EA041677B1

EA041677B1 - METHOD FOR PROTECTING THE INTERNAL WALL OF A SHIELD FURNACE

Info

Publication number: EA041677B1
Application number: EA202191611
Authority: EA
Inventors: Николя Маджоли; Эсмер Мустафа
Original assignee: Пауль Вюрт С.А.
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2022-11-22

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации шахтной печи, такой как, например, доменная печь. Прежде всего, настоящее изобретение относится к способу защиты внутренней стенки шахтной печи.The present invention relates to a method for operating a shaft furnace such as, for example, a blast furnace. First of all, the present invention relates to a method for protecting the inner wall of a shaft furnace.

Уровень техникиState of the art

Внутренние стенки шахтной печи, как правило, укрывают футеровкой из плитовых холодильников для отведения тепла, получающегося в результате очень высокой температуры, устанавливающейся по ходу режимов работы печи и для предохранения печных стенок от повреждений, вызываемых экстремальным тепловым воздействием.The inner walls of a shaft kiln are usually lined with plate coolers to remove heat resulting from the very high temperatures that develop during the operation of the kiln and to protect the kiln walls from damage caused by extreme heat exposure.

Плитовый холодильник в целом представляет собой теплопроводящую плиту, изготовленную из меди, стали или сплавов, оборудованную охлаждающим контуром и снабженную соединительными приспособлениями для присоединения к стенке печи. Охлаждающий контур может быть задан как полый канал, проходящий внутри плитового холодильника и имеющий любое нужное конструктивное выполнение. В контур подают циркулирующую охлаждающую текучую среду, такую как, например, вода, которую затем отбирают из плитового холодильника, отводя тепло от стенки печи.The cooker cooler as a whole is a heat-conducting plate made of copper, steel or alloys, equipped with a cooling circuit and equipped with connecting devices for attaching to the furnace wall. The cooling circuit can be defined as a hollow channel passing inside the plate cooler and having any desired design. The circuit is fed with a circulating cooling fluid, such as, for example, water, which is then withdrawn from the plate cooler, removing heat from the furnace wall.

По ходу режимов работы шахтной печи некоторые участки стенки печи подвергаются большей эрозии, повреждениям и/или высоким тепловым нагрузкам, чем другие участки. На современных шахтных печах, работающих в жестких условиях эксплуатации, было установлено, что период времени между двумя очередными ремонтами определяется в значительной степени износостойкими характеристиками печной футеровки, которые, в свою очередь, зависят от большого количества факторов, таких как устойчивость к воздействию высоких температур, химическому воздействию и механическому износу, а также способа охлаждения печи.During the operation of the shaft furnace, some areas of the furnace wall are subject to more erosion, damage and/or high thermal loads than other areas. In modern shaft furnaces operating under severe operating conditions, it has been found that the period between two regular repairs is determined to a large extent by the wear characteristics of the furnace lining, which, in turn, depend on a large number of factors, such as resistance to high temperatures, chemical attack and mechanical wear, as well as the way the furnace is cooled.

Чрезмерное количество тепла может снижать эффективность плитовых холодильников, деформировать их, а в некоторых случаях приводить к необратимым повреждениям. Для смягчения этих эффектов можно менять процесс плавки в доменной печи и схему загрузки шихтовых материалов. Чрезмерная эрозия плитовых холодильников, которая может быть вызвана абразивным действием потока шихтовых материалов, может приводить к уносу металла из зон вокруг охлаждающего контура, который в конечном счете оказывается открытым, давая протечки охлаждающей текучей среды в печь. Обычным способом для устранения протечек является прекращение подачи текучей среды в охлаждающий канал до следующих запланированных работ по техническому обслуживанию.Excessive heat can reduce the efficiency of range coolers, deform them, and in some cases cause permanent damage. To mitigate these effects, it is possible to change the smelting process in the blast furnace and the charging scheme for charge materials. Excessive erosion of plate coolers, which can be caused by the abrasive action of the charge flow, can lead to metal entrainment from areas around the cooling loop, which eventually becomes open, allowing cooling fluid to leak into the furnace. The usual way to fix leaks is to shut off the fluid supply to the cooling channel until the next scheduled maintenance.

В вышеуказанных случаях необходимо на какое-то время прибегать к изменению режима работы печи и понижению ее рабочих характеристик, чтобы предупредить дальнейшие повреждения. Кроме того, вышеприведенные решения не обеспечивают те или иные средства для предупреждения отрицательных воздействий режимов работы печи на плитовые холодильники.In the above cases, it is necessary to resort to changing the operating mode of the furnace and reducing its performance for some time in order to prevent further damage. In addition, the above solutions do not provide any means to prevent the negative effects of the operating modes of the furnace on plate coolers.

