CN116235014A - 通过竖井进给热工艺气体的高炉 - Google Patents
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Abstract
一种竖井炉、特别是高炉包括：外部金属壳体(14)；设置成向竖井炉内喷射热风的多个风口(16)；以及用于在竖井炉身区域中喷射工艺气体的装置。喷射器包括具有周缘壁(52)的喷嘴本体(51)，周缘壁沿纵向轴线从具有至少一个喷射孔(56)的前部部分(54)延伸到与基部构件(60)连接的相反的后部部分(58)，其中喷嘴本体包括用于将工艺气体从基部构件中的入口端口(64)引导至一个或更多个所述喷射孔的内部气体通道(62)。喷嘴本体(56)通过金属壳体(14)中的孔口(66)安装，使得具有一个或更多个喷射孔的前部区域(54)位于所述金属壳体的内侧，而后部部分(58)位于金属壳体的外部。基部构件(60)包括，构造成以气密方式将所述喷射器连接至围绕金属壳体中的孔口(66)的安装单元(68)的周缘安装部分(70)。
Description
技术领域
本发明总体上涉及冶金领域，并且更具体地涉及竖井炉、即高炉的操作，其中将热还原气体供给到炉竖井中，特别地，将热还原气体供给到炉身区域中。
背景技术
随着《巴黎协定》和近乎全球对采取减排行动必要性的共识，每个工业部门都必须研究开发提高能源效率和减少二氧化碳排放的解决方案。
在此背景下，钢铁冶金领域的参与者开发了新方法，以减少高炉炼铁路线的环境足迹。事实上，尽管有替代方法，如废钢熔化或在电弧炉内直接还原，但高炉(BF)今天仍然是钢铁生产中使用最广泛的工艺。
在为减少高炉CO2排放而开发的方法中，有人提议将热还原气体、通常是合成气(主要包括CO和H2)直接引入到高炉的竖井。这也称为“竖井进给”，并且意味着通过炉外壁在热风(风口)高度上方、即炉腹上方，并且优选地在内聚区上方的氧化亚铁区的气固还原区域内引入/供应热还原气体(合成气)。
发明内容
发明目的
本发明的目的是改进热还原气体进入高炉竖井的供给。
发明内容
目前的喷射源于以下观察：尽管许多出版物或专利引用了竖井进给的概念(即在高炉竖井中引入热工艺/还原气体)，但尚未在商业高炉上实施工业应用。在一些出版物中，描述了高炉竖井中气体喷射的理论或实验研究。通常，CFD模拟或小比例模型实验测试用于研究不同参数对高炉上部部分中存在的焦炭和烧结矿/球团多孔层状结构中气体渗透和分布的影响。总的来说，这些研究的结论是穿透深度相当有限，并且气体仍然靠近高炉壁。
本发明提出了一种如权利要求1所提出的竖井炉。
根据本发明的一种竖井炉，所述竖井炉特别是高炉，所述竖井炉包括：
金属壳体，所述金属壳体限定有炉外壁，优选地，所述金属壳体设置有冷却元件和/或耐火材料；
多个风口，多个风口设置成在风口高度处围绕外壁，以向所述竖井炉内喷射热风；
用于在高于所述风口高度的喷射高度处将工艺气体特别是热还原气体喷射到所述竖井炉的装置；
其中，用于喷射工艺气体的所述装置包括至少一个喷射器，所述喷射器包括：
喷嘴本体，所述喷嘴本体具有周缘壁，该周缘壁沿纵向轴线从具有至少一个喷射孔的前部部分延伸到与基部构件连接的相反的后部部分，其中喷嘴本体包括内部气体通道，以用于将气体从所述基部构件中的入口端口引导至一个或更多个所述喷射孔；
所述喷嘴本体被安装成穿过所述金属壳体中的孔口，使得具有一个或更多个所述喷射孔的前部区域位于所述金属壳体的内侧，而所述后部部分位于所述金属壳体的外侧；以及
所述基部构件包括周缘安装部分，所述周缘安装部分构造成以密封(气密)方式将所述喷射器连接到围绕所述金属壳体中的所述孔口的安装单元(安装单元基板定位在壳体外侧)。
