竖炉和用于操作熔炉的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于操作竖炉（１０）的方法。根据所述方法，竖炉（１０）的上部区域（１４）填充有原料，原料在重力的影响下在竖炉（１０）中下沉。在竖炉（１０）中的气氛的作用下，部分原料熔解和／或至少部分地减少。且在竖炉（１０）的下部区域（１８）借助于至少一个下部引入开口（３２）引入处理气体，处理气体至少部分地影响在竖炉（１０）中的优势气氛。其中，以如下方式动态调节下部处理气体的引入：在调节期间，操作变量即压力ｐ↓［１］和／或体积流量（Ⅰ）至少临时地在≤４０ｓ的时间段内变化，优选的是在≤２０ｓ的时间段内变化，更优选的是在≤５ｓ的时间段内变化，尤其优选的是在≤１ｓ的时间段内变化。根据本发明专利技术，借助于与下部引入开口（３２）隔开的至少一个附加开口（４２）引入附加气体，气体的操作变量即压力ｐ↓［２］和／或体积流量（Ⅱ）至少临时地发生变化；和／或借助于用于气态反应产物的排放的竖炉气体管线（５０）排放竖炉气体，竖炉气体管线（５０）与竖炉（１０）的内部（３４）连接，竖炉气体的操作变量即压力ｐ↓［３］和／或体积流量（Ⅲ）至少临时地发生变化。根据本发明专利技术，附加气体和／或竖炉气体的操作变量的变化以如下方式实施：在竖炉（１０）的内部（３４），压力ｐ↓［１］和／或体积流量（Ⅰ）至少部分地增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及竖炉以及用于操作竖炉的方法，该竖炉例如可用作鼓风炉、冲天炉、铅锌鼓风炉(imperialsmelter)或废物焚烧炉。
技术介绍
对于主要熔化铁的生产，大多采用构造成鼓风炉的竖炉，而仅占约5%的 生产采用其它方法。该竖炉可根据逆流原理操作。诸如炉料和焦炭的原料被装 入炉顶的竖炉的上部区域，并在竖炉中下沉到底部。在熔炉下部区域(吹模水 平面:blow mould level),通过吹模将处理气体(所谓的鼓风，依据熔炉尺寸具有 800-1100m3/tRE的容积)吹入熔炉。在该过程中，热风与焦炭发生反应，热风通 常预先在鼓风预热器中空气加热至约1000到1300。C,在此反应期间，在其它 物质中生成一氧化碳。 一氧化碳在熔炉中上升，并减少氧化铁和炉料所含的其 它铁化合物。此外，通常还将例如100-200kg/tRE的替代还原剂(substitute reduction agent)(煤尘，油，天然气或塑料)吹入熔炉，以促使还原气体的产生。除铁矿石的减少外，由于竖炉中发生的化学过程产生热，所以原料熔化。 然而，竖炉横截面上的气体分布是不规则的。例如，在竖炉的中部，形成所述 的"死铁"，而诸如气化(氧和焦炭或替代还原剂的反应，形成一氧化碳和二氧化 碳)的相关过程仅在所谓的流化区发生，流化区在吹模的前方，亦即在炉的横 截面上看，其仅位于边缘区域。流化区具有向炉中部约lm的深度和约1.5m3的体积。通常，多个吹模以如下方式周向配置在吹模水平面上在各吹模前方形 成的流化区与在左边和右边形成的流化区重叠，从而将反应区域大体上设置成 环形区域。所谓"风口回旋区(raceway)"或流化区在竖炉的操作期间形成。 此外，热鼓风通常可能富含氧，以加剧之前描述的反应过程(流化区中的气化，铁矿石的减少)，其导致竖炉的性能提高。这里，热鼓风可在馈入之前例 如富含氧，或还可单独馈入纯氧，其中，对于单独的馈入，必须设置所谓的喷 枪，亦即延伸进入例如吹模的管，吹模本身呈管状，并在熔炉中的吹模内终止。 对于现代鼓风炉，更优选的是，其以低焦炭率操作，热鼓风适当高度地富含氧。 另一方面，由于氧的增加，生产成本增加，使得现代竖炉的效率不能简单地通 过氧浓度的相应增加而增加。还知道的是，现代竖炉的效率与竖炉中所谓的通析气化(through-gasification)相关。 一般而言，这意味着流化区中的气化多好，铁矿石 的减少以及一般而言竖炉中优势气相气流从吹模水平面操作至顶部，在其中排 放所谓的鼓风炉气体。例如，良好通析气的标志是熔炉中压力可能的最小损失。从WO 2007/054308 A2已经知道，以如下方式操作适当地构造的竖炉使 引入鼓风炉下部区域的处理气体以短时间间隔振动。处理气体的压力和/或体 积流在少于40s的时间范围内变化，其结果是，改进了竖炉的通析气并因此提 高了竖炉的效率。此外，在引入之前，可以以不同压力将处理气体分流到吹模 水平面的吹模中，以便能够在吹模水平面的不同区段设定不同的周围条件。然而， 一直需要进一步提高竖炉的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高效率的方法和竖炉。根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求9 的特征的竖炉达成。本专利技术的有利构造在从属权利要求陈述。采用根据本专利技术用于操作竖炉的方法，在竖炉的上部区域装填原料，原料 在其重力作用下在竖炉中下沉。部分原料熔解在竖炉的优势气氛的作用下熔解 /或至少部分地减少。借助于至少一个下部引入开口，将处理气体引入竖炉的 下部区域，该气体至少部分地影响竖炉中的优势气氛。以如下方式动态调节下 部处理气体的引入至少在《40s的时间范围内，优选的是在《20s的时间范围 内，更优选的是在《5s的时间范围内，尤其优选的是在《ls的时间范围内，调 节操作变量压力化和/或体积流量^。