直接熔炼设备制造技术

一种直接熔炼设备包括：熔炼容器，固体供给装置，气体喷射装置。该设备分为４个功能区域，这些区域绕容器周向间隔分布，从容器向外延伸；氧化气体输送管道装置和废气管道装置在第一区内延伸，排出金属装置和排出金属液流槽设置在第二区；排渣装置和排渣液流槽位于第三区。卸渣装置和卸渣液流槽位于第四区域。这个布置减小了热气体、含金属供给材料和熔融金属与熔渣之间的干扰。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直接熔炼设备，用于由含金属的供给材料，如矿石、部分还原的矿石和含金属的废流生产纯态或合金形式的熔融金属。一个公知的直接熔炼方法其依靠熔融金属层作为反应介质，并且一般被称为HIsmelt方法，在以申请者的名义的国际申请PCT/AU96/00197(WO96/31627)中进行了描述。在国际申请中所描述的HIsmelt方法包括(a)在容器中形成具有熔融铁和渣的熔池；(b)将以下物质喷入熔池(ⅰ)含金属的供给材料，一般为金属氧化物；以及(ⅱ)固态含碳材料，一般为煤炭，其作为金属氧化物的还原剂及能量源；以及(c)在金属层将含金属供给材料熔炼为金属。术语“熔炼”这里理解为一个热过程，其中进行将金属氧化物还原的化学反应，以生产液态金属。HIsmelt方法也包括后燃反应气体，如CO和H2，其从熔池释放到熔池之上的具有含氧气体的空间，并将由后燃产生的热量传给熔池以提供熔炼含金属供给材料所需的热能。HIsmelt方法也包括在熔池名义静止表面上方形成过渡区，其中具有上升并然后下降的熔融金属和/或矿渣的液珠、或飞溅或液流，其提供了将由熔池上方的反应气体后燃产生的热量传导到熔池的有效的介质。Hismelt工艺方法中，含金属供给材料和固体含碳材料通过一些喷枪/喷嘴被注入金属层中，这些喷枪/喷嘴相对于垂直方向倾斜，向下、向内通过熔化容器的侧壁而延伸进入容器下部区域，从而将固体材料输送到容器底部的金属层中。为了提高容器上部反应气体的后燃烧，一股热空气(其可以是富氧的)通过向下延伸的热空气喷枪而射入容器的上部区域。容器中反应气体后燃烧产生的废气通过废气排放口排出容器的上部。Hismelt工艺方法可大量通过直接熔炼工艺在一个小型的容器中生产熔融金属。但是，为了实现这种生产，需要将热的气体输入输出该容器，将含金属供给材料输入该容器，将熔融金属产品和熔渣输出该容器，这一切都要在相对有限的空间内完成。在整个熔化过程中这些操作要连续进行，这可能要持续很长时间。还需要提供进入和操作的装置，以便在两次熔炼工作的间隔时进入容器和提升设备。本专利技术的设备布置合理，从而实现各种操作的装置分离地位于不同的区域，围绕容器布置，这样减小了各种操作之间的干扰增强了熔炼工作的安全性。根据本专利技术，提供一种直接熔炼设备，用于由含金属供给材料生产熔融金属，其包括固定的熔炼容器，用于容纳具有金属层和在金属层上的熔渣层的熔融金属熔池以及位于熔渣之上的气体空间；固体供给装置，用于向容器供给含金属供给材料和含碳材料；气体喷射装置，向下延伸进入容器中，将氧化气体喷射到气体空间和/或容器的渣层中；气体输送管道，从不在容器处的气体供给区延伸到容器之上的输送区，以向气体喷射装置输送氧化气体；废气管道装置，使得废气从容器的上部离开容器；排出金属装置，用于在熔炼阶段使得熔池中熔融金属流从容器下部排出；排出金属液流槽，用于接收排出金属装置来的熔融金属，使得熔融金属被输送离开容器；排渣装置，在容器的一侧壁上，在熔炼阶段从熔池中排出熔渣；排渣液流槽，用于接收来自排渣装置的熔渣，使得熔渣被输送离开容器；其中，氧化气体输送管道装置和废气管道装置在三个分离的区域中的第一区内延伸，这三个区域绕容器周向间隔分布，从容器向外延伸；排出金属装置和排出金属液流槽设置在该三个区域中的第二区；排渣装置和排渣液流槽位于该三个区域中的第三区；优选，第二和第三区位于熔炼容器彼此相对的侧壁，第一区沿容器的周边位于第二和第三区之间。优选，该设备还包括卸渣装置，用于在熔炼结束时从容器的下部排干熔渣；该装置比排渣装置低，还包括卸渣液流槽，用于接收卸渣装置来的熔渣，并将其输送离开容器。优选，卸渣装置和卸渣液流槽位于第二和第三区之间从容器向外延伸的第四分离的区域。优选，第四区相对于容器大致与第一区相对。排出金属装置可包括金属流前炉，其从容器的下部向外伸出。该设备还包括金属盛放装置，设置在离开容器的位置，排出金属液流槽延伸到该盛放装置，以将熔融金属输送到盛放装置。该设备还包括气体加热装置，位于气体供给区，以便向气体输送管道提供热气体以向容器喷射。气体输送管道可包括一单独的气体管道，其从气体供给区向输送区延伸。固体供给装置可包括一个或多个固体喷枪。可以有多个固体喷枪，它们绕容器周向间隔布置。