專利名稱:氣化器和直接還原爐裝置的制作方法
本發(fā)明所涉及是權(quán)利要求
第1項(xiàng)中的序論中所述的裝置。
這種類型的裝置，據(jù)從專利第EP- A- 1，0094，707號(hào)(原文如此-譯者)所知，有一個(gè)熔煉器制造還原性氣體，在熔煉器中，用吹管將氧氣和煤粉向一塊熔化的鐵條上吹送，作為反應(yīng)劑，對(duì)產(chǎn)生的氣體中的CO和CO2的比例起影響。有一個(gè)連接爐腔，把冷卻劑吹入，使產(chǎn)生的還原性氣體冷卻到還原性氣體的必要溫度。通過(guò)這個(gè)連接豎管，把上述原性氣體直接送進(jìn)安排在熔煉器上方的直接還原豎爐中去。上述豎爐有一個(gè)倒置圓錐體形式的爐基，支持豎爐中的料柱。豎爐壁在爐基上方向外傾斜，形成一個(gè)環(huán)形間隙。通過(guò)安裝在爐基中心的一個(gè)螺旋形滑動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)，在任何情況下都可以把最底層的海綿鐵顆粒層，通過(guò)連接爐心中的環(huán)形間隙，送進(jìn)熔煉器中去，同時(shí)，上升的還原性氣體經(jīng)過(guò)上述環(huán)形間隙，進(jìn)入直接還原豎爐中去。
這種已知的安排方法，假設(shè)通過(guò)連接爐心，引入直接還原豎爐的還原性氣體，有低的含炭百分比。有高含灰比的還原性氣體，如用流化床氣化器產(chǎn)生的，或如德國(guó)專利第2，843，303號(hào)(西德專利-譯者)中所述的熔煉氣化器所提供的還原性氣體，將使靠近料柱下部區(qū)域里的間隙，很快被夾帶的粉塵堵塞。因此，在用高含灰量氣體時(shí)，通過(guò)海綿鐵顆粒卸料口直接送入直接還原豎爐的還原性氣體的量，必須限制在還原過(guò)程總需要量的約百分之30以內(nèi)。(德國(guó)專利第3，034，539號(hào))。
因此本發(fā)明提出的課題是制造這樣一種類型的裝置，如權(quán)利要求
第1項(xiàng)序論中所述，甚至將高含灰比的氣體，按直接還原的需要量，從氣化器直接供入直接還原豎爐，不會(huì)因?yàn)橛袏A帶的灰分，而引起料柱間隙的堵塞，以致氣體在爐膛內(nèi)分布不均勻而造成運(yùn)轉(zhuǎn)故障。
這課題可由權(quán)利要求
第1項(xiàng)提出的特點(diǎn)解答。本發(fā)明的有利發(fā)展形式可從從屬權(quán)利要求
看清。
由于有創(chuàng)造性的措施，氣體進(jìn)入料柱的進(jìn)口截面積增大，氣體的流速和灰粒滲透的深度減低。
由于海綿鐵顆粒的活動(dòng)量有恒定的增加，氣體所必需有的滲透性，特別是在還原性氣體向爐料中滲透的區(qū)域中的滲透性，可以從而得到保證。
在權(quán)利要求
的裝置中，在料柱的下部范圍里有一個(gè)環(huán)形區(qū)形成，海綿鐵顆粒在這里不斷被一個(gè)特別適當(dāng)?shù)臋C(jī)械裝置攪動(dòng)，同時(shí)使它們的下降速度增加。這個(gè)區(qū)域從料柱的底部形始，延伸到爐料的一個(gè)很大的面積上，于是提供了增大還原性氣體進(jìn)入爐料的進(jìn)氣口截面的可能性，因而在一個(gè)給定的通過(guò)量下，提高了氣體進(jìn)入爐料的流量，便減小了塵粒的滲透深度。當(dāng)使用放在爐料里在徑向上放置的螺旋運(yùn)送器時(shí)，海綿鐵顆粒在被連續(xù)向圓周上均勻分布的狀態(tài)下，被從環(huán)形區(qū)里抽出，輸送到熔煉氣化器中或被送到爐外。最好在海綿鐵顆粒從直接還原豎爐中排出時(shí)，既可以通過(guò)一個(gè)環(huán)形間隙或通過(guò)下降管到達(dá)爐外，也通過(guò)爐底的一個(gè)中心開(kāi)孔到達(dá)爐內(nèi)。利用可以向兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的螺旋運(yùn)送器，可以按需要向爐外或爐內(nèi)運(yùn)送。例如，在一定的時(shí)間間隔中，由全體螺旋運(yùn)送器輪流，先全體向外運(yùn)送，然后全體向內(nèi)運(yùn)送，或者也可以作按扇形區(qū)域作變換方向的運(yùn)送，目的都是要使環(huán)形區(qū)中的全部海綿鐵顆?；顒?dòng)，防止還原性氣體夾帶的灰粒在局部堵塞。
