專利名稱：轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置及其運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置及其運(yùn)行方法。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及為了處理在對含有碳質(zhì)還原材料和含氧化鐵物質(zhì)的原料進(jìn)行加熱而制造還原鐵或粒狀金屬鐵的轉(zhuǎn)底爐內(nèi)產(chǎn)生的排氣，而在到達(dá)集塵設(shè)備的通道中間部設(shè)置的排氣通道裝置及其運(yùn)行方法。
背景技術(shù)：
以往，公知有具備外周壁、內(nèi)周壁及配置于這些壁之間的圓環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)爐臺的轉(zhuǎn)底爐。所述旋轉(zhuǎn)爐臺通常由圓環(huán)狀的爐體框體、配置于所述爐體框體上的爐床隔熱件以及配置于該爐床隔熱件上的耐火物構(gòu)成。具有這種構(gòu)造的轉(zhuǎn)底爐用于鋼坯等金屬的加熱處理或者可燃性廢棄物的燃燒處理等，但是，近年來使用所述轉(zhuǎn)底爐而從鐵氧化物制造還原鐵的方法受到關(guān)注。參照表示所述轉(zhuǎn)底爐的設(shè)備構(gòu)成的概要的圖6對利用這種轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行的還原鐵制造工藝的一例進(jìn)行說明。首先，通過將鐵氧化物(鐵礦石、制鋼灰塵等)及碳質(zhì)還原劑(煤、焦炭等)混合而進(jìn)行造粒，從而制造小球或煤餅(塊狀物)。該小球或煤餅通過將從所述小球或煤餅內(nèi)產(chǎn)生的可燃性揮發(fā)成分加熱到不著火這種程度的溫度域，從而去除附著水分而成為干燥小球或干燥煤餅。然后，使用適當(dāng)?shù)难b入裝置23將該干燥小球或干燥煤餅(還原鐵原料24)向轉(zhuǎn)底爐26中供給，從而在旋轉(zhuǎn)爐臺21上形成小球或煤餅層。該小球或煤餅層邊向黑箭頭方向旋轉(zhuǎn)邊被設(shè)置在爐內(nèi)上方的燃燒器27的燃燒輻射加熱而還原，從而進(jìn)行金屬化。接下來，金屬化后的還原鐵25通過冷卻器28而被冷卻，在發(fā)現(xiàn)能夠耐受排出時及排出后處理的機(jī)械強(qiáng)度之后通過排出裝置22向爐外排出。在將金屬化后的還原鐵25排出后，立即將干燥小球或干燥煤餅(還原鐵原料24)裝入，重復(fù)上述的過程而制造還原鐵(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。在用于這種還原鐵的制造的轉(zhuǎn)底爐中，在爐內(nèi)產(chǎn)生的排氣從設(shè)置在轉(zhuǎn)底爐的圓周上的排氣排出區(qū)域被向與該排氣排出區(qū)域的頂部連接的排氣通道誘導(dǎo)。被誘導(dǎo)到排氣通道的排氣在被設(shè)置于所述排氣通道的中途、后段的排氣處理設(shè)備處理后向系統(tǒng)外排出。然而，已知有如下情況，即，隨著還原鐵原料的還原或熔融過程中產(chǎn)生各種揮發(fā)雜質(zhì)，從而發(fā)生排氣通道的閉塞、腐食或耐火物的損傷。因此，作為這種以往例的排氣處理裝置的操作方法，提出有防止排氣吸引通道的閉塞、內(nèi)襯耐火物的損傷的方法(參照專利文獻(xiàn)2)。在該方法中，通過向轉(zhuǎn)底爐排出的1100°C以上的排氣中供給不活潑氣體、氣水狀態(tài)的水、空氣中的任意一種以上，從而排氣吸引通道內(nèi)的排氣溫度成為900 1100°C。進(jìn)一步而言，近年來，制造高純度的粒狀金屬鐵的工藝得到開發(fā)。在該工藝中，含有碳質(zhì)還原材料和含氧化鐵物質(zhì)的原料在轉(zhuǎn)底爐等還原熔融爐內(nèi)被加熱，在將該原料中的氧化鐵固體還原后，將所生成的金屬鐵進(jìn)一步加熱而使其熔融，且邊使其與鋼坯成分分離邊使其凝結(jié)。然而，在制造該粒狀金屬鐵的工藝中，存在排氣量增加、排氣溫度上升的問題點(diǎn)。即，若排氣量增加，則下游的排氣通道裝置、排氣處理裝置等設(shè)備容量增大，不但設(shè)備成本增加，隨著灰塵積存的問題產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)成本也當(dāng)然會增加。