直接熔煉設(shè)備制造技術(shù)

公開了一種直接熔煉設(shè)備，該直接熔煉設(shè)備用于使用基于熔池的直接熔煉工藝由含金屬供給材料來生產(chǎn)熔融金屬。該設(shè)備包括環(huán)繞容器的側(cè)壁的周界成對設(shè)置的含金屬材料噴槍以及設(shè)置在相鄰對的含金屬材料噴槍之間的單個固體含碳材料噴槍。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種直接熔煉設(shè)備，該直接熔煉設(shè)備用于由諸如礦石、部分還原的礦石和含金屬廢流的含金屬供給材料生產(chǎn)熔融金屬。
技術(shù)介紹
一種已知的直接熔煉工藝在以申請人名 義的國際申請PCT/AU96/00197(W096/31627)中進行了描述，該直接熔煉工藝主要依靠熔池作為反應(yīng)介質(zhì)，并且通稱為HIsmelt工藝。該專利申請的公開通過交叉參引合并于此。如在關(guān)于生產(chǎn)熔融鐵的該國際申請中所描述的HIsmelt工藝包括Ca)在直接熔煉容器中形成熔融鐵和熔渣的熔池；(b)將以下物質(zhì)噴射入熔池(i)含金屬供給材料，通常為氧化鐵jP(ii)固體含碳材料，通常為煤，該固體含碳材料用作氧化鐵的還原劑和能量源；以及(c)在金屬層中將含金屬供給材料熔煉成鐵。在這里將術(shù)語“熔煉”理解為熱處理，其中進行還原金屬氧化物的化學(xué)反應(yīng)以生產(chǎn)熔融金屬。HIsmelt工藝還包括在熔池上方的具有含氧氣體的空間中后燃從熔池釋放的諸如CC^PH2的反應(yīng)氣體，并將該后燃產(chǎn)生的熱量傳遞到熔池以貢獻熔煉含金屬供給材料所需的熱能。HIsmelt工藝還包括在熔池的名義靜止表面上方形成過渡區(qū)，在該過渡區(qū)中，具有熔融金屬和/或熔渣的液滴或飛濺或液流的適量上升及隨后的下降，這提供了用來將通過在熔池上方后燃反應(yīng)氣體而產(chǎn)生的熱量傳遞到熔池的有效介質(zhì)。在HIsmelt工藝中，含金屬供給材料和固體含碳材料通過許多噴槍/風口噴射入熔池，這些噴槍/鼓風口相對于豎直方向傾斜以便向下且向內(nèi)地延伸通過直接熔煉容器的側(cè)壁并進入容器的下部區(qū)域，從而將至少部分的固體材料傳送到容器底部中的金屬層。為了促進容器上部中的反應(yīng)氣體的后燃，通過向下延伸的熱空氣噴槍將一股可富含氧氣的熱空氣噴射入容器的上部區(qū)域中。容器中的反應(yīng)氣體的后燃所產(chǎn)生的廢氣通過廢氣管從容器的上部被帶走。在容器的側(cè)壁和容器頂上包括有耐火材料襯里的水冷板，并且水通過連續(xù)循環(huán)回路中的板連續(xù)地循環(huán)。HIsmelt工藝使得能在單個小型容器中通過直接熔煉來生產(chǎn)大量的熔融金屬，諸如熔融鐵。為實現(xiàn)這個目的，必須將大量的熱氣傳輸?shù)街苯尤蹮捜萜鞑闹苯尤蹮捜萜髦袀鬏敵鰜?，將大量的含金屬供給材料，諸如含鐵供給材料傳輸?shù)饺萜?，將大量在該工藝中產(chǎn)生的熔融金屬產(chǎn)品和熔渣從容器傳輸出來，以及使大量的水循環(huán)通過水冷板，所有這些都需要在相對有限的區(qū)域內(nèi)進行。這些功能必須在整個熔煉操作中持續(xù)，而該熔煉操作預(yù)期持續(xù)至少12個月。還必須提供通道和處理設(shè)施以便能夠在熔煉操作之間進入容器并提升設(shè)備。在西澳大利亞州的Kwinana已建造了基于6m直徑容器(耐火爐缸的內(nèi)徑)的商用HIsmelt直接熔煉設(shè)備。該設(shè)備被設(shè)計成運行HIsmetl工藝并且每年在容器中生產(chǎn)800，000噸熔融鐵。