LU88249A7

LU88249A7 - Method and device for injecting pulverized coal into a blast furnace crucible

Info

Publication number: LU88249A7
Application number: LU88249A
Authority: LU
Inventors: Leon Ulveling; Yvon Kroemmer; Charles Schmit
Original assignee: Wurth Paul Sa
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1993-04-21
Publication date: 1994-12-01
Also published as: LU88139A1; TW237482B

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POOR L'INJECTION DE CHARBON PULVÉRISÉ DANS UN CREUSET DE HAUT-FOURNEAU Il est rappelé que la demande de brevet d'invention luxembourgeois LU-88 139, déposée le 1er juillet 1992, concerne un procédé pour l'injection combinée de charbon pulvérisé et d'un comburant gazeux dans un creuset de hautfourneau au moyen d'une lance débouchant dans une tuyère à vent chaud. Ce procédé est caractérisé en ce que, au niveau de l'embouchure de la tuyère dans le creuset, on injecte le charbon pulvérisé dans le vent chaud sous forme d'un jet annulaire creux et l'on injecte le comburant gazeux à l'intérieur dudit jet annulaire creux.PROCESS AND DEVICE FOR THE INJECTION OF SPRAYED COAL IN A HAUT-FOURNEAU CRUCIB It is recalled that the Luxembourg patent application LU-88 139, filed on July 1, 1992, relates to a process for the combined injection of coal pulverized and a gaseous oxidizer in a blast furnace crucible by means of a lance leading into a hot-wind nozzle. This process is characterized in that, at the mouth of the nozzle in the crucible, the pulverized coal is injected into the hot wind in the form of a hollow annular jet and the gaseous oxidant is injected inside of said hollow annular jet.

Ladite demande de brevet luxembourgeois concerne aussi une lance pour la mise en oeuvre du procédé comprenant un corps de lance composé d'un tube intérieur formant un conduit intérieur pour le comburant gazeux et d'un tube extérieur entourant le tube intérieur de façon à définir un conduit annulaire pour le charbon pulvérisé. Ledit tube extérieur formant, au niveau de l'embouchure de la tuyère dans le creuset, une bouche d'injection pour le charbon pulvérisé qui est disposée annulairement autour d'une bouche d'injection pour le gaz comburant formée par ledit tube intérieur.Said Luxembourg patent application also relates to a lance for implementing the method comprising a lance body composed of an inner tube forming an inner conduit for the gaseous oxidizer and an outer tube surrounding the inner tube so as to define a annular duct for pulverized coal. Said outer tube forming, at the mouth of the nozzle in the crucible, an injection mouth for the pulverized coal which is annularly arranged around an injection mouth for the oxidizing gas formed by said inner tube.

La lance selon la présente invention est une variante d'exécution de la lance proposée par le brevet d'invention luxembourgeois LU-88 139. Elle comprend : un corps de lance débouchant avec une extrémité dans une tuyère à vent chaud d'un creuset d'un four à cuve, notamment un haut-fourneau, ledit corps de lance englobant 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 ; un dispositif de distribution pour raccorder le tube intérieur à un circuit d'alimentation pour le comburant gazeux et ledit conduit annulaire à un circuit d'alimentation pour le charbon pulvérisé, et des moyens pour appliquer une différence de potentiel entre le tube extérieur et le tube intérieur et ainsi créer un champ électrique dans ledit canal annulaire.The lance according to the present invention is an alternative embodiment of the lance proposed by the Luxembourg invention patent LU-88 139. It comprises: a lance body emerging with one end in a hot-wind nozzle of a crucible d '' a shaft furnace, in particular a blast furnace, said lance body including an inner tube forming an inner conduit for the gaseous oxidizer and an outer tube surrounding the inner tube so as to define therewith an annular conduit for pulverized coal ; a distribution device for connecting the inner tube to a supply circuit for the gaseous oxidizer and said annular conduit to a supply circuit for the pulverized coal, and means for applying a potential difference between the external tube and the tube interior and thus create an electric field in said annular channel.

