WO2011027038A1 - Procédé de réduction des émissions de dioxyde de carbone d'un haut- fourneau, et dispositif associé - Google Patents
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- WO2011027038A1 WO2011027038A1 PCT/FR2009/001052 FR2009001052W WO2011027038A1 WO 2011027038 A1 WO2011027038 A1 WO 2011027038A1 FR 2009001052 W FR2009001052 W FR 2009001052W WO 2011027038 A1 WO2011027038 A1 WO 2011027038A1
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- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
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Definitions
- the invention relates to a method for reducing carbon dioxide emissions from a blast furnace.
- the invention also relates to a device implementing this method.
- the blast furnace is a gas-liquid-solid countercurrent chemical reactor whose main purpose is the production of pig iron, later converted to steel by reducing its carbon content.
- the blast furnace is typically fed with solids, mainly sinter, pellets, iron ore and carbonaceous material, usually coke, at its upper part called blast furnace blast. Liquids consisting of cast iron and slag are removed at the crucible in its lower part.
- the transformation of the iron filler (agglomerate, pellets and iron ore) into cast iron is carried out in a traditional way by reduction of iron oxides by a reducing gas (in particular containing CO, H 2 and N 2 ), which is formed by combustion carbonaceous material at the nozzles located in the lower part of the blast furnace where air preheated to a temperature between 1000 and 1300 ° C called hot wind is injected.
- a reducing gas in particular containing CO, H 2 and N 2
- zone of thermal reserve This process of transformation of the iron charge takes place in two distinct zones of the apparatus, separated by an intermediate zone called zone of thermal reserve.
- zone of thermal reserve is characterized by a cessation of heat exchange linked to the fact that the gas and the solids are practically at the same temperature called the temperature of the reserve zone. This also induces a stop of the chemical reactions between gases and solids thus defining a chemical reserve zone.
- the two areas where the ferriferous materials are processed are: - the lower part of the apparatus, called the production zone, which sets the energy requirements of the blast furnace and allows the transformation of the iron oxides of the furnace; state of iron metal wustite. It also allows for heating and melting of the materials from the temperature of the reserve area to the final temperature of the melting; the upper part of the apparatus, called the preparation zone, which acts as a recuperator of the thermal and chemical potential of the gas. It makes it possible to heat the materials from room temperature to the temperature of the reserve zone, and to carry out the reduction of the charged iron oxides (hematite and magnetite) in the state of wustite.
- auxiliary fuels are also injected into tuyeres such as pulverized coal, fuel oil, natural gas or other fuels, combined with oxygen that enriches the wind. hot.
- top gas The gases recovered at the level of the upper part of the blast furnace, called top gas, mainly consist of CO, CO 2 , H 2 and N 2 in proportions of approximately 22%, 22%, 3% and 53% respectively. . These gases are typically used in other parts of the plant as fuel. Blast furnaces are therefore important producers of CO 2 .
- the invention proposes a process that significantly limits carbon dioxide emissions without involving significant modification of the installations.
- the process for reducing carbon dioxide emissions of a blast furnace of the invention in which reducing agents are loaded at the top and auxiliary fuels in pulverized form are injected at the tuyeres, is essentially characterized in that the reducing agents loaded into the top comprise charcoal.
- the method of the invention may also include the following optional features taken singly or in combination: - the specific consumption of charcoal loaded at the top is less than 20% of the total quantity of reducing agents charged to the top.
- the specific consumption of charcoal loaded at the top is less than 10% of the total quantity of reducing agents loaded at the top.
- the charcoal loaded at the top is in the form of pieces of diameter greater than 20 millimeters.
- the method comprises a screening step which separates the pieces of charcoal loaded at the top of the fine fraction of charcoal.
- the fine fraction of charcoal is injected into the tuyeres in spray form in addition to and / or in replacement of the corresponding quantity of auxiliary fuel injected normally in sprayed form at the tuyeres
- the auxiliary fuel is either mineral coal or charcoal.
- the invention also relates to a device for implementing the previously defined method.
- This device is essentially characterized in that it comprises means for loading charcoal blast blast furnace.
- the device of the invention may also include the following optional features taken separately or in combination:
- the device comprises a screen to separate the charcoal pieces to be loaded at the top of the fine fraction of charcoal.
- the device comprises a mill in which the fine fraction of charcoal is mixed with carbonaceous material, the assembly formed by the charcoal and the carbonaceous material being intended to be injected at the tuyeres;
- FIG. 1 is a schematic representation of the device of the invention according to a first variant in which the fine fraction of charcoal resulting from the screening operation is not reused in the process, and
- FIG. 2 is a schematic representation of the device of the invention according to a second variant in which the fine fraction of charcoal resulting from the screening operation is reused in the process.
- a particular and essential property of these carbonaceous materials used as reducing agent is their gasification threshold or start gasification temperature. This is the temperature at which the carbon they contain begins to react with the CO 2 of the gas passing through the blast furnace tank to give carbon monoxide according to the chemical reaction:
- This gasification threshold sets the temperature of the reserve zone of the blast furnace. In a conventional blast furnace this start gasification temperature is about 950 ° C.
- the process of the invention is based on the fact that by lowering the temperature of the blast furnace reserve zone the specific consumption of reducing agents decreases, and the carbon dioxide emissions also.
- the Applicant has thus estimated that the reduction in the consumption of coke would be approximately 20 kilograms per ton of liquid metal for a lowering of 100 ° C. of the temperature of the reserve zone.
- charcoal is a source of mineral carbon that is neutral in carbon dioxide production, or even negative. In the blast furnace load, it can replace coke that has an impact on carbon dioxide emissions of the order of 3 kilograms of CO 2 emitted per kilogram of coke used.
- the blast furnace 1 is supplied with coke, agglomerate, pellets, and iron ore 2 through line 3 at the level of the top 4.
- the cast iron and slag 5 are recovered at point 6 at the level of the crucible via the line 7.
- the hot wind and the additional oxygen 8 are introduced at the level of the nozzles 9 by the line 10.
- the coal and / or other auxiliary reducing agents are introduced at the level of the nozzles 9 by the line 10 as well.
- the top gases are recovered at point 11 of the upper part of the blast furnace 1.
- charcoal as received 12 is passed through a sieve 13 from which the fine fraction 14 is separated from the pieces of charcoal 15 which are loaded into the sump 4 by means of a loading device 16.
- Pieces 15 have a diameter greater than the mesh size of the sieve is at least 20 millimeters.
- Pieces of charcoal can be loaded at the same time as the coke or at the same time as the iron ore.