本发明允许通过提供在炉内突出的喷射器来增加和调整喷射工艺气体的渗透深度。工艺气体通常是热还原气体，例如主要包含CO和H2的合成气。喷射器优选布置成在高炉的炉身区域中喷射热还原气体。在实践中，如此连接的喷射器在高炉外部通过适当的管道连接到热还原气体源(例如合成气(CO；H2)。
喷射器在喷嘴本体前部部分例如横向地和/或在喷射器的梢部设置有一个或若干个喷射孔(或喷嘴)，以用于排出热气体。在单个喷射器上提供喷射孔提供了关于气体喷射方向的重要灵活性。由于喷射器装置不限于单个喷射点，因此可以增加气体分布。
此外，这样的喷射器可以朝向炉的中央或切线方向(朝向内壳体周向部)定向。切线方向的定向有助于在高炉中产生涡流，这可以增加气体的分布并与从风口高度上升的气体混合。
喷射器的数量、角度以及每个喷射器中喷射孔的数量、尺寸、位置和角度的不同组合提供了巨大的灵活性，使喷射器的设计适应给定的工艺条件或给定的高炉(小/大型高炉)。
本发明的另一优点是喷射器能够在现有高炉上轻松改装来实现。通过在两个相邻冷却元件的外冷却通道之间进行芯钻，喷射器的尺寸有利地选择成使得喷射器可以放置在两个冷却元件(板式冷却器-铸铁或铜，或其他)之间。替代性地，喷射器可以放置在带有合适冷却通道的一个冷却壁内。利用当今可用的快速冷却壁更换技术，这种干预也可以在高炉短时间停工时实现。
在实施方式中，金属壳体中的孔口被密封的安装单元围绕，该安装单元适于与基部构件的安装部分配合。
在实施方式中，基部构件构造成对喷射器本体进行支撑，即喷嘴本体在喷嘴本体的后部部分处固定到基部构件。安装部分围绕喷嘴本体并以密封方式联接到安装单元。这允许将喷射器气密地安装到金属壳体上。适当的气密安装和喷射器设计是特别需要的，因为预想应用中的工艺气体含有CO和H2，而CO和H2在泄漏到外部时会自发燃烧，或者在与空气混合时可能形成爆炸性气氛。
安装单元可以包括套筒，套筒围绕孔口并以密封方式固定到金属壳体。套筒设置有第一环形凸缘，该第一环形凸缘与基部构件安装部分上的第二环形凸缘配合。
在实施方式中，基部构件包括：具有被侧壁包围的底部壁的杯形外部元件，该外部元件包括所述第二环形凸缘；以及被接纳在外部元件内的内部元件。内部元件具有与所述外部构件的第二环形密封表面配合的第一环形密封表面。
在实施方式中，内部元件是环形的并且限定有沿所述纵向轴线延伸的中央通道，该中央通道形成用于工艺气体的入口端口。
在实施方式中，内部元件具有包括第一密封表面的外周缘表面；并且侧壁具有包括第二密封表面的内周缘表面。第二密封表面可以是朝向外部元件的底部壁渐缩的截头锥形表面；并且第一密封面是配合的截头锥形表面。优选地，第一环形表面和第二环形表面具有匹配/相同的锥角。
内锥形部和外锥形部的使用提供了一种安全功能，该安全功能允许可以轻松拆卸的内部构件和外部构件的气密连接，即使探头由于机械或热变形或由于堆积件或脚手架而在炉内被卡住的情况下也是如此。不与炉内气氛接触的外部构件可以移除，并且与喷嘴本体一体的内部部件可以单独移除到外部，或者，如果喷射器完全变形或粘附有不允许其移除到外部的粘附物，可以用力将喷射器推入炉内。随后将用备用部件来更换带有喷射器喷嘴的内部构件。因此，这种设计提供了一种安全可靠的方式来拆卸、维护和更换喷射器。为此，喷嘴本体和内部构件的外部尺寸在设计上小于金属壳体中的孔口的横截面，使得喷嘴本体和内部构件可以被压入炉中。
便于拆卸的装置也有利于在高炉检修停机时对炉内喷射区域进行例行检查。喷射器的移除提供了方便的检查和可能的清洁/去除喷射口周围的脚手架。
