專利名稱：環(huán)管裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及一種環(huán)管裝置，具體地用于將加壓熱氣供應給豎爐。
背景技術：
在豎爐中，特別是在鼓風爐中，將加壓熱氣(通常是加壓熱空氣)吹到爐子中，以有助于豎爐中礦石的還原。按照慣例，周向環(huán)管布置在圍繞豎爐的外殼、且與之距離一定距離處的風口帶中。 氣體從環(huán)管經氣體于此被吹到豎爐中的風口彎頭排(tuyere stock row)而供給。風口彎頭通常設置有補償器，以補償環(huán)管與豎爐之間的相對移動。例如，這種傳統(tǒng)的環(huán)管裝置可從 WO 86/05520 中獲知。有人已經提議不僅在上爐膛高度處，而且在熔融區(qū)上方的區(qū)域(也被稱為“下爐身(lower shaft)”)中，將氣體注入到豎爐中。下爐身注入需要另一個的環(huán)管裝置，以便將氣體供給至下爐身中的各個注入點。已經考慮過如上所述的傳統(tǒng)環(huán)管裝置。雖然這種解決方案具有是一種公知且已測試的解決方案的顯著優(yōu)點，但其也有很多缺點。實際上，該裝置的巨大重量使得難于安裝在下爐身的高度處。而且，傳統(tǒng)環(huán)管裝置的笨重設計還限制了注入點的數(shù)量。用于在下爐身高度處注入的環(huán)管裝置的另一個競爭者是所謂的“Midrex”型氣體注入，其包括構建在爐壁中的周向分配通道，如US6，146，442所闡明的。這允許增加注入點的數(shù)量。然而，該解決方案難于適用于現(xiàn)有的豎爐，并引發(fā)了某些關于耐火材料(特別是將分配通道與爐腔隔開的壁內的耐火材料)的磨損的額外風險。另一個不可忽視的關注點是爐子的靜態(tài)(statics)。實際上，由于“Midrex”型構造，爐子的結構被削弱了。技術問題本發(fā)明的目的是提供一種豎爐的環(huán)管裝置，其中，避免了上述缺點。該目的通過如權利要求1所要求保護的裝置來實現(xiàn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出了一種豎爐的環(huán)管裝置，具體地是用于將加壓熱氣供給到豎爐中的環(huán)管裝置，其中，該環(huán)管裝置包括沿豎爐的外殼、且與之距離一定距離布置的周向環(huán)管。該裝置還包括多個第一支撐臂，將環(huán)管于第一高度處連接到豎爐的外殼；以及多個第二支撐臂，將環(huán)管于第二高度處連接到豎爐的外殼。第一支撐臂和第二支撐臂構造成支撐周向環(huán)管，第一高度不同于第二高度。第一支撐臂中布置有第一鼓風通道，以便將環(huán)管流體地 (fluidly)連接至豎爐的內部。由于布置在兩個分開的高度上的多個第一支撐臂和第二支撐臂，環(huán)管裝置是自支撐的；實際上，環(huán)管裝置被直接支撐在豎爐的壁上，故不需要框架結構來支撐該環(huán)管裝置。 而且，由于環(huán)管直接連接到豎爐壁，因此不需要補償器。這降低了環(huán)管與豎爐間出現(xiàn)泄漏的風險。與傳統(tǒng)的環(huán)管裝置相比，環(huán)管裝置的更緊湊設計還允許顯著增加注入點的數(shù)量。增加的注入點數(shù)量允許將氣體更均一地注入到豎爐中。本環(huán)管裝置的又一重要優(yōu)點是其可以容易地結合到現(xiàn)有的豎爐上，只需對豎爐進行最小的改變。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，環(huán)管裝置還包括用于將氣體從環(huán)管吹到豎爐中的多個第二鼓風通道，其中，這些第二鼓風通道布置在第二支撐臂中，并將環(huán)管流體地連接到豎爐的內部。布置在第二支撐臂中的第二鼓風通道允許在兩個不同的高度上將氣體、空氣或還原氣體注入到豎爐中。這導致更高數(shù)量的注入點和注入氣體的更均一再分配。有利地，環(huán)管包括在其內壁上的耐火襯里，并且第一鼓風通道和/或第二鼓風通道穿過環(huán)管的耐火襯里延伸，因而允許來自環(huán)管氣體通道的氣體經支撐臂流到豎爐中。優(yōu)選地，環(huán)管在與第一鼓風管道和/或第二鼓風管道相對的壁部中包括入口，并且這些入口與相應的第一鼓風通道和/或第二鼓風通道線性對齊。這種入口允許對鼓風通道進行維修、清洗、堵塞和熱氣推進調節(jié)(hot gas impulse regulation)。鼓風通道的清洗在長時間工作后可能是必要的，并能通過入口實現(xiàn)。這些入口還允許堵塞各個鼓風通道，因而使得通過本環(huán)管裝置的氣體注入是尤其靈活的。實際上，一個入口可結合有一個柱塞，以便至少部分地堵塞相應的鼓風通道。