專利名稱：豎爐及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種豎爐，特別是化鐵爐，及其操作方法。
背景技術(shù)：
化鐵爐是豎爐，在其中熔化金屬?；F爐用 于生產(chǎn)鑄鐵。因此，主要由生鐵，廢料鑄鐵，廢鋼及其他鐵合金組成的鐵裝料在爐中融化。通常用于化鐵爐中的燃料是鑄造焦炭，其在具有氧氣的反應(yīng)中燃燒，由此釋放熔化鐵裝料所必需的能量。豎爐，特別是化鐵爐，在DE 10 2007 025 663 Al中公開(kāi)。這種化鐵爐配備至少一
個(gè)用于泵送介質(zhì)的進(jìn)料管路，其下游端通連噴射噴嘴。還提供殘余鼓風(fēng)管路以便為豎爐提供殘余空氣噴射。噴射器鼓風(fēng)管路通到泵送介質(zhì)進(jìn)料管路或噴嘴。文件DE 10 2009 006 573 Al描述了一種豎爐，特別是化鐵爐，用于熔化原料。這
種化鐵爐包括含氧噴射氣體的進(jìn)料管路，其下游端連接至噴射噴嘴。還提供噴射器鼓風(fēng)管路并且通到含氧氣體的進(jìn)料管路或通到噴射噴嘴。豎爐還包括燃燒器，其連接氣相氧化劑的進(jìn)料管路和液或氣相燃料的進(jìn)料管路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種豎爐和用于操作豎爐的方法，減少其中礦物燃料，特別是鑄造焦炭的消耗。上述目的通過(guò)具有權(quán)利要求I所述特征的裝置和權(quán)利要求9所述特征的方法而來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此有益的改進(jìn)在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中進(jìn)行描述。根據(jù)本發(fā)明，豎爐，特別是化鐵爐，具有至少一個(gè)用于熔化含有金屬的裝料的噴嘴裝置。噴嘴裝置包括用于放出殘余鼓風(fēng)的出口噴嘴，所述用于放出殘余鼓風(fēng)的出口噴嘴的下游端連接至殘余鼓風(fēng)管路，和用于提供含氧泵送介質(zhì)的噴射噴嘴，所述用于提供含氧泵送介質(zhì)的噴射噴嘴的下游端連接至泵送介質(zhì)管路。還提供連接有泵送介質(zhì)管路或噴射噴嘴的噴射器鼓風(fēng)管路。噴射噴嘴的輸出端具有噴射器噴槍，并且這種噴射器噴槍設(shè)置在噴射噴嘴內(nèi)部，而且以出口噴嘴同心地環(huán)繞噴射噴嘴的方式設(shè)置。噴射噴嘴以如下方式構(gòu)造，即在噴射噴嘴中使泵送介質(zhì)加速，并且通過(guò)在泵送介質(zhì)加速時(shí)產(chǎn)生的降低的壓力將噴射器鼓風(fēng)吸出，并與泵送介質(zhì)合并以形成噴射噴嘴流，而且噴射噴嘴流和殘余鼓風(fēng)被引入豎爐。根據(jù)本發(fā)明，所述噴嘴裝置包括至少一個(gè)燃料噴槍，其是噴嘴裝置的集成組件，并且其下游端連接至燃油管路。所述噴嘴裝置以如下方式構(gòu)造，即噴射噴嘴流攜帶燃料，以便噴射噴嘴流與殘余鼓風(fēng)和燃料混合，并且導(dǎo)致噴射噴嘴流通過(guò)噴嘴裝置注入到豎爐中。術(shù)語(yǔ)豎爐可以參考例如化鐵爐，特別是用于熔化灰口鑄鐵或含鐵鑄造金屬的化鐵爐。然而，用于熔化例如銅等其它金屬裝料的其它豎爐系統(tǒng)，乃至用于熔化非金屬材料以產(chǎn)生例如礦物油毛織物，也可以根據(jù)本發(fā)明而操作。術(shù)語(yǔ)原料意圖包括一批含有金屬和非金屬的生產(chǎn)料，其被送入豎爐用于熔化。