CN102914144B - 鼓风口弯头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将热风送入竖炉中的鼓风口弯头，所述鼓风口弯头包括至少一个铰接式补偿器(15)、一个喷嘴肘管(3)以及一个喷嘴尖头(1)，这些部件中的每个都包括金属外部结构(5)，该金属外部结构在其面向热风的内侧设有耐热内衬(6)，其中，铰接式补偿器以一端连接到喷嘴肘管上、而能以另一端连接到热风环路上，该鼓风口弯头包括至少一个绝热元件(7)，该绝热元件至少布置在铰接式补偿器、喷嘴肘管和/或喷嘴尖头的金属外部结构与耐热内衬之间的局部区域内，所述绝热元件包括嵌入到覆材中的高度耐高温的绝热材料，其中，覆材自身在鼓风口弯头的预期使用期间基本上熔解。本发明还涉及一种用于制造鼓风口弯头的方法。

Description

鼓风口弯头

技术领域

本发明涉及一种用于将热风送入竖炉中、尤其是送入鼓风炉中的鼓风口弯头。

本发明进一步提出一种用于制造鼓风口弯头的方法。

背景技术

为了降低在借助竖炉生产铁时的能量消耗，在冶金工业中被称为热风的热空气以在约1200℃至1350℃范围内的温度被吹入竖炉中。为此目的，环境空气通常借助吹风空气加热器加热到想要的且在上述范围内几乎恒定的温度。由此产生的热风通过热风路系统提供给竖炉。在这个过程中，热风首先从热风加热器流到热风路系统的热风环路，其在围绕它的竖炉的下部延伸。热风随后从该热风环路被分配到数个以空间分布的方式布置在竖炉周边上的鼓风口弯头，所述鼓风口弯头也称为热风鼓风口弯头。作为热风路系统的封闭元件，鼓风口弯头分别包括一个喷嘴肘管，该喷嘴肘管通常在煤袋和竖炉的槽道之间的区域中与其连接且部分突出到其中。

由于热风的高温，必须给系统的所述部件在它们面向热风的内侧提供绝热的耐热内衬，以降低能量损失且提高热风路系统的使用寿命。尤其地，这适用于每个都包括数个相互连接的部件的鼓风口弯头。在组装这些部件以获得一个鼓风口弯头之前，需要分别给这些部件提供耐热内衬。根据现有技术，耐热内衬在大多数情况下直接布置在这种部件的面向热风的金属外部结构的内侧。

金属外部结构通常由钢制成并且不同地配置用于鼓风口弯头的不同部件。例如，喷嘴尖头的金属外部结构基本上成形为如锥体那样。相反，例如铰接式补偿器包括类似管形形状的金属外部结构。此外，鼓风口弯头包括喷嘴肘管，该喷嘴肘管的金属外部结构和与喷嘴尖头和铰接式补偿器一起应用的金属外部结构相比具有复杂很多的结构。在本发明的范围内，鼓风口弯头的这些不同形状的承载的金属部件被描述并且称为更概括性的术语“金属外部结构”。

热风环路系统和鼓风口弯头的耐热内衬起到使金属外部结构外表面的温度降低到大约300℃至350℃的作用。因此可以减少能量损失。此外，在鼓风炉外部的工作区域内的安全性得以提升。

铰接式补偿器用于补偿热风路系统的由于热负荷而发生的变形。铰接式补偿器通常装备有万向节和布置在朝向鼓风口弯头的其它部件的过渡区域中的波纹风箱。为了保护敏感的补偿器元件免于高的热负荷，要求紧邻的各部件的耐热内衬尽可能紧密地相互靠置。

由于鼓风口弯头如上所述地暴露在高的热负荷中，它们必须时常更新，这意味着它们必须设有新的耐热内衬。移除消耗了的耐热内衬在大多数情况下通过使用钻锤以及类似的工具来执行，因此这是昂贵的。此外，铰接式补偿器的敏感元件的损坏、例如波纹风箱的和金属外部结构的面向热风的内侧的损坏相当经常地发生。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种鼓风口弯头，除了与生产铁相关联的能量消耗的广泛降低之外，借助所述鼓风口弯头也可以降低竖炉的总运营成本。

