Brevet FR2120065A1 — publié le 19720811

La présente invention est relative à la conduite des hauts-fourneaux et concerne plus particulièrement une telle conduite basée sur la mesure des pressions à l'intérieur du haut-fourneau. Comme on le sait, un haut-fourneau est constitué de deux parties importan-5 tes. Dans la partie supérieure appelée cuve, les matériaux de la charge comprenant le minerai de fer, le coke et la catine (c'est-à-dire des pierres) sont préchauffés et subissent une réduction partielle par l'oxyde de carbone montant de la partie inférieure. Le coke est également préchauffé dans la cuve de manière que, lorsqu'il arrive dans, la zone de combustion à la partie inférieure, il 10 atteigne une température de flamme élevée suffisamment pour fondre les matériaux contenant du fer. Dans la partie inférieure du haut-fourneau (c'est-à-dire dans le grand foyer) ont lieu la combustion du coke préchauffé, l'achèvement de la réduction de la charge et la fusion du fer et du laitier. Un courant de vent chaud, envoyé dans la partie inférieure du haut-fourneau par des tuyères, circu-15 le de bas en haut dans le haut-fourneau et fournit l'oxygène nécessaire à la combustion du coke. Dans un haut fourneau de ce type, la source principale de chaleur est constituée par la combustion du carbone du coke, avec le courant d'air chaud, dans la partie inférieure du haut-fourneau. Toutefois, à cause de la température éle-20 vée régnant dans cette région (plus de 1 100°C) et du carbone en excès dans le foyer, le carbone ne peut plus être brûlé qu'en donnant de.l'oxyde de carbone et non pas de l'anhydride carbonique. L'oxyde de carbone sert à la réduction de l'oxyde de fer de la charge. Cette réduction s'opère de deux façons différentes, suivant que la température de réaction se situe soit au-dessus, soit en-dessous 25 des 1 100°C. Lorsque la réduction de l'oxyde de fer s'effectue à moins de 1100°C dans la cuve du haut-fourneau, la réaction chimique s'appelle réduction indirecte. Dans cette réaction, l'oxyde de carbone, traversant la cuve du bas vers le haut, réagit avec l'oxyde de fer pour produire du fer et de l'anhydride carbonique. Celui-ci ne réagit pas et quitte le haut-fourneau par le gueulard. Comme la 30 quantité d'oxyde de carbone disponible dans la cuve est limitée, la moitié seulement de la charge peut être réduite indirectement. Le second type de réduction, appelé réduction directe, se passe dans la partie inférieure du haut-fourneau par line réaction qui ne peut se faire avant que la température des matériaux dépasse 1 000°C. Par opposition à la réduction 35 indirecte, la réduction directe absorbe de grandes quantités de chaleur. Tandis que l'oxyde de carbone intervient pour la plus grande part dans la réduction directe de l'oxyde de fer, l'anhydride carbonique qui est formé n'est pas .stable à cause de la température élevée de la réaction et de la présence d'un excès de carbone et il est ainsi retransformé en oxyde de carbone. Par conséquent, l'ef-1*0 fet total de la réaction est le même que si le carbone avait été l'agent 71 46984 2 2120065 réducteur. En cours de fonctionnement d'un haut-fourneau, il est indispensable que de l'oxyde de carbone soit disponible en quantité suffisante dans la partie supérieure du haut-fourneau pour assurer la réduction de l'oxyde de fer en fer mé-5 tallique fondu. Une insuffisance d'oxyde de carbone ralentit la vitesse de la réduction indirecte, ce qui a pour résultat que de grandes quantités d'oxyde de fer sont fondues avant d'être réduites en fer métallique. Lorsque cela se présente, l'oxyde de fer fondu vient en contact direct avec le coke et est réduit en fer par celui-ci. Comme la température de fusion du fer est plus élevée que 10 celle de l'oxyde de fer, le fer ainsi formé se solidifie, soude ensemble les morceaux de coke et empêche la descente des matériaux dans le haut-fourneau. Théoriquement, ce même phénomène de voûte peut se présenter quand la zone de réduction directe se déplace vers le haut à cause d'une insuffisance de chaleur dans les parties supérieures. Mais, quelle que soit la théorie adoptée pour ex-15 pliquer comment ce phénomène se produit, celui-ci a pour résultat de bloquer la charge dans la cuve, interrompant ainsi la descente uniforme de la dite charge. Les produits se trouvant sous les matériaux bloqués continuent à descendre, et il se forme un creux qui tend à augmenter de volume jusqu'au moment où. la voûte se brise, entraînant une chute soudaine de la charge qui se trouvait au-dessus 20 d'elle. Dans des cas graves, cette chute soudaine amène une augmentation de la pression du gaz et une explosion. Il est donc essentiel d'engendrer à tout moment assez d'oxyde de carbone et/ou de chaleur dans la partie inférieure du haut-fourneau pour assurer le processus complet de réduction indirecte dans la partie supérieure du haut fourneau. 25 La quantité d'oxyde de carbone et de chaleur engendrée dans la partie in férieure du haut fourneau peut être modifiée en faisant varier la teneur en humidité du vent chaud, en ajoutant à ce dernier un matériau d'enrichissement tel qu'un hydrocarbure gazeux, ou en faisant varier la température du vent chaud. Normalement ces variations sont commandées par le conducteur en fonction de son 30 estimation des conditions existantes dans le haut-fourneau et plus particulièrement de son estimation de la proportion de réduction directe par rapport à la réduction indirecte s'effectuant à l'intérieur de la cuve. Il a été démontré qu'il est possible de déterminer l'importance de la réduction directe par rapport à la réduction indirecte ayant lieu dans le haut-35 fourneau en utilisant des prises de pression, une d'elles étant située aux tuyères, une autre légèrement au-dessus du ventre du haut-fourneau et une troisième au sommet du haut-fourneau. Ceci est décrit, par exemple, dans un article de R. L. Stephenson de la "United States Steel Corporation" intitulé "Analysis and Control of the Blast Furnace Opération", présenté et préparé aux "Troisièmes 1+0 Journées Internationales de Sidérurgie", tenues à Luxembourg en octobre 1962. 