Доменная печь с энергонезависимым контролем вдувания углерода

Изобретение относится к доменной печи. Доменная печь содержит стенки с отверстиями, через которые в рабочее пространство поступает горячий воздух, и кольцевой трубопровод горячего воздуха, окружающий стенки печи. От кольцевого трубопровода отходят отводные линии, которые заканчиваются в отверстиях в стенках печи. Отводные линии выполнены из стальной трубы, которая внутри облицована огнеупорным материалом, и снабжены сенсорными устройствами. Сенсорные устройства содержат по одному термоэлектрическому преобразователю. Стальная труба соответствующей отводной линии снабжена выемкой и термоэлектрический преобразователь расположен в области этой выемки. Огнеупорный материал в области выемки имеет углубление, так что остаточная толщина огнеупорного материала в области между термоэлектрическим преобразователем и проходящим в соответствующей отводной линии горячим воздухом меньше, чем нормальная толщина, которую имеет огнеупорный материал в остальных областях. В области выемки расположен промежуточный элемент, который соединен со стальной трубой газонепроницаемо, и термоэлектрический преобразователь, контактирующий с промежуточным элементом. В результате обеспечивается надежное и эффективное энергоснабжение сенсорных устройств. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Данное изобретение касается доменной печи.

Из WO 2009/141 419 A1 известна доменная печь,

- причем эта доменная печь имеет образующие шахту стенки печи, заключающие между собой рабочее пространство, в котором железная руда перерабатывается в железо,

- причем стенки печи по своему периметру имеют отверстия, через которые в рабочее пространство подается горячий воздух,

- причем стенки печи окружены кольцевым трубопроводом, по которому идет этот горячий воздух,

- причем от кольцевого трубопровода отходят отводные линии, которые заканчиваются в отверстиях в стенках печи,

- причем по меньшей мере эти отводные линии выполнены из стальной трубы, которая внутри облицована огнеупорным материалом,

- причем в области отверстий заканчиваются инжекционные сопла, посредством которых в горячий воздух добавляется угольная пыль, так что угольная пыль сгорает внутри рабочего пространства,

- причем отводные линии снабжены сенсорными устройствами для контроля сжигания угольной пыли.

Из полезной модели CN 202 881 302 U известно сенсорное устройство для доменной печи,

- причем это сенсорное устройство содержит детекторное устройство, посредством которого может контролироваться сжигание вдуваемой в рабочее пространство угольной пыли,

- причем сенсорное устройство имеет соединенное с детекторным устройством информационными связями устройство передачи данных, посредством которого могут беспроводным способом отправляться данные о сжигании, контролируемом с помощью детекторного устройства,

- причем сенсорное устройство содержит термоэлектрический преобразователь, который термически подключен к стенкам печи и который из разности температур между стенками печи и окружением доменной печи вырабатывает электрическую энергию, которой снабжается это сенсорное устройство.

В современных доменных печах в рабочее пространство доменной печи среди прочего вдувается угольная пыль как восстановительное средство. По-английски это обозначается как PCI (= pulverized coal injection). Такое вдувание производится как правило через специальные фурмы, в которых горячий воздух смешивается с углеродом и подается в рабочее пространство. Такой PCI-метод позволяет оптимизировать потребляемую мощность доменной печи и значительно снизить затраты.

Для надлежащего функционирования этого метода должно гарантироваться, что вдуваемая угольная пыль оптимально сгорает в фурменном сопле воздушной фурмы. Если это не может быть обеспечено, то угольная пыль вводится в доменный процесс, который - из-за недостатка кислорода - не может быть проведен. Далее, эта пыль может также забивать воздушные каналы внутри доменной печи, что в результате может привести к снижению производительности.

Для того, чтобы гарантировать, что угольная пыль надлежащим образом сгорит в фурменном сопле воздушной фурмы, процесс сжигания согласно WO 2009/ 141 419 А1 контролируется. Такой контроль может осуществляться посредством датчиков давления, датчиков интенсивности света или через контроль формы факела с помощью камеры.

Соответствующее устройство контроля, во-первых, должно снабжаться электрической энергией. Во-вторых, получаемые посредством этого устройства контроля данные должны передаваться в систему управления процессом для этой доменной печи или на другое устройство. В случае энергоснабжения через питающую линию и передачи данных через кабель для передачи данных оба этих процесса (т.е. энергоснабжение и передача данных) подвержены помехам вследствие неблагоприятных условий при работе доменной печи. Поэтому в полезной модели CN 202 881 302 U предлагается проводить так называемое аккумулирование энергии (energy harvesting), т.е. предусмотреть термоэлектрический преобразователь, который привязывается к двум окружающим пространствам с разной температурой и вследствие разности этих температур вырабатывает электрическую энергию. Такого рода термоэлектрические преобразователи широко известны. Например, в качестве такого преобразователя может использоваться элемент Пельтье. Далее, согласно CN 202 881 302 U осуществляется беспроводная передача полученных изображений.

