CN100574858C - 用于装填松散材料的方法及实施这种方法的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于装填松散材料的方法及实施这种方法的装置。在一种用于将松散材料(3)装填到室(7)中的方法中，材料借助重力经由一通道(2)输送到该室(7)的开口(4)。为了使材料(3)在室(7)中理想地分配，松散材料在将近穿越通过开口(4)之前即在通道(2)的内部受到力作用，所述力使由通道和重力所产生的运动方向偏转。

Description

用于装填松散材料的方法及实施这种方法的装置
技术领域
本发明涉及一种用于将松散材料装填到室中的方法及用来实施该方法的装置，其中，材料借助重力经由一通道输送到该室的开口。
背景技术
用来给竖炉如高炉、熔化气化器(Einschmelzvergaser)、转炉或者其它反应容器加料的许多方法和装置是公知的(DE 1 907 224 A、EP 0 436 718 B1、EP0 010 627 B1、JP 2000178624、JP 59226108及JP 6256829)。在所有这些公知的方法和装置中，要装填的松散材料通过一个形成为降落管的通道、到达竖炉上部区域的开口，然后或者通过转向装置(例如在DE 1 907 224 A中)在运动方向偏转的情况下落入到反应器或炉身的内室中，或者在没有转向装置(例如在EP 0 436 718 B1或者EP 0 010 627 B1中)的情况下，直接落入到该内室中。
如果没有转向装置，那么将待装填的材料均匀地分配到内室中实际上是不可能的，并且根本不会实现所想要的分配，例如内室中心的优先装填，或者优先在边缘区域中进行装填。
为了克服这种情况，已经公知的是，在竖炉的内室中设置了分配元件，例如如果一个这样的分配装置可摆动地或者也可滑移地设置在内室(参见DE1 907224 A、JP 2000178624和JP 59226108)中，那么它允许装填材料的运动方向发生改变。但是，这种公知的装置具有较大的缺点，即尤其是绕着分配元件装置的内室的尺寸大小必须较大，因为这些元件需要内室的一定高度范围。此外，这种分配元件受到内室的加载如内室的大气和内室的温度，因此这种分配元件受到较大的磨损，此外，一定得经常保养，以及此外常常引起运行故障。另一个缺点是，分配元件的这种布置同样需要费用较贵的结构来承受反应器或者炉身的内室中的较大负载。
通过简单构造如通过链的构造等来设法补救的努力在实践中只是得到有限证明。
发明内容
本发明的目的是克服这些缺点和困难，并且提供一种开始时所描述的那种方法和实现该方法的装置，其可以以简单的方式把要装填的材料刚好按想要的分配形式可靠地装填到要装填的室中。此外，该装置比公知的装置运行更加可靠并且费用更少。也可以以更加简单的方式进行修理。
为此，本发明提供一种用于将松散材料装填到室中的方法，其中，材料借助重力经由一个通道输送到该室的开口，其特征在于，在通道的内部形成一不均匀的材料流，该材料流在将近穿越通过开口之前受到力作用，所述力使由通道和重力所产生的运动方向偏转，其中，使得下落的材料的运动发生偏转的所述力能够按方向和/或大小进行调整，以至于松散材料在室的面上均匀分布。
相应地，本发明提供一种用来实施上述方法的装置，其中，使松散材料经由一通道流向室的开口，其特征在于，在通道中邻近于开口设置一分配元件，其中，所述分配元件i)是一平坦的面并刚性地或者可摆动地或者可转动地设置，使得将松散材料流导向和分成为各部分，其中，一个部分偏转为更靠近室的中间、一个部分则在边缘侧偏转；或者ii)呈锥形、角形、槽形构造或形成一钟形面或者一犁形面的一部分并且可摆动地设置，分配元件的摆动轴位于通道的壁上。
根据本发明，上述目的在开始时所描述的那种方法中通过下面措施来实现：松散材料在将要穿越通过开口之前即在通道的内部受到力作用，所述力使由通道和重力所产生的运动方向偏转，其中有利的是，使运动方向偏离的力可以按方向和/或大小来调整。
本发明的另一个优点是，为实现本发明的方法，对现有设备稍加改造即可，特别是不需要改动原来的炉身、熔化气化器等。