如前所述，這特別包括由生鐵，廢料鑄鐵，廢鋼和/或其它含鐵添加物組成的“鐵裝料”或冷裝料。但是當(dāng)填充時(shí)亞銅或非金屬生產(chǎn)料也是可能的，取決于使用的豎爐的種類。術(shù)語(yǔ)鼓風(fēng)，殘余鼓風(fēng)和噴射鼓風(fēng)理解為參考被送入豎爐的含氧氣體氣流，特別是在高溫和/或高壓下被送入的空氣流。術(shù)語(yǔ)泵送介質(zhì)優(yōu)選地參考具有氧含量大于90%，或大于95%并且優(yōu)選地大于99%的含氧氣體氣流。然而，也想得到的使用富氧空氣作為泵送介質(zhì)。在通過(guò)合并泵送介質(zhì)和噴射器鼓風(fēng)實(shí)現(xiàn)的噴射噴嘴流的氧含量特別是優(yōu)選地按體積在25%與65%之間，或按體積在30%與55%之間，并且特別的按體積在35% 與45%之間。在噴射噴嘴流中氧含量可以用來(lái)控制礦物燃料的燃燒。例如，通過(guò)燃料噴槍引入的鑄造焦炭和燃料兩者的燃燒可以通過(guò)在噴射噴嘴流中增加氧含量而加強(qiáng)，其也反過(guò)來(lái)升高燃燒氣體的溫度并且增加每一時(shí)間單元燃燒的礦物燃料的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明，噴嘴裝置包括至少一個(gè)燃料噴槍，其是噴嘴裝置的集成組件，并且其下游端連接至燃油管路。作為通過(guò)噴射噴嘴和噴射器噴槍的噴射噴嘴流，并且作為通過(guò)出口噴嘴具有強(qiáng)大動(dòng)量的殘余鼓風(fēng)，燃燒需要的氧被引入爐。燃料通過(guò)燃料噴槍送到噴嘴裝置并且隨著噴射噴嘴流被運(yùn)送。所述噴射噴嘴流具有強(qiáng)大的動(dòng)量。這樣，具有強(qiáng)大的動(dòng)量的所述噴射噴嘴流的混合物(泵送介質(zhì)和噴射器鼓風(fēng))、燃料流和殘余鼓風(fēng)被引入爐中。在下文中，這種混合物稱為噴嘴氣流。液或氣相燃料可以從含烴類燃料，例如天然氣、丙烷、丁烷、甲烷、生物氣、燃料油或油菜籽油等中提供。例如，可能的固體燃料可以是石油焦炭。由于從噴嘴裝置在出口的氣態(tài)烴和/或石油焦炭的強(qiáng)大的動(dòng)量和高流速，氣流正好被推動(dòng)到化鐵爐里，這使得利用能源的最佳高能的再使用得以實(shí)現(xiàn)。將氣流引入到爐中央，與現(xiàn)有技術(shù)的已知系統(tǒng)相比，使得爐氣體更好的混合和分布。借助于根據(jù)本發(fā)明的噴嘴裝置，噴嘴氣流可以有意地朝爐的設(shè)定區(qū)域瞄準(zhǔn)，優(yōu)選地是需要最多的能量的中部。這樣，控制礦物燃料的轉(zhuǎn)換使其顯著地超過(guò)先前已知的方法成為可能。需要熔化原料的能量不僅通過(guò)鑄造焦炭提供，而且通過(guò)燃料噴槍引入的燃料提供。這使熔化能量能優(yōu)化并且鑄造焦炭的數(shù)量顯著地減少。因此，有可能減少30%鑄造焦炭的消耗。這反過(guò)來(lái)幫助降低與熔化有關(guān)的成本，因?yàn)榻窈箬T造焦炭作為原來(lái)的價(jià)格預(yù)計(jì)比那些引用燃料噴槍且使用代用燃料的價(jià)格更高。不可能使用例如石油焦炭等代用燃料用于現(xiàn)有技術(shù)已知的設(shè)備，因?yàn)殍T造焦炭不能簡(jiǎn)單地由石油焦炭代替。理由是石油焦炭具有粉劑的形式，并且不同于鑄造焦炭，它不呈層狀堆積，所以不形成支承柱。上面描述的優(yōu)點(diǎn)在例如DE 10 2009 006 573 Al等現(xiàn)有技術(shù)所描述的裝置不能獲得，DE 10 2009 006 573 Al中具有燃燒器，因?yàn)槿紵鲀H僅能夠引入能量到爐周圍區(qū)域。