[发明专利]还原气体喷射系统

说明书

一种用于包括高炉壁(30)的高炉的还原气体喷射系统(10)，其中，还原气体喷射系统包括：‑还原气体分配管道(20)；‑一个或多个喷射器(40)，在竖井水平高度处安装到高炉壁，其中，还原气体分配管道(20)附接到高炉壁(30)或该高炉壁的支撑结构，其中，所述喷射器(40)包括喷嘴本体(42)，该喷嘴本体具有一外围壁，该外围壁沿着纵向轴线从具有至少一个喷射孔(41)的前部部分延伸到相对的具有进口端口(43)的后部部分，其中，喷嘴本体包括用于将还原气体从所述进口端口(43)引导到所述喷射孔(41)的内部气体通道；其中，所述喷嘴本体(42)穿过所述高炉壁(30)中的孔口安装，使得具有喷射孔(41)的前部部分位于所述高炉的内侧(31)，而具有进口端口(43)的所述后部部分位于所述高炉壁外部，其中，所述喷嘴本体(42)包括外围安装部分，该外围安装部分构造成以气密方式将所述喷射器连接所述高炉壁中的所述孔口，其中，进口端口(43)通过喷射器底座与还原气体分配管道(20)流体连接，所述喷射器底座包括：进料管道(51)，连接到还原气体分配管道(20)；弯管(52)，连接到所述进料管道(51)；以及喷射器管道(53)，连接到所述弯管(52)，所述喷射器管道(53)以气密方式法兰安装到喷射器(40)的进口端口(43)，并且所述喷射器管道(53)和/或弯管的出口包括至少一个万向节补偿接头(531)。

技术领域

本发明通常涉及冶金领域，并且更具体地，涉及高炉的运行，其中热还原气体被送入高炉竖井中。

背景技术

随着《巴黎协定》的签署和几乎全球对减排行动的必要性达成共识，每个工业领域都必须研究制定提高能源效率并减少CO₂排放的解决方案。

在此背景下，铁冶金领域中的参与者已经开发了新的方法，以便减少高炉炼铁路线的环境足迹。事实上，尽管有替代的方法，例如废钢熔化或电弧炉内的直接还原，但是高炉(BF)在今天仍然代表着最广泛使用的钢铁生产工艺。

在已开发的减少高炉CO₂排放的方法中，有人提出将热还原气体(通常为合成气，主要由CO和H₂组成)直接引入高炉的竖井中。这也被称为“竖井进料”，并且这意味着热还原气体(合成气)穿过炉外壁，在热风(风口)水平高度上方，即在炉腹上方，并且优选地引入/喷射在内聚区上方的氧化亚铁的气固还原区内。

技术问题

本发明的目的是提出一种用于将热还原气体送入高炉竖井中的切实可行的还原气体喷射系统，该还原气体喷射系统可以在现有的高炉上实现。本发明的另一个目标是优选地提供一种紧凑且具成本效益的系统，该系统将热合成气管道与高炉竖井中的喷射点气密连接，从而允许这两个系统的相对移动。

发明内容

为了克服上述问题，在第一方面中，本发明提出一种用于包括高炉壁的高炉的还原气体喷射系统，其中，还原气体喷射系统包括：

-还原气体分配管道，

-一个或多个喷射器，在竖井水平高度处安装到高炉壁(外侧)，

其中，还原气体分配管道(构造成)附接到高炉壁或该高炉壁的支撑结构；

其中，所述一个或多个喷射器包括喷嘴本体，该喷嘴本体具有一外围壁，该外围壁沿着纵向轴线从具有至少一个喷射孔的前部部分延伸到相对的具有进口端口的后部部分，其中，喷嘴本体包括构造成将还原气体从所述进口端口引导到所述喷射孔的内部气体通道；

其中，所述喷嘴本体穿过所述高炉壁中的孔口安装，使得具有喷射孔的前部部分位于所述高炉的内侧，而具有进口端口的所述后部部分位于所述高炉壁外部，优选地所述安装是法兰安装；

其中，所述喷嘴本体包括外围安装部分，该外围安装部分构造成以气密方式将所述喷射器连接到所述高炉壁中的所述孔口；