使用這種柱塞允許堵塞某些鼓風通道，因而增大了剩余鼓風通道中的流速。例如，可能希望在一個高度上將氣體注入到豎爐中。于是，堵塞所有其他高度的鼓風通道。柱塞還可具有圓錐形前端(conical nose)，從而允許對相應鼓風通道中的氣流進行調節(jié)。入口還提供了到達注射噴嘴的途徑(access)，這些注射噴嘴可拆除地安裝在鼓風通道中，優(yōu)選地安裝在鼓風通道的面向豎爐的端部中。這允許用不同內徑的注射噴嘴來替換磨損的注射噴嘴或調換特定內徑的注射噴嘴。作為可替換方案，可通過入口在注射噴嘴中插入噴嘴插入件。這種噴嘴插入件也會改變注射噴嘴的內徑。改變注射噴嘴的內徑的可能性允許鼓風通道中的熱氣流適于特定的工作條件，因而增大了豎爐的操作靈活性。注射噴嘴和/或噴嘴插入件和/或柱塞優(yōu)選地由陶瓷材料制成，該陶瓷材料優(yōu)選地為氧化物陶瓷材料或滲硅碳化硅材料。選擇這種材料，以經受載滿灰塵的熱氣所引起的磨損。而且，本發(fā)明人已經發(fā)現(xiàn)利用這種材料，就無需冷卻注射噴嘴和/或噴嘴插入件和/ 或柱塞。應注意的是，上述注射噴嘴、噴嘴插入件或柱塞的使用不應限于與上述環(huán)管裝置結合使用。有利地，第二支撐臂這樣布置使其垂直投影處于兩個相鄰第一支撐臂之間的中間位置(half-way)，從而通過實現(xiàn)注入氣體的更均一再分配來優(yōu)化氣體注入。第一支撐臂和/或第二支撐臂可以由一個管道段形成，該管道段內部襯有耐火材料，并且第一鼓風通道和第二鼓風通道穿過其中。該管道段有利地是直的管道段。這種直的管道段在環(huán)管與豎爐的內部之間提供了直接連接，即沒有彎頭、接頭或連接件。因而可減小穿過該管道段的壓力損失。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一支撐臂可以是基本水平的，而第二支撐臂可以是傾斜的，例如相對于水平方向成10°到60°之間的角度。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，第二支撐臂以這樣的角度來布置選擇該角度，以使與第二鼓風通道相關的入口和與第一鼓風通道相關的入口基本處于同一高度上。例如，第二支撐臂可相對于水平方向以約45°的角度布置，并且第二支撐臂與其相關的入口之間的假想線可以穿過環(huán)管的中心。將所有入口(即那些與第一鼓風通道以及第二鼓風通道相關的入口)都布置在同一高度上允許更容易且更快捷地維修鼓風通道。實際上，可以使用單個平臺來達到兩個高度的注入點以進行維修。而且，應注意的是，增大的角度為環(huán)管裝置提供了改良的支撐。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，第一支撐臂和第二支撐臂都相對于水平方向以 0到40°之間的角度傾斜，優(yōu)選地以0到30°之間的角度傾斜。環(huán)管可以具有基本為圓形或橢圓形的橫截面。應注意的是，不應排除其他形狀的橫截面。在橫截面基本為橢圓形的情形中，優(yōu)選地，環(huán)管的尺寸形成為具有足以允許對環(huán)管的內部進行人為檢查(例如由維護人員)的高度間隙。可以設置至少一種多個輔助臂來將環(huán)管連接到豎爐的外殼，其中，輔助臂中布置有輔助鼓風通道，以便將環(huán)管流體地連接至豎爐的內部。這種輔助臂可用來在至少一個輔助高度上提供注入點。


現(xiàn)在將參照附圖以實例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中圖1是穿過根據(jù)本發(fā)明的環(huán)管裝置的示意性橫截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的環(huán)管裝置的注入點的示意圖；以及圖3是穿過根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的環(huán)管裝置的示意性橫截面圖。
具體實施例方式參照圖1說明本發(fā)明，圖1示出了圍繞豎爐的外殼布置的環(huán)管裝置。環(huán)管裝置10包括圍繞豎爐沿周向布置的環(huán)管12，圖1中示出了豎爐的外殼14的一部分。環(huán)管12布置在距離外殼14 一定距離處，并由橫截面基本為圓形的管子16形成， 該管子內部襯有耐火材料18，并且該耐火材料中形成有氣體通道20。借助于布置在第一高度處的多個第一支撐臂22和布置在第二高度處的第二支撐臂對，將環(huán)管12保持在沿著豎爐的外殼14的適當位置。第一支撐臂22和第二支撐臂M 都圍繞豎爐的周向布置并支撐環(huán)管12。支撐臂22、M優(yōu)選地通過焊接連接到環(huán)管12以及連接到爐壁14。