這是因?yàn)槿剂喜荒芘c噴射噴嘴流一起隨著強(qiáng)大的動(dòng)量引入到爐中，僅僅正常的燃燒器被設(shè)置在出口噴嘴。通過(guò)提供另外的含氧噴射器鼓風(fēng)，優(yōu)先使焦炭燃燒并且熔融鐵在豎爐中滲碳。在噴射器鼓風(fēng)中技術(shù)上更高比例的氧氣確保提高在豎爐中的能量轉(zhuǎn)換，并且因此也確保更高的熔化溫度。另外的氧氣也提高在豎爐中的二次反應(yīng)，例如在過(guò)剩燃料和爐氣氛部件之間的吸熱反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的化鐵爐，可以提供鼓風(fēng)口增加到本發(fā)明的噴嘴裝置，在這樣情況下噴嘴裝置大致可以設(shè)置在作為鼓風(fēng)口的相同位置。噴嘴裝置，即出口噴嘴和鼓風(fēng)口，噴射器鼓風(fēng)噴槍和燃料噴槍，其數(shù)量和直徑可以根據(jù)化鐵爐類型和從其中產(chǎn)生的熔化能量而變化。在這底部，計(jì)算考慮具有60m/s至90m/s流速的冷空氣氣流和大約150m/s流速的熱空氣氣流使用噴射器噴槍目的的用代替的能量數(shù)量。通常，如果使用的噴射器噴槍和燃料噴槍越長(zhǎng)，或其出口端靠近鼓風(fēng)口的出口端越近，防爐襯燒損或重燃的保護(hù)就越好。噴射器噴槍和燃料噴槍的出口端優(yōu)選地 相互齊平設(shè)置并且設(shè)于鼓風(fēng)口出口端后面大約100mm。如果使用的一個(gè)噴射器噴槍和燃料噴槍越短，或其出口端距離鼓風(fēng)口的出口端越遠(yuǎn)，噴射噴嘴流越好，殘余鼓風(fēng)和燃料混合越好。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述燃料噴槍設(shè)計(jì)作為用于引入液或氣相燃料的燃料噴槍。用于提供液或氣相燃料的燃料噴槍優(yōu)選地靠近噴射器噴槍，并且軸向地對(duì)準(zhǔn)出口噴嘴以如下方式布置，即燃料噴槍的出口端大概設(shè)置在噴射器噴槍的出口端的附近。特別地，兩個(gè)燃料噴槍，可以用于提供液或氣相燃料，并且設(shè)置在噴射器噴槍的相對(duì)側(cè)。根據(jù)第一方面，根據(jù)本發(fā)明的噴嘴布置有下列好處，即在一個(gè)或更多噴嘴或鼓風(fēng)口的出口的燃料噴槍的集成使另外的烴類能噴射到化鐵爐爐里。這導(dǎo)致鑄造焦炭裝料減少20%至 30%。用于被噴射氣態(tài)烴的壓力條件必須比化鐵爐中現(xiàn)行的爐壓力更高。在這方面，氣相或液體燃料受到達(dá)到大于爐壓力500mbar的壓力，并且特別是達(dá)至IOOmbar的壓力。烴類并且通過(guò)燃料噴槍的流量是20Nm3/h至50Nm3/h。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，燃料噴槍設(shè)計(jì)作為用于提供固體燃料的燃料噴槍。特別是石油焦炭提供作為固體燃料。石油焦炭噴槍優(yōu)選地通到在噴射器噴嘴前面區(qū)域的噴射器鼓風(fēng)管路。這樣，以粉劑形式噴射石油焦炭，能夠與工業(yè)氧氣和噴射噴嘴內(nèi)部的噴射器鼓風(fēng)混合。通過(guò)結(jié)合石油焦炭噴槍到噴射器噴槍，噴射到化鐵爐里的石油焦炭分解為非常細(xì)微的顆粒，其減少差不多30%的焦炭消耗。石油焦炭?jī)?yōu)選地根據(jù)壓力輸送原理噴射。