Brevet FR2010333A1 — publié le 19700213

t 2010333 La présente invention concerne un procédé pour le chauffage au gaz d'un réchauffeur d'air destiné au chauffage, par régénération, de l'air à envoyer à un haut fourneau. De tels hauts fourneaux de type connu comportent une 5 chambre de combustion ou puits où est brûlé le combustible, cette chambre de combustion se terminant, à son extrémité supérieure, par ce que l'on appelle le dôme et, en outre, ils comportent un espace rempli avec des briques réfractaires et dans lequel les gaz brûlés en provenance de la chambre de combustion s'ecoulent depuis 10 le dôme vers le bas, de manière à chauffer les briques» Il est courant d'appliquer au début du chauffage au gaz (période au gaz) une température de flamine qui est supérieure à la température désirée du dôme, de manière que le chauffage au gaz puisse être effectué rapidement jusqu'à ce que l'on atteigne une ■j5 température de dôme admissible maximale et réglée. Ensuite, on continue le chauffage au gaz avec une flamme moins chaude afin de continuer à chauffer les briques avec une température de dôme uniforme. Ainsi, le chauffage au gaz peut être effectué aussi rapidement que possible, ce qui fait que la période au gaz est courte, grâce 20 à quoi on peut obtenir une capacité élevée pour une certaine installation ayant certaines dimensions. Dans les installations modernes où, grâce à des températures d'air élevées et à ce que l'on appelle un fonctionnement décalé parallèlement (chevauchement), on peut traiter des quantités 25 élevées de calories par unité de temps avec de tels réchauffeurs d'air, des problèmes spéciaux se posent en ce qui concerte les dilatations thermiques de la chambre de combustion ainsi que les différences de dilatation entre la chambre de combustion et les autres parties des réchauffeurs d'air. On a déjà proposé de résoudre ces 30 problèmes en disposant la chambre de combustion à l'extérieur du réchauffeur d'air proprement dit, séparément et sur le côté de ce dernier. Toutefois, cette disposition soulève des problème particulièrement difficiles à résoudre en ce qui concerne les raccordements 35 entre cette chambre de combustion et le réchauffeur d'air lui-même. En outre, ced ne permet pas de supprimer l'inconvénient résidant dans le fait que les briques réfractaires de la chambre de combustion et du dôme doivent être soumis à une gamme de températures étendue en un temps très court, ce qui risque de créer des fissures. 40 La présente invention vise à améliorer la situation créée 69 18087 2 2010333 par ces inconvénients. A cet effet, le procédé conforme à la présente invention est caractérisé par le fait que la température de flamme au début du chauffage au gaz ou un très bref laps de temps après ce début est choisie de manière à être supérieure à la tem-5 pérature à laquelle l'air doit se trouver lorsqu'il quitte le réchauffeur d'air ou de ce que l'on appelle la température de dôme à la fin de la prériode au vent précédente, d'une valeur correspondant à 10 à 40$ de la différence de température entre la température de flamme maximale admissible et la température précitée •|0 d'air ou de dôme à la fin de la période au vent précédente, et par le fait que l'on augmente la température de flamme précitée progressivement ou par paliers jusqu'à ce que la température *de flamme maximale tolérable soit obtenue, c1 est-à-dire une température de flamme de 100°C à 150°C au-dessus de la tenpérature de dôme ma-1 5 ximale. De préférence, on obtient ce résultat de manière telle que l'augmentation de la température de flamme ait lieu par une augmentation de la quantité de combustible absolue tandis que la quantité d'air de combustion est maintenue sensiblement constante. 