根据本专利技术，借助于与下部引入开口隔开的至少一个附加开口引入附加气体，其操作变量压力P2和域体积流^至少间或 变化，和/或借助于用于气态反应产物的排放的竖炉气体管线排放竖炉气体， 竖炉气体管线与竖炉的内部连接，其操作变量压力P3和/或体积流&至少间或变 化。根据本专利技术，附加气体和/或鼓风炉气体的操作变量的变化以如下方式执 行在竖炉内部，压力Pi和/或体积流R至少部分地增加。例如压力Pi和P2和/ 或体积流K和^可以在竖炉中至少部分地增加。更优选的是，大于平均值和/ 或基础值的压力P,和P2的部分压力曲线和/或体积流K和^的部分体积流曲线 增加。因此，若例如竖炉气体管线至少部分地关闭，则可将部分以其它方式排 放的体积流V3或部分压力P3增加到竖炉内部的优势压力p!和/或体积流^上，部 分压力P3通过鼓风炉气体的辅助施加。已说明的是，通过在竖炉的部分区域压力和/或体积流的附加变化，压力 和/或体积流的额外增加发生，其使得竖炉的效率提高。假设处理气体的停留 时间增加，其结果是，可以提高竖炉效率。因此，由于竖炉的效率改善，可假 定处理气体的停留时间增加。因此，若压力和/或体积流的增加仅在短时间内 和长时间间隔地发生，则已经实现了效率的提高。优选的是，以如下方式动态 调节附加气体的引入和/或竖炉气体的排放在调节期间，操作变量压力P2和/ 或体积流《和/或压力化和/或体积流&至少在《40s的时间范围内变化，优选的 是在《20s的时间范围内变化，更优选的是在《5S的时间范围内变化，尤其优 选的是在《ls的时间范围内变化。作为结果，压力和/或体积流的增加尤其频 繁地和短时间间隔地发生，从而可尤其明显地提高竖炉的效率。优选的是，基于平均值的压力化禾口/或P2和/或P3禾口/或体积流R和/或^和/或6的幅度等于10%-1000%，优选的是等于10%-400%，更优先的是等于 10%-200%，尤其优选的是等于10%-100%。对于竖炉效率的明显提高，压力和 /或体积流曲线的幅度的这种变化已经足够，而不超出类型相关的允许最大值。尤其优选的是，压力Pi和/或P2和/或P3和/或体积流K和/或A和/或《在竖炉中以如下方式变化，叠加的波动具有-n/2《(p《3i/2的相位差(p，优选的是-ii /4《cp《^/4更优先的是(()=0±^/90。这里，借助于待实验确定的竖炉中气体的 平均停留时间(通常3至20s)，可考虑尤其在该相位关系下的流动气体的速度，使得在竖炉内部获得期望相位差。作为结果，压力和/或体积流曲线的幅度的 增加变得尤其强烈，并避免了操作量波动的相互抵消。优选的是，处理气体和/或附加气体和/或竖炉气体的调节在某时间段内准周期性地发生，更优选的是周期性地发生，优先的是谐波式地(harmonically) 发生，该时间段是40s》T》60ms，优选的是20s》T》100ms，更优先的是10s 》T》0.5s，尤其优选的是5s》T》0.7s。这可通过简单正弦曲线调节 f(t)=fQ+Afsin(2 Jt t/T+cp)实现。这有助于产生和叠加压力和/或体积流波动。此外，更加优选的是，处理气体和/或附加气体和/或竖炉气体的调节以脉 冲方式发生，其中，对于脉冲的脉冲宽度o，应用5s》o》lms，优选的是应 用0.7s^ o》25ms，更优选的是应用0.1s》o ^3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作竖炉（１０）的方法，尤其是根据权利要求９至１１中任一项所述的竖炉（１０），其中，所述竖炉（１０）的上部区域（１４）填充有原料，所述原料在重力的影响下在所述竖炉中下沉，其中，在所述竖炉中的优势气氛的作用下，部分原料熔解和／或至少部分地减少，　且在所述竖炉（１０）的下部区域（１８）借助于至少一个下部引入开口（３２）引入处理气体，所述处理气体至少部分地影响在所述竖炉（１０）中的优势气氛，　其中，以如下方式动态调节所述处理气体的引入：在调节期间，所述操作变量压力ｐ↓［ １］和／或体积流量＊↓［１］至少间或在≤４０ｓ的时间段内变化，优选的是在≤２０ｓ的时间段内变化，更优选的是在≤５ｓ的时间段内变化，尤其优选的是在≤１ｓ的时间段内变化，　其特征在于，　借助于与所述下部引入开口（３２）隔开的至少一个附加开口 （４２），引入附加气体，所述附加气体的操作变量压力ｐ↓［２］和／或体积流量＊↓［２］至少间或以如下方式变化：在所述竖炉（１０）的内部（３４），所述压力ｐ↓［１］和／或所述体积流量＊↓［１］至少部分地增加；和／或　借助于用于排放气态反应产物 的的竖炉气体管线（５０）排放竖炉气体，所述竖炉气体管线（５０）与所述竖炉（１０）的内部（３４）连接，所述竖炉气体的操作变量压力ｐ↓［３］和／或体积流量＊↓［３］至少间或以如下方式变化：在所述竖炉（１０）的内部（３４），所述压力ｐ↓［１］和／或所述体积流量＊↓［１］至少部分地增加。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：格尔德柯尼希，沃尔夫拉姆柯尼希，亚历山大巴比希，迪特格奥尔格森科，海因里希威廉古德瑙，汉斯海因里希黑尔特，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯艾特普鲁技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]