另外，若排氣溫度上升，則進(jìn)一步要求下游設(shè)備的耐熱性，因此設(shè)備成本和運(yùn)轉(zhuǎn)成本進(jìn)一步增加。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本國特開2001-181720號公報專利文獻(xiàn)2 :日本國專利第4427267號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明的目的在于提供能夠避免伴隨著排氣量的增加、排氣溫度的上升產(chǎn)生的問題且能夠捕集灰塵，并且能夠熱效率良好地長期穩(wěn)定工作的、將含有碳質(zhì)還原材料和含氧化鐵物質(zhì)的原料加熱而制造還原鐵或粒狀金屬鐵的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置及其運(yùn)行方法。用于解決課題的手段2.為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置中，所述轉(zhuǎn)底爐對含有碳質(zhì)還原材料和含氧化鐵物質(zhì)的原料進(jìn)行加熱而制造還原鐵或粒狀金屬鐵，所述轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的特征在于，在所述轉(zhuǎn)底爐的排氣通道中依次分兩級地配置有對從所述轉(zhuǎn)底爐排出的排氣進(jìn)行冷卻而使所述排氣中的金屬鹽固化的冷卻部；使剛冷卻后的所述排氣碰撞而使固化后的所述金屬鹽落下的碰撞部；將碰撞后的所述排氣向所述金屬鹽的落下方向以外的方向引導(dǎo)的方向轉(zhuǎn)換通道。優(yōu)選所述冷卻部具有將從所述轉(zhuǎn)底爐排出的排氣冷卻到1000 1200°C的溫度的第一冷卻部；將碰撞后的所述排氣進(jìn)一步冷卻到450 900°C的溫度的第二冷卻部。優(yōu)選所述碰撞部具有配設(shè)在緊接著所述第一冷卻部的后面的排氣通道內(nèi)的第一碰撞部；配設(shè)在后接于所述第二冷卻部的排氣通道內(nèi)的第二碰撞部。優(yōu)選所述第一冷卻部包括水冷通道。優(yōu)選所述水冷通道水平配置于所述第一碰撞部前方。優(yōu)選在所述水冷通道的上部未設(shè)置水冷結(jié)構(gòu)。優(yōu)選所述水冷通道具有內(nèi)襯耐火物結(jié)構(gòu)，灰塵容易附著的所述水冷通道的下部的所述內(nèi)襯耐火物結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度為600°C以下。優(yōu)選所述第二冷卻部直接向所述排氣通道內(nèi)噴射流體。優(yōu)選所述方向轉(zhuǎn)換通道包括朝向大致垂直上方的第一立管，所述第一碰撞部包括所述第一立管內(nèi)壁面，至少緊接著所述水冷通道后面的排氣所碰撞的第一立管內(nèi)壁面被耐磨損性耐火物覆蓋。優(yōu)選所述方向轉(zhuǎn)換通道包括在與所述第一立管頂部連接而下降的倒J字狀通道的最下部大致水平配置的水平通道，所述第二碰撞部為配設(shè)在所述水平通道內(nèi)的灰塵捕集槽，所述第二冷卻部配設(shè)在所述第一立管及所述倒J字狀通道的至少任一方，由所述第二冷卻部冷卻的所述排氣與所述第二碰撞部碰撞。優(yōu)選與所述第二碰撞部碰撞后的排氣經(jīng)由第二立管上升，在后接于所述第二立管的下降通道內(nèi)夾設(shè)有空氣預(yù)熱器。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的運(yùn)行方法中，根據(jù)所述排氣中的所述金屬鹽的種類改變對所述排氣進(jìn)行冷卻的所述冷卻部的冷卻溫度。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的運(yùn)行方法中，優(yōu)選所述第二冷卻部通過直接將不活潑氣體、氣水狀態(tài)的水、空氣中的任意一種以上的物質(zhì)向所述排氣供給而對所述排氣進(jìn)行冷卻。