LU83411A1 - Procede et dispositif de reduction des minerais dans un four a cuve - Google Patents

Description

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CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,

Association sans but lucratif - Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique) .

Procédé et dispositif de réduction des minerais dans un four à cuve.

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif de réduction des minerais dans un four à cuve et en particulier dans un haut fourneau, dans lequel on injecte des gaz réducteurs chauds, de préférence au niveau des tuyères principales.

Il est connu de remplacer une partie du coke de la charge d'un haut fourneau et une partie du vent chaud soufflé dans les tuyères principales par une certaine quantité de gaz réducteurs 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/

Zi j/ , Λ 2.- 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 de sa fonction de carburer le métal, le coke ne jouerait plus alors qu'un rôle de support mécanique réfractaire portant la charge solide et permet-! s tant la décantation de la fonte et du laitier.

I.

1 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'oxy-\ · gène, appliqué aux hydrocarbures gazeux ou liquides ou par gazéifi cation des charbons.

i! = Par ailleurs, dans le but de diversifier les sources ; d'énergie utilisées en sidérurgie, le demandeur a également déjà préconisé de produire des gaz réducteurs à partir d'un hydrocarbure liquide ou d'une matière solide carbonée, telle que du charbon, en 1 utilisant du gaz de gueulard comme oxydant.

Dans tous les cas, les gaz réducteurs obtenus sont

! chauffés jusqu'à une température comprise entre 1500eC et 2800°C

pour les injecter dans le creuset du haut fourneau. Des températures aussi élevées peuvent être atteintes de plusieurs façons, mais I d'excellents résultats ont été obtenus, suivant un procédé préco nisé ailleurs par le demandeur, en chauffant ces gaz en milieu plasmatique.

La présente invention a pour objet une mise en oeuvre particulière d'une telle opération dans un four à cuve.

Le procédé, objet de la présente invention, pour I conduire un four à cuve dans lequel on injecte des gaz réducteurs | surchauffés, est essentiellement caractérisé en ce que l'on fa- j brique en dehors du four un mélange gazeux de composition et de | température propres à assurer les besoins chimiques et thermiques î j du four à l'instar de ce qui est assuré dans les procédés clas- ! siques par du gaz dit conventionnel, formé par la combustion du '· . coke au nez des tuyères d ’ injection de vent et traversant le foup

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j; de bas en haut au cours de l’opération ce réduction de minerai ..

I.| # e l* H et en ce que l'on injecte ce dit mélange aazeux dans les / ./' I? ' 's’ i 3.- . \ conditions de sa fabrication (température et composition) dans le creuset du four.

Suivant une modalité de l'invention, on fabrique les gaz réducteurs dans une installation auxiliaire située à j - proximité immédiate des tuyères d'injection.

Suivant une autre modalité de l'invention, on fabrique et on chauffe, ou on chauffe uniquement, les gaz réducteurs au moyen de fours à plasma.

Suivant une modalité avantageuse de l'invention, on supprime tout ou partie des réactions dites "solution loss reactions" en augmentant le potentiel réducteur du mélange gazeux à injecter par remplacement par du CO et/ou du d'une partie de ! l'azote qu'il contient normalement.

! A ce sujet, il est utile de préciser que dans le cas des métaux dont les oxydes ne peuvent être réduits par le CO qu'à haute température (T > 900°C), par exemple l'oxyde de fer I FeO suivant la réaction FeO + CO —^ Fe + CO^

une seconde réaction a lieu : CO^ + C —s» 2 CO

connue sous le nom de "réaction de Boudouard" ou encore "solution loss". Cette seconde réaction consomme du charbon et par voie de conséquence, du coke.

! !

