Brocédé de conduite d'un four à cuve.
La présente invention est relative à un procédé de conduite d'un four à cuve de réduction de minerais et en particulier
d'un haut fourneau, lorsque l'on injecte des gaz réducteurs surchauffés à une température pouvant atteindre 2000[deg.]C et même plus,
dans la partie inférieure de ce four, par exemple au niveau des
tuyères principales de soufflage.
Les préoccupations énergétiques actuelles poussent
les industriels, et en particulier les sidérurgistes, à réduire au
strict minimum la consommation d'énergie primaire provenant du
<EMI ID=1.1>
Or, il est bien connu d'injecter des gaz réducteurs chauds au niveau des tuyères principales du four dans le but de diminuer la consommation de coke. Ces gaz réducteurs contiennent
<EMI ID=2.1>
<EMI ID=3.1>
extérieur du four, voire indépendamment de celui-ci, mais de préférence dans le circuit d'injection du four et peuvent être injectés en remplacement total ou partiel du vent habituellement utilisé le plus souvent. Les hautes températures auxquelles ces gaz sont portés sont obtenus préférentiellement au moyen de la technique des plasmas et présentent le double avantage de faciliter les réactions de fabrication éventuelle de ces gaz et de fournir la chaleur requise pour le fonctionnement du four.
En conséquence, les promoteurs de la présente inention ont entrepris de multiples et importantes recherches dans le but d'établir les meilleures modalités opératoires d'une telle injection.
Cette invention est fondée sur l'hypothèse que le processus de réduction du four à cuve peut n'être modifié en aucune façon si, au lieu de provoquer les réactions métallurgiques par le procédé classique utilisant le gaz produit à l'intérieur du four par la combustion du coke avec le vent chaud, or. injecte un gaz de composition et de température sensiblement identiques, le dit gaz ayant été produit à l'extérieur du four et injecté au moyen des mêmes tuyères à vent.
Toutefois, il a été constaté que dans le cas d'une injection de tels gaz réducteurs surchauffés, le four à cuve doit être. conduit d'une façon notablement différente de celle d'un four à cuve à conduite classique.
La présente invention a précisément pour objet de révéler les modalités d'une conduite stable,économique et aisée d'un four à cuve dans lequel on injecte des gaz réducteurs surchauffé s.
Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes :
<EMI ID=4.1>
<EMI ID=5.1>
rieures à 10 % et de préférence inférieures à 5 %, cette fabrication étant réalisée à l'extérieur du four et de préférence dans le circuit d'injection et avantageusement à proximité des tuyères de soufflage;
b. on porte ces gaz réducteurs, soit directement au cours de leur
fabrication- soit après, à une température comprise entre 1500[deg.]C et 2800[deg.]C. et de préférence entre 1950[deg.]C et 2350[deg.]C;
<EMI ID=6.1>
et de préférence au niveau des tuyères principales de soufflage;
d. on choisit les valeurs de la mise au mille de coke, de la productivité, de la température et de la teneur en silicium de la fonte;
<EMI ID=7.1>
façon délibérée, les facteurs d'injection tels que composition, débit et température des gaz réducteurs.
Suivant une mise en oeuvre préférentielle de 1' invention, la température élevée des gaz est assurée au moyen d'au moins une torche ou four à plasma.
Suivant une première modalité de l'invention, on modifie principalement la composition des gaz réducteurs pour obtenir la mise au mille de coke désirée de la façon suivante : on
<EMI ID=8.1>
autres composants pour accroître la mise au mille, et cela d'autant plus que l'on veut accroître plus fortement cette mise au mille, le coefficient de proportionnalité dépendant des autres facteurs et de la marche particulière du four.
Si l'on désire une mise au mille de coke encore plus élevée sans devoir injecter des gaz très oxydés, on peut avantageusement, suivant l'invention, injecter les gaz réducteurs par un certain nombre de tuyères et du vent chaud par les autres tuyères, le dit vent étant chauffé aux températures normales de marche ou surchauffé éventuellement avec la technique des plasmas.
