BE634344A - - Google Patents

Description

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  Insufflation de gaz dans un haut   fourneau   à l'aide   d'un   turbo- 
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    @     L'invention   se rapporte à un système d'insufflation de gaz dans un haut fourneau ou autre installation utilisa- tries de gaz à haute pression et à haute température. 



   L'invention a pour objet l'emploi d'un turboréac- teur comme générateur de gaz à haute pression et à tempéra- ture élevée pour insuffler dans les tuyères d'un haut four- neau. 



   Un autre objet est un procédé simple permettant de régler la température des gaz   insufflée   dans le haut fourneau. 



   Il est bien connu qu'un turboréacteur de type clas- sique employé pour la propulsion d'avions utilise de grandes quantités d'air, lequel est chauffé par la combustion d'un carburant dans le moteur et également amené à une pression considérable, les gaz chaude étant éjectés par la tuyère à 

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 une température et à une pression relativement élevée*. 



   La pression à la sortie de la turbine se situe dans la   gamme   de pressions utilisables pour les tuyères de haut fourneau. Avec la gamme de calibres de turboréacteurs   dispo-   nibles, il est possible de choisir un calibre de moteur ou une combinaison de moteurs convenant à chaque dimension de haut fourneau. Une des caractéristiques de l'invention con- .   siste   donc en l'emploi d'un turboréacteur comme générateur de gaz chaude sous pression destinés   à   un haut fourneau. 



   Il existe généralement un four à coke à proximité d'un haut fourneau, lequel four produit du gaz combustible comme sous-produit. Une des caractériquea de la présente invention consiste en l'utilisation de ce gaz provenant du four à coke comme carburant pour le turboréacteur. 



   Des gaz traversant le turboréacteur, la turbine ne soustrait que l'énergie suffisant à entraîner le compresseur. 



  Par conséquent, la pression fournie au haut fourneau peut être réglée à l'intérieur de certaines limites en faisant varier la quantité de carburant injecté dans le moteur. 



   Une des caractéristiques de l'invention consiste en le réglage de la pression du gas fourni au moteur en   agis-   sant sur l'alimentation en carburant du réacteur. 



   Une autre caractéristique de l'invention consiste en l'emploi de postcombustion en aval de la turbine afin d'accroître encore la température des Cas envoyés au haut fourneau. Ainsi la température de ces Cas peut être réglée avec   précision   selon les besoins du haut fourneau. 



   Encore une autre caractéristique de l'invention con-   siste   en l'injection d'une partie des gaz provenant du haut fourneau au post-brûleur situé en aval de la turbine, ce qui permet de réduire la quantité de carburant nécessaire pour chauffer les gaz à la température désirée. Cette circulation 

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 de chaleur   nécessite   l'emploi d'une pompe dans le système récupérateur. Il s'ensuit que selon une autre caractéristique de l'invention, on emploie une pompe telle qu'un compresseur entraîné, par exemple, par le turboréacteur au moyen des dispositifs d'entraînement des accessoires afin d'amener le gaz de récupération à la pression nécessaire pour le renvoyer au dispositif d'alimentation en air du réacteur. 



   Un exemple de mise en oeuvre de l'idée inventive sera maintenant décrit sans que la demanderesse entende limiter la portée générique de son invention par les particu- larités ou aux particularités spécifiques au mode de réalisa- tion choisi pour illustration. 



   Dans le dessin joint : 
La figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe d'un dispositif mettant en oeuvre   l'invention.   



   La figure 2 est une vue partielle en élévation d'une partie de l'ensemble turboréacteur, une partie étant coupée pour montrer certains détails particuliers. 



   Si l'on se reporte à la figure 1, on y voit un haut fourneau 2 représenté comme utilisateur de gaz chauffés sous pression. A cette fin il a une embase 4 qu'entoure une con- duite d'alimentation à gaz communiquant avec   l'entré*   du haut fourneau par l'intermédiaire de plusieurs tuyères 8. Le   gaz   entrant par ces tuyères monte, traverse le haut fourneau et s'échappe par une conduite de récupération de gaz 10, cette dernière étant munie d'une vanne 12 destinée à régler   l'écou-   lement de gaz sortant de la conduite. En 14 on voit un   dispo-   sitif de chargement de type classique utilisé pour le   charge-   ment du haut fourneau. 



   C'est un fait bien connu que ce type de haut four- neau nécessite l'écoulement d'une grande masse de gas chauds à travers le haut fourneau et, selon le type de fourneau, 

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 il peut être nécessaire que ces gaz soient à une température élevée. Par exemple, un modèle de haut fourneau de ce genre peut utiliser jusqu'à 3,25 m3 d'air ou de gas par minute sous une pression de 2,8 kg/cm2 à 870 . A cet effet, un turboréacteur utilisé comme générateur de gaz peut produire, sans modifications importantes, le volume de   gaz   nécessaire à la température et aux pressions désirées. 



