PL196447B1 - Urządzenie do rozprowadzania zbrylonego materiału zasypowego oraz zespół rozpraszający do urządzenia - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do rozprowadzania zbrylonego materia lu zasypowego, w szczególno sci zelgrudy, ze strumienia materia lu zasypowego na rozleg lej po- wierzchni, w szczególno sci na z lo zu sta lym, przy czym powierzchnia ta rozpo sciera si e w reaktorze do przeprowadzania fizycznych lub chemicznych proce- sów technologicznych, w szczególno sci w reaktorze hutniczym do wytwarzania surówki lub wyj sciowych produktów stalowniczych, korzystnie w reaktorze stapiaj aco-zgazowuj acym, przy czym zbrylony mate- ria l zasypowy jest ladowany przez urz adzenie wsa- dowe, które ma co najmniej dwa, korzystnie osiowo- symetryczne, szyby spadowe, znamienne tym, ze urz adzenie wsadowe ma przyporz adkowany co najmniej jednemu z szybów spadowych zespó l roz- praszaj acy do rozprzestrzeniania materia lu zasypo- wego, za pomoc a którego co najmniej cz esc mate- ria lu zasypowego jest rozprowadzana w - patrz ac z góry - kierunku promieniowym i/lub stycznym, przy czym zespó l rozpraszaj acy ma la ncuch, korzystnie la ncuch z ogniwami okr ag lymi. PL PL PL PL PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: 360593	(11) 196447 (13) B1
	(22) Data zgłoszenia: 27.08.2001	(51) Int.Cl.
	F27B 1/20 (2006.01)
	(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:	C21B 7/20 (2006.01)
AjP	27.08.2001, PCT/EP01/09852	C21B 13/00 (2006.01)
Urząd Patentowy	(87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
Rzeczypospolitej Polskiej	04.04.2002, WO02/27041 PCT Gazette nr 14/02

(54) Urządzenie do rozprowadzania zbrylonego materiału zasypowego (54) oraz zespół rozpraszający do urządzenia
	(73) Uprawniony z patentu:
(30) Pierwszeństwo:	VOEST-ALPINE INDUSTRIEANLAGENBAU GMBH & CO.,Linz,AT
22.09.2000,AT,A1612/00	(72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 20.09.2004 BUP 19/04	Leopold Werner Kepplinger,Leonding,AT Johann Wurm,Bad Zell,AT Franz Berner,Asten,AT
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.01.2008 WUP 01/08	(74) Pełnomocnik: Małgorzata Grabowska, SULIMA*GRABOWSKA*SIERZPUTOWSKA, Biuro Patentów i Znaków Towarowych, sp.j.

(57) 1. Urządzenie do rozprowadzania zbrylonego materiału zasypowego, w szczególności żelgrudy, ze strumienia materiału zasypowego na rozległej powierzchni, w szczególności na złożu stałym, przy czym powierzchnia ta rozpościera się w reaktorze do przeprowadzania fizycznych lub chemicznych procesów technologicznych, w szczególności w reaktorze hutniczym do wytwarzania surówki lub wyjściowych produktów stalowniczych, korzystnie w reaktorze stapiająco-zgazowującym, przy czym zbrylony materiał zasypowy jest ładowany przez urządzenie wsadowe, które ma co najmniej dwa, korzystnie osiowosymetryczne, szyby spadowe, znamienne tym, że urządzenie wsadowe ma przyporządkowany co najmniej jednemu z szybów spadowych zespół rozpraszający do rozprzestrzeniania materiału zasypowego, za pomocą którego co najmniej część materiału zasypowego jest rozprowadzana w - patrząc z góry - kierunku promieniowym i/lub stycznym, przy czym zespół rozpraszający ma łańcuch, korzystnie łańcuch z ogniwami okrągłymi.

PL 196 447 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do rozprowadzania zbrylonego materiału zasypowego, zwłaszcza co najmniej częściowo zredukowanej wstępnie rudy żelaza, na rozległej powierzchni, w szczególności na złożu stałym, przy czym powierzchnia ta rozpościera się w reaktorze albo zbiorniku służącym do prowadzenia fizycznych lub chemicznych procesów technologicznych, w szczególności w reaktorze hutniczym do wytwarzania surówki lub wyjściowych produktów stalowniczych, z tym że zbrylony materiał zasypowy ładuje się przez co najmniej jedno urządzenie wsadowe mające co najmniej dwa, w szczególności osiowo-symetryczne, szyby spadowe, które korzystnie są usytuowane w jednakowym odstępie od osi wzdłużnej reaktora. Ponadto przedmiotem wynalazku jest zespół rozpraszający do tego urządzenia do rozprowadzania zbrylonego materiału zasypowego.

