect of thermal stresses in all of the hot wind conduits. However, if one wants to penetrate through the nozzle with the lance head up to the level of the mouth of the nozzle, one is forced to choose a very small angle between the axis of the lance and the axis of the nozzle. It follows that the cantilever length of the lance in the hot wind duct is high, and that the centering of the dq lance head in the nozzle becomes difficult, uncertain and unstable, all the more so since has the possibility of a relative displacement of the nozzle and the nozzle. However, a misalignment of the end of the lance in the nozzle inevitably causes the ruin of the latter, when the jet of pulverized coal strikes the head of the wall delimiting the hot wind duct. It will therefore be highly appreciated that in the context of the present invention a solution is presented which does not have these disadvantages.

Cette solution consiste en une introduction de la lance à travers un canal aménagé dans une paroi double qui définit le conduit à vent chaud d'une tuyère. Cë montage de la lance permet de garantir un ajustage précis et fiable de la tête de lance dans le conduit de vent chaud, au niveau de l'embouchure de la tuyère dans le creuset de haut fourneau. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux présenté ci-après à titre d'illustration et se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la Figure 1 représente une vue en perspective d'une réalisation avantageuse d'une lance d'injection selon l'invention ; - la Figure 1A représente une vue de face des bouches d'injection de la lance de la Figure 1 ; - la Figure 2 représente une vue éclatée de la. lance selon la Figure 1 ; - la Figure 3 représente une coupe longitudinale de la lance selon la Figure 1 ; - la Figure 4 représente une coupe longitudinale de la lance selon la Figure 1, selon un plan de coupe faisant un angle de 45° avec le plan de coupe de la Figure 3 ; - la Figure 5 montre une coupe schématique à travers un dispositif pour le montage de la lance selon l'invention dans une tuyère à vent .chaud, spécialement conçue à cet effet ; - la Figure 6 montre une coupe à travers une tuyère spécialement conçue pour le montage de la lance selon 1'invention.This solution consists in introducing the lance through a channel arranged in a double wall which defines the hot wind duct of a nozzle. This mounting of the lance ensures precise and reliable adjustment of the lance head in the hot wind duct, at the mouth of the nozzle in the blast furnace crucible. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the detailed description of an advantageous embodiment presented below by way of illustration and with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a perspective view of 'An advantageous embodiment of an injection lance according to the invention; - Figure 1A shows a front view of the injection ports of the lance of Figure 1; - Figure 2 shows an exploded view of the. lance according to Figure 1; - Figure 3 shows a longitudinal section of the lance according to Figure 1; - Figure 4 shows a longitudinal section of the lance according to Figure 1, along a cutting plane making an angle of 45 ° with the cutting plane of Figure 3; - Figure 5 shows a schematic section through a device for mounting the lance according to the invention in a .chaud wind nozzle, specially designed for this purpose; - Figure 6 shows a section through a nozzle specially designed for mounting the lance according to the invention.

Une lance 10 utilisée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est décrite à l'aide des Figures 1 à 4. Elle se compose principalement d'un corps de lance oblong 12 qui est fixé avec une de ses extrémités à un dispositif de raccord 14. Ce dernier sert à raccorder la lance 10 à un circuit d'alimentation pour le charbon pulvérisé en suspension dans un gaz inerte et un circuit d'alimentation pour un comburant gazeux. Ce comburant gazeux peut par exemple être de l'oxygène.A lance 10 used for implementing the method according to the invention is described with the aid of FIGS. 1 to 4. It mainly consists of an oblong lance body 12 which is fixed with one of its ends to a device connector 14. The latter is used to connect the lance 10 to a supply circuit for the pulverized coal suspended in an inert gas and a supply circuit for a gaseous oxidizer. This gaseous oxidizer can for example be oxygen.

Le corps de lance se compose essentiellement d'un conduit double (20, 22) formé d'un tube intérieur 16 et d'un tube extérieur 18. Le tube 16 qui a une section inférieure au tube 18 est introduit axialement dans ce dernier de façon à définir un conduit annulaire 20 entre les deux tubes 16 et 18. Ce conduit annulaire 20 est destiné au passage du charbon pulvérisé, tandis que le premier tube 16 définit lui-même un conduit cylindrique 22 qui est destiné au passage du comburant gazeux.The lance body essentially consists of a double conduit (20, 22) formed by an inner tube 16 and an outer tube 18. The tube 16 which has a cross section smaller than the tube 18 is introduced axially into the latter of so as to define an annular conduit 20 between the two tubes 16 and 18. This annular conduit 20 is intended for the passage of pulverized coal, while the first tube 16 itself defines a cylindrical conduit 22 which is intended for the passage of the gaseous oxidant.