在将矿石和/或还原矿石和/或具有/没有渣成分(如石灰石、白云石、石英等)的煤装填到竖炉、尤其是装填到用来还原矿石尤其是铁矿石的设备的熔化气化器中时，优选使用本方法。
用来实施本发明方法的装置(其中，使材料经由一通道流向室的开口)的特征在于，设置这样的分配元件：该分配元件至少部分地伸入到该通道中或布置于其中，并设置成邻近开口，以及对供给到开口的材料流进行导向。
在此，优选的是，分配元件布置成可以摆动，摆动轴位于通道的内部。
合适地使摆动轴和形成在通道中的材料流紧邻，从而尽可能有效地对材料导向。在此应注意，材料流在通道中不是均匀分布的，而是例如在倾斜通道的情况下形成在倾斜通道的下部区域中。
根据优选实施方案，摆动轴布置成平行于由开口所形成的面，或者摆动轴与开口的面成一个角度、优选为角度小于60度，其中，分配元件根据需要从摆动轴向下或者向上延伸或者沿着两个相反的方向延伸。
另一个优选变型方案的特征是，分配元件绕着一轴线可以旋转；但是，也具有这样的可能性，即分配元件设置成可以滑移。
对于分配元件的构造，具有不同优选变型方案，这些变型方案的使用依赖于不同的工作条件，如松散材料的粒度、自由落下的高度、室的直径等。因此，分配元件可以构造为平坦的面，但是它也可以形成锥形、角形或者槽形。此外，可能的是，一个有利的变型方案的特征在于，分配元件形成钟形面或者犁形面的一部分。
如果需要的话，那么分配元件构成有一内部冷却装置。
本发明还涉及竖炉、尤其涉及用来还原矿石尤其是铁矿石的设备的熔化气化器。
在一个形成为下降管的通道中加设分配元件的另一个优点在于：在需要时，可以方便地更换分配元件。
在通常情况下，下降管与装填容器即竖炉用螺钉连接在一起(法兰连接)，并且因此可以方便地拆下，即与设置在装填容器中的情况相比，可以更加方便地接近设置在下降管中的分配元件。
在这种情况下，一个作为分隔元件的、不漏气的闸板设置在下降管和装填容器之间。这具有另一个优点，即在连续工作时将分配元件拆下。也就是说，在修理的情况下或者在其它的操作需要时，随时可以实现分配元件的更换，而且是在不必停机(停机会导致停止生产)的情况下进行。
另一个优点在于，防止有害气体或者有毒气体和灰尘放出到大气中。
作为另一个优点，可以防止由于压力或者热量损失而造成的能量损失。
对于下降管与装填容器或者竖炉不是用螺钉连接在一起而是焊接在一起的现有设备/结构，可以通过较小的改变而实现接近分配元件。具体地说，通过设置安装开口、清理盖，或者对于分配元件较大的情形，通过所谓的人孔来实现。它们可以以相对较小的费用焊接在现有的下降管上。
附图说明
在下面，参照多个在附图中所示出的实施例来详细地解释本发明，其中图1以剖视图示出了在用来还原矿石的设备的熔化气化器中的一种具体应用；图2至7以与图1相类似的视图示出了本发明装置的各种变型方案，但是以放大的比例来示出。图8至13以轴侧图示出了分配元件的不同构造可能性。
具体实施方式
经由一个形成为降落管的、倾斜布置的通道2将还原过的材料(reduziertesMaterial)3即海绵铁在松散的状态下加入熔化气化器1(亦即一竖炉)中。降落管通到熔化气化器1的上部分5的一个开口4中，该上部分5构造成拱顶形状。在熔化气化器中，在一个由运动的固定床所形成的熔化气化区域6中，由碳载体如煤和含氧气体来产生还原气体，用以还原铁矿石，所述含氧气体通过一个没有详细示出的气体排出管道引导到没有详细示出的固定床，如在AT403930B中所描述的那样。
为将松散材料3(亦即海绵铁)尽可能均匀地加入到运动的固定床的表面上，在降落管中靠近进入熔化气化器1的内室7的入口处设置一个形成为旋转阀的分配元件8。在此，分配元件8的摆动轴9大约平行于熔化气化器1的开口4的面地布置到降落管中，其中旋转阀具有这样的长度，优选地它不伸入到熔化气化器1的内室7中。
在熔化气化器1的外侧上设置一压力介质缸10，以操纵旋转阀，也可以借助气动、电动或者人工来实现这种调节。对于在熔化气化器1中的应用，该旋转阀可以配备有内部冷却装置，因此，尽管在熔化气化器1的内部具有热气体，它的使用寿命仍然足够长。而旋转阀的调整在工作需要(例如改变运行方式；使用其它材料；改变流量等)时发生的。
