Procédé pour la régulation dynamique de la marche
d'un haut fourneau
La présente invention, due à Monsieur Gérard FLIERMAN, est-relative à un procédé pour la régulation dynamique de la marche d'un haut fourneau.
L'évolution des phénomènes se produisant- lors
<EMI ID=1.1>
agglomérés ou de pellets dépend, comme-on le sait, de très
nombreux facteurs.
Les uns sont constitués par les caractéristiques
et les proportions mesurables et connues des matériaux solides.
<EMI ID=2.1>
<EMI ID=3.1>
la nature et la composition du minerai de fer, son conditionnement (pelletai agglomérés etc), le rapport en poids du coke au -
<EMI ID=4.1>
etc...
Les autres facteurs constitués par toute gran--,.deur actuellement non mesurable évoluant elle-même avec la marche du haut fourneau et influençant cette dernière appa-
<EMI ID=5.1>
le cas où en a maintenu constants les paramètres de la-marche
<EMI ID=6.1>
compositions variables. _
L'existence de ces* variations se comprend plus aisément si l'on songe aux très nombreux phénomènes physiques
<EMI ID=7.1>
On sait par ailleurs que la quantité de calories disponible pour l�élaooration de la fonte ainsi que le
<EMI ID=8.1>
le des gaz et de leurs variations d'un endroit à l'autre du fourneau. Il s'Ensuit que des perturbations inévitables, apparues dans l'utilisation des gaz réducteurs, entrainent des
<EMI ID=9.1>
élaboration de la-fonte et par voie de conséquence dans la température et la composition de la fonte.
<EMI ID=10.1>
que la quantité de chaleur disponible pour l'élaboration d'une fonte de qualité désirée et le maintien d'un profil thermique approprié du fourneau sont généralement considérées comme de première importance pour pouvoir conduire de façon satisfaisanté la marche du haut fourneau.
Il s'ensuit qu'un certain nombre de procédés de régulation de cette marche du haut fourneau sont basés sur la détection de l'état thermique du creuset.servant de base pour
<EMI ID=11.1>
de façon à maintenir au niveau désiré cet état thermique du
<EMI ID=12.1>
-ture désirées.
<EMI ID=13.1>
l'état thermique du creuset; on peut par exemple calculer en couteau la quantité de chaleur disponible pour réchauffement de la fente et la réduction de la silice, ou encore mesurer directeuent la température de la- fonte; -certaines des méthodes
<EMI ID=14.1>
Par contre. ces méthodes peuvent s'avérer insuffisantes pendant les périodes de régimes transitoires. -De- tels
<EMI ID=15.1>
miques et thermiques du fourneau. par la régulation elle-même. Cet état de choses peut rendre illusoire la validité de tout nouveau calcul de l'état thermique du haut fourneau', ce qui peut constituer un inconvénient particulièrement sérieux.
<EMI ID=16.1>
tion verticale des températures des gaz et de la charge dans le fourneau et les diagrammes de répartition. suivant la verticale., de la--composition des gaz et de la charge.
Pour pallier cet inconvénient, on a alors es-
<EMI ID=17.1>
tique de la flamme et/ou le taux de réduction directe du minerai. Cette méthode s'est avérée insuffisante pour effectuer à <EMI ID=18.1> <EMI ID=19.1>
consigne, et d'autre part parce que ces deux conditions ne sont pas suffisantes théoriquement pour garantir un état stationnaire.
La présente invention a précisément pour objet un procédé permettant de calculer en continu l'état thermique effectif du fourneau. valable aussi bien en régime stationnaire que pendant les transitions d'un état stationnaire à un autre et qui permet de réagir à des variations de l'état thermique du creuset ou du degré de réduction atteint dans la cuve.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention est essentiellement caractérisé par les différents points suivante :
<EMI ID=20.1>
de tranches superposées. le volume de chaque tranche cor-
<EMI ID=21.1>
<EMI ID=22.1>
(la plus basse) étant située sensiblement dans le plan des tuyères.
2) Au début -du calcul on se donne un profil thermique et chimique arbitraire du haut fourneau. c'est-à-dire que l'on se donne pour toutes les tranches du fourneau, par exemple
<EMI ID=23.1>
sentant à cet instant la quantité d'oxygène, la quantité de carbone présentes dans chaque tranche, ainsi que la température de la charge de cette tranche.
