用于竖炉的装填装置制造方法
【专利摘要】一种用于竖炉的装填装置，包括主壳以及用于将清洁气体引入到壳中的至少一个喷嘴。根据本发明的重要方面，控制器构造成依据装填状态信息改变主壳中的清洁气体的供应（流速）或压力。
【专利说明】用于竖炉的装填装置
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及用于竖炉的装填装置(charging device)并且特别地涉及用于分配炉中的装填材料的装置。更具体地，本发明涉及这种类型的装置，该装置装备有用于装填材料的周向和径向分配的斜道(chute)。【背景技术】
[0002]如在本领域中是众所周知的，鼓风炉的装填通常通过顶部装填设备来执行，该顶部装填设备用于将原材料储存在炉顶上并且将这些材料分配到炉中。原材料在仓库中称重并以批量模式(通过翻斗车或传送带)运输至炉顶装填设备，在此原材料储存在中间储料器中。
[0003]为了将装填材料(负载(burden))分配到炉中，顶部装填设备优选地包括旋转装填装置，该旋转装填装置布置在炉喉上且位于中间储料器下方。旋转分配装置包括固定壳体以及具有装填分配器的悬置转子，悬置转子被支撑在固定壳体中使得该悬置转子可围绕炉的轴线旋转。悬置转子与固定壳体形成旋转装填装置的主壳，其中布置有用于驱动悬置转子和枢转装填分配器的机构。
[0004]这样的旋转分配装置是例如从美国专利3，693，812已知的。
[0005]如在本领域中同样已知的，当固定壳体与悬置转子配合以形成封闭的壳时，悬置转子的旋转安装以及活动(悬置转子)部件与固定(壳体)部件之间的操作间隙需要环形空隙，炉内气体可通过该环形空隙进入主壳。
[0006]为了防止大量地夹带有灰尘的炉内气体进入旋转分配装置的主壳中，已知的是用氮气填充壳体。为了有效的结果，氮气流应当足够高以将主壳中的压力级别保持在炉内部中的压力之上。
[0007]例如，US6，540，958描述了旋转分配装置的主壳中的微小氮气过压的使用，并且提出这可自动执行。如本领域技术人员应当理解的，壳体中氮气压力的自动控制可在闭环中通过安装在炉喉中的压力传感器来执行。
[0008]GB1526478公开了一种具有旋转装填装置的鼓风炉，其中引入清洁的冷喉部气体以便冷却分配斜道的驱动机构并建立正压差以防止灰尘的进入。顶部气体的调节以这样的系统来实现，该系统包括“小型文丘里管”以及以主压缩机和辅助压缩机为特征的压缩台。该系统设置成使得小型文丘里管自动设置在预定的位置，以使气体的压力和纯化度是恒定的。
[0009]发明目的
[0010]本发明的目的是提供一种调节装填装置的主壳中的气体压力的可替换方式。
【发明内容】
[0011]诸位发明人已发现在装填阶段过程中为防止含尘的炉内气体进入分配装置的主壳中所需的气体流速比在没有材料被引入炉中时较大。诸位发明人还已注意到进入装填装置的壳中的合适的气体流速取决于通过装填装置向炉中装填的原材料的类型。
[0012]因此，本发明涉及一种用于竖炉的装填装置，包括:
[0013]主壳，例如提供用于将装填装置的分配斜道的驱动机构容纳在其中并且围绕供给通道，
[0014]活动的分配斜道，用于分配通过所述供给通道落入分配斜道中的装填材料，分配斜道优选地是可枢转的和/或可旋转的；以及
[0015]至少一个喷嘴，用于将清洁气体(例如清洁的鼓风炉内气体)引入壳中，所述清洁气体优选地是惰性气体，更加优选的是氮气(n2)。如在本文中使用的，术语“清洁气体”是指这样的气体，该气体基本不含灰尘颗粒，即包含少于20mg/Nm3 (优选地少于10mg/Nm3)的灰尘(在标准状态下(0%湿度、1，02325bar以及0°C ) INm3=Im3X [0016]根据本发明的重要方面，控制器构造成基于装填状态信息改变(adapt)主机壳中清洁气体的供应(流速)或压力。