Le principal avantage de la lance proposée par la présente invention est de pouvoir soumettre de façon simple et efficace le flux de charbon pulvérisé à l'action d'un champ électrique ; ce qui a une influence favorable sur la cinétique de la combustion à la sortie de la lance, notamment sur la formation d'un mélange réactif entre les particules de charbon, qui sont en suspension dans un gaz inerte, et le gaz comburant. Il sera noté que la longueur de ce champ électrique peut être égale à la longueur du corps de lance.The main advantage of the lance proposed by the present invention is to be able to subject the stream of pulverized coal in a simple and effective manner to the action of an electric field; which has a favorable influence on the kinetics of combustion at the outlet of the lance, in particular on the formation of a reactive mixture between the particles of coal, which are suspended in an inert gas, and the oxidizing gas. It will be noted that the length of this electric field can be equal to the length of the lance body.

Ledit dispositif de distribution comprend avantageusement un bloc de distribution en un matériau diélectrique dur, c'est-à-dire qui est très résistant à l'usure par le charbon pulvérisé. Il s'agit par exemple d'un matériau céramique, notamment un matériau céramique sur base d'oxyde d'aluminium. Grâce à ce bloc de distribution en matériau diélectrique, il est possible de résoudre de façon simple et efficace les problèmes d'isolation électrique entre le tube extérieur et le tube intérieur du corps de lance.Said distribution device advantageously comprises a distribution block made of a hard dielectric material, that is to say one which is very resistant to wear by pulverized coal. It is for example a ceramic material, in particular a ceramic material based on aluminum oxide. Thanks to this distribution block made of dielectric material, it is possible to solve in a simple and effective manner the problems of electrical insulation between the outer tube and the inner tube of the lance body.

Ce bloc de distribution est avantageusement un bloc prismatique ayant une première et une deuxième base et plusieurs surfaces latérales et étant muni : d'un alésage central borgne dans ladite première base pour recevoir une extrémité dudit tube intérieur ; d'une cavité débouchant dans ladite deuxième base ; de canaux entourant ledit alésage central et prolongeant ladite cavité pour déboucher dans ladite première base ; d'un premier alésage latéral situé entre lesdits canaux, de façon à définir une embouchure dans une première surface latérale et à déboucher dans ledit alésage central ; et d'un deuxième alésage latéral situé entre lesdits canaux et définissant une embouchure dans une deuxième surface latérale et débouchant dans ledit alésage central.This distribution block is advantageously a prismatic block having a first and a second base and several lateral surfaces and being provided with: a central blind hole in said first base for receiving one end of said inner tube; a cavity opening into said second base; channels surrounding said central bore and extending said cavity to open into said first base; a first lateral bore located between said channels, so as to define a mouth in a first lateral surface and to open into said central bore; and a second lateral bore located between said channels and defining a mouth in a second lateral surface and opening into said central bore.

Il s'agit d'une exécution particulièrement simple, gui permet d'amener le gaz comburant dans le tube intérieur et le charbon pulvérisé dans le tube extérieur, sans pour autant risquer une érosion des conduites de gaz comburant par le flux de charbon pulvérisé.This is a particularly simple execution, which allows the combustion gas to be brought into the inner tube and the pulverized coal into the outer tube, without risking erosion of the oxidant gas lines by the flow of pulverized coal.

Pour réaliser de façon simple et efficace les différents raccords audit bloc prismatique diélectrique, ledit dispositif de distribution comprend avantageusement : une première plaque frontale qui s'appuie sur ladite deuxième base dudit bloc prismatique et qui supporte dans le prolongement de ladite cavité un manchon de raccord pour le charbon pulvérisé ; un semi-bloc avant qui supporte ledit tube extérieur et qui s'appuie sur ladite première base dudit bloc prismatique ; une première plaque latérale qui s'appuie sur ladite première surface latérale dudit bloc prismatique et qui supporte dans le prolongement dudit premier alésage latéral un manchon de raccord pour le comburant gazeux ; et une deuxième plaque latérale qui s'appuie sur ladite deuxième surface latérale dudit bloc prismatique et qui supporte dans le prolongement dudit deuxième alésage latéral une électrode pénétrant à travers ce dernier dans ledit alésage central.To make the various connections to said prismatic dielectric block in a simple and effective manner, said distribution device advantageously comprises: a first front plate which rests on said second base of said prismatic block and which supports in the extension of said cavity a coupling sleeve for pulverized coal; a front semi-block which supports said outer tube and which rests on said first base of said prismatic block; a first side plate which rests on said first side surface of said prismatic block and which supports in the extension of said first side bore a connector sleeve for the gaseous oxidizer; and a second side plate which rests on said second side surface of said prismatic block and which supports in the extension of said second lateral bore an electrode penetrating through the latter into said central bore.

