CN213476027U - 一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置 - Google Patents
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Abstract
一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，涉及熔融还原工艺喷吹系统清堵装置技术领域，包括还原剂储料仓，还原剂储料仓上连接有若干个还原剂喷吹管线，每个还原剂喷吹管线上还连接有与还原剂储料仓相连接的还原剂循环回收管线，每个还原剂循环回收管线上还共同连接有氮气反吹管线，每个还原剂喷吹管线上还共同连接有压缩空气反吹管线。本实用新型解决了传统技术中在工作过程中，易生产大量粉尘，造成排空堵塞的现象发生；以及无法根据喷吹管道的长度，进行定点均匀的清堵处理的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及熔融还原工艺喷吹系统清堵装置技术领域，具体涉及一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置。
背景技术
高炉炼铁过程中，虽然使用煤粉喷吹装置，但高炉冶炼以焦炭作为主要还原剂和热量来源，按照300-400kg/t焦炭使用量进行上料，而煤粉喷吹量只有100-200kg/t。在HIsmelt熔融还原冶炼过程中，喷吹还原剂使用量达到600-800kg/t，由于还原剂喷吹量提高了4倍以上，已经远远超过同类型炼铁高炉设备的喷吹能力，显然高炉现有的喷吹装置及能力无法与HIsmelt熔融还原技术相匹配。
HIsmelt熔融还原工艺还原剂的主要原料是非焦炭还原剂，粒度为60mm及以下，通过还原剂制备系统制备出粒度为3mm及以下的还原剂，收集存储于还原剂储料仓内，然后通过还原剂喷吹系统，以氮气为载体将还原剂喷吹到熔融还原炉熔池中。还原剂与矿粉在高温条件下进行还原反应，得到单质铁和煤气。还原剂的使用完全依赖于还原剂喷吹系统，喷吹系统的稳定性直接关系到生产效率。还原剂喷吹管道总长度达80-130m，由于还原剂湿度、喷吹气源稳定性等原因，在实际生产应用中容易出现管道堵塞的情况。
中国国家知识产权局公开了一个申请号为201611028833.4的专利，该方案包括供煤管路，供煤管路靠近进煤口的一端设置有给煤阀，靠近出煤口的一端设置有主球阀；吹扫管路，吹扫管路与供煤管路相连；吹扫管路上设置有吹扫阀；排污支管路，排污支管路的一端与主球阀相连，另一端与吹扫风相连，排污支管路上设置有排污阀；快速排污管路，其包括：顺次连接的连接软管、检测控制管路和排污软管；相邻管路之间通过快速接头相连；检测控制管路上设置有压力表和辅球阀。采用上述管道系统和方法能快速处理好喷煤管道，减轻工作强度，保证生产效率；该方法安全有效，对员工的人身安全有保障。
该套装置虽然可以实现在高炉系统中的使用，但是若应用于熔融还原工艺中作为还原剂喷吹系统的清堵装置使用，则存在很多技术问题与不足,表现在以下方面：
第一，该高炉喷吹系统与清堵装置在工作过程中，易造成大量粉尘及排空管道堵塞的现象发生。
第二，还原剂喷吹系统管线长度达80-130m,该系统及装置无法根据喷吹管道的长度，进行定点均匀的清堵处理。
第三，由于还原剂喷吹系统及管线是密闭操作，该系统及装置不能实现还原剂的回收循环利用，造成原料的浪费。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，用以解决传统技术中在工作过程中，易生产大量粉尘，造成排空堵塞的现象发生；以及无法根据喷吹管道的长度，进行定点均匀的清堵处理的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，包括还原剂储料仓，所述还原剂储料仓上连接有若干个还原剂喷吹管线，每个所述还原剂喷吹管线上还连接有与所述还原剂储料仓相连接的还原剂循环回收管线，每个所述还原剂循环回收管线上还共同连接有氮气反吹管线，每个所述还原剂喷吹管线上还共同连接有压缩空气反吹管线。