噴射石油焦炭也可以用于鑄鐵滲碳。因此，如果適合，在原料中廢鋼的成分可以增力口，其在化鐵爐的有利性上具有有利的效果，因?yàn)閺U鋼價(jià)格更低廉。根據(jù)本發(fā)明使用的非常細(xì)顆粒的石油焦炭?jī)?yōu)選地具有從30 μ m至35 μ m的平均粒徑。在體積和表面面積之間產(chǎn)生的最優(yōu)比率使能量能直接地輸入并且因此非常有效。石油焦炭合并入噴射器鼓風(fēng)的能力可以通過(guò)石油焦炭的點(diǎn)火溫度限定。石油焦炭的點(diǎn)火溫度通常從420°C至490°C。相應(yīng)地，極限熱鼓風(fēng)溫度應(yīng)該大約300°C。如果更高的熱鼓風(fēng)溫度是必要的，用于提供固體燃料的燃料噴槍?xiě)?yīng)該設(shè)置成靠近噴射器噴槍，并且在出口噴嘴軸向地齊平，其中燃料噴槍的出口端應(yīng)該大概位于噴射器噴槍出口端的附近，并且噴射器噴槍?xiě)?yīng)該同心地環(huán)繞燃料噴槍以便防止石油焦炭在噴嘴和/或噴射器噴槍內(nèi)點(diǎn)燃。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，噴嘴裝置包括至少一個(gè)用于提供液或氣相燃料的燃料噴槍，和一個(gè)用于提供固體燃料的燃料噴槍。這樣，有可能結(jié)合液和/或氣相燃料與固體燃料的優(yōu)點(diǎn)。所述燃料噴槍可以根據(jù)在前的說(shuō)明設(shè)置。在根據(jù)本發(fā)明的用于操作豎爐的方法中，特別是用于熔化含金屬裝料的化鐵爐，豎爐通過(guò)燃料的燃燒進(jìn)行加熱，其中在噴射噴嘴中使泵送介質(zhì)加速，并且通過(guò)在泵送介質(zhì)或含氧介質(zhì)加速時(shí)產(chǎn)生的降低的壓力將噴射器鼓風(fēng)吸出，由此將噴射器鼓風(fēng)與含氧介質(zhì)混合并且合并以形成噴射噴嘴流。噴射噴嘴流和殘余鼓風(fēng)通過(guò)出口噴嘴一起被引入到豎爐里，其中其它方法在原位以便保證噴射噴嘴流與燃料氣流混合。噴嘴氣流的強(qiáng)大的動(dòng)量導(dǎo)致燃料氣流隨著它被運(yùn)送，并且變成與噴射噴嘴流和殘余鼓風(fēng)混合。這樣，噴嘴氣流隨著強(qiáng)大的動(dòng)量被引入爐內(nèi)。 通常，更高的鼓風(fēng)溫度，更高的鼓風(fēng)速率和壓力是必須的以便從鼓風(fēng)引入相同量的氧氣到噴嘴裝置里。在出口噴嘴的殘余鼓風(fēng)的速率在混合以前是大約20m/s。提供的殘余鼓風(fēng)的量按體積是大約總鼓風(fēng)量的60%至85%。在出口噴嘴的有或者沒(méi)有固體燃料的噴射噴嘴流的速率在混合以前是大約60m/s至 150m/s。在出口噴嘴的氣相燃料的流量速率在混合以前是大約100Nm3/h。在下文中，本發(fā)明將參考附圖更詳細(xì)地解釋。


圖I示出了圖示，根據(jù)本發(fā)明的噴嘴裝置的第一實(shí)施例的側(cè)面的橫斷面圖，燃料噴槍用于提供液或氣相燃料。圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施例的具有噴射器噴槍和兩個(gè)燃料噴槍的噴嘴的俯視圖。圖3示出了具有兩個(gè)燃料噴槍和燃料供給管路的噴射器噴槍的詳圖。圖4示出了圖示，根據(jù)本發(fā)明的噴嘴裝置的第二實(shí)施例的側(cè)面的橫斷面圖，具有燃料噴槍用于提供固體燃料，和圖5示出了根據(jù)第二實(shí)施例的具有噴射器噴槍和一個(gè)燃料噴槍的噴嘴的俯視圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將詳細(xì)描述豎爐的第一實(shí)施例，特別是用于熔化含金屬裝料的化鐵爐(圖1，圖2，圖3)?