專利名稱：高爐氣體除塵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爐氣體除塵裝置。
高爐氣體除塵裝置通常包括一個(gè)預(yù)清理段和一個(gè)終清理段。預(yù)清理段是由粉塵捕收器構(gòu)成的。后者主要是由一個(gè)大型的垂直的壓力室構(gòu)成的，該室通過一大截面的氣體管與高爐的爐喉相連。氣體從氣體管垂直地進(jìn)入壓力室，于其中，氣體進(jìn)入壓力室時(shí)入口截面增大使得氣體的速度明顯下降。因之，至少最粗的顆粒在氣流離開壓力室頂端的粉塵捕收器之前及在轉(zhuǎn)向之后，從氣流中垂直落下。被分離出來的粉塵收集在粉塵斗中，由此斗它們經(jīng)由位于壓力室底部的閉鎖機(jī)構(gòu)被排出。然后，經(jīng)過預(yù)清理的高爐氣體從粉塵捕收器通往終清理器，它通常包括至少一臺(tái)氣體除塵器或靜電除塵器。
當(dāng)粉塵捕收器的分離效率較差時(shí)，還可使高爐氣體在其離開粉塵捕收器之后及在通往終清理段之前通過旋風(fēng)分離器。這種類型的旋風(fēng)分離器包括一或多臺(tái)平行相連的離心除塵器。后者是壓力室，高爐氣體以高速切向地供于其中，結(jié)果使之產(chǎn)生漩流運(yùn)動(dòng)。顆粒被離心力拋向旋風(fēng)分離器的外壁，然后沿外壁下滑而落入粉塵斗中。這類兩段預(yù)清理大量增加除塵裝置的成本及在氣體側(cè)需要用于連接平行相連的旋風(fēng)除塵器的昂貴的管線是顯而易見的。
其中的粉塵捕收器被單臺(tái)的大型旋風(fēng)分離器取代的高爐氣體除塵裝置已經(jīng)建造起來了(在Schwelgen works of THYSSEN Krupp Stahl AG的二號(hào)高爐除塵裝置)。來自高爐的主氣體管沿切線方向引入離心分離室，結(jié)果使高爐氣體產(chǎn)生漩流，從而發(fā)生上述的粉塵分離。但，這種類型的大型旋風(fēng)分離器迄今仍不能從市場上取代傳統(tǒng)的粉塵捕收器，盡管對(duì)于更有效的高爐氣體預(yù)清理一直有著需求?？赡苄宰畲蟮脑蚴?1)來自高爐爐喉的氣體管與大型旋風(fēng)分離器的連接很成問題；(2)受限于壓力室損耗；(3)缺乏與將大型旋風(fēng)除塵器用于高爐氣體預(yù)清理相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于(1)，應(yīng)該說，大型高爐氣體管(截面尺寸最大為4m)與離心分離室的切向連接需要特別復(fù)雜的管路，橫向支撐結(jié)構(gòu)(它需要很多的空間)，輔助的管線彎頭，脹縮件及昂貴的矩形的管道(它用于增強(qiáng)抗彎折的能力)。若欲用大型的旋風(fēng)除塵器取代現(xiàn)有的粉塵捕收器，則需對(duì)高爐氣體管線和鋼結(jié)構(gòu)作重大的改動(dòng)。對(duì)于來自高爐爐喉處的氣體管而言，則經(jīng)常缺乏足夠的空間用于橫向支撐裝置。在這種連接中同樣還應(yīng)指出成問題的是來自高爐爐喉處的氣體管的支撐，由于管線的重量很大(沉重的耐火襯)，必需考慮的風(fēng)的負(fù)荷(大直徑時(shí))及熱補(bǔ)償(大的長度及大的溫差)，而很成問題。至于(2)，則應(yīng)注意，流入旋風(fēng)分離器的氣體以高速正面沖擊室壁，這將導(dǎo)致嚴(yán)重的損耗。對(duì)于第(3)，則應(yīng)提及高爐操作人員特別怕這種大型旋風(fēng)除塵器達(dá)不到其預(yù)計(jì)的分離特性。由于這種類型的旋風(fēng)除塵器的分離特性僅取決于該旋風(fēng)分離器的幾何形狀及切線方向的進(jìn)入氣流，因而對(duì)分離特性的進(jìn)一步提高只能以可觀的成本進(jìn)行。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種帶有預(yù)清理段的高爐氣體除塵裝置，它具有高的分離效率，但沒有以大型旋風(fēng)分離器作預(yù)處理段的已知解決方案的上述缺點(diǎn)，或僅有程度很低的缺點(diǎn)。
按本發(fā)明，用權(quán)利要求1的除塵裝置完成了這一目的。按公知的方式，這種類型的除塵裝置包括一預(yù)清理段及一終清理段。預(yù)清理段由一大型旋風(fēng)分離器構(gòu)成，它包括一個(gè)豎直的壓力室，來自高爐的氣體管終于其中。按本發(fā)明，在壓力室的頂部設(shè)有軸向的，高爐氣體的輸送裝置，它可與高爐的氣體管相連的。該軸向輸送裝置是按這樣的方式設(shè)計(jì)的它沿軸向方向?qū)⒏郀t氣體引入壓力室。帶有導(dǎo)流葉片的漩流裝置被置于輸送裝置下面。它是這樣設(shè)計(jì)的它使沿軸向被引入壓力室的高爐氣體繞壓力室的軸線渦流流動(dòng)。離心力將高爐氣體中的顆粒拋向壓力室的外壁，然后沿外壁下滑。應(yīng)該提到的是與切向輸送裝置相比，這種軸向供應(yīng)高爐氣體的裝置使大型旋風(fēng)分離器與來自高爐的氣體管間的連接大為簡化。該管可從上與軸向輸送裝置相連，因而被垂直地支撐于旋風(fēng)分離器的上方。因此，這一并非無關(guān)緊要的問題被大為簡化。用于壓力室的橫向切向連接的單獨(dú)的支撐結(jié)構(gòu)、附加的管彎頭及防彎折的矩形管線均被省略。此外，由于高爐氣體沿軸向引入，所以進(jìn)氣區(qū)的壓力室壁的磨損也大為減少。導(dǎo)流葉片使高爐氣體產(chǎn)生渦流運(yùn)動(dòng)，該葉片可簡單地用可互換的耐磨部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，符合本發(fā)明的除塵裝置另行具有優(yōu)點(diǎn)，即，在任何時(shí)間該設(shè)備的分離特性都可通過改變漩流裝置中的導(dǎo)流葉片，即以可接受的成本來滿足新要求。
經(jīng)過預(yù)清理的高爐氣體，比如，可在旋風(fēng)分離器的底端經(jīng)中心出口連接管排出。在大多數(shù)情況下，高爐氣體從上方進(jìn)入后續(xù)的終清理段，但在壓力室頂部端經(jīng)中心出口連接管排出經(jīng)過預(yù)清理的高爐氣體是有益的。在此情況下，輸送裝置具有至少2條向上取向的，終止于壓力室中圍繞中心出口連接管的入口連接管是有益的。輸送裝置中入口連接管的數(shù)目越大，則進(jìn)入壓力室中的漩流裝置內(nèi)的氣流越均勻。為與高爐氣體管相連，輸送裝置最好有一位于壓力室之外的分配器。這種分配器包括一條向上垂直取向的連接管和向下取向的支管。來自高爐的氣體管與通往支管的輸送裝置的中心連接管和入口連接管相連。因而，終清理段可借助一連接管線與壓力室的中心出口管相連，該連接管線是連通于分配器的兩相鄰的支管間的。這種分配器最好按軸對(duì)稱的方式設(shè)計(jì)。
在壓力室中，輸送裝置有一向下延伸的錐形的入口鐘是有益的。該鐘是穿過中心出口連接管的。在入口鐘底部邊沿和壓力室壁之間形成一條環(huán)狀間隙，其中設(shè)有漩流裝置。該入口鐘由中心出口連接管支撐，從而使壓力室和入口鐘可相互獨(dú)立地補(bǔ)償是有益的。
將導(dǎo)流葉片從外側(cè)經(jīng)壓力室壁中的縫隙插入漩流裝置，從而使它們可以相當(dāng)容易地更換也是有益的。按一優(yōu)選的實(shí)施方案，每片導(dǎo)流板在其外端有一安裝板，該板用一密封件旋接在一法蘭上，它封住壓力室壁中的相應(yīng)的縫隙。為將流過漩流裝置的氣流保持得盡可能地小，可將導(dǎo)流葉片的內(nèi)端引入入口鐘底沿內(nèi)的縫隙狀的凹槽內(nèi)。
下面參照


本發(fā)明的示例性的實(shí)施方案，其中圖1為本發(fā)明的高爐氣體除塵裝置的預(yù)清理段的正視圖，它是以局部剖面圖繪制的。
圖2為圖1中的一個(gè)正視圖，但偏轉(zhuǎn)了90°。
圖3是漩流裝置的剖面圖。
圖4圖3中的漩流裝置的透視圖，它顯示一個(gè)局部剖面。
圖5是如圖1中的預(yù)清理段的正視圖，它顯示了局部剖面，它是在現(xiàn)有的粉塵捕收器中加設(shè)了一臺(tái)大型旋風(fēng)分離器。
圖1和2中所示的本發(fā)明的高爐氣體除塵裝置的預(yù)清理段由大型旋風(fēng)分離器10構(gòu)成。欲被清理的高爐氣體經(jīng)直接來自高爐爐喉(未示)的高爐氣體管12被送入預(yù)清理段。
大型旋風(fēng)分離器10包括一個(gè)豎直的圓柱形的壓力室14。壓力室14的底端構(gòu)成了粉塵料斗16，它可以已知的方式經(jīng)鎖緊裝置18放空。圖2顯示了鎖緊裝置18經(jīng)溜槽20放空至軌道車中的情況。
壓力室14的頂端是以圖1和2中的剖面部分被顯示的。它用一拱形的蓋24被氣密地密封。如圖2所示，蓋24有2條周邊的入口連接管26，28，它們是以壓力室14的中心軸30對(duì)稱布置的。壓力室14的中心軸30與入口連接管26的中心軸32間的夾角約為30°。
在圖1中，軸對(duì)稱的分配器被標(biāo)為34(該分配器的對(duì)稱軸被標(biāo)為軸30)。分配器34形如一Y字的管道。它有兩條支管36，38，它們向下延伸，并通過它們連接拱形蓋24的2條入口連接管26，28以及垂直向上延伸的連接管40。后者通過一個(gè)補(bǔ)償器42連接，而且若需，可經(jīng)由截止閥44與高爐氣體管相連。應(yīng)注意的是，高爐氣體管12垂直地支靠在上支撐框架46上，框架46又支靠在下支撐框架48上，下框架48承載著大型旋風(fēng)分離器10，或在其頂端被橫向支撐。但，不排除高爐氣體管12可以直接垂直地支靠在壓力室14上。
高爐氣體大致是沿軸向經(jīng)連接管26，28被引入壓力室14中的。它在這里碰到了向下擴(kuò)張的入口鐘50，它以在入口鐘50底緣52和壓力室壁54之間形成一條環(huán)狀間隙56的方式被設(shè)置在壓力室14中央。在這種間隙56之中設(shè)有下文將詳述其結(jié)構(gòu)的漩流裝置58。
漩流裝置58使沿軸向引入環(huán)狀間隙56中的高爐氣體繞壓力室14的軸線30漩流。離心力將高爐氣體中的顆粒拋向壓力室14的圓柱形的外壁54，然后該顆粒沿外壁54下滑。此時(shí)它們到達(dá)已經(jīng)描述過的粉塵料斗16。在底部的偏移的鐘59處，氣流再次向上轉(zhuǎn)向，于此它在入口鐘59之下，在中心出口連接管60中結(jié)束，管60是與壓力室的中心軸30同軸設(shè)置的。中心出口連接管60氣密地穿過入口鐘50，而且入口鐘50也是僅由這一連接管支撐的。中心出口連接管60同樣還穿過拱形的蓋24，它也是氣密的，但同時(shí)它又能沿軸向經(jīng)設(shè)在拱形蓋24中的管道連管62移動(dòng)，從而出口連接管60可相對(duì)于拱形蓋24自由擴(kuò)張(見圖2)。圖2同時(shí)還顯示，中心出口連接管60在拱形蓋的上方與氣體管64相連，該管將經(jīng)預(yù)清理的高爐氣體送往終清理段(未示)。來自上方的氣體管64在分配器34的兩支管36，38之間穿過。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3和4詳細(xì)地描述漩流裝置58。它包括多塊導(dǎo)流板66(比如，30塊)，它們有約20-40％的部位相互重疊，并有15-30°的傾角。每塊導(dǎo)流板66均從外側(cè)經(jīng)壓力室14的壁54中的縫隙68插入漩流裝置58。這些縫隙68在壁54的外側(cè)用框架70封閉，在框架上承載著法蘭72。每片導(dǎo)流板66都包括葉片74(它可以是平的或彎的)和一塊安裝板76，該板氣密地旋接在法蘭72上。葉片74以懸臂的方式從按裝板76伸入壓力室14中。每塊葉片74的內(nèi)端可以一定的竄動(dòng)量插入入口鐘50底緣52的耐磨襯層79內(nèi)的縫隙狀的凹槽78中。但，在導(dǎo)流板66和入口鐘50之間沒有固定的機(jī)械連接，于是后者可以相對(duì)于壓力室14自由擴(kuò)張。當(dāng)然暴露于高爐粉塵的嚴(yán)重磨損中的葉片74，壁54，入口鐘50，偏移鐘59及其它的位于旋風(fēng)分離器10中的部件均帶有，比如，用陶瓷材料構(gòu)成的耐磨襯。
漩流裝置58的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于可從外側(cè)獨(dú)立地更換葉片66。實(shí)際上，可從壓力室14中方便地將它們抽出，或從外支座80將它們推入壓力室14中。葉片74上的導(dǎo)板82便于通過使葉片74在框架70中進(jìn)行調(diào)節(jié)而裝配導(dǎo)流板66。最后，應(yīng)注意的是，由于在壁54中大小適宜的縫隙，因而即使導(dǎo)流板66有不同傾角δ、不同的交疊部位和/或不同的扭曲度都可使用。這意味著，旋風(fēng)分離器10的分離特性可以可接受的成本加以改變。比如，希望在預(yù)清理段減少粉塵中的Zn和Pb含量的高爐工作者可以擁有漩流裝置，該裝置是以如下方式重新設(shè)計(jì)的使旋風(fēng)分離器有約16mm顆粒尺寸的較低的分離限度。因此該高爐除塵裝置向高爐工作者提供了優(yōu)化高爐氣體除塵的新的可能性。
圖5顯示了按本發(fā)明的裝有老式粉塵捕收器100的現(xiàn)有除塵裝置中的預(yù)清理段進(jìn)行的變更。與圖1-4中的大型旋風(fēng)分離器10大致相同的大型旋風(fēng)分離器10′沿軸向被插在粉塵捕收器100的截頭的壓力室102中，從這里開始，所有裝配件均先行去除。只有大形分離器10′的頭部端104從壓力室102突出。它借助于氣密連接106與截頭的壓力室102的頂部邊沿相連。而大型旋風(fēng)分離器10′的下部沿軸向伸入壓力室102中，并且在其底端有一通向粉塵料斗116的孔108。料斗116是由老式粉塵捕收器100的粉塵料斗構(gòu)成的。來自高爐爐喉處的氣體管112的支撐結(jié)構(gòu)110由粉塵捕收器100的壓力室102支撐。這一實(shí)施方案的重要的優(yōu)點(diǎn)是無需完全拆除舊的粉塵捕收器，以及對(duì)鋼結(jié)構(gòu)或氣體管的改動(dòng)可限于最小范圍。
權(quán)利要求
1.包括預(yù)清理段和終清理段的高爐氣體除塵裝置，該預(yù)清理段由一大型旋風(fēng)分離器(10)構(gòu)成，它包括一豎直的壓力室(14)，來自高爐的氣體管終止于其中，該氣體除塵裝置的特征為，還包括位于壓力室(14)頂部的高爐氣體軸向輸送裝置(34、26、28、50)，來自高爐的氣體管(12)可從上方與此輸送裝置相連，此輸送裝置是以如下方式設(shè)計(jì)的它將高爐氣體沿軸向引入壓力室(14)；及位于軸向輸送裝置(34、26、28、50)下方的帶有導(dǎo)流葉片(66)的漩流裝置(58)，此漩流裝置是以如下方式設(shè)計(jì)的它使得供入壓力室的高爐氣體繞壓力室(14)的軸線(30)作漩流運(yùn)動(dòng)。
2.權(quán)利要求1的除塵裝置，其特征在于，高爐氣體的中心出口連接管(60)從壓力室(14)的頂端露出；以及輸送裝置(34、26、28、50)有至少2條向上伸出的入口連接管道(26、28)，它們?cè)趬毫κ?14)中終止于中心出口連接管道(60)的周圍。
3.權(quán)利要求2的除塵裝置，其特征在于，輸送裝置(34，26，28，50)包括一位于壓力室(14)外側(cè)的分配器(34)，所述分配器(34)具有一條垂直向上伸出的連接管(40)及向下伸出的支管(36)，(38)，來自高爐的氣體管(12)與垂直連接管(40)相連，而輸送裝置(34，26，28，50)的入口連接管(26，28)則與支管(36，38)相連；而且其特征還在于終清理段的連接管線(64)被導(dǎo)往分配器(34)的兩支管(36，38)之間并與壓力室(14)的中心出口連接管(60)相連。
4.權(quán)利要求2或3的除塵裝置，其特征在于，分配器(34)是按軸對(duì)稱方式設(shè)計(jì)的。
5.權(quán)利要求2-4中之一項(xiàng)的除塵裝置，其特征在于，壓力室(14)中的輸送裝置(34，26，28，50)具有一傾斜的，向下擴(kuò)張的入口鐘(50)，它被中心出口連接管(60)所穿過，在入口鐘(50)的底緣(52)和壓力室(14)的壁(54)之間形成了其中裝有漩流裝置(58)的環(huán)狀間隙(56)。
6.權(quán)利要求5的除塵裝置，其特征在于，入口鐘(50)由中心出口連接管(60)支撐。
7.權(quán)利要求1-6中之一項(xiàng)的除塵裝置，其特征在于，導(dǎo)流葉片(66)從外穿過壓力室(14)的壁(54)中的縫隙(68)被插于漩流裝置(58)中。
8.權(quán)利要求7的除塵裝置，其特征在于，導(dǎo)流葉片(66)的外端有一按裝板(76)，板(76)密封地?cái)Q在法蘭(72)上，該法蘭(72)圍繞壓力室(14)的壁(54)中的縫隙(68)。
9.權(quán)利要求5或權(quán)利要求7和8中之一項(xiàng)的除塵裝置，其特征在于，帶間隙地將導(dǎo)流葉片的內(nèi)端插入入口鐘(50)的底緣中的縫隙狀的凹槽中。
10.權(quán)利要求1-9中之一項(xiàng)的除塵裝置，其特征在于，大型旋風(fēng)分離器(10′)沿軸向被插入預(yù)清理段的原有的粉塵捕收器(100)中，所述預(yù)清理段有一截頭的壓力室(102)及一粉塵料斗(116)。
11.權(quán)利要求10的除塵裝置，其特征在于，以如下的方式將大型旋風(fēng)除塵器(10′)插在粉塵捕收器(100)的截頭壓力室(102)中，即僅使除塵器(10′)的頭部伸出于截頭壓力室(102)之外；其特征還在于，大型旋風(fēng)分離器(10′)的頭部(104)通過氣密連接(106)與截頭壓力室(102)的頂緣相連；其特征還在于，大型旋風(fēng)分離器(10′)的底端有一通往粉塵料斗(116)的開孔(108)，其中由粉塵捕收器(100)的壓力室(102)構(gòu)成了此粉塵料斗(116)。
全文摘要
高爐氣體除塵裝置的預(yù)清理段包括一臺(tái)大型的旋風(fēng)分離器,它包括一個(gè)豎直的加壓罐(14)。來自高爐的高爐氣體管線(12)與位于加壓罐(14)上端的軸向輸送裝置(34,26,28,50)相連。軸向輸送裝置(34,26,28,50)的構(gòu)形要使其可將高爐氣體沿軸向引入加壓罐(14)中。帶有導(dǎo)流葉片(66)的漩流裝置(58)被設(shè)置在軸向輸送裝置(34,26,28,50)的下方,它使得沿軸向被引入加壓室(14)的高爐氣體繞所述加壓室(14)的軸線(30)漩流。
文檔編號(hào)C21B7/00GK1327482SQ00802241
公開日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2000年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月8日
發(fā)明者卡爾－魯?shù)婪颉ず崭衤? 保爾·戈德特, 埃米爾·洛納迪, 肯·愛德華, 弗朗西斯·波特, 蓋伊·西爾倫 申請(qǐng)人:保爾·沃特公司