专利名称：用于冷却废气的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于冷却废气的装置，特别是用于冷却来自生铁生产用的熔炼还原炉的废气，其中提供一炉子，废气从该炉子排出和其中在炉子的上部区域内连接一用于排放和冷却废气的废气通道。-特别是在依据本发明装置的炉子内生产具有更高气压的废气，它在超压下进入废气通道内。在这里例如压力超过大气压约0.8bar。在气密和冷却的废气通道内，依据目的将废气冷却到例如适用于预热矿石的温度。进入废气通道内的废气具有例如大约1450℃的高温并且废气通道然后利用冷却介质，特别是温度例如为260℃的沸水进行冷却。
背景技术：
实践中公知开头所述类型的装置，其中废气通道利用相应的支承件支承在底座上。这种支承件为实心钢架。这些支承件通常借助于弹簧件支承在不同的平面上或负荷导入平面上。由于供给冷却介质(水蒸汽)的废气通道温度较高，造成装置运行时废气通道段相对于其他装置部件，特别是相对于炉子连接管的热膨胀。膨胀一般出现在垂直方向上并也出现在水平方向上。为补偿膨胀差需要相应的在设备部件之间连接的复杂的补偿件。此外的问题是废气通道内利用气体超压工作。由此设备部件仿佛被压开。与此相应必须设计补偿件或补偿结构件。这种补偿件一般情况下必须能够补偿不同空间方向上的相对运动。这些从现有技术中公知的措施相当复杂且费用巨大。
发明内容
本发明的技术目的因此在于，提供一种开头所述类型的装置，利用其可以以有效和同时简单且减少开支的方式补偿或仿佛平衡出现的热膨胀。
为了解决上述技术问题，本发明教导一种用于冷却废气特别是用于冷却来自生铁生产用的熔炼还原炉的废气的装置，其中提供一炉子，废气从该炉子排出和其中在炉子的上部区域内连接用于排放和冷却废气的废气通道，其中，废气通道可通过具有温度T1的冷却介质冷却，其中，废气通道通过支承件支承在底座上，以及其中支承件可利用同样温度T1的或大致温度T1的介质加热。
温度T1涉及输送到废气通道的冷却介质的温度。温度T1高于或明显高于室温。因此在设备运行的情况下产生相应的热膨胀。为冷却废气通道冷却介质依据目的通过相应的冷却管传导到废气通道壁上。依据本发明的一种实施方式，废气通道壁或初级壁通过冷却管构成。特别是在该初级壁上可以连接外绝热层。
支承件依据目的为线性构成的或基本上线性构成的支承件。在本发明的框架内，支承件垂直或基本上垂直定向。垂直定向在此方面依据一种实施方式涉及该装置的静止状态，也就是在该装置停止运行的情况下。正如下面还要介绍的那样，垂直支承件或垂直支承在设备运行时从其垂直定向偏转到一个倾斜位置内。但也在本发明的范围内的是，支承件或垂直支承在该装置的静止状态下设置在倾斜位置上，以及该支承件或该垂直支承然后在该装置运行时偏转到垂直的定向内。
本发明一种主要实施方式的特征在于，进入废气通道内的废气处于超压下。废气通道的气体内部压力依据目的高于大气压0.6-1.0bar，优选高于大气压0.7-0.9bar和最好高于大气压约0.8bar。进入废气通道内的废气一般情况下气体温度为1200-1600℃，优选1300-1500℃和最好气体温度约为1450℃。依据本发明的装置以有利的方式适用于废气通道内采用废气超压运行。
在本发明的范围内的是，支承件利用其下端支承在同一平面或同一负荷导入平面上。换句话说，支承件的下端处于同一平面或同一负荷导入平面上。支承件的下端在此方面可以支承在钢结构上，其部件依据目的构成或确定负荷导入平面。在本发明的范围内的是，依据本发明的负荷导入平面水平定向。也在本发明的范围内的是，炉子也可以以其自重支承在负荷导入平面上面或旁边。依据另一实施方式，炉子也可以支承在合适的基础上。
