具有陶瓷喷射器通道的可更换的冷却式鼻状件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于包括炉壁(12)和冷却板(18)的高炉、竖式炉、或冶金炉的气体喷射系统，其中，气体喷射系统包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有陶瓷喷射器通道的可更换的冷却式鼻状件


[0001]本专利技术总体上涉及铁冶金的领域。本专利技术更具体地涉及气体分配的喷射器系统，该喷射器系统被配装至炉身、或烟囱、或高炉、竖式炉或冶金炉的现有炉身的腹部上方的区域。

技术介绍

[0002]随着《巴黎协定》和需要对排放采取行动的近乎全球的共识，每个工业部门都必须研究开发对提高能源效率和减少CO2排放的解决方案。
[0003]为减少在钢铁生产过程中的碳的量而开发的一种技术是所谓的“炉身喷射(shaft injection)”，其中，热气体(主要是CO和H2)被喷射到高炉的上部部分中，该部分在内侧部上通常是由冷却板(冷却元件)、或冷却壁、或板式冷却器、或耐火衬里保护的。
[0004]在许多出版物和专利技术中都引用了这种在炉身的水平处将热气体喷射到高炉或竖式炉中(炉身喷射)，但是工业应用还没有在商业高炉上实现。
[0005]EP 0 639 750A1公开了一种装置(8)，该装置(8)用于将燃烧器(6)安装在电弧炉(2)的冷却面板(4)中，该装置(8)包括：铸铜本体，该铸铜本体包含燃烧器孔口(12)；冷却水歧管(16)；截头锥形外表面(50)，该截头锥形外表面(50)适于紧密地配装到冷却面板(4)的互补孔口中。该装置的凸形上表面(38)用于将从冷却面板(4)的内面部掉落的废料在侧向上远离该装置且向内朝向炉内部10脱落。该装置(8)与冷却面板(4)之间的渐缩的配合使泄漏最小化并且便于分离。
[0006]EP 2 848 705A1描述了高炉中的一种风口结构，该风口结构防止气体泄漏并且将风口的端部的位置保持在炉本体中的预定位置，同时对炉本体与环状风管(bustle pipe)之间的热变形的差异进行吸收。高炉中的风口结构(20)包括：吹管(31)，该吹管(31)被固定至炉壳体(21)；风口(32)，该风口(32)被固定至吹管(31)的端部；以及挠性接合部(34)，该挠性接合部(34)将吹管31连接至风口弯头(tuyere stock)(33)。在炉壳体(21)的内部围绕风口(32)设置有风口壁式冷却器(23)，以形成高炉的内表面。
[0007]一个挑战是提高喷射器的耐用性和通用性，该喷射器在腐蚀性气体环境中操作，并且该喷射器由于处于非常高的温度处的并且位于多尘环境中的固体材料流而处于磨损状态。
[0008]本专利技术的目的是提供气体喷射器，该气体喷射器能够承受这些非常高的温度并且可以被加装至高炉、竖式炉、或冶金炉的冷却板。
[0009]本专利技术提供了喷射点，该喷射点可以被容易地加装至现有的铸铁或铜制的冷却板或冷却壁。