Для замедления износа на поверхности плитовых холодильников их часто снабжают защитой в виде другой футеровки, включающей в себя огнеупорные кирпичи. Огнеупорные кирпичи рассчитаны для обеспечения идеальной теплопроводности и устойчивости к износу. В них нет охлаждающих контуров, и они медленно разрушаются эрозией, прежде чем оставить плитовые холодильники незащищенными.To slow down wear on the surface of plate coolers, they are often provided with protection in the form of another lining, including refractory bricks. Refractory bricks are designed to provide ideal thermal conductivity and wear resistance. They have no cooling circuits and are slowly eroded away before leaving cooker coolers unprotected.

Существуют известные решения согласно уровню техники, направленные на улучшение устойчивости к эрозии футеровки из огнеупорных кирпичей внутри доменной печи. Например, в US 3953007 А раскрыта сущность шахтной печи, имеющей снабженную огнеупорной футеровкой стенку, оборудованную холодильными плитами с жидкостным охлаждением. Холодильные плиты защищены от внутреннего пространства печи первым слоем огнеупорных кирпичей, имеющих первый коэффициент теплопроводности. Первый слой, в свою очередь, частично покрыт вторым слоем огнеупорных кирпичей, имеющих второй коэффициент теплопроводности.There are prior art solutions known to improve the erosion resistance of refractory brick linings inside a blast furnace. For example, US 3,953,007 A discloses a shaft furnace having a refractory-lined wall equipped with liquid-cooled cooling plates. Refrigeration plates are protected from the interior of the furnace by a first layer of refractory bricks having a first coefficient of thermal conductivity. The first layer, in turn, is partially covered by a second layer of refractory bricks having a second thermal conductivity.

Комбинация слоев из кирпичей, имеющих различные коэффициенты теплопроводности, улучшает распределение тепла в зонах, которые больше всего подвержены воздействию высоких температур. Другие зоны, которые подвержены воздействиям более сильного истирания, покрыты кирпичами с более высокой устойчивостью к износу.The combination of layers of bricks with different thermal conductivity coefficients improves heat distribution in areas that are most exposed to high temperatures. Other areas that are subject to more severe abrasion are covered with bricks with higher wear resistance.

Известные решения обеспечивают только временную защиту и не предусматривают возможность технического обслуживания медных плитовых холодильников. Решения по обеспечению защиты футеровки плитовых холодильников внутри печи ограничены устойчивостью используемого материала к тепловому воздействию или эрозии и связаны с производственными потерями во время работ по техническому обслуживанию.Known solutions provide only temporary protection and do not provide for the possibility of maintenance of copper stove refrigerators. Solutions to protect the lining of plate coolers inside the furnace are limited by the resistance of the material used to thermal attack or erosion and are associated with production losses during maintenance work.

Цель изобретенияPurpose of the invention

Таким образом, было бы желательно предусмотреть усовершенствованный способ защиты стенки шахтной печи, прежде всего защиты футеровки плитовых холодильников внутри шахтной печи, исключающий вышеописанные недостатки.Thus, it would be desirable to provide an improved method for protecting the wall of the shaft furnace, especially for protecting the lining of the plate coolers inside the shaft furnace, avoiding the above-described disadvantages.

Общее описание изобретенияGeneral description of the invention

Настоящим изобретением предложен способ защиты внутренней стенки шахтной печи, причем стенка печи включает в себя футеровку плитовых холодильников, а плитовые холодильники имеют горячую сторону, обращенную к внутреннему пространству печи, причем горячая сторона задана профи- 1 041677 лем с ребрами и канавками, причем способ включает в себя следующие шаги:The present invention proposes a method for protecting the inner wall of a shaft furnace, wherein the furnace wall includes a lining of plate coolers, and the plate coolers have a hot side facing the interior of the furnace, the hot side being defined by a profile with ribs and grooves, the method comprising includes the following steps:

обеспечение по меньшей мере одного устройства вдувания через внутреннюю стенку шахтной печи и через плитовый холодильник, причем устройство выполнено для вдувания защитного материала в шахтную печь на плитовые холодильники; и вдувание по мере необходимости защитного материала в шахтную печь по меньшей мере через одно устройство вдувания таким образом, что защитный материал наслаивается с образованием защитной стенки между внутренним пространством шахтной печи и плитовыми холодильниками, образующими футеровку стенки печи.providing at least one blowing device through the inner wall of the shaft furnace and through the stove cooler, the device being configured to blow the protective material into the shaft furnace onto the stove coolers; and blowing, as needed, the protective material into the shaft furnace through at least one injection device such that the protective material is layered to form a protective wall between the inside of the shaft furnace and the plate coolers forming the lining of the furnace wall.