Dans le procédé, objet de la présente invention, on ! impose à la mise au mille de coke c'est-à-dire à la quantité de I coke enfournée pour produire mille kilos de fonte, de rester dans i " certaines limites et on ajuste en conséquence les conditions d'in- ! jection des gaz; suivant l'invention, le coke doit pour cela rem- j plir certaines conditions.

i Suivant l'invention, on introduit dans la charge à traiter une quantité de coke comprise entre 50 et 250 kg par tonne de métal fondu produit et on assure er. conséquence les besoins I .. thermiques et chimiques pour la réduction du minerai, en injec- I tant de préférence au niveau des tuyères principales des gaz ré- / | ducteurs comprenant principalement du CO, H_, et ces quantités1*/ ! ^ 2 /// ! // ; j- 4.- aussi faibles que possible de CO^ et E^O, les dits gaz étant s surchauffés à une température comprise entre 1500°C et 2800°C, au moyen d'un milieu de préférence plasmatique.

i Egalement suivant l'invention, le coke présent dans la charge est non réactif ou de faible réactivité vis-à-vis des matières contenues dans le four (gaz, minerai, fondants, etc...) i Suivant une modalité de l’invention, le coke présent ; dans la charge est en morceaux de dimensions comprises entre 30 mm ! et 90 mm, et de préférence entre 40 mm et 75 mm.

( Suivant une autre modalité de l'invention, le coke | présent dans la charge possède une résistance mécanique propre à i supporter le poids des matières contenues dans le four.

Suivant encore une autre modalité de l'invention, le coke présent dans la charge possède une résistance à la chaleur au moins égale à celle du coke métallurgique généralement utilisé jusqu'à présent.

Ces modalités présentent le grand avantage de permettre le remplacement total du coke métallurgique habituellement utilisé jusqu'à présent par un combustible plus économique. En plus, si l'on utilise du coke uniquement comme support de la charge, la quantité totale de ce matériau est particulièrement faible, car on n'introduit dans le four que ce qui est nécessaire à la partie inférieure (creuset, étalages), là où se rassemblent les produits liquides (fonte, laitier).

La présente invention est également relative à une modalité de réglage de la conduite d'un four à cuve, particulièrement intéressant dans le cas où le four s'étant refroidit, il s'avère nécessaire de lui fournir l'appoint de calories nécessaires pour une remise en marche normale.

Il est bien connu ce considérer le four à cuve , comme étant constitué de deux parties principales : l’une dite zone de travail, où se déroulent les réactions à haute température, comprenant le creuset, les tuyères à vent et les étalages, j l'autre dite zone de récupération, où sont récupérés la chaleur^/ '/ > // / - 5 - sensible et le pouvoir réducteur des gaz sortant de la zone de travail, qui se situe au niveau de la cuve, gueulard compris.

La démarcation entre ces deux zones est formée par une troisième zone dite de réserve, où la température est en moyenne de l'ordre de 1000°C et dans laquelle il ne se produit ni échange thermique ni réaction chimique.

Les besoins thermiques dans la zone de travail sont assurés par la chaleur fournie par les gaz de combustion du coke lors de leur refroidissement depuis la température de flamme devant les tuyères jusqu'à la température de la zone de réserve, de l'ordre de 1000°C, température à laquelle ils quittent la zone de travail pour pénétrer dans la zone de récupération.

Les besoins thermiques de la zone de récupération du fourneau sont satisfaits par récupération de la chaleur sensible de ces gaz qui se refroidissent depuis leur température d'entrée, environ 1000°C, dans cette zone de récupération, jusqu'à la température du gueulard.

Dans le cas bien connu du refroidissement du fourneau par suite d'un dérèglement de la marche du processus métallurgique ou par suite d'un accident tel qu'une tuyère brûlée ou une rentrée d'eau, on se trouve en présence d'un creuset froid avec arrêt du mouvement de descente de la charge. La remise en marche d'un tel fourneau refroidi s'avère toujours très difficile par les moyens habituellement utilisés jusqu'à présent et qui consistent à mettre du coke supplémentaire dans la charge, à augmenter la température du vent au maximum et éventuellement à injecter de l'oxygène. En effet, les calories nécessaires au = réchauffement du creuset proviennent de la combustion du coke supplémentaire précité qui n'arrive que très difficilement et très lentement à atteindre le creuset.

