Brevet FR2512535A1 — publié le 19830311

PROCEDE D'ALIMENTATION ENERGETIQUE D'UN FOUR DE RECHAUFFAGE DE PRODUITS METALLURGIQUES La présente invention concerne l'alimentation énergétique de fours de réchauffage de produits métallurgiques tels que brames, blooms, billettes, etc ..., notamment dans une usine sidérurgique non intégrée. Comme on le sait, avant de laminer des produits métallurgiques tels que brames, blooms, billettes, etc ..., on les réchauffe dans un four à des températures de l'ordre de 1200 C. Pour porter les produits à d'aussi hautes températures, on est obligé d'utiliser des combustibles à haut pouvoir calorifique tels que du gaz de cokerie ou du fuel. Or, de tels combustibles présentent l'inconvénient d'être tres onéreux. Ce probleme prend une importance particulière étant donné la crise petrolière actuelle. Le but de la présente invention est justement de résoudre le pro blème rappelé ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de conduite d'un four de réchauffage de produits metallurgiques selon lequel on récupère les fumées de combustion à la sortie du four et on les recycle à l'entrée du four après les avoir préalablement réchauffées à une température d'environ 15000C à l'aide d'au moins une torche à plasma. Selon une caractéristique de l'invention, on additionne aux fumees récupérées à la sortie du four la quantité de fumées de combustion d'un gaz nécessaire pour compenser les pertes dues à des fuites hors du four. Comme on le comprend, l'idée de base de l'invention est de remplacer les combustibles riches utilisés habituellement par les fumées de combustion d'un gaz que l'on chauffe prealablement à haute température et de recycler indéfiniment ces fumées dans le four. Ceci permet d'abaisser sensiblement le prix de revient de l'opération de rechauffage. De plus, l'invention présente l'avantage supplémentaire d'éviter les problemes de pollution atmosphérique puisque les fumées, au lieu d'être évacuées, circulent en circuit fermé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite en se référant à la figure Jointe qui représente un mode de réalisation du procédé selon l'invention. Sur la figure, on a représenté un four de rechauffage des brames qui comporte une entrée 1 pour le chargement des brames 2 et une sortie 3 pour leur déchargement. Les brames se déplacent dans le four et traversent successivement une zone de prechauffage, une zone de chauffage et une zone d'égalisation ; ces dispositions de type classique n'ont pas eté représentées sur la figure. La paroi supérieure du four est équipée de tuyères 4A, 4B, 4C, 4D, 4E et 4F ; la paroi latérale ou le fond (suivant la forme du four) peut également etre équipée de tuyères, mais pour plus de clarté, on-ne les a pas représentées sur la figure. Les fumées de combustion d'un gaz, tel que du gaz naturel, sont chauffées dans une enceinte 5, placée à proximité du four et équipée de torches à plasma 6. Les torches à plasma 6 peuvent être par exemple des torches à électrodes froides que l'on trouve actuellement sur le marché. Ces fumées sont chauffées dans l'enceinte 5 à une température d'environ 1500"C et sont amenées par le conduit 7 dans les tuyères 4A, 4B, 4C, 4D, 4E et 4F. Le four comporte un collecteur 8 dans lequel on récupère les fumées sortant du four. Les fumées qui sortent du four à une température d'environ 1000"C sont amenées du collecteur 8 à l'enceinte 5 par le conduit 9 ; elles sont réchauffées dans l'enceinte 5 jusqu'à une température d'environ 1500"C, puis sont réintroduites dans le four par l'intermédiaire du conduit 7 et des tuyeres 4A, 4B, 4C, 4D, 4E et 4F. Parallelement, des fumées de çombustion d'un gaz tel que du gaz naturel, qui proviennent d'une chambre 10 de combustion dudit gaz, sont introduites à la partie supérieure du collecteur 8 en quantité juste nécessaire pour compenser les pertes dues à des fuites par l'entrée 1 et la sortie 3 du four. Ces pertes peuvent être de 5 à 10 % environ. Une soupape de sécurité est prévue en 11. Selon l'invention, il est nécessaire que les fumées de combustion utilisées pour chauffer les produits métalliques présentent un fort pouvoir émissif. Il est donc nécessaire d'utiliser un gaz qui contient du gaz carbonique et de la vapeur d'eau. On rappelle que le chauffage des produits métalliques s'effectue, pour une partie (environ 20 %) par convection (echange de chaleur entre les produits métalliques et les fumées) et pour la plus grande partie (environ 80 par rayonnement (échange de chaleur entre la paroi du four chauffée par les fumées et les produits metalliques). Ce peut être, par exemple, les produits de combustion d'un gaz naturel. Dans chaque tuyère 4A, 4B, 4C, 4D, 4E et 4F, on regle le débit d'introduction des fumees dans le four en fonction des températures désirées dans chaque zone du four. Généralement, les tuyères sont orientées de façon à ce que les fumées soient à contre-courant du déplacement des brames. On donne ci-dessous, à titre non limitatif, un exemple de conditions de conduite du four de réchauffage selon l'invention - Puissance du four : 100 tonnes / heure - Puissance des torches : 25 Megawatt. - Température des brames à la sortie du four : 12000C - Débit des fumées introduites dans le four de réchauffage : 140.000 Nm3/heure - Température des fumées introduites dans le four : 1400"C - Température des fumees sortant du four : 850"C - Débit des fumées additionnees dans le conduit de récupération pour compenser les fuites : 10.000 Nm3/heure Le procédé conforme à l'invention permet d'abaisser sensiblement le coût de l'alimentation du four de réchauffage. En effet, on peut estimer que l'alimentation en combustible riche revient à environ 60 F/tonne de produit réchauffe, alors que l'alimentation en fumées de combustion d'un gaz naturel chauffées à l'aide de torches à plasma revient à environ 53 F/tonne de produit réchauffe, soit une economie d'environ 10 %. REVENDICATIONS 10) Procédé d'alimentation énergétique d'un four de rechauffage de produits métallurgiques tels que brames, blooms, billettes, etc notamnent dans une usine sidérurgique non intégrée, caractérisé en ce que l'on récupère, en (8),.les fumées de combustion à la sortie du four et on les recycle à l'entrée du four après les avoir prealablement rechauffées, en(5), à une température d'environ 1500pu à l'aide d'au moins une torche à plasma (6). 2") Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on additionne aux fumées récupérées à la sortie du four, la quantité de fumées de combustion d'un gaz nécessaire pour compenser les pertes dues à des fuites hors du four. 30) Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les fumées sont constituées par les fumées de combustion d'un gaz naturel.