Pour assembler ledit bloc prismatique et ledit semi-bloc avant, qui supporte ledit tube extérieur, ledit bloc de distribution comprend avantageusement des tirants qui relient ledit semi-bloc avant à ladite première plaque frontale.To assemble said prismatic block and said front semi-block, which supports said outer tube, said distribution block advantageously comprises tie rods which connect said front semi-block to said first front plate.

Le tube intérieur est avantageusement muni d'une bride qui vient se loger axialement entre ledit bloc de distribution et ledit semi-bloc avant et gui y est bloquée par l'assemblage axial du bloc de distribution et du semi-bloc avant. Cette bride constitue une solution simple et efficace pour fixer le tube intérieur au dispositif de raccord et permet en même temps d'assurer l'étanchéité dudit alésage borgne autour du tube intérieur.The inner tube is advantageously provided with a flange which is housed axially between said distribution block and said front semi-block and which is blocked there by the axial assembly of the distribution block and the front semi-block. This flange constitutes a simple and effective solution for fixing the inner tube to the connection device and at the same time ensures the tightness of said blind bore around the inner tube.

Le semi-bloc avant est avantageusement muni d'un évidement qui s'évase de l'embouchure du tube extérieur en direction du bloc de distribution. La surface qui délimite ledit évidement est de préférence une courbe qui est définie par une section conique et qui est tangente à la surface intérieure du tube extérieur. Le tube intérieur est alors avantageusement muni au niveau de son embouchure dans le bloc de distribution d'un manchon ayant sensiblement la forme d'un col de bouteille qui, après assemblage de la lance, est agencé dans ledit évidement du semi-bloc avant de façon à définir un canal annulaire qui débouche quasi tangentiellement dans ledit conduit annulaire du corps de lance. Il s'agit d'une exécution qui réduit sensiblement le travail d'érosion du charbon pulvérisé au niveau du passage du bloc diélectrique dans ledit canal annulaire du corps de lance. De plus, elle assure une bonne répartition du flux de charbon pulvérisé dans ledit canal annulaire du corps de lance.The front semi-block is advantageously provided with a recess which widens from the mouth of the outer tube in the direction of the distribution block. The surface which delimits said recess is preferably a curve which is defined by a conical section and which is tangent to the internal surface of the external tube. The inner tube is then advantageously provided at its mouth in the distribution block with a sleeve having substantially the shape of a bottle neck which, after assembly of the lance, is arranged in said recess of the semi-block before so as to define an annular channel which opens almost tangentially into said annular duct of the lance body. It is an execution which significantly reduces the erosion work of the pulverized coal at the level of the passage of the dielectric block in said annular channel of the lance body. In addition, it ensures a good distribution of the flow of coal sprayed into said annular channel of the lance body.

Il sera noté que le tube intérieur est avantageusement muni, au niveau de sa bouche de sortie, d'un déflecteur conçu de façon à favoriser un éclatement radial du jet de comburant gazeux à la sortie de la lance. Ce déflecteur comprend par exemple un élément hélicoïdal intégré dans la bouche d'injection formée par le tube intérieur. 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 en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : - la Figure 1 présente une coupe longitudinale de la lance selon l'invention ; - la Figure 2 représente une coupe longitudinale de la même lance selon un plan de coupe faisant un angle de 90° avec le plan de coupe de la Figure 1.It will be noted that the inner tube is advantageously provided, at its outlet mouth, with a deflector designed so as to promote a radial burst of the jet of gaseous oxidizer at the outlet of the lance. This deflector comprises for example a helical element integrated in the injection mouth formed by the inner tube. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the detailed description of an advantageous embodiment, presented below by way of illustration with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows a longitudinal section the lance according to the invention; - Figure 2 shows a longitudinal section of the same lance along a cutting plane making an angle of 90 ° with the cutting plane of Figure 1.

