Brevet FR2588069A1 — publié le 19870403

- 1 - 2588069 La présente invention a pour objet un procédé d'allumage d'un lit de minerai en vue de son aggloméra- tion. On sait que cette opération consiste à fritter à chaud un mélange de combustible solide et de minerai, par exemple de la poussière de coke et du minerai de fer, en vue de l'agglomération de ce dernier, pour lui per- mettre de résister à l'écrasement dans les charges de haut fourneau. L'installation industrielle comporte usuellement une grille continue se déplaçant lentement o10 horizontalement sous un four appelé hotte d'allumage. L'allumage, réalisé par la hotte a pour but de porter la partie supérieure du mélange à agglomérer à une tem- pérature suffisante pour assurer le maintien de sa com- bustion. Grâce à une aspiration effectuée sous la grille, cette réaction permet d'obtenir le séchage, la déshydra- tion et la décarbonation de la partie inférieure de cette couche. Habituellement, la hauteur de la voûte est de l'ordre d'un mètre, et ne descend pas au-dessous de 700mm. Des brûleurs situés dans la hotte, sur le dessus du lit à agglomérer assurent l'apport thermique et diri- gent vers le lit de l'air d'oxydation réchauffé dans la flamme. En effet, l'agglomération sur grille des mine- rais est un processus qui nécessite un apport thermique obtenu: - d'une part, par la combustion des combustibles gazeux ou liquides dans les brûleurs de la hotte d'allumage, - d'autre part, par la combustion des combustibles soli- des constituant le mélange déposé sur la grille. La recherche d'économie sur le coût de ces apports thermiques et l'amélioration des conditions d'allumage pour augmenter la qualité de l'aggloméré ont conduit à présenter la présente invention. Jusqu'à présent, les brûleurs sont placésà une alti- tude fixeet sont réglés pour chauffer l'atmosphère du four, dont la voûte rayonne pour chauffer la couche en - 2 - 2588069 déplacement lent. Conformément à la présente invention, par un régla- ge en altitude et angulaire des brûleurs d'allumage, le dard de ceux-ci est approché sur la partie supérieu- re du lit à agglomérer, de façon à générer des surfaces circulaires ou elliptiques sécantes et incandescentes. Les brûleurs, placés côte à côte, sont disposés transversalement au déplacement du lit, en une ou plu- sieurs rangées. Chaque rangée de brûleurs est disposée sur un dispositif mécanique de réglage angulaire par rap- port à la verticale, permettant d'ajuster lrangle d'at- taque des dards tandis qu'un autre dispositif mécanique règle la distance des brûleurs par rapport à la surface supérieure du lit à agglomérer. D'autres caractéristiques de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins annexés, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La Figure 1 est une vue en plan de dessus d'une installation pour I'application du procédé selon la présente invention; La Figure 2 est une vue en coupe longitudinale de ladite installation, suivant la ligne A-A de la Figure 3; La Figure 3 est une vue en coupe transversale de l'installation suivant la ligne B-B de la Figure 2, et La Figure 4 est une vue schématique représentant un brûleur placé en regard de la couche à agglo- mérer. L'installation représentée sur les Figures comporte par exemple trois rangées de brûleurs alimentée chacune par exemple par un collecteur de gaz naturel lla,llb,l1c, un collecteur de gaz d'acierie 12a,12b,12c et un collec- - 3 - 2588069 teur d'air 13a,13b,13c, raccordés sur des canalisations distributrices respectives 11,12,13. Pour chaque rangée de brûleurs, un des collecteurs peut faire fonction de poutre support et avoir une section appropriée, par exemple carrée (12a,12b,12c). Cette poutre, à laquelle sont fixés les brûleurs 15 sur chaque rangée est supportée par des vérins à vis 16, 16' qui permettent de régler l'altitude de tous les br- leurs simultanément. Les vérins sont en appui sur la charpente de la hotte. Des regards 17 sont prévus à tra- vers le réfractaire 18 pour permettre l'observation et la surveillance du fonctionnement des brûleurs. La partie inférieure de chaque brûleur forme un bloc parallélépipédique 21 à section rectangulaire ou carrée dont la face inférieure 21a, selon une caracté- ristique avantageuse de la présente invention, constitue une surface de rayonnement. Cette face 21a est portée en température pour rayonner sur le lit à agglomérer, créant ainsi un voûtin d'allumage. La géométrie de cette face rayonnante peut être concave, avec le coeur de la flamme placé au centre optique. Le cas échéant, cette face peut être chauffée par des petits brûleurs auxi- liaires. Les blocs 21 sont disposés les uns contre les au- tres, pour former une ligne continue. Les faces infé- rieures 21a des brûleurs sont placées