依据目的废气通道的冷却介质具有高于150℃和优选高于200℃的温度T1。依据本发明特别优选的实施方式，废气通道的冷却介质具有220-280℃的温度T1和特别是240-280℃的湿度。本发明一种实施方式的特征在于，冷却介质的温度T1为250-270℃和特别是约为260℃。
在本发明的范围内的是，冷却介质通过构成废气通道外壳的冷却管导入。依据本发明特别优选的实施方式，冷却介质为温度T1高于150℃，优选高于200℃和最好高于240℃的沸水。依据本发明的实施方式，废气通道因此进行蒸汽冷却。
依据本发明用于加热支承件的介质同样具有(废气通道的冷却介质所具有的)温度T1或者大致具有温度T1。在本发明的范围内特别优选一种实施方式，其中，用于冷却废气通道和最好为沸水的冷却介质也作为加热支承件的介质使用。因此用于加热支承件的介质然后相当于用于冷却废气通道的冷却介质。
依据本发明特别优选的实施方式，支承件为介质通流的空心型材。该支承件特别可以是具有温度T1的介质流过的管。依据目的温度约为260℃的沸水流过该空心型材，即使废气通道的冷却介质具有260℃或者约260℃的温度T1。支承件介质的温度T1同样是指输送到支承件的介质的温度。
在本发明的范围内，支承件构成为摆动支承或作为垂直摆动支承。依据目的支承件利用其一端通过铰接连接在废气通道上并利用其另一端通过铰接连接在负荷导入平面上。通过支承件作为摆动支承依据本发明的这种构造，可以吸收装置部件或废气通道段的水平的膨胀或水平的热膨胀。在此方面，连接在废气通道上的摆动支承在相应的水平的膨胀产生情况下可以侧面回转。按照这种方式有效避免水平方向上夹住。本发明因此依据特别优选的实施方式采用作为冷却的摆动支承构成的支承件工作，具有温度T1的介质导过这些支承件。
依据本发明的一种实施方式，支承件分别通过弹簧件支承在负荷导入平面上。这种弹簧件依据目的是一种盘形弹簧。
在本发明的范围内的是，负荷导入平面的垂直高度根据炉子与废气通道之间的温差确定。这种温差特别是用于废气通道或支承件的冷却介质的温度T1与用于冷却炉壁或炉子内壁的冷却介质的温度T2之间的差值。特别是在上部炉子部分的连接废气通道的炉壁利用一种冷却介质冷却，其中，该冷却介质具有一般情况下低于或明显低于用于废气通道的冷却介质温度T1的温度T2。具有温度T2的冷却介质依据目的同样通过炉壁上存在的冷却管传导。温度T2涉及输送到炉子或炉子冷却管的冷却介质的温度。炉子的壁或内壁例如采用温度T2为80℃的冷却介质进行冷却，而废气通道和支承件则例如采用温度为260℃的冷却介质或介质进行冷却。由此一方面在炉子上和另一方面在废气通道或支承件上产生不同的垂直热膨胀。换句话说，所述的设备部件的垂直纵向膨胀(mm)在80℃下和260℃下有所不同。炉子或上部炉段在此方面一般情况下由与连接在炉子上的废气通道段和支承件相同的材料或基本相同的材料制成。这些设备部件最好由钢或者基本上由钢制成。为补偿上述的差值，现在依据本发明将所冷却的支承件的负荷导入平面提升，确切地说是根据温差或膨胀系数差值。支承件或垂直支承由此仿佛被缩短。事实证明这种措施特别有效，而且炉子和废气通道或支承件的不同垂直膨胀由此可以功能可靠地得到平衡。负荷导入平面确定垂直方向上的理想固定点。水平固定点可以自由选择并依据本发明最好处于下炉缸的中轴线上。
依据本发明的废气通道依据目的这样构成，使炉子的上部区域上首先连接一个水平的废气通道段或略微倾斜的和基本水平的废气通道段。在该水平的或倾斜的废气通道段上连接一个垂直的废气通道段，从而废气在其中垂直向上导引。废气在该第一垂直废气通道段的上端经由转向段导入第二垂直废气段内，通过该第二垂直废气段废气再向下导引。该废气通道段因此依据本发明的优选实施方式具有倒Us字的形状，带有连接在上面的用于与炉子上部建立连接的水平或倾斜废气通道段。
本发明基于这种认识，即根据该装置依据本发明的构成可以有效和功能可靠地避免装置部件的不同相对热膨胀。这一点也适用于在依据本发明的装置一般情况下存在的废气通道内的废气超压中。这种较高的气体压力在从现有技术中公知的装置中是一个重要问题，但它通过依据本发明的装置可以得到有效解决。本发明就此而言基于这种认识，即废气通道的垂直的支承件的加热，特别是采用与冷却废气通道同一温度的加热，使本发明的技术问题特别功能可靠和有效地得以解决。与此同时在本发明的范围内，废气通道的支承件支承在同一负荷导入平面上。此外，本发明基于这种认识，即如果负荷导入平面的垂直高度根据炉子冷却和废气通道冷却或支承件冷却之间的温差确定，可以特别有效地避免不同的干扰热膨胀。本发明此外还基于这种认识，即如果支承件构成为铰接连接的摆动支承，可以附加有效地吸收或补偿水平的热膨胀。由于该装置依据发明的构造，可以取消设备部件之间过渡区复杂的补偿件或复杂的构造。特别是在废气通道内较高气压的情况下错综复杂的成本高的补偿方案可以得到避免。就此而言依据本发明装置的特征在于，与从现有技术中公知的装置相比更加简单且成本更少的结构。依据本发明的装置因此可比迄今为止从现有技术中公知的这种类型的装置成本更低地进行制造。
下面借助附图所示的仅一个实施例对本发明进行详细地说明。其中图1示出依据本发明装置的示意侧视图；以及图2示出图1主题的局部示意图。
具体实施例方式
图1示出用于冷却废气的装置，特别是用于冷却来自生铁生产用的熔炼还原炉的废气的装置。该装置具有炉子1，废气从该炉子排出并在炉子的上部区域2内连接一个用于排放和冷却废气的废气通道3。废气在气密和冷却的废气通道3内冷却到例如适用于预热矿石的温度。冷却的废气从废气通道3的继续排放图中没有详细示出。
在图1的实施例中，在炉子1的上部区域2首先连接一个水平的或略微倾斜的废气通道段4。该废气通道段4过渡到笫一垂直废气通道段5。废气然后通过转向段6流动到又向下导引的第二垂直废气通道段7内。废气通道3因此具有倒U的形状，其带有连接在其上面用于与炉子1的上部区域2建立连接的水平废气通道段4。从炉子1的上部区域2流入到废气通道段4内的废气可以具有约1450℃的温度以及约高于大气压0.8bar的气体超压。
废气通道3的壁通过冷却介质冷却，该冷却介质由构成废气通道3壁未示出的冷却管引导。所输送的冷却介质在该实施例中具有260℃的温度T1。由于这种相当高的温度T1，在装置运行时在废气通道上产生由热引起的膨胀。冷却介质此外依据目的为沸水。废气通道3通过支承件或通过垂直支承8支承在底座上。垂直支承8的下端支承在一个和同一个水平的负荷导入平面L上。负荷导入平面L依据目的通过未详细示出的钢结构支承在地面上。在该实施例中，炉子1同样支承在地面上或适当的基础上。
在本发明的范围内的是，垂直支承8通过在该实施例中与废气通道3所具有的冷却介质同一温度T1的介质加热。换句话说，垂直支承8借助于具有温度T1为260℃的介质加热。这种介质最好也是沸水。垂直支承8最好构成为空心型材并在该实施例中构成为管，通过管输送温度为T1的介质。通过依据本发明加热垂直支承8并通过垂直支承8支承在同一负荷导入平面L上，可以有效避免废气通道段的干扰相对膨胀。出于这一原因可以以有利的方式取消从现有技术中公知的昂贵的补偿件。