申請人:現(xiàn)已實施了設(shè)計更大規(guī)模的商用HIsmelt直接熔煉設(shè)備的研究和開發(fā)工作，以通過HIsmelt工藝每年生產(chǎn)超過I百萬噸熔融鐵的。申請人:在擴大HIsmelt工藝中面對了許多問題并且已提出了一種用于HIsmelt直接熔煉設(shè)備的可選設(shè)計。本專利技術(shù)涉及一種直接熔煉設(shè)備，該設(shè)備是用于上述的商用HIsmelt直接熔煉設(shè)備的一種可選設(shè)計。本專利技術(shù)的直接熔煉設(shè)備還能用于實施其他直接熔煉工藝。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)，提供了一種直接熔煉設(shè)備，該直接熔煉設(shè)備用于使用基于熔池的直接熔煉工藝由含金屬供給材料來生產(chǎn)熔融金屬，該直接熔煉設(shè)備包括(a)固定的直接熔煉容器，用來容納金屬和熔渣的熔池以及在該熔池上方的氣體空間，該容器包括爐缸和側(cè)壁；(b)固料供給組件，用來將包括熱含金屬供給材料和含碳材料的固體供給材料從遠離容器的固體供給材料供給位置供給到容器中，該固料供給組件包括多個通過容器的側(cè)壁中的開口向下和向內(nèi)延伸的固料噴槍，固料噴槍包括多個用來向容器中噴射含金屬材料的噴槍以及多個向容器中噴射固體含碳材料的噴槍，含金屬材料噴槍環(huán)繞容器的側(cè)壁的周界成對設(shè)置，而單個固體含碳材料噴槍設(shè)置在相鄰對的含金屬材料噴槍之間，固料供給組件包括用于每對含金屬噴槍的主供給線和一對從該主線延伸并連接到噴槍的分支線，并且固料供給組件還包括熱含金屬供給材料噴射系統(tǒng)，該熱含金屬供給材料噴射系統(tǒng)用于將預(yù)熱的含金屬供給材料供給到用于每對含金屬供給材料噴槍的主供給線中；(C)含氧氣體供給組件，用來將含氧氣體從遠離容器的含氧氣體供給位置供給到容器中；(d)廢氣管組件，用來促使廢氣從容器中流出；(e)出金屬組件，用來在熔煉操作期間從熔池中出熔融金屬；以及(f)出熔渣組件，用來在熔煉操作期間從熔池中出熔渣；申請人:已確定對于將固體供給材料特別是熱礦石(該熱礦石必須通過遠離容器設(shè)置的預(yù)加熱和/或預(yù)降低設(shè)備生產(chǎn)并運輸?shù)饺萜?輸送到直接熔煉容器中以在容器中執(zhí)行HIsmelt工藝而言，上述的含金屬材料噴槍對通過單個含碳材料噴槍分隔的布置是有效果和有效率的配置。優(yōu)選地，對于每年生產(chǎn)超過I百萬噸金屬的容器，固料供給組件包括成4對噴槍布置的8個含金屬材料噴槍以及4個固體含碳材料噴槍，所述固體含碳材料噴槍的每一個設(shè)置在相鄰對的含金屬材料噴槍之間。優(yōu)選地，含金屬材料噴槍和含碳材料噴槍是相同尺寸的。優(yōu)選地，設(shè)備包括用于支撐每個固料噴槍的組件，從而固料噴槍在通過支撐組件支撐的同時，能從容器中移除并通過替換噴槍替換。優(yōu)選地，支撐組件包括從容器的側(cè)壁向上和向外延伸的細長軌道、可沿該軌道移動的車架、以及可操作用于沿軌道移動車架的車架驅(qū)動器，其中該車架可連接到固料噴槍，從而使該噴槍可支撐在軌道上并通過車架驅(qū)動器的操作而向上和向下移動，并由此從容器中移除。優(yōu)選地，用于固料噴槍的噴槍開口位于容器的相同高度并環(huán)繞容器的側(cè)壁的周界以等間距設(shè)置。優(yōu)選地,每對含金屬噴槍的分支線具有在400-600_范圍內(nèi)的相同外徑。優(yōu)選地，每對含金屬噴槍的分支線是相同長度的。