在高炉中，喷射器通常布置成使得喷射器的前部部分接合在金属壳体中的孔口中，但也在一个或更多个冷却元件和/或覆盖金属壳体的内表面(或有时是外表面)的耐火材料中的孔口中。本发明的喷嘴与各种冷却技术兼容，例如冷却板/冷却壁或冷却箱和喷涂。通常，喷射器被定位成使得喷嘴本体前部部分的一定长度突出到炉内，即相对于金属壳体和/或一个或更多个冷却元件的前侧和/或相对于冷却板正面或金属壳体上形成的陶瓷层突出。突出长度可以根据喷射孔的应用和构型进行调整。在一些应用中，例如对于轴向突出的一个或更多个孔，喷射器的梢部可以布置成仅略微突出，或与冷却元件前侧/陶瓷层齐平。这在穿透深度不是主要选择标准但更多关注喷射器的寿命和减少维护的应用中可能是可取的。
在一些实施方式中，在一个或更多个喷射器上方布置有凸出覆盖件，并且凸出覆盖件构造成保护突出到炉内的喷嘴本体前部免受下降的负担材料的影响。这种保护喷射器喷嘴本体免受下降的负担材料(烧结矿/球团矿和焦炭)磨损的保护例如可以通过可选地水冷的钢壳体(光滑或波纹状的)；陶瓷或耐火衬里；或由耐磨材料制成的堆焊件来实现。替代性地，喷嘴本体的上表面可以被成形为促进下降的材料的停滞。喷射器可以例如具有平坦的上表面和向上的周边肋，以用于保持下降的材料。
保护喷射器的突出部分的又一可能性是在喷射器上方喷射填充材料以形成保护块。这可以通过进给通道来完成，该进给通道布置成从基部构件的区域延伸并且在周缘壁的前部、上部区域中开口，在将喷射器安装在炉壳体中之后可以通过该进给通道喷射填充材料。因此，当喷射器安装在炉壁中，填充材料被引入，并且积聚在喷射器上方作为保护物质。
一般而言，喷射器可以配备有允许进行热、机械和/或过程监测的仪器。例如，喷射器可以包括一个或更多个热电偶以监测气流的温度。它还可以包括磨损检测传感器。
便利地，喷射器部件具有大致轴向对称的形状，以便于制造和安装。喷嘴本体和基部构件通常可以具有圆形横截面。在实施方式中，可以设想椭圆形或矩形横截面，特别是对于喷嘴本体前部部分而言，但理想的是喷嘴本体与基部构件之间的接合区域保持轴向对称。
在所附的从属权利要求2至25中列举了上述和其他实施方式。
本发明还涉及一种用于如本文所公开并如权利要求1至25中的任一项所述的竖井炉的工艺气体喷射器。
喷射器包括喷嘴本体，所述喷嘴本体具有沿纵向轴线从具有至少一个喷射孔的前部部分延伸到连接到基部构件的相反的后部部分的周缘壁，其中，所述喷嘴本体包括内部气体通道，以用于将工艺气体从所述基部构件中的入口端口引导至一个或更多个所述喷射孔。所述喷嘴本体被构造为通过竖井炉金属壳体中的孔口安装，使得具有一个或更多个所述喷射孔的前部区域位于所述金属壳体的内侧，而后部部分保持在所述金属壳体的外侧。所述基部构件包括周缘安装部分，所述周缘安装部分被构造成用于以气密方式将所述喷射器连接到围绕所述金属壳体中的孔口(66)的安装单元。
本发明是对竖井进给技术的重要补充，例如在目前开发的基于含烃气体(焦炉煤气、天然气)重整的合成气生产方法或气体分离过程中的应用，从而允许将CO和H2浓缩在气流中，以便在高炉中加热后重新应用。本发明将允许喷射大量的热还原气体，从而显著减少焦炭消耗和CO2排放。对此，竖井进给是进一步提高高炉工艺的生产率、降低运行成本、降低焦炭消耗和CO2排放的一项重要技术。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，在附图中：
图1：是配备有用于竖井喷射热还原气体的高炉原理图；
图2：是通过安装在高炉中的本喷射器的原理剖视图；
图3：是说明用于喷射热还原气体的系统的示意图；以及
图4：a)以侧视图的方式示出了用于喷射器的保护盖的原理图，以及b)以前视图的方式示出了用于喷射器的保护盖的原理图。
具体实施方式
图1示意性地示出了高炉10，高炉10通常包括炉床12和在炉床12上方竖向延伸的竖井形成的钢壳体14。炉床壁的上部区域12.1包含用于风口16的开口，所述开口用于将热风引入到炉中。在该风口带12.1中，风口16环绕炉周向分布，并且从周缘的/环形的套筒18供给热风。壳体14通常分为三个区域：炉腹14.1、炉腰14.2和炉身14.3。高炉的喉部20由带有排气口24和顶环26的顶锥部22封闭。尽管未示出，但是顶部加料装置布置在顶锥部22上方，并且用于将高炉原料分配到炉中。顶部加料装置优选为BELL LESS
