JP5449149B2 - シャフト炉および炉を操作する方法 - Google Patents
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Description
は、少なくとも一時的に、40秒以下、より好ましくは20秒以下、好ましくは5秒以下、特に好ましくは1秒以下の時間内で変化させられる。本発明によると、下部流入開口から離間して配設されている少なくとも1つの追加用開口を介して、追加ガスが導入され、追加ガスの操作変数である圧力p2および/または体積流量
は少なくとも一時的に、および/または、シャフト炉の内部空間に接続されているガス状反応生成物を排出するためのシャフト炉ガスラインを介して、シャフト炉ガスが排出され、シャフト炉ガスの操作変数である圧力p3および/または体積流量
は少なくとも一時的に、変化させられる。本発明によると、追加ガスおよび/または高炉ガスの操作変数は、シャフト炉の内部空間において、圧力p1および/または体積流量
が少なくとも部分的に大きくなるように、変化させられる。例えば、圧力p1およびp2ならびに/または体積流量
および
は、シャフト炉内の少なくとも部分的に、互いに加算され合う。圧力p1およびp2の圧力曲線ならびに/または体積流量
および
の体積流量曲線のうち、平均値および/または基本値より大きい成分が互いに加算され合うのが、より好ましい。したがって、例えばシャフト炉ガスラインが少なくとも部分的に閉じられると、排出されるべき体積流量
の一部、または、高炉ガスによって加えられる圧力p3の一部が、シャフト炉の内部空間の圧力p1および/または体積流量
に加算され得る。
、または、圧力p3および/あるいは体積流量
は、40秒以下、より好ましくは20秒以下、好ましくは5秒以下、特に好ましくは1秒以下の時間内で少なくとも一時的に変化させられる。この結果、圧力および/または体積流量の増加が、非常に頻繁に、短い時間間隔で実行され、シャフト炉の効率が非常に大きく改善され得る。
および/もしくは
および/もしくは
の振幅は、平均値に対して、10%から1000%、より好ましくは10%から400%、優先的には10%から200%、特に好ましくは10%から100%に達する。圧力および/または体積流量の曲線の振幅がこのように変化することは、種類毎の最大許容値を超えることなく、シャフト炉の効率を大幅に改善する上で十分である。
および/もしくは
および/もしくは
は、シャフト炉内で、位相差φが−π/2≦φ≦π/2、より好ましくは−π/4≦φ≦π/4、および優先的にはφ=0±π/90である重畳された振動が得られるように、変化させられることである。ここで、この位相関係における流入ガスの速度は特に考慮に入れられ、シャフト炉内のガスの平均滞留時間(通常は、3秒から20秒)は実験によって、シャフト炉の内部空間において所望の位相差が得られるように決定される。結果として、圧力および/または体積流量の曲線の振幅の増加は非常に大きくなり、操作量の変動が互いに打ち消される事態は避けられる。
を、40秒以下、より好ましくは20秒以下、好ましくは5秒以下、特に好ましくは1秒以下の時間内で、変化させるように構成されている制御デバイスを備える。本発明によると、下部流入開口から離間させて、追加ガスを流入させるべく、少なくとも1つの追加用開口が設けられており、追加ガスの操作変数である圧力p2および/または体積流量
を少なくとも一時的に、変化させるべく構成されている追加制御デバイスが設けられており、および/または、ガス状反応生成物を排出するべくシャフト炉の内部空間に接続されているシャフト炉ガスラインが設けられており、シャフト炉ガスの操作変数である圧力p3および/または体積流量
を少なくとも一時的に変化させるべく構成されているシャフト炉制御デバイスが設けられている。本発明によると、追加ガスおよび/またはシャフト炉ガスの操作変数は、シャフト炉の内部空間において圧力p1および/または体積流量
が少なくとも部分的に大きくなるように、変化させられる。当該シャフト炉は、上述した方法と共に利用されることがより好ましい。当該シャフト炉は、優先的には、上記の方法を用いて前述したように、具現化および開発される。
を変化させるように構成されている。尚、所定時間は、40秒以下であり、より好ましくは20秒以下であり、好ましくは5秒以下であり、特に1秒以下であるのが好ましい。制御デバイス38は、特に高速動作ベローズと同等の機能を持つとしてよい。
を変化させることによって、シャフト炉10の内部空間34の少なくとも部分的に、圧力p1およびp2ならびに/または体積流量
および
を高くすることにある。圧力および/または体積流量のピーク値が実現可能であれば、炉芯36を間違いなく還元することができる結果、シャフト炉10の効率が改善される。
および
が少なくとも部分的に、互いに加算され合うように、操作変数である、追加ガスの圧力p2および/または体積流量
を、少なくとも一時的に変化させるように構成されている。さらに、同図には図示していないが、例えば、下部18からシャフト炉本体12を通って上部14への流入するバイパス流量を阻止するべく、逆止め弁を設けるとしてもよい。
が少なくとも部分的に大きくなるように、少なくとも一時的に、操作変数である、シャフト炉ガスライン50内、または、シャフト炉ガスライン50の直前における圧力p3および/または体積流量
を変化させる。この目的を実現するべく、シャフト炉制御デバイスは、例えば、スロットルバルブを用いて、静圧を高くするべくシャフト炉ガスライン50を少なくとも部分的に短時間閉じるとしてよい。このように高くなる静圧は、その後、全圧が許容可能なレベルを超える前にシャフト炉ガスライン50を開くことによって、低減され得る。
Claims (22)