優(yōu)選地，固料供給組件包括用于每個固體含碳材料噴槍的單個供給線。優(yōu)選地，用于每個固體含碳材料噴槍的供給線的外徑在100-300mm的范圍中。優(yōu)選地，用于每個固體含碳材料噴槍的供給線的外徑在每對含金屬噴槍的分支線的外徑的40%與60%之間。優(yōu)選地，容器是垂直圓柱容器或包括一個或多于一個的圓柱段的垂直容器，并且多個固料噴槍環(huán)繞容器或者容器的一個或多于一個的圓柱段周向間隔。優(yōu)選地，含金屬材料包括鐵礦石。優(yōu)選地，含碳材料包括煤。附圖說明在下文中通過參照附圖的實例對本專利技術(shù)進行更詳細地描述，其中圖I和圖2是從兩個不同方向的透視圖，示出了直接熔煉容器以及一部分廢氣管系統(tǒng)，該廢氣管系統(tǒng)構(gòu)成根據(jù)本專利技術(shù)的直接熔煉設(shè)備的一個實施例的一部分；圖3是容器的透視圖；圖4是容器的側(cè)視圖；圖5是容器的側(cè)視圖，示出了耐火磚在容器內(nèi)部中的布局；圖6是容器的側(cè)視圖，示出了容器的固料噴槍和熱空氣噴槍的布置；圖7是沿圖6中的線A-A的剖面圖；圖8是沿圖6中的線B-B的剖面圖；圖9是示出了固料噴槍在容器中的布置的簡圖；圖10是容器的所選部件的示意性頂部平面視圖，示出了從容器中取出和插入容器中的用于固料噴槍和熱空氣噴槍的取出和插入外殼；圖11是容器的頂部平面視圖；以及圖12是移除了廢氣管和熱空氣流輸送系統(tǒng)的容器的頂部平面視圖。具體實施例方式附圖中所示的直接熔煉設(shè)備具體適合于根據(jù)如在國際專利申請PCT/AU96/00197(W096/00197)中描述的HIsmelt工藝來熔煉含本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種直接熔煉設(shè)備，該直接熔煉設(shè)備用于使用基于熔池的直接熔煉工藝由含金屬供給材料來生產(chǎn)熔融金屬，所述直接熔煉設(shè)備包括：（a）固定的直接熔煉容器，用來容納金屬和熔渣的熔池以及在所述池上方的氣體空間，所述容器包括爐缸和側(cè)壁；（b）固料供給組件，用來將包括熱含金屬供給材料和含碳材料的固體供給材料從遠離所述容器的固體供給材料供給位置供給到所述容器中，所述固料供給組件包括多個通過所述容器的側(cè)壁中的開口向下和向內(nèi)延伸的固料噴槍，所述固料噴槍包括多個用來向所述容器中噴射含金屬材料的噴槍以及多個用來向所述容器中噴射固體含碳材料的噴槍，含金屬材料噴槍環(huán)繞所述容器的側(cè)壁的周界成對設(shè)置，并且單個固體含碳材料噴槍設(shè)置在相鄰對的含金屬材料噴槍之間，所述固料供給組件包括用于每對含金屬噴槍的主供給線和一對從主線延伸并連接到所述噴槍的分支線，并且所述固料供給組件還包括熱含金屬供給材料噴射系統(tǒng)，該熱含金屬供給材料噴射系統(tǒng)用于將預(yù)熱的含金屬供給材料供給到用于每對含金屬供給材料噴槍的所述主供給線中；（c）含氧氣體供給組件，用來將含氧氣體從遠離所述容器的含氧氣體供給位置供給到所述容器中；（d）廢氣管組件，用來促使廢氣從所述容器流出；（e）出金屬組件，用來在熔煉操作期間從所述池出熔融金屬；以及（f）出熔渣組件，用來在熔煉操作期間從所述池出熔渣。...

【技術(shù)特征摘要】
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅德尼·詹姆斯·德里，
申請(專利權(quán))人：技術(shù)資源有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：