型，顶部加料装置的分配槽28如图1所示。
钢壳体14构成炉外壁。钢壳体14的内表面(即朝向炉内部)通常覆盖有冷却板30(或冷却壁)，如图3更好的示出的。这种冷却板通常具有由钢或铜(合金)制成的板状本体，该板状本体具有内部冷却剂通道，冷却剂(水)通过该内部冷却剂通道进行流通。冷却板30的前侧部(即，面向炉内部)通常也覆盖有钢刀片插入物或耐火材料(未示出)的保护层。
图1中的附图标记32表示竖井喷射系统，该喷射系统构造成将热还原气体引入到高炉的竖井中，即在风口高度12.1上方。热还原气体通常是含有CO和H2的合成气。参考图3，这里的竖井喷射系统32包括多个喷射器50(在下面详细描述)，喷射器50连接至承载合成气/工艺气体的第一周缘管道36(类似于套筒18)。在实践中，周缘管道因此连接到工艺气体源(未示出)。每个喷射器50通过单独的连接管道38而连接到管道36。喷射器50优选地是水冷的。附图标记40表示为喷射器输送新鲜冷却水的第二周缘管道，而从喷射器流出的冷却水经由第三周缘管道42来收集。
现在将参考图2详细描述燃料喷射器的实施方式。喷射器50包括喷嘴本体51，喷嘴本体51具有从前部部分54沿纵向轴线L延伸到与基部构件60连接的相反的后部部分58的周缘壁52，周缘壁52具有例如两个喷射孔56。喷嘴本体51包括用于将气体从基部构件60中的入口端口64引导到喷射孔56的内部气体通道62。
喷嘴本体51通过炉壳体14中的孔口66安装成使得：具有一个或更多个喷射孔的前部区域54位于炉内部，而底部部分56位于外壁14的外部。基部构件60以密封方式连接到外壁14。
由于壳体14在内部覆盖有冷却板30，第二孔口66'以与第一孔口66在轴向上连续的方式形成在冷却板(或相邻的冷却板)中。喷射器因此可以适当地布置，其中前部部分位于炉内部。喷嘴本体延伸穿过壳体14和冷却板30中的孔口并从炉内部的冷却板突出。
第二孔口66'可以在单个冷却板中或在两个冷却板之间的连接处、在没有内部冷却剂通道的本体部分中实现。
为了便于安装和密封的目的，可以布置引导套筒67(由钢、陶瓷材料或合适的金属合金制成)以在两个孔口66、66'中延伸。引导套筒67的外径对应于两个孔口66、66'的直径，并且引导套筒67的长度对应于从冷却板前侧部到壳体14的外侧部的距离。引导套筒67的内径与喷嘴本体51的外径相匹配。
外壁14中的孔口66被密封的安装单元68包围，该安装单元68适于与基部构件60的安装部分70配合。安装单元68包括围绕孔口66并且密封地焊接到壳体14的外表面的套筒68.1(管段)。套筒68.1大致沿轴线L延伸远离壳体14，并且套筒68.1具有围绕该套筒入口的第一环形凸缘68.2，第一环形凸缘68.2用于与基部构件安装部分70的第二环形凸缘70.1配合。在本文中，术语“密封的”或“密封地”暗示气密性的结合/组装。
基部构件60包括杯形外部元件72和内部元件74，该外部元件72具有由侧壁72.2围绕的底部壁72.1，该内部元件74被接纳在外部元件72内。外部元件72被定向成使得该外部元件容纳内部元件74的凹部面向喷射器本体51。安装部分70被布置在侧壁72.2的朝向安装单元68的轴向连续部中。安装部分70包括套筒部分70.2，套筒部分70.2在一个端部处被焊接到外部元件并且在另一端部处设置有第二环形凸缘70.1。
内部元件74是环形的并且限定有沿纵向轴线L延伸的中央通道74.1，所述中央通道形成用于工艺气体的所述入口端口64。环形内部元件74具有大致圆锥形横截面，该环形内部元件74具有与内表面74.1相对的外周缘表面74.2，以及径向延伸的、分别转向喷射器本体51和外部元件底部壁72.1的前部表面74.3和后部表面74.4。