Les Figures 1 et 2 montrent un exécution d'une lance 210 comprenant un corps de lance 212 qui est fixé avec l'une de ses extrémités à un dispositif de raccord 214. Le corps de lance se compose d'un conduit double 220, 222, qui est formé d'un tube intérieur 216 et d'un tube extérieur 218. Le tube 216, qui a une section plus petite que le tube 218, est introduit axialement dans ce dernier de façon à définir un conduit annulaire 220 entre les deux tubes 216 et 218. Ce conduit annulaire 220 est destiné au passage du charbon pulvérisé, tandis que le premier tube 216 définit lui-même un conduit cylindrique 222, qui est destiné au passage au comburant gazeux.Figures 1 and 2 show an embodiment of a lance 210 comprising a lance body 212 which is fixed with one of its ends to a connection device 214. The lance body consists of a double conduit 220, 222 , which is formed of an inner tube 216 and an outer tube 218. The tube 216, which has a smaller section than the tube 218, is introduced axially into the latter so as to define an annular conduit 220 between the two tubes 216 and 218. This annular conduit 220 is intended for the passage of pulverized coal, while the first tube 216 itself defines a cylindrical conduit 222, which is intended for the passage of gaseous oxidant.

Une particularité de la lance 210 représentée sur les Figures 1 et 2 est qu'elle est conçue pour appliquer entre les deux tubes 216 et 218 une différence de potentiel. En d'autres termes, la lance 210 est conçue pour créer dans le conduit annulaire 220 un champ électrique qui permet de charger les particules de charbon qui sont débitées, en suspension dans un gaz inerte, à travers le conduit annulaire 220. Les deux tubes 216 et 218 sont dès lors constitués d'un matériau qui est un bon conducteur d'électricité et sont espacés par des pièces d'espacement 228 en un matériau diélectrique, par exemple un matériau céramique sur base d'oxyde d'aluminium. La surface extérieure du tube intérieur 216 peut être avantageusement munie d'un revêtement diélectrique. Il s'agit par exemple d'un revêtement céramique sur base d'oxyde d'aluminium qui a en même temps une bonne résistance à l'usure par le charbon pulvérisé.A particularity of the lance 210 shown in Figures 1 and 2 is that it is designed to apply between the two tubes 216 and 218 a potential difference. In other words, the lance 210 is designed to create in the annular conduit 220 an electric field which makes it possible to charge the particles of coal which are charged, suspended in an inert gas, through the annular conduit 220. The two tubes 216 and 218 are therefore made of a material which is a good conductor of electricity and are spaced apart by spacers 228 of a dielectric material, for example a ceramic material based on aluminum oxide. The outer surface of the inner tube 216 can advantageously be provided with a dielectric coating. It is, for example, a ceramic coating based on aluminum oxide which at the same time has good resistance to wear by pulverized coal.

Le dispositif de raccord 214 est spécialement conçu pour remplir son triple rôle, à savoir : 1) connecter le conduit annulaire 220 à un manchon de raccord 230 pour le charbon pulvérisé ; 2) connecter le conduit intérieur 222 à un manchon de raccord 232 pour le gaz comburant ; 3) connecter entre le tube extérieur 218 et le tube intérieur 216 une différence de potentiel.The connection device 214 is specially designed to fulfill its triple role, namely: 1) connecting the annular conduit 220 to a connection sleeve 230 for pulverized coal; 2) connect the inner conduit 222 to a connector sleeve 232 for the oxidizing gas; 3) connect a potential difference between the outer tube 218 and the inner tube 216.