Cette modalité est fondée sur l'utilisation de gaz plasmatique dont la température peut s'élever à 2000°C, 3000°C et plus, pour fournir, par leur chaleur sensible, les » / calories nécessaires au réchauffement du creuset sans faire / intervenir la combustion de coke supplémentaire. fjû

Lf - 6 - tEn conséquence, cette modalité est essentiellement caractérisée en ce que l'on réchauffe le creuset refroidi ί d'un fourneau, en injectant dans ce creuset un gaz dont le degré d'oxydation est sensiblement nul et dont la température élevée, supérieure à 1500°C est obtenue en faisant passer la totalité ou une partie de ce gaz dans un four à plasma.

1· Suivant une autre modalité de 1'invention,on rac corde l'installation plasmatique de chauffage du gaz à injecter dans le creuset au moment où le besoin s'en fait sentir, la dite installation plasmatique étant solidaire ou non du fourneau.

Suivant encore une autre modalité de l'invention, on règle la température du gaz injecté, soit en ajustant la puissance électrique nécessaire à la formation du plasma, soit en mo-! difiant le degré d'oxydation du dit gaz, soit les deux à la fois.

Egalement suivant l'invention, le gaz injecté peut être de l'air ou de préférence un gaz peu oxydé (en mélange ou non) et notamment un gaz inerte (azote, argon,...) ou encore un gaz réducteur comprenant par exemple une majorité de CO et de ^.

Dans le cas d'un mélange gazeux à injecter, les matières d'alimentation de l'installation plasmatique doivent satisfaire uniquement à la condition de ne pas attaquer (ni par oxydation, ni par carburation) les éléments de production du plasma (électrodes, parois, etc...). Ces matières peuvent être notamment des combustibles gazeux, liquides ou solides à faire réagir avec l'air, tout gaz porteur d'09 libre, du CC^, de la vapeur d'eau, tout gaz industriel contenant du CO^ et/ou de la vapeur d'eau (effluent métallurgique tel que du gaz de gueulard). Dans ces derniers cas, or. augmente d'autant plus la température des gaz plasmatiques que la somme des composants (C09 + H^O) net est plus importante, cette somme (C09 + Ho0)ngt représentant la quantité de CC^ et de H90 existant lorsque les produits de réac-tion sont exempts d'hydrocarbure après réaction avec les compo·-,

sés carbonés ou hvdrocarbonés au qaz. / L

/ // - 7 -

On constate qu'en utilisant les modalités décrites ci-dessus, les métallurgistes ont la possibilité de remettre en état de marche normale un fourneau refroidi (gelé) dans des temps beaucoup plus courts que suivant les moyens habituellement utilisés jusqu'à présent.

La présente invention a également pour objet un dispositif spécialement conçu pour mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus et en particulier pour injecter dans un four à cuve et notamment dans un haut fourneau, des gaz réducteurs en vue de réaliser, dans les meilleures conditions - techniques et économiques - la réduction du minerai de fer.

Le promoteur de la présente invention a déjà préconisé ailleurs d'injecter dans un four à cuve des gaz réducteurs chauffés au moyen des réacteurs et notamment des fours à plasma équipant les tuyères principales.