Способ согласно изобретению обеспечивает механизм для создания или изменения по мере необходимости наращиваемого слоя защитного материала между внутренней стенкой печи и шихтовыми материалами, сходящими потоком в шахтную печь. Следовательно, вызываемые шихтовыми материалами эффекты эрозии воздействуют только на возобновляемый наращиваемый слой, образующий собой защитную стенку. Когда защитная стенка окажется разрушенной, можно полностью или частично снова соорудить новую стенку путем вдувания нового слоя защитного материала. Важно отметить, что эта операция по техническому обслуживанию может осуществляться во время нормальной работы печи, то есть без прерывания, изменения или нарушения технологического процесса внутри шахтной печи. Таким образом, вдуваемый материал предохраняет охлаждающие элементы стенки печи от эрозии и деформации вследствие тепловых нагрузок, увеличивая их рабочий ресурс.The method according to the invention provides a mechanism for creating or changing as needed a build-up layer of protective material between the inner wall of the furnace and the charge materials flowing into the shaft furnace. Consequently, the erosion effects caused by charge materials affect only the renewable build-up layer, which forms a protective wall. When the protective wall is destroyed, it is possible to completely or partially rebuild a new wall by blowing in a new layer of protective material. It is important to note that this maintenance operation can be carried out during the normal operation of the furnace, i.e. without interruption, change or disruption of the process inside the shaft furnace. Thus, the blown material protects the cooling elements of the furnace wall from erosion and deformation due to thermal loads, increasing their working life.

Необходимо отметить, что при том, что устройства вдувания могут устанавливаться между охлаждающими элементами или рядом с охлаждающими элементами, лучшая заделка защитного материала может быть получена при его вдувании непосредственно в пределах охлаждающих элементов.It should be noted that while the injection devices can be installed between the cooling elements or next to the cooling elements, the best sealing of the protective material can be obtained by blowing it directly within the cooling elements.

Предпочтительно горячая сторона плитового холодильника имеет профиль с ребрами и канавками, причем шаг обеспечения устройства вдувания через плитовый холодильник включает в себя шаг пропускания устройства вдувания через ребро или канавку в профиле горячей стороны холодильника.Preferably, the hot side of the plate cooler has a ribbed and grooved profile, wherein the step of providing the blowing device through the plate cooler includes the step of passing the blowing device through a rib or groove in the hot side profile of the cooler.

В вариантах выполнения способа согласно изобретению плитовый холодильник может иметь по меньшей мере один защитный выступ, причем шаг обеспечения устройства вдувания через плитовый холодильник включает в себя шаг обеспечения устройства вдувания сразу же над защитным выступом. Вдуваемый в этом месте защитный материал может удерживаться защитным выступом. В вариантах выполнения способ включает в себя шаг обеспечения устройства вдувания сразу же под защитным выступом. Находясь под выступом, устройство вдувания является укрытым от потока шихтовых материалов, что снижает риски закупоривания устройства.In embodiments of the method according to the invention, the plate cooler may have at least one protective ledge, wherein the step of providing the blowing device through the plate cooler includes the step of providing the blowing device immediately above the protective ledge. The protective material blown in at this point can be retained by the protective projection. In embodiments, the method includes the step of providing an insufflation device immediately below the guard. Being under the ledge, the injection device is sheltered from the flow of charge materials, which reduces the risk of clogging the device.

Предпочтительно шаг вдувания защитного материала включает в себя шаг укрытия стенки печи защитным материалом под воздействием силы тяжести. В этом случае защитная стенка может быть получена как поток (защитного материала) в том же самом направлении, что и для шихтовых материалов.Preferably, the step of injecting the protective material includes the step of covering the oven wall with the protective material under the influence of gravity. In this case, the protective wall can be obtained as a flow (of the protective material) in the same direction as for the charge materials.

В предпочтительных вариантах выполнения шаг вдувания защитного материала включает в себя шаг вдувания защитного материала во время работы печи. Слой защитного материала можно регулировать так, чтобы по существу поддерживать его определенную минимальную толщину. Вдувание осуществляют, чтобы компенсировать в реальном времени эрозию наращиваемого слоя. Вдувание можно также изменять в соответствии с текущими технологическими параметрами шахтной печи.In preferred embodiments, the step of injecting the protective material includes the step of injecting the protective material during operation of the oven. The layer of protective material can be adjusted to substantially maintain a certain minimum thickness. Injection is carried out to compensate in real time for the erosion of the build-up layer. The injection can also be changed in accordance with the current technological parameters of the shaft furnace.