内部元件的周缘表面74.2包括第一环形密封表面74.5，第一环形密封表面74.5与侧壁72.2内侧上的面向的第二环形密封表面72.3配合。在该实施方式中，第一密封表面74.5和第二密封表面72.3被设计为配合的截头锥形表面以提供金属相对于金属的气密密封。可以使用O形密封圈类型或其他金属密封件进行附加的密封。第二密封表面72.3朝向底部壁72.1渐缩，使得将内部构件74推动到外部构件72的内部增加了密封表面处的接触压力。优选地，第一环形表面74.5的锥角优选地与第二环形表面72.3的锥角相同。
内部构件74通过螺钉76固定在外部构件72中，螺钉76穿过外部构件72的底部壁72.1被接合。
喷嘴本体51还包括以与中央通道74.1在轴向上连续的方式从基部构件60朝向前部区域轴向延伸的内管80。内管80构造成将工艺气体从入口端口64引导至喷射孔。
如图2所示，入口端口64包括连接管道65，连接管道65固定在内部构件的后表面74.4上并且围绕通道74.1。连接管道65在开口72.4中延伸穿过底部壁72.1，并且连接管道65包括联接部、例如环形凸缘65.1，以用于联接至与供应热还原气体的周缘管道36连通的进给支路38的对应凸缘38.1。尽管未示出，但连接管道65和进给支路38可以设置有耐火衬里。
喷嘴本体51和基部构件60的部件通常可以由钢或钢合金或金属合金制成。在实施方式中，外壁52和内管80可以由铜或铜合金制成。
可以看出，周缘壁52和内管80两者都被构造为在前部封闭(喷射孔除外)并且在后部敞开的管状构件，周缘壁52和内管80在后部由内部构件74支撑。术语“支撑”在这里表示管52和80的后端部被固定到内部构件74，例如通过焊接固定到内部构件74。由于内管80的入口围绕中央通道74.1，并且周缘壁52围绕内管80，因此在两个管之间形成封闭的环形间隙82。
通过这种双壁构型，喷射孔56由从内管80延伸到周缘壁的小管段57形成，如图2所示。
在该变体中，喷射孔56向前倾斜，因此朝向竖井的中央。通常，喷射孔可以构造为轴向(在喷射器本体的梢部中开口)或侧向喷射工艺气体，如图所示向前或向下(垂直于轴线L)，或甚至切向地(即沿着内壳体周向部)喷射工艺气体以产生漩涡效果。
附图标记77表示固定在内环的前侧部74.3上的定心环。该定心环的尺寸(直径/厚度)基本上对应于引导套筒67的尺寸。因此定心环77的厚度对应于外壁与套筒70.2之间的环形空间。
燃料喷射器50暴露于炉内的大量热。因此，在周缘壁52的外表面上形成有热保护层84、例如由陶瓷材料或钢合金或硬面制成。绝缘层86、优选是基于陶瓷或耐火材料的绝缘层86对内管80的内表面进行保护。金属或绝缘材料制成的中间层可以布置在管80与绝缘层86之间。优选地，铜基部件(管52和80)和钢层(中间层和外层84)通过扩散层而以冶金的方式结合在一起。
优选地，水可以在喷嘴本体51中形成的环形间隙82中流通。可以预见间隙82可以通过引导元件而避免停滞区并且确保足够高的水速从而允许有效地保护喷射器免受一方面是高炉的热、另一方面是热合成气的影响。因此，在基部构件60中形成有冷却剂入口通道，冷却剂入口通道包括外部元件72的侧壁72.2中的入口引导通道88(大于冷却剂管96)和弯曲通道90，弯曲通道90具有带螺纹的入口部分且从第一密封表面74.5通向内部元件74的前表面74.3中与环形间隙82连通的开口。
冷却剂出口通道包括出口引导通道92和具有螺纹入口部分的弯曲通道94，出口引导通道92在外部元件72的侧壁72.2中与入口部分88间隔开/相对，弯曲通道94从第一密封表面74.5通向内部元件74的前表面74.3中的与环形间隙82连通的开口。