Sur la Figure 1A on voit une vue de face du corps de lance 12 en direction de la flèche 24 de la Figure 1. On constate que le corps de lance 12 définit à son extrémité libre 26 une embouchure double. Cette dernière comprend une bouche d'injection annulaire 20', à laquelle aboutit ledit conduit annulaire 20, et une bouche d'injection circulaire 22', à laquelle aboutit ledit conduit cylindrique 22. La bouche d'injection 20' pour le charbon pulvérisé est plus précisément disposée annulairement autour de la bouche d'injection 22' pour le comburant gazeux. Avec cette lance 10 il est possible de produire un jet annulaire creux de charbon pulvérisé et d'introduire le comburant gazeux à l'intérieur du jet annulaire creux, en. parfaite conformité avec le procédé selon la présente invention.In Figure 1A there is a front view of the lance body 12 in the direction of arrow 24 of Figure 1. It is noted that the lance body 12 defines at its free end 26 a double mouth. The latter comprises an annular injection mouth 20 ′, to which said annular conduit 20 leads, and a circular injection mouth 22 ′, to which said cylindrical conduit ends 22. The injection mouth 20 ′ for pulverized coal is more precisely arranged annularly around the injection mouth 22 ′ for the gaseous oxidizer. With this lance 10 it is possible to produce a hollow annular jet of pulverized coal and to introduce the gaseous oxidant inside the hollow annular jet, in. perfect compliance with the process according to the present invention.

Sur la Figure 2 on voit que le tube 16 est muni de pièces d'espacement 28, qui assurent un espacement radial du tube extérieur 18 par rapport au tube intérieur 16. Comme ces pièces d'espacement sont exposées à l'écoulement de charbon pulvérisé, elles sont de préférence réalisées dans un matériau dur, peu sensible à l'abrasion.In Figure 2 we see that the tube 16 is provided with spacers 28, which provide radial spacing of the outer tube 18 relative to the inner tube 16. As these spacers are exposed to the flow of pulverized coal , they are preferably made of a hard material, not very sensitive to abrasion.

Le dispositif de raccord 14 comprend un premier manchon de raccord 30 pour le charbon pulvérisé et un second raccord 32 pour le comburant gazeux. Les deux raccords 30 et 32, de même que le corps de lance 12, sont avantageusement montés sur un bloc de distribution 34 composé de préférence de deux semi-blocs 36 et 38, qui sont assemblés dans le prolongement de l'axe du corps de la lance par des vis. Sur la Figure 3 on voit deux alésages 38 destinés a recevoir ces vis, qui s'étendent du semi-bloc 36 dans le semi-bloc 38.The connection device 14 comprises a first connection sleeve 30 for the pulverized coal and a second connection 32 for the gaseous oxidizer. The two fittings 30 and 32, as well as the lance body 12, are advantageously mounted on a distribution block 34 preferably composed of two semi-blocks 36 and 38, which are assembled in the extension of the axis of the body of the lance by screws. In FIG. 3 we see two bores 38 intended to receive these screws, which extend from the semi-block 36 into the semi-block 38.

Le semi-bloc 36 comprend un corps cylindrique plein 37, entouré d'une chambre annulaire périphérique 40, dans laquelle aboutit le deuxième manchon de raccord 32 pour le comburant, gazeux. Le premier manchon de raccord 30 aboutit axialement à travers une base 42 dans une cavité 43 dudit corps cylindrique. Du côté de la base opposée 44 ledit corps cylindrique plein 37 possède un prolongement axial cylindrique 46 de diamètre sensiblement plus petit que le corps cylindrique plein 37 et qui se termine par une partie tronconique 48. A sa base le prolongement axial 46 est entouré d'une embase 50, de façon que la base 44 dudit corps cylindrique 37 soit réduite à une couronne annulaire plane 44 entourant l'embase 50.The semi-block 36 comprises a solid cylindrical body 37, surrounded by an annular peripheral chamber 40, into which the second connecting sleeve 32 for the oxidant, gas, terminates. The first connecting sleeve 30 ends axially through a base 42 in a cavity 43 of said cylindrical body. On the side of the opposite base 44 said solid cylindrical body 37 has a cylindrical axial extension 46 of diameter substantially smaller than the solid cylindrical body 37 and which ends in a frustoconical part 48. At its base the axial extension 46 is surrounded by a base 50, so that the base 44 of said cylindrical body 37 is reduced to a flat annular ring 44 surrounding the base 50.

