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" Perfectionnements à la conduite des hauts-fourneaux."
On sait que l'exploitation normale des hauts-fourneaux comporte le soufflage, par les tuyères débouchant dans le labora- toire de ces fourneaux, d'air préalablement chauffé à des tempéra- tures plus ou moins élevées suivant la nature du lit de fusion, la nature de la fonte à obtenir et la quantité relative de combustible introduite dans le fourneau avec les matières métallifères consom- mées. Le réglage de la marche du haut-fourneau est obtenu en pro- portionnant correctement ces divers facteurs les uns par rapport aux autres. c'est ainsi que, par exemple, lorsque la fonte est trop "chaude" ce qui peut conduire, entre autres, à des teneurs trop élevées en silicium, on peut soit réduire la température du vent soufflé, soit diminuer la mise au mille de coke.
Inversement, on peut augmenter la température ou la "cbaleur" chimique de la fonte produite, en augmentant la température du vent soufflé ou la mise au mille de coke. Dans l'un et l'autre cas la répartition des
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températures dans le haut-fourneau est fonction du mode dtinter- vention choisi.
On sait aussi que l'on peut agir brutalement sur la tem- pérature et la composition chimique de la fonte produite dans un haut-fourneau en introduisant, par les tuyères de soufflage ou au niveau de ces dernières, de l'eau en quantités même faibles, à l'é- tat liquide ou de vapeur, une telle introduction déterminant une diminution de la température de la fonte élaborée, Ainsi, dans un fourneau produisent de la fonte Thomas, une addition de 40 Kgs de vapeur par tonne de fonte produite peut réduire la teneur en sili- cium de la fonte de 0,30 et sa température de coulée de quelques dizaines de degré.
Cette action refroidissante de l'eau, qui se ma- nifeste dans le creuset, est d'ailleurs accompagnée d'une action réchauffante dans les parties plus hautes du haut-fourneau, due à la réduction indirecte du minerai et à la reconstitution partielle de l'eau, dissociée lors de son introduction par les tuyères.
On sait également que le soufflage d'oxygène par les tuyères de haut4burneau a été utilisé comme moyen de secours en cas d'accrochage, puis comme moyen de nature à accélérer l'allure et modifier la répartition des températures dans les charges. Mais pour un lit de fusion déterminé, l'augmentation de teneur du vent soufflé en oxygène ne peut'être très grande en raison du phénomène de refroidissement des charges au-dessus de la zone de travail (phénomène de la "ouve froide"), du danger d'accrochage et des troubles d'exploitation qui en résultent.
La présente invention a pour objet un procédé qui permet de régler la marche d'un haut-fourneau d'une façon particulièrement rapide et efficace. L'invention permet en outre la conduite des hauts-fourneaux sans préoccupation particulière en ce qui concerne le réglage de la température du vent soufflé, ainsi que l'utilisa-
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tion d'air suroxygéné dont la teneur moyenne en oxygène est supé- rieure à celle qui a pu être utilisée jusqu'ici dans les fourneaux soufflés à l'aide de vent enrichi en oxygène.
Les hauts-fourneaux de type courant comportent fréquem- ment deux étages de tuyères, savoir un étage normal et un étage de secours généralement situé au-dessus de l'étage normal, cet étage de secours n'étant utilisé, comme son nom l'indique, que dans le cas d'un incident d'exploitation, tel qu'un accrochage de la char- ge.
Contrairement à ce qui précède, le procédé conforme à l'invention consiste fondamentalement à souffler de l'air dans les hauts-fourneaux envisagés, en permanence par deux ou plus de deux étages superposés de tuyères, l'étage supérieur pouvant, d'une fa- çon générale, être considéré comme l'étage de soufflage normal et le ou les étages inférieurs comme des étages de réglage des condi- tions de fabrication de la fonte,
Les études faites à ce sujet ont permis de mettre en évidence le fait que l'état chimique et physique de la fonte est très sensible aux variations des conditions de soufflage à l'étage inférieur de tuyères. Le procédé conforme à l'invention permet ainsi d'agir très rapidement pour corriger à volonté ces états, par simple variation de la quantité d'eau injectée audit étage in- férieur.
Ainsi, lorsqu'on utilise de l'air normal pour le souffla- ge du haut-fourneau, le réglage de la marche de ce dernier peut être obtenu de façon très rapide et efficace en faisant varier la température du vent à l'étage Inférieur de tuyères.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, de l'eau, à l'état liquide ou de vapeur, peut être introduite dans le fourneau en môme temps que l'air soufflé, sensiblement aux mêmes
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niveaux que ce dernier. Dans ce cas, l'air ainsi soufflé peut être à une température supérieure à celle de l'air normalement utilisé pour la fabrication envisagée en tenant compte des usages en vi- gueur jusqu'ici, le réglage de la température de la fonte à éla- borer pouvant être obtenu en agissant sur la quantité de vapeur introduite à chaque étage distinctement et, plus particulièrement, à l'étage inférieur de tuyères.
Les quantités d'eau à introduire à chaque étage en même temps que l'air de soufflage, ainsi que les variations de ces quan- tités en cours d'opération sont fonction de multiples facteurs, en- tre autres de la température du vent soufflé, de la composition de la charge, de la mise au mille de combustible, et doivent être dé- terminées par expérience pour chaque cas particulier, en tenant compte de ce que toute augmentation de la quantité d'eau injectée diminue la température de la fonte et inversement.
A titre d'exemple, on peut citer le cas d'un haut- fourneau muni de deux étages de tuyères situés à 1m,50 l'un au- dessus de l'autre, exploité en vue de la fabrication d'une fonte pour laquelle, dans des conditions normales de soufflage par un seul étage, la température du vent soufflé serait de 00 C. En exploitant le fourneau conformément à l'invention, on utilise un vent à 700 C et l'on injecte dans le fourneau, à l'étage supérieur, environ 10 Kgs de vapeur d'eau par 1.000 m3 d'air soufflé et, à l'étage inférieur, environ 5 Kgs de vapeur par 1.000 m3 d'air souf- flé, en réglant avec précision la température de la fonte obtenue par des variations de deuxième ordre de cette dernière quantité.
On réussit ainsi à réaliser, dans l'ensemble de l'exploitation, les conditions de marche les plus économiques. On peut aussi corriger très rapidement les anomalies accidentelles qui peuvent éventuelle- ment se produire dans le cours de la fabrication, ou apporter des
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corrections brusques à l'état physique ou à la composition chimi- que de la fonte.
C'est ainsi que l'on a pu obtenir en moins d'un quart d'heure, grâce à une augmentation de la quantité de vapeur introduite en même tempsque l'air à l'étage inférieur de souf- flage, augmentation suffisamment grande pour donner lieu à une baisse de quelques centaines de degrés de la température de com- bustion théorique au niveau dudit étage, une diminution de l'ordre de 0,30 de la teneur en silicium de la fonte, accompagnée d'une augmentation de sa teneur en soufre de l'ordre de 0,150, Une dimi- nution de la quantité d'eau conduirait de façon analogue à une augmentation de la teneur de la fonte en silicium et à une diminu- tion de sa teneur en soufre.
Il faut remarquer que, si l'on désire utiliser les pos- sibilités offertes par le procédé conforme à l'invention pour le réglage rapide des teneurs respectives de la fonte en silicium ou en soufre, il est nécessaire de tenir compte du fait que les quan- tités relatives de laitier et de fonte en présence dans le haut- fourneau interviennent dans ces réactions chimiques brutales. Pour réaliser la désulfuration par réchauffage, il convient d'opérer avant coulée du laitier, en présence d'une grande quantité de ce dernier dans le creuset, pour réduire la teneur en silicium de la fonte, par refroidissement, il convient au contraire d'opérer après coulée du laitier, en présence d'une faible quantité de ce dernier.
Le procédé conforme à l'invention permet également d'utiliser de l'air enrichi en oxygène pour le soufflage permanent d'un haut-fourneau, en évitant les risques de produire systémati- quement des fontes trop chaudes et en évitant que le phénomène de la "cuve froide" se trouve poussé au delà des possibilités de correction par la nature du lit de fusion.
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En utilisant de façon permanente, conformément à l'in- vention, deux ou plus de deux étages de tuyères pour le soufflage d'un haut-fourneau en vent suroxygéné, on étend la zone réduite des températures élevées dans le fourneau et on peut modifier sen- siblement la composition de la fonte en modifiant la température et la nature de l'atmosphère à l'ouvrage.. Dans ce cas, on procède avantageusement en n'envoyant pas dans le fourneau, par toutes les tuyères, un vent de composition uniforme, mais en répartissant l'oxygène de façon différente entre les divers étages de tuyères fonctionnant en même temps. Normalement, l'air soufflé à travers les tuyères basses est plus riche en oxygène que l'air soufflé à travers les tuyères hautes.
Cet artifice permet d'augmenter la teneur en oxygène du vent moyen introduit dans le fourneau au delà de la teneur que permettrait le soufflage de vent enrichi en oxy- gène par un seul étage de tuyères,.