这个任务利用开头所述性质的鼓风口弯头以这样的方式来解决，即，所述鼓风口弯头包括至少一个铰接式补偿器、一个喷嘴肘管以及一个喷嘴尖头，这些部件中的每个都包括金属外部结构，该金属外部结构在其面向热风的内侧设有耐热内衬，其中，铰接式补偿器以一端连接到喷嘴肘管上、而能以另一端连接到热风环路上，所述鼓风口弯头包括至少一个绝热元件，该绝热元件至少布置在铰接式补偿器、喷嘴肘管和/或喷嘴尖头的金属外部结构与耐热内衬之间的局部区域内，所述绝热元件包括嵌入到覆材中的高度耐高温的绝热材料，其中，所述覆材自身在鼓风口弯头的预期使用期间基本上熔解。

按照本发明在鼓风口弯头的至少一个部件的金属外部结构与耐热内衬之间布置附加的绝热元件起到使通过鼓风口弯头的能量损失进一步降低的作用。与传统的鼓风口弯头、亦即不具有附加的绝热元件的鼓风口弯头相比，鼓风口弯头外侧的和相应其部件的金属外部结构的表面的温度根据本发明可降低大约100℃至150℃。这相当于显著地节约可以以生产每吨生铁的焦炭来表示的能量。此外，由于金属外部结构与铰接式补偿器元件的较低的热负荷，鼓风口弯头的使用寿命明显增加。

利用根据本发明的鼓风口弯头，附加的绝热元件使在金属外部结构和耐热内衬之间的结合变弱，这是因为在鼓风口弯头的预期使用期间覆材自身在很大程度上熔解、更详细地自身焚化/烧尽。作为其结果，与现有技术的鼓风口弯头相比，可以以明显更少的花费来在更新鼓风口弯头时从金属外部结构移除耐热内衬。这使得成本进一步降低。

总的来说，与使用传统的鼓风口弯头相比，使用本发明的鼓风口弯头体现了一种在运营成本和能量效率方面明显更经济的选择性方案。

在本发明的范围内，可以想到为一个鼓风口弯头利用数个、尤其是不同配置的绝热元件，这些绝热元件布置在鼓风口弯头的特别敏感的位置处、例如在铰接式补偿器的区域内。

根据本发明一个有利实施例，覆材配置为箔，该箔基本上由塑料材料制成。在鼓风口弯头的预期使用期间，箔焚化并因此其自身基本上熔解。塑料材料可以是聚乙烯或聚酰胺或者例如是它们的混合物。涂覆塑料材料的金属也是适合的。

根据本发明的另一个有利实施例，绝热材料包括至少一种无机硅质物质。优选地，无机硅物质是高度分散的(热原)硅酸。这种性质的无机硅质物质具有很低的导热性，因此它们用于创造具有优异绝热属性的绝热元件。

本发明的另一个有利实施例规定，绝热材料包括至少一种用于减少在绝热材料内部的热辐射传导的介质。这种性质和类型的介质也称为遮光剂，且它们用于降低绝热材料在红外辐射方面的渗透性，其中，遮光剂可以分散和/或吸收红外辐射。这种配置使本发明的鼓风口弯头具有意义，这是因为在没有附加遮光剂的情况下绝热材料的绝热属性随着温度的升高而恶化。

绝热材料优选配置为粉末的形式并且被压制成成型体。以这种方式可提供具有不同几何结构的成型体，以便能够使绝热材料理想地适应于其有关的使用位置。成型体优选以棒的形式配置。也可规定，数个成型体嵌入到同一个覆材中。特别地，数个棒形的成型体可以相互平行地以短的距离定位在覆材中。在选择由塑料材料制成的覆材的情况下，柔性的绝热元件可以按这种方式配置，其形状通过变形容易适应于其有关的使用位置。

此外建议，绝热材料被抽真空并且被收缩包装到覆材中。通过抽真空，绝热材料的绝热属性以及因而绝热元件的绝热属性通过降低在绝热材料内部的热传导的部分得以进一步提高，该热传导由在绝热元件使用期间的对流产生。将被压制的绝热材料收缩包装到覆材中还起到使绝热元件在制造鼓风口弯头期间可靠地维持其形状和物理属性的作用。

