设计构想
耐材和冷却系统
一般传统观念认为,用作化铁炉的小高炉的炉衬位于风口之下。冷却系统在其所处位置所起的作用取决于设计的可靠性及其花费。炉底位于地基之上用自然对流冷却。呈辐射状的端壁,可形成一种标准的楔形炉衬,从而使耐火砖牢固,同时炉壳采用水冷管冷却和喷射冷却相结合的冷却方式。端壁上装有两扇挺大的检查门,1.2米宽,1.6米高,位于风口水平线之上,可以在休风时方便的进入炉内检查维护炉内设备。炉缸壁要求更加牢固以保证竖墙的稳定。支撑炉子支柱的使用影响了最终冷却方法。最初考虑传统高炉炉身和水冷管冷却,但最后选择了喷射冷却。这种选择提供了必要的冷却,同时又维持了成本效率和整体的简单性。石墨板系在炉壳上用以保持石墨与喷射冷却系统之间的热接触;炉缸壁采用榫槽式砖砌筑以获得墙的最大稳定,依赖于炉料和风压保持热接触。风口以上采用传统的高铝砖砌筑。竖墙要么不冷却要么采用冷却板,视操作温度和工艺需要而定。
上料系统/气压密封
此炉上料系统的操作与高炉相似,比如向炉内装料时没有大的气压损失和烟气泄漏。最终的设计与高炉类似,但是与高炉料钟或传统的闸门(非料钟的炉顶设备)相比,利用的是相对较为便宜的气体密封阀。换句话说,此系统的作用于传统高炉类似。
布料
早些时候,布料系统设计过程的主要难题是创造一种机械系统,能够精确地把料布向炉内任意位置。并且此系统与炉子生产能力的随意扩张相适应,两者之间不能相互制约。由于其布料横截面是矩形而非圆形,所以传统的高炉布料方法行不通。最后采用一种摆动流槽设计,其中流槽角度可以在横截面和纵截面两个平面内调节。流槽位置与料斗同步,受计算机控制。批料的供给由炉顶上部的给料机控制,入炉的批料量基于提前制定的方案,或是对于低料线作出的反应。利用激光技术对料线位置进行连续测量。
热风弯头及风口
在输送热风的情况下,矩形箱体对于鹅颈管和直吹管是相似的,为解决气体集聚的问题设计了一种新奇的方案。
弯头/风口系统的目标是利用尽可能多的传统设计。风口的密集布置使两个风口围绕一个压力管的设计成为必要。为了把气流一分为二,有多种方案选择:在风口内;在直吹管内;或是下弯头内。部分是成本的原因,同时也为了维护方便,决定利用分叉的下弯头。这种方法中,直吹管和风口是传统配件,将来并不需特别照顾。从当时的选择中可知,下弯头在各种选择中对于维护的要求也是最低的。
冷风喷嘴
与热风管相似,冷风喷嘴比较密集。在冶炼过程中,喷枪的喷嘴要容易替换。喷枪的插入区,除了枪尖外一般不暴露在高温下,由于大量的冷风喷枪使得此处异常拥挤。因此需要设计一种长枪身而为枪尖留出位置。用下面方法达到了我们的要求:利用细孔来确定喷枪方向,精确固定枪尖,同时冶炼时利用喷枪突出的部分对枪尖冷却。
烟气导出管
炉顶烟气导出管的结构设计即要有利于炉内未反应气的分布,又要通过有效的排出装料时带入炉内的细微矿粒以保证床层的渗透性。冷热风分配系统要根据炉内气体分布较为均匀的需要来调节。烟气导出管的安排要保证气体在炉内沿着长度方向均匀流动。导出管的砌衬用以防止磨损,尽可能的减少焦油在管道的浓缩。导出管管道与收集器组系统(类似于焦炉烟气处理系统)相连,因为此工艺的主要燃料来源是煤,所以此系统是非常必要的。在收集器组内,烟气被压榨使其中的焦油快速的浓缩出来,浓缩物被冲进一个单独的罐中,而气体进入传统高炉的烟气处理系统中。
仪表设备及控制
炉子要安装仪表设备用以收集数据进行比较,此方法被用于实验工厂,这对于两个炉子的比较非常方便,可以让操作者快速的发现两个炉子的运行差别。炉子的数据收集非常象高炉对耐材、过程温度、炉内压力的紧密监视。最关键的控制手段是上料控制和料线定位,这是通过激光扫描设备进行监视,然后反馈给控制特定原料的上料系统。
第一座配套齐全的Tecnored炉最近开工建设,计划在2006年第一季度生产出铁水。通过大量的高温实验研究确定了试验工厂炉子的各种参数,而这个炉子又是在实验工厂炉子研究发展的基础上设计的,这个炉子的设计基于实验工厂的研究发展以及通过高温实验所获得的大量的参数,其在设计上的变动降到了最小,所以我们对于炉子的成功启动具有充分的自信。
瞳