71 46984 3 2120065 On a trouve que, lorsque le rapport de la différence entre la pression aux tuyères et la pression au-dessus du ventre à la différence entre la pression au ventre et la pression au sommet du haut-fourneau augmente, la portion de réduction directe du haut-fourneau augmente également, ce qui veut dire qu'il y a une in-5 suffisance d'oxyde de carbone dans la partie supérieure du haut-fourneau. Lorsque ce cas se présente, il est connu que les conditions sont réunies pour qu'il y ait un effet de voûte mais, bien que ce phénomène soit connu depuis longtemps, on n'a pas encore proposé de moyens pour utiliser cette information pour faire varier automatiquement la composition et/ou la température du vent chaud pour 10 ramener le haut fourneau dans les conditions d'équilibre voulues. L'invention réside en un moyen pour commander automatiquement l'addition d'humidité, l'addition des combustibles d'enrichissement et la température du vent chaud pour un haut-fourneau, en fonction du rapport de (1) la différence entre la pression aux tuyères et la pression en un point situé légèrement au-15 dessus du ventre à (2) la différence entre la pression au dit point situé légèrement au-dessus du ventre et la pression au sommet du haut-fourneau. On a donc prévu un système pour commander le rapport de la réduction directe en fonction de la réduction indirecte dans le haut-fourneau comprenant un moyen pour engendrer des signaux électriques proportionnels à la pression ré— 20 gnant à l'intérieur du haut-fourneau en des endroits déterminés de celui-ci, c'est-à-dire: à la partie inférieure, à la partie supérieure et en un point intermédiaire. D'autres moyens réagissant aux dits signaux électriques sont prévus pour commander une caractéristique de vent chaud de façon à maintenir dans le haut-fourneau un rapport réduction directe/réduction indirecte désiré. 25 La caractéristique du vent chaud qui peut être commandée est son humidité, la quantité de combustible d'enrichissement qui lui est ajoutée, sa température ou une combinaison quelconque de deux ou plus de ces paramètres. Les pressions sont, de préférence, mesurées aux tuyères, en un point situé juste au-dessus du ventre et au sommet du haut-fourneau. La différence entre la pression aux tuyè-30 res et la pression au point situé juste au-dessus du ventre est comparée avec la différence entre la pression au dit point situé au-dessus du ventre et la pression au sommet du haut-fourneau pour fournir un rapport pour corriger les signaux électriques proportionnels à la température désirée du vent chaud à sa teneur en humidité et à son enrichissement souhaités comme déterminés par l'opé-35 rateur du haut-fourneau. Ces valeurs corrigées sont ensuite comparées avec les valeurs réelles de température, d'humidité et d'enrichissement fournies par des instruments de mesure pour envoyer des signaux de commande à rétroaction au système de vent chaud. De cette manière, et puisque les valeurs désirées issues de considérations théoriques sont constamment vérifiées par le rapport des diffé-UO rences de pression précitées régnant dans le haut-fourneau, le système fait en 71 46984 u 2120065 sorte que les caractéristiques du vent chaud soient celles qui fournissent dans le haut-fourneau, le rapport désiré réduction directe/réduction indirecte. Les mesures de pression effectuées donnent des indications de tendance de manière que l'action corrective puisse intervenir lorsque le rapport des différences de 5 pression devient anormal et ce, avant que s'établissent les conditions de formation d'une voûte. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui va suivre et aux dessins annexés. Sur ces dessins: - La figure 1 est une représentation schématique d'une forme de réalisation 10 de l'invention dans laquelle un ordinateur à usage général est utilisé pour commander les caractéristiques du vent chaud en fonction des pressions mesurées en des points répartis dans le haut-fourneau. - La figure 2 est un diagramme de la réduction directe en fonction du rapport des différences de pression entre le ventre et le bas du haut-fourneau. 15 - La figure 3 est un organigramme d'après lequel on peut établir un programme d'ordinateur convenable pour le système représenté à la figure 1. - La figure U est une représentation schématique d'une autre réalisation qui réalise les mêmes fonctions que celle de la figure 1 mais dans laquelle on utilise des éléments logiques au lieu d'un ordinateur. 20 Comme indiqué aux dessins et, en particulier, à la figure 1, un haut-four- neau 10 comprend une cuve 12, une section des étalages 1U et une sole 16. La cuve 12 et la section des étalages 1U se rejoignent à un ventre 18 en-dessous duquel des colonnes de support 20 sont réparties autour du haut-fourneau, leur but étant de supporter la cuve 12. 