在附图的实施例中，侧视图中各自仅示出一个垂直支承8。但垂直支承8依据目的也可以存在于废气通道3的两侧上。-依据本发明特别优选的实施方式，垂直支承8构成为摆动支承。为此垂支支承8分别以其上端与废气通道3铰接连接并以其下端与负荷导入平面L或与确定负荷导入平面L的钢结构铰接连接。按照这种方式，有效平衡或补偿干扰的水平热膨胀。这一点在图1和2中示出。
此外在本发明的范围内的是，负荷导入平面L的垂直高度h按照废气通道上的温度T1与炉子上的温度T2之间的差值确定。炉子1的上部区域2同样通过存在于炉子1内壁上未详细示出的冷却管引导的冷却介质冷却。用于冷却该上部区域2所输送的冷却介质的的温度T2低于废气通道3的冷却介质温度T1。用于冷却上部区域2的冷却介质的温度T2在该实施例中为80℃。负荷导入平面L因此按照炉子1与废气通道3或垂直支承8之间的温差上升，而且上升垂直高度h。由此仿佛缩短了垂直支承8的长度。按照这种方式可以避免炉子1与废气通道3之间干扰的垂直相对膨胀。换句话说，负荷导入平面L这样构成，使炉子仿佛也可以与260℃的温度相应地垂直膨胀。
此外图1还示出铰接连接在废气通道3上的导向摆动件9，从而其可以(相对于整个系统的固定点)跟随废气通道3的垂直和水平膨胀。这一点在图1中示出。此外，在垂直废气通道段5与7之间设置隔架10，它最好同样由温度T1(260℃)的冷却介质通流。由此也可以有效避免干扰的相对膨胀和特别是可以确保废气通道段5与7之间的平行度。
权利要求
1.用于冷却废气的装置，其中，提供一炉子(1)，废气从该炉子排出，并且其中在炉子(1)的上部区域(2)内连接一用于排放和冷却废气的废气通道(3)，其中废气通道(3)可通过具有温度T1的冷却介质冷却，其中废气通道(3)通过支承件支承在底座上，以及其中支承件可利用同样具有温度T1的或大致温度T1的介质加热。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，支承件利用其下端支承在同一负荷导入平面(L)上。
3.按权利要求1或2之一所述的装置，其特征在于，冷却介质的温度T1高于150℃和优选高于200℃。
4.按权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，冷却介质为温度T1高于150℃的沸水或水蒸汽。
5.按权利要求1-4之一所述的装置，其特征在于，支承件为被介质通流的空心型材。
6.按权利要求1-5之一所述的装置，其特征在于，支承件构成为摆动支承。
7.按权利要求1-6之一所述的装置，其特征在于，支承件分别通过弹簧件支承在负荷导入平面(L)上。
8.按权利要求1-7之一所述的装置，其特征在于，负荷导入平面(L)的高度根据炉子(1)与废气通道(3)之间的温差确定。
9.按权利要求1-8之一所述的装置，其特征在于，在炉子(1)的上部区域上首先连接一个水平的废气通道段(4)，在该水平的废气通道段上再连接一个垂直的废气通道段(5)。
全文摘要
本发明涉及一种用于冷却废气的装置，特别是用于冷却来自生铁生产用的熔炼还原炉的废气。提供一炉子，废气从该炉子排出并在炉子的上部区域内连接废气通道。废气通过具有温度T
文档编号F23J15/06GK1982782SQ200610063970
公开日2007年6月20日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年10月5日
发明者H·许宁 申请人:奥莎茨有限公司