Un tel équipement est très satisfaisant mais, dans certains cas, il y a cependant lieu de tenir compte des considérations suivantes : 1) il est possible, pour des raisons technologiques, que le nombre de réacteurs dont on veut équiper les tuyères principales soit insuffisant pour couvrir les besoins de l'injection; il faut alors pourvoir le four à cuve d'un dispositif qui permette d' effectuer le travail de ces réacteurs d'une façon indépendante de ces tuyères, 2) il est possible également pour d'autres raisons technologiques qu'il ne soit pas nécessaire d'équiper toutes les tuyères d'injection en réacteurs; il faut alors que le dispositif installé sur le four à cuve permette d'obtenir quand même le meilleur rendement des réacteurs, 3) même si l'injection de gaz réducteurs chauds dans le creuset du four au moyen des tuyères principales donne généralement d'excellents résultats, il est possible que pour certains ^ j types de marche, il soit préférable de faire travailler le?'/ / h / -/ ’ï - 8 - ï ! ij tuyères principales uniquement avec du vent chaud et d'injec- ! ter les gaz réducteurs chauds au moyen de tuyères auxiliaires, f il faut donc que l'installation équipant le four à cuve per- I mette également cette souplesse de fonctionnement.

4) enfin, il ne suffit pas, pour obtenir les résultats optima, de procéder purement et simplement à l'injection de gaz réducteurs surchauffés.

Sur la base de ces considérations, le dispositif, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il est constitué d'un circuit d’injection comprenant : _a. des moyens pour chauffer ou fabriquer et chauffer les dits gaz réducteurs, b. des moyens pour transporter ces gaz réducteurs jusqu'aux tuyères d'injection,

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ij c. des moyens pour mesurer, de préférence directement en cours j d'opération, les caractéristiques telles que température, j ;j composition et débit de ces gaz, j ij d. des moyens pour modifier les dites caractéristiques de ces gaz, i e. des moyens pour mesurer les facteurs représentatifs de la mar- i “ ! ehe du four et notamment la mise au mille de coke, la produc- i tivité, la température et la teneur en silicium de la fonte, I.

! _f. des moyens pour assujettir, suivant des consignes prédétermi nées, de préférence automatiquement, les modifications éventuelles des caractéristiques des gaz réducteurs aux mesures des fac- teurs représentatifs de la marche du four.

Les moyens pour transporter les gaz réducteurs jusqu'aux tuyères d'injection sont constitués soit par les canalisations bien connues de l'équipement classique d'un four à cuve avec injection de vent (circulaire, busillon, etc...), soit par j des canalisations distinctes des précédentes, dites auxiliaires, mais d'un type semblable en tout ou en partie (circulaire busil-/ i Ion, etc...) . >y - 9 -

Suivant une première modalité de l'invention, le dispositif comprend au moins deux circulaires dont l'une est une circulaire à vent classique raccordée normalement aux tuyères principales ou à certaines d'entre elles, tandis que la circulaire auxiliaire réservée exclusivement aux gaz réducteurs à injecter dans le four à cuve est raccordée à des tuyères auxiliaires situées aux environs du niveau des tuyères principales et/ou aux autres tuyères principales. Ces tuyères auxiliaires sont avantageusement disposées tout autour du four à cuve, au-dessus et/ou en dessous des tuyères principales avec lesquelles elles présentent de préférence une répartition en quinconce.

Une telle disposition est avantageuse parce qu' elle permet de rendre indépendantes d'une part, l'injection du vent chaud parles tuyères principales et d'autre part, l'injection de gaz réducteurs chauds par les tuyères auxiliaires. Une telle indépendance permet évidemment d'assurer une meilleure répartition de l'ensemble des gaz dans le four à cuve au niveau des tuyères. Elle permet également de ne pas devoir chauffer tous les fluides utilisés aux températures élevées d'injection (1500°C -2800°C) .

Suivant une deuxième modalité de l'invention, les tuyères d'injection de gaz réducteurs sont constituées par les tuyères principales du four.

Suivant une troisième modalité de l'invention, le circuit d'injection comprend une partie exclusivement réservée aux gaz réducteurs (circulaire, busillon, tuyères) et une autre partie exclusivement réservée au vent chaud.

Suivant une autre modalité de l'invention, les moyens pour mesurer les caractéristiques des gaz sont des pyromètres, des analyseurs de gaz et des débitmètres installés directement dans le circuit d'injection et fonctionnant de façon continue .