此外建议，绝热元件通过粘合与金属外部结构结合。这样的绝热元件因而可以在施用耐热内衬之前以简单的方式结合到有关的金属外部结构上。尤其地，柔性配置的绝热元件因而可以以简单且永久的方式定位在其有关的所希望的使用位置。在安装耐热内衬时，例如通过用一种已知类型的耐热混凝土封装金属外部结构，绝热元件由耐热内衬固定。应用的粘合剂因而可以通过在鼓风口弯头运行的期间焚化而熔解。

为了解决在上文中所述的任务，建议一种开始提到的性质和类型的方法，其中，该鼓风口弯头至少由铰接式补偿器、喷嘴肘管和喷嘴尖头形成，并且借助所述鼓风口弯头能将热风引入到竖炉中、尤其是引入到鼓风炉中，在首先为铰接式补偿器、喷嘴肘管和喷嘴尖头提供金属外部结构之后，所述金属外部结构用耐热材料封装，以提供耐热内衬，根据本方法在铰接式补偿器、喷嘴肘管和/或喷嘴尖头的金属外部结构用耐热材料封装之前，在所述金属外部结构的面向热风的内侧，至少一个绝热元件按本发明至少布置在内侧上的一个局部区域内，所述绝热元件预先通过将被压制成成型体的粉末状的绝热材料收缩包装到覆材中而成型，该覆材自身在鼓风口弯头的预期使用期间基本上熔解。

本发明的方法也与上文中关于鼓风口弯头所述的、竖炉的节约能量和降低运营成本的优点相关联。有利的是利用箔作为覆材，该覆材主要由塑料材料形成。优选地，绝热元件与金属外部结构粘合。

附图说明

在下文中，通过在附图基础上示出的实施例对本发明的其它优点和特征进行更详细的阐述，其中：

图1a是本发明鼓风口弯头的喷嘴尖头的典型实施例的透视图；

图1b是示于图1a中的喷嘴尖头的纵剖视图；

图1c是示于图1a和1b中的喷嘴尖头的沿图1b中的线B-B的纵剖视图；

图2a是本发明鼓风口弯头的喷嘴肘管的典型实施例的透视图；

图2b是示于图2a中的喷嘴肘管的纵剖视图；和

图3是本发明鼓风口弯头的铰接式补偿器的典型实施例的透视分解图。

具体实施方式

图1a透视地示出了未示出的本发明鼓风口弯头的喷嘴尖头1的典型实施例。在喷嘴尖头1的预期使用中，热风流过该喷嘴尖头中并从出口孔2离开。喷嘴尖头1在另一端可连接到鼓风口弯头的喷嘴肘管3上，该喷嘴肘管的典型实施例示于图2a和2b中。在喷嘴尖头1的外部在周边布置有进料部4，优化竖炉中的燃烧过程的物质可以通过该进料部输送给热风流。

图1b示出图1a中所示的喷嘴尖头1的纵剖视图。可以看出承载的金属外部结构5，该金属外部结构在面向热风的内侧设有耐热内衬6。按照本发明，在金属外部结构5和耐热内衬6之间布置有绝热元件7。该绝热元件7由此处未示出的高度耐高温的绝热材料构成并且嵌入到覆材中，其中，在鼓风口弯头的预期使用期间，覆材自身基本上熔解、特别是焚化。进料部4都包括进料通道8，该进料通道延伸穿过耐热内衬6并终止于喷嘴尖头1的通道导管9中。

图1c示出了图1a和1b中的喷嘴尖头1的沿图1b中的线B-B的纵剖视图。特别地，可以看出进料通道8终止于通道导管9中。此外，喷嘴尖头1的按照本发明的结构可在此被识别，在该喷嘴尖头下游，绝热元件7布置在金属外部结构5和耐热内衬6之间。

图2a透视地示出本发明鼓风口弯头的喷嘴肘管3的实施例。喷嘴肘管3能通过法兰10连接到例如图3所示的铰接式补偿器15上。通过在另一端的法兰11，喷嘴肘管3可连接到喷嘴尖头1上。喷嘴肘管3包括分支12，该分支由可绕铰链14旋转的活板13密封。

图2b示出了图2a中的喷嘴肘管3的纵剖视图。可以看出，喷嘴肘管也具有本发明的结构，在其下游，绝热元件7布置在金属外部结构5和耐热内衬6之间。

图3示出了鼓风口弯头的铰接式补偿器15的实施例的分解图。该铰接式补偿器可通过法兰16连接到喷嘴肘管3上。铰接式补偿器15可通过法兰17连接到热风路系统的未示出的热风环路上。在区域18中，铰接式补偿器15包括在此未更详细示出的波纹风箱。此外，也包括用耐热材料加衬的金属外部结构5的中心块19可以经由元件20通过形成万向节连接到连接块21上。元件20也包括金属外部结构5以及与其设置的耐热内衬6。

此外，铰接式补偿器15包括数个不同配置的绝热元件7。根据本发明，这些元件由嵌入到覆材中的耐热的绝热材料形成。覆材由塑料箔制成，该塑料箔包括数个棒状配置的成型体。棒状配置的成型体彼此平行地并与铰接式补偿器15的纵向延伸平行地排列。它们包括压制成成型体的高度分散的硅酸的粉末状混合物和遮光剂。通过这种配置方式，绝热元件7是柔性的并且是可在不施加大力的情况下适应于铰接式补偿器15的其它部件在它们有关目标位置上的有关形状。在鼓风口弯头以及相应铰接式补偿器15的预期使用期间，塑料箔由于高温而焚化并且因此其自身基本上熔解。

Claims (13)

1.用于将热风送入竖炉中的鼓风口弯头，所述鼓风口弯头包括至少一个铰接式补偿器(15)、一个喷嘴肘管(3)以及一个喷嘴尖头(1)，这些部件中的每个都包括金属外部结构(5)，该金属外部结构在其面向热风的内侧设有耐热内衬(6)，其中，铰接式补偿器(15)以一端连接到喷嘴肘管(3)上、而能以另一端连接到热风环路上，

其特征在于，至少一个绝热元件(7)至少布置在铰接式补偿器(15)、喷嘴肘管(3)和/或喷嘴尖头(1)的金属外部结构(5)与耐热内衬(6)之间的局部区域内，所述绝热元件包括嵌入到覆材中的高度耐高温的绝热材料，其中，覆材自身在鼓风口弯头的预期使用期间基本上熔解。

2.如权利要求1所述的鼓风口弯头，其特征在于，覆材配置为箔，该箔基本上由塑料材料制成。

3.如权利要求1或2所述的鼓风口弯头，其特征在于，绝热材料包括至少一种无机硅质物质。

4.如权利要求3所述的鼓风口弯头，其特征在于，无机硅质物质是高度分散的硅酸。

5.如权利要求1所述的鼓风口弯头，其特征在于，绝热材料包括至少一种用于减少在绝热材料内部的热辐射传导的介质。

6.如权利要求1所述的鼓风口弯头，其特征在于，绝热材料配置为粉末状的形式，并且被压制成成型体。

7.如权利要求6所述的鼓风口弯头，其特征在于，成型体是棒状的配置。

8.如权利要求1所述的鼓风口弯头，其特征在于，绝热材料被抽真空并且被收缩包装到覆材中。

9.如权利要求1所述的鼓风口弯头，其特征在于，绝热元件(7)粘合到金属外部结构(5)上。

10.用于制造鼓风口弯头的方法，该鼓风口弯头包括至少一个铰接式补偿器(15)、一个喷嘴肘管(3)和一个喷嘴尖头(1)，借助所述鼓风口弯头能将热风引入到竖炉中，其中，首先为铰接式补偿器(15)、喷嘴肘管(3)和喷嘴尖头(1)提供金属外部结构(5)并将所述金属外部结构用耐热材料封装，

其特征在于，在铰接式补偿器(15)、喷嘴肘管(3)和/或喷嘴尖头(1)的金属外部结构(5)用耐热材料封装之前，在所述金属外部结构的面向热风的内侧，至少一个绝热元件(7)至少布置在内侧上的一个局部区域内，所述绝热元件预先通过将被压制成成型体的粉末状的绝热材料收缩包装到覆材中而成型，该覆材自身在鼓风口弯头的预期使用期间基本上熔解。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，使用主要由塑料材料形成的箔作为覆材。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，绝热元件(7)粘合到金属外部结构(5)上。

13.根据权利要求1所述的鼓风口弯头，其特征在于，所述鼓风口弯头根据上述权利要求10到12中任一项所述的方法制造。