- the quantity of charcoal that is loaded at the top is 20 kilograms per ton of pig iron.
- the loading of pieces of charcoal 15 at the top 4 is done under the same conditions as those described with reference to FIG.
- the fine fraction of charcoal 14 obtained from the screening of charcoal as received 12 is mixed with charcoal 17 and pulverized in the mill 18 to form carbonaceous material 18a intended to be introduced to nozzles 9 through the line 10a.
- This coal 17 can be either mineral coal or charcoal, as will be detailed below.
- auxiliary reducing agents other than charcoal shown schematically injected to the nozzles 9 by the line 10a.
- the specific consumption of carbonaceous material injected at the tuyeres is 200 kilograms per ton of pig iron. This consumption includes the fine fraction of charcoal 14 resulting from the screening operation, which is estimated to be equal to the specific consumption of charcoal loaded at the top, or 20 kilograms per tonne of pig iron, assuming a screening yield of 50%.
- Table I shows the main operating characteristics of a blast furnace producing 6000 tonnes of iron per day, and their evolution when, according to the second variant, 20 kilograms per tonne are loaded. molten metal of pieces of charcoal 15 to the top and that the fine fraction of charcoal 14 produced during the screening operation in the form of pulverized charcoal is injected to the tuyeres of the blast furnace in replacement of an identical amount of the pulverized auxiliary fuel usually injected on this blast furnace.
- the temperature of the top gases is between 120 and 200 ° C .
- the flame temperature is between 2000 and 2200 ° C .
- the output of the top gases must be less than or equal to 400 000 Nm 3 / h (process limitation);
- the natural dry wind flow rate is less than or equal to 225 kNm 3 / h (technological limitation)
- Reference 1 corresponds to the loading of coke at the top and an injection of pulverized mineral coal at the tuyeres.
- Reference 2 corresponds to the loading of coke at the top and an injection of pulverized charcoal at the tuyeres.
- the flame temperature is controlled at its maximum threshold of 2200 ° C.
- Example 1 corresponds to the loading of 20 kilograms per ton of cast iron charcoal pieces to the top, the remainder of the carbonaceous material loaded in the top being made of coke. Assuming a 50% screening yield, 20 kilograms per tonne of fine charcoal 14 fine-smelted molten metal is sprayed for nozzle injection to replace 20 kilograms per tonne of pig iron. mineral coal, the remainder of the pulverized carbonaceous material injected at the tuyeres being mineral coal. It is assumed in this example 1 that the temperature of The reserve area obtained because of the intrinsic properties of the charcoal is 850 ° C.
- Example 2 is identical to Example 1, except that the reserve zone temperature obtained because of the intrinsic properties of the charcoal is assumed to be 750 ° C.
- Example 3 corresponds to the loading of 20 kilograms per ton of charcoal smelting at the top, the remainder of the carbonaceous material loaded at the top being coke. Assuming a 50% screening yield, 20 kilograms per tonne of fine-smelted charcoal 14 melted from the screening is sprayed for nozzle injection to replace 20 kilograms per tonne of pig iron. injection charcoal obtained independently. The remainder of the carbonaceous material sprayed at the tuyeres consists of this independently obtained charcoal. It is assumed in this example 3 that the temperature of the reserve zone obtained because of the intrinsic properties of the charcoal is 850 ° C.
- Example 4 is identical to Example 3, except that the temperature of the reserve zone obtained because of the intrinsic properties of the charcoal is assumed to be 750 ° C. It is found that if we keep the conditions of the step of the reference 1, the operation of the blast furnace is no longer possible under the conditions chosen for this example 4. Only a blast furnace having a less efficient operation can operate in these conditions. A so-called less efficient operation may be understood to mean less efficiency in reducing the material in the upper part of the blast furnace or in higher heat losses to the appliance. Reference 3 is in the latter case, example 4 should be compared to this reference 3 and not to references 1 and 2. In other words, the results obtained in example 4 correspond to the modification of the step of reference 3 when 20 kilograms per ton of charcoal smelted at the top are loaded and the corresponding fine charcoal fraction 14 is injected in pulverized form at the blast furnace nozzles .
- the blast furnace can thus operate at a temperature of 850 ° C of the reserve zone, when 20 kilograms per ton of molten metal of pieces of charcoal are loaded at the top, 20 kilograms per ton of molten metal of Fine fraction of charcoal 14 resulting from the screening operation is injected in spray form to the tuyeres, the rest of the coal injected at the tuyeres may be mineral coal such as charcoal.
- Example 4 if all operational conditions are met, the productivity is, as in Example 2, less than 6,000 tons / day. Therefore, that the rest of the carbonaceous material injected at the tuyeres is mineral coal or charcoal, when the temperature of the reserve zone is 750 ° C, the blast furnace does not operate optimally. This type of market can nevertheless be interesting for low-productivity markets, for example during periods of slow downturn in the iron and steel industry. As for example 2, this result depends on the hypothesis made on the capacities of the installations.
- Table II shows the references 1, 2 and 3 and Examples 1 to 4, and highlights the advantages of the process of the invention according to this second variant in terms of reduction of coke consumption, reduction of dioxide emissions of carbon and the value of charcoal in reducing carbon dioxide emissions.
- Reference 2 which corresponds to a top coke injection and an injection of a fine fraction of pulverized charcoal to the tuyeres, is presented in comparison with reference 1. It constitutes an easy solution to implement to reduce emissions of carbon dioxide. CO 2 . This solution nevertheless has the disadvantage of being the least effective of all the solutions presented in terms of kilogram of C0 2 avoided per kilogram of charcoal used, as shown by the results of this Table II.
- Example 1 For the configuration of Example 1, a reduction of 12% of the carbon dioxide emissions is obtained, for example 2, a reduction of 16% and for Examples 3 and 4 respectively reductions of 46 and 48% carbon dioxide emissions.
- the coke consumption was reduced by 13.5% for Example 1, 19.4% for Example 2, 11.4% for Example 3 and 16.5% for Example 4. while it is 2.7% higher for reference 2.
- the ratio between the reduction in carbon dioxide emissions expressed in kilograms per tonne of pig iron and the charcoal consumption expressed in the same units illustrates the valuation of charcoal for the reduction of carbon dioxide emissions.
- Table III shows the main operating characteristics of a blast furnace producing 6000 tons of iron per day, and their evolution when one loads 20 kilograms per ton of molten metal of pieces of charcoal 15 at the top without injecting the nozzles the fine fraction of charcoal 14 resulting from the screening operation.