；F爐包括噴嘴裝置2。噴嘴裝置2包括出口噴嘴4，具有噴射器噴槍19的噴射噴嘴8，其中噴射器噴槍19以如下方式設(shè)置在噴嘴8內(nèi)，即出口噴嘴4同心地環(huán)繞噴射器噴槍19。噴嘴裝置2還配備用于提供液或氣相燃料的燃料噴槍13。化鐵爐被鼓風(fēng)環(huán)形管路3同心環(huán)繞。鼓風(fēng)環(huán)形管路3設(shè)計(jì)成能輸送熱鼓風(fēng)或冷鼓風(fēng)。熱鼓風(fēng)參考在高壓下的熱空氣進(jìn)行理解。噴嘴裝置2的出口噴嘴4配置在化鐵爐的側(cè)壁5。出口噴嘴4通過(guò)殘余鼓風(fēng)管路6連接鼓風(fēng)環(huán)形管路3以便提供殘余鼓風(fēng)。噴射器噴槍19設(shè)置在出口噴嘴4內(nèi)并且連接噴射噴嘴8的出口端18。噴射器噴槍19貫穿殘余鼓風(fēng)管路6，并且以如下方式到達(dá)出口噴嘴4內(nèi)，即其出口噴嘴4同心地環(huán)繞噴射器噴槍。噴射噴嘴8或用于形成和加速噴嘴氣流的加速噴嘴，包括噴射噴嘴腔9，優(yōu)選地在其中設(shè)置拉伐爾噴槍10。用于提供噴射器鼓風(fēng)的噴射器鼓風(fēng)管線7連接鼓風(fēng)環(huán)形管路3并且通到噴射噴嘴腔9。閥11和流量計(jì)12整合到噴射器鼓風(fēng)管路7中。用于提供含氧的泵送介質(zhì)的氧氣和/或泵送介質(zhì)管路17連接噴射噴嘴8的下游端16。優(yōu)選地，提供兩個(gè)燃料噴槍20。燃料噴槍20設(shè)計(jì) 成提供氣相或液體燃料。天然氣、丙烷、丁烷或甲烷是特別考慮的合適的燃料。兩個(gè)燃料噴槍20平行于噴射器噴槍19設(shè)置(圖2)。它們通過(guò)殘余鼓風(fēng)管路6從外面延伸并且軸向地以如下方式延伸到出口噴嘴4里，即它們?cè)O(shè)置在噴射器噴槍19的相反偵U。兩個(gè)燃料噴槍13的下游端15通過(guò)分享的U形連結(jié)器連接燃油管路22 (圖3)。在下文中，描述了根據(jù)本發(fā)明用于操作豎爐的方法，特別是根據(jù)第一實(shí)施例所述的化鐵爐。來(lái)自鼓風(fēng)環(huán)形管路3的鼓風(fēng)空氣通過(guò)殘余鼓風(fēng)管路6送到出口噴嘴4。特別地作為鼓風(fēng)空氣提供的空氣在高溫下和/或在高壓下被提供?？諝庠綗?，其被送到出口噴嘴的流速就越高。在從大約10°C至30°C溫度范圍的冷空氣在出口噴嘴具有大約20m/s的鼓風(fēng)速度。具有從大約60°C至500°C溫度的熱空氣在出口噴嘴具有大約60m/s至150m/s的鼓風(fēng)速度。含氧氣體氣流，優(yōu)選地具有按體積99%的氧含量，通過(guò)泵送介質(zhì)或氧氣管路17提供給噴射噴嘴8。氧氣流在噴嘴腔9中通過(guò)拉伐爾噴槍10被加速。由此產(chǎn)生的減少的壓力導(dǎo)致當(dāng)閥11打開(kāi)時(shí)，噴射器鼓風(fēng)從鼓風(fēng)環(huán)形管路3中被吸出。這種噴射器鼓風(fēng)在噴射噴嘴腔9和噴射器噴槍19混合泵送介質(zhì)以便形成噴射噴嘴流。燃料氣流通過(guò)燃油管路22被送到兩個(gè)燃料噴槍20。由氣相烴類，例如天然氣，丁烷或甲烷形成的燃料氣流在燃料噴槍20的出口端和在鄰近出口噴嘴4的出口端噴射器噴槍19的出口端混合噴射噴嘴流和殘余鼓風(fēng)，以便形成噴嘴氣流。所述噴嘴氣流然后被送入豎爐。燃料以大約60m/s至90m/s的速率排出兩個(gè)燃料噴槍20。由氣相烴類、噴射噴嘴流和殘余鼓風(fēng)組成的噴嘴氣流的出口速度是大約60m/s至90m/s。含有燃料的噴嘴氣流的強(qiáng)大的動(dòng)量使在如前所述的優(yōu)點(diǎn)得以實(shí)現(xiàn)。在下文中，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的安裝有噴嘴裝置2的化鐵爐進(jìn)行描述。在第一實(shí)施例中相同部件等同于相同的附圖標(biāo)記。除非另有說(shuō)明，噴嘴裝置的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例所述的噴嘴裝置相同。根據(jù)第二實(shí)施例，提供燃料噴槍13并且被設(shè)計(jì)成能提供固體燃料。石油焦炭作為燃料。用于提供固體燃料的燃料噴槍13的出口端14通到鄰近噴射噴嘴8的噴射器鼓風(fēng)管路7。燃料噴槍13的下游端21連接燃料管路22。在下文中，參考第二實(shí)施例對(duì)根據(jù)本發(fā)明的用于操作豎爐的方法，特別是化鐵爐進(jìn)行描述。
在第二實(shí)施例中所提供的殘余鼓風(fēng)和噴射噴嘴流確定如第一實(shí)施例的方式一樣。此外，石油焦炭根據(jù)壓力輸送原理通過(guò)燃料管路22提供到燃料噴槍13。由于減少的壓力在噴射噴嘴10中占優(yōu)勢(shì)，石油焦炭與噴射器鼓風(fēng)一起到達(dá)噴射噴嘴腔9。在此期間，它混合噴射器鼓風(fēng)和氧氣或泵送介質(zhì)以便形成裝載燃料的噴射噴嘴流。當(dāng)它排出噴射器噴槍19時(shí)，裝載燃料的噴射噴嘴流的速率是大約60m/s至90m/s。富含燃料的噴射噴嘴流混合鄰近出口噴嘴4的出口端的殘余鼓風(fēng)，并且與殘余鼓風(fēng)一起作為來(lái)自噴嘴裝置2的噴嘴氣流朝化鐵爐的中央流動(dòng)。

由于含有石油焦炭的噴嘴氣流的強(qiáng)大的動(dòng)量，它穿透而且深入化鐵爐內(nèi)，由此達(dá)到鑄造焦炭和石油焦炭?jī)烧叩淖罴迅吣艿脑偈褂?。引?dǎo)氣流到爐的中央能夠極好的混合和分布爐氣體。根據(jù)本發(fā)明的方法可以提供排出噴嘴裝置的，由噴射噴嘴流組成的噴嘴氣流的總動(dòng)量，燃料氣流和殘余鼓風(fēng)大致相當(dāng)于從現(xiàn)有技術(shù)已知的排出的空氣氧氣流以及從出口噴嘴流出的動(dòng)量。因?yàn)榕懦鰢娮煅b置的氣流裝載著石油焦炭，并且因此具有比已知的空氣氧氣流更大的質(zhì)量。流速大約比已知的空氣氧氣流低10%至20%。根據(jù)第一實(shí)施例的可選變形，還可能僅提供一個(gè)燃料噴槍20，以便軸向齊平的設(shè)置在噴射器噴槍19內(nèi)，以如下方式布置，即噴射器噴槍19同心地環(huán)繞燃料噴槍20。還可能是許多的，例如三個(gè)或四個(gè)燃料噴槍20，設(shè)置每個(gè)燃料噴槍20同心地環(huán)繞噴射器噴槍19，