每个喷枪可向下、向内延伸通过容器侧壁进入容器。排渣装置可包括一对位于容器侧壁的排渣槽口。容器可绕一中心垂直轴设置，所述区域可从该中心轴径向向外位于容器外侧。下面，参照附图，将以实施例形式对本专利技术进行进一步描述。附图说明图1是根据本专利技术布置的熔炼设备的直接熔炼容器的垂直截面图；图2是容器的草图，表示出绕容器周向、并径向向外设置的四个分离的操作区；图3是装配状态的熔炼容器、熔融金属和熔渣的操作装置的草图；图4是类似于图3的草图，但是卸渣部分的熔渣操作装置稍微有些改动；图5是稍微改动的金属操作装置的草图；图6是前炉喷炉围堵罩(eruption containment hood)；图7是前炉出铁口和液流槽；图8是容器、金属和熔渣操作装置的截面图；图9卸渣孔装置的示意图；图10是出渣槽和熔渣液流槽的示意图11是设备的围堵装置示意截面图。图1所示为国际专利申请PCT/AU96/00197中描述的用于HISMELT工艺的直接熔炼容器。该冶金容器由标号11表示，其具有炉膛，该炉膛包括一底部12和一侧部13，它们由耐火材料砖形成；侧壁14从炉膛的侧壁13向上延伸形成大致的圆筒形，其包括上筒段和下筒段；顶部17；废气出口18；前炉19，用于连续排出熔融金属；以及出渣口21，用于排出熔渣。使用中，该容器容纳一铁和渣的熔池，该熔池包括一熔融金属层22和金属层22之上的熔渣层23。箭头24表示金属层22名义静止表面的位置，箭头25表示渣层23的名义静止表面位置。术语“静止表面”指没有气体和固体喷射进入容器时的表面。该容器可安装向下延伸的气体喷射喷枪26，用于将热空气流输送到容器的上部区域，还安装有8个固体喷射喷枪27，其向下、向内延伸通过侧壁14进入熔渣层23，用于喷射缺氧载气中携带的铁矿、固体含碳材料、熔剂进入金属层22。喷枪27的位置这样选择，即使得其出口端28在熔炼操纵中位于金属层22表面的上方。喷枪的这个位置减小了通过与熔融金属的接触而造成损坏的危险，而且也可通过强制内部水冷而冷却喷枪，而不太会有水接触容器中的熔融金属的危险。气体喷射喷枪26通过热气体输送管道31接收富氧热空气，该管道从位于离开还原容器11一定距离的热气体供给工位延伸过来。热气体供给工位可带有一系列热气体炉和氧气设备，使得富氧空气流通过热气体炉进入热气体输送管道31，该管道延伸到与位于还原容器11上部的一个位置处气体喷射喷枪26连接。另外，氧也可以在空气流被热气体炉加热之后再加到该气流中。废气出口18于废气管道32连接，该管道将废气输送离开还原容器11并进入处理工位，在此，废气可被净化，并通过热交换器，以预热供给还原容器11的物料。热气体输送管道31和废气管道32必须延伸离开容器上部，到达较远的位置，由此它们可能会与顶部吊车或用于容器维护和熔炼期间输送热金属和热熔渣离开容器的可移动操纵设备相互干扰。容器的热金属通过前炉19被输送，并且必须通过热金属液流槽系统被带走本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接熔炼设备，用于由含金属供给材料生产熔融金属，其包括： 固定的熔炼容器（１１），用于容纳具有金属层（２２）和在金属层上的熔渣层（２３）的熔融金属熔池以及位于熔渣之上的气体空间； 固体供给装置（２７），用于向容器（１１）供给含金属供给材料和含碳材料； 气体喷射装置（２６），向下延伸进入容器（２６）中，将氧化气体喷射到气体空间和／或容器的渣层（２３）中； 气体输送管道（３１），从不在容器（１１）处的气体供给区延伸到容器（１１）之上的输送区，以向气体喷射装置（２６）输送氧化气体； 废气管道装置（３２），使得废气从容器的上部离开容器； 排出金属装置（１９），用于在熔炼阶段使得熔池中熔融金属流从容器下部排出； 排出金属液流槽（３４），用于接收排出金属装置（１９）来的熔融金属，使得熔融金属被输送离开容器（１１）； 排渣装置（４５），在容器的一侧壁上，在熔炼阶段从熔池中排出熔渣； 排渣液流槽（４６），用于接收来自排渣装置（４５）的熔渣，使得熔渣被输送离开容器（１１）； 其特征在于，氧化气体输送管道装置（３１）和废气管道装置（３２）在三个分离的区域（１，２，３）中的第一区（１）内延伸，这三个区域绕容器周向间隔分布，从容器向外延伸； 排出金属装置（１９）和排出金属液流槽（３４）设置在该三个区域中的第二区（２）； 排渣装置（４５）和排渣液流槽（４６）位于该三个区域中的第三区（３）。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁C伯罗，
申请(专利权)人：技术资源有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]