专利名称:气化器和直接还原炉装置的制作方法
本发明所涉及是权利要求
第1项中的序论中所述的装置。
这种类型的装置，据从专利第EP- A- 1，0094，707号(原文如此-译者)所知，有一个熔炼器制造还原性气体，在熔炼器中，用吹管将氧气和煤粉向一块熔化的铁条上吹送，作为反应剂，对产生的气体中的CO和CO2的比例起影响。有一个连接炉腔，把冷却剂吹入，使产生的还原性气体冷却到还原性气体的必要温度。通过这个连接竖管，把上述原性气体直接送进安排在熔炼器上方的直接还原竖炉中去。上述竖炉有一个倒置圆锥体形式的炉基，支持竖炉中的料柱。竖炉壁在炉基上方向外倾斜，形成一个环形间隙。通过安装在炉基中心的一个螺旋形滑动件的旋转，在任何情况下都可以把最底层的海绵铁颗粒层，通过连接炉心中的环形间隙，送进熔炼器中去，同时，上升的还原性气体经过上述环形间隙，进入直接还原竖炉中去。
这种已知的安排方法，假设通过连接炉心，引入直接还原竖炉的还原性气体，有低的含炭百分比。有高含灰比的还原性气体，如用流化床气化器产生的，或如德国专利第2，843，303号(西德专利-译者)中所述的熔炼气化器所提供的还原性气体，将使靠近料柱下部区域里的间隙，很快被夹带的粉尘堵塞。因此，在用高含灰量气体时，通过海绵铁颗粒卸料口直接送入直接还原竖炉的还原性气体的量，必须限制在还原过程总需要量的约百分之30以内。(德国专利第3，034，539号)。
因此本发明提出的课题是制造这样一种类型的装置，如权利要求
第1项序论中所述，甚至将高含灰比的气体，按直接还原的需要量，从气化器直接供入直接还原竖炉，不会因为有夹带的灰分，而引起料柱间隙的堵塞，以致气体在炉膛内分布不均匀而造成运转故障。
这课题可由权利要求
第1项提出的特点解答。本发明的有利发展形式可从从属权利要求
看清。
由于有创造性的措施，气体进入料柱的进口截面积增大，气体的流速和灰粒渗透的深度减低。
由于海绵铁颗粒的活动量有恒定的增加，气体所必需有的渗透性，特别是在还原性气体向炉料中渗透的区域中的渗透性，可以从而得到保证。
在权利要求
的装置中，在料柱的下部范围里有一个环形区形成，海绵铁颗粒在这里不断被一个特别适当的机械装置搅动，同时使它们的下降速度增加。这个区域从料柱的底部形始，延伸到炉料的一个很大的面积上，于是提供了增大还原性气体进入炉料的进气口截面的可能性，因而在一个给定的通过量下，提高了气体进入炉料的流量，便减小了尘粒的渗透深度。当使用放在炉料里在径向上放置的螺旋运送器时，海绵铁颗粒在被连续向圆周上均匀分布的状态下，被从环形区里抽出，输送到熔炼气化器中或被送到炉外。最好在海绵铁颗粒从直接还原竖炉中排出时，既可以通过一个环形间隙或通过下降管到达炉外，也通过炉底的一个中心开孔到达炉内。利用可以向两个方向旋转的螺旋运送器，可以按需要向炉外或炉内运送。例如，在一定的时间间隔中，由全体螺旋运送器轮流，先全体向外运送，然后全体向内运送，或者也可以作按扇形区域作变换方向的运送，目的都是要使环形区中的全部海绵铁颗粒活动，防止还原性气体夹带的灰粒在局部堵塞。
在下文中将对本发明参照两个实施方案和五幅附图作更详尽的叙述，附图内容如下图1和2为解释本发明所必需，第一个实施方案的一个部分纵向截面和横截面图。
图3和图4为第二实施方案的相同示意。
图5为螺旋运送器的驱动装置。