并且互相等距。根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例(沒(méi)有示出)，提供組合第一和第二實(shí)施例。這種噴嘴裝置包括用于提供固體燃料，例如石油焦炭的燃料噴槍，如第一實(shí)施例所述，噴槍整合到噴射噴嘴10臨近的噴射器鼓風(fēng)管路中。如第二實(shí)施例所述，還提供兩個(gè)燃料噴槍20，其平行于噴射器噴槍19設(shè)置并且在出口噴嘴4內(nèi)軸向延伸。這種噴嘴裝置2能夠提供固體燃料和/或氣相烴類。在這種場(chǎng)合，如在這介紹的說(shuō)明中描寫(xiě)的兩者設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)可以進(jìn)行組合。如果提供溫度比大約300°C更高的熱鼓風(fēng)用于根據(jù)第二實(shí)施例的噴嘴設(shè)置，石油焦炭噴槍20則還可以軸向齊平的布置在噴射器噴槍19內(nèi)以如下方式布置，即噴射器噴槍19同心地環(huán)繞燃料噴槍20。這樣有可能實(shí)現(xiàn)從大約300°C至500°C的甚至更高溫度的熱鼓風(fēng)。參考實(shí)施例描述的燃料噴槍13，20的布置可以用于互相的任何組合。因此也可能設(shè)計(jì)出沒(méi)有明確地作為本發(fā)明的一部分描述的噴嘴裝置2。附圖標(biāo)記2噴嘴裝置3鼓風(fēng)環(huán)形管路4出口噴嘴5 側(cè)壁6殘余鼓風(fēng)管路7噴射器鼓風(fēng)管路8噴射噴嘴9噴射噴嘴腔
10拉伐爾噴槍11 閥12流量計(jì)13燃料噴槍14 出口端15下游端

16下游端17氧氣管路18 出口端19噴射器噴槍20燃料噴槍21下游端22燃料管路
權(quán)利要求
1.一種豎爐，特別是化鐵爐，用于熔化含金屬原料，具有至少一個(gè)噴嘴裝置(2)， 其中噴嘴裝置(2)包括 用于輸出殘余鼓風(fēng)的出口噴嘴(4)，其下游端連接至殘余鼓風(fēng)管路(6)， 用于提供含氧的泵送介質(zhì)的 噴射噴嘴(8)，其下游端連接至泵送介質(zhì)管路(17)， 噴射器鼓風(fēng)管路(7)，其連接到泵送介質(zhì)管路(17)或噴射噴嘴(8)， 其中所述噴射噴嘴(8)的出口端(18)設(shè)有噴射器噴槍(19)并且所述噴射器噴槍(19)以如下方式設(shè)置在出口噴嘴⑷內(nèi)，即出口噴嘴⑷以同心方式環(huán)繞噴射器噴槍(19)，其中所述噴射噴嘴(8)以如下方式設(shè)計(jì)，即在噴射噴嘴(8)中使泵送介質(zhì)加速，并且通過(guò)在泵送介質(zhì)加速時(shí)產(chǎn)生的降低的壓力將噴射器鼓風(fēng)吸出，然后將噴射器鼓風(fēng)與泵送介質(zhì)合并以形成噴射噴嘴流，以及將噴射噴嘴流和殘余鼓風(fēng)送入豎爐， 其特征在于， 噴嘴裝置(2)包括至少一個(gè)燃料噴槍(13，20)，其是噴嘴裝置(2)的集成組件，并且其下游端(21)連接至燃料管路(22)， 其中噴嘴裝置以如下方式設(shè)計(jì)，即噴射噴嘴流隨同其一起攜帶燃料，從而使噴射噴嘴流與殘余鼓風(fēng)和燃料混合，并將由此產(chǎn)生的噴射噴嘴流通過(guò)噴嘴裝置(2)注入到豎爐中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的豎爐，其特征在于，燃料噴槍(13，20)被設(shè)計(jì)為用于輸送液體或氣體燃料，例如天然氣、丁烷或甲烷的燃料噴槍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的豎爐，其特征在于，燃料噴槍(13，20)被設(shè)計(jì)為用于輸送固體燃料，特別是石油焦炭的燃料噴槍。