作为一种改进的方案，所述氮气反吹管线包括氮气反吹主路及与其相连接的若干个氮气反吹支路，所述氮气反吹主路的进口连接氮气存储罐。
作为一种改进的方案，所述氮气反吹主路沿进气方向依次连接有氮气反吹切断阀和氮气反吹压力调节阀。
作为一种改进的方案，所述氮气反吹支路上还连接有氮气反吹支路切断阀。
作为一种改进的方案，每个所述还原剂循环回收管线上还连接有循环回收管线切断阀。
作为一种改进的方案，所述压缩空气反吹管线包括压缩空气反吹主路及与其相连接的若干个压缩空气反吹支路，所述压缩空气反吹主路还通过压缩空气入口切断阀连接所述氮气反吹管线。
作为一种改进的方案，每个所述压缩空气反吹支路上还沿进气方向依次设有压缩空气手动球阀和压缩空气气动切断阀。
作为一种改进的方案，所述还原剂循环回收管线和所述还原剂喷吹管线上分别连接有若干个氮气反吹接口。
作为一种改进的方案，所述还原剂储料仓沿出料方向依次连接有中间罐和喷吹罐，所述喷吹罐的出料口连接旋转给料器，所述还原剂喷吹管线通过管线切断阀与所述旋转给料器的出料口相连接。
作为一种改进的方案，所述喷吹罐上还连接有压力变送器。
作为一种改进的方案，所述氮气反吹主路还通过管路与所述旋转给料器相连接，且管路上还设有氮气控制阀。
作为一种改进的方案，所述还原剂喷吹管线的末端通过喷枪入口切断阀连接熔融还原炉内的喷枪。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
当还原剂喷吹管道堵塞时进行反吹清堵；通过喷吹罐的压力监测判断喷吹管道的堵塞情况；设有还原剂循环回收管线对喷吹管道内还原剂进行回收循环利用，同时避免了清堵时排空造成的粉尘；沿还原剂喷吹管道铺设氮气管线，根据喷吹管道长度，灵活设置氮气反吹清堵点的数量；增加压缩空气作为备用反吹气源载体，避免无氮气和氮气供气不稳定等情况；通过气动阀门远程控制操作清堵装置，只需一人即可完成操作；通过反吹清堵点开启后的情况可以对堵塞位置能够进行判断；清堵所用时间短时间，可在3-15min内完成；系统运行稳定，提高工作过程中的稳定性；部件少，工序简便，且故障率低；结构简单，使用寿命长；操作控制简便，易于大规模制造与安装，应用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1-还原剂储料仓；2-中间罐；3-喷吹罐；4-旋转给料器；5-氮气控制阀；6-管线切断阀；7-还原剂喷吹管线；8-循环切断阀；9-喷枪入口切断阀；10-熔融还原炉；11-压力变送器；12-氮气存储罐；13-氮气反吹切断阀；14-还原剂循环回收管线；15-循环回收管线切断阀；16-总管返回切断阀；17-氮气反吹支路切断阀；18-压缩空气入口切断阀；19-压缩空气反吹主路；20-压缩空气手动球阀；21-压缩空气气动切断阀；22-氮气反吹接口；23-氮气反吹压力调节阀；24-氮气反吹主路；25-压缩空气反吹支路。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，包括还原剂储料仓，还原剂储料仓上连接有若干个还原剂喷吹管线7，每个还原剂喷吹管线7上还连接有与还原剂储料仓相连接的还原剂循环回收管线14，每个还原剂循环回收管线14上还共同连接有氮气反吹管线，每个还原剂喷吹管线7上还共同连接有压缩空气反吹管线。
氮气反吹管线包括氮气反吹主路24及与其相连接的若干个氮气反吹支路，氮气反吹主路24的进口连接氮气存储罐12。
氮气反吹主路24沿进气方向依次连接有氮气反吹切断阀13和氮气反吹压力调节阀23。