- Table III also includes references 1, 2 and 3 already explained for Tables I and II.
- Example 5 corresponds to the loading of 20 kilograms per ton of cast iron charcoal pieces to the top, the remainder of the carbonaceous material loaded in the top being made of coke. At nozzles, 200 kilograms per ton of coal smelting is injected in pulverized form. The fine charcoal fraction 14 resulting from the screening operation is not injected into the tuyeres.
- Example 6 is identical to Example 5, except that the reserve zone temperature obtained because of the intrinsic properties of the charcoal is assumed to be 750 ° C.
- Example 7 corresponds to the loading of 20 kilograms per ton of cast iron charcoal pieces to the top, the remainder of the carbonaceous material loaded in the top being made of coke. At nozzles, 200 kilograms per ton of charcoal cast iron obtained separately is injected in pulverized form. The fine charcoal fraction 14 resulting from the screening operation is not injected into the tuyeres.
- Example 8 is identical to Example 7, except that the temperature of the reserve zone obtained because of the intrinsic properties of the charcoal is assumed to be 750 ° C. It is found that if we keep the conditions of the run of the reference 1, the operation of the blast furnace is no longer possible under the conditions chosen for this example 8. Only a blast furnace having a less efficient operation can operate in these conditions. Less efficient operation may mean less efficiency in reducing the material in the upper part of the blast furnace or higher heat losses to the appliance. Reference 3 is in the latter case, example 8 should be compared to this reference 3 and not to references 1 and 2. In other words, the results obtained in Example 8 correspond to the modification of the step of reference 3 when 20 kilograms per ton of charcoal cast iron are loaded. blast without injecting the corresponding fine fraction of charcoal 14 in powdered form at blast furnace nozzles.
- Example 6 For Example 6, assuming that the temperature of the resist zone is 750 ° C, some reaction conditions are no longer met, particularly the flame temperature which is slightly below 2000 ° C. The value obtained nevertheless appears sufficiently close to this limit for the operation of the blast furnace remains possible. Moreover, the maximum productivity allowed under these conditions is lower than the nominal production of the installation. This type of market can nevertheless be interesting for low-productivity markets, for example during periods of slow downturn in the iron and steel industry. As for examples 2 and 4, this result depends on the hypothesis made on the capacities of the installations.
- Example 7 As for Example 5, all operational conditions are met. Therefore, the blast furnace can thus operate at a temperature of 850 ° C of the reserve zone, when 20 kilograms per ton of molten metal of charcoal pieces are loaded at the top without the fine fraction of charcoal. The result of the screening is injected into the tuyeres in a mixture with the usually injected pulverized charcoal.
- Example 8 if all the operational conditions are respected, the productivity is, as in Example 6, less than 6,000 tons / day. Therefore, that the rest of the carbonaceous material injected at the tuyeres is mineral coal or charcoal, when the temperature of the reserve zone is 750 ° C, the blast furnace does not operate optimally. This This type of market can nevertheless be of interest for low-productivity markets, for example during periods of slow downturn in the iron and steel industry.
- Table IV contains references 1, 2 and 3 and Examples 5 to 8, and highlights the advantages of the process of the invention according to the first variant in terms of reduction of coke consumption, reduction of dioxide emissions. of carbon and the value of charcoal in reducing carbon dioxide emissions.
- Example 5 For the configuration of Example 5, an 8% reduction in carbon dioxide emissions is achieved, and for Example 6, a 12% reduction in carbon dioxide emissions.
- Example 7 For the configuration of Example 7, a 46% reduction in carbon dioxide emissions is achieved, and for Example 8, a 48% reduction in carbon dioxide emissions compared to Reference 3.
- Example 7 It was reduced by 10.9% for Example 7, and 15.9% for Example 8 compared to Reference 3.
- the ratio between the reduction in carbon dioxide emissions expressed in kilograms per tonne of pig iron and the charcoal consumption expressed in the same units illustrates the valuation of charcoal for the reduction of carbon dioxide emissions.
- Example 1 The impact of the absence of injection of the fine fraction resulting from the screening of charcoal as received at blast furnace nozzles can be evaluated by comparing Example 1 to Example 5, Example 2 to Example 6, Example 3 to Example 7 and Example 4 to Example 8. It can thus be seen that the value of charcoal relative to the total quantity of charcoal as received is significantly lower. in Example 5 (3,11) with respect to Example 1 (4,65), and also in Example 6 (4,37) with respect to Example 2 (6,00). This is also the case at a lower level when comparing Example 7 (2.87) to Example 3 (3.18) and Example 8 (3.09) to Example 4 (3.43). ).
- Example 5 the amount of charcoal actually introduced into the blast furnace is significantly higher in Example 5 (6,21) than in Example 1 (4,65), and also in Example 6 (8). 74) compared to Example 2 (6.00).
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Abstract
L'invention concerne principalement un procédé de réduction des émissions de dioxyde de carbone d'un haut fourneau dans lequel des agents réducteurs sont chargés au gueulard et des combustibles auxiliaires sous forme pulvérisée sont injectés aux tuyères, et qui est essentiellement caractérisé en ce que les agents réducteurs chargés au gueulard comprennent du charbon de bois. Selon un aspect préférentiel de l'invention, la consommation spécifique de charbon de bois chargé au gueulard (15) est inférieure à 20% de la quantité totale d'agents réducteurs chargés au gueulard. En procédant ainsi, une réduction significative des émissions de dioxyde de carbone est obtenue, ainsi qu'une valorisation importante du charbon de bois relativement à la réduction des émissions de dioxyde de carbone. L'invention porte également sur un dispositif permettant de mettre en œuvre ce procédé.
Description
Procédé de réduction des émissions de dioxyde de carbone d'un haut- fourneau, et dispositif associé
L'invention concerne un procédé de réduction des émissions de dioxyde de carbone d'un haut-fourneau. L'invention porte également sur un dispositif mettant en œuvre ce procédé.
Le haut-fourneau est un réacteur chimique à contre courant gaz-liquides- solides dont la finalité principale est la production de fonte, ultérieurement convertie en acier par réduction de sa teneur en carbone.
Le haut fourneau est classiquement alimenté en matières solides, principalement en aggloméré, boulettes, minerai de fer et en matière carbonée, généralement du coke, au niveau de sa partie supérieure appelée gueulard du haut-fourneau. Les liquides constitués de fonte et de laitier sont évacués au niveau du creuset dans sa partie inférieure.