在下文中將對(duì)本發(fā)明參照兩個(gè)實(shí)施方案和五幅附圖作更詳盡的敘述，附圖內(nèi)容如下圖1和2為解釋本發(fā)明所必需，第一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)部分縱向截面和橫截面圖。
圖3和圖4為第二實(shí)施方案的相同示意。
圖5為螺旋運(yùn)送器的驅(qū)動(dòng)裝置。
圖1表示氣化器1的上部和放在它上面的直接還原豎爐2的下部的縱向剖面圖。豎爐有一個(gè)爐基，由一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)3和一個(gè)臺(tái)板4形成，用于在豎爐內(nèi)支撐料柱5。料柱的上部為塊狀鐵礦石或氧化鐵球粒，從上方向直接還原豎爐進(jìn)料，而下部為通過(guò)直接還原，用礦石或球粒形成的海綿鐵顆粒，豎爐通過(guò)一個(gè)連接爐腔和氣化器1連接。
由支撐結(jié)構(gòu)3和臺(tái)板4形成的爐基有一個(gè)環(huán)形間隙7和一個(gè)形式為中心開(kāi)孔8的海綿鐵顆粒卸料口。在支撐結(jié)構(gòu)3的范圍里，環(huán)形間隙在必須與上述結(jié)構(gòu)固定的地方上，有跨接件連接。兩個(gè)卸料口都有屏蔽，和料柱5隔絕，例如用套筒9或一個(gè)圓錐體10作屏蔽。利用一個(gè)由若干個(gè)在徑向上放置的螺旋運(yùn)送器11，組成的一個(gè)運(yùn)送器件，把海綿鐵顆粒攪拌，從料柱5的下部把海綿鐵顆粒運(yùn)送到環(huán)形間隙7和中心形孔8中去。為了這個(gè)目的，螺旋運(yùn)送器可以分別和驅(qū)動(dòng)裝置13連接，使螺旋運(yùn)送器可以朝兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，如圖中雙箭頭12數(shù)字所示。螺旋運(yùn)送器的徑向安排可以從圖2中看到，圖2表示圖1沿Ⅱ-Ⅱ的剖面。
在這個(gè)實(shí)施方案中，有八個(gè)螺旋運(yùn)送器11在圓周上均勻慶置。
也可以任意采用其他的機(jī)械作用裝置，代替螺旋運(yùn)送器11，以產(chǎn)生旋流，最好還能同時(shí)將學(xué)海綿鐵顆粒運(yùn)輸，例如使用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件，推力段，某些其他的推動(dòng)器械，或用一個(gè)振動(dòng)器械或顛簸器械。
如圖1所示，用于遮擋環(huán)形間隙7的環(huán)形套筒7，以及用于遮擋中心開(kāi)孔8的圓錐形插入件10，恰好到由螺旋運(yùn)送器11組成的運(yùn)送器件的上方為止。同時(shí)在屏蔽元件的邊緣下方，有一個(gè)自然休止角形成，料柱5就由臺(tái)板4支撐。所以臺(tái)板需要有量度上的要求，而同時(shí)需考慮上述休止角。環(huán)形空間14是還原性氣體賴以進(jìn)入料柱的通路，布置正環(huán)形套筒9的背面，爐料自然休止角的上方。
在圖1所示的情況下，直接還原豎爐的內(nèi)部面積，在環(huán)形套筒上端的外面向下擴(kuò)大，環(huán)形套筒的內(nèi)部和爐體2罩在外面的壁部的內(nèi)部逕直相對(duì)。假如把環(huán)形套筒作圓錐體形式向內(nèi)傾斜，那么在爐壁的構(gòu)造中就不需要的爐基附近把爐壁擴(kuò)大。
把海綿鐵顆粒的通道截面，在鄰近運(yùn)送器件上方的部分，形成一個(gè)環(huán)形區(qū)，并使來(lái)自氣化器1的熱還原性氣體，可以均勻分布的方式供應(yīng)到環(huán)形區(qū)的圓周上去，這是有優(yōu)點(diǎn)的。在本實(shí)施方案中，環(huán)形區(qū)15只是由圓錐形插入件10形成，熱還原性氣體如箭頭16和17所示，通過(guò)環(huán)形進(jìn)氣區(qū)18，19，進(jìn)入料柱5，使氣體可以均勻分布到圓周上去。這樣，攜帶灰粒的熱還原性氣體從一個(gè)大進(jìn)口截面，進(jìn)入料柱5的范圍內(nèi)，海綿鐵顆粒在料柱中被螺旋運(yùn)送器11永遠(yuǎn)不停地?cái)噭?dòng)，比上面的區(qū)域有較高的通過(guò)速度，如上文所述，甚至在空氣高度攜帶灰粒的情況下，這樣可以進(jìn)一步減少料柱間隙局部堵塞的機(jī)會(huì)，并可使直接還原豎爐中有均勻的氣體貫通。