Предпочтительно шаг вдувания защитного материала включает в себя шаг вдувания защитного материала под предварительно заданным углом по отношению к внутренней стенке шахтной печи. Угол вдувания может быть увязан с фактическим наклоном внутренней стенки шахтной печи в месте обеспечения устройства вдувания для улучшения распределения защитного материала вдоль внутренней стенки.Preferably, the step of injecting the protective material includes the step of injecting the protective material at a predetermined angle with respect to the inner wall of the shaft furnace. The blowing angle can be related to the actual slope of the inner wall of the shaft furnace at the point where the blowing device is provided to improve the distribution of the protective material along the inner wall.

Защитный материал может состоять из твердого материала, жидкотекучего материала или комбинации из твердого и жидкотекучего материалов. Поскольку шихтовые материалы вступают в реакцию и изменяют свое состояние, сходя в горн печи, эффективность наращиваемого слоя можно улучшать посредством приспосабливания его состава и, следовательно, его характеристик под материал, с которым он контактирует. Для изменения характеристик наращиваемого слоя может быть использован любой подходящий тип защитного материала.The protective material may consist of a solid material, a flowable material, or a combination of solid and flowable materials. Since the charge materials react and change their state as they pass into the hearth of the furnace, the efficiency of the build-up layer can be improved by adapting its composition, and hence its characteristics, to the material with which it is in contact. Any suitable type of protective material may be used to modify the characteristics of the buildup layer.

В вариантах выполнения способа защитный материал включает в себя гранулированные, дробленые или крупномолотые частицы. Устройство вдувания также может быть приспособлено под тип материала, который оно будет вдувать в печь.In embodiments of the method, the protective material includes granular, crushed or coarsely ground particles. The blower can also be adapted to the type of material it will blow into the furnace.

Защитный материал может включать в себя гранулированный материал, например, круглой формы для получения буферного катящегося слоя между шихтовыми материалами и стенкой печи. Если предусматривают наращиваемый слой, рассчитанный на сход по стенке печи или плитовым холодильникам вместе с шихтовыми материалами, то наращиваемый слой будет поглощать эффекты истирания со стороны шихтовых материалов, однако его сход по стенке печи может стать причиной эрозии стенки. Гранулированный материал круглой формы может ограничивать истирание стенки печи, вызываемое собственно защитным материалом.The protective material may include a granular material, for example, a round shape to provide a buffer rolling layer between the charge materials and the furnace wall. If a build-up layer is provided that is designed to run down the furnace wall or plate coolers along with the charge materials, then the build-up layer will absorb the effects of abrasion from the charge materials, but its run down the furnace wall can cause wall erosion. The round shaped granular material can limit abrasion of the furnace wall caused by the protective material itself.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения защитный материал включает в себя шлак, уголь, руду, агломераты, огнеупорные материалы, прокатную окалину или окатыши. Эти материа- 2 041677 лы обычно содержатся также и в шихтовых материалах, загружаемых в шахтную печь. Защитный материал, унесенный из наращиваемого слоя, может, следовательно, смешиваться с шихтовыми материалами, не оказывая слишком большое воздействие на реакцию внутри шахтной печи.In preferred embodiments of the invention, the protective material includes slag, coal, ore, agglomerates, refractory materials, mill scale or pellets. These materials are usually also contained in the charge materials loaded into the shaft furnace. The protective material carried away from the buildup layer can therefore be mixed with the charge materials without having too much effect on the reaction inside the shaft furnace.

В вариантах выполнения способа защитный материал является порошковым защитным материалом, введенным в текучую среду. Чтобы использовать те же компоненты, которые могут содержаться и в шихтовых материалах, порошковый защитный материал в составе текучей среды может содержать N2 или очищенный доменный газ, восстановленный из низкокалорийной газовой смеси.In embodiments of the method, the protective material is a powdered protective material introduced into the fluid. In order to use the same components that may be contained in the charge materials, the powder protective material in the composition of the fluid may contain N 2 or purified blast furnace gas recovered from a low-calorie gas mixture.

Защитный материал прежде всего, если это материал в твердой форме, может вдуваться в шахтную печь с помощью механического вдувающего устройства. Такое механическое вдувающее устройство может включать в себя, например, поршень для проталкивания защитного материала в шахтную печь.In particular, if the material is in solid form, the protective material can be blown into the shaft furnace by means of a mechanical blowing device. Such a mechanical blowing device may include, for example, a piston for pushing the protective material into the shaft furnace.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Дополнительные отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными на основании приведенного ниже детального описания вариантов выполнения, не ограничивающих его объем, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где фиг. 1 - схематичный вид в поперечном разрезе части доменной печи, включающей в себя устройство вдувания, предусмотренное в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения;Additional features and advantages of the present invention will become apparent from the following non-limiting detailed description of embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a portion of a blast furnace including an injection device provided in accordance with one preferred embodiment of the invention;

фиг. 2-5 - виды в поперечном разрезе различных конфигураций устройства вдувания, предусмотренного в соответствии с вариантами осуществления изобретения.fig. 2-5 are cross-sectional views of various configurations of an insufflation device provided in accordance with embodiments of the invention.

Описание предпочтительных вариантов выполненияDescription of Preferred Embodiments

Описание предпочтительного варианта выполнения способа будет приведено в контексте применительно к шахтной печи, прежде всего доменной печи. Такая шахтная печь частично показана на фиг. 1, которая включает в себя нижнюю часть с поясом горна 10, где собираются (жидкие) железо и шлак, и имеющий внутреннюю стенку 12 кожух, задающий в целом цилиндрическую обечайку, простирающуюся вверх от пояса горна 10. Для лучшего понимания ссылочным обозначением 14 показана часть внутреннего рабочего пространства печи, в которое в процессе эксплуатации загружают шихтовые материалы (не показаны).The description of the preferred embodiment of the method will be given in the context of a shaft furnace, in particular a blast furnace. Such a shaft furnace is shown in part in FIG. 1, which includes a bottom portion with a hearth chord 10 where (liquid) iron and slag are collected, and a casing having an inner wall 12 defining a generally cylindrical shell extending upwardly from the hearth chord 10. For better understanding, reference 14 shows a portion internal working space of the furnace, into which charge materials are loaded during operation (not shown).

Как показано на фиг. 1, внутренняя стенка 12 состоит из частей с различными диаметрами. В направлении от пояса горна 10 до колошника шахтная печь включает в себя фурменный пояс 16, пояс заплечиков 18, пояс распара 20 и пояс шахты 22. Над поясом шахты 22 шахтная печь включает в себя также (не показанные) колошник и загрузочное устройство для загрузки материалов в шахтную печь.As shown in FIG. 1, the inner wall 12 is composed of parts with different diameters. In the direction from the hearth belt 10 to the top, the shaft furnace includes a tuyere belt 16, a shoulder belt 18, a steam belt 20, and a shaft belt 22. Above the shaft belt 22, the shaft furnace also includes (not shown) a top and a loading device for loading materials into a shaft furnace.

Внутренняя стенка 12 укрыта футеровкой из теплозащитных элементов, таких как, например, плитовые холодильники 24. Плитовые холодильники 24 дополнительно укрыты футеровкой из огнеупорного материала 26 в приходящейся на фурменный пояс 16 и пояс заплечиков 18 зоне внутренней стенки 12. В других вариантах конструктивного выполнения внутренняя стенка может быть укрыта другой футеровкой или более чем одной футеровкой, включающей в себя жароупорные материалы и/или охлаждающие элементы.The inner wall 12 is covered with a lining of heat-shielding elements, such as, for example, plate coolers 24. The plate coolers 24 are additionally covered with a lining of refractory material 26 in the zone of the inner wall 12 that falls on the tuyere belt 16 and the shoulder belt 18. In other embodiments, the inner wall is may be covered by another lining or more than one lining including refractory materials and/or cooling elements.

Плитовые холодильники 24 расположены, как правило, рядами из смежных плит, установленных сверху друг на друга от фурменного пояса 16 и до верха пояса шахты 22. Плитовые холодильники 24 могут быть различными по форме и материалу и включать в себя (не показанный) охлаждающий контур для циркуляции в нем охлаждающей текучей среды.Plate coolers 24 are generally arranged in rows of adjacent plates stacked on top of each other from the tuyere belt 16 to the top of the shaft chord 22. Plate coolers 24 may vary in shape and material and include a (not shown) cooling circuit for circulation of a cooling fluid in it.

Способ защиты внутренней стенки 12 шахтной печи согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения включает в себя шаг обеспечения нескольких устройств 28 вдувания через внутреннюю стенку 12 шахтной печи. Устройства 28 вдувания выполнены для вдувания защитного материала 30 в шахтную печь. Предпочтительно устройства 28 вдувания устанавливают по окружности шахтной печи и распределяют их по рядам, чтобы охватить все части внутренней стенки 12. Количество и расположение устройств 28 вдувания могут варьироваться в зависимости от формы и размеров внутренней стенки 12 и типа используемых устройств 28 вдувания.A method for protecting the inner wall 12 of a shaft furnace according to a preferred embodiment of the invention includes the step of providing a plurality of blowing devices 28 through the inner wall 12 of the shaft furnace. The blowing devices 28 are designed to blow the protective material 30 into the shaft furnace. Preferably, the blowers 28 are installed around the circumference of the shaft furnace and distributed in rows to cover all parts of the inner wall 12. The number and location of the blowers 28 may vary depending on the shape and dimensions of the inner wall 12 and the type of blowers 28 used.