25 Autour de la section des étalages 1^ se trouve l'habituelle conduite circu laire de vent chaud 22 raccordée par des tuyères 2k à l'intérieur de la sole 16. La conduite circulaire 22 est, à son tour, raccordée à une conduite de vent chaud principale 26, une dérivation 28 raccordée à la sortie d'un cowper 30. L' entrée du cowper 30 est, à son tour, raccordée à la conduite principale 26 par 30 une deuxième dérivation 32. Il faut noter qu'avec cet agencement une partie du vent circule par la dérivation 32 dans le cowper 30 suivant la ligne interrompue 3^ et retourne à la conduite principale 26 par la dérivation 28. Une partie de l'air, envoyé dans la conduite principale par une soufflerie non représentée, passe par une dérivation disposée autour du cowper 30. Un clapet-papillon 38 35 placé dans la dérivation 36, peut être ouvert ou fermé par un mécanisme de réglage de température du vent chaud raccordé au clapet 38 par une liaison mécanique k2. Comme on pourra le voir, la manoeuvre du clapet 38 fera varier la température du vent chaud chassé dans le haut-fourneau par les tuyères 2k. C'est-à-dire que lorsque le clapet 38 est ouvert plus' grand, une plus grande quantité d' air passera en dehors du cowper 30 pour s'écouler avec l'air se trouvant dans la 71 46984 5 212Û065 dérivation 28 qui est passé par le dit cowper 30. Au contraire, lorsque le clapet 38 est fermé, une plus grande quantité passera par le cowper 30, élevant au maximum la température de l'air passant par les tuyères 2k. Dans l'installation classique d'un haut-fourneau, il y a trois cowpers, 5 chacun d'eux comprenant un régénérateur muni d'un revêtement en triques, enfermé dans une enveloppe circulaire en acier à fond plat et à sommet en forme de dôme. Toutefois, dans le cas présent, un seul cowper est représenté dans un but de plus grande clarté. Un cowper est principalement constitué de deux parties. La première partie est une chambre à combustion dans laquelle brûlent des gaz 10 naturels ou des gaz de haut-fourneau. La seconde partie comprend le ruchage qui présente une multitude de petits canaux par lesquels passent les produits de combustion venant des gaz brûlés. De cette manière, de la chaleur est emmagasinée dans les briques réfractaires constituant le ruchage, cette chaleur étant ensuite utilisée pour réchauffer ion courant d'air envoyé dans le haut-fourneau 15 par les tuyères. Pendant le chauffage du cowper 30, par exemple, un combustible est introduit par une conduite hh au bas de celui-ci, où il est brûlé dans une chambre à combustion, les produits de combustion se déplaçant vers le haut à travers la dite chambre à combustion dans le sens opposé à celui indiqué par les flèches, et circulant ensuite vers le bas à travers le ruchage pour rejoindre 20 une conduite h6 qui les amène à une cheminée non représentée. Lorsqu'on utilise trois cowpers, l'un quelconque de ceux-ci est dit en marche au vent pour autant qu'il chauffe un gaz relativement froid pour fournir le vent chaud tandis que les deux autres cowpers sont dits en marche au gaz pour autant qu'ils soient chauffés. Lorsque toute la chaleur a été extraite d'un cowper, le plus chaud des 25 deux autres cowpers est branché sur l'installation tandis que celui qui vient d'être débranché de l'installation commence un nouveau processus de chauffage. Dans les commentaires au sujet de la figure 1, on supposera que le cowper 30 est chauffé et que l'air monte à travers le ruchage formé par les briques réfractaires puis descend vers la conduite 28 où il est mélangé avec l'air froid venant 30 de la dérivation 36 avant de passer par les tuyères 2k. Comme exposé ci-dessus, il est souhaitable d'avoir dans le haut-fourneau un rapport donné entre la réduction directe et la réduction indirecte. Une réduction directe trop importante peut résulter, par exemple, d'un vent trop chaud. La température du vent peut être abaissée en introduisant de l'humidité sous 35 forme de vapeur par l'intermédiaire d'une soupape H8 qui est commandée par un dispositif de commande d'humidité 50. De même, en cas d'une réduction indirecte insuffisante, due à un manque d'oxyde de carbone, des combustibles d'enrichissement peuvent être ajoutés par l'action d'une soupape 52 commandée par un dispositif 5^. Enfin, le rapport réduction directe/réduction indirecte peut être mo-k0 difié en faisant varier la température du vent chaud par la manoeuvre du 71 46984 6 2120065 clapet 38 et du dispositif de commande UO. La présente invention permet d'obtenir un système de commande de vent chaud dans laquel on fait varier la teneur en humidité du vent chaud, la quantité de combustible d'enrichissement ajoutée ou la température du vent chaud pour 5 régler le rapport réduction directe/réduction indirecte et éviter ainsi l'effet de voûte dans le haut-fourneau. A la figure 1, le rapport réduction directe/ré-duction indirecte est réglé au moyen d'un calculateur 56; cependant, celui-ci peut être remplacé par des éléments logiques comme décrits ci-après. Le calculateur 56 est pourvu des habituels tableaux de connexions d'entrée 58 et de sortie 10 60 ainsi que d'un pupitre d'entrée manuel 62 au moyen duquel le conducteur du haut-fourneau introduit dans le calculateur des signaux électriques proportionnels à certains paramètres de fonctionnement désirés. Les signaux de rétroaction appliqués au tableau d'entrée 58 comprennent un signal de pression P1, délivré par un détecteur de pression 6k, proportionnel à la pression du haut-fourneau 15 aux tuyères; un signal de pression P2, délivré par un détecteur de pression 66, proportionnel à la pression du haut-fourneau directement au-dessus du ventre 18; et un signal de pression P3, délivré par un détecteur de pression 68, proportionnel à la pression au sommet du haut-fourneau. Un signal T, proportionnel à la température du vent chaud, délivré par le détecteur de température 70; un signal 20 F1, proportionnel au débit du combustible d'enrichissement, délivré par un dé-bitmètre 72; un signal M, proportionnel à la teneur en humidité du vent chaud tel que délivré par un détecteur de point de rosée 7^; et un signal F2, proportionnel au débit du vent chaud, délivré par un débitmètre 76, sont également renvoyés au tableau d'entrée 58. 