氮气反吹支路上还连接有氮气反吹支路切断阀17。
每个还原剂循环回收管线14上还连接有循环回收管线切断阀15。
压缩空气反吹管线包括压缩空气反吹主路19及与其相连接的若干个压缩空气反吹支路25，压缩空气反吹主路19还通过压缩空气入口切断阀18连接氮气反吹管线。
每个压缩空气反吹支路25上还沿进气方向依次设有压缩空气手动球阀和压缩空气气动切断阀21。
还原剂循环回收管线14和还原剂喷吹管线7上分别连接有若干个氮气反吹接口22。
还原剂储料仓沿出料方向依次连接有中间罐2和喷吹罐3，喷吹罐3的出料口连接旋转给料器4，还原剂喷吹管线7通过管线切断阀6与旋转给料器4的出料口相连接。
喷吹罐3上还连接有压力变送器11。
氮气反吹主路24还通过管路与旋转给料器4相连接，且管路上还设有氮气控制阀5。
还原剂喷吹管线7的末端通过喷枪入口切断阀9连接熔融还原炉10内的喷枪。
通过喷吹罐3压力变送器11检测压力升高，快速判定此喷吹管线出现堵塞，连锁关闭喷枪还原剂入口切断阀与喷吹氮气喷吹气源控制阀，并将喷吹罐3内压力放散到还原剂储料仓，远程控制打开氮气反吹管线对应的各支路氮气反吹切断阀13，对管线进行反吹清堵。
当氮气气源供气不稳定或无氮气时，使用备用压缩空气对还原剂喷吹管线7进行反吹清堵，保证清堵操作正常进行，对还原剂喷吹系统管线进行及时清堵，保证还原剂喷吹系统进行正常顺序控制。
该装置主要包括还原剂喷吹管线7、还原剂循环回收管线14、氮气反吹管线、压缩空气反吹管线及管道控制阀门与压力检测等仪表设备。
在还原剂喷吹系统正常喷吹过程中，当出现喷吹罐3上的压力变送器11检测压力升高，远高于正常喷吹压力时，判定此时管道出现堵塞，关闭喷枪还原剂入口切断阀，停止喷吹氮气，将喷吹罐3内压力放散到还原剂储料仓，远程控制打开氮气反吹管线对应的各支路氮气反吹切断阀13，对管线进行反吹清堵。
当氮气气源供气不稳定或无氮气时，可使用备用压缩空气对还原剂喷吹管线7进行反吹清堵，保证清堵操作正常进行。
还原剂喷吹管线7共有4条，每条还原剂喷吹管线7总长度30-230m，还原剂储料仓的出料口对应设有四个。
每条还原剂喷吹管线7的入口连接旋转给料器4出口，旋转给料器4出口管线上有管线切断阀6，每条输送管线由氮气储气罐提供氮气喷吹气源。
还原剂循环回收管线14在靠近喷吹罐33位置10-60m处连接还原剂喷吹管线，每条还原剂循环回收管线14连接对应的还原剂喷吹管线7，每条还原剂喷吹管线7上分别装有还原剂循环回收切断阀；
4条还原剂循环回收管线14最终合并进入2条并联的还原剂循环回收总管线上，最终联通还原剂仓，还原剂循环回收总管上分别装有总管返回切断阀16。
4条还原剂循环回收管线14和2条还原剂循环回收总管线上分别连接3-8个氮气反吹接口22，氮气反吹支路管线上分别装有气动切断阀来控制氮气反吹。
氮气反吹管线连接氮气储存罐，氮气反吹管线随还原剂喷吹管线7分布。
整条还原剂喷吹管线7上均匀分布有5-10个氮气反吹接口22。
氮气反吹管线上分别装有氮气反吹切断阀13和氮气反吹压力调节阀23，控制氮气反吹压力。
压缩空气反吹管线作为备用气源使用，当氮气气源不稳定或氮气无气源时，压缩空气反吹投入使用。
压缩空气反吹管线通过压缩空气入口切断阀18连接氮气反吹管线，同时分出4条压缩空气反吹支路25连接4条还原剂喷吹管线7。
4条压缩空气反吹支路25上分别装有压缩空气手动球阀20和压缩空气气动切断阀21，控制压缩空气气源进入还原剂喷吹管线7，稳定氮气供气压力。
压缩空气手动球阀20保持常开状态，气动切断阀由24VDC电磁阀控制远程控制开关状态。
以下以图中所示还原剂喷吹A管线为例，简述还原剂喷吹管线7清堵过程。整个清堵操作采用DCS系统控制，可实现在线远程手动控制。