Устройство 28 вдувания может состоять из любого подходящего для этого устройства и может быть конструктивно выполнено с учетом типа защитного материала, который будет вдуваться в шахтную печь. Устройства 28 вдувания схематично представлены на фиг. 1 и включают в себя прямое копье 32 вдувания и механизм 34 подачи. Копье 32 вдувания имеет открытый конец 36, выходящий во внутреннее пространство 14 печи, и задает канал между механизмом 34 подачи и внутренним пространством 14 шахтной печи. Механизм 34 подачи выполнен для направления защитного материала из (не показанных) накопительных устройств через копье 32 вдувания во внутреннее пространство 14 шахтной печи.The blowing device 28 may consist of any device suitable for this and may be designed taking into account the type of protective material that will be blown into the shaft furnace. The blowing devices 28 are shown schematically in FIG. 1 and include a straight blowing lance 32 and a feed mechanism 34. The blowing lance 32 has an open end 36 extending into the interior 14 of the furnace and defines a channel between the feed mechanism 34 and the interior 14 of the shaft furnace. The feed mechanism 34 is configured to guide the protective material from the storage devices (not shown) through the blowing lance 32 into the interior 14 of the shaft furnace.

Устройства 28 вдувания устанавливают снаружи шахтной печи и заводят через внутреннюю стенку 12. Присоединение устройств 28 вдувания может быть обеспечено любыми подходящими способами, такими как, например, сварка.Injection devices 28 are installed outside the shaft furnace and lead through the inner wall 12. The connection of the blowing devices 28 can be achieved by any suitable means, such as, for example, welding.

Как показано на фиг. 1, открытые концы 36 копий 32 вдувания могут быть выставлены в различные угловые положения в зависимости от их местоположения во внутренней стенке 12. Угловое положение выставляют адаптивно, сообразуясь с углом наклона внутренней стенки 12 в этом месте. Внутренняя стенка 12 в пределах пояса заплечиков 18 печи является скошенной в направлении наружной частиAs shown in FIG. 1, the open ends 36 of the injection spears 32 can be set to different angular positions depending on their location in the inner wall 12. The angular position is set adaptively to match the angle of the inner wall 12 at that location. The inner wall 12 within the belt of the oven shoulders 18 is beveled towards the outside.

- 3 041677 шахтной печи, и, соответственно, копья 32 вдувания, проходящие через внутреннюю стенку в зоне заплечиков, являются предпочтительно по существу горизонтальными. В пределах пояса распара 20 внутренняя стенка 12 проходит по существу вертикально, и открытые концы 36 копий 32 вдувания являются расположенными под углом по отношению к горизонтали, будучи обращенными вниз, во внутреннее пространство 14 печи. В пределах пояса шахты 22 внутренняя стенка 12 является скошенной в направлении внутреннего пространства шахтной печи, сужая ширину шахтной печи в сторону колошника. В зоне внутренней стенки 12, приходящейся на (этот) последний пояс, копья 32 вдувания являются выставленными, условно говоря, вертикально.- 3 041677 shaft furnace, and, accordingly, the blowing lances 32 passing through the inner wall in the region of the shoulders, are preferably essentially horizontal. Within the steam belt 20, the inner wall 12 extends substantially vertically, and the open ends 36 of the blowing lances 32 are angled with respect to the horizontal, facing downwards into the furnace interior 14. Within the shaft chord 22, the inner wall 12 is sloped towards the inside of the shaft furnace, narrowing the width of the shaft furnace towards the top. In the area of the inner wall 12, falling on (this) last belt, the blowing lances 32 are exposed, relatively speaking, vertically.

На фиг. 2-5 показаны различные варианты конструктивного выполнения, причем открытый конец 36 копья 32 вдувания выставляют в различные точки по отношению к одному плитовому холодильнику 24.In FIG. 2-5 show various embodiments, with the open end 36 of the blowing lance 32 being set at different points with respect to one plate cooler 24.