图1表示气化器1的上部和放在它上面的直接还原竖炉2的下部的纵向剖面图。竖炉有一个炉基，由一个支撑结构3和一个台板4形成，用于在竖炉内支撑料柱5。料柱的上部为块状铁矿石或氧化铁球粒，从上方向直接还原竖炉进料，而下部为通过直接还原，用矿石或球粒形成的海绵铁颗粒，竖炉通过一个连接炉腔和气化器1连接。
由支撑结构3和台板4形成的炉基有一个环形间隙7和一个形式为中心开孔8的海绵铁颗粒卸料口。在支撑结构3的范围里，环形间隙在必须与上述结构固定的地方上，有跨接件连接。两个卸料口都有屏蔽，和料柱5隔绝，例如用套筒9或一个圆锥体10作屏蔽。利用一个由若干个在径向上放置的螺旋运送器11，组成的一个运送器件，把海绵铁颗粒搅拌，从料柱5的下部把海绵铁颗粒运送到环形间隙7和中心形孔8中去。为了这个目的，螺旋运送器可以分别和驱动装置13连接，使螺旋运送器可以朝两个方向旋转，如图中双箭头12数字所示。螺旋运送器的径向安排可以从图2中看到，图2表示图1沿Ⅱ-Ⅱ的剖面。
在这个实施方案中，有八个螺旋运送器11在圆周上均匀庆置。
也可以任意采用其他的机械作用装置，代替螺旋运送器11，以产生旋流，最好还能同时将学海绵铁颗粒运输，例如使用一个转动件，推力段，某些其他的推动器械，或用一个振动器械或颠簸器械。
如图1所示，用于遮挡环形间隙7的环形套筒7，以及用于遮挡中心开孔8的圆锥形插入件10，恰好到由螺旋运送器11组成的运送器件的上方为止。同时在屏蔽元件的边缘下方，有一个自然休止角形成，料柱5就由台板4支撑。所以台板需要有量度上的要求，而同时需考虑上述休止角。环形空间14是还原性气体赖以进入料柱的通路，布置正环形套筒9的背面，炉料自然休止角的上方。
在图1所示的情况下，直接还原竖炉的内部面积，在环形套筒上端的外面向下扩大，环形套筒的内部和炉体2罩在外面的壁部的内部迳直相对。假如把环形套筒作圆锥体形式向内倾斜，那么在炉壁的构造中就不需要的炉基附近把炉壁扩大。
把海绵铁颗粒的通道截面，在邻近运送器件上方的部分，形成一个环形区，并使来自气化器1的热还原性气体，可以均匀分布的方式供应到环形区的圆周上去，这是有优点的。在本实施方案中，环形区15只是由圆锥形插入件10形成，热还原性气体如箭头16和17所示，通过环形进气区18，19，进入料柱5，使气体可以均匀分布到圆周上去。这样，携带灰粒的热还原性气体从一个大进口截面，进入料柱5的范围内，海绵铁颗粒在料柱中被螺旋运送器11永远不停地搅动，比上面的区域有较高的通过速度，如上文所述，甚至在空气高度携带灰粒的情况下，这样可以进一步减少料柱间隙局部堵塞的机会，并可使直接还原竖炉中有均匀的气体贯通。
这个效果还可以提高，假使螺旋运送器的构造形式改为浆板间隔螺旋段的形式，如已从德国(西德)专利3，034，539号所知者，并且，假使用本文所述的螺旋运送器，而各个螺旋运送器可以分别向两个方向旋转的话。
在图1所示的实施方案中，把通过环形间隙7排卸的海绵铁颗粒，通过连接炉腔6运输到气化器1中，气化器的构造有熔炼气化器的形式，并把从中心开孔8中通过的海绵铁颗粒，从卸料管20中经过，通过连接管21，引导到炉外。由于修改结构，还可以明显看出，可以把全部海绵铁颗粒运送到炉外，或全部送入气化器1中，有需要时，也可以随意作分流。
为了把来自气化器1的热还原气体的温度降低，适应直接还石竖炉的需要，在根据图1所作的实施方案中，还设置了用热交换器22所进行的间接冷却，及通过一个中央冷却气体配流器23掺入冷却气体所进行的直接冷却。所用的冷却气体是还原性气体，用一个连接管24取出，在一个冷却气体涤气器25中冷却，然后输入冷却气体配流器23。