可以在具有外壁72.2的入口和出口通道的外表面处布置附加的密封元件。
第一水管96被装配到入口引导通道88中并进一步延伸到弯曲通道90中，在弯曲通道90处第一水管96被密封地旋拧在入口部分中。在相反的端部处，第一水管96包括用于直接或间接连接到周缘管道40的联接器(未示出)。第二水管98被装配到入口部分92中并进一步延伸到弯曲通道94中，在弯曲通道94处，第二水管98被密封地旋拧在入口部分中。在相反的端部处，第二水管98包括用于直接或间接连接到周缘管道42的联接器(未示出)。引导通道88和92具有略大于冷却剂管96、98的外径的横截面。
附图标记68.3表示填充管嘴，灌浆材料、绝缘材料或类似材料可通过该填充管嘴而被喷射到喷嘴本体51与套筒68.1(在炉外侧)之间的空隙79，从而降低泄漏风险和/或被灰尘等填充。
在实施方式中，在一个或更多个喷射器上方可以布置凸出覆盖件，并且该凸出覆盖件构造成保护突出到炉内部的喷嘴本体前部免受下降的负担材料的影响。这种保护喷射器喷嘴本体免受下降的负担材料(烧结矿/球团矿和焦炭)磨损的保护措施可以例如通过光滑或波纹状的钢壳体实现。该凸出覆盖件100的原理如图4所示，并且形成一种沿喷射器纵向方向L延伸的盖帽。该凸出覆盖件100覆盖了喷射器的凸出长度(虚线所示)。可见，盖100为弯曲的钢型材截面，更具体地具有倒置的倒圆的V形状。V形的顶点100.1在喷射器50上方并且两个支路100.2在喷射器50的两侧延伸，可选地甚至在喷射器下方延伸。盖100可以直接或间接地被液体冷却。冷却剂通道可以例如布置在壳体的下侧。
还需要注意的是，连接管路38可以包括肘状部38.1，肘状部38.1的后部设有维护检查端口38.2，其纵向中心轴线对应于喷射器的纵向轴线L。盖、观察玻璃和/或相机可拆卸地附接到检查端口38.2。可以同时使用相机和视觉来观察玻璃，例如通过使用适当放置的分束器进行。由于在竖井高度处，与风口高度相反，高炉内部是黑暗的，因此相机优选是热和/或红外相机和/或可以提供额外的光源。
Claims (27)
1.一种竖井炉，特别地，所述竖井炉是高炉，所述竖井炉包括：
金属壳体(14)，所述金属壳体(14)限定有炉外壁，优选地，所述金属壳体(14)设置有冷却元件和/或耐火材料；
多个风口(16)，多个风口(16)设置成在风口高度处围绕所述金属壳体(14)，以向所述竖井炉内喷射热风；
用于在高于所述风口高度的喷射高度(14.3)处将工艺气体喷射到所述竖井炉中的装置，特别地，所述工艺气体是热还原气体；
所述竖井炉的特征在于，用于喷射热工艺气体的所述装置包括至少一个喷射器(50)，所述喷射器包括：
喷嘴本体(51)，所述喷嘴本体(51)具有周缘壁(52)，所述周缘壁(52)沿纵向轴线从具有至少一个喷射孔(56)的前部部分(54)延伸到与基部构件(60)连接的相反的后部部分(58)，其中所述喷嘴本体包括内部气体通道(62)，以用于将工艺气体从所述基部构件中的入口端口(64)引导至一个或更多个所述喷射孔；
所述喷嘴本体(56)被安装成穿过所述金属壳体(14)中的孔口(66)，使得具有一个或更多个所述喷射孔的前部区域(54)位于所述金属壳体的内侧，而所述后部部分(58)位于所述金属壳体的外侧；
以及其中，所述基部构件(60)包括周缘安装部分(70)，所述周缘安装部分(70)构造成以气密方式将所述喷射器连接至围绕所述金属壳体中的所述孔口(66)的安装单元(68)。
2.根据权利要求1所述的竖井炉，其中
所述基部构件(60)构造成对所述喷射器本体(51)进行支撑；以及
所述周缘安装部分(70)在所述喷嘴本体(51)的后部部分(58)的一部分上围绕所述喷嘴本体(51)。