Le dispositif de raccord 214 comprend à cet effet un bloc de distribution 236, dans lequel débouchent les deux manchons de raccord 230 et 232, et un semi-bloc avant, à travers lequel débouche le corps de lance 212. Les deux pièces 236 et 238 sont assemblés axialement entre deux plaques frontales 246 et 248. Ces dernières sont reliées par des tirants 280 et prennent appui sur des surfaces frontales axialement opposées et deux pièces 236 et 238.The connection device 214 for this purpose comprises a distribution block 236, into which the two connection sleeves 230 and 232 open, and a front semi-block, through which opens the lance body 212. The two parts 236 and 238 are assembled axially between two front plates 246 and 248. The latter are connected by tie rods 280 and bear on axially opposite front surfaces and two parts 236 and 238.

Le tube extérieur 218 est fixé au semi-bloc 238, qui est de préférence constitué d'un métal conducteur d'électricité. L'assemblage du tube extérieur 218 et du semi-bloc 238 peut se faire par brasure ou par une bride (non montrée). Le semi-bloc 238 est muni d'un évidement 270 qui s'évase de l'embouchure du tube extérieur 218 en direction du bloc de distribution 236 pour définir une embouchure en face de ce dernier. On notera que la génératrice de la surface qui délimite l'évidement 270 est de préférence une courbe qui est définie par une section conique et qui est tangente à la surface intérieure du tube extérieur 218.The outer tube 218 is fixed to the semi-block 238, which is preferably made of an electrically conductive metal. The assembly of the outer tube 218 and the semi-block 238 can be done by brazing or by a flange (not shown). The semi-block 238 is provided with a recess 270 which widens from the mouth of the outer tube 218 in the direction of the distribution block 236 to define a mouth opposite the latter. It will be noted that the generatrix of the surface which delimits the recess 270 is preferably a curve which is defined by a conical section and which is tangent to the internal surface of the external tube 218.

Le tube intérieur 216 a, au niveau de son embouchure dans le bloc de distribution 234, une extrémité légèrement effilée 282. Sur cette extrémité effilée est ajusté un manchon 254. Ce manchon 254, qui est réalisé dans un matériau dur ayant une bonne résistance à l'érosion par le charbon pulvérisé, a sensiblement la forme d'un col de bouteille. Il est agencé dans l'évidement 270 de façon à définir un canal annulaire 272 qui débouche quasi-tangentiellement dans ledit conduit annulaire 220 du corps de lance 212. Il sera noté que, par la coopération des surfaces délimitant l'évidement 270 et le manchon 254, le canal annulaire 272 définit une section de passage qui diminue de façon continue en direction de l'écoulement du charbon pulvérisé.The inner tube 216 has, at its mouth in the distribution block 234, a slightly tapered end 282. On this tapered end is fitted a sleeve 254. This sleeve 254, which is made of a hard material having good resistance to erosion by pulverized coal has substantially the shape of a bottle neck. It is arranged in the recess 270 so as to define an annular channel 272 which opens almost tangentially into said annular conduit 220 of the lance body 212. It will be noted that, by the cooperation of the surfaces delimiting the recess 270 and the sleeve 254, the annular channel 272 defines a passage section which decreases continuously in the direction of the flow of the pulverized coal.

Le bloc de distribution 236 est, dans cette exécution, constitué d'un matériau diélectrique à dureté élevée. Il s'agit par exemple d'un bloc prismatique en matière céramique, par exemple un matériau céramique sur base d'oxyde d'aluminium. Il dispose d'une face arrière 242 qui prend appui à travers un joint d'étanchéité 286 sur la plaque frontale arrière 246. A l'endroit où le manchon 230 débouche à travers ladite plaque frontale 246, cette face arrière 242 est munie d'une cavité 243 qui pénètre dans le semi-bloc de distribution 236. Une face avant 244 du bloc prismatique 236 prend appui sur le semi-bloc 238 autour de l'embouchure de l'évidement 270 par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 288. Dans l'axe du tube intérieur 216, un alésage central borgne 252 débouche dans la face avant 244 du bloc prismatique 236. Le diamètre de cet alésage central 252 est légèrement plus grand que l'extrémité 282 du tube intérieur 216. L'alésage central 252 s'étend axialement à travers le bloc prismatique 236 jusqu'au niveau d'un alésage latéral 256, qui débouche dans une surface latérale 255 dudit bloc prismatique 236. Autour de l'alésage central 252 sont aménagés deux canaux 254 qui aboutissent, d'un côté, dans la cavité frontale 243 et, de l'autre côté, dans ledit canal annulaire 272 défini dans le semi-bloc 238. Les canaux 254 sont, de préférence, symétriques par rapport à l'axe central du bloc prismatique 236.The distribution block 236 is, in this embodiment, made of a dielectric material of high hardness. It is for example a prismatic block made of ceramic material, for example a ceramic material based on aluminum oxide. It has a rear face 242 which is supported through a seal 286 on the rear front plate 246. At the place where the sleeve 230 opens out through said front plate 246, this rear face 242 is provided with a cavity 243 which penetrates into the distribution semi-block 236. A front face 244 of the prismatic block 236 bears on the semi-block 238 around the mouth of the recess 270 by means of a gasket tightness 288. In the axis of the inner tube 216, a blind central bore 252 opens into the front face 244 of the prismatic block 236. The diameter of this central bore 252 is slightly larger than the end 282 of the inner tube 216. L the central bore 252 extends axially through the prismatic block 236 to the level of a lateral bore 256, which opens into a lateral surface 255 of said prismatic block 236. Around the central bore 252 are arranged two channels 254 which result, on one side, in the front cavity 243 and, on the other side, in said annular channel 272 defined in the semi-block 238. The channels 254 are preferably symmetrical with respect to the central axis of the prismatic block 236.

Le tube intérieur 216 débouche avec son extrémité 282 dans ledit alésage central 252. Une bride 290, solidaire de cette extrémité 282 du tube intérieur 216, prend appui par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 292 sur une embase 294 du bloc prismatique 236 qui entoure l'alésage central 252. La bride 290 assure par conséquent une obturation étanche de l'alésage central 252 autour du tube intérieur 216. De plus, cette bride 290 permet la fixation et le centrage du tube intérieur 216 dans le dispositif de raccord 214. A cette fin, elle a préférentiellement une forme carrée et est logée dans une cavité correspondante du semi-bloc 238. Si les pièces 236 et 238 sont alors assemblées axialement, en serrant par exemple les tirants 280, le tube intérieur 216 est bloqué entre ces semi-blocs 236 et 238 par l'intermédiaire de la bride 290. Au niveau de l'embouchure des deux canaux 254, la bride 290 est munie d'orifices de passage faisant communiquer ces canaux 254 avec ledit canal annulaire 272. Il sera noté qu'entre la bride 290 et le semi-bloc 238 est disposé un matériau diélectrique afin d'éviter un court-circuit électrique entre le tube intérieur 216, qui est solidaire de la bride 290, et le tube extérieur 218, qui est solidaire du semi-bloc 238.The inner tube 216 opens with its end 282 into said central bore 252. A flange 290, integral with this end 282 of the inner tube 216, bears by means of a seal 292 on a base 294 of the prismatic block 236 which surrounds the central bore 252. The flange 290 therefore ensures a tight closure of the central bore 252 around the inner tube 216. In addition, this flange 290 allows the fixing and centering of the inner tube 216 in the device connection 214. To this end, it preferably has a square shape and is housed in a corresponding cavity of the semi-block 238. If the parts 236 and 238 are then assembled axially, by tightening for example the tie rods 280, the inner tube 216 is blocked between these semi-blocks 236 and 238 via the flange 290. At the mouth of the two channels 254, the flange 290 is provided with passage orifices communicating these channels 254 with ec said annular channel 272. It will be noted that between the flange 290 and the semi-block 238 is disposed a dielectric material in order to avoid an electrical short circuit between the inner tube 216, which is integral with the flange 290, and the outer tube 218, which is integral with the semi-block 238.

Le bloc prismatique 236 est disposé entre deux plaques latérales 298 et 300. La plaque 298 s'appuie sur la surface latérale 255 dans laquelle débouche ledit second canal 256, tandis que la plaque 300 s'appuie sur une surface latérale opposée du bloc prismatique 236. Dans la plaque 298 est aménagé le raccord 232 pour le comburant gazeux. Un joint d'étanchéité 302 entre la plaque 298 et le bloc prismatique 236 assure l'étanchéité entre le raccord 232 et ledit second canal 256. La plaque opposée 300 supporte un raccord électrique 304 permettant d'appliquer un potentiel électrique au tube intérieur 216. Ce raccord électrique 304 comprend par exemple un manchon isolant 306, qui est monté de façon étanche dans la plaque 300 et une électrode 308 traversant, de préférence de façon étanche, le manchon isolant 306 pour pénétrer à travers un canal 310 du bloc prismatique 236 dans ledit alésage central 252. Dans ce dernier, l'électrode 308 prend appui avec son extrémité avant sur le tube intérieur 216. L'étanchéité entre la plaque 300 et le bloc prismatique 236 est assurée par un joint d'étanchéité 312. Un ressort 314 est agencé entre l'électrode 308 et un capuchon 316 vissé sur le manchon 306 de façon à maintenir élastiquement le contact entre la pointe de l'électrode 308 et de l'extrémité arrière 282 du tube intérieur 216. L'électrode 308 sera de préférence raccordée à une borne positive d'une source de courant continu, alors que les parties métalliques extérieures de la lance 210 (notamment le tube extérieur 218, le semi-bloc avant 238, les plaques 298, 300, etc.) sont raccordées à la borne négative de cette source.The prismatic block 236 is disposed between two side plates 298 and 300. The plate 298 is supported on the lateral surface 255 into which opens said second channel 256, while the plate 300 is supported on an opposite lateral surface of the prismatic block 236 In plate 298 is fitted the connector 232 for the gaseous oxidizer. A seal 302 between the plate 298 and the prismatic block 236 seals between the connector 232 and said second channel 256. The opposite plate 300 supports an electrical connector 304 making it possible to apply an electrical potential to the inner tube 216. This electrical connection 304 comprises for example an insulating sleeve 306, which is mounted in a sealed manner in the plate 300 and an electrode 308 passing through, preferably in a sealed manner, the insulating sleeve 306 to penetrate through a channel 310 of the prismatic block 236 in said central bore 252. In the latter, the electrode 308 bears with its front end on the inner tube 216. The seal between the plate 300 and the prismatic block 236 is ensured by a seal 312. A spring 314 is arranged between the electrode 308 and a cap 316 screwed onto the sleeve 306 so as to elastically maintain the contact between the tip of the electrode 308 and of the end rear tee 282 of the inner tube 216. The electrode 308 will preferably be connected to a positive terminal of a direct current source, while the outer metal parts of the lance 210 (in particular the outer tube 218, the front semi-block 238, plates 298, 300, etc.) are connected to the negative terminal of this source.

De cette façon, on peut créer, dans l'espace annulaire 220, entre le tube intérieur 216 et le tube extérieur, un champ électrique. Ce champ électrique a une influence favorable sur la réactivité des particules de charbon qui traversent l'espace annulaire 220 en suspension dans un gaz inerte, le plus souvent de l'azote. On croit pouvoir expliquer cet accroissement de la réactivité des particules de charbon par le fait que le champ électrique empêche les molécules du gaz de suspension de s'accoler sur les particules de charbon et de créer ainsi une barrière pour la réaction de ces particules de charbon avec le gaz comburant à la sortie de la lance 210. Il est cependant sous-entendu que la valeur de la présente invention n'est nullement, tributaire de l'exactitude de l'explication scientifique qui en est fournie.In this way, one can create, in the annular space 220, between the inner tube 216 and the outer tube, an electric field. This electric field has a favorable influence on the reactivity of the coal particles which pass through the annular space 220 suspended in an inert gas, most often nitrogen. It is believed that this increase in the reactivity of the carbon particles can be explained by the fact that the electric field prevents the molecules of the suspension gas from sticking to the carbon particles and thus creating a barrier for the reaction of these carbon particles. with the oxidizing gas at the outlet of the lance 210. It is however understood that the value of the present invention is in no way dependent on the accuracy of the scientific explanation which is provided.