Согласно полезной модели CN 202 881 302 U термоэлектрический преобразователь приварен к стенкам печи вблизи воздушной фурмы. Такое выполнение на практике оказалось трудоемким и чреватым погрешностями.

Задача данного изобретения заключается в том, чтобы в доменной печи при сохранении энергонезависимой работы сенсорных устройств гарантировать надежное и эффективное энергоснабжение этих сенсорных устройств.

Эта задача решается посредством доменной печи с признаками независимого пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения доменной печи являются предметом зависимых пунктов 2-12.

Согласно изобретению доменная печь выполнена таким образом,

- что эта доменная печь имеет образующие шахту стенки печи, заключающие между собой рабочее пространство, в котором железная руда перерабатывается в железо,

- что стенки печи по своему периметру имеют отверстия, через которые в рабочее пространство подается горячий воздух,

- что стенки печи окружены кольцевым трубопроводом, по которому идет этот горячий воздух,

- что от кольцевого трубопровода отходят отводные линии, которые заканчиваются в отверстиях в стенках печи,

- что по меньшей мере эти отводные линии выполнены из стальной трубы, которая внутри облицована огнеупорным материалом,

- что в области отверстий заканчиваются инжекционные сопла, посредством которых к горячему воздуху добавляется угольная пыль, так что угольная пыль сгорает внутри рабочего пространства,

- что отводные линии снабжены сенсорными устройствами для контроля сжигания угольной пыли,

- что каждое сенсорное устройство содержит по одному детекторному устройству, посредством которого контролируется сжигание добавленной к горячему воздуху угольной пыли,

- каждое из сенсорных устройств содержит по одному соединенному с соответствующим детекторным устройством информационными связями устройству передачи данных, посредством которого беспроводным методом могут отправляться данные о сжигании, контролируемом с помощью соответствующего детекторного устройства,

- что каждое сенсорное устройство содержит один термоэлектрический преобразователь, который термически привязан к соответствующей отводной линии и который из разности температур между соответствующей отводной линией и окружением доменной печи вырабатывает электрическую энергию, которой снабжается соответствующее сенсорное устройство, и

- что стальная труба соответствующей отводной лини в отдельной области имеет выемку, и термоэлектрический преобразователь расположен в области эти выемки.

Вследствие расположения термоэлектрического преобразователя на стальной трубе соответствующей отводной линии обеспечивается компактная, помехозащищенная реализация энергоснабжения. Вследствие того обстоятельства, что стальная труба снабжена выемкой, термоэлектрический преобразователь эксплуатируется с высокой (но не критичной) разностью температур.

Термоэлектрический преобразователь может поэтому предоставлять относительно много электрической энергии (в диапазоне нескольких ватт).

Огнеупорный материал в области выемки имеет углубление, так что результирующая остаточная толщина огнеупорного материала в области между термоэлектрическим преобразователем и проходящим в соответствующей отводной линии горячим воздухом меньше, чем нормальная толщина, которую имеет огнеупорный материал в остальных областях. Благодаря этому разность температур может быть дополнительно увеличена. Остаточная толщина, в частности, может лежать в пределах между 50% и 80% от нормальной толщины.

При соответствующем выполнении термоэлектрического преобразователя возможно, чтобы термоэлектрический преобразователь непосредственно контактировал с огнеупорным материалом, которым стальная труба облицована внутри. Это действительно как в том случае, когда огнеупорный материал в области выемки не имеет углубления (т.е. исключительно стальная труба соответствующей отводной линии имеет эту выемку), так и в том случае, когда огнеупорный материал в области выемки имеет углубление. В обоих случаях возможно, что термоэлектрический преобразователь имеет оболочку из металла, в частности, стали. В случае, если огнеупорный материал имеет углубление, то в области выемки размещается, однако, промежуточный элемент, который газонепроницаемо соединен со стальной трубой. В таком случае термоэлектрический преобразователь контактирует с промежуточным элементом.

Для создания газонепроницаемого соединения со стальной трубой промежуточный элемент может быть, в частности, приварен к стальной трубе.

Промежуточный элемент как правило состоит из подходящего металла. Этим металлом может быть, в частности, сталь.

