高炉设备制造技术

本发明专利技术涉及具有高炉(2)和高炉(2)用装料装置(3)的高炉设备(1,1a‑1c)。为了以经济的方式向装料装置提供净化气体，本发明专利技术提供的高炉设备(1,1a‑1c)还包括：·至少一个喷嘴(6)，其用于将净化气体引入至所述装料装置(3)；·净化装置(7)，其被连接用于接收来自高炉(2)的气体并被设置用于除去气体中的粉尘；·至少一个压缩机(9)，其被设置用于接收来自净化装置(7)的气体、将该气体压缩并将该气体供给至至少一个喷嘴(6)；和·至少一个涡轮(8)，其被连接用于接收来自高炉(2)的气体并被来自高炉(2)的气体所驱动，所述至少一个涡轮以机械的方式连接以驱动至少一个压缩机(9)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高炉设备(blastfurnaceplant)、用于高炉设备的气体循环装置以及一种操作高炉设备的方法。
技术介绍
如本领域所周知的，高炉的装料通常借助于炉顶装料装置进行，所述炉顶装料装置具有将原料储存于炉顶并将这些材料分布于炉膛中的作用。原料在仓库中称重并以间歇的方式(通过翻斗车或传送带)输送至炉顶装料装置中，其中将原料储存在中间料斗中。为了将装入料(炉料)分布于炉膛中，所述炉顶装料装置包含设置于炉喉上且位于料斗下方的旋转装料装置。所述旋转装料装置包含固定外壳和具有布料器的悬浮转子，所述悬浮转子被支撑在固定外壳中以使其可围绕炉膛轴线旋转。所述悬浮转子和固定外壳形成了旋转装料装置的主壳体，其中设置了用于驱动悬浮转子和使布料器转动的机构。还如本领域所已知的，当固定外壳与悬浮转子相互配合形成封闭壳时，所述悬浮转子的旋转安装以及在运动(悬浮转子)和固定(外壳)部件之间进行的操作需要环状间隙。在使用中，炉气可通过该环状间隙进入主壳体。为了防止炉气、重负载的粉尘进入所述旋转装料装置的主壳体，已知的方法是使用氮气填充壳体。为了获得有效的结果，所述氮气流应足够高以使主壳体中的压力水平保持大于炉内的压力。通常，以100至1000Nm3/h的流速注入以在主壳体中产生轻微的超压(如最高达0.1巴(与高炉炉顶压力相比))。然而，氮气的消耗可能是大量的并导致运行成本的增加。为了避免使用氮气，还如本领域所已知的，将来自高炉的炉顶气体在其注入主壳体之前通过至少部分地移除粉尘颗粒并然后压缩而进行再循环。然而，用于实现在上述各流速时的必要超压的压缩机具有高的功耗(3至大于30kW)。使得获取和运行费用非常高。另外，这种压缩机的维护也是高成本的。LU73752公开了用于处理载有颗粒的高炉气的方法，其中将部分的排气在最终洗涤的上游位置从主流通路径中排出。将排出部分进一步净化并通过低功率的压缩机块(bloc)加压以注入炉控制室(furnacecontrolchamber)和储料斗中。WO2010124980公开了一种将炉料供给至高炉的方法，其中部分高炉炉顶气体进行二氧化碳移除再循环过程。将部分的炉顶气体进一步经过加压机单元和缓冲罐以进行压缩并作为加压气体供给至所述高炉的料斗室。技术问题因此，本专利技术的目的是提供以经济和环境友好的方式向装料装置供应净化气体。该目的通过权利要求1的高炉设备、权利要求10的气体循环装置和权利要求11的方法而解决。
技术实现思路
本专利技术涉及具有高炉和高炉用装料装置的高炉(BF)设备。所述装料装置被设置用于将原料(即，装入料)装入所述高炉。任选地，所述装料装置还可适用于暂时地存储这种原料。通常，所述装料装置被设置于所述高炉的顶部且是无种炉顶(BLT)装料类型。本专利技术的高炉设备还包括至少一个用于将净化气体引入至所述装料装置的喷嘴。这表示所述气体被引入至所述装料装置的某些部分，这些部分至少或多或少地被壳体等所包围并因此其可至少暂时地含有所述气体。术语“净化气体”应理解为包含比炉的炉顶气体少得多的固体颗粒的气体。这包括具有残余粉尘含量的气体，则其可被称为“半净化”。术语“喷嘴”应以最宽泛的含义来理解，并且还可以指非常简单的实施方式，其中所述喷嘴仅仅是管道的开口端。当然，也可使用更复杂的喷嘴以调节如气体的流速、速度、压力等的特征。所述BF设备还包括净化装置，其被连接用于接收来自高炉的气体(也就是所谓的BF炉顶气体(即，来自BF炉喉的气体))，并被设置用于移除来自该炉顶气体的粉尘。当然，该连接可通过本领域已知的常规管线实现。所述净化装置还可使用一种或多种类型的集尘器，如惯性分离器、织物过滤器、湿洗涤器和/或静电除尘器。所述净化装置被设置成至少部分地除去粉尘，且优选除去绝大部分的粉尘。特别地，其可被设置成将粉尘除去至小于20mg/m3，优选小于10mg/m3的残余含量。至少一个压缩机被设置用于接收来自净化装置的气体(优选净化或至少部分净化的，如半净化的)、将所述气体压缩并将气体供给至至少一个喷嘴。所述压缩机还可连接至净化装置以及通过常规管线连接至至少一个喷嘴。所述压缩机原则上可为本领域已知的任意类型。术语“压缩机”在最宽泛的含义上理解为适于压缩气体的装置。特别地，可使用离心式压缩机或水循环式压缩机。其也可为两级压缩机或多级压缩机。压缩机用于在将预先净化的气体提供至一个或多个喷嘴之前增加其压力，使得引入至装料装置中的净化气体的压力超过下面的高炉炉顶气体的压力。所述BF设备还包括至少一个涡轮，其被连接用于接收来自高炉的气体并通过来自高炉的气体(也就是BF炉顶气体)驱动。与高炉的连接还可通过常规管线实现。应注意的是，所述涡轮通常不与高炉直接相连，而是与净化装置直接相连，尤其是用于压缩机的净化装置连接在高炉和涡轮之间。通常，至少一个涡轮被连接用于接收并被来自净化装置(其反过来接收BF炉顶气体)的气体驱动。所述涡轮原则上可为本领域已知的任意类型。该涡轮接收来自高炉的气体并被气体的膨胀驱动。根据本专利技术，将至少一个涡轮以机械的方式连接以驱动至少一个压缩机。这表示所述涡轮的焓——其由来自高炉的气体的膨胀所产生——转移至压缩机，该压缩机用于压缩净化气体，然后将净化气体注入装料装置。换言之，一种气体体积的膨胀驱动另一种气体体积的压缩。所述涡轮以机械的方式连接至压缩机，这表示不存在能量的中间转换，如转换成电能。因此，可以防止在这种转换中固有的不可避免的损失。最重要的是，本专利技术不需要任意外部供应的净化气体且不需要额外的能量供应来驱动压缩机。所用的净化气体为来自高炉的炉顶气体，其可被认为是“廉价的”。此外，压缩机中所用的能量从涡轮的能量获得，涡轮的能量反过来是由来自高炉的气体的压力产生的。事实上，压缩是由来自高炉的热能所驱动的，然而，所述热能的量与高炉的总热能相比是可忽略不计的。因此，本专利技术的概念是非常经济的。另外，用于压缩机的能量就地产生并且不必经长距离传送(例如在电驱动的压缩机的情况下)。因此，实际上，本专利技术依赖于使用类似涡轮增压器的装置以压缩在BF装料装置中使用的净化的炉顶气体，所述涡轮增压器在压缩机和涡轮侧均供给净化的炉顶气体(尽管可在不同的净化和压力水平下)。如下文所述，如此压缩的净化炉顶气体可在装料装置中的多个位置使用，如在主壳体中，在料斗中和在阀动单元(valveactuationunit)中。需要指出的是，离开涡轮的膨胀气体通常具有高含量的可燃成分并因此可用于供应燃烧器，例如用于产生蒸汽，该蒸汽驱动用于产生电能等的其他涡轮，或将其返回至设备气体网络。