Un alésage borgne central 52 s'étend axialement à partir de l'extrémité de ladite partie tronconique 48 jusque dans ledit corps cylindrique plein 37. Cet alésage central 52 a sensiblement le même diamètre intérieur que le tube 16. Autour de cet alésage central,52, dans le corps..-, cylindrique plein 37, s'étendent des premiers canaux 54, qui débouchent dans la surface annulaire définie par l'embase 50 autour dudit prolongement axial 46. Du côté opposé du corps cylindrique 37, ces canaux 54 sont prolongés dans ladite cavité axiale 43, dans laquelle aboutit le manchon 30. Les canaux 54 sont de préférence disposés symétriquement autour de l'alésage borgne 52. Dans l'exemple d'exécution représenté sur les Figures, il y a en tout quatre canaux 54, espacés chaque fois de 90°.A central blind bore 52 extends axially from the end of said frustoconical part 48 as far as in said solid cylindrical body 37. This central bore 52 has substantially the same internal diameter as the tube 16. Around this central bore, 52 , in the body ..-, full cylindrical 37, extend from the first channels 54, which open into the annular surface defined by the base 50 around said axial extension 46. On the opposite side of the cylindrical body 37, these channels 54 are extended in said axial cavity 43, into which the sleeve 30 terminates. The channels 54 are preferably arranged symmetrically around the blind bore 52. In the embodiment shown in the Figures, there are altogether four channels 54 , spaced 90 ° apart.

La Figure 3 montre une coupe longitudinale à travers ledit dispositif de raccord 14 par un plan passant par deux des quatre canaux 54. La Figure 4 représente par 'contre une coupe longitudinale par un plan faisant un angle de 45° avec le plan de coupe de la Figure 3. On constate sur laFigure 3 shows a longitudinal section through said connecting device 14 through a plane passing through two of the four channels 54. Figure 4 shows, on the other hand, a longitudinal section through a plane making an angle of 45 ° with the cutting plane of Figure 3. We can see on the

Figure 4 que le corps cylindrique plein 37 est muni dans ce plan de deux seconds canaux 56 qui s'étendent de l'alésage central 52 vers la chambre annulaire périphérique 40 dans laquelle ils débouchent. Deux autres de ces seconds canaux sont situés dans un plan faisant un angle de 90°avec le plan de coupe de la Figure 4.Figure 4 that the solid cylindrical body 37 is provided in this plane with two second channels 56 which extend from the central bore 52 towards the peripheral annular chamber 40 into which they open. Two other of these second channels are located in a plane making an angle of 90 ° with the section plane of Figure 4.

Le semi-bloc 38 constitue un manchon cylindrique qui prend appui avec une base annulaire 60 sur la base annulaire 44 dudit semi-bloc 36. Dans la base opposée 61 dudit manchon aboutit axialement un alésage cylindrique ayant un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur du tube 18. Cet alésage 62 sert de siège à l'extrémité 64 du tube 18, qui est solidaire d'une bride 66. Cette, dernière, qui est par exemple soudée au tube 18, peut être fixée à l'aide de vis sur le manchon 38 du côté de sa base 61. Sur la Figure 3 on voit deux des alésages 68 prévus pour ces vis. On appréciera que le tube extérieur 18 peut ainsi être très facilement remplacé, sans démonter le dispositif de raccord 14.ou le tube intérieur 16.The semi-block 38 constitutes a cylindrical sleeve which bears with an annular base 60 on the annular base 44 of said semi-block 36. In the opposite base 61 of said sleeve axially ends a cylindrical bore having an inside diameter equal to the outside diameter of the tube 18. This bore 62 serves as a seat at the end 64 of the tube 18, which is integral with a flange 66. This latter, which is for example welded to the tube 18, can be fixed using screws on the sleeve 38 on the side of its base 61. In Figure 3 we see two of the bores 68 provided for these screws. It will be appreciated that the outer tube 18 can thus be very easily replaced, without dismantling the connecting device 14.or the inner tube 16.

Le tube extérieur 18 débouche dans un alésage tronconique 70 qui s'étend axialement en s'évasant à travers ledit semi-bloc 3.8 pour aboutir .au centre de la base annulaire 60. La petite base de cet alésage tronconique 70 correspond à la section de passage du tube 18, tandis que la grande base a un diamètre qui est égal au diamètre d'une circonférence dans laquelle s'inscrivent toutes les embouchures des canaux 54 du côté de l'embase 50.The outer tube 18 opens into a frustoconical bore 70 which extends axially flaring through said semi-block 3.8 to end in the center of the annular base 60. The small base of this frustoconical bore 70 corresponds to the section of passage of the tube 18, while the large base has a diameter which is equal to the diameter of a circumference in which are inscribed all the mouths of the channels 54 on the side of the base 50.