Как правило такие отводные линии имеют по одному первому участку и по одному второму участку, примыкающему к соответствующему первому участку. Первый участок примыкает к кольцевому трубопроводу и проходит по отношению к этому кольцевому трубопроводу радиально внутрь и вниз. Второй участок проходит горизонтально и заканчивается в соответствующем отверстии в стенке печи. Предпочтительно указанный соответствующий термоэлектрический преобразователь установлен в первом участке соответствующей отводной линии. Такое выполнение оказалось, во-первых, компактным, а во-вторых, особенно просто реализуемым.

Зачастую детекторные устройства выполнены в виде камер, которые имеют соответствующую оптическую ось - при необходимости после отклонения луча -, причем эта соответствующая оптическая ось внутри соответствующего второго участка проходит параллельно протяженности соответствующего второго участка.

Возможно, что детектирование осуществляется исключительно с помощью камеры.

Альтернативно этому возможно, что перед камерой установлено оптическое устройство, с помощью которого картина сжигания угольной пыли, добавляемой в горячий воздух через соответствующее инжекционное сопло, по меньшей мере время от времени альтернативно или дополнительно к подаче на камеру может подаваться на окуляр. Такое оптическое устройство может быть выполнено, например, в виде складного зеркала. В таком случае такое изображение в зависимости от положения зеркала в порядке альтернативы будет подаваться не на камеру, а на окуляр.

В порядке альтернативы складному зеркалу такое оптическое устройство может представлять собой, например, полупрозрачное зеркало или так называемый светоделительный кубик. В этом случае изображение подается на окуляр дополнительно к подаче изображения на камеру. Полупрозрачное зеркало, соответственно, светоделительный кубик в этом случае не должны механически двигаться; кроме того, оператор может через этот окуляр наблюдать за сжиганием внутри доменной печи, не оказывая при этом влияния на контроль с помощью камеры. Обычно оптические оси камеры и окуляра смещены на 90° (см., например, Фиг. 3).

Вид беспроводной передачи может быть выбран в зависимости от потребности. В частности, возможно, что такие устройства передачи данных базируются на стандартах GSM, UMTS, LTE или ISM.

Можно полученные с помощью соответствующего детекторного устройства данные подавать на устройство передачи данных в том виде, как они есть. Предпочтительно, однако, между соответствующим детекторным устройством и соответствующим устройством передачи данных разместить по одному устройству оценки измеренных значений, которое анализирует полученные от соответствующего детекторного устройства данные перед их подачей на устройство передачи данных. Благодаря этому можно, в частности, снизить объем данных, и зачастую весьма существенно.

Вышеописанные свойства, признаки и преимущества данного изобретения, а также способ, каким они могут быть достигнуты, станут яснее и понятнее в связи нижеприведенным описанием примеров осуществления, которые разъясняются подробно с привлечением чертежей. При этом на чертежах схематично представлено следующее.

Фиг. 1 в продольном разрезе, доменная печь,

Фиг. 2 сечение по линии II-II доменной печи по Фиг. 1,

Фиг. 3 фрагмент Фиг. 3, а также линии обмена информацией, и

Фиг. 4 отводная линия с термоэлектрическим преобразователем.

На Фиг. 1 показана построенная самым обычным образом доменная печь 1. Доменная печь 1 согласно Фиг. 1 имеет образующие шахту стенки 2 печи. Стенки 2 печи окружают рабочее пространство 3. В рабочем пространстве 3 железная руда 4 перерабатывается в железо 5. Обычным образом сверху осуществляется загрузка рабочего пространства 3 железной рудой 4, коксом 6, а также добавками 7, например, известью.

Стенки 2 печи по Фиг. 1 и Фиг. 2 по своему периметру снабжены отверстиями 8. Количество отверстий 8 зачастую лежит в среднем двузначном диапазоне, например, между 30 и 50. Через эти отверстия 8 в рабочее пространство 3 подается горячий воздух 9. Под горячим воздухом 9 как правило понимается воздух. В порядке альтернативы речь может идти о воздухе, обогащенном кислородом.

Стенки 2 печи окружены кольцевым трубопроводом 10. По кольцевому трубопроводу 10 пропускается горячий воздух 9. От этого кольцевого трубопровода 10 отходят отводные линии 11. Отводные линии 11 заканчиваются в отверстиях 8 в стенках 2 печи. Для каждого отверстия 8 как правило предусмотрена собственная отводная линия 11.