由于第一支撐臂22和第二支撐臂M布置在兩個分開的高度上這一事實， 環(huán)管12可僅由第一和第二支撐臂22、M支撐，即，對于環(huán)管12，無需其他的支撐件。第一支撐臂22中布置有第一鼓風通道沈，以便通過第一注入點觀將環(huán)管12的氣體通道20流體地連接到豎爐的內部。類似地，第二支撐臂M中布置有第二鼓風通道30，以便通過第二注入點32將環(huán)管12的氣體通道20流體地連接到豎爐的內部。因此，根據(jù)本發(fā)明的環(huán)管裝置10允許在兩個高度上將氣體注入到豎爐中。這增加了注入點的數(shù)量，并允許更均一地再分配注入的氣體。注入點的數(shù)量顯然取決于豎爐的直徑、注入點的直徑和相鄰注入點間的距離。例如，對于爐膛直徑為約7m的豎爐，注入點的數(shù)量可高達100。第一支撐臂22和第二支撐臂M每個均都包括一管道段34，該管道段內部襯有耐火材料18，并且第一鼓風通道沈和第二鼓風通道30形成在該耐火材料中。在圖1所示實施例中，第一支撐臂22基本水平地布置，而第二支撐臂M相對于水平方向以10°到15° 之間的角度α布置。盡管圖中沒示出，約45°的角度α可以是優(yōu)選的。環(huán)管裝置10還包括與每個第一鼓風通道沈相關的一個第一入口(access port) 36以及與每個第二鼓風通道30相關的一個第二入口 38。第一入口 36與第一鼓風通道沈以及第二入口 38與第二鼓風通道30線性對齊地布置。這些入口允許對相應的鼓風通道沈、30進行維修、清洗、堵塞和熱氣推進調節(jié)。堵塞各個鼓風通道沈、30為通過本環(huán)管裝置10進行的氣體注入操作提供了相當大程度的靈活性。面對豎爐的鼓風通道沈、30的端部可設置有注射噴嘴(未示出)。這種注射噴嘴可以通過入口 36、38容易地替換或調換。 例如，這些注射噴嘴可以由具有不同出口直徑的注射噴嘴替換，因而進一步有助于本環(huán)管裝置10的靈活性。另外應注意的是，如圖2所示，第一支撐臂22和第二支撐臂M以這樣的方式布置將第二注入點32定位于相鄰第一注入點觀之間的中間位置。注入點觀、32這種交錯的布置保證了注入到豎爐中的氣體的更均一再分配。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的吹管裝置的又一實施例。類似于圖1中的實施例，環(huán)管裝置10包括圍繞豎爐沿周向布置的環(huán)管12。然而，環(huán)管12由橫截面基本為橢圓形的管子 16'形成。環(huán)管12的尺寸形成為具有足以允許對環(huán)管12的內部進行人為檢查的高度間隙。 第一支撐臂22可以相對于水平方向以0到40°之間的角度β布置。類似地，支撐臂對可以相對于水平方向以0到40°之間的角度Y布置。在圖3中，支撐臂22J4都成約β = Y = 10°到15°的角度地布置。然而，應注意的是，β和Y不必非要相等。圖3還示出了布置在第一鼓風通道沈中的注射噴嘴40。這種注射噴嘴40可以通過與相應的鼓風通道26、30相關的入口 36、38來拆除和替換。圖3此外示出了與第一鼓風通道沈相關的柱塞42。這種柱塞42可用來堵塞第一鼓風通道沈或調節(jié)流經其中的熱氣流。為了加強該連接，此外在管子16與外殼14之間可設置有加強翅片44，如圖3所示。這種加強翅片44可以由焊接至管道段34、管子16和外殼14的厚金屬板形成。加強翅片44在垂直方向上且徑向地遠離管道段34延伸。參考標號說明10環(huán)管裝置12 環(huán)管14豎爐的外殼16、16'管子18耐火材料20氣體通道22第一支撐臂24第二支撐臂26第一鼓風通道28第一注入點。
30第二鼓風通道 32第二注入點 34管道段 36第一入口 38第二入口 40注射噴嘴 42柱塞 44加強翅片
權利要求
1.一種豎爐的環(huán)管裝置，具體地用于將加壓熱氣供給到所述豎爐中的環(huán)管裝置，更具體地用于將加壓熱氣供給到鼓風爐中的環(huán)管裝置，其中，所述環(huán)管裝置包括周向環(huán)管，沿著所述豎爐的外殼、且與之距離一定距離地布置；多個第一支撐臂，將所述環(huán)管在第一高度上連接至所述豎爐的所述外殼；多個第二支撐臂，將所述環(huán)管在第二高度上連接至所述豎爐的所述外殼；其中，所述第一支撐臂和所述第二支撐臂構造成支撐所述周向環(huán)管，所述第一高度不同于所述第二高度；并且其中，所述第一支撐臂中布置有第一鼓風通道，以將所述環(huán)管流體地連接至所述豎爐的內部。