En assemblant les deux semi-blocs 36 et 38, ledit alésage tronconique 70 du semi-bloc 38 coopère avec ledit prolongement coaxial 46,48 du semi-bloc 36 pour définir une cavité annulaire 72. Cette dernière entoure en conséquence l'alésage central 52 sur une partie de la longueur de ce dernier pour prolonger axialement ledit conduit annulaire 20 en direction desdites embouchures des canaux 54. Il sera noté que la surface libre de la section transversale annulaire de la cavité annulaire 72 diminue de façon continue en direction de l'embouchure dudit conduit annulaire 20, pour présenter un col 74 juste avant la pénétration dans ledit conduit annulaire 20. De cette façon la distribution du charbon dans le conduit annulaire 20 est avantageusement uniformisée.By assembling the two semi-blocks 36 and 38, said frustoconical bore 70 of the semi-block 38 cooperates with said coaxial extension 46, 48 of the semi-block 36 to define an annular cavity 72. The latter consequently surrounds the central bore 52 over a part of the length of the latter to extend axially said annular duct 20 in the direction of said mouths of the channels 54. It will be noted that the free surface of the annular cross section of the annular cavity 72 decreases continuously in the direction of the mouth of said annular duct 20, to present a neck 74 just before penetration into said annular duct 20. In this way the distribution of carbon in the annular duct 20 is advantageously uniform.

Le tube intérieur 16 est monté avec son extrémité 80 axialement dans la partie tronconique 48 du semi-bloc 36. Ce montage du tube intérieur 16 se fera, par exemple par brasage, avant assemblage des deux semi-blocs 36 et 38.The inner tube 16 is mounted with its end 80 axially in the frustoconical part 48 of the semi-block 36. This assembly of the inner tube 16 will be done, for example by brazing, before assembling the two semi-blocks 36 and 38.

On notera qu'au niveau du col 74, c'est-à-dire à l'endroit où l'écoulement de charbon pulvérisé vient en contact avec le tube intérieur 16, on a prévu un manchon 84. Ce dernier peut être fixé par brasage à la partie tronconique 48. Réalisé en un matériau plus résistant à l'usure, il protège efficacement le tube intérieur 16 contre une usure par abrasion, due à une faible déviation de l'écoulement annulaire à la jonction entre la cavité annulaire 72 et le conduit annulaire 20.It will be noted that at the neck 74, that is to say at the place where the flow of pulverized coal comes into contact with the inner tube 16, a sleeve 84 has been provided. The latter can be fixed by brazing at the frusto-conical part 48. Made of a more wear-resistant material, it effectively protects the inner tube 16 against abrasion wear, due to a slight deflection of the annular flow at the junction between the annular cavity 72 and the annular duct 20.

Sur la Figure 5 on distingue une tuyère à vent chaud 100 qui est montée de façon connue en soi, à l'aide d'une.-tympe 112, dans..-une paroi 104 d'una haut fourneau. Cette tuyère débouche dans la partie supérieurë d'un creuset de haut fourneau 106. Elle constitue le dernier conduit d'un ensemble de conduits aménagés autour du haut fourneau pour souffler le vent chaud dans le creuset 106. Sur la tuyère 100 prend appui un conduit 108, appelé busillon. La surface d'appui entre le busillon et la tuyère forme une articulation sphérique 110 qui permet un déplacement angulaire relatif des deux conduits 100 et 108 pour permettre des déformations angulaires relatives d'origine thermiques.In Figure 5 there is a hot wind nozzle 100 which is mounted in a manner known per se, using a.-tympe 112, in ..- a wall 104 of a blast furnace. This nozzle opens into the upper part of a blast furnace crucible 106. It constitutes the last conduit of a set of conduits arranged around the blast furnace to blow the hot wind into the crucible 106. On the nozzle 100 is supported a conduit 108, called busillon. The bearing surface between the nozzle and the nozzle forms a spherical articulation 110 which allows a relative angular displacement of the two conduits 100 and 108 to allow relative angular deformations of thermal origin.