這個(gè)效果還可以提高，假使螺旋運(yùn)送器的構(gòu)造形式改為漿板間隔螺旋段的形式，如已從德國(guó)(西德)專利3，034，539號(hào)所知者，并且，假使用本文所述的螺旋運(yùn)送器，而各個(gè)螺旋運(yùn)送器可以分別向兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的話。
在圖1所示的實(shí)施方案中，把通過(guò)環(huán)形間隙7排卸的海綿鐵顆粒，通過(guò)連接爐腔6運(yùn)輸?shù)綒饣?中，氣化器的構(gòu)造有熔煉氣化器的形式，并把從中心開(kāi)孔8中通過(guò)的海綿鐵顆粒，從卸料管20中經(jīng)過(guò)，通過(guò)連接管21，引導(dǎo)到爐外。由于修改結(jié)構(gòu)，還可以明顯看出，可以把全部海綿鐵顆粒運(yùn)送到爐外，或全部送入氣化器1中，有需要時(shí)，也可以隨意作分流。
為了把來(lái)自氣化器1的熱還原氣體的溫度降低，適應(yīng)直接還石豎爐的需要，在根據(jù)圖1所作的實(shí)施方案中，還設(shè)置了用熱交換器22所進(jìn)行的間接冷卻，及通過(guò)一個(gè)中央冷卻氣體配流器23摻入冷卻氣體所進(jìn)行的直接冷卻。所用的冷卻氣體是還原性氣體，用一個(gè)連接管24取出，在一個(gè)冷卻氣體滌氣器25中冷卻，然后輸入冷卻氣體配流器23。
氣化器1產(chǎn)生的還原性氣體在連接爐腔6中通過(guò)，調(diào)節(jié)到要求的溫度，通過(guò)環(huán)形間隙7或中心壓孔8，進(jìn)入環(huán)形空間14，或圓錐形插入件10下方的空間中，從這空間經(jīng)過(guò)環(huán)形進(jìn)氣區(qū)18，19，進(jìn)入料柱。
如圖2所示，可以用在圓周上分布的螺旋運(yùn)送器，把海綿鐵顆粒連續(xù)從料柱5的底部，向外引導(dǎo)到環(huán)形間隙7中，或向內(nèi)引導(dǎo)到中心開(kāi)孔8中去。為了避免在那里產(chǎn)生靜區(qū)，螺旋運(yùn)送器可以有向內(nèi)傾斜的圓錐形(圖中未示)，從中心開(kāi)孔8中通過(guò)，或趨向開(kāi)孔8，或則如圖中虛線所示，在相鄰的兩螺旋運(yùn)送器之間，設(shè)置楔形件26，向著中心開(kāi)孔8和向上方縮小。
根據(jù)圖3到圖5所示的第二實(shí)施方案，與圖1和圖2所示的實(shí)施方案中對(duì)應(yīng)的部件，用相同的標(biāo)圖號(hào)碼表示。第二實(shí)施方案與第一實(shí)施方案不同之點(diǎn)，主要在于安排在氣化器上方的直接還原豎爐2用它本身的支架31支撐。支撐料柱5的爐基只有一個(gè)中心開(kāi)孔8，作海綿鐵顆粒的卸料口，因而爐基可以有穩(wěn)定的支撐方式而無(wú)冷卻的問(wèn)題。但是可以增加一些下降管33，其中之一在圖中用虛線表示，這種下降管使海綿鐵可以從螺旋運(yùn)送器的外端，輸送入氣化器1。為了這個(gè)目的，在每一個(gè)螺旋運(yùn)送器外端的區(qū)域內(nèi)，都設(shè)置連接管34，并且每一個(gè)連管34都用下降管33和氣化器1的內(nèi)部相連，顯然這里也可以使螺旋運(yùn)送器向兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，或者采用一個(gè)螺旋運(yùn)送器不停向外，另一個(gè)螺旋運(yùn)送器不停向里輸送的互相結(jié)合的方式。