气化器1产生的还原性气体在连接炉腔6中通过，调节到要求的温度，通过环形间隙7或中心压孔8，进入环形空间14，或圆锥形插入件10下方的空间中，从这空间经过环形进气区18，19，进入料柱。
如图2所示，可以用在圆周上分布的螺旋运送器，把海绵铁颗粒连续从料柱5的底部，向外引导到环形间隙7中，或向内引导到中心开孔8中去。为了避免在那里产生静区，螺旋运送器可以有向内倾斜的圆锥形(图中未示)，从中心开孔8中通过，或趋向开孔8，或则如图中虚线所示，在相邻的两螺旋运送器之间，设置楔形件26，向着中心开孔8和向上方缩小。
根据图3到图5所示的第二实施方案，与图1和图2所示的实施方案中对应的部件，用相同的标图号码表示。第二实施方案与第一实施方案不同之点，主要在于安排在气化器上方的直接还原竖炉2用它本身的支架31支撑。支撑料柱5的炉基只有一个中心开孔8，作海绵铁颗粒的卸料口，因而炉基可以有稳定的支撑方式而无冷却的问题。但是可以增加一些下降管33，其中之一在图中用虚线表示，这种下降管使海绵铁可以从螺旋运送器的外端，输送入气化器1。为了这个目的，在每一个螺旋运送器外端的区域内，都设置连接管34，并且每一个连管34都用下降管33和气化器1的内部相连，显然这里也可以使螺旋运送器向两个方向旋转，或者采用一个螺旋运送器不停向外，另一个螺旋运送器不停向里输送的互相结合的方式。
在按第二个方案实施时，大部分还原性气体也是从边缘被通过一个环形进气口，吹入环形区15的。这个部分在图中用a表示。因为通过省略了第一实施方案中所用的环间隙7，还原性气体不能够由这个途径进入在环形套筒9背后形成的环形空间，所以至少有一个连接管35和环形空间14相通，并通过一条气体管道36，和气化器1的出气口37相通。
在第二实施方案中，圆锥形插入件10有若干孔口38，在里面接入在径向上放置的螺旋运送器11的内端。孔口38形成在气化器炉腔6内上升的还原形气体的进气口。专门供气体分流b在里面通过。另一个分流c被引导从圆锥形插入件10的环形间隙39中通过，进入环形区15。此外，当设有下降管33时，有一个分流通过下降管进入料柱。分流a大约占引入环形区15的热还原气体积的65%，分流b约占25%，分流c约占10%。当气体通过一个大截面导入时，流速比较低，于是被夹带的灰粒渗透的深度有限，因而甚至在还原性气体有高含灰比时，气体被在海绵铁球粒之间阻塞的机会，能被进一步减少，从而气体的均匀分布可以得到保证。在连接炉腔6和气体管道36中，设置了冷却气体的进气接头40。连接炉腔还有一个补偿段41，补偿结构31支承的炉基32的高度。
图3和5中的驱动装置13的结构形式为一个棘爪和一个制动开关，假如螺旋运送器可以作两个方向的驱动时，每一个螺旋运送器11应该连接两个这样的驱动器。
勘误表CPME854246
勘误表
勘误表
权利要求
1.在气化器，特别如熔炼气化器，和用块状铁矿石或用氧化铁球粒作炉料的直接还原竖炉的一种装置中，竖炉中有一个用炉基支持的料柱，炉基至少有一个卸料口，排卸海绵铁颗粒，至少有一个最好是环形的还原性气体进气口，还原性气体由气化器向料柱下部的炉料供给，本装置的特点是有一个机械装置，至少在供给还原形气体的时候，在气体流过的范围内及进气口的附近，使炉料颗粒连续来回运动。
