向竖炉中注射还原性气体的装置制造方法及图纸

一种向竖炉中注射还原性气体的装置，该装置包括：外部壳体，该外部壳体的前表面设置有用于向竖炉中进行气体注射的出口；内部壳体，该内部壳体定位在外部壳体内，其中，还原性气体是循环的。内部壳体具有与外部壳体的前表面的气体注射出口匹配的开口。外部壳体的前表面包括上部部分和下部部分，并且气体注射出口位于下部部分中并且相对于上部部分向内。于下部部分中并且相对于上部部分向内。于下部部分中并且相对于上部部分向内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】向竖炉中注射还原性气体的装置


[0001]本专利技术涉及用于向竖炉中注射还原性气体的装置。

技术介绍

[0002]在高炉中，常规地通过由还原性气体(特别地包含CO、H2和N2)对铁氧化物进行还原来实现含铁炉料(烧结矿、球团矿和铁矿石)向铸铁或热金属的转化，还原性气体通过在位于高炉的底部部分中的风口处燃烧焦炭而形成，在风口处注射预热至1000℃与1300℃之间的温度的空气，其称为热风。
[0003]为了提高生产率并降低成本，在风口处还注射与热风的富氧相结合的辅助燃料，比如呈粉状形式的煤、燃料油、天然气或其他燃料。
[0004]在高炉的上部部分中所回收的、称为炉顶煤气的气体主要由对应比例为20％v～28％v、17％v～25％v、1％v～5％v和48％v～55％v的CO、CO2、H2和N2组成。尽管在其他工厂、比如发电厂中，这些气体部分地作为燃料使用，但高炉一直是CO2的重要产生者。
[0005]鉴于自上世纪初以来大气中的CO2的浓度的显著增加以及随之而来的温室效应，在大量产生CO2的地方、并且因此特别是在高炉处，减少CO2的排放是至关重要的。
[0006]为此目的，在最近的50年期间，高炉中的还原剂的消耗已经减少了一半，使得目前在常规配置的高炉中，碳的消耗已经达到与热力学定律相关的低限度。
[0007]其他减少CO2排放的一种已知的方法是将除去CO2的和富含CO的炉顶煤气重新引入至高炉中，所述高炉被称为TGRBF(炉顶煤气回收高炉)。因此，富含CO的气体作为还原剂的使用使得可以减少焦炭消耗并因此减少CO2排放。可以在以下两个水平高度处进行这种注射：在典型的风口水平高度处，代替热风；以及在高炉的还原区中、例如在高炉的炉身的下部部分中。
[0008]可以在现有设备的位置处执行风口水平高度处的注射。然而，在目前的实践中，不存在还原区水平高度处的注射，并且因此必须安装新的设备。该设备将与装入炉中的炉料接触并且因此将经受冲击和磨损。此外，炉料可能包括一些细小和挥发性物质，这些物质可能堵塞或弄脏注射出口，从而因此需要改变装置。
[0009]因此需要一种允许注射还原性气体的装置，该装置具有延长的使用寿命。值得注意的是，需要一种装置，该装置由于装入到炉中的物质而被堵塞的风险有限。还需要一种轻质且易于实施的装置。