还原剂喷吹系统正常进行喷吹顺控时，喷吹罐3A设定喷吹压力为500-700Kpa，当喷吹罐3A实际压力高于设定喷吹压力值时，喷吹顺控联锁停止，关闭旋转给料器4和喷吹管道循环切断阀8及喷枪入口切断阀9，并停止喷吹氮气，此时判断还原剂喷吹管线7出现堵塞，需对堵塞的管道进行反吹清堵。
具体操作步骤如下所示：
S1：打开还原剂循环回收系统，将喷吹罐压力放散；
S2：如果喷吹罐3中的压力放散很慢或不放散，说明还原剂循环回收系统出现堵塞，此时开启对应的氮气反吹管线氮气切断阀和氮气调节阀及各支路氮气反吹切断阀进行清堵；
S3：进一步针对还原剂循环回收管线14之后到喷枪之间的堵塞情况进行清堵；
S4：以上步骤可以事先设好DCS自动化控制程序，根据清堵判断条件进行自动操作；
S5：当判断喷吹管道通畅无堵塞后，启动还原剂给料器，恢复此条喷吹线的使用。
涉及到的其他结构属于日常所常见的，属于本领域技术人员所公知的，因此在此不多赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：包括还原剂储料仓(1)，所述还原剂储料仓(1)上连接有若干个还原剂喷吹管线(7)，每个所述还原剂喷吹管线(7)上还连接有与所述还原剂储料仓(1)相连接的还原剂循环回收管线(14)，每个所述还原剂循环回收管线(14)上还共同连接有氮气反吹管线，每个所述还原剂喷吹管线(7)上还共同连接有压缩空气反吹管线。
2.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：所述氮气反吹管线包括氮气反吹主路(24)及与其相连接的若干个氮气反吹支路，所述氮气反吹主路(24)的进口连接氮气存储罐(12)。
3.根据权利要求2所述的一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：所述氮气反吹主路(24)沿进气方向依次连接有氮气反吹切断阀(13)和氮气反吹压力调节阀(23)。
4.根据权利要求2所述的一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：所述氮气反吹支路上还连接有氮气反吹支路切断阀(17)。
5.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：每个所述还原剂循环回收管线(14)上还连接有循环回收管线切断阀(15)。
6.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：所述压缩空气反吹管线包括压缩空气反吹主路(19)及与其相连接的若干个压缩空气反吹支路(25)，所述压缩空气反吹主路(19)还通过压缩空气入口切断阀(18)连接所述氮气反吹管线。
7.根据权利要求6所述的一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：每个所述压缩空气反吹支路(25)上还沿进气方向依次设有压缩空气手动球阀(20)和压缩空气气动切断阀(21)。
8.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：所述还原剂循环回收管线(14)和所述还原剂喷吹管线(7)上分别连接有若干个氮气反吹接口(22)。
9.根据权利要求1所述的一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：所述还原剂储料仓(1)沿出料方向依次连接有中间罐(2)和喷吹罐(3)，所述喷吹罐(3)的出料口连接旋转给料器(4)，所述还原剂喷吹管线(7)通过管线切断阀(6)与所述旋转给料器(4)的出料口相连接。
10.根据权利要求9所述的一种熔融还原工艺还原剂喷吹系统清堵装置，其特征在于：所述喷吹罐(3)上还连接有压力变送器(11)。
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