2.如权利要求
第1项中之装置，特点是供给还原形气体时，把气体在竖炉(2)的圆周上均匀分布。
3.如权利要求
第1项中所述之装置，其特点是放入一个插入件(10)，使海绵铁颗粒经过的通道截面，在炉基(3，4，32)的上方，形成一个环形区(15)，还原性气体可以向这个区供给。
4.如权利要求
第1至3项中任一项所述的装置，其特点是炉体(2)通过一个连接炉腔(6)和气化器(1)相连。
5.如权利要求
第1至4项中任一项所述的装置，其特点是机械装置同时作为一个运送组件，把海绵铁颗粒运送到卸料口(7，8，34)。
6.如权利要求
第5项中之装置，特点是机械装置由若干在径向上安排的螺旋运送器(11)形成。
7.如权利要求
第1至5项中任一项所述的装置，其特点是机械装置由一个转动体，一个推送段或其他的驱动装置形成。
8.如权利要求
第1至5项中任一项所述的装置，其特点在于机械装置由一个振动装置或颠簸装置形成。
9.如权利要求
第6项中所述之装置，其特点是螺旋运送器的构造形式，为四桨板形成的有间断的螺旋阶段。
10.如权利要求
第6项或第9项所述的装置，其特点为在圆周方向上，在螺旋运送器(11)的相互间，设有楔形件(26)。
11.如权利要求
第1至10项中一项所述的装置，其特点是在炉基(3，4)和直接还原竖炉(2)的内壁之间，有一个环形间隙(7)形式的海绵铁颗粒卸料口。
12.如权利要求
第1至11项中任一项所述的装置，其特点是在直接还原竖炉(2)的炉基(3，4，38)上，有一个中央孔口(8)形式的海绵绵铁颗粒卸料口。
13.如权利要求
第1至12项中任一项所述的装置，其特点是直接还原竖炉(2)的炉壁有一个环形套筒(9)，并且在环形套筒(9)的背面，炉料自然休止角的上方形成的环形空间，和气化器(1)的出气口(6，37)连接。
14.如权利要求
第13项中之装置，其特点是直接还原竖炉(2)的内部区域，在环形套筒(9)的上端外面向下方扩大，环形套筒的内部，和直接还原竖炉(2)的外罩壁部分的内部正对。
15.如权利要求
第3至14项中任一项内所述的装置，其特点为圆锥形插入件(10)至少形成一个环形进气口(19，39)，有遮挡阻止炉料进入，并和气化器(1)相连。
16.如权利要求
第6至9项中任一项所述的装置，其特点是在径向上安放的螺旋形运送器(11)的内端，和圆锥插入件(10)的开孔(38)接通，形成与气化器(1)连接的还原性气体进口。
17.如权利要求
第6及第9至16项中任一项所述的装置，其特点是在任何情况下，有一个用连接管道(33)和气化器(1)相通的海绵铁颗粒卸料口(34)，和在径向上放置的螺旋运送器(11)的外端连接。
专利摘要
在一个有气化器，和放置在它上面的直接还原竖炉的装置中，竖炉通过一个连接竖管和气化器相连，把从气化器中取得的还原性气体直接引入，甚至在有高含灰比时也能做到，之所以成为可能，是因为海绵铁颗粒通过若干在径向上放置的螺旋运送卸出，而还原性气体被送入在螺旋运送器上方形成的一个环形区里。
文档编号F27B1/21GK85104511SQ85104511
公开日1987年7月8日 申请日期1985年6月12日
发明者坎格尼, 帕普斯特, 豪克, 纳格 申请人:科夫工程有限公司, 沃斯特-阿尔派因股份公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan