Brevet FR2553434A1 — publié le 19850419

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. 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. 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... 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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.