La transformation de la charge ferrifère (aggloméré, boulettes et minerai de fer) en fonte s'effectue de façon traditionnelle par réduction des oxydes de fer par un gaz réducteur (contenant notamment CO, H2 et N2), qui se forme par combustion de la matière carbonée au niveau des tuyères situées dans la partie basse du haut fourneau où de l'air préchauffé à une température comprise entre 1000 et 1300°C appelé vent chaud est injecté.
Ce processus de transformation de la charge ferrifère s'effectue dans deux zones distinctes de l'appareil, séparées par une zone intermédiaire appelée zone de réserve thermique. Cette dernière est caractérisée par un arrêt des échanges thermiques lié au fait que le gaz et les solides sont pratiquement à la même température appelée température de la zone de réserve. Ceci induit également un arrêt des réactions chimiques entre gaz et solides définissant ainsi une zone de réserve chimique.
Les deux zones où s'effectue la transformation des matières ferrifères sont : - la partie basse de l'appareil, appelée zone d'élaboration, qui fixe les besoins énergétiques du haut-fourneau et permet de réaliser la transformation des oxydes de fer de l'état de wustite en fer métal. Elle permet également d'effectuer réchauffement et la fusion des matières depuis la température de la zone de réserve jusqu'à la température finale de la fonte ;
- la partie supérieure de l'appareil, appelée zone de préparation, qui agit comme un récupérateur du potentiel thermique et chimique du gaz. Elle permet d'échauffer les matières de la température ambiante à la température de la zone de réserve, et de réaliser la réduction des oxydes de fer chargés (hématite et magnétite) à l'état de wustite.
Pour accroître la productivité et réduire les coûts, on injecte également des combustibles auxiliaires aux tuyères tels que du charbon sous forme pulvérisée, du fuel-oil, du gaz naturel ou d'autres combustibles, associés à de l'oxygène qui vient enrichir le vent chaud.
Les gaz récupérés au niveau de la partie supérieure du haut fourneau, appelés gaz de gueulard, sont principalement constitués de CO, C02, H2 et N2 dans des proportions respectives d'environ 22%, 22%, 3% et 53%. Ces gaz sont généralement utilisés dans d'autres parties de l'usine comme combustible. Les haut-fourneaux sont donc des producteurs importants de CO2.
Or, devant l'augmentation considérable de la concentration du CO2 dans l'atmosphère depuis le début du siècle dernier, il est essentiel de réduire les émissions du C02 là ou il est produit en grande quantité, et donc notamment aux haut fourneaux.
Dans ce sens, durant les 50 dernières années, la consommation des agents réducteurs, et principalement celles des matières carbonées utilisées, a été réduite de moitié de sorte qu'à présent, dans les haut-fourneaux de configuration traditionnelle, la consommation de carbone a atteint une limite basse liée d'une part aux lois de la thermodynamique, et d'autre part à la nature et aux propriétés intrinsèques des matières carbonés chargées au gueulard de l'installation.
Dans ce contexte, l'invention propose un procédé qui limite significativement les émissions de dioxyde de carbone sans impliquer de modification importante des installations.
A cet effet, le procédé de réduction des émissions de dioxyde de carbone d'un haut fourneau de l'invention dans lequel des agents réducteurs sont chargés au gueulard et des combustibles auxiliaires sous forme pulvérisée sont injectés aux tuyères, est essentiellement caractérisé en ce que les agents réducteurs chargés au gueulard comprennent du charbon de bois.
Le procédé de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes prises isolément ou en combinaison :
- la consommation spécifique de charbon de bois chargé au gueulard est inférieure à 20% de la quantité totale d'agents réducteurs chargés au gueulard.
- la consommation spécifique de charbon de bois chargé au gueulard est inférieure à 10% de la quantité totale d'agents réducteurs chargés au gueulard.
- le reste des agents réducteurs chargés au gueulard est du carbone minéral
- le charbon de bois chargé au gueulard se présente sous la forme de morceaux de diamètre supérieur à 20 millimètres.
- le procédé comprend une étape de criblage qui sépare les morceaux de charbon de bois chargés au gueulard de la fraction fine de charbon de bois.
- la fraction fine de charbon de bois est injectée aux tuyères sous forme pulvérisée en complément et/ou en remplacement de la quantité correspondante de combustible auxiliaire injecté normalement sous forme pulvérisée aux tuyères
- le combustible auxiliaire est soit du charbon minéral, soit du charbon de bois.
L'invention porte également sur un dispositif pour mettre en œuvre le procédé précédemment défini. Ce dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de chargement du charbon de bois au gueulard du haut fourneau.
Le dispositif de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes prises isolément ou en combinaison :
- le dispositif comporte un crible pour séparer les morceaux de charbon de bois destinés à être chargés au gueulard de la fraction fine de charbon de bois.
- le dispositif comporte un broyeur dans lequel la fraction fine de charbon de bois est mélangée à de la matière carbonée, l'ensemble formé par le charbon de bois et la matière carbonée étant destiné à être injecté aux tuyères
- la matière carbonée correspondante est soit du charbon minéral, soit du charbon de bois.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées sur lesquelles :
- la figure 1 est une représentation schématique du dispositif de l'invention selon une première variante dans laquelle la fraction fine de charbon de bois issue de l'opération de criblage n'est pas réutilisée dans le procédé, et
- la figure 2 est une représentation schématique du dispositif de l'invention selon une seconde variante dans laquelle la fraction fine de charbon de bois issue de l'opération de criblage est réutilisée dans le procédé.
Dans le cadre l'invention, une propriété particulière et essentielle de ces matières carbonées utilisées en tant qu'agent réducteur est leur seuil de gazéification ou température de début de gazéification. Il s'agit de la température à laquelle le carbone qu'elles contiennent commence à réagir avec le C02 du gaz traversant la cuve du haut-fourneau pour donner du monoxyde de carbone selon la réaction chimique :
C + C02 2 CO
Ce seuil de gazéification fixe la température de la zone de réserve du haut- fourneau. Dans un haut-fourneau classique cette température de début de gazéification est d'environ 950°C.
Le procédé de l'invention est basé sur le fait qu'en abaissant la température de la zone de réserve du haut-fourneau la consommation spécifique d'agents réducteurs diminue, et les émissions de dioxyde de carbone également.
La Demanderesse a ainsi estimé que la diminution de la consommation de coke serait approximativement de 20 kilogrammes par tonne de métal liquide pour un abaissement de 100°C de la température de la zone de réserve.