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，通過使排氣中所含的金屬鹽分兩級固化而被捕集，因此所述金屬鹽的固化和捕集效率得以提高，排氣通道內(nèi)的附著、堆積的問題被極小化，從而排氣通道裝置能夠長期穩(wěn)定地工作。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述冷卻部具有將從所述轉(zhuǎn)底爐排出的排氣冷卻到1000 1200°C的溫度的第一冷卻部；將碰撞后的所述排氣進(jìn)一步冷卻到450 900°C的溫度的第二冷卻部，因此排氣中所含的高融點(diǎn)金屬鹽及低融點(diǎn)金屬鹽的固化分為兩級的冷卻溫度，從而能夠有效實(shí)施。進(jìn)一步而言，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述碰撞部具有配設(shè)在緊接著所述第一冷卻部的后面的排氣通道內(nèi)的第一碰撞部；配設(shè)在后接于所述第二冷卻部的排氣通道內(nèi)的第二碰撞部，因此排氣中所含的所述金屬鹽的固化能夠更有效果地實(shí)施。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，由于所述第一冷卻部包括水冷通道，所以能夠使通道大小極小化，從而能夠抑制通道、耐火物等設(shè)備的成本，維護(hù)也變得容易。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述水冷通道在所述第一碰撞部的前方水平配置，因此，所述水冷通道與所述第一碰撞部組合能夠可靠地進(jìn)行排氣中所含的所述高融點(diǎn)金屬鹽的固化。進(jìn)一步而言，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，由于在所述水冷通道的上部未設(shè)置水冷結(jié)構(gòu)，因此，能夠省略灰塵不易附著的水冷通道上部的水冷結(jié)構(gòu)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備成本的降低。另外，進(jìn)一步而言，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述水冷通道具有內(nèi)襯耐火物結(jié)構(gòu)，灰塵容易附著的所述水冷通道的下部的所述內(nèi)襯耐火物結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度為600°C以下，因此能夠使高融點(diǎn)鹽完全固化。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，由于所述第二冷卻部通過向所述排氣通道內(nèi)直接噴射流體而能夠直接冷卻排氣，因此冷卻效率良好。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述方向轉(zhuǎn)換通道包括朝向大致垂直上方的第一立管，所述第一碰撞部包括所述第一立管內(nèi)壁面，至少緊接著所述水冷通道的后面的排氣所碰撞的第一立管內(nèi)壁面被耐磨損性耐火物覆蓋，因此，排氣中所含的灰塵對所述耐火物的磨損能夠被極力抑制。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，所述方向轉(zhuǎn)換通道包括在與所述第一立管頂部連接而下降的倒J字狀通道的最下部大致水平配置的水平通道，所述第二碰撞部為配設(shè)于所述水平通道內(nèi)的灰塵捕集槽，所述第二冷卻部配設(shè)于所述第一立管及所述倒J字狀通道中的至少任一方，由所述第二冷卻部冷卻的所述排氣與所述第二碰撞部碰撞。由此，基于所述第一冷卻部的固化及基于所述第一碰撞部的固氣分離本不可能的低融點(diǎn)金屬鹽在被固化的同時實(shí)現(xiàn)固氣分離，能夠作為灰塵回收。進(jìn)一步而言，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方式，與所述第二碰撞部碰撞的排氣經(jīng)由第二立管上升，在后接于所述第二立管的下降通道內(nèi)夾設(shè)有空氣預(yù)熱器，因此，通過基于所述第一碰撞部及第二碰撞部的兩級碰撞能夠充分地除去灰塵。因此，預(yù)熱空氣的溫度的上升得以實(shí)現(xiàn)，其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒器的燃料減少和排氣處理裝置的緊湊化。