[0017]装填装置可为任意类型。例如，该装填装置可包括悬置在平衡架(gimbal)上的分配斜道，如在例如EP1662009中描述的。然而，根据本发明更优选的实施方式，装填装置为旋转装填装置，包括
[0018]固定壳体，用于安装在竖炉的喉部上，固定壳体具有供给通道，该供给通道具有入口区段和出口区段，装填材料通过该入口区段和出口区段朝向竖炉流动；
[0019]悬置转子，具有装填分配器，悬置转子被支撑在固定壳体中，使得该悬置转子可围绕一轴线旋转；并且
[0020]其中，悬置转子与固定壳体配合以形成旋转装填装置的主壳，在该主壳中通常可布置用于辅助旋转和枢转所述装填分配器的机构。
[0021]本系统考虑了反映装填状态的信息来设定清洁气体的级别，并且无需炉内气体的持久(permanent，永久)压力测量。如以上所阐述的，诸位发明人已注意到可依据炉是否正在装填以及依据正向炉中装填的原材料的类型而采用不同的清洁气体流速。特别地，当没有材料正被装填时，需要相对较低的清洁气体流速来防止含尘的炉内气体进入主机壳中。相反地，当将原材料引入炉中时通常将增大清洁气体的供应/压力。
[0022]术语“装填状态信息”因而应当理解为包含分别反映了炉的装置的装填状态的任何信息。装填状态信息也即可表示:装填装置当前被(将被)操作以对炉进行装填；或者装填材料当前正通过装填装置流向炉；或者没有发生装填。
[0023]装填状态信息可有利地包含识别装填材料的类型的信息，该信息则用作设定清洁气体的供应或压力的期望级别的另一参数。
[0024]在实践中，本发明的实现可包括适于每个装填状态的清洁气体的供应或压力的级别的校正。可然后将清洁气体的供应/压力对应(vs.)操作状态的相应映射(map，对应关系)储存在控制器中。
[0025]如本领域技术人员应当进一步理解的，装填状态可由竖炉的装填程序容易地导出。这样的装填程序通常限定竖炉的批量装填过程、并且还有原材料的类型和量、及其供应至鼓风炉内部的顺序。控制器因而优选地构造成从装填程序控制器接收反映当前装填状态的相关装填信息。
[0026]因此，本发明提供将清洁气体(特别是氮气)供应到分配装置的主壳中的开环控制。提出的控制方案有利地包括基于装填程序信息(可容易地在鼓风炉的控制系统中得到)改变主壳内的清洁气体流速。
[0027]与具有压力传感器的闭环控制相比，本发明提出控制主壳中的清洁气体压力的更简单且更稳定的方式。该方式可在基于可容易地在鼓风炉控制系统中得到的信息进行校正之后运行。该方式无需高精度压差传感器(装填系统主壳压力/鼓风炉压力)，该压差传感器的可靠性面临炉内的恶劣条件的影响。
[0028]与基本的氮气填充(其中无论炉的运行如何而均设定单一的氮气流速)相比，在氮气上的节省是显著的。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]现在将参考附图以实例的方式来描述本发明，附图中:
[0030]图1:为穿过用于竖炉的旋转分配装置的竖直截面原理图。
【具体实施方式】
[0031]图1为示出了旋转分配装置10的主要元件，该旋转分配装置用于将大量装填材料(“负载”)分配到竖炉中，尤其是分配到鼓风炉(未示出)料线上。如在本领域中已知的，装置10被设计成顶部装填装置(未示出)的一部分。
[0032]通常，分配装置10布置成靠近反应器的顶部开口，例如位于炉的喉部上。例如，根据如在W02007/082633中公开 的构造，从一个或多个中间储存储料器(未示出)向分配器10供应装填材料。
[0033]分配装置10具有固定的壳体12，该壳体在其下部的外周处具有环形周向安装凸缘11，壳体12通常通过该安装凸缘以防漏的方式固定至例如炉喉开口(未示出)的边缘。在壳体12内，通过位于固定的壳体12上的大直径环形滚珠轴承16 (例如回转轴承)来支撑总体以标号14表示的悬置转子。转子14因此可围绕大致竖直的旋转轴线A (例如对应于鼓风炉轴线)旋转。如在图中所看到的，大体以标号18表示的分配斜道安装至悬置转子14，以便与该悬置转子协调地围绕轴线A旋转。斜道18实际上包括一对横向的悬臂20，斜道悬置通过所述悬臂而悬置在悬置转子14上，并且所述悬臂进一步允许斜道围绕水平轴线的倾斜。因此，斜道18可围绕轴线B旋转并且可围绕轴线A枢转。