- 高炉であるシャフト炉を操作する方法であって、前記シャフト炉の上部には原材料が装填され、前記原材料は重力の影響によって前記シャフト炉内に降下し、前記原材料の一部は、前記シャフト炉内の雰囲気によって溶融製錬および/または還元され、
前記シャフト炉の下部では、少なくとも1つの下部流入開口を介して処理ガスが流入し、前記処理ガスは、前記シャフト炉内の前記雰囲気に影響を与え、
前記処理ガスの前記流入は調節され、前記調節において、操作変数である圧力p1および/または体積流量
は、40秒以下の時間内で変化させられ、
前記下部流入開口から離間して配設されている少なくとも1つの追加用開口を介して、追加ガスが流入し、前記追加ガスの操作変数である圧力p2および/または体積流量
は、前記シャフト炉の内部空間において、前記圧力p1および/または前記体積流量
、および前記圧力p 2 および/または前記体積流量
が互いに加算され合うことにより、前記シャフト炉内の圧力および/または体積流量の曲線の振幅が大きくなるように、変化させられ、
前記下部流入開口と前記シャフト炉の上部流出開口との間の高さhに対する、前記下部流入開口と前記追加用開口との間の距離dについて、0.5≦d/h≦1.0である、方法。 - 前記下部流入開口と前記シャフト炉の上部流出開口との間の高さhに対する、前記下部流入開口と前記追加用開口との間の距離dについて、0.75≦d/h≦1.0である請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の方法。
- 前記処理ガス、および/または、前記追加ガス、および/または、前記シャフト炉ガスの前記調節は、周期的に行われ、周期をTとすると、40秒≧T≧60ミリ秒である請求項2に記載の方法。
- 前記処理ガス、および/または、前記追加ガス、および/または、前記シャフト炉ガスの前記調節はパルス状に行われ、パルスのパルス幅σは、5秒≧σ≧1ミリ秒である請求項2に記載の方法。
- 前記追加ガスは、前記シャフト炉の上端において排出されるシャフト炉ガスおよび/または処理ガスを含む請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの追加用開口は、2以上の追加用開口であり、
2つ以上の前記追加用開口は、前記シャフト炉の異なる高さに配置されている、請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の方法。 - 2つ以上の前記追加用開口は、等間隔に配置されている、請求項14に記載の方法。
- 高炉であるシャフト炉であって、
前記シャフト炉の上部に原材料を装填するデバイスと、
前記シャフト炉内の雰囲気によって、前記原材料の一部分を溶融製錬および/または還元するべく、前記シャフト炉の下部に処理ガスを流入させる少なくとも1つの下部流入開口と、
前記処理ガスの操作変数である圧力p1および/または体積流量
を、40秒以下の時間内で、変化させるように構成されている制御デバイスと
を備え、
前記下部流入開口から離間させて、追加ガスを流入させるべく、少なくとも1つの追加用開口が設けられており、前記追加ガスの操作変数である圧力p2および/または体積流量
を、前記シャフト炉の内部空間において前記圧力p1および/または前記体積流量
、および前記圧力p 2 および/または前記体積流量
が互いに加算され合うことにより、前記シャフト炉内の圧力および/または体積流量の曲線の振幅が大きくなるように、変化させるべく構成されている追加制御デバイスが設けられており、
シャフト炉ガスのようなガス状反応生成物を排出するべく前記シャフト炉の前記内部空間に接続されているシャフト炉ガスラインが設けられており、
前記下部流入開口と前記シャフト炉の上部流出開口との間の高さhに対する、前記下部流入開口と前記追加用開口との間の距離dについて、0.5≦d/h≦1.0である、シャフト炉。 - 前記下部流入開口と前記シャフト炉の上部流出開口との間の高さhに対する、前記下部流入開口と前記追加用開口との間の離間距離dについて、0.75≦d/h≦1.0である請求項16に記載のシャフト炉。
- 前記シャフト炉の上部流出開口は、シャフト炉ガスを戻すべく、前記シャフト炉ガスラインを介して、前記追加用開口と接続されている請求項16または請求項17に記載のシャフト炉。
- 前記シャフト炉の前記内部空間に浸漬されており、前記シャフト炉の予め定められた高さにおいて前記追加用開口を形成する浸漬パイプが設けられている請求項16から請求項18のうちいずれか一項に記載のシャフト炉。
- 前記シャフト炉ガスの操作変数である圧力p3および/または体積流量
を、前記シャフト炉の前記内部空間において前記圧力p1および/または前記体積流量
が大きくなるように、変化させるべく構成されているシャフト炉制御デバイスが設けられており、
ガス状反応生成物を排出するべく前記シャフト炉の前記内部空間に接続されているシャフト炉ガスラインを介して、シャフト炉ガスが排出され、前記シャフト炉ガスの操作変数である圧力p3および/または体積流量
は、前記シャフト炉の前記内部空間において、前記圧力p1および/または前記体積流量
、および前記圧力p 3 および/または前記体積流量
が互いに加算され合い、前記シャフト炉内の圧力および/または体積流量の曲線の振幅が大きくなるように、変化させられる、請求項16から請求項19のいずれか一項に記載のシャフト炉。 - 前記少なくとも1つの追加用開口は、2以上の追加用開口であり、
2つ以上の前記追加用開口は、前記シャフト炉の異なる高さに配置されている、請求項16から請求項20のいずれか一項に記載のシャフト炉。 - 2つ以上の前記追加用開口は、等間隔に配置されている、請求項21に記載のシャフト炉。
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