На фиг. 2-5 плитовый холодильник 24 имеет горячую сторону 40, обращенную к внутреннему пространству печи и холодную сторону 38, обращенную к внутренней стенке 12. Горячая сторона 40 плитового холодильника 24 задана профилем с ребрами 42 и канавками 44. Холодная сторона 38 плитового холодильника 24 является присоединяемой к внутренней стенке 12 любыми подходящими приспособлениями (не показаны). В данном случае между холодной стороной 38 и внутренней стенкой 12 предусмотрен зазор 46. Зазор 46 может быть заполнен огнеупорным материалом. В зазоре 46 находится распорный элемент 48, разделяющий плитовый холодильник 24 и внутреннюю стенку 12, который выполнен из расчета удерживания плитового холодильника 24 на определенном расстоянии от внутренней стенки 12. Предпочтительно, в распорном элементе 48 выполняют проход для копья 32 вдувания, чтобы предохранить копье 32 вдувания от воздействия огнеупорного материала. В этих вариантах конструктивного выполнения установка также включает в себя направляющую трубу 50, используемую для направления копья 32 вдувания по наружной стороне внутренней стенки 12.In FIG. 2-5, the stove cooler 24 has a hot side 40 facing the interior of the furnace and a cold side 38 facing the inner wall 12. The hot side 40 of the stove cooler 24 is defined by a profile with ribs 42 and grooves 44. The cold side 38 of the stove cooler 24 is attachable to the inner wall 12 by any suitable means (not shown). In this case, a gap 46 is provided between the cold side 38 and the inner wall 12. The gap 46 may be filled with a refractory material. In the gap 46 there is a spacer 48 separating the plate cooler 24 and the inner wall 12, which is designed to hold the plate cooler 24 at a certain distance from the inner wall 12. Preferably, the spacer 48 is provided with a passage for the blowing lance 32 to protect the lance 32 blowing from exposure to refractory material. In these embodiments, the installation also includes a guide tube 50 used to guide the injection lance 32 along the outside of the inner wall 12.

В четырех вариантах конструктивного выполнения на фиг. 2-5 устройство 28 вдувания предусмотрено с копьем 32 вдувания, проходящим по существу перпендикулярно плитовому холодильнику 24. Специалисту будет понятно, что угол выставления копья 32 вдувания может быть разным без изменения при этом местоположения открытого конца 36 копья 32 вдувания.In the four embodiments shown in FIG. 2-5, the blowing device 28 is provided with the blowing lance 32 extending substantially perpendicular to the cooker cooler 24. The person skilled in the art will appreciate that the angle of exposure of the blowing lance 32 can be varied without changing the location of the open end 36 of the blowing lance 32.

В конструктивном выполнении, как показано на фиг. 2, копье 32 вдувания проходит через плитовый холодильник 24 и заходит открытым концом в канавку 44 в профиле плиты.In the design, as shown in FIG. 2, the injection lance 32 passes through the plate cooler 24 and enters with its open end into a groove 44 in the plate profile.

В конструктивном выполнении на фиг. 3 копье 32 вдувания проходит через плитовый холодильник 24 и заходит открытым концом в ребро 42 в профиле плиты.In the design in FIG. 3, the injection lance 32 passes through the plate cooler 24 and enters with its open end into a rib 42 in the plate profile.

В вариантах конструктивного выполнения на фиг. 4 и 5 плитовый холодильник 24, кроме того, имеет выступ 52, выдающийся от его горячей стороны 40. Выступ 52 предусмотрен в целом для того, чтобы вызывать возмущение потока шихтовых материалов вдоль плитового холодильника 24. При этом выступ 52 выполнен для удержания шихтовых материалов на своем верху и обеспечения формирования локализованного слоя материалов, который предохраняет плитовый холодильник 24 от истирания.In the embodiments of the design in Fig. 4 and 5, the plate cooler 24 further has a ledge 52 protruding from its hot side 40. The ledge 52 is generally provided to disturb the flow of charge materials along the plate cooler 24. Here, the ledge 52 is designed to hold the charge materials on its top and ensuring the formation of a localized layer of materials, which protects the plate cooler 24 from abrasion.

В конструктивном выполнении на фиг. 4 копье 32 вдувания проходит через плитовый холодильник 24 и выходит открытым концом на горячую сторону 40 плитового холодильника 24 в точке над выступом 52.In the design in FIG. 4, the injection lance 32 passes through the plate cooler 24 and exits with its open end onto the hot side 40 of the plate cooler 24 at a point above the ledge 52.

С другой стороны, в конструктивном выполнении на фиг. 5 копье 32 вдувания проходит через плитовый холодильник 24 и выходит открытым концом на горячую сторону 40 плитового холодильника 24 в точке под выступом 52.On the other hand, in the embodiment of FIG. 5, the injection lance 32 passes through the plate cooler 24 and exits with its open end to the hot side 40 of the plate cooler 24 at a point below the ledge 52.

Во время эксплуатации (печи) устройства 28 вдувания используют для вдувания защитного материала в шахтную печь. Такое вдувание может осуществляться по мере необходимости таким образом, что защитный материал наслаивается с образованием защитной стенки между внутренним пространством печи и стенкой печи.During operation (of the furnace), the blowing devices 28 are used to blow the protective material into the shaft furnace. Such blowing can be carried out as needed in such a way that the protective material is layered to form a protective wall between the furnace interior and the furnace wall.