Rozprowadzanie zbrylonego materiału zasypowego na rozległej powierzchni, stanowi znany problem konstrukcyjny i technologiczny. Zwłaszcza w przypadku reaktorów do realizacji procesów fizycznych/chemicznych podejmuje się duże starania, żeby uzyskać optymalne dla danego procesu rozproszenie materiału zasypowego. Niewłaściwe załadowanie takiego reaktora może spowodować obniżenie jakości wytwarzanego produktu, jak też znacznie większe zanieczyszczenie środowiska naturalnego w wyniku zwiększonego zapylenia. Wpływa to ujemnie także na wydajność tego rodzaju urządzenia.

W opisie nr US-A-4497609 opisano urzą dzenie, za pomocą którego moż na doprowadzać w sposób ciągły strumień materiału zasypowego do pieca szybowego. Materiał ten ładuje się przez kilka szybów spadowych na obrzeżu pieca szybowego.

Z opisu nr FR 1197358 jest znane obrotowe urzą dzenie zał adowcze materiał u zasypowego do pieca, w którym to urządzeniu użyto elementów wibracyjnych do wprowadzania tego materiału zasypowego.

Z opisu nr FR 1367391 znane jest urzą dzenie do wprowadzania materiał u zasypowego, przy czym strumień tego materiału zasypowego jest dzielony na strumienie częściowe i w tej postaci kierowane do pieca.

Wynalazek ten znajduje szczególnie korzystne zastosowanie w reaktorze stapiająco-zgazowującym, i jest udokumentowany najbardziej szczegółowo w odniesieniu do tego reaktora. Jednak stosowanie wynalazku nie ogranicza się do tej odmiany realizacji, a objaśnienie procesów w reaktorze stapiająco-zgazowującym traktuje się tylko przykładowo. Zastosowania wynalazku w innych agregatach metalurgicznych, zwłaszcza w piecu szybowym, są następnymi konkretnymi odmianami realizacji wynalazku.

Reaktor stapiająco-zgazowujący jest agregatem do wytwarzania surówki albo wyjściowych produktów stalowniczych, co jest znane od dawna w stanie techniki.

Opisany w stanie techniki reaktor stapiająco-zgazowujący służy do stapiania w znacznym stopniu zredukowanej wstępnie rudy żelaza (DRI), a także do wytwarzania gazu redukcyjnego z nośników takiego gazu, korzystnie ze zbrylonego węgla.

Węgiel oraz DRI wprowadza się najczęściej do reaktora stapiająco-zgazowującego przez jego kopułę, przy czym korzystne okazało się centralne wprowadzanie węgla.

Natomiast DRI wprowadza się do reaktora stapiająco-zgazowującego przez jeden lub kilka zdecentralizowanych otworów, umieszczonych na kopule tego reaktora.

Przy rozprowadzaniu zbrylonego materiału zasypowego, w szczególności co najmniej częściowo zredukowanej wstępnie rudy żelaza, na rozległej powierzchni, w szczególności na złożu stałym, przy czym powierzchnia ta rozpościera się w reaktorze albo zbiorniku służącym do przeprowadzania fizycznych lub chemicznych procesów technologicznych, w szczególności w reaktorze hutniczym do wytwarzania surówki lub wyjściowych produktów stalowniczych, zbrylony materiał zasypowy jest ładowany przez co najmniej jedno urządzenie wsadowe, które ma co najmniej dwa, w szczególności osiowo-symetryczne, szyby spadowe, które korzystnie są rozmieszczone w jednakowym odstępie od osi wzdłużnej reaktora, przy czym ponadto co najmniej część materiału zasypowego jest rozprowadzana na zespole rozpraszającym w - patrząc z góry - kierunku promieniowym i/lub stycznym. Materiał zasypowy jest rozprowadzany na zespole rozpraszającym co najmniej częściowo w obrębie szybu spadowego. Pola rozproszenia sąsiednich rur spadowych przed osiągnięciem złoża stałego nakładają się co najmniej częściowo na siebie. Całościowy obraz rozproszenia wszystkich rur spadowych - patrząc z góry - ma w zasadzie postać koncentrycznego pierścienia.

