BE889021A - Dispositif de reduction des matieres ferreuses - Google Patents

Description

  CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -

  
 <EMI ID=1.1> 

  
Association sans but lucratif -

  
 <EMI ID=2.1> 

  
à BRUXELLES, (Belgique) .

  
Dispositif de réduct ion des matières ferreuses.

  
La présents invention, relative à un dispositif de réduction de matières ferreuses en un métal, est applicable dans un four à cuve et en particulier dans un haut fourneau.

  
Il est connu de remplacer une partie du coke de la charge d'un haut fourneau et tout ou partie du vent chaud soufflé dans les tuyères principales par une certaine quantité de gaz réducteurs chauds injectés dans le creuset du haut fourneau. Ces gaz réducteurs sont injectés à une température élevée et contiennent principalement du CO et du H2 ,

  
Un tel remplacement est surtout préconisé en vue de réduire la consommation de coke qui est un combustible coûteux et d' approvisionnement parfois difficile. On peut même concevoir que l'ensemble des besoins en chaleur et en gaz réducteurs soit couvert par cette voie. Dans ce cas, en dehors ce sa fonction de carburer le métal, le coke ne jouerait plus alors qu'un rôle de support mécanique réfractaire portant la charge solide et permettant la décantation de la forte et du laitier.

  
On sait qu'il existe actuellement plusieurs procédés de fabrication de gaz réducteurs, par exemple celui par oxydation catalytique à la vapeur d'eau ou par oxydation partielle à l'oxygène, appliqué aux hydrocarbures gazeux ou liquides.

  
Par ailleurs, dans le but de diversifier les sources d'énergie

  
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conisé de produire des gaz réducteurs à partir d'un hydrocarbure liquide ou d'une matière solide carbonée, telle que du charbon, er. utilisant du gaz de gueulard cornue oxydant.

  
Dans tous les cas, les gaz réducteurs obtenus sont chauffés jusqu'à une température comprise entre 1500[deg.]C et 2300[deg.]C pour les injecter dans le creuset du haut fourneau. Des températures aussi élevées peuvent être atteintes de plusieurs façons, mais d'excellents résultats ont été obtenus, suivant un procédé préconisé ailleurs par le demandeur, en chauffant ces gaz en milieu plasmatique.

  
Suivant une modalité avantageuse de ce procédé, les gaz réducteurs peuvent être produits de différentes manières et notam-

  
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à plasma, des fours à arc ou d'autres équipements de ce genre; dans le réacteur, les gaz sont en même temps surchauffés à la température requise. Ce réacteur est généralement disposé totalement ou partiellement à la place du busillon ou éventuellement il se place sur le busillon et les gaz réducteurs ainsi produits sont injectés dans le haut fourneau par la tuyère principale qui équipe ce busillon. 

  
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porte quel. combustible.

  
La présente invention est particulièrement applicable dans le cas où le réacteur comporte au moins deux électrodes entre lesquelles on fait jaillir un arc électrique.

  
Lors de son introduction dans le réacteur, le combustible passe entre deux électrodes entre lesquelles est produit un arc électrique destiné à provoquer l'échauffement et la combustion éventuellement en présence d'un agent oxydant tel que de l'air ou de l'air enrichi en oxygène. Cette combustion est

  
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tuellement du N2 et de faibles quantités résiduelles de C02 et H20.

  
Au cours de ses essais pour la mise au point du procédé, le demandeur a constaté que les faibles quantités de suie résultant du cracking du combustible dans le réacteur à arc et projetées en direction de la tuyère d'injection, provoquaient des dépôts dans la busillon avec tous les inconvénients inhérents à ce genre de dépôts.

  
La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'éliminer ces inconvénients par une suppression totale de tels dépôts de suie dans le busillon.

  
Cette invention est fondée sur l'idée originale que le dépôt de suie peut être évité par action aérodynamique due au mouvement d'un fluide injecté aux endroits où cette suie se dépose et simultanément par action refroidissante due à la réaction chimique de ce fluide en présence des gaz réducteurs surchauffés. 

  
Bien que la description de l'invention soit principalement axée sur un haut fourneau utilisé pour la réduction du mine-

  
 <EMI ID=8.1> 

  
eet applicable pour un four à cuve servant à l'élaboration d'autres métaux tels que le cuivre, le plomb,...

  
Le dispositif, objet de la présente intention, comprenant :
- un four à cuve, et de préférence un haut fourneau, composé d'une cuve verticale et d'un creuset, la dite cuve étant <EMI ID=9.1> 

  
autres revêtements, de manière à supporter les contraintes nées de la présence d'une charge ferreuse et des réactions de celle-ci avec le coke et des gaz réducteurs;
- des installations pour injecter un mélange gazeux dans le dit four, de préférence au niveau des tuyères principales, les installations précitées étant principalement constituées par les éléments suivants :
a) des moyens pour chauffer ou fabriquer et chauffer les gaz réducteurs ou autres formant le dit mélange gazeux, les dite moyens comportant au moins un réacteur, b) des moyens pour transporter ces gaz jusqu'aux tuyères d'injection,

  
est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outra des moyens pour injecter, aux endroits où la suie se dépose lors du passage des gaz réducteurs surchauffés, un fluide

  
 <EMI ID=10.1> 

  
refroidissante due à sa réaction chimique avec les dite gaz réducteurs s'opposent au dépôt de suie précité .

  
Suivant une modalité de l'invention, les moyens pour injecter la fluide destiné à s'opposer au dépôt de suie, consistant en une série de gicleurs ou d'une fente continue disposée, par exemple sous la forme d'une couronne, autour de l'orifice de sortie du facteur d'où proviennent les gaz réducteurs surchauffés.

AL 

  
Suivant une deuxième modalité de l'invention, le mouvement du fluide injecté est tangentiel à la paroi où la suie se dépose.

  
Suivant une autre modalité de l'invention, le mouvement du fluide injecté est parallèle aux génératrices de la paroi où la suie se dépose.

  
Suivant une variante de cette dernière modalité, le mouvement du fluide injecté est rotationnel autour de l'axe longitudinal de symétrie de la paroi où la suie se dépose.

  
Le fluide injecté peut être suivant l'invention :
- un gaz oxydé tel que par exemple de l'air, 02, C02' H20 ou le mélange d'au moins deux d'entre eux,
- un gaz avec de l'eau pulvérisée.

  
En présence de gaz réducteurs surchauffée, l'eau sous toutes ses

  
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duire du CO et au H2. Des Lors, il se produit Localement un

  
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que la réaction soit légèrement exothermique, il se produit encore localement un effet refroidissant non négligeable.

  
La figure ci-jointe, donnée à titre d'exemple non limitatif, représente schématiquement une disposition conforme à la présente invention.

  
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le haut fourneau 3. Le réacteur 4 du typa tour! plasma est situé dans la conduite 5 débouchant dans le busillon 1. 

  
Les gaz réducteurs surchauffés sortant du four à plasma 4

  
 <EMI ID=14.1> 

  
de suie le long de la paroi 7 de la conduite 5.

  
Suivant la présente invention, une couronne 8 est disposée autour de l'orifice de sortie 9 du four à plasma 4 produisant les gaz réducteurs surchauffés. La couronne 8 est construite de façon à produire des jets tangentiels à la paroi 7, ces jets étant rectilignes, parallèles entre aux et parallèles aux génératrices de la paroi 7.

  
Le fluide injecté sur la paroi 7 est constitué par un mélange d'air et d'eau pulvérisée en fines gouttelettes.

Claims (1)

1. <EMI ID=15.1>

   <EMI ID=16.1>

   - un four à cuve, et de préférence un haut fourneau, composé d'une cuve verticale et d'un creuset, la dite cuve étant recouverte, sur sa surface intérieure, de réfractaires ou autres revêtements, de manière à supporter les contraintes nées de la présence de la charge ferreuse et des réactions de celle-ci avec le coke et les gaz réducteurs, - des installations pour injecter un mélange gazeux dans le dit four, de préférence au niveau des tuyères principales, <EMI ID=17.1>

   ées par les éléments suivants :

   a) des moyens pour chauffer ou fabriquer et chauffer les gaz réducteurs ou autres formant le dit mélange gazeux, les dits moyens comportant au moins un réacteur,

   <EMI ID=18.1>

   d'injection,

   caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour injecter aux endroits où la suie se dépose lors du passage des gaz réducteurs surchauffés, un fluide dont l'action aérodynamique due à son mouvement et l'action refroidissante due

   à sa réaction chimique avec les dits gaz réducteurs s'opposent au dépôt de suie précité.

   <EMI ID=19.1>

   <EMI ID=20.1>

   au dépôt de suie, consistent en une série de gicleurs disposés, par exemple sous la forme d'une couronne, autour de l'orifice de sortie du réacteur d'où proviennent les gaz réducteurs surchauffés. <EMI ID=21.1>

   que les moyens pour injecter le fluide destiné 5 s'opposer au dépôt de suie, consistent en une fente continue disposée, par exemple sous la forme d'une couronne, autour de l'orifice de sortie du réacteur d'où proviennent les gaz réducteurs surchauffés.

   4. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mouvement du fluide injecté est tangentiel à la paroi où la suie se dépose.

   5. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1

   à 4, caractérisé en ce que le mouvement du fluide injecté est parallèle aux génératrices de la paroi où la suie se dépose.

   <EMI ID=22.1>

   3, caractérisé en ce que le mouvement du fluide injecté est rotationnel autour de l'axe longitudinal de symétrie de la paroi où la suie se dépose.

   7. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fluide injecté est un gaz oxydé

   <EMI ID=23.1>

   d'au moins deux d'entre eux.

   8. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fluide injecté est un gaz avec de l'eau pulvérisée.