Bans la réalisation du dispositif de l'invention, les moyens pour mesurer les facteurs représentatifs de la charge ^ sont des équipements connus soit du type classique tels des ta-/ ' lances pour le poids du cote dans le charge, rels des pvromètreç·' Λ 10

Ipour la température de la fonte, tels des analyseurs pour la teneur en Si de la fonte, soit des équipements électroniques avec calculateur et programme appropriés pour déduire ces facteurs de calculs basés sur des bilans thermiques, bilans de matières, algorithmes, etc...

Egalement suivant l'invention, les moyens pour I assujettir, suivant des consignes prédéterminées, les modifica tions des caractéristiques des gaz réducteurs aux mesures des facteurs représentatifs de la marche du four sont constitués par un calculateur capable d'enregistrer toutes les données, d'effectuer les calculs suivant un programme prédéterminé pour comparer les valeurs réelle et de consigne, de transmettre des signaux dans des boucles de régulation pour supprimer tente différence entre les dites valeurs réelle et de consigne dans les délais les plus brefs.

Il s'est avéré particulièrement intéressant que les moyens pour chauffer ou fabriquer et chauffer les gaz réducteurs soient des fours à plasma.

Les gaz plasmagènes pilotes des chalumeux consti- H tutifs de certains fours à plasma peuvent être des gaz inertes ; ?· ,| (argon ou de préférence azote) ou des gaz réducteurs dits purs ! (H„ industriellement pur) ou encore de gaz réducteurs impurs

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parce qu’ils contiennent en plus de l'hydrogène, du CO et de ; l'azote en quantité relativement importante et de faibles quan- | tités de H^O et CO^-

Les chalumeaux sont avantageusement équipés d'un système de contrôle permettant de garder les chalumeaux à plasma , | sous pression au moyen d'un gaz inerte tel que par exemple de 1' azote, ce qui protège les dits chalumeaux et empêche toute rentrée de gaz corrosifs.

j ; Etant donné les vitesses élevées des gaz destinés μ à traverser les fours à plasma, on facilite le maintien des arcs j | électriques pilotes en mettant en suspension dans les gaz pilotes ;i des matières appropriées finement moulues, par exemple des composés , ! alcalino-terreux tels que des halogènes et de préférence du CaCl„./ I / J.

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Egalement suivant l'invention, les tuyères et/ou les fours à plasma adjacents à ces tuyères occupent les sommets d'un polygone régulier ayant un nombre de côtés égal à 3 ou n sont reliés électriquement 3 à 3 ou n à n, suivant que le courant destiné à traverser cette liaison est triphasé ou n-phasé, le nombre total de ces tuyères et/ou fours à plasma étant un multiple de trois ou de n. La source de ce courant est destinée à provoquer la circulation d'un courant alternatif interne dans le ou les jets de plasma sortant des dites tuyères et/ou émis dans les dits fours à plasma.

Suivant une modalité avantageuse de l'invention, les liaisons électriques établies entre les tuyères et/ou les fours à plasma groupés 3 à 3 ou n a n sont elles-mêmes reliées électriquement avec un circuit comprenant une source de courant alternatif triphasé ou n-phasé, la dite source étant destinée à provoquer la circulation d'un courant alternatif intense à travers la charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères principales et/ou des fours à plasma dont le nombre total est un multiple de trois ou de n. Dans ce cas, ce deuxième courant alternatif circule en meme temps que le premier.

On réalise évidemment une isolation électrique aussi parfaite que possible d'une part, entre les tuyères principales et les fours à plasma adjacents et d'autre part, entre les tuyères principales et les parois du four à cuve.

On contrôle avantageusement l'injection des gaz réducteurs chauds dans le four à cuve, en utilisant comme variables d'action les paramètres électriques des circuits relatifs aux courants alternatifs superposés aux jets plasmatiques réalisés dans les fours à plasma et aux colonnes gazeuses sortant des tuyères principales.