根据图2所示的实施例，分配元件8刚性地布置在降落管的内部中，并且用来将由松散材料3所形成的束11(亦即松散材料流)分成更加靠近熔化气化器1中间的一部分12和在边缘侧进行偏转的一部分13。
根据图3，分配元件8也形成为旋转阀，但是，该旋转阀在它的下端可旋转地被铰接，用该旋转阀，可以根据位置的不同对松散材料3的束11进行导向。图4示出了摆动轴布置在中心的一种旋转阀；该摆动轴的取向也平行于开口4的面。旋转阀的导向面14沿着直径方向从摆动轴向外延伸。图5和6示出了可旋转的分配元件8，其中，根据图5，旋转轴线15与开口4的面成一个小于90度的角度；根据图6，成大约90度的角度。
图7示出了一个紧贴分配元件即它的摆动轴9的材料3流。
图8到13示出了分配元件8的不同实施例，具体地说，示出了平坦状的(图8)、角形的(图9)、作为钟形的一部分的(图10)设计，在图11中示出了角形的但是与图9所示的实施例朝向相反的设计，及根据图12和13示出了槽形的设计。
本发明不局限于所示出的实施例，而是可以用来把任何形式的松散材料装填到室中，其中即使在较低的室温时也能产生优点，即分配元件不会影响到被装填的该室，也就是说能够完全充分利用。
如果既不能驱动刚性分配元件也不能调整该元件，但是可以更换该元件，那么也提供了另一种可能性。即，根据工作需要，可以从降落管中取出被插入或者被旋接(因此更换方便)的分配元件，并用另一个分配元件来替代。
此外可能的是，通过一种可运动的分配元件来分配材料，该分配元件的运动由下落的材料引起。

Claims (11)

1.一种用于将松散材料(3)装填到室(7)中的方法，其中，材料借助重力经由一个通道(2)输送到该室(7)的开口(4)，其特征在于，在通道(2)的内部形成一不均匀的材料流，该材料流在将近穿越通过开口(4)之前受到力作用，所述力使由通道和重力所产生的运动方向偏转，其中，使得下落的材料的运动发生偏转的所述力能够按方向和/或大小进行调整，以至于松散材料(3)在室(7)的面上均匀分布。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法用来把铁矿石和煤装填到一个用来还原铁矿石的设备的竖炉中。
3.一种用来实施如权利要求1所述的方法的装置，其中，使松散材料(3)经由一通道(2)流向室(7)的开口(4)，其特征在于，在通道(2)中邻近于开口(4)设置一分配元件(8)，其中，所述分配元件(8)
i)是一平坦的面并刚性地或者可摆动地或者可转动地设置，使得将松散材料流导向和分成为各部分(12；13)，其中，一个部分偏转为更靠近室(7)的中间、一个部分则在边缘侧偏转；或者
ii)呈锥形、角形、槽形构造或形成一钟形面或者一犁形面的一部分并且可摆动地设置，分配元件(8)的摆动轴(9)位于通道(2)的壁上。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，摆动轴(9)布置成平行于由开口(4)所形成的面。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，摆动轴(9)与开口(4)的面成一个小于60度的角度。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，分配元件(8)从摆动轴(9)向下延伸。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，分配元件(8)从摆动轴(9)向上延伸。
8.如权利要求3所述的装置，其特征在于，分配元件(8)以相等的延伸量从摆动轴(9)向着两个相反的方向延伸。
9.如权利要求3所述的装置，其特征在于，分配元件(8)能绕着一轴线(15)旋转。
10.如权利要求3所述的装置，其特征在于，分配元件(8)配备有一内部冷却装置。
11.一种用来还原铁矿石的设备的竖炉，其特征在于，具有一根据权利要求3-10之任一项所述的装置。
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