25 Les signaux de commande de sortie délivrés par le tableau de sortie 60 com prennent un signal envoyé sur le conducteur 78, destiné au dispositif 5k de commande de la soupape de combustible d'enrichissement; un signal envoyé sur le conducteur 80, destiné au dispositif !+0 de commande de température du vent chaud; ion signal envoyé sur le conducteur 82, destiné au dispositif 50 de com-30 mande de la teneur en humidité; et un signal envoyé sur le conducteur 8U, destiné à un dispositif de commande de vent chaud qui commande la manoeuvre d'une soupape principale 88 de vent froid et, par conséquent, le débit d'air dams le haut-fourneau. Les entrées manuelles dans le calculateur 56, effectuées à partir du pupitre 62, comprennent des signaux électriques proportionnels au rapport dé-35 siri P1-P2/P2-P3, à la température désirée de vent chaud, au débit désiré de vent chaud, à l'enrichissement désiré en combustible et à la teneur désirée d' humidité. Ces signaux sont déterminés par le conducteur du haut fourneau à partir de considérations théoriques et de son expérience, et sont envoyés dans le calculateur 56. H0 La relation entre le rapportP1-P2/P2-P3 et le taux de réduction directe 71 46984 7 2120065 est représentée à la figure 2. Une augmentation de la différence entre P1 et P2 fait augmenter le rapport et indique que P2 et P3 se rapprochent. Cela veut dire que le vent chaud au-dessus du ventre du haut-fourneau subit des limitations qui s'établissent quand l'effet de voûte se manifeste dans le haut-fourneau. Au 5 fur et à mesure que le rapport augmente, le taux de réduction directe augmente également à cause de l'insuffisance d'oxyde de carbone au sommet du four. Le rapport P1-P2/P2-P3, de même que le taux de réduction directe, peut être réduit de différentes façons. Celles-ci comprennent l'augmentation de la quantité de combustible d'enrichissement ajoutée au haut-fourneau, la diminution de la tem-10 pérature du vent chaud et l'augmentation de sa teneur en humidité. Le changement de 1'une d'elles fera varier le débit de coke et, de ce fait, le rendement du haut-fourneau. Normalement, le conducteur du haut-fourneau choisira les conditions optima et celles-ci seront modifiées par le système de commande de l'invention, essentiellement pour empêcher la condition favorable à l'établissement 15 de la voûte. Tout le système de commande est basé sur la comparaison des valeurs désirées introduites par le conducteur du haut-fourneau avec les valeurs réelles mesurées pour délivrer les signaux d'erreur dans le but de faire varier la commande de l'enrichissement en combustible, de la température du vent chaud, de la 20 teneur en humidité et du débit du vent chaud. Cependant, le rapport désiré P1-P2/P2-P3 est, de plus, comparé avec le rapport réel de ces. différences de pression pour délivrer un facteur de correction dans le but de faire varier les signaux d'erreur. Le calculateur 56 est donc pourvu d'un programme contenant un sous-programme 90 destiné à déterminer le rapport réel P1-P2/P2-P3 et à le com-25 parer avec le rapport désiré tel que déterminé à partir du pupitre 62 par l'opérateur pour délivrer un facteur de correction. Ce facteur de correction est, à son tour, appliqué à un programme d'enrichissement 92, à un programme de température de vent chaud 9^ et à un programme de teneur en humidité 96. Dans chacun de ces programmes, la valeur de l'enrichissement en combustible, de la tempéra-30 ture du vent chaud et de la teneur en humidité que l'on recherche sont comparées avec les valeurs réelles et sont corrigées en fonction du facteur de correction délivré à partir du programme 90 pour fournir des signaux de sortie sur les conducteurs 78, 80 et 82. Le calculateur 56 comprend également un programme séparé 98 de débit de vent chaud qui compare le débit souhaité de vent chaud avec le 35 débit réel pour délivrer un signal de sortie sur le conducteur 8U sans correction pour maintenir le rapport souhaité réduction directe/réduction indirecte. L'organigramme du programme pour le calculateur 56 est représenté à la figure 3. Les pressions P1, P2 et P3 sont représentées respectivement par les blocs 100, 102 et 103. Ces trois pressions sont envoyées vers un déterminâteur, 1+0 figuré par le bloc 10^, qui est utilisé pour déterminer les réelles différences 71 46984 2120065 de pression P1-P2 et P2-P3 et pour déterminer le rapport P1-P2/P2-P3. Ce rapport PT-P2/P2-P3 représente le rapport réduction directe/réduction indirecte e-xistant à l'intérieur de la cuve. Comme expliqué ci-dessus, la réduction directe dans la partie inférieure 5 du haut-fourneau s'effectue par la réduction de l'oxyde de fer par l'oxyde de carbone tandis que l'anhydride carbonique est reconverti en oxyde de carbone. D'autre part, la réduction indirecte qui a lieu à la partie supérieure du haut-fourneau s'effectue avec l'oxyde de carbone qui est converti en anhydride carbonique et qui se dégage par le sommet du haut-fourneau. Lorsqu'il y a insuffi-10 sance d'oxyde de carbone dans la zone de réduction directe, le fer se trouvant dans la partie supérieure du haut-fourneau se solidifie et agglomère les particules de coke en entraînant la formation d'une voûte dans la cuve. Dans ces conditions, il y aura très peu de différence entre les pressions P1 et P2 alors que la différence de pression entre P2 et P3 augmentera. D'après la théorie on 15 peut dire que cela est dû au fait qu'une voûte s'est formée au-dessus du ventre 18 et constitue une barrière pour le vent chaud montant à travers le haut fourneau. Dans tous les cas, dès que le rapport P1-P2/P2-P3 augmente, c'est une indication qu'il y a une réduction indirecte insuffisante et que, si elle continue suffisamment longtemps, il y aura formation d'une voûte dans le haut-fourneau. 