Les figures 1 er 2 annexées sont données à titre d'exemple non limitatif, pour bien faire comprendre l'objet de la / présente invention. /y / / / / · . - 12 -

La figure 1 représente schématiquement la disposition d'un groupe de trois tuyères principales équipant un haut fourneau dans lequel on injecte des gaz réducteurs chauds, suivant ! le procédé de l'invention.

I i ___ * La figure 2 représente une variante de la figure 1.

Suivant la figure 1, le haut fourneau (1) est garni de tuyères principales (2) groupées trois à trois et écartées de 120° l'une de l'autre. Ces tuyères principales (2) sont équipées jj de fours à plasma (3) destinés à chauffer les gaz réducteurs à injecter dans le haut fourneau, à une température élevée, de l'ordre de 2300°C.

Au moyen des circuits électriques (4), on provoque ! la circulation d’un courant alternatif intense dans le ou les jets de plasma émis dans les fours (3) , avec pour conséquence le chauffage voulu de la colonne gazeuse qui traverse chacun de ces fours à plasma (3) .

En outre, on provoque simultanément la circulation

Id'un autre courant alternatif intense à travers la charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères principales (2) . Cette circulation de courant alternatif est assurée en établissant une liaison | électrique entre les circuits (4), cette liaison comprenant une | source de courant appropriée.

; Suivant la figure 2, la disposition ne diffère de i ; celle de la figure 1 que par la manière de provoquer la circulation | d'un courant alternatif intense à travers la charge entre les colon nes gazeuses sortant des tuyères principales (2). La circulation de courant alternatif est assurée en établissant une liaison électrigue (5) entre les tuyères (2), cette liaison électrique comprenant une source de courant appropriée.

i Bien que plusieurs modalités opératoires du pro- cédé suivant l'invention aient été décrites en détail ci-dessus, ; il est évident que de nombreuses variantes peuvent être utilisées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. < f ' i ß - 13 -

Ainsi, par exemple, les schémas électriques mentionnés sont relatifs à des courants alternatifs triphasés, mais on peut évidemment utiliser des courants polyphasés suivant l'intérêt ou la nécessité présenté par une telle utilisation.

En ce qui concerne la circulation des courants alternatifs provoqués dans les jets plasmatiques émis dans les . fours à plasma ou les colonnes gazeuses sortant des tuyères prin cipales, il est bien connu que ces courants doivent naturellement être en phase pour obtenir les effets additionnels visés.

Toutes les ressources de la technique des plasmas sont également applicables aux fours à plasma équipant le four à cuve pour assurer une injection efficace de gaz réducteurs chauds dans le dit four à cuve. On peut citer par exemple le nombre optimum de fours, leur forme, leur disposition (en série), leur raccordement, l'ensemencement d'arcs, etc...

On notera aussi qu'il est particulièrement intéressant de munir les tuyères et les fours à plasma d'un champ magnétique destiné à empêcher que le plasma ne se fixe en un point, causant ainsi une usure rapide en ce point. // /

Claims (23)

1. Procédé de conduite d'un four à cuve de réduction de minerais et en particulier d‘un haut fourneau dans lequel !. on injecte des gaz réducteurs surchauffés, caractérisé en ce que ! l'on fabrique en dehors du four un mélange gazeux de composition i ! et de température propres à assurer les besoins chimiques et ther miques du four à l'instar de ce qui est assuré dans les procédés classiques par du gaz dit conventionnel, formé par la combustion j du coke au nez des tuyères d'injection de vent et traversant le four de bas en haut au cours de l'opération de réduction de mine-! rai et en ce que l'on injecte ce dit mélange gazeux dans les con ditions de sa fabrication (température et composition) dans le h creuset du four.

2. Procédé suivant la revendication 1, caracté risé en ce que l'on fabrique les gaz réducteurs dans une instal-lation auxiliaire située à proximité immédiate des tuyères d'injection.

3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica tions 1 et 2, caractérisé en ce que l'on fabrique et chauffe ou en ce que l'on chauffe uniquement les gaz réducteurs au moyen de i fours à plasma.

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'on supprime tout ou partie \ des réactions dites "solution loss reactions" en augmentant le U potentiel réducteur du mélange gazeux à injecter par remplace- / / ment par du CO et/ou du H d'une partie de l'azote qu'il contient/ j normalement. ·' - 15 -

5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on introduit dans la charge à traiter une quantité de coke comprise entre 50 kg et 200 kg par tonne de métal fondu produit, et en ce que l'on assure en conséquence, les besoins thermiques et chimiques pour la réduction du minerai en injectant de préférence au niveau des tuyères principales, des gaz réducteurs comprenant principalement du CO, H7, KL et des quantités aussi faibles que possible de CO2 et ï^O, les dits gaz étant surchauffés à une température comprise entre 1500°C et 2800°C, au moyen d’un milieu de préférence plasmatique.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on maintient dans la charge a traiter une quantité de coke comprise entre 50 et 150 kg par tonne de métal fondu produit.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le coke présent dans la charge est non réactif ou de faible réactivité vis-à-vis des matières contenues dans le four (gaz, rainerai, fondants, etc...).

8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 5 à7 , caractérisé en ce que le coke présent dans la charge est en morceaux de dimensions comprises entre 30 mm et 90 mm, et de préférence entre 40 mm et 75 mm.

9. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- e dications 5 à 8, caractérisé en ce que le coke présent dans la charge possède une résistance mécanique propre à supporter le poids des matières contenues dans le four. - Ίί § · Ί I - 16 - !ϊ i il

10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le coke présent dans la charge possède une résistance à la chaleur- au moins égale à celle du coke métallurgique généralement utilisé jusqu'à présent. .

11. Procédé suivant l’une ou l'autre des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, dans le cas où le creuset du four est refroidi, on réchauffe ce four en injectant dans son creuset un gaz dont le degré d’oxydation est sensiblement nul et dont la température élevée, supérieure à 1500°C est obtenue en faisant passer la totalité ou une partie de ce gaz dans un four à plasma.

12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé I en ce que l'on raccorde l'installation plasmatique de chauffage du il gaz à injecter dans le creuset au moment où le besoin s'en fait Si I sentir, la dite installation plasmatique étant solidaire ou non du fourneau.

13. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- I tions 11 et 12, caractérisé en ce que l'on règle la température du i § I gaz injecté soit en ajustant la puissance électrique nécessaire à la formation du plasma, soit en modifiant le degré d'oxydation du dit gaz, soit les deux à la fois. r j

14. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendication i - 11 a 13, caractérisé en ce que le gaz injecté est un gaz peu oxydé. ί j i • 15. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé décrit I; dans l'une ou l’autre des revendications 1 a 14, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un circuit d'injection comprenant : - / i ja. des moyens pour chauffer ou fabriquer et chauffer lesdits gaz / * / if v réducteurs, If ff Uff ! a- * - 17 - b. des moyens pour transporter ces gaz réducteurs jusqu'aux tuyères d'injection, ç. des moyens pour mesurer, de préférence directement en cours d'opération, les caractéristiques tellés que température, composition et débit de ces gaz, _d. des moyens pour modifier les dites caractéristiques de ces gaz, « _e. des moyens pour mesurer les facteurs représentatifs de la marche du four et notamment la mise au mille de coke, la productivité, la température et la teneur en silicium de la fonte, jf. des moyens pour assujettir, suivant des consignes prédéterminées, de préférence automatiquement, les modifications éventuelles des caractéristiques des gaz réducteurs aux mesures des facteurs représentatifs de la marche du four.