В данном случае защитный материал 30 состоит из твердого материала, переносимого жидкотекучим носителем. Твердый материал может включать в себя, например, шлак, уголь, руду, агломераты, огнеупорные материалы, прокатную окалину или окатыши, чтобы оказывать ограниченное воздействие на реакцию внутри шахтной печи. По той же причине жидкотекучий носитель может включать в себя, например, очищенный доменный газ или N2.In this case, the protective material 30 consists of a solid material carried by a fluid carrier. The solid material may include, for example, slag, coal, ores, agglomerates, refractory materials, mill scale, or pellets to have a limited effect on the reaction inside the shaft furnace. For the same reason, the fluid carrier may include, for example, purified blast furnace gas or N2.

После вдувания защитный материал 30 просто сходит потоком вниз вдоль горячей стороны 40 плитового холодильника 24 под действием силы тяжести и укрывает поверхность внутренней стенки 12, формируя тем самым наращиваемый слой 54 на горячей стороне 40 плитового холодильника 24. Как показано на фиг. 1, в зоне фурменного пояса 16 и пояса заплечиков 18 наращиваемый слой 54 сформован на футеровке из огнеупорного материала 26 для защиты или дополнительной защиты плитовых холодильников 24.After being blown in, the protective material 30 simply flows down along the hot side 40 of the plate cooler 24 under the action of gravity and covers the surface of the inner wall 12, thereby forming a build-up layer 54 on the hot side 40 of the plate cooler 24. As shown in FIG. 1, in the area of the tuyere belt 16 and shoulder belt 18, the buildup layer 54 is molded on the lining of the refractory material 26 to protect or additionally protect the plate coolers 24.

Когда шихтовые материалы загружают в шахтную печь, они вступают в контакт с наращиваемым слоем 54, что подавляет эффекты истирания плитовых холодильников 24. Для минимизации потенциального эффекта истирания, вызываемого защитным материалом 30, сходящим потоком по плитовым холодильникам 24, защитный материал 30 может включать в себя гранулированный материал, например, круглой формы.When the charge materials are loaded into the shaft furnace, they come into contact with the buildup layer 54, which suppresses the abrasion effects of the plate coolers 24. granular material, for example, round shape.

--

Claims

In this case, the protective material 30 is injected, if necessary, before the plate coolers are exposed to charge materials. During operation of the furnace, charge materials descend in a continuous stream down into the hearth of the shaft furnace. The flow of charge materials carries with it the particles of the protective layer, reducing the thickness of the build-up layer 54. Therefore, the protective material 30 can be injected at a certain rate in order to maintain a predetermined minimum thickness of the protective layer between the burden materials and plate coolers 24. If a faster thinning of the build-up layer is detected, layer 54 in a particular zone of the shaft furnace, the injection of protective material 30 can be resorted to by increasing the amount of protective material through the selected injection device to compensate for such localized thinning.

The shielding material 30 can be blown in by blowing N ₂ nitrogen gas at a predetermined pressure depending on the pressure of the charge materials at the open end 36 of the blowing lance 32 . This is particularly preferred if the protective material 30 is in granular form. On the other hand, if the protective material 30 is a larger material in solid form, i. e. if it is, for example, slag, coal, ores, agglomerates, refractory materials, mill scale or pellets, it may be preferable to blow in the protective material 30 by mechanical means. For this purpose, the injection device may include, for example, a piston for pushing the protective material into the shaft furnace.

In embodiments of the method, the barrier material 30 may include solid blocks of material introduced sequentially into the furnace, or different barrier materials may be injected sequentially. For example, the method may include the first step of injecting a layer of fluid material, followed by injection of solid material into the layer of fluid material.

List of reference designations.

10 - Horn belt;

12 - inner wall;

14 - internal space of the furnace;

16 - tuyere belt;

18 - shoulder belt;

20 - steam belt;

22 - mine belt;

24 - stove refrigerator;

26 - refractory material;

28 - blowing device;

30 - protective material;

32 - blowing spear;

34 - feed mechanism;

36 - open end;

38 - cold side;

40 - hot side;

42 - ribs;

44 - grooves;

46 - gap;

48 - spacer element;

50 - guide pipe;

52 - ledge;

54 - stackable layer.

CLAIM

1. A method for protecting the inner wall of a shaft furnace, wherein the furnace wall includes a lining of plate coolers, the method including the following steps:

providing at least one blowing device through the inner wall of the shaft furnace and through the stove cooler, the blowing device being configured to blow the protective material into the shaft furnace onto the stove coolers; and blowing, as necessary, the protective material into the shaft furnace through at least one blowing device in such a way that the protective material is layered to form a protective wall between the interior of the shaft furnace and plate coolers forming the lining of the furnace wall, and the hot side of the plate cooler has a profile with ribs and grooves, wherein the step of providing the blowing device through the stove cooler includes the step of passing the blowing device through a rib or groove in the profile of the hot side of the stove cooler.

-