CN1341152A - 紧凑型高炉车间 - Google Patents

Abstract

为了获得一种极其节省空间和费用的高炉设计方案,本发明提出了一种没有高炉支架的极其紧凑的高炉(10),其中,炉料是用垂直输送机(20)输送到装料台的。在紧靠近高炉的旁边配置了设计紧凑的配料站(30)和浇注场(50)。

Description

紧凑型高炉车间

本发明涉及一种高炉车间以及附属的设备部分，其中高炉车间包括一个竖炉结构形式的和没有支架的独立结构的高炉，附属的车间设备部分例如有热风生产设备，配料站和浇注场，它用于将至少经过部分精选的铁矿石连续地熔炼成液态的生铁。

这种没有支架的高炉是公知的。例如在由柏林Wilhelm Ernst&Sohn出版社于1961年为钢铁冶金工作者出版的“冶金厂”手册中第528页上描述了一些没有支架的高炉(美国式的结构形式)，在这种高炉的炉身上安装了钢板外壳并且利用一个托圈由一些紧靠着高炉的支柱支撑。

现今的高炉车间技术是以这种设计和这样一种车间布置为基础的，即不仅对高炉装料而且对输送液态产品(生铁和炉渣)均根据可以支配的技术和物流的必要性为指向的。

通过一般可利用的技术可以建造一种高炉，这种高炉配置了高炉支架，以使高炉结构本身尽可能地不承受任何负载。在这种高炉支架上不仅支撑包括炉顶布料装置、排气管、安全阀以及压力平衡器的整个上部高炉结构，而且支撑装料输送带，该输送带用于将原料输送到高炉的上端，即装料台。

现今通常的高炉车间由于材料转换量很大(矿石、还原剂、添加剂---液态炉渣、液态生铁、炉顶灰)而都要求有良好的输送能力，因此车间的各个部分都设置在一个相当大的面积上。

在公知的车间中，除了高炉外，属于高炉车间的还有一个配料站，该配料站经装料输送带与高炉相连，并相应于装料输送带的倾角和高炉的高度(大约55米至65米)设置在高炉旁大约300米处。此外，高炉旁还设有一个热风生产设备，在该设备中，都无例外地用三个热风炉对所需的反应气体(燃烧空气)进行预热，以及还有设在高炉附近的一个高炉煤气除尘和洗涤设备。高炉的炉缸护板一般是利用一个常规的炉缸喷水冷却装置进行冷却的。

一篇未公开的德国专利申请(申请号19824367.7)建议将用于向装料台输送原料的倾斜式提升机或装料输送带用一个垂直输送机取代。另一篇未公开的申请(申请号19816867.5)推荐用一种高导热性的材料制造设置在炉缸护板和耐火的高炉内壁之间的用水冷却的冷却部件，以便在高炉运转时炉缸范围内发生烧穿的危险减小到最低程度。

以这个公知的现有技术为出发点，本发明的任务是针对高炉开发一种新的节省空间和成本的高炉车间设计，采用这种车间设计时，即使熔炼量小，原钢的生产也是经济的。

对于所述类型的高炉车间，所提出的任务将通过权利要求1的特征部分的特征解决。在从属权利要求中给出了本发明的一些有利的具体结构。

通过采用本发明的措施，不仅高炉构造紧凑，而且与高炉相附属的最重要的车间部分也布置紧凑，并且以紧凑的方式紧靠近高炉设置，因此获得了一种全新设计的紧凑型高炉车间。安装一个常规的炉缸喷水冷却装置是可能的。

通过在高炉的高热负荷的炉缸范围中应用由一种高导热性材料制造的冷却部件，高炉外壳中受到烧穿威胁的区域得到最佳的冷却。因此不再有与材料强度失效相关的局部过热而造成冷却失灵的危险。因此直接的结果是高炉外壳能够承受特殊的负荷，而且可以放弃至今为此所必需的和昂贵的高炉支架，必需的工作台可以直接固定在高炉外壳上。包括炉顶料盖、排气管、安全阀以及压力平衡器的整个上部高炉结构现在也支撑在高炉外壳上。

根据本发明的一个有利的结构实例，通常都很昂贵的炉顶布料装置现在通过一个以简化的结构形式制造的旋转布料溜槽构成，在这种旋转布料溜槽中取消了倾翻机构，旋转布料溜槽的倾角相应于高炉的大小进行一次性的固定调节。这对于较小的高炉来说尤其有利，因为可以极其简单地设计炉顶布料盖的传动齿轮箱(旋转布料溜槽支架)并且可以用现存的可径向移动的炉喉保护板控制炉料的分布。