16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens pour transporter les gaz réducteurs jusqu' aux tuyères d'injection sont constitués de canalisations distinctes des canalisations bien connues de l’équipement d'un four à cuve avec injection de vent, comprenant également des éléments du type circulaire, busillon, etc...

17. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 15 et 16, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux circulaires dont l'une est la circulaire à vent classique raccordée normalement aux tuyères principales ou à certaines d'entre elles, tandis que la circulaire auxiliaire réservée exclusivement aux gaz réducteurs à injecter dans le four à cuve est raccordée à des tuyères auxiliaires situées aux environs du niveau des tuyères principales " et/ou aux autres tuyères principales.

18. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revend!- - cations 15 à 17, caractérisé en ce que les tuyères d'injection de gaz réducteurs sont constituées par les tuyères principales du four. / / 1 !/ j - 18 -

19. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que le circuit d'injection comprend une partie exclusivement réservée aux gaz réducteurs (circulaire, busillon, tuyères) et une autre partie exclusivement réservée au i vent chaud. I L 20. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendica tions 15 à 19, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer les caractéristiques des gaz sont des pyromètres, des analyseurs de gaz et des débitmètres installés directement dans le circuit d'injection et fonctionnant de façon continue.

121. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 15 à 20, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer les facteurs représentatifs de la charge sont des équipements connus soit du type classique tels des balances pour le poids du coke dans la charge, tels des pyromètres pour la température de la i fonte, tels des analyseurs pour la teneur en Si de la fonte, soit S des équipements électroniques avec calculateur et programme appro- '1 i| priés pour déduire ces facteurs de calculs basés sur des bilans i thermiques, bilans de matières, algorithmes, etc...

22. Dispositif suivant l'une ou l’autre des revendica- | tions 15 à 21, caractérisé en ce que les moyens pour assujettir, suivant des consignes prédéterminées, les modifications des caractéristiques des gaz réducteurs aux mesures des facteurs représentatifs de la marche du four sont constitués par un calculateur capable d'enregistrer toutes les données, d'effectuer les calculs suivant Sun programme prédéterminé pour comparer les valeurs réelle et de consigne, et de transmettre des signaux des boucles de régu- ï lation pour supprimer toute différence entre les cites valeurs ί | réelle et de consigne dans les délais les plus brefs. ï

23. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revend!- i! i . cations 15 à 22, caractérisé en ce que les moyens pour chauffer , ou fabriquer et chauffer les gaz réducteurs sont des fours à plasm^l ! . ' / : J - 19 - *

24. Dispositif suivant la revendication 23, caractérisé en ce que les tuyères et/ou les fours à plasma adjacents à ces tuyères occupant les sommets d'un polygone régulier ayant un nombre de côtés égal à 3 ou n sont reliés électriquement 3 à 3 ou n à n, suivant que le courant destiné à traverser cette liaison est triphasé ou n-phasé, le nombre total de ces tuyères et/ou fours à plasma étant un multiple de trois ou de n, et en ce qu'une source de courant est destinée à “ provoquer la circulation d'un courant alternatif intense dans le ou les jets à plasma sortant des dites tuyères et/ou émis dans les dits fours à plasma.

25. Dispositif suivant la revendication 24, caractérisé en ce que les liaisons électriques établies entre les tuyères et/ou les fours à plasma groupés 3 à 3 ou n à n sont elles-mêmes reliées électriquement avec un circuit comprenant une source de courant alternatif triphasé ou n-phasé, la dite source étant destinée à provoquer la circulation d'un courant alternatif intense à travers la charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères principales et/ou des fours à plasma dont le nombre total est un multiple de trois ou de n. Dessins : —2.— p.aiiCM-a 1¾ os~2S dont............ i>aqe -.*··-· v* ^ ^ ·» _J3...... ^ ôescnption Id r ^ - -· j '£SnCÎ'CSliC ....../....... caser JD vit' , f P'· *r?· Luxembwra, «t Le * /jÿ ç—'Charles Muncbsr