20 Ceci est particulièrement avantageux lorsque les ventilateurs ou compresseurs fournissant l'air de combustion sont réalisés de façon telle que si la quantité d"air venait à augmenter de façon importante, des difficultés pourraient survenir en ce qui concerne la capacitéode ces ventilateurs ou compresseurs ou les inconvénients 25 relatifs au bruit et autres vibrations. - Avec le chauffage au gaz tel qu'il est exécuté habituellement jusqu'à présent, dans lequel on utilise d'abord une température de flamme élevée, il arrive, de façon répétée, que la période au gaz soit si courte par rapport à la période au vent que le ré-30 chauffeur d'air après le chauffage au gaz doit être fermé ( mis en attente) pendant un certain temps à l'état très chaud, après quoi, on ne l'ouvre pour décharger de l'air très chaud que lorsque la température de l'air en provenance d'un autre réchauffeur d'air a diminué de façon trop importante. Lorsque l'on applique la pré-35 sente invention,, le chauffage au gaz prend habituellement un peu plus de temps mais-, sans beaucoup plus de difficultés, on peut appliquer le procédé conforme à la présente invention de façon que la pa?iode au gaz et que l'intervalle de temps pour effectuer la permutation d'un fonctionnement au vent à un fonctionnement au gaz et 40 d'un fonctionnement au gaz à un fonctionnement au vent, ensemble, 69 18087 3 2010333 soit égal ou un peu plus court que la période au vent. lors de la mise en oeuvre de la présente invention, il est possible de diminuer de nouveau les températures de flamme, quand la température maximale de dôme a été atteinte.ce qui est 5 connu. Ainsi, d'une façon connue, la température de flamme pourrait être régie par la température de dôme depuis le moment où est atteinte la température maximale de dôme et on pourrait régler cette température de flamme en agissant sur les quantités de combustibles et/ou d'air de combustion. Il est des plus préférables 10 que la présente invention soit appliquée de façon que la relation entre la température et le temps en ce qui concerne les flammes ne soit paa linéaire, mais satisfasse la formule suivante : ^flamme = TKew + (Tmax - Tkew^ ^ ~ f,e ^ ' dans laquelle : 1 o ^kew = "temP®ra'ture àe dôme à la fin de la période au vent précédente, T = température maximale des flamses, max * f = 1 - g , ou g est compris entre 10 et AO°/o, 100 — , 20 t = intervalle de temps depuis le début ou à partir d'un moment très rapproché du début du chauffage au gaz. Y = constante de temps. la constante de temps Y est, de préférence, comprise entre 4 minutes et un peu plus de 30 minutes. Il est des plus préférables que 25 cette constante de temps soit égale à une valeur comprise entre 4 et 8 minutes, particulièrement 6 minutes. Le chauffage au gaz, dans ce cas, a lieu rapidement, malgré le délai nécessaire entrant dans le cadre de la présente invention, du fait que la température de flamme n'est pas exactement maximale peu de temps après le dé-30 but, mais n'est pas éloignée de sa valeur maximale. Un exemple de mise en oeuvre de la présente invention dans la pratique est basée sur une température de dôme maximale admissible de 1300°. La température de flamme maximale admissible pourrait alors être de 1450°. On suppose que l'on ne mesure pas la température de l'air, 35 par exemple lorsqu'il quitte immédiatement un seul réchauffeur d'air et avant d'être mélangé avec de l'autre air pour obtenir la température d'air désirée à l'endroit du haut fourneau, mais que l'on mesure la température de dôme et que eatte température, à la fin de la période au vent, est de 900°C. 69 18087 4 2010333 Dans ce cas* conformément à ce qui précède, il est préférable de choisir la température de la flamme, au début, de manière par exemple, qu'elle soit supérieure d'un tiers de la différence entre la temperature de flamme maximale admissible et la température 5 de dôme précitée, à la fin de la période au vent précédente, à ladite température de dôme (c'est-à-dire g = 33 lf° dans la formule). Cette augmentation de 183°C au-dessus de 9oB°C donne une température de 1083°C. Dans la formule donnée, il s'ensuit que est égal à 900°C tandis que est égal à 1450°C. Il en résulte îuclJC 10 que pour-"Y = 0,1 heure, c'est-à-dire 6 minutes, la température de flamme, après 6 