技术实现思路

[0010]通过根据本专利技术的装置解决了这种问题，本专利技术的装置包括：外部壳体，该外部壳体具有后表面和前表面，所述前表面设置有用于向竖炉中进行气体注射的出口；内部壳体，该内部壳体定位在外部壳体内，其中，还原性气体是循环的，所述内部壳体具有与外部壳体的前表面的气体注射出口匹配的开口，其中，前表面包括上部部分和下部部分，气体注射出口位于下部部分中，并且下部部分和上部部分设计成使得注射出口相对于上部部分向内定
位。
[0011]本专利技术的装置还可以包括下列分别考虑或根据所有可能的技术组合考虑的可选特征：
[0012]‑
耐火层定位在外部壳体与内部壳体之间，
[0013]‑
内部壳体由具有高达1200℃的耐温性的钢制成，
[0014]‑
装置不包括任何冷却系统，
[0015]‑
竖炉是高炉，
[0016]‑
装置栓接至竖炉，
[0017]‑
装置包括用以支承内部壳体的加强板，
[0018]‑
内部壳体设计成使得还原性气体向竖炉内的注射向下执行，
[0019]‑
内部壳体设计成使得还原性气体向竖炉内的注射以与竖炉内壁的垂线所成的包括在0
°
与30
°
之间的角度α执行，
[0020]‑
装置包括位于前表面的上部部分中的石盒，
[0021]‑
前表面具有三角形形状，
[0022]‑
下部部分相对于上部部分凹进，
[0023]‑
下部部分从上部部分开始斜切。
附图说明
[0024]本专利技术的其他特征和优点将参照附图从对本专利技术的描述中清楚地显现，该描述在下面通过指示的方式给出并且绝非限制性，在附图中：
[0025]‑
图1图示了配备有还原性气体注射装置的高炉的侧视图；
[0026]‑
图2图示了具有还原性气体注射的高炉的俯视图；
[0027]‑
图3图示了根据本专利技术的第一实施方式的注射装置；
[0028]‑
图4图示了根据本专利技术的第二实施方式的注射装置；
[0029]‑
图5图示了根据本专利技术的第二实施方式的注射装置。
[0030]附图中的元件用于说明并且可能未按比例绘制。相同的附图标记被用于从一个附图至另一附图的相同元件。
具体实施方式
[0031]图1是根据本专利技术的高炉的侧视图。从顶部开始，高炉1包括炉喉11、炉身(也称为炉胸)12、炉腰13、炉腹14和炉缸15，其中，炉喉11中装载物料并且排放气体。所装载的物料主要是诸如烧结矿、球团矿或铁矿石之类的含铁物料和诸如焦炭之类的含碳物料。碳燃烧以及因此铁还原所必需的热风注射通过位于炉腹14与炉缸15之间的风口16执行。在结构方面，如图3中所图示的，高炉具有外壁或外壳2，该外壳2在高炉的内侧由耐火内衬和护板3覆盖，从而形成内壁5。为了减少作为用于铁还原的主要碳提供者的焦炭的消耗，已经设想到除了热风之外还在高炉中注射还原性气体。在高炉的炉身中，优选地在炉身12的下部部分中、例如在炉腰13的正上方执行这种还原性气体注射。在优选实施方式中，在距典型风口水平高度一定距离处执行还原性气体注射，该距离包括在炉的工作高度H的20％与70％之间、优选地在30％与60％之间。如图1中所图示的，高炉的工作高度H是热风通过典型风口的注
射水平高度与装料的零水平高度之间的距离。
[0032]通过围绕炉的圆周的若干个注射出口4执行注射，如图2中所图示的，图2是高炉1在还原性气体的注射水平高度处的俯视图。在优选实施方式中，存在与形成内壁2的护板一样多的注射出口。向高炉中的每吨热金属注射200Nm3与700Nm3之间的还原性气体。
[0033]图3至图5图示了根据本专利技术的不同实施方式的注射装置4。在所有实施方式中，注射装置4包括具有前表面21和后表面22的外部壳体20。前表面21是定位在炉内的表面并且设置有用于将还原性气体注射到炉中的出口23。注射装置4还包括定位在外部壳体20内的内部壳体24。该内部壳体24优选地由能够抵抗高达1200℃的温度的钢、优选地由不锈钢制成。内部壳体24也可以由铜制成。该内部壳体24具有与外部壳体20的前表面21的气体注射出口23匹配的开口。
[0034]注射装置4的前表面21包括至少两个部分、即上部部分21A和下部部分21B，下部部分21B包括气体注射出口23。这些上部部分和下部部分设计成使得气体注射出口23相对于上部部分21A向内定位，使得该上部部分保护气体注射出口23本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种向竖炉1中注射还原性气体的装置4，所述装置包括：a.外部壳体20，所述外部壳体20具有后表面22和前表面21，所述前表面21设置有用于向所述竖炉中进行气体注射的出口23，b.内部壳体24，所述内部壳体24定位在所述外部壳体20的内侧，其中，还原性气体是循环的，所述内部壳体24具有与所述外部壳体的所述前表面21的所述气体注射出口23匹配的开口，其中，所述前表面21包括上部部分21A和下部部分21B，所述气体注射出口23位于所述下部部分21B中，并且所述下部部分21B和所述上部部分21A设计成使得所述注射出口23相对于所述上部部分21A向内定位。2.根据权利要求1所述的装置，还包括定位在所述外部壳体20与所述内部壳体24之间的耐火层25。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述内部壳体24由具有达1200℃的耐温性的钢制成。4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，所述装置不包括任何冷却系统。5.根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：