Zgodne z wynalazkiem urządzenie do rozprowadzania zbrylonego materiału zasypowego, w szczególnoś ci ż elgrudy, ze strumienia materiał u zasypowego na rozległ ej powierzchni, w szczególPL 196 447 B1 ności na złożu stałym, przy czym powierzchnia ta rozpościera się w reaktorze do realizacji fizycznych lub chemicznych procesów technologicznych, w szczególności w reaktorze hutniczym do wytwarzania surówki lub wyjściowych produktów stalowniczych, korzystnie w reaktorze stapiająco-zgazowującym, i przy czym zbrylony materiał zasypowy jest ł adowany przez urzą dzenie wsadowe, które ma co najmniej dwa, korzystnie osiowo-symetryczne, szyby spadowe, charakteryzuje się tym, że urządzenie wsadowe ma przyporządkowany co najmniej jednemu z szybów spadowych zespół rozpraszający do rozprzestrzeniania materiału zasypowego, za pomocą którego co najmniej część materiału zasypowego jest rozprowadzana w - patrząc z góry - kierunku promieniowym i/lub stycznym, przy czym zespół rozpraszający ma łańcuch, korzystnie łańcuch z ogniwami okrągłymi.

Rozprowadzanie materiału zasypowego przez kilka szybów lub rur spadowych jest znane od dawna w procesie technologicznym, zwłaszcza w technologii hutniczej.

Poprzez umieszczenie dodatkowego zespołu rozpraszającego uzyskuje się dodatkowe rozpraszanie materiału zasypowego, jaki trafia na powierzchnię z szybów spadowych, lub też następuje rozszerzenie tworzących się przez to strumieni materiału zasypowego.

Według szczególnie korzystnej odmiany realizacji wynalazku, rozszerzone strumienie materiału zasypowego zachodzą na siebie. Dzięki temu zapewnione jest w szczególności to, że nawet w razie problemów w obrębie szybu spadowego, na przykład z powodu jej zatkania, złoże stałe jest zasilane w zasadzie równomiernie materiałem zasypowym.

Do równomiernego rozpraszania szczególnie przydatne jest rozprowadzanie promieniowe i styczne (patrzą c z góry), jednakż e stosowane oddzielnie rozprowadzanie promieniowe jak i styczne daje także poszerzenie strumienia materiału zasypowego, a także pewne rozproszenie materiału zasypowego.

Korzystnie szyby spadowe są rozmieszczone w jednakowym odstępie od osi wzdłużnej reaktora. Przy tym materiał zasypowy w szczególnie korzystny sposób jest doprowadzany do złoża stałego w wielu punktach usytuowanych wzdłuż pomyślanego koła lub też pierścienia kołowego, przy czym według następnej korzystnej odmiany realizacji przecinają się częściowo poszczególne strumienie materiału zasypowego przynależne do szybów spadowych. W ten sposób podczas ładowania wsadu na złoże stałe można kompensować zakłócenia w działaniu jednego lub większej liczby szybów spadowych.

Ponadto zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku, zespół rozpraszający jest umieszczony nieruchomo.

Ruchome zespoły, na przykład w odpowiednich reaktorach hutniczych, okazały się w pewnym stopniu zawodne, zwłaszcza w podwyższonej temperaturze. Trzeba przy tym stosować specjalne środki zabezpieczające (temperatura, zużycie), które pociągają za sobą znaczne zwiększenie kosztów.

Natomiast nieruchome, czyli sztywne urządzenie jest bardziej efektywne i niezawodne.

W innym przykładzie wykonania wynalazku, zespół rozpraszają cy jest wykonany jako ruchomy, ale bez napędu mechanicznego, w szczególności w ogóle bez napędu. W tym przypadku według korzystnej odmiany realizacji wynalazku sztywne jest zamocowanie zespołu rozpraszającego.

Korzystnie zespół rozpraszający jest umieszczony w szybie spadowym, dzięki czemu jest on chroniony przed wysoką temperaturą reaktora stapiająco-zgazowującego. W szczególności trzeba przy tym uwzględnić wysokie ciepło promieniowania w strefie gazowej, jakie występuje w tym reaktorze i powoduje duże obciążenie wszystkich zamontowanych w nim elementów. Dzięki zamontowaniu w szybie spadowym, zespół rozpraszają cy jest skutecznie chroniony przed tego rodzaju obciążeniem termicznym lub termiczno-mechanicznym, a więc ma dużą trwałość.

Ponadto, korzystnie zespół rozpraszający ma pewną liczbę wypukłości, które są usytuowane na wewnętrznej stronie szybu spadowego. Wypukłości te spowalniają ruch materiału w rurze spadowej i przyczyniają się do rozłożenia tego materiału w złoż u stałym, w szczególności wzdłuż pierścienia kołowego, w określonym odstępie od środka reaktora. W korzystnej odmianie realizacji, odporne na ścieranie wypukłości są umieszczone w dolnej części rury spadowej.

Łańcuch zespołu rozpraszającego, korzystnie stanowi prostą i efektywną alternatywę realizacji funkcji hamowania materiału w szybie spadowym lub rurze spadowej, co umożliwia pożądane ładowanie wsadu wzdłuż pierścienia kołowego. Przy tym łańcuch ten jest wykonany z materiału odpornego na wysoką temperaturę i ścieranie.

PL 196 447 B1

Ponadto, łańcuch ten w określonych, korzystnie różniących się od siebie odstępach ma pewną liczbę elementów rozpraszających, na przykład węzłów. Pozwala to uzyskać szczególnie równomierne rozpraszanie.

Zgodny z wynalazkiem zespół rozpraszający do urządzenia do rozprowadzania zbrylonego materiału zasypowego, w szczególności żelgrudy, ze strumienia materiału zasypowego na rozległej powierzchni, w szczególności na złożu stałym, przy czym powierzchnia ta rozpościera się w reaktorze do przeprowadzania fizycznych lub chemicznych procesów technologicznych, w szczególności w reaktorze hutniczym do wytwarzania surówki lub wyjściowych produktów stalowniczych, korzystnie w reaktorze stapiająco-zgazowującym, przy czym zbrylony materiał zasypowy jest ładowany przez urządzenie wsadowe, które ma co najmniej dwa, korzystnie osiowo-symetryczne, szyby spadowe, charakteryzuje się tym, że ma pewną liczbę łańcuchów i na każdym z nich przewidziano pewną liczbę węzłów, przy czym sąsiednie węzły są umieszczone w korzystnie różniących się od siebie odstępach.

Dzięki zespołowi rozpraszającemu według wynalazku następuje spowalnianie i rozpraszanie materiału zasypowego, a więc rozszerza się w efekcie strumień materiału wsadowego trafiającego na złoże stałe.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje schematycznie rozprowadzanie DRI w reaktorze stapiająco-zgazowującym, fig. 2 - przykład wykonania urządzenia do kierowania skojarzonego z rozpraszaniem, fig. 3 - przykład wykonania zespołu rozpraszającego.

Na fig. 1 uwidoczniono rozprowadzanie DRI w reaktorze stapiająco-zgazowującym. Reaktor ten ma doprowadzenie 1 węgla, doprowadzenie 6 DRI, doprowadzenie 2 pyłu, doprowadzenie 3 tlenu, a także spust 4 żużla i surówki i odprowadzenie 5 gazu redukującego. Zarówno węgiel jak i DRI są wprowadzane do reaktora stapiająco-zgazowującego w sposób ciągły. Doprowadzenie 6 dla DRI ma sześć otworów w kopule reaktora, rozmieszczonych w równych odległościach od doprowadzenia węgla ukierunkowanego wzdłuż osi wzdłużnej. Otwory te są wyposażone w szyby spadowe lub też skośne rury spadowe. Celem poprawienia przejrzystości rysunku przedstawiono na fig. 1 tylko jedno doprowadzenie 6 dla DRI.

DRI jest kierowana przez 6 szybów spadowych, z których każdy jest zamocowany w odpowiednim otworze w kopule reaktora, przy czym każdy szyb spadowy na swojej powierzchni wewnętrznej ma wypukłości służące do rozproszenia DRI.

DRI rozkłada się wzdłuż teoretycznego koła lub pierścienia kołowego na złożu reaktora stapiająco-zgazowującego, przy czym DRI nie jest ładowana na środek tego reaktora. Rozłożenie DRI pokazano schematycznie na fig. 1, przy czym pokazano rozkład 7 DRI na złożu stałym. Tak więc, w wyniku rozproszenia DRI w szybach spadowych następuje zwiększenie promienia rozproszenia DRI na złożu stałym, przy czym poszczególne powierzchnie zasypowe zachodzą częściowo na siebie. W wyniku rozproszenia uzyskuje się równomierne rozłożenie a także, w szczególności, lepsze przemieszanie DRI z wprowadzanym węglem.

Na fig. 2 przedstawiono schematycznie urządzenie do kierowania i rozpraszania DRI. Chodzi przy tym o szyb spadowy 8, na którego powierzchni wewnętrznej umieszczonych jest wiele wypukłości 9. DRI kierowana przez ten szyb spadowy jest odchylana i spowalniana przez te wypukłości.