S'il est connu de diminuer la température de la zone de réserve en substituant du coke réactif au coke classiquement utilisé, ce coke réactif nécessite une préparation longue et coûteuse. Par ailleurs, à la connaissance de la Demanderesse, aucun lien n'a à ce jour été mis en évidence entre l'abaissement de la température de la zone de réserve et la réduction des émissions de CO2.
Dans ce contexte, la Demanderesse a découvert que l'ajout d'une petite quantité de charbon de bois chargé au gueulard au lieu et place de la quantité correspondante de coke classique permettait d'abaisser et de contrôler cette température de la zone de réserve au niveau du seuil de gazéification du charbon de bois.
Le charbon de bois présente en effet un seuil de réactivité de l'ordre de, ou inférieur à, 850 °C, donc nettement inférieur à celui du coke métallurgique utilisé classiquement au haut-fourneau.
De plus, le charbon de bois est une source de carbone minéral qui est neutre en production de dioxyde de carbone, voire négatif. Or, dans la charge du haut- fourneau, il peut remplacer du coke qui a un impact sur les émissions de dioxyde de carbone de l'ordre de 3 kilogramme de CO2 émis par kilogramme de coke utilisé.
Ces effets combinés (diminution de la quantité de coke utilisée liée à l'abaissement de la température de la zone de réserve et remplacement de carbone minéral (coke) par du carbone issu de la biomasse (charbon de bois)) entraînent une diminution importante de la quantité de coke consommée, et donc de carbone minéral injecté ou chargé dans le haut fourneau et par effet subséquent, une réduction significative des émissions de dioxyde de carboné.
En référence à la figure 1 , le haut fourneau 1 est alimenté en coke, en aggloméré, en boulettes, et en minerai de fer 2 par la ligne 3 au niveau du gueulard 4. La fonte et le laitier 5 sont récupérés au point 6 au niveau du creuset par la ligne 7. Le vent chaud et l'oxygène additionnel 8 sont introduits au niveau des tuyères 9 par la ligne 10. Le charbon et/ou d'autres agents réducteurs auxiliaires sont introduits au niveau des tuyères 9 par la ligne 10 également.
Les gaz de gueulard sont récupérés au point 11 de la partie supérieure du haut-fourneau 1.
Selon l'invention, du charbon de bois tel que réceptionné 12 est passé dans un crible 13 duquel est séparée la fraction fine 14 des morceaux de charbon de bois 15 qui sont chargés au gueulard 4 au moyen d'un dispositif de chargement 16. Ces morceaux 15 présentent un diamètre supérieur à la maille de coupure du crible soit au moins 20 millimètres.
Les morceaux de charbon de bois 15 peuvent être chargés soit en même temps que le coke, soit en même temps que le minerai de fer.
La quantité de charbon de bois qui est chargée au gueulard est de 20 kilogrammes par tonne de fonte.
En référence à la figure 2, le chargement au gueulard 4 des morceaux de charbon de bois 15 se fait dans les mêmes conditions que celles décrites en référence à la figure 1.
Selon cette variante, la fraction fine de charbon 14 issue du criblage du charbon de bois tel que réceptionné 12 est mélangée à du charbon 17 et pulvérisée dans le broyeur 18 pour former de la matière carbonée 18a destinée à être introduite aux tuyères 9 par la ligne 10a. Ce charbon 17 peut être soit du charbon minéral, soit du charbon de bois, comme il sera détaillé plus loin. Sont également introduits aux tuyères, les agents réducteurs auxiliaires autres que le charbon schématiquement représentés injectés aux tuyères 9 par la ligne 10a.
La consommation spécifique de matière carbonée injectée aux tuyères est de 200 kilogrammes par tonne de fonte. Cette consommation comprend la fraction fine de charbon de bois 14 issue de l'opération de criblage, qui est estimée égale à la consommation spécifique de charbon de bois chargé au gueulard, soit 20 kilogrammes par tonne de fonte en faisant l'hypothèse d'un rendement de criblage de 50%.
A titre d'exemple, le Tableau I ci-dessous présente les principales caractéristiques de marche d'un haut-fourneau produisant 6000 tonnes de fonte par jour, et leur évolution lorsque l'on charge, selon la seconde variante, 20 kilogrammes par tonne de métal fondu de morceaux de charbon de bois 15 au gueulard et que l'on injecte la fraction fine de charbon de bois 14 produite lors de l'opération de criblage sous forme de charbon de bois pulvérisé aux tuyères du haut-fourneau en remplacement d'une quantité identique du combustible auxiliaire pulvérisé injecté habituellement sur ce haut-fourneau.
Les caractéristiques mentionnées dans le Tableau I sont les suivantes :
- la productivité maximale pouvant être atteinte avec ce haut-fourneau dans les conditions considérées, exprimée en tonne de fonte liquide par jour (t/j),
- le débit de vent sec naturel soufflé aux tuyères, exprimé en kilo-Normaux mètres cube par heure (kNm3/h),
- la consommation spécifique, ou mise au mille, de coke chargé au gueulard exprimé en kilogramme par tonne de fonte (kg/tf),
- la consommation spécifique de charbon de bois chargé au gueulard exprimé en kilogramme par tonne de fonte (kg/tf),
- la consommation spécifique de charbon minéral pulvérisé aux tuyères exprimé en kilogramme par tonne de fonte (kg/tf),
- la consommation spécifique de charbon de bois pulvérisé aux tuyères exprimé en kilogramme par tonne de fonte (kg/tf),,
- la consommation spécifique de fraction fine de charbon de bois pulvérisées aux tuyères exprimé en kilogramme par tonne de fonte (kg/tf), cette fraction fine 14 étant celle récupérée après criblage du charbon de bois 12 lors de la production du charbon de bois chargé au gueulard 15,
- la température de flamme exprimée en degrés Celsius (°C),
- la température de la zone de réserve exprimée en degrés Celsius (°C),
- la température des gaz de gueulard exprimée en degrés Celsius (°C), et
- le débit des gaz de gueulard exprimé en Normaux mètres cube par heure (Nm3/h).
Tout haut-fourneau dispose d'une plage de fonctionnement donnée, dans laquelle sa marche reste optimale. Pour effectuer les calculs présentés au Tableau I, on a donc fixé des limites opérationnelles, liées principalement aux températures atteintes dans certaines zones spécifiques de l'appareil, et aux débits gazeux entrant et/ou traversant le haut-fourneau. Ces limites sont les suivantes :
- la température des gaz de gueulard est comprise entre 120 et 200 °C ;
- la température de flamme est comprise entre 2000 et 2200 °C ;
- le débit des gaz de gueulard doit être inférieur ou égal à 400 000 Nm3/h (limitation du procédé) ;
- le débit de vent sec naturel est inférieur ou égal à 225 kNm3/h (limitation technologique)
La référence 1 correspond au chargement de coke au gueulard et à une injection de charbon minéral pulvérisé aux tuyères.