20 Le bloc 106 figure le rapport désiré P1-P2/P2-F3 tel qu'il est fourni au calculateur par l'opérateur via le pupitre 62. Cette entrée manuelle est élaborée d'avance et est basée sur les caractéristiques de la charge ainsi que sur les caractéristiques du haut-fourneau, par exemple les dimensions de la cuve, la quantité de vent chaud disponible, la température maximum du vent chaud, les li-25 mites de la teneur en humidité et les combustibles d'enrichissement disponibles. Ces combustibles d'enrichissement peuvent être soit de l'huile, des goudrons, du charbon ou éventuellement du gaz naturel. Dans le bloc 108 de l'organigramme de la figure 3, le rapport désiré P1-P2/P2-P3 est comparé avec le rapport réel, déterminé au bloc 10U, pour fournir un facteur de condensation. 30 Le vent chaud, lui-même, possède certaines propriétés qui ont été détermi nées. Celles-ci comprennent une température souhaitée, qui est figurée par le bloc 110 de la figure 3, et le débit désiré de vent chaud qui est figuré par le bloc 112. Ces deux valeurs particulières, c'est-à-dire la température souhaitée du vent chaud et le débit désiré de vent chaud, sont des valeurs qui sont fonc-35 tion des caractéristiques des cowpers, de la température résultant des dimensions des cowpers, du type de ruchage des briques dans ceux-ci et des dimensions des brûleurs associés aux cowpers ainsi que du nombre de cowpers prévus pour le haut-fourneau. Le débit de vent chaud est une fonction des dimensions de la soufflerie. Toutes ces caractéristiques sont des limitations physiques imposées Uo à l'installation tout entière et possède des valeurs maxima de limitation qui ne 71 46984 9 2120065 peuvent pas être dépassées. Les données relatives à la température désirée de vent chaud et au débit souhaité sont envoyées dans le calculateur par le pupitre 62. Le débit souhaité de vent chaud du bloc 110 est modifié au bloc 11^ en 5 fonction de la sortie du bloc 118, celle-ci étant le facteur de correction dont question ci-dessus, résultant d'une variation entre les rapports de pression désirés et réels. On obtient ainsi un signal de sortie comprenant la température désirée de vent chaud mais corrigée et modifiée, qui est comparée avec la température réelle du bloc 116 délivrée par un détecteur de température 70 (figure 10 1). En supposant que la température réelle s'écarte de la température désirée et corrigée du vent chaud, une erreur, engendrée par le bloc 118, est utilisée au bloc 120 pour faire varier la position du clapet 38 par l'intermédiaire du circuit de commande 1+0 de température du vent chaud (figure 1). Le débit désiré de vent chaud, figuré par le bloc 112, est comparé au bloc 15 12U avec le débit réel de vent chaud, figuré par le bloc 122, tel que délivré par le débitmètre 76. En supposant que ces deux débits ne sont pas les mêmes, le bloc 12U commande au bloc 126 de faire varier le débit de vent chaud par la manoeuvre de la soupape 88 commandée par le dispositif 86 représenté à la figure 1. Il faut noter qu'il n'y a pas de compensations du débit de vent chaud pour 20 les variations intervenant dans le rapport réduction directe/réduction indirecte. De plus, le débit de vent chaud sera le même quelle que soit la position du clapet 38 puisque, si l'air ne passe pas à travers le cowper 30, il passera par la dérivation 36. Le bloc 128 de l'organigramme de la figure 3 représente la teneur en humi-25 dité désirée telle que déterminée par l'opérateur au pupitre 62. Cette entrée manuelle est basée sur la teneur en humidité maximum pouvant être utilisée. Cette teneur peut atteindre jusqu'à 37 mg/1 ou U6mg/l d'humidité dans le vent chaud on peut descendre jusqu'à 16 mg/1 ou même moins que cette valeur. Le bloc suivant de l'organigramme de la figure 3, c'est-à-dire le bloc 130 sert à modifier 30 la teneur en humidité désirée venant du bloc 128 en fonction de la différence entre le rapport de pression réel et le rapport de pression souhaité tel que délivrée par le bloc 108. La sortie du bloc 130 est alors comparée au bloc 132 avec la sortie du bloc 13^ qui représente la teneur réelle en humidité du vent chaud telle que délivrée par le dispositif 7^ de détermination du point de rosée. 