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的運(yùn)行方法的一個方式，能夠根據(jù)所述排氣中的所述金屬鹽的種類改變對所述排氣進(jìn)行冷卻的所述冷卻部的冷卻溫度，從而能夠有效且可靠地實(shí)施金屬鹽的固化。另外，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的運(yùn)行方法的一個方式，所述第二冷卻部通過直接將不活潑氣體、氣水狀態(tài)的水、空氣中的任意一種以上的物質(zhì)向所述排氣供給而對所述排氣進(jìn)行冷卻，因此，能夠使排氣中所含的低融點(diǎn)金屬鹽更有效地固化。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)底爐主體的外觀的立體圖。圖2是俯視圖1的轉(zhuǎn)底爐主體時的俯視圖。圖3是將圖2的向視A-A放大示出的立式剖視圖。圖4是表示后接于圖3的箭頭B的排氣通道裝置的示意性立式剖視圖。圖5是表示本發(fā)明的比較例的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的概要的示意圖。圖6是表示以往例的轉(zhuǎn)底爐的設(shè)備結(jié)構(gòu)的概要的俯視圖。
具體實(shí)施例方式首先，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，將制造粒狀金屬鐵的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置作為形態(tài)例而參照圖1 圖4進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)底爐主體的外觀的立體圖，圖2是俯視圖1的轉(zhuǎn)底爐主體時的俯視圖，圖3是將圖2的向視A-A放大示出的立式剖視圖，圖4是示出后接于圖3的箭頭B的排氣通道裝置的示意性立式剖視圖。該轉(zhuǎn)底爐I具備外周壁2、設(shè)置于其內(nèi)側(cè)的內(nèi)周壁3、從上方覆蓋所述外周壁2與內(nèi)周壁3之間的空間的頂部4、配置于所述外周壁2與內(nèi)周壁3之間的圓環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)爐臺
5。所述外周壁2、所述內(nèi)周壁3及所述頂部4主要由隔熱件構(gòu)成。所述旋轉(zhuǎn)爐臺5被未圖示的驅(qū)動裝置驅(qū)動成通過外周壁2與內(nèi)周壁3之間并在圓周上旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)爐臺5由圓環(huán)狀的爐體框體5a、配置在該爐體框體5a上的爐床隔熱件、耐火物5b構(gòu)成。此外，從未圖示的裝入口裝入的、含有碳質(zhì)還原材料和含氧化鐵物質(zhì)的原料(以下，稱為“還原鐵或粒狀金屬鐵用原料”)6位于該旋轉(zhuǎn)爐臺5上。該還原鐵或粒狀金屬鐵用原料6隨著旋轉(zhuǎn)爐臺5的旋轉(zhuǎn)在爐內(nèi)被加熱處理及還原處理或還原熔融處理。通過這些處理而制造還原鐵或粒狀金屬鐵。在該轉(zhuǎn)底爐I的頂部4設(shè)置有排氣排出室7。該排氣排出室7構(gòu)成該頂部4的周向(即，旋轉(zhuǎn)爐臺5的旋轉(zhuǎn)方向)的一部分。該排氣排出室7比所述頂部4的其他部分還向上突出，且具有比所述頂部4的其他部分的下表面高一階的下表面。此外，用于將從轉(zhuǎn)底爐I排出的排氣導(dǎo)出到以下所述的排氣通道裝置的排氣通道8以與排氣排出室7連通的方式沿水平方向與所述排氣排出室7連接。本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置11后接于所述排氣通道8且設(shè)置于到達(dá)圖4未示出的冷卻器、集塵機(jī)及排氣扇等排氣處理設(shè)備前的中間通道部。此外，在該排氣通道裝置11中配置有將從所述轉(zhuǎn)底爐I排出的排氣急劇冷卻，并使該排氣中的金屬鹽固化的冷卻部12 ;在剛冷卻后使所述排氣碰撞而使固化后的所述金屬鹽落下的碰撞部13 ;將碰撞后的排氣向所述金屬鹽的落下方向以外引導(dǎo)的方向轉(zhuǎn)換通道14。