技术实现思路

[0010]该目的是通过根据权利要求1中所要求保护的系统实现的。
[0011]本专利技术涉及用于包括炉壁和冷却板的高炉、竖式炉、或冶金炉的气体喷射系统，其
中，该气体喷射系统包括：
[0012]·
气体分配管道，
[0013]·
一个或更多个喷射器，该喷射器具有喷嘴，
[0014]其特征在于，该喷嘴包括陶瓷插入件，
[0015]其中，冷却板或冷却元件具有热侧部，该热侧部背向炉壁，其中，突出件附接至所述冷却板的热侧部，
[0016]其中，喷嘴穿过炉壁、冷却板、以及冷却板上的突出件，以及
[0017]其中，陶瓷插入件具有可调节的长度，从而使得：陶瓷插入件突出到炉的内部；或者，陶瓷插入件与冷却板的热面部齐平；或者该陶瓷插入件相对于冷却板的热面部保持略微退回。
[0018]本专利技术提供了一种气体喷射系统，该气体喷射系统用于在冷却板的水平处将包括CO和H2的混合物喷射到炉中，以进一步提高生产率、降低操作成本、减少高炉工艺中的焦炭消耗和CO2排放。
[0019]如本文所述的具有喷嘴的气体喷射器可以容易地承受这些非常高的温度并且可以被加装至高炉、竖式炉、或冶金炉的冷却板。
[0020]如本文所述的具有喷嘴的气体喷射器允许获得较高的气密封性，这在该应用中是特别重要的，这是因为热气体包含CO和H2，该热气体可能在泄漏到外部时自燃或者可能在与空气混合时形成爆炸性气氛。
[0021]与所述冷却元件的热侧部附接的突出件保护冷却板免受所喷射的热气体的影响，使得冷却板可以在炉中保持更长时间。
[0022]突出件可以具有冷却元件的宽度，从而在所有冷却元件都配备有突出件的情况下提供周向连续性。
[0023]根据在冷却元件上的位置和相关的成排的冷却元件，突出件可以延伸至冷却元件的上边缘，以实现与上部成排的冷却元件的过渡。优选的情况是铜壁与铸铁壁之间的过渡排，其中，在BF轮廓中可能已经存在台阶部。
[0024]与所述冷却元件的热侧部附接的突出件保护冷却元件免受被喷射的气体扰动的炉料下降的影响。
[0025]突出件的热面部可以与冷却元件平行，但这不是必须的，突出件的上侧部可以是水平的，以对停滞区域进行支撑，或者突出件的上侧部可以是倾斜的，以实现平滑过渡。突出件的下侧部可以是水平的或者具有凹部，以在炉料中形成空隙并且易于气体穿过，或者突出件的下侧部可以是倾斜的，以实现平滑过渡。
[0026]有利地，突出件是由一个或更多个通路(管道或通道)主动冷却的。
[0027]可以通过突出件自身的冷却系统或者通过用于对将安装突出件的位置处的冷却元件进行冷却的冷却系统对该突出件进行冷却。
[0028]另一方面，可以通过使用与冷却元件接触的传导材料而与冷却板接触来对突出件进行被动冷却。
[0029]在实施方式中，喷嘴包括陶瓷插入件。
[0030]在实施方式中，该系统包括具有喷嘴的多个喷射器，喷嘴各自包括陶瓷插入件，其中，陶瓷插入件具有不同的直径。
[0031]在实施方式中，每个陶瓷插入件能够经由炉壁上的凸缘连接端口被触及，从而允许容易地进行维修和检查。
[0032]喷射器可以被定向成与炉壁垂直或相切。优选地，喷射器的角度介于90
°
(垂直)与60
°
(相切)之间；更优选地，喷射器的角度介于90
°
(垂直)与60
°
(相切)之间。
[0033]作为陶瓷喷射器的替代物，可以使用筒形或锥形的且与突出件中形成的孔相匹配的冷却式喷射器。
[0034]气体分配管道可以包括20个至100个喷射器，优选地，气体分配管道可以包括20个至50个喷射器。
[0035]喷射器各自的陶瓷插入件可以具有长度，从而使得：陶瓷插入件突出到炉的内部；或者，陶瓷插入件与冷却板的热面部齐平；或者，陶瓷插入件相对于冷却板的热面部保持略微退回。
[0036]喷射器可以被定向成与炉壁垂直或相切。
[0037]喷射器可以是与冷却元件倾斜的，使得喷射器梢端部处于突出件的下侧。
[0038]本专利技术还涉及用于生产铁制品的冶金设备，该冶金设备包括高炉、竖式炉、或冶金炉以及至少一个如本文所述的气体喷射系统。
[0039]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气体喷射系统，所述气体喷射系统用于包括炉壁(12)和冷却板(18)的炉、竖式炉、或冶金炉，其中，所述气体喷射系统包括：
·
气体分配管道(14)，
·
一个或更多个喷射器(16)，所述喷射器(16)具有喷嘴，其特征在于，所述喷嘴包括陶瓷插入件(52)，其中，所述冷却元件(18)具有热侧部，所述热侧部被指向成远离所述炉壁(12)，其中，所述冷却板的所述热侧部附接有突出件(54)，其中，所述陶瓷插入件(52)穿过所述炉壁、所述冷却板、和所述冷却板上的所述突出件，以及其中，所述陶瓷插入件(52)具有可调节的长度，从而使得：所述陶瓷插入件(52)突出到所述炉的内部；或者，所述陶瓷插入件(52)与所述冷却板(18)的热面部齐平；或者，所述陶瓷插入件(52)相对于所述冷却板(18)的热面部保持略微退回。2.根据权利要求1所述的用于炉的气体喷射系统，其中，所述突出件(54)是主动冷却的。3.根据权利要求2所述的用于炉的气体喷射系统，其中，所述突出件(54)是通过所述突出件(54)自身的冷却系统冷却的，或者，所述突出件(54)是通过用于对所述冷却元件进行冷却的冷却系统冷却的。4.根据权利要求1所述的用于炉的气体喷射系统，其中，所述突出件是被动冷却的。5.根据前述权利要求中的任一项所述的用于炉的气体喷射系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯，
申请(专利权)人：保尔伍斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：