專利名稱：緊湊型高爐車間的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爐車間以及附屬的設(shè)備部分，其中高爐車間包括一個(gè)豎爐結(jié)構(gòu)形式的和沒有支架的獨(dú)立結(jié)構(gòu)的高爐，附屬的車間設(shè)備部分例如有熱風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備，配料站和澆注場(chǎng)，它用于將至少經(jīng)過部分精選的鐵礦石連續(xù)地熔煉成液態(tài)的生鐵。
這種沒有支架的高爐是公知的。例如在由柏林Wilhelm Ernst&Sohn出版社于1961年為鋼鐵冶金工作者出版的“冶金廠”手冊(cè)中第528頁上描述了一些沒有支架的高爐(美國式的結(jié)構(gòu)形式)，在這種高爐的爐身上安裝了鋼板外殼并且利用一個(gè)托圈由一些緊靠著高爐的支柱支撐。
現(xiàn)今的高爐車間技術(shù)是以這種設(shè)計(jì)和這樣一種車間布置為基礎(chǔ)的，即不僅對(duì)高爐裝料而且對(duì)輸送液態(tài)產(chǎn)品(生鐵和爐渣)均根據(jù)可以支配的技術(shù)和物流的必要性為指向的。
通過一般可利用的技術(shù)可以建造一種高爐，這種高爐配置了高爐支架，以使高爐結(jié)構(gòu)本身盡可能地不承受任何負(fù)載。在這種高爐支架上不僅支撐包括爐頂布料裝置、排氣管、安全閥以及壓力平衡器的整個(gè)上部高爐結(jié)構(gòu)，而且支撐裝料輸送帶，該輸送帶用于將原料輸送到高爐的上端，即裝料臺(tái)。
現(xiàn)今通常的高爐車間由于材料轉(zhuǎn)換量很大(礦石、還原劑、添加劑---液態(tài)爐渣、液態(tài)生鐵、爐頂灰)而都要求有良好的輸送能力，因此車間的各個(gè)部分都設(shè)置在一個(gè)相當(dāng)大的面積上。
在公知的車間中，除了高爐外，屬于高爐車間的還有一個(gè)配料站，該配料站經(jīng)裝料輸送帶與高爐相連，并相應(yīng)于裝料輸送帶的傾角和高爐的高度(大約55米至65米)設(shè)置在高爐旁大約300米處。此外，高爐旁還設(shè)有一個(gè)熱風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備，在該設(shè)備中，都無例外地用三個(gè)熱風(fēng)爐對(duì)所需的反應(yīng)氣體(燃燒空氣)進(jìn)行預(yù)熱，以及還有設(shè)在高爐附近的一個(gè)高爐煤氣除塵和洗滌設(shè)備。高爐的爐缸護(hù)板一般是利用一個(gè)常規(guī)的爐缸噴水冷卻裝置進(jìn)行冷卻的。
一篇未公開的德國專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?9824367.7)建議將用于向裝料臺(tái)輸送原料的傾斜式提升機(jī)或裝料輸送帶用一個(gè)垂直輸送機(jī)取代。另一篇未公開的申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?9816867.5)推薦用一種高導(dǎo)熱性的材料制造設(shè)置在爐缸護(hù)板和耐火的高爐內(nèi)壁之間的用水冷卻的冷卻部件，以便在高爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)爐缸范圍內(nèi)發(fā)生燒穿的危險(xiǎn)減小到最低程度。
以這個(gè)公知的現(xiàn)有技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的任務(wù)是針對(duì)高爐開發(fā)一種新的節(jié)省空間和成本的高爐車間設(shè)計(jì)，采用這種車間設(shè)計(jì)時(shí)，即使熔煉量小，原鋼的生產(chǎn)也是經(jīng)濟(jì)的。
對(duì)于所述類型的高爐車間，所提出的任務(wù)將通過權(quán)利要求1的特征部分的特征解決。在從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的一些有利的具體結(jié)構(gòu)。
通過采用本發(fā)明的措施，不僅高爐構(gòu)造緊湊，而且與高爐相附屬的最重要的車間部分也布置緊湊，并且以緊湊的方式緊靠近高爐設(shè)置，因此獲得了一種全新設(shè)計(jì)的緊湊型高爐車間。安裝一個(gè)常規(guī)的爐缸噴水冷卻裝置是可能的。
通過在高爐的高熱負(fù)荷的爐缸范圍中應(yīng)用由一種高導(dǎo)熱性材料制造的冷卻部件，高爐外殼中受到燒穿威脅的區(qū)域得到最佳的冷卻。因此不再有與材料強(qiáng)度失效相關(guān)的局部過熱而造成冷卻失靈的危險(xiǎn)。因此直接的結(jié)果是高爐外殼能夠承受特殊的負(fù)荷，而且可以放棄至今為此所必需的和昂貴的高爐支架，必需的工作臺(tái)可以直接固定在高爐外殼上。包括爐頂料蓋、排氣管、安全閥以及壓力平衡器的整個(gè)上部高爐結(jié)構(gòu)現(xiàn)在也支撐在高爐外殼上。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的結(jié)構(gòu)實(shí)例，通常都很昂貴的爐頂布料裝置現(xiàn)在通過一個(gè)以簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)形式制造的旋轉(zhuǎn)布料溜槽構(gòu)成，在這種旋轉(zhuǎn)布料溜槽中取消了傾翻機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)布料溜槽的傾角相應(yīng)于高爐的大小進(jìn)行一次性的固定調(diào)節(jié)。這對(duì)于較小的高爐來說尤其有利，因?yàn)榭梢詷O其簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)爐頂布料蓋的傳動(dòng)齒輪箱(旋轉(zhuǎn)布料溜槽支架)并且可以用現(xiàn)存的可徑向移動(dòng)的爐喉保護(hù)板控制爐料的分布。
在本發(fā)明的緊湊型高爐的構(gòu)造中，也不再需要將裝料輸送帶支撐在高爐或高爐支架上，因?yàn)檠b料輸送帶由一個(gè)垂直輸送機(jī)取代了，該垂直輸送機(jī)不需要任何支撐，并且緊靠近高爐旁設(shè)置。垂直輸送機(jī)距高爐中軸線的間距大約為25至35米，因此現(xiàn)在也可以將配料站緊靠其附近設(shè)置，而在公知的高爐車間中配料站距高爐的間距通常大約為300米，因此本發(fā)明的高爐車間所需的位置得到大大的節(jié)省。
通過將工作和材料儲(chǔ)存量從現(xiàn)有技術(shù)中通常的10至12小時(shí)減少到優(yōu)選只有3至4小時(shí)，也有利地使配料站本身構(gòu)造更緊湊。這足夠滿足車間的可靠的需求量，因?yàn)橐罁?jù)一個(gè)安裝了的自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以對(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)最佳的監(jiān)控。
因?yàn)樵诟郀t上只設(shè)置了一個(gè)出鐵口(只帶有一套堵鐵口機(jī)和鉆孔開口機(jī))，這樣有利的結(jié)果甚至澆注場(chǎng)的結(jié)構(gòu)也可以是緊湊的，由此費(fèi)用也更低。按照本發(fā)明，此時(shí)澆注場(chǎng)緊靠近高爐設(shè)置并且是這樣構(gòu)思的，即可以放棄用于運(yùn)出液態(tài)生鐵和液態(tài)爐渣的軌道系統(tǒng)。液態(tài)生鐵將經(jīng)一個(gè)流槽系統(tǒng)導(dǎo)入一個(gè)相應(yīng)大的鐵水罐中并放在車輪上運(yùn)出，而將液態(tài)爐渣輸送到一個(gè)爐渣坑和/或爐渣粒化機(jī)中。
通過按照本發(fā)明安置的帶有優(yōu)選只有兩個(gè)熱風(fēng)爐的熱風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備，可以更節(jié)省位置地和更緊湊地建造高爐車間。同樣在這里也是由所安裝的自動(dòng)控制技術(shù)系統(tǒng)負(fù)責(zé)保證例如一個(gè)年產(chǎn)量約為一百萬噸生鐵的高爐車間能夠以最佳的方式以極低的成本運(yùn)轉(zhuǎn)。
一個(gè)緊湊的高爐與一個(gè)緊湊的配料站、一個(gè)緊湊的澆注場(chǎng)相結(jié)合(并且通過采用垂直輸送機(jī)使得配料站和澆注場(chǎng)盡可能緊靠近高爐緊湊地布置)，在這種組合中從技術(shù)上給出了一個(gè)全新的高爐車間，它對(duì)一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠的現(xiàn)代煉鋼廠的成本降低是極其有利的。
這樣設(shè)計(jì)的緊湊型高爐車間尤其適用于在所謂的微型廠中應(yīng)用。這種微型廠是指年生產(chǎn)能力大約為50萬到200萬噸原鋼的微型鋼廠。這種微型廠至今還是基于直接還原和/或在電弧爐中熔煉廢鐵料而工作的，并且由于它高的靈活性和經(jīng)濟(jì)性而顯得越來越重要，因此一個(gè)如本發(fā)明所建議的緊湊型高爐車間可以有利地應(yīng)用在這種小型廠中。
下面根據(jù)示意的附圖中示出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明。
附圖中，

圖1是一個(gè)緊湊型高爐車間的一部分的側(cè)視圖，圖2是圖1所示高爐上部的一個(gè)放大的部分視圖，圖3是圖1所示高爐下部和澆注場(chǎng)一起旋轉(zhuǎn)了90度角度后的一個(gè)放大的部分視圖，
圖4是一個(gè)緊湊型高爐車間的布局的示意俯視圖。
在圖1和圖2中示出了一個(gè)包括一個(gè)高爐10的緊湊型高爐車間的一部分的側(cè)視圖。在耐火的高爐內(nèi)壁11和高爐外殼12之間設(shè)有用水冷卻的冷卻部件(圖中未示出)，由此可以去掉通常出于工作安全性的考慮而設(shè)置的高爐支架，而以前由該支架承受的負(fù)載則完全由支柱23、24(見圖2)和高爐外殼12的托圈22承擔(dān)。這些負(fù)載是包括爐頂料鐘14、排氣管15、安全閥16和可移動(dòng)的爐喉保護(hù)板17(見圖2)的高爐的整個(gè)上部結(jié)構(gòu)以及垂直輸料機(jī)20的上端21，該垂直輸料機(jī)20直接安置在高爐10的附近，與高爐中軸線的間距只有大約25到35米。通過用垂直輸料機(jī)20取代裝料輸送帶將原料輸送到裝料臺(tái)13，可以將配料站(爐料)30緊靠近高爐10設(shè)置。
除了將配料站30緊靠近高爐10設(shè)置的這種緊湊布置外，配料站30本身也是緊湊地和節(jié)省空間和位置地進(jìn)行建造的，因?yàn)樗F(xiàn)在只需要準(zhǔn)備一個(gè)3到4小時(shí)的工作和材料儲(chǔ)存體積。它例如由可以通過卡車從上面裝填原料的地下料倉31構(gòu)成，而地下料倉31中的原料再用輸送帶34送出并經(jīng)一個(gè)配料--垂直輸送機(jī)33裝到高位料倉32中。然后這些原料再經(jīng)輸送帶35和垂直輸送機(jī)20輸送到高爐10的爐頂裝料臺(tái)13。
同樣在緊靠近高爐10的旁邊設(shè)有一個(gè)高爐煤氣除塵和洗滌設(shè)備25，該設(shè)備經(jīng)一個(gè)排氣管15與高爐10相連。一部分經(jīng)過洗滌的高爐煤氣從設(shè)備25出來經(jīng)一個(gè)管道26引入到一個(gè)熱風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備40(見圖4)中。
在圖2中，高爐10的上部是以局部放大的視圖示出的。放大的圖更好地示出了支撐在高爐外殼12上的包括了托圈22和支柱23、24的高爐上部結(jié)構(gòu)，其中通過托圈22和支柱23、24使垂直輸送機(jī)20的上端21、排氣管15以及安全閥16得到牢靠的支撐。此外在圖2中還清楚地示出了爐頂布料裝置14(在本實(shí)施例中是一個(gè)料鐘)以及可移動(dòng)的爐喉保護(hù)板17。
在圖3中同樣用相當(dāng)于圖1略有放大的視圖示出了高爐10的下部。圖中示意地示出了出鐵口18和帶有流槽系統(tǒng)52的澆注場(chǎng)50。液態(tài)生鐵以自然的落差經(jīng)流槽系統(tǒng)52流入裝在車輪子上的鐵水罐51中。在流槽系統(tǒng)52的上方設(shè)有一個(gè)排氣罩57，它與除塵設(shè)備56(見圖4)相連，以便能夠收集出鐵時(shí)上升的蒸氣并將其有利于環(huán)保地處理掉。
在圖4中，示出了按照本發(fā)明的緊湊型高爐車間和一些最重要的車間部分的平面布置圖。車間的核心部分是高爐10。圍繞高爐10以盡可能小的間距分組設(shè)置了對(duì)高爐的運(yùn)轉(zhuǎn)最重要的其它車間部分。如針對(duì)圖1已經(jīng)說明的那樣，在緊靠高爐的旁邊設(shè)置了帶有地下料倉31和高位料倉32的配料站30。所需的原料從這些料倉中經(jīng)垂直輸送機(jī)20輸送給高爐10。
同樣在緊靠近高爐10的旁邊設(shè)置了帶有流槽系統(tǒng)52的澆注場(chǎng)50，生產(chǎn)的生鐵經(jīng)流槽系統(tǒng)52引入到鐵水罐51中(見圖3)，并將爐渣引入到一個(gè)爐渣坑53和/或爐渣?；瘷C(jī)54中。一個(gè)用于處理?；乃幚碓O(shè)備55設(shè)置在爐渣?；瘷C(jī)54的旁邊。設(shè)置在澆注場(chǎng)50旁邊的除塵設(shè)備56與澆注場(chǎng)50和配料站30相連接，用于在高爐10運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)澆注場(chǎng)50和配料站30進(jìn)行完善的除塵。
高爐10運(yùn)轉(zhuǎn)所需的熱風(fēng)是從風(fēng)口42(見圖1)吹入高爐10的底部的。這些熱風(fēng)是由一個(gè)同樣設(shè)置在高爐10旁邊的熱風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備40在優(yōu)選的兩個(gè)熱風(fēng)爐41中生產(chǎn)的。熱風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備40運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的熱能的一部分由被除塵和洗滌了的高爐煤氣提供。為此，在高爐煤氣除塵和洗滌設(shè)備25中，將經(jīng)過洗滌的高爐煤氣經(jīng)一個(gè)管道26輸送到熱風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備40。
最后，本發(fā)明的緊湊型高爐車間的另一個(gè)組成部分是一個(gè)控制室60，借助于所安裝的自動(dòng)控制技術(shù)系統(tǒng)可以從控制室60監(jiān)控高爐車間的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
在附圖中示出的緊湊型高爐車間的實(shí)施形式，尤其是在圖4的平面布置圖中各車間部分的設(shè)置情況只是本發(fā)明的一些可能的應(yīng)用實(shí)例。顯然，在保持本發(fā)明的特征，尤其如在權(quán)利要求1中所表述的特征的條件下，可以根據(jù)要求和給定的場(chǎng)地情況對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.高爐車間，包括一個(gè)豎爐結(jié)構(gòu)形式的和沒有支架的獨(dú)立結(jié)構(gòu)的高爐，以及附屬的設(shè)備部分，如熱風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備，配料站和澆注場(chǎng)，用于將至少部分精選的鐵礦連續(xù)熔煉成液態(tài)生鐵，其特征在于a)一個(gè)緊湊結(jié)構(gòu)的高爐(10)，其特征是爐缸直徑為5至10米之間，并有一個(gè)自身承載的高爐外殼結(jié)構(gòu)，b)一種緊湊構(gòu)成和/或布置的各高爐車間部分，包括，---一個(gè)垂直輸送機(jī)(20)，用于將配料站(30)中的原料(鐵礦、還原劑、添加劑)輸送到高爐(10)，---一個(gè)緊湊的配料站(30)，通過減小工作和材料儲(chǔ)存體積優(yōu)選能供應(yīng)3至4小時(shí)的爐料，---一個(gè)熱風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備(40)，優(yōu)選只帶有兩個(gè)熱風(fēng)爐(41)，---一個(gè)緊湊的澆注場(chǎng)(50)，它不帶用于輸送生鐵或爐渣的軌道系統(tǒng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的高爐車間，其特征在于，在爐缸范圍中，在爐腹、爐腰和位于耐火內(nèi)壁(11)和高爐外殼(12)之間的下部爐身這些區(qū)域中設(shè)置了一些由一種高導(dǎo)熱性材料制成的用水冷卻的冷卻元件。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的高爐車間，其特征在于，高爐(10)的包括爐頂布料裝置(14)、排氣管(15)、安全閥(16)以及壓力平衡器的整個(gè)上部高爐結(jié)構(gòu)支撐在高爐外殼(12)上。
4.按照權(quán)利要求1至3中的一個(gè)或多個(gè)所述的高爐車間，其特征在于，高爐(10)上只安裝了一個(gè)出鐵口(18)(只帶有一套堵鐵口機(jī)和鉆孔開口機(jī))。
5.按照權(quán)利要求1至4中的一個(gè)或多個(gè)所述的高爐車間，其特征在于，爐頂布料裝置(14)由一個(gè)旋轉(zhuǎn)式布料溜槽構(gòu)成，該布料溜槽有固定設(shè)置的傾角，不帶傾翻機(jī)構(gòu)，并且與一個(gè)可以徑向移動(dòng)的爐喉保護(hù)板17處于作用連接。
6.按照權(quán)利要求1至5中的一個(gè)或多個(gè)所述的高爐車間，其特征在于，配料站(30)緊靠近垂直輸送機(jī)(20)設(shè)置，而垂直輸送機(jī)(20)與高爐中軸線的間距約為25至35米。
7.按照權(quán)利要求1至6中的一個(gè)或多個(gè)所述的高爐車間，其特征在于，緊靠近高爐(10)設(shè)置的澆注場(chǎng)(50)是這樣設(shè)計(jì)的，經(jīng)一個(gè)流槽系統(tǒng)(52)將生鐵導(dǎo)入相應(yīng)大的鐵水罐(51)中，并通過相連的車輪運(yùn)送出來，而將爐渣輸送到一個(gè)爐渣坑(53)和/或一個(gè)爐渣粒化機(jī)(54)中。
8.按照權(quán)利要求1至7中的一個(gè)或多個(gè)所述的高爐車間，其特征在于，高爐(10)和配料站(30)通過一個(gè)安裝的自動(dòng)控制技術(shù)系統(tǒng)相互連接起來。
9.按照權(quán)利要求1至8中的一個(gè)或多個(gè)所述的高爐車間的應(yīng)用，其特征在于，緊湊型高爐車間用于在所謂的小型廠(年生產(chǎn)能力大約在50萬噸到200萬噸的小型鋼廠)中生產(chǎn)原鋼。
全文摘要
為了獲得一種極其節(jié)省空間和費(fèi)用的高爐設(shè)計(jì)方案,本發(fā)明提出了一種沒有高爐支架的極其緊湊的高爐(10),其中,爐料是用垂直輸送機(jī)(20)輸送到裝料臺(tái)的。在緊靠近高爐的旁邊配置了設(shè)計(jì)緊湊的配料站(30)和澆注場(chǎng)(50)。
文檔編號(hào)C21B7/00GK1341152SQ00804281
公開日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2000年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月26日
發(fā)明者F·羅伊菲爾, W·米勒, T·卡盧扎, R·貝爾曼 申請(qǐng)人:Sms舒路曼-斯瑪公司