3) Chacune des tranches considérée sous 1 est caractérisée par
- sa quantité de carbone.
- sa quantité de fer et de laitier.
- la température des matériaux solides ou liquides se trou- <EMI ID=24.1>
- la quantité d'oxygène liée au fer, ces caractéristiques étant déterminées comme suit :
<EMI ID=25.1>
Quantité de fer " celle contenue-dans la quantité*
de minerai enfourné sur la cloche.
<EMI ID=26.1> sur la cloche. - Température = température des matières en chargement
- Quantité d'oxygène liée au Fe = quantité d'Où se trouvant en combinaison avec le Fe dans la charge sur la cloche .
B. Pour la Xième tranche
- Quantité de carbone = quantité de C se trouvant dans la Même tranche à la fin de-[pound]\ intervalle de temps précédente diminuée du C consommé par réduction directe (méthode de calcul
<EMI ID=27.1> <EMI ID=28.1>
- Quantité de laitier' = la même que pour la première tranche <EMI ID=29.1> <EMI ID=30.1>
précédent, augmentée d'une va-
<EMI ID=31.1>
de chaleur transmise à cette
<EMI ID=32.1>
à déduire conformément au processus repris sous le point 7 <EMI ID=33.1> <EMI ID=34.1>
Fe existant dans la Xième tranche à la fin de l'intervalle de
temps précédent. diminuée de la _ quantité d'oxygène provenant du
<EMI ID=35.1> a) Quantité totale d'oxygène fixée par le carbone <EMI ID=36.1> d) Quantité totale de carbone gazéifié par réduction directe e) Quantité totale de carbone gazéifié par l'oxygène du vent <EMI ID=37.1> g) Température adiabatique de la flamme.
<EMI ID=38.1>
<EMI ID=39.1>
calcul, on se donne un critère déterminé de répartition de la quantité d'oxygène réduite, par réduction directe.-par réduction- indirecte ou par l'hydrogène. ce qui permet de <EMI ID=40.1> <EMI ID=41.1>
<EMI ID=42.1>
en C -le la tranche inférieure, et lorsque le contenu en C de cette tranche est épuisé. on convient de déplacer toutes
<EMI ID=43.1>
ture mesurée des gaz au gueulard on peut déterminer la quantité totale de chaleur cédée par les gaz à la charge.
Cette quantité de chaleur est alors repartie
<EMI ID=44.1>
<EMI ID=45.1>
arbitrairement. On calcule ainsi pour chaque niveau. la varia-
<EMI ID=46.1>
de la différence entre -la quantité de chaleur transmise au niveau considéré. et les chaleurs de réaction des réactions
<EMI ID=47.1>
température des gaz correspondant à la quantité -de chaleur transmise. Tons ces calculs sont exécutés successivement, pour chaque tranche du fourneau et les résultats obtenus pour chaque
<EMI ID=48.1> <EMI ID=49.1> gaz dans le fourneau en remontant depuis les tuyères jusqu'au
<EMI ID=50.1>
on considère que les résultats obtenus représentent effectivement une première étape dans la détermination de l'état thermique et chimique réel du haut fourneau. et notamment l'état thermique du creuset. Dans le cas contraire, on modifie dans le sens adéquat la valeur du coefficient de transmission de chaleur utilisé. de façon à ce que la température calculée du gaz au gueulard ait la même valeur que la température effectivement mesurée.
Cette méthode de calcul permet d'obtenir une nouvelle réparti-tion des températures de la charge en chacun de ses niveaux et-par voie de conséquence, selon une méthode
<EMI ID=51.1>
<EMI ID=52.1>
périodiquement, on arrivera par approximations successives à déterminer la répartition stable et réelle des températures.
<EMI ID=53.1>
tion constant des matériaux sortant de la tranche inférieure du fourneau. La répétition- permanente de ce calcul=:permet donc de connaître à chaque instant l'état thermique et chimique réel du haut fourneau.
Le profil thermique et chimique réel du four- <EMI ID=54.1> cédé de 1* invention , d'effectuer la régulation du fourneau en agissant sur tout ou partie des variables dL'action (par ex.
<EMI ID=55.1>
<EMI ID=56.1>
<EMI ID=57.1>