2.根據(jù)權利要求1所述的環(huán)管裝置，包括用于將氣體從所述環(huán)管吹到所述豎爐中的多個第二鼓風通道，其中，所述第二鼓風通道布置在所述第二支撐臂中并將所述環(huán)管流體地連接至所述豎爐的內部。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的環(huán)管裝置，其中，所述環(huán)管在其內壁上包括耐火襯里， 并且其中，所述第一鼓風通道和/或所述第二鼓風通道穿過所述環(huán)管的所述耐火襯里而延伸。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的環(huán)管裝置，其中，所述環(huán)管在與所述第一鼓風通道和/或所述第二鼓風通道相對的壁部中包括入口，所述入口與相應的第一鼓風通道和 /或第二鼓風通道線性地對齊。
5.根據(jù)權利要求4所述的環(huán)管裝置，其中，與入口關聯(lián)有柱塞，以至少部分地堵塞相應的鼓風通道。
6.根據(jù)權利要求5所述的環(huán)管裝置，其中，所述柱塞具有圓錐形前端，從而允許對流經相應鼓風通道的氣流進行調節(jié)。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的環(huán)管裝置，其中，所述柱塞包含氧化物陶瓷材料或滲硅碳化硅材料。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的環(huán)管裝置，其中，第一鼓風通道或第二鼓風通道中可拆除地布置有注射噴嘴和/或注射噴嘴插入件。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的環(huán)管裝置，其中，所述第二支撐臂布置成使得在進行垂直投影時布置在兩個相鄰第一支撐臂之間的中間位置。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的環(huán)管裝置，其中，所述第一支撐臂和/或所述第二支撐臂由管道段形成，優(yōu)選地由直的管道段形成，所述管道段內部襯有耐火材料，并且所述第一鼓風通道和所述二鼓風通道穿過其中。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的環(huán)管裝置，其中，所述第一支撐臂基本是水平的，并且其中，所述第二支撐臂是傾斜的，優(yōu)選地，所述第二支撐臂相對于水平方向以10° 到60°之間的一角度傾斜。
12.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的環(huán)管裝置，其中，所述第二支撐臂以如下的一角度來布置所述角度選擇成使得與所述第二鼓風通道相關的入口和與所述第一鼓風通道相關的入口基本處于同一高度上。
13.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的環(huán)管裝置，其中，所述第一支撐臂和所述第二支撐臂兩者都相對于水平方向以0到40°之間的一角度傾斜。
14.根據(jù)權利要求1至13中任一項所述的環(huán)管裝置，其中，設置有至少一種多個輔助臂，以將所述環(huán)管連接至所述豎爐的所述外殼，其中，所述輔助臂中布置有輔助鼓風通道， 以將所述環(huán)管流體地連接至所述豎爐的內部。
15.根據(jù)權利要求1至14中任一項所述的環(huán)管裝置，其特征在于，所述環(huán)管具有基本為圓形或橢圓形的橫截面。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種豎爐的環(huán)管裝置(10)，具體地用于將熱氣供給到豎爐(諸如鼓風爐)中的環(huán)管裝置，其中，本環(huán)管裝置(10)包括沿著豎爐的外殼(14)、且與之距離一定距離地布置的周向環(huán)管(12)。本裝置(10)還包括多個第一支撐臂(22)，將環(huán)管(12)在第一高度上連接至豎爐的外殼(14)；以及多個第二支撐臂(24)，將環(huán)管(12)在第二高度上連接至豎爐的外殼(14)，第一高度與第二高度分開。第一支撐臂和第二支撐臂(22、24)構造成支撐周向環(huán)管(12)。第一支撐臂(22)中布置有第一鼓風通道(26)，以將環(huán)管(12)流體地連接至豎爐的內部。
文檔編號C21B7/16GK102272545SQ200980153860
公開日2011年12月7日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權日2009年1月5日
發(fā)明者保羅·托克爾特, 利昂內爾·豪斯埃默爾, 曼弗雷德·莫勒, 讓-保羅·西蒙斯, 魯?shù)婪颉ず谪悹?申請人:保爾伍斯耐火材料與工程有限責任公司, 保爾伍斯股份有限公司