La référence 2 correspond au chargement de coke au gueulard et à une injection de charbon de bois pulvérisé aux tuyères. La température de flamme est contrôlée à son seuil maximum de 2 200 °C.
L'Exemple 1 correspond au chargement de 20 kilogrammes par tonne de fonte de morceaux de charbon de bois 15 au gueulard, le reste de la matière carbonée chargé au gueulard étant constitué de coke. En faisant l'hypothèse d'un rendement de criblage de 50 %, 20 kilogrammes par tonne de métal fondu de fraction fine de charbon de bois 14 issue du criblage est pulvérisée pour être injectée aux tuyères en remplacement de 20 kilogramme par tonne de fonte de charbon minéral, le reste de la matière carbonée pulvérisée injectée aux tuyères étant du charbon minéral. On suppose dans cet exemple 1 que la température de
zone de réserve obtenue du fait des propriétés intrinsèques du charbon de bois est de 850°C.
L'exemple 2 est identique à l'exemple 1, sauf en ce que la température de zone de réserve obtenue du fait des propriétés intrinsèques du charbon de bois est supposée égale à 750°C.
L'exemple 3 correspond au chargement de 20 kilogrammes par tonne de fonte de morceaux de charbon de bois 15 au gueulard, le reste de la matière carbonée chargé au gueulard étant constitué de coke. En faisant l'hypothèse d'un rendement de criblage de 50 %, 20 kilogrammes par tonne de métal fondu de fraction fine de charbon de bois 14 issue du criblage est pulvérisée pour être injectée aux tuyères en remplacement de 20 kilogrammes par tonne de fonte de charbon de bois d'injection obtenu de manière indépendante. Le reste de la matière carbonée pulvérisée aux tuyères est constitué de ce charbon de bois obtenu de façon indépendante. On suppose dans cet exemple 3 que la température de la zone de réserve obtenue du fait des propriétés intrinsèques du charbon de bois est de 850°C.
L'exemple 4 est identique à l'exemple 3, sauf en ce que la température de la zone de réserve obtenue du fait des propriétés intrinsèques du charbon de bois est supposée égale à 750°C. On constate que si l'on garde les conditions de la marche de la référence 1 , le fonctionnement du haut-fourneau n'est plus possible dans les conditions choisies pour cet exemple 4. Seul un haut-fourneau ayant un fonctionnement moins efficace peut fonctionner dans ces conditions. Un fonctionnement dit moins efficace peut s'entendre par une moindre efficacité de la réduction des matières dans, la partie supérieure du haut-fourneau ou par des pertes thermiques de l'appareil qui sont plus élevées. La référence 3 se situe dans ce dernier cas, l'exemple 4 doit ainsi être comparé à cette référence 3 et non pas aux références 1 et 2. En d'autres termes, les résultats obtenus à l'exemple 4 correspondent à la modification de la marche de la référence 3 lorsque l'on charge 20 kilogrammes par tonne de fonte de morceaux de charbon de bois 15 au gueulard et que l'on injecte la fraction fine de charbon de bois correspondante 14 sous forme pulvérisée aux tuyères du haut-fourneau.
On constate pour l'exemple 1 que toutes les conditions opérationnelles définies plus haut sont respectées. Par ailleurs, la productivité maximale possible pour le haut-fourneau dans ces conditions est significativement supérieure à la
production nominale de ce haut-fourneau. Le haut fourneau est donc apte à fonctionner avec un chargement au gueulard de 20 kilogrammes par tonne de fonte de morceaux de charbon de bois 15 et une injection de 20 kilogrammes par tonne de fonte de fraction fine de charbon de bois 14 issue du criblage du charbon de bois tel que réceptionné 13.
Pour l'exemple 2, en supposant que la température de la zone de réserve est de 750CC, certaines conditions réactionnelles ne sont plus respectées, en particulier la température de flamme qui est sensiblement inférieure à 2 000 °C. La valeur obtenue paraît néanmoins suffisamment proche de cette limite pour que le fonctionnement du haut fourneau reste possible. Par ailleurs, la productivité maximale permise dans ces conditions est inférieure à la production nominale de l'installation. Ce type de marche peut néanmoins être intéressant pour les marches à faible productivité, par exemple en période de basse conjoncture de l'industrie sidérurgique.
On notera néanmoins que ce résultat est dépendant de l'hypothèse faite sur les capacités des installations. En particulier, une soufflante ayant une puissance supérieure à la puissance limite considérée ici permettrait de maintenir la productivité du haut-fourneau à son niveau nominal de 6000 t/j.
Pour l'exemple 3, comme pour l'exemple 1, toutes les conditions opérationnelles sont respectées. Par conséquent, le haut fourneau peut donc fonctionner pour une température de 850°C de la zone de réserve, lorsque 20 kilogrammes par tonne de métal fondu de morceaux de charbon de bois 15 sont chargés au gueulard, 20 kilogrammes par tonne de métal fondu de fraction fine de charbon de bois 14 issues de l'opération de criblage est injectée sous forme pulvérisée aux tuyères, le reste du charbon injecté aux tuyères pouvant être du charbon minéral comme du charbon de bois.
A l'exemple 4, si toutes les conditions opérationnelles sont respectées, la productivité est, comme pour l'exemple 2, inférieure à 6 000 tonne/jour. Par conséquent, que le reste de la matière carbonée injectée aux tuyères soit du charbon minéral ou du charbon de bois, lorsque la température de la zone de réserve est de 750°C, le haut fourneau ne fonctionne pas de façon optimale. Ce type de marche peut néanmoins être intéressant pour les marches à faible productivité, par exemple en période de basse conjoncture de l'industrie sidérurgique.
Comme pour l'exemple 2, ce résultat dépend de l'hypothèse faite sur les capacités des installations.
Le Tableau II reprend les références 1 , 2 et 3 ainsi que les exemples 1 à 4, et met en évidence les avantages du procédé de l'invention selon cette seconde variante en termes de réduction de consommation de coke, de diminution des émissions de dioxyde de carbone et de valorisation du charbon de bois relativement à la réduction des émissions de dioxyde de carbone.
La référence 2 qui correspond à une injection de coke au gueulard et une injection de fraction fine de charbon de bois pulvérisée aux tuyères est présentée en comparaison à la référence 1. Elle constitue en effet une solution facile à mettre en œuvre pour réduire les émissions de CO2. Cette solution a néanmoins le désavantage d'être la moins efficace de toutes les solutions présentées en termes de kilogramme de C02 évité par kilogramme de charbon de bois utilisé, comme le montre l'ensemble des résultats de ce Tableau II.
Pour la configuration de l'exemple 1 , une réduction de 12% des émissions de dioxyde de carbone est obtenue, pour l'exemple 2, une réduction de 16% et pour les exemples 3 et 4, respectivement des réductions de 46 et 48% des émissions de dioxyde de carbone.
La consommation de coke a été réduite de 13,5% pour l'exemple 1 , de 19,4% pour l'exemple 2, de 11 ,4% pour l'exemple 3 et de 16,5% pour l'exemple 4 alors qu'elle est supérieure de 2,7% pour la référence 2.
Le rapport entre la réduction des émissions de dioxyde de carbone exprimée en kilogrammes par tonne de fonte et la consommation de charbon de bois exprimée dans les mêmes unités illustre la valorisation du charbon de bois pour la réduction des émissions de dioxyde de carbone.
On constate que l'ajout d'une petite quantité de charbon de bois au gueulard et aux tuyères, le reste des matières carbonées chargés au gueulard et injectées aux tuyères étant du carbone minéral, permet de valoriser le charbon de bois de façon plus importante que lorsque le reste de la matière carbonée injectée aux tuyères est du charbon de bois. En effet, ce rapport est respectivement de 4,65 et de 6,00 pour les exemples 1 et 2, alors qu'il n'est que de 3,18 et 3,43 pour les exemples 3 et 4, et de 2,83 pour la référence 2. En pratique, cela signifie que pour une même disponibilité en charbon de bois, les configurations des exemples 1 ou 2 permettent de maximiser la réduction globale des émissions de CO2.
Selon la première variante, le Tableau III présente les principales caractéristiques de marche d'un haut-fourneau produisant 6000 tonnes de fonte par jour, et leur évolution lorsque l'on charge 20 kilogrammes par tonne de métal fondu de morceaux de charbon de bois 15 au gueulard sans injecter aux tuyères la fraction fine de charbon de bois 14 issue de l'opération de criblage.
Les caractéristiques mentionnées dans le Tableau III ainsi que les limites opérationnelles fixées sont les mêmes que celles associées au Tableau I.
On retrouve également dans le Tableau III les références 1 , 2 et 3 déjà explicitées pour les Tableaux I et II.
L'Exemple 5 correspond au chargement de 20 kilogrammes par tonne de fonte de morceaux de charbon de bois 15 au gueulard, le reste de la matière carbonée chargé au gueulard étant constitué de coke. Aux tuyères, 200 kilogrammes par tonne de fonte de charbon minéral est injecté sous forme pulvérisée. La fraction fine de charbon de bois 14 issue de l'opération de criblage n'est pas injectée aux tuyères.
L'exemple 6 est identique à l'exemple 5, sauf en ce que la température de zone de réserve obtenue du fait des propriétés intrinsèques du charbon de bois est supposée égale à 750°C.
L'Exemple 7 correspond au chargement de 20 kilogrammes par tonne de fonte de morceaux de charbon de bois 15 au gueulard, le reste de la matière carbonée chargé au gueulard étant constitué de coke. Aux tuyères, 200 kilogrammes par tonne de fonte de charbon de bois obtenu séparément est injecté sous forme pulvérisée. La fraction fine de charbon de bois 14 issue de l'opération de criblage n'est pas injectée aux tuyères.
L'exemple 8 est identique à l'exemple 7, sauf en ce que la température de la zone de réserve obtenue du fait des propriétés intrinsèques du charbon de bois est supposée égale à 750°C. On constate que si l'on garde les conditions de la marche de la référence 1 , le fonctionnement du haut-fourneau n'est plus possible dans les conditions choisies pour cet exemple 8. Seul un haut-fourneau ayant un fonctionnement moins efficace peut fonctionner dans ces conditions. Un fonctionnement dit moins efficace peut s'entendre par une moindre efficacité de la réduction des matières dans la partie supérieure du haut-fourneau ou par des pertes thermiques de l'appareil qui sont plus élevées. La référence 3 se situe dans ce dernier cas, l'exemple 8 doit ainsi être comparé à cette référence 3 et non pas
aux références 1 et 2. En d'autres termes, les résultats obtenus à l'exemple 8 correspondent à la modification de la marche de la référence 3 lorsque l'on charge 20 kilogrammes par tonne de fonte de morceaux de charbon de bois 15 au gueulard sans injecter la fraction fine de charbon de bois correspondante 14 sous forme pulvérisée aux tuyères du haut-fourneau.
On constate pour l'exemple 5 que toutes les conditions opérationnelles définies plus haut sont respectées. Par ailleurs, la productivité maximale possible pour le haut-fourneau dans ces conditions est significativement supérieure à la production nominale de ce haut-fourneau. Le haut fourneau apparaît donc apte à fonctionner avec un chargement au gueulard de 20 kilogrammes par tonne de métal fondu de morceaux de charbon de bois sans que la fraction fine de charbon de bois 14 issu du criblage ne soit injectée aux tuyères.
Pour l'exemple 6, en supposant que la température de la zone de réserve est de 750°C, certaines conditions réactionnelles ne sont plus respectées, en particulier la température de flamme qui est légèrement inférieure à 2 000 °C. La valeur obtenue paraît néanmoins suffisamment proche de cette limite pour que le fonctionnement du haut-fourneau reste possible. Par ailleurs, la productivité maximale permise dans ces conditions est inférieure à la production nominale de l'installation. Ce type de marche peut néanmoins être intéressant pour les marches à faible productivité, par exemple en période de basse conjoncture de l'industrie sidérurgique. Comme pour les exemples 2 et 4, ce résultat dépend de l'hypothèse faite sur les capacités des installations.
Pour l'exemple 7, comme pour l'exemple 5, toutes les conditions opérationnelles sont respectées. Par conséquent, le haut fourneau peut donc fonctionner pour une température de 850°C de la zone de réserve, lorsque 20 kilogrammes par tonne de métal fondu de morceaux de charbon de bois 15 sont chargés au gueulard sans que la fraction fine de charbon de bois 14 issue du criblage ne soit injectée aux tuyères en mélange avec le charbon de bois pulvérisé injecté habituellement.