3.根据权利要求2所述的竖井炉，其中，所述安装单元(68)包括套筒(68.1)，所述套筒(68.1)围绕所述孔口(66)并且以密封方式固定至所述金属壳体；所述套筒(68.1)设置有第一环形凸缘(68.2)，所述第一环形凸缘(68.2)与在所述基部构件(60)的所述周缘安装部分(70)上的第二环形凸缘(70.1)配合。
4.根据权利要求3所述的竖井炉，其中，所述基部构件(60)包括：
杯形外部元件(72)，所述杯形外部元件(72)具有由侧壁(72.2)包围的底部壁(72.1)，所述外部元件(72)包括所述第二环形凸缘(70.1)；以及
内部元件(74)，所述内部元件(74)被接纳在所述外部元件(72)内；
所述内部元件(74)具有与所述外部构件(72)的第二环形密封表面(72.3)配合的第一环形密封(74.5)表面。
5.根据权利要求4所述的竖井炉，其中，所述内部元件(74)是环形的并且限定有沿所述纵向轴线延伸的中央通道(74.1)，所述中央通道形成所述工艺气体的入口端口(64)。
6.根据权利要求4或5所述的竖井炉，其中，所述内部元件(74)具有包括所述第一密封表面(74.5)的外周缘表面(72.1)；以及所述侧壁(72.2)具有包括所述第二密封表面(72.3)的内周缘表面。
7.根据权利要求6所述的竖井炉，其中，所述第二密封表面(72.3)是朝向所述外部元件的所述底部壁(72.1)渐缩的截头锥形表面；并且
所述第一密封表面(74.5)是配合的截头锥形表面。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述喷嘴本体(51)包括内管(80)，所述内管(80)以与所述中央通道(74.1)在轴向上连续的方式从所述基部构件朝向梢部轴向延伸，所述内管被构造成将工艺气体从所述入口端口(64)引导至所述喷射孔(56)。
9.根据权利要求8所述的竖井炉，其中，
在所述内管(80)与周缘壁(52)之间形成有封闭的环形间隙(82)；以及
优选地，所述基部构件(60)包括冷却剂入口通道和冷却剂出口通道，所述冷却剂入口通道和所述冷却剂出口通道布置成将冷却剂流体供应到环形间隙，以及相应地从所述环形间隙抽取冷却剂流体。
10.根据权利要求9所述的竖井炉，其中，
所述冷却剂入口通道包括在所述外部元件的所述侧壁中的入口引导通道(88)以及从所述第一密封表面通向所述内部元件的前侧中的开口并且与所述环形间隙(82)连通的弯曲通道(90)；以及
所述冷却剂出口通道包括在所述外部元件的所述侧壁中的出口引导通道(92)和从所述第一密封表面通向所述内部元件的所述前侧中的开口并且与所述环形间隙(82)连通的弯曲通道(94)。
11.根据权利要求10所述的竖井炉，其中，第一冷却管(96)被密封安装在所述冷却剂入口通道中，以及第二冷却管(98)被密封安装在所述冷却剂出口通道中，所述第一冷却管和第二冷却管中的每一者具有用于连接到相应的冷却剂供应管道和收集管道的联接器。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述喷嘴本体(51)还插入穿过冷却元件或相邻冷却元件或陶瓷/耐火衬里中的孔口(66')，由此所述前部部分分别从所述陶瓷/耐火衬里突出成与一个或更多个冷却元件的热侧部相距预定长度、与对冷却元件前侧部进行覆盖的陶瓷层相距预定长度。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，在一个或更多个所述喷射器上方布置有凸出覆盖件(100)，并且所述凸出覆盖件(100)构造成保护突出到炉内的喷嘴本体的前部部分免受下落炉料的影响。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述喷射孔(56)被构造成允许大体沿纵向轴线和/或横向于所述纵向轴线喷射工艺气体。