С привлечением Фиг. 3 и Фиг. 4 ниже будет подробно рассмотрена конструкция отдельной отводной линии 11. Соответствующие разъяснения как правило справедливы для всех отводных линий 11.

Согласно Фиг 4 отводная линия 11 состоит из стальной трубы 12, которая внутри облицована огнеупорным материалом 13. Далее, отводная линия 11 имеет первый участок 14. Первый участок 14 примыкает к кольцевому трубопроводу 10. По отношению к кольцевому трубопроводу 10 он проходит радиально внутрь (т.е. к стенкам 2 печи) и вниз. Отводная линия 11 имеет, далее, второй участок 15. Второй участок 15 примыкает к первому участку 14. Он проходит (по меньшей мере по существу) горизонтально.

Второй участок 15 заканчивается в соответствующих отверстиях 8 в стенках 2 печи.

В области соответствующего отверстия 8 заканчивается, далее, соответствующее инжекционное сопло 16. С помощью инжекционного сопла 16 в горячий воздух 9 добавляется угольная пыль 17. Угольная пыль 17 вдувается горячим воздухом 9 в рабочее пространство 3. Там угольная пыль 17 сгорает. В процессе сгорания эта сжигаемая угольная пыль 17 восстанавливает находящийся в рабочем пространстве 3 оксид железа до железа.

Для контроля сжигания угольной пыли 17 отводная линия 11 снабжена сенсорным устройством 18. Сенсорное устройство 18 содержит по меньшей мере одно детекторное устройство 19, устройство 20 передачи данных и термоэлектрический преобразователь 21.

С помощью детекторного устройства 19 контролируется сжигание добавленной в горячий воздух 9 угольной пыли 17.

Устройство 20 передачи данных (непосредственно или через устройство 22 оценки измеренных значений) информационными связями соединено с детекторным устройством 19. С помощью устройства 20 передачи данных выдается информация о сжигании угольной пыли 17, контролируемом посредством детекторного устройства 19. Эта отправка осуществляется беспроводными методами. Устройство 20 передачи данных для этой цели может базироваться, например, на стандартах GSM, UMTS, LTE или ISM. Передача может осуществляться, например, в систему 23 управления процессом доменной печи 1 или в вычислительный блок 24.

Термоэлектрический преобразователь 21 термически привязан к отводной линии 11. Термоэлектрический преобразователь 21 для этой цели предпочтительно расположен в первом участке 14 отводной линии 11. Термоэлектрический преобразователь 21 из разности температур между соответствующей отводной линией 11 и окружением доменной печи 1 вырабатывает электрическую энергию. Термоэлектрический преобразователь 21 произведенной им электроэнергией снабжает остальные компоненты сенсорного устройства 18, в частности, детекторное устройство 19 и устройство 20 передачи данных, а также устройство 22 оценки измеренных значений, если оно предусмотрено. Термоэлектрический преобразователь 21 может быть выполнен, например, как элемент Пельтье. С термоэлектрическим преобразователем 21 может быть связан, далее, буферный аккумулятор 25, например, аккумулятор или суперконденсатор. Если это необходимо, то может быть предусмотрен, далее, стабилизатор 25' зарядного устройства.

Для оптимизации выработки электроэнергии предусмотрено, что стальная труба 12 отводной линии 11 в одной частичной области имеет выемку 26. Там - т.е. в области выемки 26 - расположен термоэлектрический преобразователь 21.

Термоэлектрический преобразователь 21 при определенных обстоятельствах может непосредственно (т.е. без использования стальной трубы 12) контактировать с огнеупорным материалом 13, которым эта стальная труба 12 облицована внутри.

Согласно показанному на Фиг. 4 предпочтительному варианту выполнения огнеупорный материал 13 в области выемки 26 имеет углубление. Поэтому результирующая остаточная толщина d', которую огнеупорный материал 13 имеет в области между термоэлектрическим преобразователем 21 и проходящим в соответствующей отводной линией 11 горячим воздухом 9, меньше чем нормальная толщина d, которую огнеупорный материал 13 имеет в остальной зоне. Остаточная толщина d' может составлять, в частности, между 50% и 80% от нормальной толщины d.

