FR2553434A1 - Process for injecting reducing gas into a blast furnace. - Google Patents

Abstract

Process for injecting reducing gas into a blast furnace, in which a reducing gas is produced from solid fuel which is preferably dried and finely ground. The invention is characterised in that a mixture of carbon in the gaseous state and hot blast is blown in, it being possible for the latter to be optionally superoxygenated. Application to blast furnaces.

Description

La présente invention a trait à un procédé d'injection de naz réducteur dans un haut fourneau, afin d'y favoriser la réduction du minerai de fer. The present invention relates to a process for injecting reducing nitrogen into a blast furnace, in order to promote the reduction of iron ore therein.

Ce procédé est surtout destiné à être mis en application dans le contexte des procédées de conduite du haut fourneau déjs décrits par le demandeur dans des brevets antérieurs. This process is especially intended to be applied in the context of the processes for operating the blast furnace already described by the applicant in prior patents.

Le procédé de l'invention est particulièrement approprié eu cas de la production de gaz réducteurs à partir de combustible solide. Dans notre contexte, le terme combustible solide englobe toute matière a haute teneur en carbone, que ce soit des matières fossiles comme l'anthracite, le lignite, la tourbe... ou encore des résidus issus d'autres opérations industrielles tels que brai, coke de pétrole... The process of the invention is particularly suitable in the case of the production of reducing gases from solid fuel. In our context, the term solid fuel includes any material with a high carbon content, whether fossil materials such as anthracite, lignite, peat ... or residues from other industrial operations such as pitch, petroleum coke ...

Dans la conjoncture actuelle, la production de gaz réducteur à partir de combustible solide présente un intérêt certain en tant que palliatif h l'utilisation des produits pétroliers et des gaz naturels ; ceux-ci, de par leur prix, ne pouvant conduire à une exploitation rentable que dans une minorité de cas et cela explique que de nombreux sidérurgistes se tournent à nouveau vers le charbon. Des procédés ont été développés pour remplacer une partie non négligeable du coke métallurgique par une injection directe de charbon aux tuyères du haut fourneau.Un nouveau procédé développé par le demandeur consiste à injecter au niveau des tuyères des gaz réducteurs, ceux-ci contenant principalement du CO, du H2 et éventuellement N , et en moindres quantités du C02 et du H20
2 et étant obtenus ù partir de combustible solide, de préférence séché et finement broyé, et ensuite injecté dans un réacteur où il est gazéifié. In the current economic situation, the production of reducing gas from solid fuel is of definite interest as a palliative for the use of petroleum products and natural gases; because of their price, they can only lead to profitable exploitation in a minority of cases, which explains why many steelmakers are again turning to coal. Processes have been developed to replace a non-negligible part of the metallurgical coke by direct injection of coal into the blast furnace nozzles. A new process developed by the applicant consists in injecting reducing gases into the nozzles, these mainly containing CO, H2 and possibly N, and in smaller amounts of C02 and H20
2 and being obtained from solid fuel, preferably dried and finely ground, and then injected into a reactor where it is gasified.

Par application de cette technique, on obtient au nez de la tuyère des gaz réducteurs surchauffés ne contenant plus que les cendres du combustible et une partie relativement faible d'imbrûlés. By applying this technique, superheated reducing gases are obtained at the nose of the nozzle, containing only the fuel ashes and a relatively small portion of unburnt materials.

En poursuivant ses recherches, le demandeur a constaté que l'on pouvait améliorer le-rendement de l'opération d'injection en modifiant les conditions de production du gaz injecté. By continuing his research, the applicant found that the yield of the injection operation could be improved by modifying the conditions of production of the injected gas.

Le procédé d' injection de gaz réducteur au haut fourneau, objet de la présente invention, dans lequel on produit un gaz réducteur à partir de combustible solide, de préférence séché et finement broyés, est essentiellement caractérisé en ce qu'on insuffle en mélange du carbone å l'état gazeux et du vent chaud, ce dernier pouvant être éventuellement suroxygéné. The process for injecting reducing gas into the blast furnace, object of the present invention, in which a reducing gas is produced from solid fuel, preferably dried and finely ground, is essentially characterized in that a mixture of carbon in gaseous state and hot wind, the latter possibly being over-oxygenated.

Suivant une modalité de mise en oeuvre du procédé de la présente invention, les produits issus du réacteur, le carbone à l'état gazeux étant un de ces produits, ont une enthalpie correspondant à une température supérieure à 35000C. According to a method of implementing the process of the present invention, the products coming from the reactor, carbon in the gaseous state being one of these products, have an enthalpy corresponding to a temperature above 35000C.