所述装料装置通常可包括具有固定外壳和用于可移动布料槽的悬浮转子的主壳体，所述悬浮转子相对于外壳可旋转地安装，其中至少一个喷嘴被设置用于将净化气体引入主壳体。所述主壳体为分布装置的一部分。通常，所述主壳体具有中心垂直的通道，原料经该通道通过重力输送至位于通道下端部的布料槽。该槽通常是可倾斜的并且其可通过旋转其上所安装的悬浮转子而转动。该主壳体通常容纳用于转动转子和使槽倾斜的齿轮部件。可简单地设置至少一个喷嘴以在主壳体内产生超压。另外或可替代地，可设置至少一个喷嘴装置以产生幕状气流，该气流流经固定外壳和悬浮转子之间的间隙，由此阻塞该间隙。后一种方案记载于例如WO2013本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有高炉(2)和高炉(2)用装料装置(3)的高炉设备(1,1a‑1c)，其中所述高炉设备(1,1a‑1c)还包括：·至少一个喷嘴(6,42)，其用于将净化气体引入至装料装置(3)；·净化装置(7)，其被连接用于接收来自高炉(2)的气体并被设置用于除去气体中的粉尘；·至少一个压缩机(9)，其被设置用于接收来自净化装置(7)的气体、将该气体压缩并将该气体供给至至少一个喷嘴(6,42)；和·至少一个涡轮(8)，其被连接用于接收来自高炉(2)的气体并被来自高炉(2)的气体所驱动，所述至少一个涡轮以机械的方式连接以驱动至少一个压缩机(9)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.19 LU LU925251.具有高炉(2)和高炉(2)用装料装置(3)的高炉设备(1,1a-1c)，其中所述高炉设备(1,1a-1c)还包括：·至少一个喷嘴(6,42)，其用于将净化气体引入至装料装置(3)；·净化装置(7)，其被连接用于接收来自高炉(2)的气体并被设置用于除去气体中的粉尘；·至少一个压缩机(9)，其被设置用于接收来自净化装置(7)的气体、将该气体压缩并将该气体供给至至少一个喷嘴(6,42)；和·至少一个涡轮(8)，其被连接用于接收来自高炉(2)的气体并被来自高炉(2)的气体所驱动，所述至少一个涡轮以机械的方式连接以驱动至少一个压缩机(9)。2.根据权利要求1所述的高炉设备，其特征在于，所述装料装置(3)包括具有固定外壳和用于可活动布料槽(4.1)的悬浮转子的主壳体(4)，所述悬浮转子相对于所述外壳可旋转地安装，其中至少一个所述喷嘴(6)被设置用于将净化气体引入至所述主壳体(4)。3.根据权利要求1或2中任一项所述的高炉设备，其特征在于，所述装料装置(3)包含用于将原料供给至高炉(2)的料斗(5)，其中至少一个所述喷嘴(42)被设置用于将气体引入料斗(5)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的高炉设备，其特征在于，所述净化装置(7)包含依次净化气体的第一净化级(7.1)和第二净化级(7.2)。5.根据权利要求4所述的高炉设备，其特征在于，将涡轮(8)和/或压缩机(9)连接以接收来自第二净化级(7.2)的气体。6.根据权利要求4所述的高炉设备，其特征在于，将涡轮(8)和/或压缩机(9)连接以接收来自第一净化级(7.1)的气体或净化装置(7)的另一中间级的气体。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·豪斯墨，
申请(专利权)人：保尔伍斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU