[发明专利]金属生产和空气分离的组合式设备

说明书

本发明涉及由至少一个金属生产或处理装置构成的组合式设备，包括至少一个把气体从空气中分离出来的装置，该装置具有至少一个从空气中分离出来的至少一种气体的出口。

现今的金属生产装置，特别是钢铁生产装置包括多种金属生产或处理装置，需要时把它们重组成一整条生产线，从矿物原料的处理一直到用来供给市场的制成品的生产。这些金属生产或处理装置的大多数要消耗大量的压缩空气（每吨金属10标米³空气以上）和/或从空气中分离出来的气体，特别是氧气（每吨金属50标米³以上）和/或中性气体（每吨金属10标米³以上）。这些气体一般用液态气罐或气体管道供应。此外，这些空气气体由空气气体分离装置，特别是低温型的分离装置生产，而这些装置也需要供应压缩空气。不管是金属生产或处理装置，还是空气分离装置，所使用的空气压缩机都是些要消耗大量电能的大型设备，从而大大提高了生产成本。

本发明的目的是提供一种组合式设备它包括至少一个金属生产装置和至少一个空气气体分离装置，它将最佳地配合这些装置，特别是共用一个压缩空气生产装置以及把金属生产或处理装置与由空气气体分离装置提供的空气气体源就地直接连接起来。

为此，按照本发明的一个特点，本组合式设备包括一个压缩空气生产装置，它具有至少一个出口连接到空气气体分离装置和所述生产或处理装置，把空气提供给它们。

按照本发明的另一个特点，本设备包括至少一条把空气分离装置的出口连接到所述装置的流体管道，把至少一种从空气中分离出来的气体以气体或液体形态供应给所述装置。

本发明还旨在提供上述类型的组合设备，该设备还利用此两装置之间的热配合，尤其是由低温型分离装置提供的致冷力。

为此，按照本发明的一个特点，金属生产或处理装置包括至少一条冷却管路，它的至少一部分在功能上与低温空气气体分离装置的至少一条流体管路相关。

本发明的另一个目的是以过度压缩空气提供给低温分离设备而使其工作最佳化。

通过下述结合附图对设计方案的说明，便可看出本发明的其它特点和优点，但这些方案只是例示性的并非限制性的。附图中：

图1为本发明组合式设备的一种设计方案的示意图，它把一条钢铁生产线和一低温型空气气体分离装置组合在一起;

图2是适用于本发明组合式设备的低温空气气体分离装置的一种设计方案的示意图。

在下述说明和各附图中，相同或类似部件用相同标记表示，必要时用符号表示。

在图1所示意的设计方案中，表示出互相配合的三大组装置，即生产压缩空气的高压和中在装置组Ⅰ、钢铁生产线Ⅱ和低温型空气气体分离装置组Ⅲ。

在所示例子中，钢铁生产线Ⅱ包括钢铁熔化炉1，它一般为电弧炉或EOF风口和喷嘴型高炉，其熔化金属被送到对熔化钢铁进行处理或组分调节的转炉型装置2，装置2一般为AOD（“氩氧脱碳法”）或BOF（“氧气顶吹转炉”），然后通过连铸装置3和连续再加热炉4送到轧钢厂5。直接从高炉、或COREX型、或用来还原或预还原矿砂的DRI直接还原型装置6把钢供应给高炉1或从废铁分拣装置7把废铁供给高炉1。低温型空气气体分离装置Ⅲ一般包括至少一个双蒸馏塔9，如图2所示，该塔9包括中压塔10和低压塔11，最好还包括氩混合塔（未画出），用装有吸收型净化器装置13的压缩空气输送管12把压力至少来4×10⁵Pa、一般在6×10⁵到75×10⁵Pa之间的压缩空气供应给塔9。在所示例子中，空气气体分离装置包括至少一个纯氧出口14、一大体为纯氩的出口15、一大体为纯氩的出口16和剩余气体出口17（一般为不纯的氮）以及低温流体，例如液态或气态氮或液态空气的附加出口18。