專利名稱：用于高壓冶煉爐加料的氣囊型壓力調(diào)節(jié)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域中高壓冶煉爐加料所用的壓力調(diào)節(jié)工藝。
背景技術(shù)：
鋼鐵工業(yè)的發(fā)展要求從整個生產(chǎn)流程上進行工藝優(yōu)化，達到節(jié)能降耗，滿足日益 嚴(yán)峻的環(huán)保要求以及殘酷的市場競爭，降低成本，提高鋼鐵產(chǎn)品的生命力。以高爐煉鐵工藝 為例，高爐爐頂設(shè)備裝排料過程中其稱量料罐是處在均壓、放散交替工作程序下完成的，均 壓(充壓)需要荒煤氣、半凈煤氣或N2沖入稱量料罐內(nèi)，裝完料后通過均壓達到與高爐爐內(nèi) 壓力相同以便向高爐爐內(nèi)排料；放散時須向大氣中排放荒煤氣，達到與大氣相同的壓力，滿 足稱量料罐受料，放散過程排出了大量煤氣和粉塵，粉塵可通過旋風(fēng)除塵回收入爐，但這部 分煤氣卻排空，噸鐵的放散量在6 8Nm3，我國每年鐵水產(chǎn)量約為6億噸，經(jīng)由高爐爐頂均 壓放散設(shè)備排放的煤氣量就達40億立方米(高爐煤氣單價按0. 11元/Nm3計算，約為4. 4 億人民幣)以上，資源浪費極大的同時也對大氣造成了嚴(yán)重污染，并且煤氣本身也有很好 的經(jīng)濟價值。新興的非高爐煉鐵技術(shù)中，也均采用的是與目前高爐類似的加料壓力調(diào)節(jié)工藝， 浪費極大。相關(guān)技術(shù)人員都在研究如何做到零排放，以達到節(jié)能降耗，利于環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種用于高壓冶煉爐加料的氣 囊型壓力調(diào)節(jié)工藝，該工藝能做到壓力調(diào)節(jié)過程中的煤氣零排放，煤氣完全內(nèi)部循環(huán)使用， 不污染環(huán)境。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是用于高壓冶煉爐加料的氣囊型壓 力調(diào)節(jié)工藝，其特征在于它包括如下步驟1)在料罐1的壓力調(diào)節(jié)出口串聯(lián)接一氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置；2)在高壓冶煉爐剛投入生產(chǎn)的時候，加滿料的料罐1內(nèi)的壓力是常壓，打開與壓 力調(diào)節(jié)出口相連的氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置的壓力調(diào)節(jié)切斷閥5，再打開與氣囊7相連的氮氣 管13上的高壓氮氣切斷閥9，向氣囊7內(nèi)通入高壓氮氣，高壓氮氣充入氣囊7從而壓縮壓 力平衡裝置6中的煤氣體積，進而壓縮料罐一側(cè)的氣體體積，使得料罐的壓力升高到與冶 煉爐內(nèi)相同的壓力后，關(guān)閉高壓氮氣切斷閥9、壓力調(diào)節(jié)切斷閥5，打開料罐1下部的下料閘 4，即可向冶煉爐內(nèi)加料；3)進行排壓時，先打開與壓力調(diào)節(jié)出口相連的氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置的壓力調(diào)節(jié)切 斷閥5，后，再打開與氣囊7相連氮氣放散管12上的氮氣放散閥8，氣囊7內(nèi)的高壓氮氣直 接對空放散，使得料罐1 一側(cè)的氣體體積增大，壓力降低至大氣壓力后，關(guān)閉氮氣放散閥8 和壓力調(diào)節(jié)切斷閥5，打開料罐1上的受料閘10后，即可向料罐1內(nèi)加料，如此循環(huán)以完成 壓力調(diào)節(jié)工藝。本發(fā)明的原理是料罐內(nèi)壓力的調(diào)整實際上是通過壓縮和釋放料罐內(nèi)的氣體體積的變化來完成的，料罐內(nèi)氣體在壓力調(diào)節(jié)過程中其溫度是不發(fā)生改變的，并且氣囊完全隔 斷內(nèi)外側(cè)的氣體，該條件滿足理想氣體方程的等溫過程，原理公式即為P1V1 = P2V2。因此，通過氣囊體積的調(diào)整來改變氣囊內(nèi)外側(cè)的氣體體積大小以調(diào)整兩側(cè)的壓 力，使得料罐內(nèi)的壓力達到工藝控制要求，滿足生產(chǎn)，氣囊內(nèi)外分別為氮氣和荒煤氣，充壓 時氣囊充氣，壓縮料罐側(cè)的荒煤氣氣體體積使得料罐內(nèi)壓力升高達到爐內(nèi)的壓力后進行排 料，排壓時氣囊放氣，使得料罐側(cè)的體積增大，壓力降低，降到大氣壓力后滿足料罐受料。氣 囊體積的調(diào)整通過串接高壓氮氣，充排氮氣來實現(xiàn)。本發(fā)明的有益效果是從根本上改變了傳統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)工藝，解決了荒煤氣的對 空排放問題，用氮氣的排放代替了煤氣的排放，并且簡化了原有的工藝、設(shè)備、材料，操作簡 單，降低了固定投資，節(jié)約了生產(chǎn)運行成本。此方法完全杜絕了均壓放散過程中煤氣的對空 排放，壓力調(diào)節(jié)過程使用的都是氮氣，做到壓力調(diào)節(jié)過程中的煤氣零排放，煤氣完全內(nèi)部循 環(huán)使用，不污染環(huán)境。本工藝的作用顯而易見。


圖1為本發(fā)明的用于高壓冶煉爐加料的氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1——料罐；2——萬向波紋補償器；3——軸向波紋補償器；4——下料閘； 5——壓力調(diào)節(jié)切斷閥；6——壓力平衡裝置；7——氣囊；8——氮氣放散閥；9——高壓氮 氣切斷閥；10——受料閘，11——壓力平衡管道，12——氮氣放散管，13——氮氣管。
具體實施例方式下面通過附圖對本發(fā)明做進一步的說明，但是不會構(gòu)成對本發(fā)明的限制。實施例1 用于高壓冶煉爐加料的氣囊型壓力調(diào)節(jié)工藝，它包括如下步驟1)在料罐1的壓力調(diào)節(jié)出口串聯(lián)接一氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置(作為終端，通過調(diào)整 氣囊內(nèi)的體積大小來完成壓力調(diào)節(jié)的過程)；2)在高壓冶煉爐剛投入生產(chǎn)的時候，加滿料的料罐1內(nèi)的壓力是常壓，打開與壓 力調(diào)節(jié)出口相連的氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置的壓力調(diào)節(jié)切斷閥5，再打開與氣囊7相連的氮氣 管13上的高壓氮氣切斷閥9，向氣囊7內(nèi)通入高壓氮氣(采用常規(guī)的，可采用0. 4-15Mpa的 高壓氮氣)，高壓氮氣充入氣囊7從而壓縮壓力平衡裝置6中的煤氣體積(壓力平衡裝置為 封閉的；氣囊的體積變大)，進而壓縮料罐一側(cè)(即氣囊外側(cè)；氣囊內(nèi)稱為內(nèi)側(cè))的氣體體 積，使得料罐的壓力升高到與冶煉爐內(nèi)相同的壓力后，關(guān)閉高壓氮氣切斷閥9、壓力調(diào)節(jié)切 斷閥5，打開料罐1下部的下料閘4，即可向冶煉爐內(nèi)加料；3)進行排壓時，先打開與壓力調(diào)節(jié)出口相連的氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置的壓力調(diào)節(jié)切 斷閥5，后，再打開與氣囊7相連氮氣放散管12上的氮氣放散閥8，氣囊7內(nèi)的高壓氮氣直 接對空放散，使得料罐(即稱量料罐)1 一側(cè)(即氣囊外側(cè)；氣囊的體積變小)的氣體體積 增大，壓力降低至大氣壓力后，關(guān)閉氮氣放散閥8和壓力調(diào)節(jié)切斷閥5，打開料罐1上的受料 閘10后，即可向料罐1內(nèi)加料，如此循環(huán)以完成壓力調(diào)節(jié)工藝。如圖1所示，所述的氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置包括萬向波紋補償器2、軸向波紋補償器 3、壓力調(diào)節(jié)切斷閥5、壓力平衡裝置6、氣囊7、氮氣放散閥8、高壓氮氣切斷閥9、壓力平衡
4管道11、氮氣放散管12、氮氣管13 ；壓力平衡管道11的一端與料罐1的壓力調(diào)節(jié)出口相連 通，壓力平衡管道11的另一端與封閉的壓力平衡裝置(或稱壓力平衡罐)6相連通，壓力平 衡管道11上設(shè)有萬向波紋補償器2、軸向波紋補償器3、壓力調(diào)節(jié)切斷閥5 ；氣囊7位于壓 力平衡裝置6的空腔內(nèi)，氣囊7通過連接口分別與位于壓力平衡裝置6外的氮氣放散管12、 氮氣管13的一端相連通(連接口可設(shè)在壓力平衡裝置6上；氮氣放散閥8也可直接設(shè)在氮 氣放散連接口上)，氮氣放散管12上設(shè)有氮氣放散閥8，氮氣管13的另一端與氮氣源(如 高壓氮氣瓶)相連通，氮氣管13上設(shè)有高壓氮氣切斷閥9。
所述的氣囊7的體積為料罐1的容積的2 2. 5倍。
權(quán)利要求
用于高壓冶煉爐加料的氣囊型壓力調(diào)節(jié)工藝，其特征在于它包括如下步驟1)在料罐(1)的壓力調(diào)節(jié)出口串聯(lián)接一氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置；2)在高壓冶煉爐剛投入生產(chǎn)的時候，加滿料的料罐(1)內(nèi)的壓力是常壓，打開與壓力調(diào)節(jié)出口相連的氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置的壓力調(diào)節(jié)切斷閥(5)，再打開與氣囊(7)相連的氮氣管(13)上的高壓氮氣切斷閥(9)，向氣囊(7)內(nèi)通入高壓氮氣，高壓氮氣充入氣囊(7)從而壓縮壓力平衡裝置(6)中的煤氣體積，進而壓縮料罐一側(cè)的氣體體積，使得料罐的壓力升高到與冶煉爐內(nèi)相同的壓力后，關(guān)閉高壓氮氣切斷閥(9)、壓力調(diào)節(jié)切斷閥(5)，打開料罐(1)下部的下料閘(4)，即可向冶煉爐內(nèi)加料；3)進行排壓時，先打開與壓力調(diào)節(jié)出口相連的氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置的壓力調(diào)節(jié)切斷閥(5)，后，再打開與氣囊(7)相連氮氣放散管(12)上的氮氣放散閥(8)，氣囊(7)內(nèi)的高壓氮氣直接對空放散，使得料罐(1)一側(cè)的氣體體積增大，壓力降低至大氣壓力后，關(guān)閉氮氣放散閥(8)和壓力調(diào)節(jié)切斷閥(5)，打開料罐(1)上的受料閘(10)后，即可向料罐(1)內(nèi)加料，如此循環(huán)以完成壓力調(diào)節(jié)工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高壓冶煉爐加料的氣囊型壓力調(diào)節(jié)工藝，其特征在于 所述的氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置包括壓力調(diào)節(jié)切斷閥(5)、壓力平衡裝置(6)、氣囊(7)、氮氣放 散閥(8)、高壓氮氣切斷閥(9)、壓力平衡管道(11)、氮氣放散管(12)、氮氣管(13)；壓力平 衡管道(11)的一端與料罐(1)的壓力調(diào)節(jié)出口相連通，壓力平衡管道(11)的另一端與封 閉的壓力平衡裝置(6)相連通，壓力平衡管道(11)上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)切斷閥(5)；氣囊(7)位 于壓力平衡裝置(6)的空腔內(nèi)，氣囊(7)通過連接口分別與位于壓力平衡裝置(6)外的氮 氣放散管(12)、氮氣管(13)的一端相連通，氮氣放散管(12)上設(shè)有氮氣放散閥(8)，氮氣 管(13)的另一端與氮氣源相連通，氮氣管(13)上設(shè)有高壓氮氣切斷閥(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高壓冶煉爐加料的氣囊型壓力調(diào)節(jié)工藝，其特征在于 所述的氣囊(7)的體積為料罐(1)的容積的2 2. 5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高壓冶煉爐加料的氣囊型壓力調(diào)節(jié)工藝，其特征在于 壓力平衡管道(11)上設(shè)有萬向波紋補償器(2)、軸向波紋補償器(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域中高壓冶煉爐加料所用的壓力調(diào)節(jié)工藝。用于高壓冶煉爐加料的氣囊型壓力調(diào)節(jié)工藝，其特征在于它包括如下步驟1)在料罐的壓力調(diào)節(jié)出口串聯(lián)接一氣囊型壓力調(diào)節(jié)裝置；2)在高壓冶煉爐剛投入生產(chǎn)的時候，向氣囊內(nèi)通入高壓氮氣，進而壓縮料罐一側(cè)的氣體體積，使得料罐的壓力升高到與冶煉爐內(nèi)相同的壓力后，打開料罐下部的下料閘，即可向冶煉爐內(nèi)加料；3)進行排壓時，氣囊內(nèi)的高壓氮氣直接對空放散，使得料罐一側(cè)的氣體體積增大，壓力降低至大氣壓力后，打開料罐上的受料閘后，即可向料罐內(nèi)加料，如此循環(huán)以完成壓力調(diào)節(jié)工藝。該工藝能做到壓力調(diào)節(jié)過程中的煤氣零排放，煤氣完全內(nèi)部循環(huán)使用，不污染環(huán)境。
文檔編號C21B7/00GK101974658SQ20101054391
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者劉菁, 葉理德, 周強, 唐恩, 喻道明, 戚波, 潘鐵毅, 盛正平, 范小鋼, 邵遠敬 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司