竖炉补热输送管道的制作方法

本申请属于竖炉设备，具体而言，涉及一种竖炉补热输送管道。

背景技术：

1、在氢基竖炉中，铁矿石球团被氢气高温还原，直接产出固态的直接还原铁（dri）。与依赖焦炭和煤粉的传统高炉路线相比，这套工艺路径的碳排放大幅削减，能耗更低，且流程紧凑，因而被视作钢铁生产绿色转型的关键技术之一。

2、不过，氢还原铁氧化物本身是强吸热反应，热量需求较大。当竖炉规模扩大后，炉膛容积增加，热量从炉壁向中心传递的阻力也随之上升，炉内更容易产生较大的温度梯度，进而降低还原速率，并影响最终产品的金属化率。尤其对于厘米级球团构成的固定床料层，其反应动力学对温度尤为敏感，温度波动带来的负面影响更为显著；若炉温持续偏低，球团内部可能残留未被还原的铁氧化物，这种未充分还原的产物进入后续电炉或熔炼工序时，会额外增加冶炼负担。

3、为弥补上述热亏，可采用局部补氧策略——在炉内特定区域引入氧气，使部分氢气燃烧放热，生成水蒸气的同时迅速抬升温度。这一措施既能有效补偿吸热反应造成的温降，又能主动调控炉内还原性气氛的空间分布，从而在大型竖炉中维持稳定的反应条件，保障产品产出质量。

4、现有技术中，通常就是简单的从炉口向炉内设置氧气管道，从而向炉内通入氧气，但是由于传统顶吹氧枪只能对距离炉顶较近的区域补充氧气，导致炉顶温度过高而中下部热量不足。

技术实现思路

1、为解决以上问题，本申请提供一种竖炉补热输送管道，用于从竖炉顶端伸入到竖炉内，输送管道包括；

2、中心填充线；

3、第一金属层，包覆在所述中心填充线的外层；

4、第二绝缘层，间隔包围在所述第一金属层的外围；

5、第二金属层，包覆在所述第二绝缘层的外层；

6、氧气输送层，是在所述第一金属层和第二绝缘层之间的环形空间，竖炉内的输送管道的侧壁上设置有与所述氧气输送层连通的氧气喷嘴；

7、第三金属层，间隔包围在所述第二金属层的外围；

8、循环水输送层，在所述第二金属层与第三金属层之间。

9、在一种可能的实现方式中，所述中心填充线是测温导线。

10、在一种可能的实现方式中，在测温导线与所述第一金属层之间还设置有第一绝缘层。

11、在一种可能的实现方式中，所述输送管道向炉内延伸到还原气体入口高度。

12、在一种可能的实现方式中，所述输送管道的侧壁上设置有温度传感器，所述温度传感器与测温导线电连接。

13、在一种可能的实现方式中，所述测温导线位于竖炉外的端部与控制器连接，所述控制器实时监测炉内不同位置的炉温。

14、在一种可能的实现方式中，所述输送管道在竖炉外部的侧面设置有氧气入口管道，氧气入口管道的一端穿过第三金属层、循环水输送层、第二金属层和第二绝缘层后与氧气输送层连通，另一端与氧气气源连通，

15、竖炉内的输送管道侧壁上，沿长度方向间隔设置有多个氧气喷嘴。

16、在一种可能的实现方式中，氧气输送层的氧气压力高于竖炉内压力。

17、在一种可能的实现方式中，所述输送管道在竖炉内的管段是波纹状、螺旋状、蛇形盘绕中任一种空间曲线形式。

18、在一种可能的实现方式中，所述输送管道在竖炉内的管段包括多个水平层，且每一水平层为纵横相交的形式，相邻水平层通过竖管段相互连通。

19、在一种可能的实现方式中，每一水平层的外周还连通有环管。

20、在一种可能的实现方式中，竖炉的侧壁上设置有用于对输送管道进行维修的人孔。

21、在一种可能的实现方式中，输送管道内还设置有煤气输送层，输送管道在竖炉外部的侧面设置有煤气入口管道，煤气入口管道的一端与煤气输送层连通，另一端与煤气气源连通。

22、在一种可能的实现方式中，竖炉外部的输送管道侧面设置有循环水第一连通管道，循环水第一连通管道的一端与循环水输送层连通，另一端与循环水源连通，

23、竖炉内的输送管道侧壁上设置有循环水第二连通管道，其一端与循环水输送层连通，另一端从炉顶连接至循环水源处。

24、本申请具有以下有益效果：

25、（1）在炉内补热措施方面，本申请采用了炉膛中心供氧，通过输送管道向炉内直接供气方式，配合还原气进行燃烧，提高了炉膛中心反应温度和速率。

26、（2）输送管道采用波纹或螺旋形式，增大了氧气横向扩散范围，从而减小炉内不同高度径向温度分布，让温度分布更加均匀；

27、（3）输送管道中还设置有循环水输送管道，可以对输送管道实时冷却，降低了高温工况对于输送管道的破坏，提高了输送管道长期在高温环境下运行的可靠性；

28、（4）封闭水冷系统的流量可作为补热系统安全性的指标，流量变化过大可认为补热系统异常，可安排进行检修；

29、（5）由于输送管道的补热效率高，补热效果好，则与常规的输送直管道相比，在相同规模的直接还原竖炉设备上，可减少输送管道的设置数量，从而降低了直接还原竖炉设备的漏气点，提高了设备整体的安全性。

1.一种竖炉补热输送管道，其特征在于，用于从竖炉顶端伸入到竖炉内，输送管道包括；

2.根据权利要求1所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，所述中心填充线是测温导线。

3.根据权利要求2所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，在测温导线与所述第一金属层之间还设置有第一绝缘层。

4.根据权利要求1所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，所述输送管道向竖炉内延伸到还原气体入口高度。

5.根据权利要求2所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，所述输送管道的侧壁上设置有温度传感器，所述温度传感器与测温导线电连接。

6.根据权利要求2所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，所述测温导线位于竖炉外的端部与控制器连接，所述控制器实时监测竖炉内不同位置的炉温。

7.根据权利要求3所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，所述输送管道在竖炉外部的侧面设置有氧气入口管道，氧气入口管道的一端穿过第三金属层、循环水输送层、第二金属层和第二绝缘层后与氧气输送层连通，另一端与氧气气源连通，

8.根据权利要求2所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，氧气输送层的氧气压力高于竖炉内压力。

9.根据权利要求2所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，所述输送管道在竖炉内的管段是波纹状、螺旋状、蛇形盘绕中任一种空间曲线形式。

10.根据权利要求2所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，所述输送管道在竖炉内的管段包括多个水平层，且每一水平层为纵横相交的形式，相邻水平层通过竖管段相互连通。

11.根据权利要求10所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，每一水平层的外周还连通有环管。

12.根据权利要求1所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，竖炉的侧壁上设置有用于对输送管道进行维修的人孔。

13.根据权利要求12所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，输送管道内还设置有煤气输送层，输送管道在竖炉外部的侧面设置有煤气入口管道，煤气入口管道的一端与煤气输送层连通，另一端与煤气气源连通。

14.根据权利要求2所述的竖炉补热输送管道，其特征在于，竖炉外部的输送管道侧面设置有循环水第一连通管道，循环水第一连通管道的一端与循环水输送层连通，另一端与循环水源连通，