Brevet FR2512536A1 — publié le 19830311

PROCEDE POUR ALIMENTER EN ENERGIE UN FOUR DE 2512536 RECHAUFFAGE DE PRODUITS METALLURGIQUES La présente invention concerne l'alimentation en énergie de fours de réchauffage de produits métallurgiques longs, tels que brames, blooms, billettes, etc, notamment dans une usine sidérurgique 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 12000 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 très onéreux Ce problème prend une importance particulière étant donné la crise pétrolière 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 métallurgiques selon lequel on utilise, comme combustible principal, le gaz de gueulard, produit par un haut fourneau, après l'avoir préchauffé, avant son introduction dans le four, à une température d'au moins 8000 C, à l'aide d'au moins une torche à plasma. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on brûle le gaz préchauffé avec de l'air comburant qui est lui-même préchauffé avant son introduction dans le four par échange de chaleur avec les fumées sortant du four Un chauffage de l'air, éventuellement complémentaire au précédent, peut également être effectué à l'aide d'une torche à plasma. Comme on le comprend, l'idée de base de l'invention est d'utiliser comme combustible principal, un gaz à faible pouvoir calorifique, donc bon marché, tel que le gaz produit par un haut fourneau, après lui avoir fait subir préalablement un traitement approprié pour qu'il puisse jouer le rôle de combustible principal En effet, grâce au préchauffage à au moins 8000 C du gaz de haut fourneau, imaginé par le demandeur, lors de la combustion du gaz dans le four de réchauffage, on obtient la même température de flamme (environ 18000 C) qu'avec des combustibles dits riches". En plus du fait qu'elle permet d'utiliser un combustible bon marché, l'invention présente l'avantage supplémentaire d'apporter une 39 solution au problème de l'utilisation du gaz produit par le haut fourneau 2 2512536 dans une usine sidérurgique. 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 schématiquement, un four de réchauf- fage de 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 préchauffage, une zone de chauffage et une zone d'égalisation; ces dispositions de type classique n'ont pas été représentées sur la figure. La paroi supérieure du four est équipée de brûleurs 4 A, 4 B et 4 C la paroi latérale ou le fond (selon la forme du four) peut également être équipée de brûleurs, mais pour plus de clarté, on ne les a pas représentés sur la figure. Le gaz de gueulard produit par le haut fourneau de l'usine est introduit en 5 dans une enceinte 6 placée à proximité du four et équipée de torches à plasma 7 Les torches à plasma 7 peuvent être par exemple des torches à électrodes froides que l'on trouve actuellement sur le marché Le gaz est préchauffé dans l'enceinte 6 à une température d'au moins 8000 C et en sort par le conduit 8 qui l'amène aux brûleurs 4 A, 4 B et 4 C. Parallèlement, de l'air à la température ambiante est introduit en 9 dans un échangeur de chaleur 10 monté sur la cheminée 11 d'évacuation des fumées du four Dans l'échangeur 10, l'air est porté à une température d'environ 600 'C par échange de chaleur avec les fumées sortant du four. Il en sort ainsi préchauffé par le conduit 12 qui l'amène dans les brûleurs 4 A, 4 B et 4 C Selon une variante de réalisation, le préchauffage de l'air peut être également effectué à l'aide de torches à plasma; ce mode de réalisation n'est pas représenté sur la figure. Dans les brûleurs 4 A, 4 B et 4 C, les débits du gaz de gueulard et de l'air sont réglés suivant les températures désirées dans chaque zone du four Généralement, les sorties des brûleurs sont orientées de façon à ce que les flammes et les fumées soient à contre-courant du déplacement des brames. Le préchauffage du gaz de gueulard à l'aide de torches à plasma, selon l'invention, est particulièrement intéressant car il est préférable d'avoir un moyen de chauffage rapide compte tenu de l'instabilité de l'oxyde de carbone aux températures de 500 à 7000 C, instabilité qui 39 risque de provoquer des dépôts de carbone. 3 -2512536 On donne ci-dessous, à titre non limitatif, un exemple de conditions de conduite du four de réchauffage conforme à l'invention: Production du four: 200 tonnes/heure. Température des brames à la sortie du four: 1200 C. Débit du gaz de gueulard introduit dant le four: 80 000 Nm 3/heure Température de préchauffage du gaz: 850 C. Débit de l'air introduit dans le four: 90 000 Nm /heure Température de préchauffage de l'air par échange de chaleur avec les fumées: 600 C Débit des fumées sortant du four: 120 000 Nm 3/heure Température des fumées sortant du four: 900 C. Puissance totale des torches à plasma: 30 Megawatt. Le procéde 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 réchauffé, alors que l'alimentation en gaz de haut fourneau préchauffé à l'aide de torches à plasma revient à environ 45 F/tonne de produit réchauffé, soit une économie d'environ 25 %. REVENDICATIONS ) Procédé pour alimenter en énergie un four de réchauffage de produits métallurgiques tels que brames, blooms, billettes, etc notamment dans une usine sidérurgique intégrée, caractérisé en ce que l'on-utilise comme combustible principal le gaz de gueulard, produit par un haut fourneau, après l'avoir préchauffé, avant son introduction dans le four, à une température d'au moins 8000 C, à l'aide d'au moins une torche à plasma. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on brûle le gaz préchauffé avec de l'air comburant qui est lui-même préchauffé, avant son introduction dans le four, par échange de chaleur avec les fumées sortant du four. ) Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on brûle le gaz préchauffé avec de l'air comburant qui est lui-même préchauffé, avant son introduction dans le four, à l'aide d'au moins une torche à plasma.