Il sera aussi noté que, dans l'extrémité avant du tube intérieur 216, est intégré un déflecteur 320. Ce déflecteur 320, qui a de préférence une forme hélicoïdale, a pour but de favoriser un éclatement rapide du jet de gaz comburant à la sortie du tube intérieur 216.It will also be noted that, in the front end of the inner tube 216, a deflector 320 is integrated. This deflector 320, which preferably has a helical shape, is intended to promote rapid bursting of the jet of oxidant gas at the outlet. of the inner tube 216.

Claims

1. Lance for the combined injection of pulverized coal and a gaseous oxidizer into a crucible of a shaft furnace, in particular a blast furnace, characterized by a lance body (212) opening with one end in a nozzle hot wind of said crucible, said lance body (212) including an inner tube (216) forming an inner conduit (222) for the gaseous oxidizer and an outer tube (218) surrounding the inner tube so as to define therewith a conduit ring (220) for pulverized coal, a distribution device (214) for connecting the inner tube (216) to a supply circuit for the gaseous oxidizer and said annular duct (220) to a supply circuit for the coal sprayed, and means (304) for applying a potential difference between the outer tube and the inner tube and thereby creating an electric field in said annular channel.

2. Lance according to claim 1, characterized by a distribution block (236) made of a hard dielectric material.

3. Lance according to claim 2, characterized in that said distribution block (236) is a prismatic block having a first and a second lance (244, 242) and several lateral surfaces.

4. Lance according to claim 3, characterized in that said distribution block is provided with a central blind bore (252) in said first base (244) to receive one end (282) of said inner tube (216), a cavity (243) opening into said second base (242), of channels (254) surrounding said central bore (252) and extending said cavity (243) to open into said first base (244), with a first lateral bore ( 256) located between said channels (254), so as to define a mouth in a first lateral surface (255) and to open into said central bore (252), and a second lateral bore (310) situated between said channels ( 254) so as to define a mouth in a second lateral surface and to open into said central bore (252).

5. Lance according to claim 4, characterized in that said dispensing device (214) comprises a first front plate (246) which rests on said second base (242) of said prismatic block (236) and which supports in the extension from said cavity (243) a connection sleeve (230) for the pulverized carbon, a front semi-block (238) which supports said external tube (218) and which rests on said first base (244) of said prismatic block ( 236), a first side plate (298) which rests on said first side surface (255) of said prismatic block (236) and which supports in the extension of said first side bore (256) a coupling sleeve (232) for the gas oxidizer, and a second side plate (300) which rests on said second side surface of said prismatic block (236) and which supports in the extension of said second side bore (310) an electrode (308) penetrating through the latter said central bore (252).

6. Lance according to claim 5, characterized in that said dispensing device (214) comprises tie rods (280) which connect said front semi-block (238) to said first front plate (246).

7. Lance according to claim 5 or 6, characterized in that the inner tube (216) is provided with a flange (290) which is housed axially between said distribution block (236) and said front semi-block (238 ) and which is blocked by the axial assembly of the distribution block (236) and the front semi-block (238).

8. Lance according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the front semi-block (238) is provided with a recess (270) which widens from the mouth of the outer tube (218) in direction of the distribution block (236).

9. Lance according to claim 8, characterized in that the inner tube (216) is provided, at its mouth in the distribution block (236), with a sleeve (254) having substantially the shape of a neck bottle which, after assembly of the lance (210), is arranged in said recess (270) of the front semi-block (238) so as to define an annular channel (272) which opens almost tangentially into said annular conduit (220) of the lance body (212).

10. Lance according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the inner tube (216) is provided, at its outlet mouth, with a helical deflector.