minutes, est égale à 1309°C, et, après 12 minutes, elle est égale à 1400°C. Bien que l'on puisse voir qu'une telle augmentation rapide de la température de flamme n'apporte pas beaucoup de différence à la situation quant aux briques par apport à une 15 température de flamme qui, depuis le début,se trouve à une valeur maximale, on a constaté que l'application de la présente invention dans laquelle la température de flamme est plus faible de la nmière indiquée, même si elle augmente rapidement, a une très bonne influence sur les briques, particulièrement si elle s'accroît conformé-20 ment à la relation de temps donnée ci-dessus. Si on ne choisit pas une telle relation de temps mais si la température de flamme augmente linéairement avec le temps, il est nécessaire de chauffer au gaz plus lentement au début pour empêcher la fissuration des briques. Cette façon de procéder pourrait 25 aussi donner une. sécurité entière en ce qui concerne la fissuration, mais, dans certains cas, elle pourrait prendre beaucoup trop de temps, de sorte que le personnel utilisé pour le fonctionnement pourrait éprouver des difficultés de programme du fait du temps prolongé nécessaire pour le chauffage au gaz. le fait que l'on adopte 30 ou non cette façon de procéder, dépend, bien entendu, du fait que l'on applique ce que l'on appelle un fonctionnement cyclique et si celui-ci est appliqué avec trois ou quatre réchauffeurs d'air ou que l'on applique ce que l'on appelle un fonctionnement décalé parallèlement. 35 lorsque l'on applique la présente invention, la tempéra ture de flamme peut être augmentée progressivement ou par paliers, à volonté. 69 18087 5 2010333 REVENDICATIONS 1°) Procédé pour un chauffage au gaz d'un réchauffeur d'air pour chauffer, par régénération, l'air à envoyer à un haut fourneau, ce procédé étant caractérisé par le fait que la tempéra-5 ture de flamme dans le réchauffeur d'air; au début du chauffage au gaz ou très peu de temps après ce début, est choisie de manière à être supérieure à la température de l'air, lorsque ce dernier quitte le réchauffeur d'air, ou à la température de dôme à la fin de la période au vent précédente, d'une valeur correspondant à 10 à 40% 10 de la différence de température entre la température de flamme maximale admissible et ladite température d'air ou de dôme à la fin de la période précédente et par le fait que l'on augmente progressivement ou par paliers cette température jusqu'à ce que la température de flamme maximale admissible soit atteinte. 15 2°) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on augmente la température de flamme en augmentant la quantité absolue de combustible, la quantité d'air de combustion étant maintenue sensiblement constante. 3°) Procédé suivant n'importe laquelle des revendications 20 précédentes, caractérisé par le fait que l'on fait varier la température de flamme de façon telle que la relation entre cette température et le temps soit exprimée par la formule : ^flamme = Tkew + ^Tmax~ Tkew^ U - ~ .y ) dans laquelle T^gw est la température de dôme à la fin de la pério- 25 de au vent précédente, TmflY est la température de flamme maximale, f est égal à 1 - g (g étant compris entre 10 et 40$), t est l'in- 100 tervalle de temps depuis le début ou à partir d'un moment très près du début du chauffage au gaz, et y est une constante de temps. 4°) Procédé suivant la revendication 3» caractérisé par 30 le fait que y est compris entre 4 et 8 minutes. 5°) Procédé suivant n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lorsque la température de dôme maximale admissible est atteinte, on cesse d'augmenter la température de flamme, mais on la règle, d'une façon connue, de ma-35 nière que ladite température de dôme reste à peu près constante pendant la suite du chauffage au gaz. 6°) Réchauffeur d'air avec un dispositif de programmation, de réglage et de commande réalisé et agencé de manière qu'il suive automatiquement le procédé conforme à n'importe laquelle des 40 revendications précédentes.