La référence 112 désigne globalement un dispositif de montage pour une lance du type de celle décrite ci-avant. Ce dispositif 112 permet, en toute conformité avec le procédé : selon la présente invention, · d'introduire l'extrémité 26 de cette lance 10 dans la tuyère 100, de façon que les bouches d'injection de charbon pulvérisé 20' et de comburant gazeux 22' se situent au niveau de l'embouchure de la tuyère 100 dans le creuset 106.The reference 112 generally designates a mounting device for a lance of the type described above. This device 112 makes it possible, in accordance with the process: according to the present invention, to introduce the end 26 of this lance 10 into the nozzle 100, so that the injection nozzles of pulverized coal 20 ′ and of oxidizer gaseous 22 'are located at the mouth of the nozzle 100 in the crucible 106.

Sur la Figure 5 on a représenté de façon schématique, en traits interrompus, le gabarit de la lance, lorsque cette dernière est montée dans le dispositif de montage 112. Ce dispositif de montage permet d'introduire le corps de lance 12 entre la tympe 102 et le busillon 108, directement à travers une paroi 114 de la tuyère 100, jusqu'au niveau de l'embouchure de la tuyère 100 dans le creuset 106. On notera que la tuyère 100 est une tuyère de conception nouvelle qui est décrite à l'aide de la Figure 6.In Figure 5 is shown schematically, in broken lines, the template of the lance, when the latter is mounted in the mounting device 112. This mounting device allows to introduce the lance body 12 between the tympe 102 and the nozzle 108, directly through a wall 114 of the nozzle 100, up to the level of the mouth of the nozzle 100 in the crucible 106. It will be noted that the nozzle 100 is a nozzle of new design which is described in FIG. using Figure 6.

La tuyère 100 est constituée d'une double paroi 114 gui forme, de façon connue en soi, un corps tronconique définissant axialement un conduit cylindrique à vent chaud 116. Au niveau de la grande base dudit corps tronconique, la paroi 114 forme une surface annulaire 118. Cette dernière est limitée autour de l'embouchure du conduit 116 par un évidement annulaire servant de surface d'appui au busillon 108. Au niveau de la petite base dudit,, corps tronconique, la paroi 114 définit l'embouchure 1.21 du conduit 116 pour l'injection du vent chaud dans le creuset 106. La paroi double 114 définit des cavités intérieures 122 qui sont raccordées à un circuit de refroidissement. La référence 124 désigne un raccord pour l'admission d'un fluide de refroidissement.The nozzle 100 consists of a double wall 114 which forms, in a manner known per se, a frustoconical body defining axially a cylindrical hot-air duct 116. At the level of the large base of said frustoconical body, the wall 114 forms an annular surface 118. The latter is limited around the mouth of the conduit 116 by an annular recess serving as a support surface for the nozzle 108. At the level of the small base of said ,, frustoconical body, the wall 114 defines the mouth 1.21 of the conduit 116 for injecting the hot wind into the crucible 106. The double wall 114 defines interior cavities 122 which are connected to a cooling circuit. The reference 124 designates a connection for the admission of a cooling fluid.

La tuyère 100 se distingue par rapport à une tuyère selon l'état antérieur de la technique, par un canal droit 126 intégré dans ladite paroi double 114 de la tuyère et débouchant d'un côté dans la surface 118 à l'extrémité amont de la tuyère, et de l'autre côté dans le conduit à vent chaud 116, de façon que le prolongement de l'axe du canal 126 en direction de l'embouchure 121 de la tuyère ne rencontre pas la paroi 11:4 de cette dernière.The nozzle 100 is distinguished from a nozzle according to the prior art, by a straight channel 126 integrated in said double wall 114 of the nozzle and opening on one side into the surface 118 at the upstream end of the nozzle, and on the other side in the hot wind duct 116, so that the extension of the axis of the channel 126 towards the mouth 121 of the nozzle does not meet the wall 11: 4 of the latter.

Ce canal sert de gaine d'introduction de l'extrémité amont du corps de lance 12 dans la tuyère 100 ; il a en conséquence une section de passage légèrement plus grande que la section transversale de l'extrémité avant du corps de lance 12.This channel serves as a sheath for introducing the upstream end of the lance body 12 into the nozzle 100; it therefore has a slightly larger passage section than the cross section of the front end of the lance body 12.