Il est avantageux, suivant l'invention, de régler
la modification de la composition des gaz réducteurs au moyen de l'ajustement du rapport air/gaz,c'est-à-dire des quantités d'air
et de gaz alimentant le four à plasma.Cet ajustement peut influencer simultanément la mise au mille de coke et/ou la composition de la
fonte. En ce qui concerne la modification de la composition des gaz réducteurs, on peut agir sur leur mode de fabrication et notamment : <EMI ID=9.1> <EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
- faire réagir des combustibles gazeux, liquides ou solides avec du
<EMI ID=13.1>
<EMI ID=14.1>
d'oxygène et de combustibles, de telle façon qu'après réaction,
<EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
- dans le cas particulier de combustibles liquides et solides en réaction avec un oxydant,ces combustibles peuvent être introduits dans le circuit de fabrication en amont ou en aval du dispositif de chauffage plasmatique avec préchauffage éventuel. Dans le cas du combustible solide, on surchauffe uniquement le comburant à l'aide du plasma,
- on utilise des effluents de processus métallurgiques, tels que par exemple du gaz de gueulard et après un éventuel conditionnement préalable (élimination d'eau, épuration des solides, décarbonatation) , on les fait réagir avec une matière hydrocarbonée solide (charbon, lignite) ou liquide (fuel-oil) ,
- on fait réagir avec un oxydant des combustibles en mélange liquide-solide tels que slurry, en suspension gaz-solide, gazliquide et en émulsion liquide-liquide.
La fabrication de tels gaz réducteurs peut évidemment comprendre une ou plusieurs phases. Par exemple, au cours d' une première phase on réalise une combustion partielle du type
<EMI ID=18.1>
étant préchauffés à une température aussi élevée que possible, compatible avec les réfractaires, par exemple 1600[deg.]C, puis au cours
<EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1>
modifie principalement le débit des gaz réducteurs pour obtenir la productivité désirée de la façon suivante : on augmente le débit pour accroître la productivité et cela d'autant plus que l'on veut accroître la productivité, le coefficient de proportionnalité dépendant des autres facteurs et de la marche particulière du four.
Il doit être bien entendu qu'il existe une corrélation entre les trois facteurs : composition, débit, température des gaz réducteurs injectés et que la modification du débit telle que mentionnée ci-dessus est valable pour une composition et une température déterminées. Dans le cas d'une autre composition et d'une autre température, la modification du débit sera donc différente.
Suivant une troisième modalité de l'invention, on modifie principalement la température des gaz réducteurs pour obtenir une température et une teneur en Si désirées de la fonte de la façon suivante : on augmente cette température pour accroître
la température et la teneur en Si de la fonte.
D'une façon générale, la modification de la température des gaz réducteurs influence toutes les performances du four et pour ne pas perturber la marche du four, on augmente d' autant plus la température des gaz réducteurs que la somme des
<EMI ID=21.1>
(C02 + H20)net' il faut entendre la somme CO2 + H20 existant lorsque les produits de réaction sont exempts d'hydrocarbure après réaction avec les composés carbonés ou hydrocarbonés du gaz.
Par ailleurs, on modifie également la température des gaz réducteurs quand on veut optimiser le processus au point de vue thermique. Ainsi on augmente cette température quand on veut diminuer la température des gaz de gueulard ou quand on veut diminuer les pertes en chaleur sensible.
Suivant l'invention, on modifie la température des gaz réducteurs
<EMI ID=22.1>
formation du plasma utilisé pour l'opération de chauffage,
soit par un ajustement du rapport combustible/oxydant dans le cas
où on effectue un reformage (oxydation partielle en vue de la
<EMI ID=23.1>
soit les deux à la fois.
La première modalité présente l'avantage de ne pas influencer la composition des gaz réducteurs produits.
Il est évident que dans le cas où on dispose d'un gaz réducteur de composition déterminée à injecter, seul l'ajustement de la puissance électrique est applicable pour modifier sa température.
En ce qui concerne l'injection des gaz réducteurs, notamment au moyen des tuyères principales de soufflage, elle peut être réalisée en remplacement d'une partie ou de préférence de la totalité du vent. Dans le premier cas, il est recommandé d'effectuer des injections par deux moyens séparés : l'un affecté aux
fi gaz réducteurs, l'autre au vent. Cependant, une telle séparation n'est pas nécessaire si le vent est surchauffé en milieu plasmatique et si l'injection est effectuée avec du combustible solide (charbon, lignite) .
