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并且由能够抵抗高达1200℃的温度的钢制成，该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；以及定位在外部壳体与内部壳体之间的耐火层。以及定位在外部壳体与内部壳体之间的耐火层。以及定位在外部壳体与内部壳体之间的耐火层。
【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、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在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、诸如呈粉状形式的煤、燃料油、天然气或其他燃料。
[0004]高炉的上部部分中回收的气体、称为炉顶煤气，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，因此在大量产生CO2的地方、特别是在高炉，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极限。
[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(Top
‑
Gas Recycling Blast Furnaces，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上进行这种注射：在典型的风口水平处，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处的注射。然而，在目前的实践中，在还原区水平处不进行注射，并且因此必须安装新的设备。典型的热风风口是复杂且重型的设备，该设备不能容易地照此安装在该水平处。
[0009]因此需要一种简单且易于实施的允许注射还原性气体的装置。
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，外部壳体具有后表面和前表面，外部壳体设置有用于向竖炉中进行气体注射的出口；内部壳体，内部壳体定位在外部壳体内，并且内部壳体由能够抵抗高达1200℃的温度的钢制成，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。
[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]‑
钢制的内部壳体由不锈钢制成，
[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]‑
装置还包括用以支承内部壳体的加强板，
[0018]‑
内部壳体设计成使得向下地执行向竖炉内的还原性气体的注射，
[0019]‑
内部壳体设计成使得以与竖炉的内壁的垂线所成的包括在0
°
与30
°
之间的角度α执行向竖炉内的还原性气体的注射，
[0020]‑
装置包括位于前表面的上部部分的石盒，
[0021]‑
外部壳体的前表面具有三角形形状。
[0022]‑
外部壳体的前表面由上部部分和下部部分组成，下部部分相对于上部部分凹进，并且气体注射出口设置在前表面的下部部分中。
[0023]‑
外部壳体的前表面由上部部分和下部部分组成，下部部分从上部部分向内倒角，并且气体注射出口设置在前表面的下部部分中。
附图说明
[0024]本专利技术的其他特征和优点将从下面参照附图通过指示的方式给出的并且绝非限制性的描述中清楚地显现，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图出了根据本专利技术的第一实施方式的注射装置
[0028]‑
图4图出了根据本专利技术的第二实施方式的注射装置
[0029]‑
图5图出了根据本专利技术的第三实施方式的注射装置
[0030]‑
图6图出了根据本专利技术的第四实施方式的注射装置
[0031]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
[0032]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(也称为炉腔)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、球团矿或铁矿石的含铁物料和诸如焦炭的含碳物料。碳燃烧以及因而铁还原所必需的热风注射通过位于炉缸14与炉底15之间的风口16来执行。在结构方面，如图3中图示的，高炉具有外壁或壳体2，该壳体2在高炉的内侧上由耐火内衬和护板3覆盖，从而形成内壁5。焦炭是用于铁还原的主要碳供给者，为了减少焦炭的消耗，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、例如在炉腹13的正上方执行这种还原性气体注射。
[0033]在优选的实施方式中，在离典型风口水平的一段距离处执行还原性气体注射，该距离包括炉的工作高度H的20％与70％之间、优选地30％与60％之间。如图1中图示的，高炉的工作高度H是穿过典型风口的热风的注射水平与装料的零水平之间的距离。
[0034]通过围绕炉的圆周的数个注射出口4执行注射，如图2中所图示，图2是高炉1在还
原性气体的注射水平处的俯视图。在优选的实施方式中，具有与形成内壁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。
[0035]图3至图6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内的出口23。注射装置4还包括内部壳体24，该内部壳体定位在外部壳体20内并且由能够抵抗高达1200℃的温度的钢制成、优选地由不锈钢制成。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。此外，外部壳体20与内部壳体24之间可以设置有耐火层25。内部壳体24能够将温度包括在800℃与1200℃之间的还原性气体输送直到气体注射出口23处，使得所述还原性气体被注射到高炉1中。内部壳体24和气体注射出口23设计成使得向下地执行向高炉炉身内的还原性气体的注射、并且优选地以与内壁的垂线所成的包括在0...
【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，所述内部壳体定位在所述外部壳体20内并由能够抵抗高达1200℃的温度的钢制成，所述内部壳体24具有与所述外部壳体的所述前表面21的气体注射出口23匹配的开口。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所述的装置，其中，钢制的所述内部壳体24由不锈钢制成。4.根据权利要求1所述的装置，所述装置不包括任何冷却系统。5.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述竖炉是高炉。6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述装置4栓接至所述竖炉。7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括用以支承所述内部壳体24的加强板。8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述内部壳体24设计成使得向下地执行向所述竖炉内的所...
【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：
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