所述冷卻部12由水冷通道(第一冷卻部)12-1和噴霧噴嘴(第二冷卻部)12_2a及12-2b構(gòu)成。水冷通道12-1通過將從所述轉(zhuǎn)底爐I排出的1200°C以上的排氣冷卻到1000 1200°C而使高融點(diǎn)金屬鹽固化。噴霧噴嘴12-2a及12-2b通過將碰撞后的所述排氣的溫度進(jìn)一步冷卻到450 900°C而使低融點(diǎn)金屬鹽固化。利用還原處理的工藝生成粒狀金屬鐵原料，所述排氣中所含的金屬鹽(例如，Na2S04、K2S04、Na3Fe (SO4)3'K3Fe(SO4)3 等)的融點(diǎn)遍及 450 1200°C 的廣闊范圍。因此，不能通過一級的冷卻而使較多的金屬鹽固化，因此，在本實(shí)施方式中，如前述那樣將來自轉(zhuǎn)底爐I的排出氣體分兩級冷卻。另外，所述碰撞部13包括配設(shè)在緊接著所述水冷通道12-1的后面的排氣通道內(nèi)的第一立管內(nèi)壁面(第一碰撞部)13-1、配設(shè)在后接于噴霧噴嘴12-2a、12-2b的排氣通道內(nèi)的第二灰塵捕集槽(第二碰撞部)13-2，對其詳細(xì)內(nèi)容將進(jìn)行后述。進(jìn)一步而言，所述方向轉(zhuǎn)換通道14包括使與所述第一立管內(nèi)壁面13-1碰撞的排氣的方向轉(zhuǎn)換為大致垂直上方的第一立管(第一方向轉(zhuǎn)換通道)9a、使與所述第二灰塵捕集槽13-2碰撞的排氣的方向轉(zhuǎn)換為水平方向的水平通道(第二方向轉(zhuǎn)換通道)％。水冷通道12-1具有水冷套管8a且水平地配置在第一立管內(nèi)壁面13_1跟前。然而，由于在水冷通道12-1的上部不易附著灰塵，所以水冷通道12-1可以不具有水冷結(jié)構(gòu)，僅通道的下部具有水冷套管8a即可。另一方面，第一立管內(nèi)壁面13-1緊接著該水冷通道
12-1后面配置，水冷通道12-1內(nèi)的排氣與第一立管內(nèi)壁面13-1碰撞，沿著第一立管9a內(nèi)表面而方向轉(zhuǎn)換成大致垂直上方。通過這種排氣通道裝置11，從轉(zhuǎn)底爐I排出的排氣中所含的各種金屬鹽中的具有1000 1200°C的融點(diǎn)的金屬鹽被有效固化而成為灰塵。由此，能夠有效進(jìn)行與排氣的固氣分離。固氣分離后的排氣在第一立管9a中上升。另一方面，固化后的高融點(diǎn)金屬鹽作為灰塵落下而被第一灰塵捕集槽16捕集。此外，通過將由該第一灰塵捕集槽16捕集的灰塵定期或連續(xù)地排出，從而使排氣通道內(nèi)的金屬鹽的附著、堆積的問題極小化，能夠使排氣通道裝置11、所述排氣處理設(shè)備的長期穩(wěn)定地工作。需要說明的是，第一方向轉(zhuǎn)換通道9a無須為朝向大致垂直上方的通道(第一立管9a)，可以為相對于圖4紙面斜交的方向或相對于圖4紙面大致正交的方向的通道。但是，所述第一方向轉(zhuǎn)換通道9a優(yōu)選相對于緊接著水冷通道12-1后面的排氣的水平流方向轉(zhuǎn)換至少70度以上的方向。進(jìn)一步而言，在與所述第一立管9a的頂部連接且反轉(zhuǎn)下降的方向上配設(shè)有倒J字狀通道10a。在第一立管9a上配設(shè)有噴霧噴嘴12_2a,在倒J字狀通道IOa上配設(shè)有噴霧噴嘴12-2b。另外，進(jìn)一步而言，在該倒J字狀通道IOa的最下部配設(shè)有第二灰塵捕集槽13-2。該第二灰塵捕集槽13-2作為所述第二碰撞部而發(fā)揮作用。此外，隨著基于第一立管9a的上升及基于后接的倒J字狀通道IOa的下降而使排氣得到冷卻，冷卻后的排氣與第二灰塵捕集槽(第二碰撞部)13-2碰撞。第二灰塵捕集槽
13-2配設(shè)在使碰撞后的所述排氣的方向轉(zhuǎn)換的水平通道9b內(nèi)，將固化后的低溫金屬鹽捕集。其結(jié)果是，基于第一冷卻部12-1的固化及基于第一碰撞部13-1的固氣分離不可能的低融點(diǎn)金屬鹽在被固化的同時被固氣分離。這樣一來，能夠在第二灰塵捕集槽13-2捕集低融點(diǎn)金屬鹽而進(jìn)行回收。另一方面，水冷通道12-1、第一立管9a及倒J字狀通道IOa的通道內(nèi)壁被耐火物15覆蓋，能夠防止水冷通道12-1、第一立管9a及J字狀通道IOa的熱量所造成的損傷。所述的排氣通道即水冷通道12-1、第一立管9a及J字狀通道IOa中的水冷通道12_1根據(jù)耐火物的種類和厚度構(gòu)成，從而使灰塵容易附著的通道下部的耐火物15的內(nèi)表面溫度為600°C以下，優(yōu)選為500°C以下。另外，至少緊接著所述水冷通道12-1后面的排氣所碰撞的第一立管內(nèi)壁面13-1被耐磨損性耐火物15a覆蓋，因此能夠利用排氣中所含的灰塵極力抑制所述耐火物15a的磨耗。進(jìn)一步而言，所述水平通道9b連接有用于將與第二灰塵捕集槽13-2碰撞的排氣向上方向引導(dǎo)的第二立管10b、后接于該第二立管IOb而使所述排氣向下方下降的下降通道10C、用于與后接的排氣處理設(shè)備連結(jié)的水平通道10d。在所述下降通道IOc內(nèi)夾設(shè)有空氣預(yù)熱器17。由此，由于能夠在不使灰塵堆積于下降通道IOc內(nèi)的空氣預(yù)熱器17的狀態(tài)下使排氣下降，能夠?qū)崿F(xiàn)不存在因灰塵產(chǎn)生的閉塞的空氣預(yù)熱。其結(jié)果是，能夠提高預(yù)熱空氣C’的溫度，從而能夠較高地維持熱回收效率。進(jìn)一步而言，預(yù)熱空氣C’的溫度的上升得以實(shí)現(xiàn)，其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)底爐I的燃燒器的燃料降低和排氣處理裝置的緊湊化。需要說明的是，優(yōu)選在水冷通道12-1、第一立管9a、J字狀通道IOa及第二立管IOb中的至少一個以上設(shè)置有未圖示的大氣開放閥。由此，即便是未圖示的所述排氣扇突然產(chǎn)生故障，也能夠?qū)霓D(zhuǎn)底爐I排出的排氣進(jìn)行大氣放出。若考慮到排氣通道內(nèi)的通氣，該大氣開放閥更優(yōu)選設(shè)置在第一立管9a的頂部或第二立管IOb與下降通道IOc間的頂部等排氣通道最高的位置上。接下來，以下參照圖3、4沿著排氣的流動說明本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的運(yùn)行方法的實(shí)施方式。首先，從轉(zhuǎn)底爐I排出的排氣經(jīng)由排氣通道8而被導(dǎo)入水平配置的水冷通道12-1。通過該水冷通道12-1將排氣急劇冷卻到第一冷卻溫度，從而使排氣中的一部分的高融點(diǎn)金屬鹽固化，且同時使剛冷卻后的所述排氣前進(jìn)而與第一立管內(nèi)壁面13-1碰撞。由此，固化后的所述高融點(diǎn)金屬鹽落下，從而被第一灰塵捕集槽16捕集。另一方面，碰撞后的排氣進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換而沿著第一立管9a向大致垂直上方上升，并且由從噴霧噴嘴12_2a噴射的流體冷卻。然后，排氣進(jìn)一步經(jīng)過第一立管9a的頂部而反轉(zhuǎn)，且經(jīng)倒J字狀通道IOa而下降，且再度由從噴霧噴嘴12_2b噴射的流體冷卻到比所述第一冷卻溫度更低溫的第二冷卻溫度。由此，排氣中的低融點(diǎn)金屬鹽固化。在此，由所述水冷通道12-1及噴霧噴嘴12-2a、12_2b使排氣冷卻的所述第一冷卻溫度及第二冷卻溫度能夠分別根據(jù)排氣中的所述金屬鹽的種類而變更是至關(guān)重要的。例如，所述第一冷卻溫度為1000 1200°C、所述第二冷卻溫度為450 900°C的范圍為宜。另夕卜，基于所述噴霧噴嘴12-2a、12-2b的冷卻優(yōu)選通過將由不活潑氣體、氣水狀態(tài)的水、空氣中的任意I種或2種以上組合而成的流體直接向直接排氣中供給而得以進(jìn)行。需要說明的是，所述噴霧噴嘴12-2a、12-2b可以配置在第一立管9a與倒J字狀通道IOa的任意一方。接下來，冷卻后的排氣沿著倒J字狀通道IOa下降，并與第二灰塵捕集槽13-2碰撞，排氣中的低融點(diǎn)金屬鹽被第二灰塵捕集槽13-2捕集。另一方面，碰撞后的排氣沿著水平通道9b而使方向轉(zhuǎn)換為水平方向，且進(jìn)一步沿著第一立管IOb向大致垂直上方上升而到達(dá)頂部，且進(jìn)一步通過下降通道IOc而朝向大致垂直下方。被所述第一灰塵捕集槽16、第二灰塵捕集槽13-2捕集到的灰塵根據(jù)捕集效率和槽容量而連續(xù)或定期地被排出。作為灰塵的排出方法，可以適用基于刮板式排出裝置的連續(xù)排出。