Wszystkie elementy przedstawionego tu urządzenia muszą być dostosowane swoimi właściwościami użytkowymi do warunków otoczenia. W razie wykorzystania w reaktorze stapiająco-zgazowującym, większość elementów jest wykonana z materiałów odpornych na wysoką temperaturę i na ścieranie. Poza tym, elementy wystawione na działanie szczególnie wysokiej temperatury mogą mieć ognioodporną okładzinę.

Te elementy przedstawionego tu urządzenia, które zgodnie z doświadczeniem są narażone na obciążenia powodujące szczególne zużycie, są chronione dodatkowo opancerzeniem, na przykład przez napawanie twardym stopem.

Na fig. 3 pokazano zespół rozpraszający w innej odmianie realizacji, stosowany na przykład w reaktorze stapiająco-zgazowują cym do wprowadzania DRI na złoże stałe. Przy tym w szybie spadowym 10, przy użyciu odpowiedniego zamocowania 11, umieszcza się w rurze osłonowej 12 jeden lub większą liczbę łańcuchów 13.

Łańcuchy te w korzystnej odmianie realizacji mają wiele węzłów, przy czym korzystnie odstępy między tymi węzłami są zróżnicowane. Materiał zasypowy ładowany przez doprowadzenie 14 do szybu spadowego 10 jest spowalniany przez łańcuchy lub też węzły łańcuchów i ulega rozproszeniu.

PL 196 447 B1

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urzą dzenie do rozprowadzania zbrylonego materiał u zasypowego, w szczególnoś ci ż elgrudy, ze strumienia materiału zasypowego na rozległej powierzchni, w szczególności na złożu stałym, przy czym powierzchnia ta rozpościera się w reaktorze do przeprowadzania fizycznych lub chemicznych procesów technologicznych, w szczególności w reaktorze hutniczym do wytwarzania surówki lub wyjściowych produktów stalowniczych, korzystnie w reaktorze stapiająco-zgazowującym, przy czym zbrylony materiał zasypowy jest ładowany przez urządzenie wsadowe, które ma co najmniej dwa, korzystnie osiowo-symetryczne, szyby spadowe, znamienne tym, że urządzenie wsadowe ma przyporządkowany co najmniej jednemu z szybów spadowych zespół rozpraszający do rozprzestrzeniania materiału zasypowego, za pomocą którego co najmniej część materiału zasypowego jest rozprowadzana w - patrząc z góry - kierunku promieniowym i/lub stycznym, przy czym zespół rozpraszający ma łańcuch, korzystnie łańcuch z ogniwami okrągłymi.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół rozpraszający jest umieszczony w szybie spadowym.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że szyby spadowe są rozmieszczone w jednakowym odstępie od pionowej osi wzdłużnej reaktora.
4. 4. Urzą dzenie wedł ug zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, ż e zespół rozpraszają cy jest umieszczony nieruchomo.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zespół rozpraszający jest wykonany jako ruchomy, ale bez napędu mechanicznego.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zespół rozpraszający ma pewną liczbę wypukłości, które są usytuowane na wewnętrznej stronie szybu spadowego.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zespół rozpraszający ma pewną liczbę wypukłości, które są usytuowane na wewnętrznej stronie szybu spadowego.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że zespół rozpraszający ma pewną liczbę wypukłości, które są usytuowane na wewnętrznej stronie szybu spadowego.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że łańcuch w określonych, korzystnie różniących się od siebie odstępach ma pewną liczbę elementów rozpraszających, w szczególności węzłów.
10. 10. Zespół rozpraszający do urządzenia do rozprowadzania zbrylonego materiału zasypowego, w szczególnoś ci ż elgrudy, ze strumienia materiał u zasypowego na rozległ ej powierzchni, w szczególności na złożu stałym, przy czym powierzchnia ta rozpościera się w reaktorze do przeprowadzania fizycznych lub chemicznych procesów technologicznych, w szczególności w reaktorze hutniczym do wytwarzania surówki lub wyjściowych produktów stalowniczych, korzystnie w reaktorze stapiająco-zgazowującym, przy czym zbrylony materiał zasypowy jest ładowany przez urządzenie wsadowe, które ma co najmniej dwa, korzystnie osiowo-symetryczne, szyby spadowe, znamienny tym, że ma pewną liczbę łańcuchów i na każdym z nich przewidziano pewną liczbę węzłów, przy czym sąsiednie węzły są umieszczone w korzystnie różniących się od siebie odstępach.