En ce qui concerne l'utilisation d'un plasma pour produire et/ou échauffer (surchauffer) des gaz, il faut comprendre les deux modalités suivantes :
1) on utilise les techniques de production d'un plasma pour mettre
le gaz destiné à l'injection dans le four à cuve, dans l'état d'un plasma dont on connaît très bien les propriétés et notamment la température,
2) on utilise les techniques de production d'un plasma pour créer
un milieu plasmatique et on injecte dans ce milieu, le gaz destiné à l'injection dans le four à cuve, le dit milieu plasmatique jouant le rôle de vecteur du gaz à injecter dans le four à cuve.
Dans le cas des dispositifs à plasma nécessitant un gaz pilote, on ne doit pas perdre de vue que les chalumeaux
à plasma constitutifs des fours à plasma équipant les tuyères principales peuvent être détériorés par des rentrées de gaz corrosifs en cas d'arrêt d'injection de gaz réducteurs chauds dans le four à cuve. Pour éviter cet inconvénient, il est avantageux, dans ce cas, de maintenir les dits chalumeaux sous la pression d'un gaz inerte, par exemple de l'azote.
Dans le cas où l'on utilise un courant triphasé ou n-phasé, il a été trouvé avantageux de grouper les tuyères d' injection et/ou les dispositifs plasmatiques trois à trois ou n
à n, suivant les sommets d'un polygone régulier ayant un nombre de côtés égal à 3 ou à n, le nombre total des tuyères et/ou des dispositifs plasmatiques étant un multiple de trois ou de n. Avec cette disposition, on peut en effet aisément provoquer d'une part, la circulation d'un courant alternatif intense dans le ou les jets de plasma émis, avec pour conséquence de porter à une température élevée, comprise entre 1500[deg.]C et 2800[deg.]C, la colonne gazeuse traversant les dispositifs plasmatiques et les tuyères, et d'autre part la circulation d'un autre courant alternatif intense à travers la charge entre les colonnes gazeuses sortant des tuyères.
Un tel résultat peut être obtenu en établissant une liaison électrique entre les trois (n) tuyères et/ou dispositifs plasmatiques de chaque groupe, cette liaison comprenant une source de courant alternatif appropriée. Relativement à la circulation des courants alternatifs provoqués dans les jets plasmatiques, on sait que ces courants doivent être en phase pour obtenir les effets additionnels visés .
Suivant une modalité particulièrement intéressante de l'invention, on contrôle de façon indépendante la température
du gaz injecté et du potentiel réducteur de ce gaz dans le but d' obtenir une mise au mille de coke désirée, inférieure à celle qu' il est possible d'obtenir par les meilleures méthodes conventionnelles et simultanément de produire un métal liquide à faibles teneurs en soufre et en silicium tout en assurant un mouvement régulier de descente de la charge, le dit procédé comprenant une première phase consistant à fixer la valeur de consigne pour la mise au mille de coke, une seconde phase consistant à régler la composition du gaz réducteur par ajustement du rapport de l'oxygène contenu dans la charge au carbone contenu dans le gaz réducteur,
de façon à réaliser une marche équilibrée du four compatible avec la dite valeur de consigne de la mise au mille de coke et la composition désirée du métal liquide, et une dernière phase consistant à régler la température du gaz réducteur injecté dans le four, par une modification appropriée de la puissance électrique fournie aux fours'à plasma d'arc adjacents aux tuyères au travers desquelles passe ledit gaz réducteur.
Le procédé de l'invention présente ainsi vis-à-vis des procédés antérieurs de conduite du four à cuve une nouveauté importante : le choix préalable de la mise au mille de coke, en fonction des disponibilités, et, si on le veut, nettement inférieure à tout ce qui pouvait être réalisé jusqu'ici, par exemple moins de
fi 400 kg/tonne fonte; on peut également présélectionner les teneurs en soufre et silicium de la fonte, choisir l'allure du four à cuve et La modifier à volonté; cette conduite et ce contrôle sont réalisés en ajustant la composition, le débit et la température des gaz réducteurs injectés dans le four à cuve. L'intérêt de ce procédé est évident et sa souplesse de mise en oeuvre permet enfin de réaliser une réelle conduite optimale simultanément au point de vue technique et économique, du four à cuve.
EXEMPT'<1>*
Plusieurs campagnes ont été entreprises en vue de déterminer les limites de réduction de coke dans la charge quand on injecte des gaz réducteurs surchauffés au moyen des tuyères principales.
La charge était composée de 100 % d'agglomérés auto-fondants de la composition suivante : Fe total : 56 %,
<EMI ID=24.1>
L'aggloméré a été broyé à 15 mm et passé au crible de 5 mm. En vue de contrôler la basicité du laitier, des fondants acides (gravier et alumine) ont été ajoutés pendant les périodes à injection de gaz pour lesquelles la mise au mille de coke était. très basse. Le coke avec une teneur en carbone de 88,9 % avait une granulométrie telle que 98 % des morceaux étaient compris entre 10 mm et 20 mm.
Le gaz réducteur était produit dans un milieu plasmatique avec oxydation partielle de gaz naturel en présence d'air. La chaleur pour porter le gaz réducteur à la température d'injection d'environ 2000[deg.]C � été fournie au moyen d'un four à plasma.
Les campagnes ont débuté en soufflant dans le four du vent chauffé au moyen du four à plasma jusqu'à 750[deg.]C (au nez de la tuyère). Pour une production d'environ 1,3 tonne métrique de métal liquide par jour et une teneur en silicium de la fonte de 0,5 %, la mise au mille de coke s'est stabilisée à 717 kg de coke sec par tonne métrique de métal liquide. Après cette période
n de base, pour laquelle les résultats principaux sont donnés au tableau ci-dessous, on a débuté progressivement l'injection du gaz réducteur chaud.
Pour trois campagnes avec injection de gaz réducteurs, les principaux résultats obtenus sont donnés également au tableau 1 ci-dessous. La plus faible mise au mille de coke obtenue a été de 179 kg de coke sec par tonne métrique de métal liquide. Au peint de vue du processus une telle mise au mille de coke ne semble pas constituer une limite.
La tableau 2 ci-dessous montre la répartition de la mise au mille de coke suivant les postes de carburation du métal, coke brûlé aux tuyères et coke pour les réactions "solution loss". On constate que 77 % du coke brûlé aux tuyères et 91 % du coke des réactions "solution loss" ont été remplacés par le gaz réducteur surchauffé.
Ces campagnes ont montré que l'injection de gaz réducteur surchauffé ne modifie pas fondamentalement le processus du haut fourneau, à la condition que la mise au mille de coke visée, la quantité ainsi que la température et le degré d'oxydation du gaz soient bien équilibrés. Dans ces conditi.ons, la conduite
du four est très régulière comme illustré à la figure 1 ci-jointe. En ce qui concerne la qualité de la fonte produite, il est intéressant de noter que sa teneur en silicium peut être facilement
<EMI ID=25.1>
ment instantanée).
TABLEAU _!_;.
<EMI ID=26.1>
TABLEAU _2_1.
<EMI ID=27.1>
REVENDICATIONS
1. Procédé de conduite d'un four à cuve de réduction de minerais et en particulier d'un haut fourneau, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes :
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
fabrication étant réalisée à l'extérieur du four et de préférence dans le circuit d'injection et avantageusement à proximité des tuyères de soufflage:
b. on porte ces gaz réducteurs, soit directement au cours de leur
fabrication soit après, à une température comprise entre 1500[deg.]C
<EMI ID=30.1>
<EMI ID=31.1>
et de préférence au niveau des tuyères principales de soufflage;
d. on choisit les valeurs de la mise au mille de coke, de la productivité, de la température et de la teneur en silicium de la fonte;
e. on règle la conduite du four en adaptant en conséquence, de
façon délibérée, les facteurs d'injection tels que composition,
<EMI ID=32.1>
Brocée of conduct of a tank furnace.
The present invention relates to a process for operating a furnace with an ore reduction tank and in particular
a blast furnace, when injecting reducing gases superheated to a temperature up to 2000 [deg.] C and even more,
in the lower part of this oven, for example at the
main blowing nozzles.
Current energy concerns are growing
industrialists, and in particular steelmakers, to reduce to
strict minimum consumption of primary energy from
<EMI ID = 1.1>
However, it is well known to inject hot reducing gases at the main nozzles of the furnace in order to reduce the consumption of coke. These reducing gases contain
<EMI ID = 2.1>
<EMI ID = 3.1>
outside the oven, or even independently of it, but preferably in the injection circuit of the oven and can be injected as a total or partial replacement for the wind usually used most often. The high temperatures to which these gases are brought are preferably obtained by means of the plasma technique and have the double advantage of facilitating the possible manufacturing reactions of these gases and of providing the heat required for the operation of the furnace.
Consequently, the promoters of the present invention have undertaken numerous and important researches in order to establish the best operating methods for such an injection.
This invention is based on the assumption that the reduction process of the shaft furnace may not be altered in any way if, instead of causing the metallurgical reactions by the conventional method using the gas produced inside the furnace by the burning coke with hot wind, gold. injects a gas of substantially identical composition and temperature, the said gas having been produced outside the oven and injected by means of the same wind nozzles.
However, it has been found that in the case of an injection of such superheated reducing gases, the shaft furnace must be. operates in a significantly different way from that of a conventional pipe furnace.
The object of the present invention is precisely to reveal the modalities of stable, economical and easy operation of a shaft furnace into which superheated reducing gases are injected.
The process which is the subject of the present invention is essentially characterized in that it comprises the following operations:
<EMI ID = 4.1>
<EMI ID = 5.1>
less than 10% and preferably less than 5%, this manufacture being carried out outside the oven and preferably in the injection circuit and advantageously near the blowing nozzles;
b. these reducing gases are carried, either directly during their
manufacturing - either after, at a temperature between 1500 [deg.] C and 2800 [deg.] C. and preferably between 1950 [deg.] C and 2350 [deg.] C;
<EMI ID = 6.1>
and preferably at the level of the main blowing nozzles;
d. the values of the coke setting, of the productivity, of the temperature and of the silicon content of the cast iron are chosen;
<EMI ID = 7.1>
deliberately, injection factors such as composition, flow rate and temperature of reducing gases.
According to a preferred embodiment of the invention, the high temperature of the gases is ensured by means of at least one plasma torch or oven.
According to a first embodiment of the invention, the composition of the reducing gases is mainly modified to obtain the desired coke setting in the following manner:
<EMI ID = 8.1>
other components to increase the mileage, and all the more that we want to increase this mileage more strongly, the coefficient of proportionality depending on other factors and the particular operation of the oven.
If an even higher coke setting is desired without having to inject highly oxidized gases, it is advantageous, according to the invention, to inject the reducing gases by a certain number of nozzles and hot wind by the other nozzles, said wind being heated to normal operating temperatures or possibly overheated with the plasma technique.
It is advantageous, according to the invention, to adjust
the modification of the composition of the reducing gases by means of the adjustment of the air / gas ratio, i.e. the quantities of air
and gas supplied to the plasma furnace. This adjustment can simultaneously influence the coke setting and / or the composition of the
melting. As regards the modification of the composition of the reducing gases, one can act on their manufacturing method and in particular: <EMI ID = 9.1> <EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
<EMI ID = 12.1>
- reacting gaseous, liquid or solid fuels with
<EMI ID = 13.1>
<EMI ID = 14.1>
oxygen and fuel, so that after reaction,
<EMI ID = 15.1>
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1>
- in the particular case of liquid and solid fuels in reaction with an oxidant, these fuels can be introduced into the manufacturing circuit upstream or downstream of the plasma heating device with possible preheating. In the case of solid fuel, only the oxidizer is overheated using the plasma,
- effluents from metallurgical processes are used, such as, for example, gas, and after any prior conditioning (elimination of water, purification of solids, decarbonation), they are reacted with a solid hydrocarbon material (coal, lignite) or liquid (fuel oil),
- Fuels in liquid-solid mixture such as slurry, in gas-solid, gas-liquid suspension and in liquid-liquid emulsion are reacted with an oxidant.
The manufacture of such reducing gases can obviously comprise one or more phases. For example, during a first phase, a partial combustion of the type is carried out.
<EMI ID = 18.1>
being preheated to a temperature as high as possible, compatible with refractories, for example 1600 [deg.] C, then during
<EMI ID = 19.1>
<EMI ID = 20.1>
mainly modifies the flow rate of reducing gases to obtain the desired productivity in the following manner: the flow rate is increased to increase productivity and this all the more that one wishes to increase productivity, the coefficient of proportionality depending on other factors and the particular operation of the oven.
It should be understood that there is a correlation between the three factors: composition, flow rate, temperature of the reducing gases injected and that the modification of the flow rate as mentioned above is valid for a determined composition and temperature. In the case of another composition and another temperature, the modification of the flow rate will therefore be different.
According to a third embodiment of the invention, the temperature of the reducing gases is mainly modified to obtain a desired temperature and Si content of the cast iron in the following manner: this temperature is increased to increase
the temperature and the Si content of the pig iron.
In general, the modification of the temperature of the reducing gases influences all the performances of the oven and in order not to disturb the operation of the oven, the temperature of the reducing gases is increased the more the sum of the
<EMI ID = 21.1>
(C02 + H20) net 'means the sum CO2 + H20 existing when the reaction products are free of hydrocarbon after reaction with the carbonaceous or hydrocarbon compounds of the gas.
Furthermore, the temperature of the reducing gases is also modified when the process is to be optimized from the thermal point of view. So we increase this temperature when we want to decrease the temperature of the top gas or when we want to reduce the sensible heat losses.
According to the invention, the temperature of the reducing gases is modified
<EMI ID = 22.1>
formation of the plasma used for the heating operation,
either by adjusting the fuel / oxidant ratio in the case
where reforming is carried out (partial oxidation with a view to
<EMI ID = 23.1>
either both.
The first method has the advantage of not influencing the composition of the reducing gases produced.
It is obvious that in the case where there is a reducing gas of determined composition to be injected, only the adjustment of the electric power is applicable to modify its temperature.
As regards the injection of reducing gases, in particular by means of the main blowing nozzles, it can be carried out as a replacement for part or preferably all of the wind. In the first case, it is recommended to carry out injections by two separate means: one assigned to
fi reducing gases, the other in the wind. However, such separation is not necessary if the wind is overheated in a plasma medium and if the injection is carried out with solid fuel (coal, lignite).
With regard to the use of a plasma to produce and / or heat (overheat) gases, the following two methods must be understood:
1) we use plasma production techniques to put
the gas intended for injection into the shaft furnace, in the state of a plasma whose properties and in particular the temperature are well known,
2) we use plasma production techniques to create
a plasma medium and the gas intended for injection into the tank furnace is injected into this medium, the said plasma medium playing the role of vector of the gas to be injected into the tank furnace.
In the case of plasma devices requiring a pilot gas, it should not be forgotten that the torches
to plasma constituting plasma ovens equipping the main nozzles can be damaged by corrosive gas re-entry in case of stop injection of hot reducing gases in the shaft furnace. To avoid this drawback, it is advantageous, in this case, to keep said torches under the pressure of an inert gas, for example nitrogen.
In the case where a three-phase or n-phase current is used, it has been found advantageous to group the injection nozzles and / or the plasma devices three to three or n
at n, following the vertices of a regular polygon having a number of sides equal to 3 or at n, the total number of nozzles and / or plasma devices being a multiple of three or of n. With this arrangement, one can indeed easily cause on the one hand, the circulation of an intense alternating current in the emitted plasma jet (s), with the consequence of bringing to a high temperature, between 1500 [deg.] C and 2800 [deg.] C, the gas column passing through the plasma devices and the nozzles, and on the other hand the circulation of another intense alternating current through the charge between the gas columns leaving the nozzles.
Such a result can be obtained by establishing an electrical connection between the three (n) nozzles and / or plasma devices of each group, this connection comprising an appropriate alternating current source. Relative to the circulation of alternating currents caused in plasma jets, it is known that these currents must be in phase to obtain the additional effects targeted.