35 La différence, si elle existe, relevée du bloc 132 est alors appliquée au bloc 136 pour commander le dispositif de commande de la teneur en humidité pour faire varier la position de la soupape U8, cette manoeuvre étant figurée par le bloc 138 de la figure 3. Le bloc 1^0 représente l'enrichissement désiré en combustible apporté au 1*0 vent chaud et est à nouveau une entrée manuelle vers le système, basée sur les 71 46984 10 2120065 matériaux disponibles pour l'enrichissement et sur les caractéristiques de la configuration tout entière du haut-fourneau. Dans le bloc 1h2, l'enrichissement désiré est à nouveau équilibré en fonction de la différence entre les rapports de pressions réels et souhaités tels que fournis par le bloc 108. Cette valeur 5 équilibrée de l'enrichissement souhaité est alors envoyée vers un comparateur, figuré par le bloc 1UU, où elle est comparée avec la quantité réelle d'enrichissement telle que délivrée par le débitmètre 72 (bloc 1^7). En supposant que ces deux valeurs ne sont pas les mêmes, le bloc 1M* commande alors le dispositif 5^ de commande de soupape de combustible d'enrichissement pour faire varier la po-10 sition de la vanne 52 (bloc 1U6). Le fonctionnement de l'installation est décrit ci-après en fonction de l'utilisation des rapports cités ci-avant et, particulièrement, dans la zone de réduction directe, qui s'établissent entre les détecteurs de pression 6k et 66 situés aux tuyères et légèrement au-dessus du ventre 18. En supposant que cette 15 zone est l'endroit du fonctionnement désiré et en travaillant au-dessus du ventre 18 avec un rapport dont la réduction directe représente peut être *K) à 50 % de la réduction totale, le reste étant constitué par la réduction indirecte, la correction nécessaire doit être appliquée si ce rapport augmente ce qui voudrait dire que la zone de réduction directe se déplace au-dessus du détecteur de pres-20 sion 66. Au fur et à mesure que le rapport P1-P2/P2-P3 augmente, la portion de réduction directe de l'équilibre chimique de la cuve se déplace au-dessus du ventre 18 dans une zone où le matériau fondu se solidifie et où il n'y a pas assez de chaleur disponible pour maintenir le fer à l'état fondu. De ce fait, le coke se couvre d'une couche de fer solidifié et constitue un obstacle au vent 25 chaud, augmentant ainsi la pression P2 relevée au détecteur 66, ce qui fait que la pression P2 se rapproche de la pression P1. Quand cette situation s'établit, le rapport P1-P2/P2-P3 diminue. De plus, dans ce cas, une voûte commence à se former dans le haut fourneau et tout le système peut s'immobiliser sans que plus rien ne se passe ou en tout cas très peu. C'est-à-dire que la matière ne conti-30 nuera plus à descendre normalement dans le haut fourneau. Pour éviter qu'une telle condition ne s'instaure, le système de commande de l'invention prend immédiatement des mesures pour y remédier lorsqu'il constate que le rapport de pressions P1-P2/P2-P3 augmente. C'est-à-dire que le système est dynamique et prend des mesures correctives avant que la voûte ne se forme. 35 Lorsque l'interface entre les zones de réduction directe et de réduction indirecte se déplace vers le haut et que le rapport des différences de pression augmente, des mesures correctives immédiates sont prises pour faire descendre l'interface. De même, quand l'interface se déplace vers le bas et que le rapport diminue, des mesures correctives immédiates sont prises pour ramener le système U0 dans le rapport de fonctionnement désiré. Ordinairement, la première mesure 71 46984 n 2120065 corrective consiste à augmenter la teneur en humidité du vent chaud. En augmentant la teneur en humidité, on peut théoriquement dire que la quantité de chaleur disponible pour faire monter la température de la matière se trouvant dans la cuve est réduite, ce qui veut dire que la quantité de chaleur disponible pour 5 liquéfier l'oxyde de fer est réduite. Donc, en réduisant la chaleur disponible au-dessus du ventre par une addition d'humidité, la zone de réduction directe est ramenée vers le bas en-dessous du niveau du ventre. On réduit ainsi le rapport P1-P2/P2-P3 et on ramène le rapport en concordance avec la valeur désirée. Une autre méthode pour appliquer la mesure corrective est d'obliger le 10 rapport de pression à revenir vers la valeur désirée par une addition plus importante de matériau d'enrichissement. On dégagé ainsi plus d'oxyde de carbone dans le haut-fourneau de manière qu'un surplus d'oxyde de carbone soit disponible dans la zone de réduction indirecte pour éliminer la condition de formation d'une voûte. De plus', en augmentant soit la teneur en humidité du vent chaud, 15 soit les additions de matériaux d'enrichissement de ce même vent.chaud, de la chaleur est utilisée pour faire passer les produits de leur état solide ou liquide à l'état gazeux. Ce qui fait que la quantité de chaleur disponible au-dessus du niveau du ventre est réduite. Une dernière méthode qui peut être utilisée pour commander et pour réduire 20 la zone de réduction directe consiste à réduire la température même du vent chaud. Cette méthode permet à nouveau d'arriver finalement à une réduction de la quantité de chaleur qui est introduite dans le haut-fourneau au niveau des tuyères pour ramener la zone de réduction directe en-dessous du niveau du ventre. Si on constate, au contraire, que le rapport P1-P2/P2-P3 diminue, il y a 25 un indice que l'interface entre la zone de réduction directe et la zone de réduction indirecte tombe en-dessous du niveau du ventre et qu'ainsi le haut fourneau n'accomplit pas la part de réduction directe désirée. On remédie à cette situation en faisant le contraire de ce qui est fait lorsque le rapport augmente. C'est-à-dire que la teneur en humidité est réduite. La quantité de combusti-30 ble d'enrichissement est diminuée ou la température du vent chaud est réduite. L'une ou l'autre de ces possibilités peut être une compensation du type instantané pour donner une correction immédiate au rapport réduction directe/ réduction indirecte et ramener celui-ci en concordance avec le rapport désiré en obligeant l'interface de la zone de réduction directe à s'élever