Такое выполнение по Фиг. 4 способствует тому, что выработка электроэнергии с помощью термоэлектрического преобразователя 21 базируется не на разности между температурой TU окружающей среды и температурой TS стальной трубы 12, а на разности между температурой TU окружающей среды и (действующей там) температурой TF огнеупорного материала 13. В частности, температура TF огнеупорного материала 13 зачастую существенно выше, чем температура TS стальной трубы 12. Например, температура TF может составлять ок. 250°C, а стальной трубы 12 - ок. 70°C. Так как температура TU окружающей среды равна ок. 25°C, то разность температур между огнеупорным материалом 13 и окружением округленно в пять раз больше, чем разность температур между стальной трубой 12 и окружением. Далее, так как генерируемая термоэлектрическим преобразователем 21 электрическая энергия пропорциональна разности температур, то термоэлектрический преобразователь 21 (при прочих равных параметрах) может предоставлять пятикратное количество электроэнергии.

В рамках данного варианта выполнения (т.е. при наличии углубления в огнеупорном материале 13) термоэлектрический преобразователь 21 при определенных обстоятельствах тоже может непосредственно контактировать с огнеупорным материалом 13. Как правило, однако, в области выемки 26 расположен промежуточный элемент 26', который газонепроницаемо соединен со стальной трубой 12. Термоэлектрический преобразователь 21 в этом случае контактирует с промежуточным элементом 26'.

Газонепроницаемое соединение промежуточного элемента 26' со стальной трубой 12 может быть достигнуто, например, за счет того, что этот промежуточный элемент 26' приварен к стальной трубе 12. В порядке альтернативы промежуточный элемент 26' может быть привинчен к стальной трубе 12, причем дополнительно между этим промежуточным элементом 26' и стальной трубой 12 расположен уплотнительный элемент, например, кольцевое уплотнение.

Промежуточный элемент 26' выполнен из механически достаточно стабильного, имеющего сравнительно хорошую теплопроводность материала. Как правило такой промежуточный элемент 26' выполнен из стали.

Согласно Фиг. 3 детекторное устройство 19 выполнено в виде камеры. В частности, такая камера может быть выполнена как термографическая камера (тепловизор). Камера имеет оптическую ось 27. Оптическая ось 27 после поворота лучей проходит внутри второго участка 15 параллельно протяженности этого второго участка 15. Согласно Фиг. 3 перед камерой включено, далее, оптическое устройство 28, согласно изображению по Фиг. 3 это зеркало. Посредством этого оптического устройства 28 изображение горения угольной пыли 17, добавляемой в горячий воздух 9 через инжекционное сопло 16, может подаваться на окуляр 29. В зависимости от выполнения этого оптического устройства 28 - в виде зеркала, в виде полупрозрачного зеркала или в виде светоделительного кубика - подача изображения на окуляр 29 производится альтернативно или дополнительно к подаче на камеру. В случае альтернативной подачи на камеру такая подача осуществляется лишь временно. В других случаях передача изображения происходит постоянно, как показано на чертеже. Согласно Фиг. 3 поэтому параллельно с автоматическим контролем с помощью сенсорных устройств 18 возможно также непосредственное наблюдение формы факела человеком. Оптические оси камеры и окуляра 29 имеют в таком случае смещение на 90° относительно друг друга.

Если имеется устройство 22 оценки измеренных значений, то оно в плане информационных связей расположено между детекторным устройством 19 и устройством 20 передачи данных. Устройство 22 оценки измеренных значений анализирует получаемую от детекторного устройства 19 информацию перед ее подачей в устройство 20 передачи данных. Например, это устройство 22 оценки измеренных значений может определять среднюю яркость полученных с камеры изображений, или, например, направлять на устройство 20 передачи данных только каждое x-тое изображение (x=2, 3, 4,...20,..., 50,...100,...), или только тогда передавать изображение на устройство 20 передачи данных, когда это полученное изображение оценивается как критическое, например, поскольку подлежащее контролю пламя погасло. Можно также через каждые несколько секунд передавать по одному новому изображению на устройство 20 передачи данных. Если в распоряжении имеется требуемая ширина полосы, то можно осуществлять и прямую трансляцию видеоинформации. Разумеется, возможно использование и других методов. Например, устройство 22 оценки измеренных значений может накапливать полученные изображения в буфере, прежде чем они будут передаваться в устройство 20 передачи данных. Возможно также, что устройство 22 оценки измеренных значений лишь время от времени осуществляет прямую трансляцию видеоинформации на устройство 20 передачи данных, например, в течение нескольких секунд только тогда, когда изображение было оценено как критичное.