[0034]在本变型中，转子14限定装置10的中央供给通道19，装填材料通过该供给通道从上面的储存储料器流动至分配斜道18。在其他情况中，可在转子14内布置限定较窄的供给通道的供给槽(spout)。
[0035]如应当理解的，悬置转子14与固定壳体12配合以形成旋转装填装置的主壳22并且因此限定大致封闭的环形室。主壳22因此围绕装填道19。
[0036]通常，使转子14围绕轴线A旋转并且使斜道围绕水平轴线倾斜所需的机构(未示出)的一部分布置在主壳22内。用于旋转和倾斜斜道18的机构的构造在本领域中是已知的且不是本发明的焦点，并且因此将不会在本文中进一步描述。对于与这样的结构相关的更多细节，可参考例如US2003/0180129。通常同样在主壳22内安装有冷却布置，用以防止损坏并且尤其但非排他地用于保护使转子14和斜道18运行所需的机构部件。
[0037]应当注意到的是，转子14包括管状支撑件或本体24，该管状支撑件或本体与旋转轴线A同轴布置并且承载斜道18。管状本体24从固定壳体12的入口区段26 (也是装填道19的入口)竖直地向下延伸至在壳体12的下末端处的出口区段28 (装填道19的出口)，滚珠轴承16的外座圈161固定在该入口区段处。滚珠轴承18的内座圈162则固定在本体24的上边沿(rim)处。在该示例性变型中，转子本体24具有朝向炉变宽并以环形水平凸缘30结束的阶梯状轮廓，该环形水平凸缘还形成主壳22的内部与炉的内部之间的隔板(screen)。
[0038]悬置转子14的凸缘30以紧邻固定壳体12的配合的水平外周凸缘32的方式侧向(径向)延伸。转子凸缘30和壳体凸缘32的相应尺寸设计成保持尽可能小的环形空隙34，该环形空隙形成允许转子14的旋转的操作间隙。
[0039]由于这个操作间隙，炉内气体可进入主壳22 (如由箭头36所表示的)并且大量的灰尘和颗粒可能沉积在主壳中并阻碍安装在主壳中的齿轮和其他机构的运行。对于炉内气体的流而言，进入主壳22的另一临界区域在轴承16的水平面处。为了使炉内气体进入主壳22最少，将清洁气体(优选为氮气)例如通过一个或多个喷嘴38引入到主壳中，并且保持清洁气体的压力至少略微超过炉内的气体压力。
[0040]应当理解的是，在本装置中，基于反映装置10或炉的装填状态的信息，通过控制器40来控制主壳22内的清洁气体的流速。
[0041]如以上所阐述的，诸位发明人已注意到，可依据炉是否正在被装填并且还依据正向炉中装填的原材料的类型来采用不同的清洁气体流速。特别地，当没有材料正被装填时，需要相对较低的清洁气体流速来防止炉内气体进入主壳22中。相反地，当将原材料引入炉中时，通常将增大清洁气体的流速。
[0042]装填状态可从通常用在鼓风炉控制系统中的装填程序容易地导出。控制器40可因此与鼓风炉控制系统通信，并且优选地整体形成在鼓风炉控制系统中。
[0043]装填含铁材料时防止炉内气体的进入所需的清洁气体的流速比以焦炭装填时所需的清洁气体的流速较大。 当装填装置10静止并且没有装填材料正被引入时，清洁气体的流速是最低的。
[0044]尽管不愿被理论所限制，人们相信各种装填材料之间的压力变化的幅度取决于各种装填材料各自的表观密度和孔隙指数。原材料的体积越紧密(大量材料的颗粒之间的孔隙最小)，气流的位移越大并且旋转分配装置10附近的气体炉压越高。
[0045]实际上，可通过校正来确定用来防止炉内气体进入主壳22的合适的清洁气体的流速。
[0046]如在表1中所示，清洁气体压力或流速对应装填状态的图表因此可存储在控制器中，该控制器则依据装填状态来改变清洁气体的供应。如从以上说明中应当理解的:L1〈L2〈L3。
[0047]表1
[0048]
装填状态I清洁气体压力或流速
1-没有装填LI