Dans une mise en oeuvre préférentielle du procédé de l'invention, le carbone à l'état gazeux est fabriqué par traitement du combustible solide dans un réacteur comprenant une torche à plasma. In a preferred implementation of the process of the invention, the carbon in the gaseous state is produced by treatment of the solid fuel in a reactor comprising a plasma torch.

Suivant une modalité de réalisation de cette variante du procédé de l'invention, on confère aux produits à la sortie du réacteur contenant la torche, une enthalpie correspondant à une température supérieure a 35000C, en modulant l'énergie électrique de la torche a plasma en fonction du débit et de la nature des matières combustibles solides et des gaz nfcessaires b son fonctionnement.  According to one embodiment of this variant of the process of the invention, the products leaving the reactor containing the torch are given an enthalpy corresponding to a temperature above 35000C, by modulating the electrical energy of the plasma torch by depending on the flow rate and the nature of solid combustible materials and gases necessary for its operation.

Suivant encore une modalité de réalisation de cette variante du procédé de la rrésente Invention, les combustibles solide sont irltrnduits t'ans la torche à plasma en amont de l'endroit où nait l'arc électrique et traversant ladite torche. According to yet another embodiment of this variant of the method of the present invention, the solid fuels are irltrnduits t'ans the plasma torch upstream of the place where the electric arc is born and passing through said torch.

Dans unc mise en oeuvre particulière du procédé de la présente invention, le raz introduit dans la torche à plasma en vue de son fonctionnement, est de l'air.  In a particular implementation of the process of the present invention, the tsunami introduced into the plasma torch for its operation is air.

Claims (6)

REVENDICATIONS l. Procédé d injection de gaz réducteur au haut fourneau, dans lequel on produit Lfl nf3Z réducteur à partir de combustible solide, de prefGrenef- sérac et finement broyé, c a r a c t é r i s é en ce qu'on insuffle en mélange du carbone à l'état gazeux et du vent chaud, ce dernier pouvant être éventuellement suroxygéné. l. Process for injecting reducing gas into the blast furnace, in which Lfl nf3Z reducing agent is produced from solid fuel, prefGreneferac and finely ground, characterized in that carbon is blown in the gaseous state and hot wind, the latter possibly being over-oxygenated. 2. Procédé suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que les produits issus du réacteur, le carbone à l'état qazeux étant un de ces produits, ont une enthalpie correspondant à une terpérature supérieure a 3500 C. 2. Method according to claim 1, c a r a c t é r i s in that the products from the reactor, the carbon in the qazous state being one of these products, have an enthalpy corresponding to a temperature above 3500 C. 3. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, c a r a c t 6 r i 3 é en ce sue le carbone a l'état gazeux est fabriqué par traitement du combustible solide dans un réacteur comprenant une torche a plasma. 3. Method according to claims 1 or 2, c a r a c t 6 r i 3 é in that sue carbon in the gaseous state is produced by treatment of solid fuel in a reactor comprising a plasma torch. 4. Procédé suivant la revendication 3, c a r a c t é r i s é en ce qu'on confère aux produits è la sortie du réacteur contenant la torche, une enthalpie correspondant à une température supérieure a 3500 C, en modulant l'énergie électrique de la torche à plasma en fonction du débit et de la nature des matières combustibles solides et des gaz nécessaires a son fonctionnement. 4. Method according to claim 3, characterized in that the products at the outlet of the reactor containing the torch are given an enthalpy corresponding to a temperature above 3500 C, by modulating the electrical energy of the torch at plasma as a function of the flow rate and of the nature of the solid combustible materials and of the gases necessary for its operation. 5. Procédé suivant les revendications 3 ou 4, c 8 r a c t é r i s é en ce que les combustibles solides sont introduits dans la torche a plasma en amont de l'endroit où nait l'arc électrique et traversent ladite torche. 5. Method according to claims 3 or 4, c 8 r a c t é r i s in that the solid fuels are introduced into the plasma torch upstream of the place where the electric arc is born and pass through said torch. 6. Procédé suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 5, c a r a c t é r i s é en ce que le gaz introduit dans la torche i plasma en vue de son fonctionnement, est de l'air.  6. Method according to one or more of claims 1 to 5, c a r a c t é r i s in that the gas introduced into the plasma torch for its operation is air.