Если это необходимо, с помощью сенсорных устройств 18 могут измеряться и другие данные, например, давление в начале соответствующей отводной линии 11 или падение давления в отводной линии 11, или количество угольной пыли 17, добавляемой в горячий воздух 9 через соответствующее инжекционное сопло 6. Эти данные тоже могут при необходимости подаваться на соответствующее устройство 20 передачи данных, а оттуда передаваться беспроводным методом. Далее, в порядке альтернативы можно такого рода информацию принимать посредством системы 23 управления процессом и передавать на вычислительный блок 24. Передача на вычислительный блок 24 может осуществляться непосредственно из системы 23 управления процессом. Альтернативно можно также, чтобы система 23 управления процессом сначала эти данные беспроводным методом передавала на соответствующее сенсорное устройство 18, а соответствующее сенсорное устройство 18 отправляло информацию на вычислительный блок 24.

Резюмируя, можно сказать, что данное изобретение предлагает следующее.

Доменная печь 1 имеет образующие шахту стенки 2 печи, которые заключают между собой рабочее пространство 3, в котором железная руда 4 перерабатывается в железо 5. Стенки 2 печи по своему периметру снабжены отверстиями 8, через которые в рабочее пространство 3 подается горячий воздух 9. Стенки 2 печи окружены кольцевым трубопроводом 10, по которому проходит этот горячий воздух 9. От этого кольцевого трубопровода 10 отходят отводные линии 11, которые заканчиваются в отверстиях 8 в стенках 2 печи. По меньшей мере эти отводные линии 11 выполнены из стальной трубы 12, которая внутри облицована огнеупорным материалом 13. В области отверстий 8 заканчиваются инжекционных соплах 16, посредством которых в горячий воздух 9 подается угольная пыль 17, которая сгорает внутри рабочего пространства 3. Связанные с отводными линиями 11 сенсорные устройства 19 содержат детекторные устройства 19, посредством которых контролируется сжигание угольной пыли 17. Они имеют, далее, связанные с детекторными устройствами 19 информационными связями устройства 20 передачи данных, посредством которых могут передаваться беспроводным методом данные о контролируемом сжигании. Эти сенсорные устройства 18 имеют, далее, термоэлектрические преобразователи 21, которые термически привязаны к отводным линиям 11 и которые из разности температур между отводными линиями 11 и окружением доменной печи 1 вырабатывают электроэнергию, и посредством которых сенсорные устройства 18 снабжаются электроэнергией. Стальные трубы 12 отводных линий 11 на отдельных участках снабжены выемками 26. Там расположены термоэлектрические преобразователи 21.

В частности, благодаря такой беспроводной передаче данных, полученных посредством детекторных устройств 19, обеспечивается множество преимуществ. Так, например, можно постоянно принимать изображение формы факела и так же постоянно или, в порядке альтернативы, периодически отправлять их с помощью устройств 20 передачи данных. Соответствующим приемником может быть, например, уже упоминавшийся вычислительный блок 24. Там измеренные и переданные изображения оцениваются по отдельности для каждого сенсорного устройства 18 или с охватом всех сенсорных устройств 18 доменной печи 1, или даже с охватом нескольких доменных печей. На основании такой оценки могут быть определены, например, оптимизированные заданные значения, которые предоставляются для всего будущего режима системы 23 управления процессом. Для этой цели может существовать беспроводное или проводное соединение между системой 23 управления процессом и вычислительным блоком 24. Предпочтительно при этом не происходит непосредственный и прямой прием к исполнению вновь переданных заданных величин, а происходит лишь их выдача оператору в качестве предложения, которое следует принять. Оператор же может либо принять это предложение, либо отклонить. Возможно также, что, например, посредством интеллектуальной оценки человеком, на стороне вычислительного блока 24 полученные и переданные изображения будут учитываться в рамках проектирования и планирования будущих доменных печей.

Хотя данное изобретение было подробно проиллюстрировано и описано в деталях на предпочтительных примерах осуществления, однако, изобретение не ограничивается приведенными примерами, и из раскрытой информации специалист может вывести другие варианты осуществления, не выходя за объем защиты данного изобретения.

Перечень ссылочных обозначений

1 доменная печь

2 стенки печи

3 рабочее пространство

4 железная руда

5 железо

6 кокс

7 добавки

8 отверстия

9 горячий воздух

10 кольцевой трубопровод

11 отводные линии

12 стальная труба

13 огнеупорный материал

14 первый участок

15 второй участок

16 инжекционное сопло

17 угольная пыль

18 сенсорное устройство

19 детекторное устройство

20 устройство передачи данных

21 термоэлектрический преобразователь

22 устройство оценки измеренных значений

23 система управления процессом

24 вычислительный блок

25 буферный аккумулятор

25' стабилизатор зарядного устройства

26 выемка

26' промежуточный элемент

27 оптическая ось

28 оптическое устройство

29 окуляр

d, d' толщина

TF, TS, TU температура

1. Доменная печь, содержащая

- образующие шахту стенки (2) печи, которые окружают рабочее пространство (3), в котором железная руда (4) перерабатывается в железо (5), при этом

- стенки (2) печи по своему периметру выполнены с отверстиями (8), через которые в рабочее пространство (3) поступает горячий воздух (9), и

- стенки (2) печи окружены кольцевым трубопроводом (10), по которому идет горячий воздух (9), при этом

- от кольцевого трубопровода (10) отходят отводные линии (11), которые заканчиваются в отверстиях (8) в стенках (2) печи,

- по меньшей мере указанные отводные линии (11) выполнены из стальной трубы (12), которая внутри облицована огнеупорным материалом (13), при этом

- в области отверстий (8) заканчиваются инжекционные сопла (16), посредством которых в горячий воздух (9) добавляется угольная пыль (17), так что эта угольная пыль (17) сгорает внутри рабочего пространства (3),

- отводные линии (11) снабжены сенсорными устройствами (18) для контроля сжигания угольной пыли (17),

- каждое из сенсорных устройств (18) содержит по одному детекторному устройству (19), посредством которого осуществляется контроль сжигания угольной пыли (17), добавленной в горячий воздух (9), при этом

- каждое сенсорное устройство (18) содержит связанное с соответствующим детекторным устройством (19) информационными связями устройство (20) передачи данных, посредством которого беспроводным образом происходит выдача информации о сжигании, контролируемом с помощью соответствующего детекторного устройства (19),

- сенсорные устройства (18) содержат по одному термоэлектрическому преобразователю (21), который термически привязан к соответствующей отводной линии (11) и из разности температур между соответствующей отводной линией (11) и окружением доменной печи вырабатывает электрическую энергию и с помощью которого соответствующее сенсорное устройство (18) снабжается электроэнергией, и

- стальная труба (12) соответствующей отводной линии (11) в отдельной частичной области снабжена выемкой (26), и термоэлектрический преобразователь (21) расположен в области этой выемки (26), при этом

- огнеупорный материал (13) в области выемки (26) имеет углубление, так что итоговая остаточная толщина (d') огнеупорного материала (13) в области между термоэлектрическим преобразователем (21) и проходящим в соответствующей отводной линии (11) горячим воздухом (9) меньше, чем нормальная толщина (d), которую имеет огнеупорный материал (13) в остальных областях, и

- в области выемки (26) расположен промежуточный элемент (26'), который соединен со стальной трубой (12) газонепроницаемо, и термоэлектрический преобразователь (21), контактирующий с промежуточным элементом (26').

2. Доменная печь по п. 1, отличающаяся тем, что остаточная толщина (d') огнеупорного материала составляет между 50 и 80% от нормальной толщины (d).

3. Доменная печь по п. 1, отличающаяся тем, что промежуточный элемент (26') приварен к стальной трубе (12).

4. Доменная печь по п. 1, отличающаяся тем, что промежуточный элемент (26') привинчен к стальной трубе (12) и между промежуточным элементом (26') и стальной трубой (12) расположен уплотнительный элемент.

5. Доменная печь по п. 1, отличающаяся тем, что промежуточный элемент (26') выполнен из стали.

6. Доменная печь по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что

- отводные линии (11) содержат по одному первому участку (14) и одному второму участку (15), примыкающему к соответствующему первому участку (14), при этом

- первый участок (14) примыкает к кольцевому трубопроводу (10) и относительно этого кольцевого трубопровода (10) проходит радиально внутрь и вниз, и

- второй участок (15) проходит горизонтально и заканчивается в соответствующем отверстии (8) в стенках (2) печи.

7. Доменная печь по п. 6, отличающаяся тем, что соответствующий термоэлектрический преобразователь (21) расположен в первом участке (14) соответствующей отводной линии (11).

8. Доменная печь по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что детекторные устройства (19) выполнены в виде камер, которые имеют соответствующую оптическую ось (27), и эта соответствующая оптическая ось (27), при необходимости после отклонения луча, проходит внутри соответствующего второго участка (15) параллельно протяженности соответствующего второго участка (15).

9. Доменная печь по п. 8, отличающаяся тем, что перед камерой установлено оптическое устройство (28), посредством которого изображение картины сжигания угольной пыли (17), подаваемой в горячий воздух (9) через соответствующее инжекционное сопло (16), по меньшей мере время от времени, альтернативно или дополнительно к подаче на камеру поступает на окуляр (29).

10. Доменная печь по п. 9, отличающаяся тем, что оптические оси камеры (19) и окуляра (29) смещены на 90° относительно друг друга.

11. Доменная печь по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что устройства (20) передачи данных базируются на стандартах GSM, UMTS, LTE или ISM.

12. Доменная печь по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что между соответствующим детекторным устройством (19) и соответствующим устройством (20) передачи данных установлено по одному устройству (22) оценки измеренных значений, которое выполнено с возможностью оценки получаемых от соответствующего детекторного устройства (19) данных перед их подачей в устройство (20) передачи данных.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для определения топографии поверхности шихты в шахтной печи. Устройство содержит радарное устройство, сканирующее поверхность шихты, с антенным устройством и установлено в области крышки печи, при этом антенное устройство установлено на оси вращения, имеющей угол α наклона относительно вертикальной оси шахтной печи, и выполнено с возможностью поворота вокруг этой оси вращения посредством приводного устройства таким образом, чтобы веер излучения радара антенного устройства проходил вдоль профильной линии на поверхности шихты и при повороте антенного устройства охватывал поверхность шихты.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к диафрагменному устройству для защиты оптического смотрового отверстия от загрязнений из атмосферы доменной печи.

Изобретение относится к технике наблюдения за технологическими процессами и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для дистанционного контроля внутренних поверхностей высокотемпературных электрических печей, в частности к предохранительным устройствам визирной трубы системы терморегулирования температур 1500-2500 С печи карбидизации и карбонитрации, и может быть использовано в химической промышленности.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры ванны расплавленного металла в электродуговой печи. Заявлен способ подачи проволоки с сердечником в расплавленный металл, содержащийся в резервуаре, который включает расположение проволоки с сердечником в первом положении, в котором передний конец проволоки с сердечником находится вблизи точки входа в резервуар.

Изобретение относится к металлургической емкости, содержащей наружную стенку, по меньшей мере один присоединительный элемент для присоединяемого электрода и/или присоединяемого опорного элемента и по меньшей мере один транспондер, окруженный защитным корпусом и выполненный с возможностью считывания беспроводным способом.

Изобретение относится к способу определения состояния огнеупорной футеровки сосуда, содержащего расплавленный металл. Во время процесса измеряют или определяют эксплуатационные данные, производственные данные и толщину стенок по крайней мере в местах с наибольшей степенью износа, а также дополнительные процессуальные параметры сосуда после его использования.

Изобретение предназначено для управления производственной линией (1) обработки металлического полосового материала, включающей в себя печь (2) для термообработки и расположенные в направлении (5) обработки полосового материала после печи (2) по меньшей мере одну прокатную клеть (3) и вытяжную клеть (4).

Изобретение относится к металлургии. Технический результат - повышение точности измерения.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для контроля процесса плавления в дуговой электрической печи. .

Изобретение относится к устройству для определения, по меньшей мере, одной граничной поверхности слоя шлака на металлическом расплаве. .

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам вакуумной дуговой плавки высокореакционных металлов, в частности титана и его сплавов. .

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для определения износа футеровки металлургического агрегата. .

Изобретение относится к системам контроля и управления производственными процессорами, осуществляемыми в промышленных печах. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления слитка из низколегированной стали. В способе осуществляют расплавление всего или части электрода вакуумно-дуговым переплавом, при этом перед расплавлением электрод содержит железо и углерод.

Изобретение относится к доменной печи. Доменная печь содержит стенки с отверстиями, через которые в рабочее пространство поступает горячий воздух, и кольцевой трубопровод горячего воздуха, окружающий стенки печи. От кольцевого трубопровода отходят отводные линии, которые заканчиваются в отверстиях в стенках печи. Отводные линии выполнены из стальной трубы, которая внутри облицована огнеупорным материалом, и снабжены сенсорными устройствами. Сенсорные устройства содержат по одному термоэлектрическому преобразователю. Стальная труба соответствующей отводной линии снабжена выемкой и термоэлектрический преобразователь расположен в области этой выемки. Огнеупорный материал в области выемки имеет углубление, так что остаточная толщина огнеупорного материала в области между термоэлектрическим преобразователем и проходящим в соответствующей отводной линии горячим воздухом меньше, чем нормальная толщина, которую имеет огнеупорный материал в остальных областях. В области выемки расположен промежуточный элемент, который соединен со стальной трубой газонепроницаемо, и термоэлектрический преобразователь, контактирующий с промежуточным элементом. В результате обеспечивается надежное и эффективное энергоснабжение сенсорных устройств. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх