CN101297047B - 用于装入原料的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于装入原料、尤其装入焦炭或矿石以及可能分离出的原料细成份的方法与装置，用于在冶金容器中进行的以制造金属或金属半成品为目的的加工，具有装料设备和至少一个给该装料设备供料的输入装置，装料设备具有输送设备。输入装置具有出料口，在向容器内装料时该出料口沿着向内引导的螺旋轨迹引导，以实现在容器中预定的覆料。装入的材料可以在容器中准确地定位，其中细成份可以均匀地分布在圆周区域中。

Description

用于装入原料的方法与装置

技术领域

本发明涉及装入原料、尤其装入焦炭或矿石以及可能分离出的原料细成份的方法，用于在冶金容器尤其高炉中进行的以制造金属或金属半成品尤其钢或钢半成品为目的的加工，具有装料设备和至少一个用于该装料设备供料的输入装置，该装料设备具有输送设备。

背景技术

在将原料装入对原料进行加工的冶金容器中时，装入容器的物料不仅要有准确的量，而且其位置也是重要的。

在现有技术中已知多种用于装料的方法和装置，常见的是让原料圆环状地分布在冶金容器中。就此而言，入料装置的预定的调节位置保持不变并从而让原料按照越来越多的圆环进入。其中首要的缺点在于，不能实现非常均匀的原料分布。

发明内容

从现有技术出发，本发明的目的在于，提供一种可以实现均匀并准确入料的方法与装置。

该发明目的借助对应于一种装料方法得以解决。该装料方法用于在冶金容器中的以制造金属或金属半成品为目的的加工，其中设有装料设备和至少一个给装料设备供料的输入装置，装料设备具有输送设备，其特征在于，装入细成份时该细成份总是在其他原料之前装到输入装置中，输送设备具有出料口，该出料口在向容器内装料时沿着向内延伸的螺旋轨迹引导，其中输送设备被控制，从而使输送设备无级地围绕一条轴线转动并同时围绕另一条轴线倾斜，并且输送设备的倾斜角作为转速的函数并在考虑输入装置中原料和亦可能的细成份的当前重量的情况下被调整，以便在容器中生成预定的分布，从而细成份被螺线形并主要地装入到容器的边缘区域上，其中在细成份从输入装置装到的螺线形区域的径向终点形成随后从另外的输入装置装入细成份的径向起点，从而细成份均匀地分布在边缘区域上。

在按照发明的方法中将原料和必要时将细成份装入冶金容器中，其中为了调节出按照目标的装入的物料的分布而让装料螺线形地进行，其中螺旋轨迹从外向内地形成。输送设备沿着螺旋轨迹引导，从而装入的物料也沿着螺旋轨迹堆积。由于输送设备无级地引导，所以在径向位置持续改变，而同时位置也沿着圆周方向改变。在位置沿着圆周方向改变期间，径向位置的改变连续并持久地进行。由于该措施的缘故，所以可以在容器中以装入原料实现预定的覆料。相对于传统方法而言可以调节更为复杂的覆料，或者更加均匀地装料。输送设备可以无级地围绕一条轴线转动并同时围绕另一条轴线倾斜。这种在倾斜角同时改变情况下的双轴线式引导可以让向被装料的容器的整个面装料。其中重要的是无级并同步的定位，从而可以完全地装入到冶金容器的整个内横截面上。

装料以及对装料设备的控制按照预定的布料方案(Beschuettungsplan)进行。按照布料方案的装料可以确保在冶金容器内的过程最佳地运转。

根据按照本发明的方法的另一种特别方案，布料方案基于所测得的位于容器中的固体材料的实际-温度分布和额定-温度分布得到调整。由于更为精确的装料可以更好地调节出目标-温度分布。通过配料(Beschickung)可以例如对高炉炉料中的炉气状态施加影响，其中炉气状态表述容器中的温度分布。由于螺线形地装料的缘故，所以可以更好地避免与额定-温度分布的偏差。

根据按照本发明的方法的一种优选方案，来自输入装置的原料的和必要时细成份的输入调量地(mengenregelt)进行。在装料期间，材料按照螺线形装入容器，其中由于螺旋轨迹具有变化的长度而对材料的量加以调节，其中每个时间单元的量亦适配于质量流。细成份可被理解为具有较小颗粒尺寸的原料，它们出于加工技术的原因被分离并大多被筛出。其中对于矿石而言，颗粒尺寸在8mm以内的理解为细成份，对于焦炭而言，颗粒尺寸在24mm的理解为细成份。

根据按照本发明的方法的一种适合的方案，由输入装置的装料分批地进行。其中装料离散进行，即不是持续地进行。在一次离散装料之后，在下一个循环内又一次离散地装料。其中的优点在于，可以交替地装入离散量材料而不必设置复杂的阀门装置以用于中断材料流。另外还可以装入预先称量的量或混合物。

根据按照本发明的方法的一种可能的方案，在装入细成份时，细成份始终在其他原料之前进入输入装置。在原料或细成份被装入容器之前，这些物料首先进入输入装置。由于首先装入细成份，所以细成份始终在其余原料之前率先装入容器。由于螺线形装料的缘故，所以细成份被装入到边缘区域中并且原料被装入到螺旋轨迹的进一步靠内的螺旋上。在不应该装入细成份的情况下，原料的装入在全部螺旋轨迹上、即亦在边缘区域上进行。

根据按照本发明的方法的一种特殊方案，细成份的重量占总装料量的2％至20％，特别是8％至12％。细成份份额可以相应选择用于配合加工过程，其中尤其可以考虑在冶金容器中运行的加工过程的特征和对容器中的特殊条件。

在按照本发明的方法的一种优选方案中，细成份被螺线形并主要地装入到容器的边缘区域中，其中细成份从输入装置装到的螺线形区域的径向终点形成随后的尤其从另外的输入装置装入细成份的径向起点，从而细成份均匀地分布在边缘区域上。通过控制装料可以位置准确地装料到容器中。对于例如在高炉中的金属制造过程而言，装入的材料的炉气分布是重要的，因为因此会影响到过程温度或温度分布。由于细料的透气性不同，所以有必要将这些物料有针对性并均匀地装入到边缘区域上。就装入细成份而言，边缘区域中的装料按照螺线形进行。当细成份在输入装置中已耗尽时，则接着装入同样位于输入装置中的原料。在下一个装料循环中，现装入的细成份在螺旋轨迹上加入，其中现装入的细成份的起点关于其周边位置直接与早先装入的细料相接。其中重要的是，可以沿圆周方向进行均匀的装料，并且单个的细料份额不必处于相同的垂直位置中。

根据按照本发明的方法的一种优选方案，按照螺旋轨迹的原料的装入通过6至14个、尤其9至11个螺旋进行。通过选择螺旋可以实现与冶金容器的尺寸的相应匹配。基本上，当有必要进行特殊布料的时候，可以视需求增加螺旋的数量。

根据按照本发明的方法的一种优选方案，细成份的装入在螺旋轨迹的两个靠外的、尤其仅在一个最靠外的螺旋中进行。优点在于，细成份仅被装入到最靠外的区域中，原因在于，在这里，小的透气性不会对温度分布带来负面影响。由于仅在最靠外的螺旋上进行装料，所以还可以在装料时实现高的可再现性并因此获得非常均匀的细料分布。

根据按照本发明的方法的一种特别方案，输送设备的倾斜角作为转速的函数并在考虑输入装置中原料的和亦可能的细成份的当前重量的情况下调节，以便在容器中生成预定的分布。由于重量以及从而已装入材料的质量的连续跟踪，所以通过转速也可以跟踪装入材料的位置。因此可以按照该信息协调接下来材料的装入，从而可以调节在确定的位置上位置量(Lage Menge)。这种控制可以调整预定的布料。

在按照发明的方法的一种优选方案中，输送设备的转速和倾斜角分别通过变频器得以调节。这种方案可以实现连续并独立地调整这两种运动，从而按照本发明的方法可以得到实现。

在按照本发明的方法的一种特殊方案中，从不同的输入装置交替地对输送设备进行供料，其中设有至少两个输入装置。因此可以交替地从两个输入装置给用于装料到冶金容器中的输送设备供料，其中可以分别预先给这两个输入装置供应原料亦或细材料。通过设置两个或更多个输入装置可以单独地调节原料和细成份，以便从而能够实现更为灵活的装料。

根据按照本发明的方法的一种优选方案，输入装置包括至少一个用于存放原料亦可能存放细成份的储存室。原料或细成份可以预先置入该储存室中，从而以后可以将全部储存室内容物装入。

根据按照本发明的方法的一种特殊方案，输送设备的倾斜角和转速被如下地控制，即，细成份基本在螺旋轨迹的整个螺旋上装入。通过该措施可以获得非常均匀的细成份分布。细成份在此期间仅被装入到冶金容器的边缘区域上，从而即使较主要的细成份份额也可以无缺点地得到加工。

根据按照本发明的方法的另一种特殊方案，对输送设备的倾斜角和转速的控制在考虑了装入料在倾斜的受料面上沿径向的自然滑下的情况下进行。为了确保装入冶金容器中的材料具有均匀的炉气分布，有必要相应地协调容器中的材料分布，其中要调节出目标-温度曲线。就此而言有必要在容器的横截面上不均匀地装料，其中对表面不平坦并具有倾斜角的布料加以调整。在装料到这些布料上时，在倾斜的面上会出现滑下过程，从而装入料的位置改变。由于已知布料方案，所以对这种在装料时自发的滑下亦给予了考虑并因此可以更为准确地调节出期望的布料。

根据按照本发明的方法的一种特别方案，细成份由焦炭细成份和矿石细成份组成的混合物形成。细成份在加工矿石并也在加工焦炭时落下。此时通常要对这些细成份进行加工，这例如可以在烧结设备中进行。不过，加工非常复杂并且成本很高。因此，按照本发明，大多通过筛选落下的细成份被混合并接着连同例如矿石或焦炭一起装入。细成份可以按照需求混合。

根据按照本发明的方法的一种优选方案，混合物具有5％至40％、尤其15％至30％的焦炭成份。考虑到这种特别的混合物的实际情况，即使矿石细成份也必须借助作为还原剂的焦炭被供料。实践证明上述份额是优选的。

根据按照本发明的方法的一种可能方案，焦炭与矿石被交替地装入，亦可能连同细成份和/或辅料一并装入。优点在于，焦炭和矿石亦或可选的细成份和/或辅料可以不作为混合物、而是被分层地装入冶金容器，其中按照交替的方式装入。通过这种装料可以更加针对性地考虑冶金特性并确保具有优选的冶金过程。

在按照本发明的装置中设有至少一个输送设备和至少一个用于给输送设备供料的引导设备，其中输送设备具有出料口，出料口可以在向冶金容器内装料的时候沿着向内延伸的螺旋轨迹引导，以便调节出容器中预定的覆料(Bedeckung)。沿着螺旋轨迹引导的优点在于均匀并可非常灵活地适配的布料。通过这种引导很大程度地避免了与额定布料的偏差并因此使得容器中的冶金过程得到优化。输送设备可以无级地围绕轴线转动并同时可以关于其倾斜方面围绕另一条轴线调节地支承。通过这种方案可以提供非常简单并耐用的装置，并且对于装入容器内的料的分布来说可以非常准确地保持与预给定一致。特别是可以通过输送设备的可转动式支承克服冶金设备中的部分特别恶劣的环境条件、例如灰尘以及高温。

在按照本发明的装置的一种优选方案中，为了调节输送设备的倾斜角和转速而分别设有变频器。这些彼此可独立调节的变频器确保尽可能的灵活性。此外，通过变频器还可以实现同时且彻底连续的调节。

根据按照本发明的装置的一种可能方案，输入装置具有称量设备，以用于在装料期间连续跟踪原料和亦可能细成份。通过持续跟踪已装入料的重量亦即量可以始终了解并追踪到装入料的位置。尤其是可以因此而实现精确的布料，也可以将例如细成份位置准确地装入并因此实现在圆周上均匀地装入细成份。

附图说明

借助下列附图以例举且不限于此例的方式对本发明做出详细描述。

图1示意性地示出按照本发明向一个冶金容器中装料；

图2示意性地示出利用按照本发明的方法调节的布料；

图3示意性地示出利用按照本发明的方法调节的布料。

具体实施方式

图1中示意性地示出了按照发明的装料。物料从上方装入冶金容器1中，其中容器的上端未示出。出于装料的目的设置了输送设备2。该输送设备以一种特别的设计可围绕轴线5摆动地支承，其中输送设备2的倾斜角α可以改变。进行围绕轴线5的调节的同时，输送设备2可以围绕垂直轴线6转动。通过这些运动使得输送设备2的出料口3呈现螺线形。其中，输送设备的倾斜被改变，使得呈现出一种从外向内引导的螺旋轨迹4。于是借助输送设备2装入的材料也在一个面上呈螺线形地装入到容器中并产生相应的布料10。

在装入细成份时，细成份总是在待装入的细成份之前装入容器中。在此期间螺旋轨迹的从起点8至终点9的被加载部分7可以通过控制入料准确地跟踪。设有给输送设备供料的输入装置，由于输入装置的重量测量是持续的，所以装入的量也随之总是被跟踪。因此，装入细成份的螺旋轨迹终端9是已知的，并且可以在直接后续或更晚的装料循环中当作接下来装入细成份的起点使用。利用这种方法可以让细成份均匀地分布在圆周上和分布在容器边缘附近。优选以如下方式装入细成份，即，细成份可以准确地分布在螺旋轨迹的全部螺旋上。

通常把细成份和原料的总量置入输入装置并接着借助输送设备2进行装料。一个装料循环涉及位于输入装置中的材料总量。原料在细成份被装入之后分布在螺旋轨迹4的剩余螺旋上，并且这一点按照预定的布料方案进行。输送设备2的转速、倾斜角以及每个时间单元来自输入装置的输入量可以为了调节期望的布料而得到调整。优选提出设置至少两个输入装置，从而可以交替地装入不同材料并实现层式结构的布料。

图2举例示出了在一个冶金容器内的布料。其中原料被层式地置入。图中示出的是两种不同原料11和12的装入，其中横坐标表示距中心轴线M的冶金容器的半径R，纵坐标对应于布料厚度，以厘米计。由于原料的炉气分布(Durchgasung)的缘故，所以产生的布料至少不是平坦的，而是具有堆积。所以形成倾斜的表面13。

图3示出一种可能的布料，在该视图中，示出已装入的材料分量(纵坐标)与距冶金容器中心轴线M的距离R(横坐标)。其中可以在边缘附近看到细成份14，细成份14在焦炭15与矿石16或其他辅料17之间装入。该视图是一个例子，实际的布料按照额定-温度分布调节。

图4举例示出的是在一个冶金容器、例如在高炉中的额定-温度分布18和实际-温度分布19。在横坐标上示出的是距冶金容器中心轴线的距离，纵坐标表示温度。为了降低这种偏差，可以借助装料和布料通过改变炉气分布状态有针对性地影响和改变温度分布。

Claims (17)

1.对于原料所进行的装料方法，用于在冶金容器中的以制造金属或金属半成品为目的的加工，具有装料设备和至少一个给装料设备供料的输入装置，装料设备具有输送设备，其中所述原料是焦炭和/或矿石以及对其进行加工时分离出的细成份，其特征在于，装入细成份时该细成份总是在其他原料之前装到输入装置中，输送设备具有出料口(3)，该出料口在向容器内装料时沿着向内延伸的螺旋轨迹(4)引导，其中输送设备(2)被控制，从而使输送设备(2)无级地围绕一条轴线转动并同时围绕另一条轴线(5)倾斜，并且输送设备的倾斜角作为转速的函数并在考虑输入装置中原料的当前重量的情况下被调整，以便在容器(1)中生成预定的分布，从而细成份被螺线形并主要地装入到容器(1)的边缘区域上，其中在细成份从输入装置装到的螺线形区域的径向终点形成随后从另外的输入装置装入细成份的径向起点，从而细成份均匀地分布在边缘区域上。

2.按权利要求1所述的装料方法，其特征在于，冶金容器是高炉。

3.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，在所述方法中产生钢或者钢半成品。

4.按权利要求2所述的装料方法，其特征在于，按照预定的布料方案对装料设备和装料进行控制，其中布料方案为了控制炉料中的炉气分布特性而基于所测定的位于容器内的固体材料的实际温度分布和额定温度分布进行调整。

5.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，来自输入装置的原料的输入被调量地进行。

6.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，来自输入装置的装料分批地进行。

7.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，细成份的重量占总装料量的2％至20％。

8.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，原料按照螺旋轨迹的装入通过6至14个螺旋进行。

9.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，细成份的装入在螺旋轨迹的两个靠外的螺旋或者仅在最靠外的螺旋上进行。

10.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，输送设备的倾斜角和转速分别通过变频器调节。

11.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，从不同输入装置交替地给输送设备供料，其中设有至少两个输入装置。

12.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，在装料前将原料存放在输入装置的至少一个储存室中。

13.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，输送设备的倾斜角和转速被控制，从而细成份装到螺旋轨迹的整个螺旋上。

14.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，对输送设备的倾斜角和转速的控制在考虑了装入料在倾斜的面上沿径向的自然滑下的情况下进行。

15.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，焦炭和矿石的细成份所形成的混合物具有5％至40％的焦炭成份。

16.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，焦炭与矿石被交替地装入。

17.按权利要求1或2所述的装料方法，其特征在于，细成份的重量占总装料量的8％至12％。

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