【权利要求】
1.一种用于竖炉的装填装置，包括: 主壳(22)，围绕供给通道(19)； 活动的分配斜道(18)，用于分配通过所述供给通道(19)落入所述分配斜道中的装填材料；以及 至少一个喷嘴(38)，用于将清洁气体引入到所述主壳(22)中； 其特征在于，包括控制器(40)，所述控制器构造成依据装填状态信息来改变所述主壳(22)中的清洁气体的供应或压力。
2.根据权利要求1所述的装填装置，其中，所述装填状态信息表明装填材料当前是否装填在炉中。
3.根据权利要求1或2所述的装填装置，其中，所述装填信息表明装填材料的类型。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装填装置，其中，所述装填信息由鼓风炉装填程序确定。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装填装置，其中，所述控制器(40)包括针对鼓风炉装填程序的每个阶段规定清洁气体的预定压力或流速级别的映射。
6.根据权利要求5所述的装填装置，其中，对于鼓风炉装填程序的每个阶段而言，所述预定压力或流速级别是已经校准的，以保持所述主壳中的清洁气体压力超过所述装填装置(10)附近的炉内气体压力。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装填装置，其中，在没有材料装填在所述鼓风炉中的情况下，所述控制器(40)以比装填阶段过程中所使用的压力或流速级别更低的预定压力或流速级别运行。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装填装置，其中，所述清洁气体为氮气。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装填装置，其中，所述装填装置为旋转装填装置，所述旋转装填装置包括: 固定壳体(12)，用于安装在所述竖炉的喉部上； 悬置转子(14)，具有装填分配器(18)，所述悬置转子被支撑在所述固定壳体(12)中，使得所述悬置转子能围绕一轴线旋转； 其中所述悬置转子(14)与所述固定壳体(12)配合以形成所述旋转装填装置的所述主壳(22)。
10.一种顶部装填设备，用于竖炉且特别是用于鼓风炉，所述顶部装填设备包括根据前述权利要求中任一项所述的装填装置。
11.一种用于操作竖炉的装填装置的方法，所述装填装置包括主壳(22);其中将清洁气体供应至所述主壳以防止炉内气体在所述主壳中的流动； 其特征在于，依据装填状态信息改变清洁气体的供应或压力。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述装填状态信息由鼓风炉装填程序确定。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述装填装置包括固定壳体(12)以及具有装填分配器(18)的悬置转子(14)，所述悬置转子被支撑在所述固定壳体(12)中，使得所述悬置转子能围绕一轴线旋转；所述悬置转子(14)与所述固定壳体(12)配合以形成所述装填装置的所述主壳(22)。
14.一种用于竖炉的装填装置的控制器，其中，所述控制器构造成接收装填信息并且依据所述装填状态信息而产生清洁气体压力控制信号。
15.一种计算机程序，包括计算机程序编码，当在计算机上运行所述计算机程序时，所述计算机程序编码适于执 行根据权利要求11至14中任一项所述的方法。
【文档编号】C21B7/24GK103748239SQ201280036436
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年7月19日 优先权日:2011年7月22日
【发明者】保罗·托克尔特, 埃米尔·洛纳尔迪, 卢特温·弗兰齐斯库斯, 居伊·蒂伦, 杰拉尔德·胡贝奥克斯 申请人:保尔伍斯股份有限公司