Du côté de la surface annulaire 118 ce canal 126 est avantageusement prolongé par une gaine cylindrique 130. Cette dernière s'étend dans un espace libre annulaire 132 disponible entre la tympe 102 et le busillon 108. Elle est de préférence vissée avec une de ses extrémités dans ledit canal 126, qui est muni d'un filet 134 du côté de son embouchure dans ladite surface annulaire 118. A l'autre extrémité cette gaine 130 est prolongée axialement par un clapet de non-retour 136, une vanne sphérique 138 et un raccord presse-étoupe 140.On the side of the annular surface 118 this channel 126 is advantageously extended by a cylindrical sheath 130. The latter extends in an annular free space 132 available between the tympe 102 and the nozzle 108. It is preferably screwed with one of its ends in said channel 126, which is provided with a thread 134 on the side of its mouth in said annular surface 118. At the other end this sheath 130 is extended axially by a non-return valve 136, a ball valve 138 and a gland fitting 140.

Pour monter la lance il suffit en conséquence d'ouvrir la vanne sphérique 138, d'insérer le corps de lance à travers le raccord presse-étoupe 140 et la vanne sphérique 138. Le clapet de non-retour 136, qui empêche les gaz chauds de sortir lorsque la vanne 138 est ouverte, est soulevé par l'extrémité 26 de la lance, lors de son avancement en direction de la gaine... 130. Lorsque_le · dispositif de raccord de la lance 10 vient buter contre le raccord presse-étoupe 140 dudit dispositif de montage 112, on est certain que les bouches d'injection 20' et 22' sont exactement ajustées dans le conduit de vent chaud 116 à leur emplacement prévu, c'est-à-dire au niveau de l'embouchure 121 de la tuyère 100 dans le creuset 106.To mount the lance, it suffices therefore to open the ball valve 138, to insert the lance body through the gland fitting 140 and the ball valve 138. The non-return valve 136, which prevents hot gases to go out when the valve 138 is open, is raised by the end 26 of the lance, during its advancement in the direction of the sheath ... 130. When the lance connection device 10 abuts against the press fitting packing 140 of said mounting device 112, it is certain that the injection ports 20 ′ and 22 ′ are exactly adjusted in the hot wind duct 116 at their intended location, that is to say at the level of the mouth 121 of the nozzle 100 in the crucible 106.

On appréciera que la longueur en porte-à-faux du corps de lance qui est soumise à l'écoulement du vent chaud est réduite à un minimum, et que la position de l'extrémité 26 de la lance 10 dans le conduit de vent chaud 116 n'est plus affectée par un déplacement relatif du busillon 108 et de la tuyère 100.It will be appreciated that the cantilever length of the lance body which is subjected to the flow of the hot wind is reduced to a minimum, and that the position of the end 26 of the lance 10 in the hot wind duct 116 is no longer affected by a relative displacement of the nozzle 108 and the nozzle 100.

Claims (12)

1. Procédé pour l'injection combinée de charbon pulvérisé et d'un comburant gazeux dans un creuset de haut fourneau au moyen d'une lance débouchant dans une tuyère à vent chaud, caractérisé en ce qu'au niveau de l'embouchure de la tuyère dans le creuset, ladite lance injecte le charbon pulvérisé dans le vent chaud sous forme d'un jet annulaire creux, et en ce que ladite lance introduit le comburant gazeux à l'intérieur dudit jet annulaire creux.1. A method for the combined injection of pulverized coal and a gaseous oxidant in a blast furnace crucible by means of a lance opening into a hot-wind nozzle, characterized in that at the mouth of the nozzle in the crucible, said lance injects the pulverized coal into the hot wind in the form of a hollow annular jet, and in that said lance introduces the gaseous oxidant inside said hollow annular jet. 2.2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz comburant est de l'oxygène. '3. Lance pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2 comprenant dans un corps de lance (12) des conduits séparés pour le charbon pulvérisé (20) et le comburant gazeux (22), caractérisée en ce que ledit corps de lance (12) présente, dans son extrémité (26) débouchant dans la tuyère à vent chaud (100) une bouche d'injection (20') pour le charbon pulvérisé disposée annulairement autour d'une bouche d'injection (22') pour le gaz comburant.Method according to claim 1, characterized in that the oxidizing gas is oxygen. '3. Lance for implementing the method according to claim 1 or 2 comprising in a lance body (12) separate conduits for the pulverized coal (20) and the gaseous oxidant (22), characterized in that said lance body ( 12) has, at its end (26) opening into the hot-wind nozzle (100) an injection mouth (20 ') for the pulverized coal arranged annularly around an injection mouth (22') for the gas oxidizer. 4. Lance selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit corps - de lance (12) comprend un .tube intérieur (16) formant un conduit intérieur (22) pour le comburant gazeux et un tube extérieur (18) entourant le tube intérieur (16), de façon à définir avec ce dernier un conduit annulaire (20) pour le charbon pulvérisé.4. Lance according to claim 3, characterized in that said lance body (12) comprises an inner tube (16) forming an inner conduit (22) for the gaseous oxidizer and an outer tube (18) surrounding the inner tube (16), so as to define with the latter an annular duct (20) for the pulverized coal. 5. Lance selon la revendication 4, caractérisée par un dispositif de raccord (14) monté sur l'extrémité, dudit corps de lance (12) qui est opposée à l'extrémité (26) débouchant dans la tuyère (100) et comprenant un premier manchon de raccord (30) à un réseau de distribution de charbon pulvérisé en suspension dans un gaz inerte, un deuxième manchon de raccord (32) à un réseau de distribution d'un comburant gazeux, des ' premiers canaux (54) raccordant le premier manchon de raccord (30) audit conduit annulaire (20) et des seconds canaux (56) arrangés entre lesdits premiers canaux (54) pour raccorder le deuxième manchon de raccord (32) audit conduit intérieur (22).5. Lance according to claim 4, characterized by a connection device (14) mounted on the end, of said lance body (12) which is opposite the end (26) opening into the nozzle (100) and comprising a first connection sleeve (30) to a distribution network of pulverized coal suspended in an inert gas, a second connection sleeve (32) to a distribution network of a gaseous oxidizer, 'first channels (54) connecting the first connector sleeve (30) to said annular conduit (20) and second channels (56) arranged between said first channels (54) for connecting the second connector sleeve (32) to said interior conduit (22). 6. Lance selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit dispositif de raccord (14) comprend un bloc de distribution (34) muni de deux faces opposées (42, 61), ledit corps de lance (12) débouchant à travers une desdites faces (61) et ledit premier manchon de raccord (30) débouchant dans le prolongement de l'axe dudit corps de lance (12) à travers la face opposée (42) dans le bloc de distribution (34), ce dernier étant muni d'un alésage borgne central (52) prolongeant axialement ledit conduit intérieur (22) dans ledit bloc (34), d'une cavité annulaire (72) délimitée autour dudit alésage central (52) sur une partie de sa longueur et prolongeant axialement ledit conduit annulaire (20) dans ledit bloc (34), d'au moins deux premiers canaux (54) arrangés dans le prolongement axial de ladite cavité annulaire (72) symétriquement autour dudit alésage central (52) et débouchant d'un côté dans ladite cavité annulaire (72) et de l'autre côté dans ledit premier manchon de raccord (30), d'au moins un second canal (56) arrangé entre lesdit.s premiers canaux (54) et reliant ledit canal central (52) audit second manchon de raccord (32).6. Lance according to claim 5, characterized in that said connecting device (14) comprises a distribution block (34) provided with two opposite faces (42, 61), said lance body (12) opening out through one of said faces (61) and said first coupling sleeve (30) opening in the extension of the axis of said lance body (12) through the opposite face (42) in the distribution block (34), the latter being provided with '' a central blind bore (52) extending axially said inner conduit (22) in said block (34), of an annular cavity (72) delimited around said central bore (52) over a part of its length and axially extending said conduit annular (20) in said block (34), at least two first channels (54) arranged in the axial extension of said annular cavity (72) symmetrically around said central bore (52) and opening on one side into said cavity annular (72) and on the other side in said first sleeve on connection (30), at least a second channel (56) arranged between said first channels (54) and connecting said central channel (52) to said second connection sleeve (32). 