According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the temperature is independently controlled
injected gas and the reducing potential of this gas in order to obtain a desired coke setting, lower than that which can be obtained by the best conventional methods and simultaneously produce a liquid metal with low contents in sulfur and in silicon while ensuring a regular movement of lowering of the charge, said process comprising a first phase consisting in fixing the set value for the setting to the mile of coke, a second phase consisting in regulating the composition of the reducing gas by adjusting the ratio of oxygen contained in the feed to carbon contained in the reducing gas,
so as to achieve a balanced operation of the furnace compatible with the said setpoint of the coke setting and the desired composition of the liquid metal, and a final phase consisting in regulating the temperature of the reducing gas injected into the furnace, by a appropriate modification of the electric power supplied to the plasma arc furnaces adjacent to the nozzles through which said reducing gas passes.
The process of the invention thus presents with respect to previous processes for operating the shaft furnace an important novelty: the prior choice of setting the coke to the mile, depending on availability, and, if desired, clearly less than anything that could be achieved so far, for example less than
fi 400 kg / tonne pig iron; you can also preselect the sulfur and silicon contents of the cast iron, choose the shape of the shaft furnace and modify it as desired; this line and this control are carried out by adjusting the composition, the flow rate and the temperature of the reducing gases injected into the shaft furnace. The advantage of this process is obvious and its flexibility of implementation finally makes it possible to achieve a real optimum conduct simultaneously from the technical and economic point of view, from the shaft furnace.
EXEMPT '<1> *
Several campaigns have been undertaken in order to determine the limits of reduction of coke in the charge when injecting superheated reducing gases by means of the main nozzles.
The charge was composed of 100% self-melting agglomerates of the following composition: Total Fe: 56%,
<EMI ID = 24.1>
The chipboard was ground to 15 mm and screened by 5 mm. In order to control the basicity of the slag, acid fluxes (gravel and alumina) were added during the gas injection periods for which the focus on coke was. very low. The coke with a carbon content of 88.9% had a particle size such that 98% of the pieces were between 10 mm and 20 mm.
The reducing gas was produced in a plasma medium with partial oxidation of natural gas in the presence of air. The heat to bring the reducing gas to the injection temperature of around 2000 [deg.] C � was supplied using a plasma oven.
The campaigns started by blowing in the oven wind heated by the plasma oven up to 750 [deg.] C (at the nose of the nozzle). For a production of approximately 1.3 metric ton of liquid metal per day and a silicon content of the cast iron of 0.5%, the coke setting stabilized at 717 kg of dry coke per metric ton of liquid metal. After this period
n basic, for which the main results are given in the table below, the injection of hot reducing gas was gradually started.
For three campaigns with the injection of reducing gases, the main results obtained are also given in Table 1 below. The lowest coke yield per mile was 179 kg of dry coke per metric ton of liquid metal. Painted from the point of view of the process, such a centering of coke does not seem to constitute a limit.
Table 2 below shows the distribution of the coke setting according to the carburetion stations of the metal, coke burned at the nozzles and coke for the "solution loss" reactions. It is found that 77% of the coke burned at the nozzles and 91% of the coke of the "solution loss" reactions were replaced by the superheated reducing gas.
These campaigns have shown that the injection of superheated reducing gas does not fundamentally modify the blast furnace process, provided that the target coke setting, the quantity as well as the temperature and the degree of oxidation of the gas are well balanced. In these conditions, the conduct
of the oven is very regular as illustrated in Figure 1 attached. Regarding the quality of the cast iron produced, it is interesting to note that its silicon content can be easily
<EMI ID = 25.1>
instant).
BOARD _!_;.
<EMI ID = 26.1>
TABLE _2_1.
<EMI ID = 27.1>
CLAIMS
1. Method for operating a furnace with an ore reduction tank and in particular a blast furnace, characterized in that it comprises the following operations:
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
manufacturing being carried out outside the furnace and preferably in the injection circuit and advantageously near the blowing nozzles:
b. these reducing gases are carried, either directly during their
production either after, at a temperature between 1500 [deg.] C
<EMI ID = 30.1>
<EMI ID = 31.1>
and preferably at the level of the main blowing nozzles;
d. the values of the coke setting, of the productivity, of the temperature and of the silicon content of the cast iron are chosen;
e. the oven conduct is adjusted by adapting accordingly
deliberately, injection factors such as composition,
<EMI ID = 32.1>