ou à s'abaisser 35 à l'intérieur du haut-fourneau et à s'approcher du niveau du ventre. La meilleure valeur du rapport réduction directe/réduction indirecte est en partie déterminée par tâtonnements car lorsque le rapport augmente, la quantité de coke qui est introduite dans la charge descend. Le résultat final que l'on cherche est d'obtenir le débit minimum de coke pour le haut-fourneau avec un 1+0 rapport réduction directe/réduction indirecte maximum sans qu'il y ait tendance 71 46984 12 2120065 à la formation d'une voûte. Par conséquent, ce rapport désiré est d'abord calculé en tenant compte des matériaux qui seront chargés dans le haut-fourneau et des caractéristiques de celui-ci ainsi que de la température et du débit du vent qui peut être injecté. Une fois que ce rapport est déterminé, on utilise une ap-5 proche systématique pour essayer dè l'améliorer tout en réduisant le débit de coke jusqu'à ce que le rapport réduction directe/réduction indirecte commence à augmenter à un rythme élevé. A ce moment, il est nécessaire de réduire le rapport réduction directe/réduction indirecte, d'augmenter légèrement le débit de coke et d'obtenir un fonctionnement stable du haut-fourneau en cet endroit. Le 10 système décrit permet au conducteur du haut-fourneau de maintenir ce rapport sans excédent et donc sans danger de voir se former une voûte. Il empêche, en même temps, de travailler trop loin en-dessous du niveau désiré et assure un fonctionnement efficace du haut-fourneau par la compensation immédiate de tout changement connu et détecté par le dit système. 15 La figure U représente un système logique destiné à accomplir les mêmes fonctions que le système à calculateur des figures 1 et 3. Les éléments représentés à la figure b, qui correspondent à ceux représentés aux figures 1 et 3, portent les mêmes références. Le système peut être de nature analogique ou numérique, bien que l'on préfère le système numérique. A cet égard, le terme "signal 20 électrique" tel qu'utilisé ci-après signifie soit un signal analogique, soit un signal numérique d'états binaires 1 et 0. Les signaux électriques délivrés par les détecteurs de pression 6k et 66, qui sont respectivement proportionnels aux pressions P1 et P2, sont appliqués à un circuit soustracteur 150 pour former, sur le conducteur 152, un signal électrique proportionnel à P1-P2. De même, des 25 signaux délivrés par les détecteurs de pression 66 et 68, qui sont proportionnels aux pressions P2 et P3, sont appliqués à un circuit soustracteur 15k pour fournir, à un conducteur 156, un signal électrique proportionnel à P2 et P3. Ces signaux électriques fournis aux conducteurs 152 et 156 sont appliqués aux deux entrées d'un circuit diviseur 158 pour fournir un signal électrique proportionnel 30 au rapport P1-P2/P2-P3. Ce signal électrique est ensuite comparé, dans un comparateur 160, avec un signal électrique, amené par le conducteur 162 d'un pupitre d'opérateur 163, qui est proportionnel au rapport désiré P1-P2/P2-P3. La sortie du comparateur 160 est appliquée, par l'intermédiaire d'un conducteur 16k, à trois multiplicateurs 166, 168 et 1?0. 35 Si le système est de nature numérique, lorsque le rapport désiré est le mê me que le rapport réel, le signal du conducteur 16H représente l'unité. Quand le rapport réel se situe au-dessus du rapport désiré, le signal est inférieur à 1' unité et quand le rapport désiré dépasse le rapport réel, le signal est supérieur à l'unité. D'un autre coté, si le système est de nature analogique, la sor-1+0 tie du comparateur appliquée sur le conducteur 16U est un signal dont la 71 46984 13 2120065 polarité indique si le rapport réel est supérieur ou inférieur au rapport désiré et dont l'amplitude est fonction de l'écart entre les deux. Un signal, venant du pupitre d'opérateur 163, proportionnel à la température désirée du vent chaud est également appliqué, par l'intermédiaire du conduc-5 teur 172, au multiplicateur 166 pour être multiplié par le signal du conducteur 16Î+. C'est pourquoi la sortie du multiplicateur 166, appliquée sur le conducteur 17^, représente la température désirée, corrigée et compensée. De même, un signal, amené par le conducteur 176, proportionnel au débit désiré de combustible d'enrichissement, est appliquée au multiplicateur 168 de même que le signal ame-10 né par le conducteur 16U, ce qui fait que la sortie du multiplicateur appliquée au conducteur 178 est proportionnel au débit de combustible d'enrichissement, corrigé et compensé. Finalement, un signal amené du pupitre d'opérateur 163, par le conducteur 180, proportionnel à la teneur en humidité désirée, est multiplié, dans le multiplicateur 170, avec le signal de correction, amené par le conduc-15 teur 161+, pour délivrer sur le conducteur 182 un signal proportionnel à la teneur en humidité, corrigée et compensée. Le signal du conducteur 17^ est comparé, dans le comparateur 18h, avec un signal amené par le conducteur 186, proportionnel à la température réelle du vent chaud telle que délivrée par le détecteur de température 70. La différence 20 entre ces deux signaux (c'est-à-dire entre la température réelle et la température corrigée, compensée) détermine un signal sur le conducteur 188, lequel signal est appliqué au dispositif 1+0 de commande de température de vent chaud. De même, la différence entre le signal du conducteur 178 et un signal sur le conducteur 190, proportionnel au débit réel de fluide d'enrichissement, est compa-25 rée, dans un comparateur 192, pour engendrer un signal sur le conducteur 19^ appliqué au dispositif de commande 5k de la soupape de combustible d'enrichissement. Finalement, le signal sur le conducteur 182, proportionnel à la teneur en humidité désirée, corrigée et compensée est comparé, dans le comparateur 198, avec un signal, amené par le conducteur 196, proportionnel à la teneur en humi-30 dité réelle telle que délivrée par le dispositif 7^ de détermination du point de rosée. On obtient, de ce fait, à la sortie du comparateur 198, un signal sur le conducteur 200 appliqué au dispositif de commande 50 de commande d'humidité. Comme indiqué ci-dessus, il n'y a pas de correction prévue pour la variation dans le rapport réduction directe/réduction indirecte en ce qui concerne le 35 débit de gaz chaud. Par conséquent, un signal amené du pupitre d'opérateur 163 par le conducteur 202, proportionnel au débit désiré de vent chaud est comparé, dans un comparateur 20U, avec un signal transmis par le conducteur 206, proportionnel au débit réel de vent chaud tel que délivré par le débitmètre 76. On obtient ainsi sur le conducteur 208, à la sortie du comparateur, un signal d'er-kO reur qui est appliqué au dispositif de commande 86 de vent chaud pour commander 71 46984 n 2120065 la vanne 88 de vent froid. De ce qui précédé, il apparaît que la fonction du système logique montré à la figure *+ est essentiellement le même que celui du système de commande à calculateur représenté aux figures 1 et 3. Bien que l'invention ait été représentée en rapport avec des réalisations particulières, il est évident, pour les spécialistes, que de nombreuses modifications de forme et d'agencement de parties peuvent être apportées pour répondre à certaines nécessités, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 71 46984 15 212Ô065 REVENDICATIONS. 1. Système de commande d'une caractéristique d'un vent chaud pour un haut-fourneau, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour engendrer des signaux électriques proportionnels à la pression régnant à la partie inférieure du haut- 5 fourneau, à la partie supérieure et en un point intermédiaire, et un moyen réagissant à ces signaux électriques pour commander une caractéristique du dit vent chaud pour maintenir un rapport désiré réduction directe/réduction indirecte dans le haut-fourneau. 2. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un 10 moyen pour engendrer un signal électrique proportionnel au rapport de la différence entre la pression à la partie inférieure du haut-fourneau et celle au dit point intermédiaire, à la différence entre la pression au dit point intermédiaire et celle de la partie supérieure du haut-fourneau. 3. Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dit point in-15 termédiaire se trouve directement au-dessus du ventre du haut-fourneau. U. Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la caractéristique qui est commandée est constituée par la température du vent chaud. 5. Système suivant la revendication U, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen commandé par l'opérateur du haut-fourneau pour engendrer un premier signal 20 proportionnel à la température désirée de vent chaud, un moyen pour engendrer un second signal électrique proportionnel à la température réelle du vent chaud, un moyen pour modifier le dit premier signal par le dit signal proportionnel au rapport des dites différences de pression, et un moyen pour comparer le dit second signal avec le dit premier signal modifié pour délivrer un signal d'erreur 25 pour commander la température du dit vent chaud. 6. Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la caractéristique qui est commandée est constituée par la teneur en humidité du vent chaud. 7- Système suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen commandé par l'opérateur du haut fourneau pour engendrer un premier signal 30 proportionnel à la teneur désirée en humidité du vent chaud, un moyen pour engendrer ion second signal proportionnel à la teneur réelle en humidité du vent chaud, un moyen pour modifier le dit premier signal par le dit signal proportionnel au rapport des dites différences de pression, et un moyen pour comparer le dit second signal avec le dit premier signal modifié pour délivrer un signal d' 35 erreur pour commander la teneur en humidité du dit vent chaud. 8. Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que'la caractéristique qui est commandée est constituée par la quantité de combustible d'enrichissement ajouté au dit vent chaud. 9- Système suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un 1+0 moyen commandé par l'opérateur du haut-fourneau pour engendrer un premier signal 71 46984 " 2120065 proportionnel à l'addition désirée de combustible d'enrichissement au vent chaud, un moyen pour engendrer un second signal proportionnel à l'addition réelle de combustible d'enrichissement au vent chaud, un moyen pour modifier le dit premier signal par le dit signal proportionnel au rapport des dites différences de 5 pressions, et un moyen pour comparer le dit second signal avec le dit premier signal modifie pour délivrer un signal d'erreur pour commander l'addition de combustible d'enrichissement du dit vent chaud. 10. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour commander l'addition de combustibles d'enrichissement au dit vent 10 chaud, un moyen pour commander la température du dit vent chaud, un moyen pour commander la teneur en humidité du dit vent chaud, et un appareillage électrique réagissant aux dits signaux électriques proportionnels à la pression pour régler les dits moyens de commande.