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，至少一些喷射孔(56)横向布置在所述前部部分(54)中以将气体喷射到炉中的下游或沿切向喷射气体。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述喷射器(50)布置成穿过所述金属壳体(14)，使得所述喷射器(50)的纵向轴线大致指向所述炉的中央部或沿切向定向。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述喷射器包括工艺气体进给支路(65)，所述工艺气体进给支路(65)在一个端部处连接到所述内部构件(74)的后部面且围绕所述中央通道(74.1)，所述进给支路延伸穿过所述外部构件底部壁(72.1)中的开口(72.4)，并且在所述进给支路的另一端部处包括联接器。
18.根据权利要求17所述的竖井炉，其中，用于喷射工艺气体的所述装置包括围绕金属壳体(1)的周缘管道(36)，每个喷射器通过连接到所述喷射器进给支路的联接器的单独的进给管(38)而连接到所述周缘管。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述周缘壁(52)包覆有外热保护层(84)以及/或者所述内管(80)设置有内热保护层(86)。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述周缘壁(52)覆盖有抗磨损保护材料，例如焊接、耐磨材料。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述喷射器(50)包括一个或更多个热电偶和/或磨损检测器。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述喷嘴本体(51)的上表面被成形为促进下降材料的停滞，特别是通过具有向上的周缘肋的平坦上表面而促进下降材料的停滞。
23.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述喷射器(50)包括用于填充材料的进给通道，所述进给通道在所述周缘壁的前部、上部区域中是敞开的。
24.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述喷嘴本体(51)和所述内部构件(72)的外部尺寸在设计上小于在所述金属壳体(14)中的所述孔口(66)的横截面，使得所述喷嘴本体(51)和所述内部构件(72)能够被迫压进入炉中。
25.根据前述权利要求中的任一项所述的竖井炉，其中，所述安装单元(68)或安装部分(70)包括用于在围绕所述周缘壁(52)的环形空间中喷射灌浆材料、绝缘材料或类似材料的填充管嘴(68.3)。
26.一种用于根据前述权利要求中的任一项所述竖井炉的工艺气体喷射器。
27.一种用于竖井炉的工艺气体喷射器，所述工艺气体喷射器包括喷嘴本体，所述喷嘴本体具有周缘壁，所述周缘壁沿纵向轴线从具有至少一个喷射孔的前部部分延伸到与基部构件连接的相反的后部部分，其中，所述喷嘴本体包括内部气体通道，以用于将工艺气体从所述基部构件中的入口端口引导至一个或更多个所述喷射孔；
其中，所述喷嘴本体被构造为安装成穿过竖井炉金属壳体中的孔口，使得具有一个或更多个所述喷射孔的前部区域位于所述金属壳体的内侧，而后部部分保持在所述金属壳体的外侧；以及
其中，所述基部构件包括周缘安装部分，所述周缘安装部分被构造成用于以气密方式将所述喷射器连接到围绕所述金属壳体中的孔口的安装单元。
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