在按第二個(gè)方案實(shí)施時(shí)，大部分還原性氣體也是從邊緣被通過(guò)一個(gè)環(huán)形進(jìn)氣口，吹入環(huán)形區(qū)15的。這個(gè)部分在圖中用a表示。因?yàn)橥ㄟ^(guò)省略了第一實(shí)施方案中所用的環(huán)間隙7，還原性氣體不能夠由這個(gè)途徑進(jìn)入在環(huán)形套筒9背后形成的環(huán)形空間，所以至少有一個(gè)連接管35和環(huán)形空間14相通，并通過(guò)一條氣體管道36，和氣化器1的出氣口37相通。
在第二實(shí)施方案中，圓錐形插入件10有若干孔口38，在里面接入在徑向上放置的螺旋運(yùn)送器11的內(nèi)端?？卓?8形成在氣化器爐腔6內(nèi)上升的還原形氣體的進(jìn)氣口。專門供氣體分流b在里面通過(guò)。另一個(gè)分流c被引導(dǎo)從圓錐形插入件10的環(huán)形間隙39中通過(guò)，進(jìn)入環(huán)形區(qū)15。此外，當(dāng)設(shè)有下降管33時(shí)，有一個(gè)分流通過(guò)下降管進(jìn)入料柱。分流a大約占引入環(huán)形區(qū)15的熱還原氣體積的65%，分流b約占25%，分流c約占10%。當(dāng)氣體通過(guò)一個(gè)大截面導(dǎo)入時(shí)，流速比較低，于是被夾帶的灰粒滲透的深度有限，因而甚至在還原性氣體有高含灰比時(shí)，氣體被在海綿鐵球粒之間阻塞的機(jī)會(huì)，能被進(jìn)一步減少，從而氣體的均勻分布可以得到保證。在連接爐腔6和氣體管道36中，設(shè)置了冷卻氣體的進(jìn)氣接頭40。連接爐腔還有一個(gè)補(bǔ)償段41，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)31支承的爐基32的高度。
圖3和5中的驅(qū)動(dòng)裝置13的結(jié)構(gòu)形式為一個(gè)棘爪和一個(gè)制動(dòng)開(kāi)關(guān)，假如螺旋運(yùn)送器可以作兩個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)時(shí)，每一個(gè)螺旋運(yùn)送器11應(yīng)該連接兩個(gè)這樣的驅(qū)動(dòng)器。
勘誤表CPME854246
勘誤表
勘誤表
權(quán)利要求
1.在氣化器，特別如熔煉氣化器，和用塊狀鐵礦石或用氧化鐵球粒作爐料的直接還原豎爐的一種裝置中，豎爐中有一個(gè)用爐基支持的料柱，爐基至少有一個(gè)卸料口，排卸海綿鐵顆粒，至少有一個(gè)最好是環(huán)形的還原性氣體進(jìn)氣口，還原性氣體由氣化器向料柱下部的爐料供給，本裝置的特點(diǎn)是有一個(gè)機(jī)械裝置，至少在供給還原形氣體的時(shí)候，在氣體流過(guò)的范圍內(nèi)及進(jìn)氣口的附近，使?fàn)t料顆粒連續(xù)來(lái)回運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求
第1項(xiàng)中之裝置，特點(diǎn)是供給還原形氣體時(shí)，把氣體在豎爐(2)的圓周上均勻分布。
3.如權(quán)利要求
第1項(xiàng)中所述之裝置，其特點(diǎn)是放入一個(gè)插入件(10)，使海綿鐵顆粒經(jīng)過(guò)的通道截面，在爐基(3，4，32)的上方，形成一個(gè)環(huán)形區(qū)(15)，還原性氣體可以向這個(gè)區(qū)供給。
4.如權(quán)利要求
第1至3項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)是爐體(2)通過(guò)一個(gè)連接爐腔(6)和氣化器(1)相連。
5.如權(quán)利要求
第1至4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)是機(jī)械裝置同時(shí)作為一個(gè)運(yùn)送組件，把海綿鐵顆粒運(yùn)送到卸料口(7，8，34)。
6.如權(quán)利要求
第5項(xiàng)中之裝置，特點(diǎn)是機(jī)械裝置由若干在徑向上安排的螺旋運(yùn)送器(11)形成。
7.如權(quán)利要求