然而，在排氣溫度高的情況下，與機(jī)械式相比，基于能夠作為料漿排出的水封式的排出更為容易且可靠。然而，排氣通過夾設(shè)在下降通道IOc內(nèi)的空氣預(yù)熱器17與被投入到該空氣預(yù)熱器17的空氣C進(jìn)行熱交換。熱交換后的預(yù)熱空氣C’作為對轉(zhuǎn)底爐I進(jìn)行加熱的燃燒器的燃燒空氣使用。另一方面，熱交換后的排氣經(jīng)過水平通道IOd而被未圖示的冷卻器進(jìn)一步冷卻后，由集塵機(jī)進(jìn)行集塵處理，而經(jīng)排氣扇而向大氣排出。實(shí)施例<比較例>首先，參照圖5說明比較例的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置。圖5是表示本發(fā)明的比較例的轉(zhuǎn)底爐主體的排氣通道裝置的概要的示意圖。該排氣通道裝置Ila與和轉(zhuǎn)底爐I的排氣排出室7連通的排氣通道8連接，其具備將排氣以倒V字狀進(jìn)行吸引的V字通道18、隨著排氣的下降而對該排氣進(jìn)行冷卻的冷卻器19、預(yù)熱器20。預(yù)熱器20通過與冷卻后的排氣進(jìn)行熱交換的空氣預(yù)熱器17而對空氣進(jìn)行預(yù)熱。另外，雖然省略圖示，但是后接設(shè)置有對灰塵進(jìn)行集塵的集塵機(jī)、對集塵后的排氣進(jìn)行吸引而向大氣排出的排氣扇。使用由這種結(jié)構(gòu)形成的轉(zhuǎn)底爐I的排氣通道裝置Ila進(jìn)行連續(xù)工作運(yùn)行。在連續(xù)工作運(yùn)行中，從轉(zhuǎn)底爐I排出的1300°C的排氣被向V字通道18吸引而被導(dǎo)入冷卻器19而進(jìn)行冷卻。然后，冷卻后的排氣在預(yù)熱器20內(nèi)與空氣C進(jìn)行熱交換后，經(jīng)集塵機(jī)而由排氣扇向大氣排出。在上述連續(xù)工作中，在冷卻器19的出口測定到的排氣溫度為726°C。然后，在連續(xù)運(yùn)行開始經(jīng)過23日后，所述預(yù)熱器20閉塞，因此排氣通道裝置Ila停止運(yùn)行。該預(yù)熱器20的23日間連續(xù)工作后的熱回收效率與剛工作開始后相比較下降37. 9%。運(yùn)行停止后，當(dāng)檢測排氣通道裝置Ila內(nèi)的灰塵的堆積狀況時，換算為單位時間的灰塵量完全如表I所
/Jn ο[表 I]
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，所述轉(zhuǎn)底爐對含有碳質(zhì)還原材料和含氧化鐵物質(zhì)的原料進(jìn)行加熱而制造還原鐵或粒狀金屬鐵，所述轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的特征在于， 在所述轉(zhuǎn)底爐的排氣通道中依次分兩級地配置有: 對從所述轉(zhuǎn)底爐排出的排氣進(jìn)行冷卻而使所述排氣中的金屬鹽固化的冷卻部； 使剛冷卻后的所述排氣碰撞而使固化后的所述金屬鹽落下的碰撞部； 將碰撞后的所述排氣向所述金屬鹽的落下方向以外的方向引導(dǎo)的方向轉(zhuǎn)換通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 所述冷卻部具有:將從所述轉(zhuǎn)底爐排出的排氣冷卻到1000 1200°C的溫度的第一冷卻部；將碰撞后的所述排氣進(jìn)一步冷卻到450 900°C的溫度的第二冷卻部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 所述碰撞部具有:配設(shè)在緊接著所述第一冷卻部的后面的排氣通道內(nèi)的第一碰撞部；配設(shè)在后接于所述第二冷卻部的排氣通道內(nèi)的第二碰撞部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 所述第一冷卻部包括水冷通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 所述水冷通道水平地配置在所述第一碰撞部前方。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于，在所述水冷通道的上部未設(shè)置水冷結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 所述水冷通道具有內(nèi)襯耐火物結(jié)構(gòu)， 灰塵容易附著的所述水冷通道的下部的所述內(nèi)襯耐火物結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度為600°C以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 所述第二冷卻部直接向所述排氣通道內(nèi)噴射流體。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 所述方向轉(zhuǎn)換通道包括朝向大致垂直上方的第一立管， 所述第一碰撞部包括所述第一立管內(nèi)壁面， 至少緊接著所述水冷通道后面的排氣所碰撞的第一立管內(nèi)壁面被耐磨損性耐火物覆蓋
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 所述方向轉(zhuǎn)換通道包括在與所述第一立管頂部連接而下降的倒J字狀通道的最下部大致水平配置的水平通道， 所述第二碰撞部為配設(shè)在所述水平通道內(nèi)的灰塵捕集槽， 所述第二冷卻部配設(shè)在所述第一立管及所述倒J字狀通道的至少任一方， 由所述第二冷卻部冷卻的所述排氣與所述第二碰撞部碰撞。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 所述方向轉(zhuǎn)換通道包括在與所述第一立管頂部連接而下降的倒J字狀通道的最下部大致水平地配置的水平通道， 所述第二碰撞部為配設(shè)在所述水平通道內(nèi)的灰塵捕集槽，所述第二冷卻部配設(shè)在所述第一立管及所述倒J字狀通道中的至少任一方， 由所述第二冷卻部冷卻的所述排氣與所述第二碰撞部碰撞。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 與所述灰塵捕集槽碰撞后的排氣經(jīng)由第二立管上升， 在后接于所述第二立管的下降通道內(nèi)夾設(shè)有空氣預(yù)熱器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置，其特征在于， 與所述灰塵捕集槽碰撞后的排氣經(jīng)由第二立管上升， 在后接于所述第二立管的下降通道內(nèi)夾設(shè)有空氣預(yù)熱器。
14.一種權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的運(yùn)行方法，其特征在于， 根據(jù)所述排氣中的所述金屬鹽的種類改變對所述排氣進(jìn)行冷卻的所述冷卻部的冷卻溫度。
15.一種權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置的運(yùn)行方法，其特征在于， 所述第二冷卻部通過直接將不活潑氣體、氣水狀態(tài)的水、空氣中的任意一種以上的物質(zhì)向所述排氣供給而對 所述排氣進(jìn)行冷卻。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供能夠避免伴隨排氣量的增加、排氣溫度的上升產(chǎn)生的問題且能夠捕集灰塵，并且能夠熱效率良好地長期穩(wěn)定工作的、將含有碳質(zhì)還原材料和含氧化鐵物質(zhì)的原料進(jìn)行加熱而制造還原鐵或粒狀金屬鐵的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置及其運(yùn)行方法。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐的排氣通道裝置(11)中，在所述轉(zhuǎn)底爐的排氣通道(8)中依次分兩級地配置有將從所述轉(zhuǎn)底爐排出的排氣冷卻而使排氣中的金屬鹽固化的冷卻部(12)；使剛冷卻后的所述排氣碰撞而使固化的所述金屬鹽落下的碰撞部(13)；將碰撞后的排氣向所述金屬鹽的落下方向以外的方向引導(dǎo)的方向轉(zhuǎn)換通道(14)。
文檔編號C22B1/212GK103080681SQ201180042010
公開日2013年5月1日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者津下修, 德田耕司, 水谷范昭 申請人:株式會社神戶制鋼所