在本发明的紧凑型高炉的构造中，也不再需要将装料输送带支撑在高炉或高炉支架上，因为装料输送带由一个垂直输送机取代了，该垂直输送机不需要任何支撑，并且紧靠近高炉旁设置。垂直输送机距高炉中轴线的间距大约为25至35米，因此现在也可以将配料站紧靠其附近设置，而在公知的高炉车间中配料站距高炉的间距通常大约为300米，因此本发明的高炉车间所需的位置得到大大的节省。

通过将工作和材料储存量从现有技术中通常的10至12小时减少到优选只有3至4小时，也有利地使配料站本身构造更紧凑。这足够满足车间的可靠的需求量，因为依据一个安装了的自动化控制系统可以对其运转实现最佳的监控。

因为在高炉上只设置了一个出铁口(只带有一套堵铁口机和钻孔开口机)，这样有利的结果甚至浇注场的结构也可以是紧凑的，由此费用也更低。按照本发明，此时浇注场紧靠近高炉设置并且是这样构思的，即可以放弃用于运出液态生铁和液态炉渣的轨道系统。液态生铁将经一个流槽系统导入一个相应大的铁水罐中并放在车轮上运出，而将液态炉渣输送到一个炉渣坑和/或炉渣粒化机中。

通过按照本发明安置的带有优选只有两个热风炉的热风生产设备，可以更节省位置地和更紧凑地建造高炉车间。同样在这里也是由所安装的自动控制技术系统负责保证例如一个年产量约为一百万吨生铁的高炉车间能够以最佳的方式以极低的成本运转。

一个紧凑的高炉与一个紧凑的配料站、一个紧凑的浇注场相结合(并且通过采用垂直输送机使得配料站和浇注场尽可能紧靠近高炉紧凑地布置)，在这种组合中从技术上给出了一个全新的高炉车间，它对一个运转可靠的现代炼钢厂的成本降低是极其有利的。

这样设计的紧凑型高炉车间尤其适用于在所谓的微型厂中应用。这种微型厂是指年生产能力大约为50万到200万吨原钢的微型钢厂。这种微型厂至今还是基于直接还原和/或在电弧炉中熔炼废铁料而工作的，并且由于它高的灵活性和经济性而显得越来越重要，因此一个如本发明所建议的紧凑型高炉车间可以有利地应用在这种小型厂中。

下面根据示意的附图中示出的实施例对本发明的其它细节、特征和优点进行详细说明。

附图中，

图1是一个紧凑型高炉车间的一部分的侧视图，

图2是图1所示高炉上部的一个放大的部分视图，

图3是图1所示高炉下部和浇注场一起旋转了90度角度后的一个放大的部分视图，

图4是一个紧凑型高炉车间的布局的示意俯视图。

在图1和图2中示出了一个包括一个高炉10的紧凑型高炉车间的一部分的侧视图。在耐火的高炉内壁11和高炉外壳12之间设有用水冷却的冷却部件(图中未示出)，由此可以去掉通常出于工作安全性的考虑而设置的高炉支架，而以前由该支架承受的负载则完全由支柱23、24(见图2)和高炉外壳12的托圈22承担。这些负载是包括炉顶料钟14、排气管15、安全阀16和可移动的炉喉保护板17(见图2)的高炉的整个上部结构以及垂直输料机20的上端21，该垂直输料机20直接安置在高炉10的附近，与高炉中轴线的间距只有大约25到35米。通过用垂直输料机20取代装料输送带将原料输送到装料台13，可以将配料站(炉料)30紧靠近高炉10设置。

除了将配料站30紧靠近高炉10设置的这种紧凑布置外，配料站30本身也是紧凑地和节省空间和位置地进行建造的，因为它现在只需要准备一个3到4小时的工作和材料储存体积。它例如由可以通过卡车从上面装填原料的地下料仓31构成，而地下料仓31中的原料再用输送带34送出并经一个配料--垂直输送机33装到高位料仓32中。然后这些原料再经输送带35和垂直输送机20输送到高炉10的炉顶装料台13。

同样在紧靠近高炉10的旁边设有一个高炉煤气除尘和洗涤设备25，该设备经一个排气管15与高炉10相连。一部分经过洗涤的高炉煤气从设备25出来经一个管道26引入到一个热风生产设备40(见图4)中。

在图2中，高炉10的上部是以局部放大的视图示出的。放大的图更好地示出了支撑在高炉外壳12上的包括了托圈22和支柱23、24的高炉上部结构，其中通过托圈22和支柱23、24使垂直输送机20的上端21、排气管15以及安全阀16得到牢靠的支撑。此外在图2中还清楚地示出了炉顶布料装置14(在本实施例中是一个料钟)以及可移动的炉喉保护板17。

在图3中同样用相当于图1略有放大的视图示出了高炉10的下部。图中示意地示出了出铁口18和带有流槽系统52的浇注场50。液态生铁以自然的落差经流槽系统52流入装在车轮子上的铁水罐51中。在流槽系统52的上方设有一个排气罩57，它与除尘设备56(见图4)相连，以便能够收集出铁时上升的蒸气并将其有利于环保地处理掉。

在图4中，示出了按照本发明的紧凑型高炉车间和一些最重要的车间部分的平面布置图。车间的核心部分是高炉10。围绕高炉10以尽可能小的间距分组设置了对高炉的运转最重要的其它车间部分。如针对图1已经说明的那样，在紧靠高炉的旁边设置了带有地下料仓31和高位料仓32的配料站30。所需的原料从这些料仓中经垂直输送机20输送给高炉10。

同样在紧靠近高炉10的旁边设置了带有流槽系统52的浇注场50，生产的生铁经流槽系统52引入到铁水罐51中(见图3)，并将炉渣引入到一个炉渣坑53和/或炉渣粒化机54中。一个用于处理粒化水的水处理设备55设置在炉渣粒化机54的旁边。设置在浇注场50旁边的除尘设备56与浇注场50和配料站30相连接，用于在高炉10运转时对浇注场50和配料站30进行完善的除尘。

高炉10运转所需的热风是从风口42(见图1)吹入高炉10的底部的。这些热风是由一个同样设置在高炉10旁边的热风生产设备40在优选的两个热风炉41中生产的。热风生产设备40运转所需要的热能的一部分由被除尘和洗涤了的高炉煤气提供。为此，在高炉煤气除尘和洗涤设备25中，将经过洗涤的高炉煤气经一个管道26输送到热风生产设备40。

最后，本发明的紧凑型高炉车间的另一个组成部分是一个控制室60，借助于所安装的自动控制技术系统可以从控制室60监控高炉车间的运转情况。

在附图中示出的紧凑型高炉车间的实施形式，尤其是在图4的平面布置图中各车间部分的设置情况只是本发明的一些可能的应用实例。显然，在保持本发明的特征，尤其如在权利要求1中所表述的特征的条件下，可以根据要求和给定的场地情况对这些实施例进行相应的改动。

Claims (9)

1.高炉车间，包括一个竖炉结构形式的和没有支架的独立结构的高炉，以及附属的设备部分，如热风生产设备，配料站和浇注场，用于将至少部分精选的铁矿连续熔炼成液态生铁，其特征在于：

a)一个紧凑结构的高炉(10)，其特征是炉缸直径为5至10米之间，并有一个自身承载的高炉外壳结构，

b)一种紧凑构成和/或布置的各高炉车间部分，包括，

---一个垂直输送机(20)，用于将配料站(30)中的原料(铁矿、还原剂、添加剂)输送到高炉(10)，

---一个紧凑的配料站(30)，通过减小工作和材料储存体积优选能供应3至4小时的炉料，

---一个热风生产设备(40)，优选只带有两个热风炉(41)，

---一个紧凑的浇注场(50)，它不带用于输送生铁或炉渣的轨道系统。

2.按照权利要求1所述的高炉车间，其特征在于，在炉缸范围中，在炉腹、炉腰和位于耐火内壁(11)和高炉外壳(12)之间的下部炉身这些区域中设置了一些由一种高导热性材料制成的用水冷却的冷却元件。

3.按照权利要求1或2所述的高炉车间，其特征在于，高炉(10)的包括炉顶布料装置(14)、排气管(15)、安全阀(16)以及压力平衡器的整个上部高炉结构支撑在高炉外壳(12)上。

4.按照权利要求1至3中的一个或多个所述的高炉车间，其特征在于，高炉(10)上只安装了一个出铁口(18)(只带有一套堵铁口机和钻孔开口机)。

5.按照权利要求1至4中的一个或多个所述的高炉车间，其特征在于，炉顶布料装置(14)由一个旋转式布料溜槽构成，该布料溜槽有固定设置的倾角，不带倾翻机构，并且与一个可以径向移动的炉喉保护板17处于作用连接。

6.按照权利要求1至5中的一个或多个所述的高炉车间，其特征在于，配料站(30)紧靠近垂直输送机(20)设置，而垂直输送机(20)与高炉中轴线的间距约为25至35米。

7.按照权利要求1至6中的一个或多个所述的高炉车间，其特征在于，紧靠近高炉(10)设置的浇注场(50)是这样设计的，经一个流槽系统(52)将生铁导入相应大的铁水罐(51)中，并通过相连的车轮运送出来，而将炉渣输送到一个炉渣坑(53)和/或一个炉渣粒化机(54)中。

8.按照权利要求1至7中的一个或多个所述的高炉车间，其特征在于，高炉(10)和配料站(30)通过一个安装的自动控制技术系统相互连接起来。

9.按照权利要求1至8中的一个或多个所述的高炉车间的应用，其特征在于，紧凑型高炉车间用于在所谓的小型厂(年生产能力大约在50万吨到200万吨的小型钢厂)中生产原钢。

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