第1至5項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)是機(jī)械裝置由一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體，一個(gè)推送段或其他的驅(qū)動(dòng)裝置形成。
8.如權(quán)利要求
第1至5項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)在于機(jī)械裝置由一個(gè)振動(dòng)裝置或顛簸裝置形成。
9.如權(quán)利要求
第6項(xiàng)中所述之裝置，其特點(diǎn)是螺旋運(yùn)送器的構(gòu)造形式，為四槳板形成的有間斷的螺旋階段。
10.如權(quán)利要求
第6項(xiàng)或第9項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)為在圓周方向上，在螺旋運(yùn)送器(11)的相互間，設(shè)有楔形件(26)。
11.如權(quán)利要求
第1至10項(xiàng)中一項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)是在爐基(3，4)和直接還原豎爐(2)的內(nèi)壁之間，有一個(gè)環(huán)形間隙(7)形式的海綿鐵顆粒卸料口。
12.如權(quán)利要求
第1至11項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)是在直接還原豎爐(2)的爐基(3，4，38)上，有一個(gè)中央孔口(8)形式的海綿綿鐵顆粒卸料口。
13.如權(quán)利要求
第1至12項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)是直接還原豎爐(2)的爐壁有一個(gè)環(huán)形套筒(9)，并且在環(huán)形套筒(9)的背面，爐料自然休止角的上方形成的環(huán)形空間，和氣化器(1)的出氣口(6，37)連接。
14.如權(quán)利要求
第13項(xiàng)中之裝置，其特點(diǎn)是直接還原豎爐(2)的內(nèi)部區(qū)域，在環(huán)形套筒(9)的上端外面向下方擴(kuò)大，環(huán)形套筒的內(nèi)部，和直接還原豎爐(2)的外罩壁部分的內(nèi)部正對(duì)。
15.如權(quán)利要求
第3至14項(xiàng)中任一項(xiàng)內(nèi)所述的裝置，其特點(diǎn)為圓錐形插入件(10)至少形成一個(gè)環(huán)形進(jìn)氣口(19，39)，有遮擋阻止?fàn)t料進(jìn)入，并和氣化器(1)相連。
16.如權(quán)利要求
第6至9項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)是在徑向上安放的螺旋形運(yùn)送器(11)的內(nèi)端，和圓錐插入件(10)的開(kāi)孔(38)接通，形成與氣化器(1)連接的還原性氣體進(jìn)口。
17.如權(quán)利要求
第6及第9至16項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的裝置，其特點(diǎn)是在任何情況下，有一個(gè)用連接管道(33)和氣化器(1)相通的海綿鐵顆粒卸料口(34)，和在徑向上放置的螺旋運(yùn)送器(11)的外端連接。
專利摘要
在一個(gè)有氣化器，和放置在它上面的直接還原豎爐的裝置中，豎爐通過(guò)一個(gè)連接豎管和氣化器相連，把從氣化器中取得的還原性氣體直接引入，甚至在有高含灰比時(shí)也能做到，之所以成為可能，是因?yàn)楹＞d鐵顆粒通過(guò)若干在徑向上放置的螺旋運(yùn)送卸出，而還原性氣體被送入在螺旋運(yùn)送器上方形成的一個(gè)環(huán)形區(qū)里。
文檔編號(hào)F27B1/21GK85104511SQ85104511
公開(kāi)日1987年7月8日 申請(qǐng)日期1985年6月12日
發(fā)明者坎格尼, 帕普斯特, 豪克, 納格 申請(qǐng)人:科夫工程有限公司, 沃斯特-阿爾派因股份公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan