設(shè)計構(gòu)想
耐材和冷卻系統(tǒng)
一般傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,用作化鐵爐的小高爐的爐襯位于風(fēng)口之下。冷卻系統(tǒng)在其所處位置所起的作用取決于設(shè)計的可靠性及其花費(fèi)。爐底位于地基之上用自然對流冷卻。呈輻射狀的端壁,可形成一種標(biāo)準(zhǔn)的楔形爐襯,從而使耐火磚牢固,同時爐殼采用水冷管冷卻和噴射冷卻相結(jié)合的冷卻方式。端壁上裝有兩扇挺大的檢查門,1.2米寬,1.6米高,位于風(fēng)口水平線之上,可以在休風(fēng)時方便的進(jìn)入爐內(nèi)檢查維護(hù)爐內(nèi)設(shè)備。爐缸壁要求更加牢固以保證豎墻的穩(wěn)定。支撐爐子支柱的使用影響了最終冷卻方法。最初考慮傳統(tǒng)高爐爐身和水冷管冷卻,但最后選擇了噴射冷卻。這種選擇提供了必要的冷卻,同時又維持了成本效率和整體的簡單性。石墨板系在爐殼上用以保持石墨與噴射冷卻系統(tǒng)之間的熱接觸;爐缸壁采用榫槽式磚砌筑以獲得墻的最大穩(wěn)定,依賴于爐料和風(fēng)壓保持熱接觸。風(fēng)口以上采用傳統(tǒng)的高鋁磚砌筑。豎墻要么不冷卻要么采用冷卻板,視操作溫度和工藝需要而定。
上料系統(tǒng)/氣壓密封
此爐上料系統(tǒng)的操作與高爐相似,比如向爐內(nèi)裝料時沒有大的氣壓損失和煙氣泄漏。最終的設(shè)計與高爐類似,但是與高爐料鐘或傳統(tǒng)的閘門(非料鐘的爐頂設(shè)備)相比,利用的是相對較為便宜的氣體密封閥。換句話說,此系統(tǒng)的作用于傳統(tǒng)高爐類似。
布料
早些時候,布料系統(tǒng)設(shè)計過程的主要難題是創(chuàng)造一種機(jī)械系統(tǒng),能夠精確地把料布向爐內(nèi)任意位置。并且此系統(tǒng)與爐子生產(chǎn)能力的隨意擴(kuò)張相適應(yīng),兩者之間不能相互制約。由于其布料橫截面是矩形而非圓形,所以傳統(tǒng)的高爐布料方法行不通。最后采用一種擺動流槽設(shè)計,其中流槽角度可以在橫截面和縱截面兩個平面內(nèi)調(diào)節(jié)。流槽位置與料斗同步,受計算機(jī)控制。批料的供給由爐頂上部的給料機(jī)控制,入爐的批料量基于提前制定的方案,或是對于低料線作出的反應(yīng)。利用激光技術(shù)對料線位置進(jìn)行連續(xù)測量。
熱風(fēng)彎頭及風(fēng)口
在輸送熱風(fēng)的情況下,矩形箱體對于鵝頸管和直吹管是相似的,為解決氣體集聚的問題設(shè)計了一種新奇的方案。
彎頭/風(fēng)口系統(tǒng)的目標(biāo)是利用盡可能多的傳統(tǒng)設(shè)計。風(fēng)口的密集布置使兩個風(fēng)口圍繞一個壓力管的設(shè)計成為必要。為了把氣流一分為二,有多種方案選擇:在風(fēng)口內(nèi);在直吹管內(nèi);或是下彎頭內(nèi)。部分是成本的原因,同時也為了維護(hù)方便,決定利用分叉的下彎頭。這種方法中,直吹管和風(fēng)口是傳統(tǒng)配件,將來并不需特別照顧。從當(dāng)時的選擇中可知,下彎頭在各種選擇中對于維護(hù)的要求也是最低的。
冷風(fēng)噴嘴
與熱風(fēng)管相似,冷風(fēng)噴嘴比較密集。在冶煉過程中,噴槍的噴嘴要容易替換。噴槍的插入?yún)^(qū),除了槍尖外一般不暴露在高溫下,由于大量的冷風(fēng)噴槍使得此處異常擁擠。因此需要設(shè)計一種長槍身而為槍尖留出位置。用下面方法達(dá)到了我們的要求:利用細(xì)孔來確定噴槍方向,精確固定槍尖,同時冶煉時利用噴槍突出的部分對槍尖冷卻。
煙氣導(dǎo)出管
爐頂煙氣導(dǎo)出管的結(jié)構(gòu)設(shè)計即要有利于爐內(nèi)未反應(yīng)氣的分布,又要通過有效的排出裝料時帶入爐內(nèi)的細(xì)微礦粒以保證床層的滲透性。冷熱風(fēng)分配系統(tǒng)要根據(jù)爐內(nèi)氣體分布較為均勻的需要來調(diào)節(jié)。煙氣導(dǎo)出管的安排要保證氣體在爐內(nèi)沿著長度方向均勻流動。導(dǎo)出管的砌襯用以防止磨損,盡可能的減少焦油在管道的濃縮。導(dǎo)出管管道與收集器組系統(tǒng)(類似于焦?fàn)t煙氣處理系統(tǒng))相連,因為此工藝的主要燃料來源是煤,所以此系統(tǒng)是非常必要的。在收集器組內(nèi),煙氣被壓榨使其中的焦油快速的濃縮出來,濃縮物被沖進(jìn)一個單獨(dú)的罐中,而氣體進(jìn)入傳統(tǒng)高爐的煙氣處理系統(tǒng)中。
儀表設(shè)備及控制
爐子要安裝儀表設(shè)備用以收集數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,此方法被用于實驗工廠,這對于兩個爐子的比較非常方便,可以讓操作者快速的發(fā)現(xiàn)兩個爐子的運(yùn)行差別。爐子的數(shù)據(jù)收集非常象高爐對耐材、過程溫度、爐內(nèi)壓力的緊密監(jiān)視。最關(guān)鍵的控制手段是上料控制和料線定位,這是通過激光掃描設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視,然后反饋給控制特定原料的上料系統(tǒng)。
第一座配套齊全的Tecnored爐最近開工建設(shè),計劃在2006年第一季度生產(chǎn)出鐵水。通過大量的高溫實驗研究確定了試驗工廠爐子的各種參數(shù),而這個爐子又是在實驗工廠爐子研究發(fā)展的基礎(chǔ)上設(shè)計的,這個爐子的設(shè)計基于實驗工廠的研究發(fā)展以及通過高溫實驗所獲得的大量的參數(shù),其在設(shè)計上的變動降到了最小,所以我們對于爐子的成功啟動具有充分的自信。
瞳