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一的豎爐，其特征在于，燃料噴槍(13，20)以如下方式設(shè)置在噴射器噴槍(19)內(nèi)，即噴射器噴槍(19)以同心方式環(huán)繞燃料噴槍(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一的豎爐，其特征在于，噴射器噴槍(19)和/或燃料噴槍(20)的出口端以軸向設(shè)置在出口噴嘴⑷的出口端的大致附近或者設(shè)置在出口噴嘴⑷的大致中心或出口噴嘴(4)的下游端。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的豎爐，其特征在于，燃料噴槍(13，20)的出口端通到氧氣管路(17)中或噴射噴嘴(8)中或噴射器噴槍(19)中，以提供固體燃料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的豎爐，其特征在于，提供兩個(gè)或更多個(gè)燃料噴槍(13，20)，它們特別是互相等距離的方式設(shè)置在噴射器噴槍(19)的相對(duì)側(cè)，以提供液體或氣體燃料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一的豎爐，其特征在于，噴嘴裝置(20)具有至少一個(gè)燃料噴槍(13，20)以提供液體或氣體燃料，以及一個(gè)燃料噴槍(13，20)以提供固體燃料。
9.操作豎爐特別是化鐵爐以熔化含金屬原料的方法，其中豎爐通過(guò)燃燒的燃料進(jìn)行加熱，并且在噴射噴嘴(8)中使含氧的泵送介質(zhì)加速，其中通過(guò)在含氧介質(zhì)加速時(shí)產(chǎn)生的降低的壓力將噴射器鼓風(fēng)吸出，并且與含氧介質(zhì)混合并且合并以形成噴射噴嘴流，其中將噴射噴嘴流通過(guò)出口噴嘴(4)與殘余鼓風(fēng)一起送入豎爐中，其特征在于，將噴射噴嘴流和殘余鼓風(fēng)與燃料混合并送入豎爐中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，將噴射噴嘴流與固體燃料特別是石油焦炭在噴射噴嘴(8)的區(qū)域內(nèi)混合，其中將由此產(chǎn)生的混合物通過(guò)噴射器噴槍(19)排出。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，將噴射噴嘴流與液體或氣體燃料在噴射器噴槍(19)的出口端的區(qū)域內(nèi)混合，其中提供例如天然氣、丁烷或甲烷作為燃料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種豎爐，特別是化鐵爐，用于熔化含金屬原料，具有至少一個(gè)噴嘴裝置，其中噴嘴裝置包括用于輸出殘余鼓風(fēng)的出口噴嘴，其下游端連接至殘余鼓風(fēng)管路；用于提供含氧的泵送介質(zhì)的噴射噴嘴，其下游端連接至泵送介質(zhì)管路；噴射器鼓風(fēng)管路，其連接到泵送介質(zhì)管路或噴射噴嘴。根據(jù)本發(fā)明，噴嘴裝置包括至少一個(gè)燃料噴槍，其是噴嘴裝置的集成組件，并且其下游端連接至燃料管路，其中噴嘴裝置以如下方式設(shè)計(jì)，即噴射噴嘴流隨同其一起攜帶燃料，從而使噴射噴嘴流與殘余鼓風(fēng)和燃料混合，并將由此產(chǎn)生的噴射噴嘴流通過(guò)噴嘴裝置注入到豎爐中。
文檔編號(hào)F27B1/10GK102878797SQ20121030067
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者S·呂迪希, G·沃納, H·卡德?tīng)柨?申請(qǐng)人:林德股份公司