en saillie de la surface inférieure 23 de la voûte de la hotte (compte tenu d'un mouvement vertical possible pour le réglage de la position des flammes des brûleurs: selon le réglage, ils peuvent être au niveau ou légè- renient en retrait). Conformément au procédé de la présente invention, la face inférieure 21a des brûleurs est située à une distance comprise entre environ 20 et 30cm au-dessus de la couche à agglomérer (au lieu de 70 à 100 selon les procédés classiques). Cette courte distance permet en particulier le chauffage du lit à agglomérer par rayon- nement par la face inférieure des brQleurs. A titre d'exemple, on a indiqué un capteur de tem- pérature 25. La Figure 4 représente schématiquement un brûleur 15 incliné d'un angle a sur la verticale, pour être orienté vers la matière à agglomérer qui s'en rapproche, comme indiqué par la flèche F sur cette Figure. L'angle a sera avantageusement compris entre O et 30 . Le brûleur est orientable au moyen d'un système à rotule 26 logé dans le réfractaire 18 de la hotte d'allumage. Le brQleur comporte une arrivée de combustible 27 et une arrivée d'air 28. Sa face inférieure 21a est à une hauteur L (20 à 30cm) au-dessus du lit à agglomérer 29. La pointe du dard 31 de la flamme est établie sur le lit pour définir une section circulaire ou elliptique de dimension S, telle que les sections de deux brûleurs adjacents se recouvrent sur leurs bords. Les brûleurs peuvent ainsi monter ou descendre, et basculer dans le plan du déplacement du lit. Le but recherché est d'obtenir l'impact optimum des dards des brûleurs pour assurer la combustion la plus parfaite pos- sible de la face supérieure du lit, en réduisant les dé- perditions thermiques parasites vers l'atmosphère du la- boratoire du four et des parois. Les réglages mécaniques peuvent être commandés au- tomatiquement en fonction de divers paramètres, comme la vitesse de défilement du lit, la hauteur de la couche, la nature du minerai et le combustible utilisé. En plus de leur fonction classique d'apporter les calories nécessaires, les brûleurs amènent l'oxygène de réaction dans la couche par l'air qui est réchauffé lors de son passage dans les brûleurs. On peut régler l'excès d'air à une valeur de 45 à 50% par exemple de la quantité nécessaire pour une combustion complète de carburant injecté par les brûleurs. - 4 - - 5- 2588069 Il va de soi que le mode de réalisation décrit et illustré n'est qu'un exemple, et qu'il peut être modifié notamment par substitution d'équivalents ther- miques. - 6 - 2588069 Revendications 1. Procédé d'allumage d'un lit de minerai en vue de son agglomération, dans lequel on fritte à chaud un mélange de combustible solide et de minerai, le mélange for- mant un lit (29) en mouvement horizontal continu sous un four appelé hotte d'allumage, une aspiration étant faite sous le lit, le four étant chauffé par des brQ- leurs (15), caractérisé en ce que les brûleurs sont disposés au- dessus du lit et dirigés vers celui-ci, les dards (31) des brûleurs sont approchés sur la partie supérieure du lit à agglomérer par un réglage en altitude et angulaire, de façon à générer sur le lit des surfaces circulaires ou elliptiques sécantes et incandescentes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les brûleurs (15) sont placés côte à côte, transversalement au déplacement du lit, sur au moins une rangée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les brûleurs sont fixes à un col- lecteur d'alimentation (12) en carburant ou en air, dis- posé horizontalement etformant poutre support des brûleurs. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la poutre (12) est supportée par des vérins (16) réglables en hauteur. 5. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 4, caractérisé en ce que les parties inférieures (21):des brûleurs ont une section rectangulaire. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces inférieures (21a) des brQleurs sont portées en température pour rayonner sur le lit à agglomérer (29), créant ainsi un votin d'al- lumage. 7 -2588069 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face rayonnante (21a) de cha- que brûleur est une surface concave, avec le coeur de la flamme placé au centre optique de la surface. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les faces inférieures (21a) des brûleurs sont chauffées par des brûleurs auxiliaires. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les brûleurs peuvent être inclinés par rapport à la verticale, d'un angle compris entre O et 30 , de façon à diriger la flamme vers la matière du lit (29) qui s'approche de la flamme. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les brûleurs (15) sont à une distance de l'ordre de 20 à 30cm du lit à agglomérer (29).