   Dans la disposition représentée par la figure 1, le turboréacteur 14 comprend une prise d'air 16, un compres- senr le, une chambre de combustion 20 et une turbine 22. La turbine reçoit les gaz chauds issus de la chambre de   combus-   tion et les éjecte par la conduite d'échappement 24 qui communique avec la conduite d'alimentation 6 du haut four- neau. Le carburant destiné à la chambre de combustion princi- pale du turboréacteur est amené par une conduite 26 compor- tant un dispositif de réglage du volume de carburant appro- prié, représenté par une vanne 28. En réglant la quantité de carburant, on peut régler la vitesse du turboréacteur et il s'ensuit que la quantité de gaz sous pression envoyée au haut fourneau peut être réglée.

   Dans la conduite   d'échap-   pement 24 de la turbine sont montée des injecteurs en forme de barreaux 30 (voir figure 2), alimentés par une conduite circulaire 32 qui, à son tour, reçoit le carburant d'une conduite d'alimentation 34 munie d'une vanne d'alimentation intérieure 36. Le réglage du débit de carburant au moyen de la vanne 36 permet de régler la température des gaz insufflés dans le haut fourneau puisque le carburant introduit par les injecteurs 30 brûle dans les gaz issus de la turbine et fait varier la température des gaz éjectés sans modification notable de la pression de ces gaz. Un écran pare-flamme approprié 38 de conception classique facilite la combustion du carburant injecté par les injecteurs.

   Pour maintenir la 

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 quantité nécessaire d'oxygène dans les gaz entrant dans le haut fourneau, la conduite d'échappement 24 peut également être reliée à une conduite d'alimentation en oxygène 40 (voir figure 2) comportant une vanne de réglage appropriée   42.   L'oxygène alimentant cette conduite provient d'une source appropriée d'oxygène sous pression faisant partie des instal- lations classiques de hauts fourneaux. 



   Pour réduire la quantité de carburant nécessaire dans la chambre de postcombustion (la portion de la conduite d'échappement 24 dans laquelle le carburant injecté par les injecteurs 30 est   brûlé),   il est prévu une dérivation 44 de la conduite de récupération des gaz 10 reliant cette conduite 10 à la conduite d'échappement du turboréacteur. 



  Pour avoir un écoulement de gaz depuis le haut fourneau   jusqu'à   la chambre de postcombustion ou conduite d'échappe- ment du réacteur, il est nécessaire d'augmenter la pression du gaz provenant du haut fourneau. En conséquence, une pompe 46 de type approprié telle qu'un compresseur centrifuge est montée sur la conduite 44 et entraînée par un dispositif approprié tel qu'un moteur 48 On peut également entraîner cette pompe 46 à l'aide de   l'un   des dispositifs accessoires qu'entraîne la turbine. 



   Le carburant du turboréacteur peut provenir d'un four à coke 50 existant généralement au voisinage d'un haut fourneau pour alimenter ce dernier en coke. Le four à coke produit un gaz combustible qui est dirigé par une conduite 52 sur la conduite 26. Un compresseur 54 entraîné par un moteur 56 peut être employé pour élever la pression du gas amené par la conduite 52 jusqu'à la pression nécessaire pour l'alimentation de la chambre de combustion. Une vanne de   ven-   tilation appropriée 58 permet à tout surplus de gas de s'échapper afin dtéviter la formation d'une surpression dans le four à coke.     

Claims (1)

1. REVENDICATIONS @ 1. Système destiné à fournir à un haut fourneau du gaz à haute température et à haute pression, caractérise en ce qu'il comprend un turboréacteur ayant un compresseur, une chambre de combustion reliée à une alimentation en carburant et une turbine entraînant le compresseur, la conduite d'é- chappement du turboréacteur étant reliée aux tuyères d'ali- mentation du haut fourneau.

   2. Système suivant la revendication 1, caractérise en ce qu'une conduite de carburant relie la source de carbu- rant à la chambre de combustion et comporte une vanne de réglage pour régler la quantité de carburant injecté dans la chambre de combustion.

   3. Un système suivant les revendications 1 et 2, carac- térisé an ce que la conduite d'échappement du turboréacteur est reliée à une source de carburant afin d'élever la tempé- rature du gaz insufflé dans le haut fourneau.

   4. Un système suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tuyère d'échappement du turboréac- teur est reliée à la conduite de récupération des gas du haut fourneau afin d'envoyer du gaz de récupération de la conduite de récupération à la conduite d'échappement du turboréacteur.

   5. Un système suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation en carburant est munie d'une vanne thermosensible afin de régler l'injection de car- burant dans la conduite d'échappement du turboréacteur.

   6. Un système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation en carburant comporte une pompe destinée à augmenter la pression dudit carburant.

   7. Un système suivant la revendication 4, caractérisé <Desc/Clms Page number 7> en ce que la conduite de récupération des gaz comporte une pompe destinée à augmenter la pression des gaz provenant du haut fourneau.

   8. Un système suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation en carburant comporte une partie circulaire d'où partent plusieurs injecteurs en forme de barreaux pénétrant dans la conduite d'échappement.

   9. Un système suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que de l'oxygène sous pression est injecte dans la conduite d'échappement du turboréacteur.