A l'exemple 8, si toutes les conditions opérationnelles sont respectées, la productivité est, comme pour l'exemple 6, inférieure à 6 000 tonne/jour. Par conséquent, que le reste de la matière carbonée injectée aux tuyères soit du charbon minéral ou du charbon de bois, lorsque la température de la zone de réserve est de 750°C, le haut fourneau ne fonctionne pas de façon optimale. Ce
type de marche peut néanmoins être intéressant pour les marches à faible productivité, par exemple en période de basse conjoncture de l'industrie sidérurgique.
Comme pour l'exemple 6, ce résultat dépend de l'hypothèse faite sur les capacités des installations.
Le Tableau IV reprend les références 1 , 2 et 3 ainsi que les exemples 5 à 8, et met en évidence les avantages du procédé de l'invention selon la première variante en termes de réduction de consommation de coke, de diminution des émissions de dioxyde de carbone et de valorisation du charbon de bois relativement à la réduction des émissions de dioxyde de carbone.
Pour la configuration de l'exemple 5, une réduction de 8% des émissions de dioxyde de carbone est obtenue, et pour l'exemple 6, une réduction de 12% des émissions de dioxyde de carbone.
Pour la configuration de l'exemple 7, une réduction de 46% des émissions de dioxyde de carbone est obtenue, et pour l'exemple 8, une réduction de 48% des émissions de dioxyde de carbone par rapport à la référence 3.
La consommation de coke a été réduite de 13,5% pour l'exemple 5 et de 19,1 % pour l'exemple 6.
Elle a été réduite de 10,9% pour l'exemple 7, et 15,9% pour l'exemple 8 par rapport à la référence 3.
Le rapport entre la réduction des émissions de dioxyde de carbone exprimée en kilogrammes par tonne de fonte et la consommation de charbon de bois exprimée dans les mêmes unités illustre la valorisation du charbon de bois pour la réduction des émissions de dioxyde de carbone.
L'impact de l'absence d'injection de la fraction fine issue du criblage du charbon de bois tel que réceptionné aux tuyères du haut-fourneau peut être évalué en comparant l'exemple 1 à l'exemple 5, l'exemple 2 à l'exemple 6, l'exemple 3 à l'exemple 7 et l'exemple 4 à l'exemple 8. On constate ainsi que la valorisation du charbon de bois rapporté à la quantité totale de charbon de bois tel que réceptionné est significativement moindre dans l'exemple 5 (3,11) par rapport à l'exemple 1 (4,65), et également dans l'exemple 6 (4,37) par rapport à l'exemple 2 (6,00). Ceci est également le cas à un niveau moindre quand on compare l'exemple 7 (2,87) à l'exemple 3 (3,18) et l'exemple 8 (3,09) à l'exemple 4 (3,43).
En revanche, si l'on ne prend en compte que le charbon de bois utilisé au haut-fourneau, c'est-à-dire le cas où la fraction fine issue du criblage peut être valorisée par ailleurs, la valorisation du charbon de bois rapporté à la quantité de charbon de bois effectivement introduite dans le haut-fourneau est significativement supérieure dans l'exemple 5 (6,21) par rapport à l'exemple 1 (4,65), et également dans l'exemple 6 (8,74) par rapport à l'exemple 2 (6,00).
Ceci n'est cependant pas vrai dans le cas où du charbon de bois pulvérisé est injecté aux tuyères, du fait que les quantités totales de charbon de bois effectivement utilisées au haut-fourneau dans les exemples 7 et 8 sont identiques à celles utilisées dans les exemples 3 et 4, respectivement. La valorisation du charbon de bois rapporté à la quantité de charbon de bois effectivement introduite dans le haut-fourneau à l'exemple 7 (3,16) est ainsi quasi identique à celle obtenue dans l'exemple 3 (3,18), de même que celle de l'exemple 8 (3,41) est très proche de celle de l'exemple 4 (3,43). Les différences observées sont liées à la différence de composition chimique entre le charbon de bois tel que réceptionné 13 et le charbon de bois normalement injecté aux tuyères.
Tous les résultats présentés précédemment mettent en évidence que le chargement au gueulard d'une petite quantité de charbon de bois, que la fraction fine soit injecté ou non aux tuyères, permet de diminuer considérablement la consommation de coke grâce au double effet du remplacement du coke par le charbon de bois et de l'abaissement de la température de la zone de réserve. Par ailleurs, les émissions de dioxyde de carbone sont significativement réduites, avec en général une valorisation importante du charbon de bois, en particulier dans le cas où la matière carbonée injectée aux tuyères est du charbon minéral.
Tableau I
Tableau II
Tableau III
Tableau IV
Claims
1. Procédé de réduction des émissions de dioxyde de carbone d'un haut fourneau dans lequel des agents réducteurs sont chargés au gueulard et des combustibles auxiliaires sous forme pulvérisée sont injectés aux tuyères, caractérisé en ce que les agents réducteurs chargés au gueulard comprennent du charbon de bois.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la consommation spécifique de charbon de bois chargé au gueulard (15) est inférieure à 20% de la quantité totale d'agents réducteurs chargés au gueulard.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la consommation spécifique de charbon de bois chargé au gueulard (15) est inférieure à 10% de la quantité totale d'agents réducteurs chargés au gueulard.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le reste des agents réducteurs chargés au gueulard est du carbone minéral sous forme de coke.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le charbon de bois (15) chargé au gueulard (4) se présente sous la forme de morceaux de diamètre supérieur à 20 millimètres.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de criblage qui sépare les morceaux de charbon de bois (15) chargés au gueulard (4) de la fraction fine de charbon de bois (14)
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la fraction fine de charbon de bois (14) est injectée aux tuyères sous forme pulvérisée en complément et/ou en remplacement de la quantité correspondante de combustible auxiliaire injecté normalement sous forme pulvérisée aux tuyères
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le combustible auxiliaire est soit du charbon minéral, soit du charbon de bois.
9. Dispositif mettant en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de chargement du charbon de bois (15) au gueulard (4) du haut fourneau (1).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un crible (13) pour séparer les morceaux de charbon de bois (15) destinés à être chargés au gueulard (4) de la fraction fine de charbon de bois (14).
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un broyeur (18) dans lequel la fraction fine de charbon de bois (14) est mélangée à de la matière carbonée (17), l'ensemble formé par la fraction fine de charbon de bois (14) et la matière carbonée (17) étant destiné à être injecté aux tuyères (9).
12. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que la matière carbonée (17) èst soit du charbon minéral, soit du charbon de bois.
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