7. Lance selon la revendication 6, caractérisée en ce que la surface libre de la section transversale annulaire de ladite cavité annulaire (72) diminue de façon continue de l'embouchure desdits premiers canaux (54) en direction de l'embouchure dudit conduit annulaire (20).7. Lance according to claim 6, characterized in that the free surface of the annular cross section of said annular cavity (72) decreases continuously from the mouth of said first channels (54) towards the mouth of said annular duct (20). 8. Lance selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que ledit bloc de distribution (34) est muni de plusieurs seconds canaux (56) répartis autour dudit canal central (52) et débouchant dans une chambre périphérique annulaire (40) entourant ledit bloc de distribution (34) sur une partie de sa longueur, et en ce que ledit second manchon de raccord (32) débouche dans cette chambre périphérique annulaire (40).8. Lance according to claim 6 or 7, characterized in that said distribution block (34) is provided with several second channels (56) distributed around said central channel (52) and opening into an annular peripheral chamber (40) surrounding said distribution block (34) over part of its length, and in that said second coupling sleeve (32) opens into this annular peripheral chamber (40). 9. Lance selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisée en ce que ledit bloc de distribution (34) se compose de deux semi-blocs (36, 38) assemblés selon l'axe du corps de lance (12) par des vis, en ce que le premier semi-bloc (36) comporte lesdits manchons de raccord (30, 32), lesdits premier et second canaux (54, 56) et un prolongement axial (46, 48) situé du côté opposé dudit premier manchon de raccord (30), ledit tube intérieur (16) étant raccordé à l'extrémité libre (48) dudit prolongement axial (46, 48) dans lequel s'étend ledit alésage central (52) et qui est entouré à sa base par une surface annulaire (50) dans laquelle débouchent lesdits premiers canaux (54), en ce que le deuxième semi-bloc (38) comporte un alésage cylindrique axial (62) servant de siège audit tube extérieur (18) et un alésage (70) de forme tronconique prolongeant axialement en s'évasant le conduit formé par le tube extérieur (18), et en ce que ledit alésage tronconique (70) coopère avec ledit prolongement axial (46, 48) pour former ladite cavité annulaire (70) lors de l'assemblage des deux semi-blocs (36, 38). , .....9. Lance according to claim 6, 7 or 8, characterized in that said distribution block (34) consists of two semi-blocks (36, 38) assembled along the axis of the lance body (12) by screws , in that the first semi-block (36) comprises said connection sleeves (30, 32), said first and second channels (54, 56) and an axial extension (46, 48) located on the opposite side of said first sleeve fitting (30), said inner tube (16) being connected to the free end (48) of said axial extension (46, 48) in which extends said central bore (52) and which is surrounded at its base by a surface annular (50) into which open said first channels (54), in that the second semi-block (38) has an axial cylindrical bore (62) serving as a seat for said external tube (18) and a form bore (70) frustoconical extending axially by flaring the conduit formed by the outer tube (18), and in that said frustoconical bore (70) cooperates with said axial extension (46, 48) to form said annular cavity (70) during the assembly of the two semi-blocks (36, 38). , ..... 10. Lance selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit tube extérieur (18) est muni d'une bride (66) qui est fixée par des vis sur ledit deuxième semi-bloc (38).10. Lance according to claim 9, characterized in that said outer tube (18) is provided with a flange (66) which is fixed by screws on said second semi-block (38). 11. Tuyère pour le montage de la lance selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, ladite tuyère (100) étant constituée d'une paroi double (114) définissant un conduit à vent chaud (116) débouchant dans le creuset (106) du haut fourneau et étant caractérisée par un canal droit (126) servant de gaine audit corps de lance (12), ledit canal (126) étant intégré dans ladite paroi double (114) de la tuyère (100) et débouchant d'un côté dans une surface annulaire (118) entourant ledit' conduit à vent chaud (116) à son extrémité amont, et de l'autre côté dans ledit conduit à vent chaud (116), de façon que le prolongement de l'axe dudit canal (126) en direction de l'embouchure (121) de la tuyère (100) ne rencontre pas la paroi (114) de cette dernière.11. Nozzle for mounting the lance according to any one of claims 3 to 8, said nozzle (100) consisting of a double wall (114) defining a hot wind duct (116) opening into the crucible (106 ) of the blast furnace and being characterized by a straight channel (126) serving as a sheath for said lance body (12), said channel (126) being integrated in said double wall (114) of the nozzle (100) and opening out from a side in an annular surface (118) surrounding said 'hot wind duct (116) at its upstream end, and on the other side in said hot wind duct (116), so that the extension of the axis of said channel (126) in the direction of the mouth (121) of the nozzle (100) does not meet the wall (114) of the latter. 12. Dispositif d'injection de charbon pulvérisé et d'un comburant gazeux dans un creuset de haut fourneau (106), caractérisé par une lance (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 10 qui est montée dans une tuyère (100) selon la revendication 11 de façon que ses bouches d'injection de charbon pulvérisé (20') et de comburant gazeux (22') se situent au niveau de l'embouchure (121) de la tuyère (100) dans le creuset de haut fourneau (106).12. Device for injecting pulverized coal and a gaseous oxidant into a blast furnace crucible (106), characterized by a lance (10) according to any one of claims 3 to 10 which is mounted in a nozzle (100 ) according to claim 11 so that its injection ports of pulverized coal (20 ') and of gaseous oxidizer (22') are located at the mouth (121) of the nozzle (100) in the crucible from above stove (106).
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