直接熔炼设备制造技术

公开了用于直接熔炼设备的固体供给装置。该固体供给装置包括有两对或更多对的喷射管，用于将用于直接熔炼设备的固体供给原料喷射入直接熔炼容器。该固体供给装置还包括一主供应管道和一对分支管道，用于将固体供给原料供应至每对喷射管的喷射管，并且分支管道将主供应管道和喷射管对的喷射管互连。喷射管以直径相对的喷射管对的方式布置在容器周围。至少一对喷射管用于喷射金属供给原料（比如含铁的原料，尤其是铁矿粉）并且至少另一对喷射管用于喷射固体含碳原料（比如煤）和可选的助熔剂。喷射管对布置在容器的周围以使得相邻的喷射管用来喷射不同的原料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及直接熔炼设备和工艺，用于由诸如矿石、部分还原的矿石以及金属废液的金属原料生产熔融金属。
技术介绍
同一申请人的国际申请PCT/AU96/00197(WO96/31627)中描述了一种已知的直接熔炼工艺，其基本上依赖于作为反应介质的熔池，并且通常称之为熔融HI熔炼(HIsmelt)工艺。该国际申请所述的HI熔炼工艺关于生产铁水的工艺包括(a)在容器内形成熔融铁和熔渣的熔池；(b)将下述原料喷射入熔池(i)金属供给原料，通常为氧化铁；和(ii)固体含碳原料，通常为煤，其用作氧化铁的还原剂和能量来源；以及(c)在金属层中将金属供给原料熔炼成铁。术语“熔炼”在这里理解为一种热处理，其中发生还原氧化铁从而生产出熔融铁的化学反应。HI熔炼工艺还包括后燃反应气体，比如从熔池释放的CO和H2，其位于熔池之上具有含氧气体的空间里，并且将后燃产生的热量传递到熔池以利于对金属供给原料进行熔炼所需的热量。HI熔炼工艺还包括在熔池的名义静止表面之上形成过渡区，其中具有熔融金属液滴或喷雾或液流和/或熔渣的适量上升及随后的下降，它们提供了将熔池上面的后燃反应气体所产生的热量传递到熔池的有效介质。在HI熔炼工艺中，金属供给原料和固体含碳原料通过数个喷射管/风口注入熔池，这些喷射管/风口相对于竖直方向倾斜以向下且向内地延伸穿过熔炼容器的侧壁并且进入容器的下部区域，从而将至少部分固体原料传送入容器底部中的金属层。为了促进容器上部区域中反应气体的后燃，热空气流，其可以富含氧气，通过向下延伸的热空气喷射管被注入容器的上部区域。容器内反应气体的后燃所产生的废气通过废气管道从容器的上部区域中离开。容器在其侧壁和顶部中包括有耐火原料衬底的水冷板，并且水被连续地循环通过循环回路中的这些板。HI熔炼工艺使得能在单个小型容器中通过直接熔炼工艺来生产大量的熔融金属，比如熔融铁。然而，为了实现这个目的，必须将大量的固体供给原料，比如含铁的供给原料、含碳原料、以及助熔剂，供应至固体喷射管。固体供给原料的供应在整个熔炼周期中必须连续，该熔炼周期理想地至少为12个月。而且，在熔炼周期中必须能改变固体供给原料的供应以适应不同的操作条件，包括在熔炼周期的不同阶段中工艺上的意外干扰。本专利技术提供了一种有效且可靠的工艺和设备，用于在HI熔炼周期中将固体供给原料供应至固体喷射管。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于直接熔炼设备的固体供给装置。在本专利技术的一个方面，固体供给装置包括有两对或更多对的喷射管，用于将用于直接熔炼设备的固体供给原料喷射入直接熔炼容器(比如固定的垂直延伸的圆柱形容器)。该固体供给装置还包括一主供应管道和一对分支管道，用于将固体供给原料供应至每对喷射管的喷射管，并且分支管道将主供应管道和喷射管对的喷射管互连。喷射管以直径相对的喷射管对的方式布置在容器周围。至少一对喷射管用于喷射金属供给原料(比如含铁的原料，尤其是铁矿粉)并且至少另一对喷射管用于喷射固体含碳原料(比如煤)和可选的助熔剂。喷射管对布置在容器的周围以使得相邻的喷射管用来喷射不同的原料。在本专利技术的另一方面，固体供给装置包括有布置在容器周围并延伸入容器的固体喷射管，以及用于将固体供给原料供应至喷射管的供应管道。至少一个喷射管用于喷射金属供给原料并且至少另一喷射管用于喷射固体含碳原料。用于至少一个喷射管的喷射管供应管道包括向上延伸段和向内且向下延伸段，该向内且向下延伸段从向上延伸段的上端延伸并且连接至喷射管的进口并且与喷射管同轴。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种用于由金属供给原料生产熔融金属的直接熔炼设备，包括(a)固定的熔炼容器，其保持金属和熔渣的熔池以及熔池之上的气体空间；(b)固体供给装置，其将固体供给原料供应入容器，该固体供给装置包括两对或更多对布置在容器周围并延伸入容器的固体喷射管，以及主供应管道和一对分支管道，用于将固体供给原料供应至每对喷射管的喷射管，并且分支管道将主供应管道和每对喷射管的喷射管互连，并且每对喷射管的喷射管彼此直径地相对，并且至少一对喷射管用于喷射金属供给原料并且至少另一对喷射管用于喷射固体含碳原料，并且喷射管对布置在容器的周围以使得相邻的喷射管是用来喷射不同原料的喷射管； (c)气体喷射装置，其向下延伸入容器以将含氧气体喷射入容器中的气体空间和/或熔池；(d)气体传送导管装置，其从远离容器的供气站延伸到容器之上的一个传送位置，用于将含氧气体传送入气体喷射装置；(e)废气导管装置，其用于方便容器中的废气流动离开容器；(f)金属排出装置，其用于将熔融金属从熔池中排出并且将熔融金属传送离开容器；和(g)熔渣排出装置，其用于将熔渣从熔池中排出并且将熔渣传送离开容器。优选地，固体喷射管布置为通过容器侧壁中的开口向下且向内地延伸入容器。优选地，容器侧壁中的喷射管开口位于容器的相同高度上并且在容器的圆周周围等距地间隔开。优选地，每对固体喷射管的分支管道具有基本上相同的长度。优选地，每个喷射管的分支管道包括一个向上延伸段、以及一个向内且向下延伸段，该向内且向下延伸段从该向下延伸段的上端延伸并且连接至喷射管的进口并且与喷射管同轴。优选地，该向上延伸段和该向内且向下延伸段形成锐角。优选地，固体供给装置适于将(a)预热的金属供给原料，(b)室温下的金属供给原料，和(c)预热的和室温下的金属供给原料的混合物，之中的一个或多个供给至金属供给原料喷射管。优选地，固体供给装置包括热金属供给原料喷射系统，用于将预热的金属供给原料供应到用于金属供给原料喷射管的主供应管道。优选地，热金属供给原料喷射系统包括有热金属供给原料传送装置，该传送装置包括主供应管道和一批运载气体，比如惰性气体，用于将热金属供给原料从预热器和/或预还原单元供给至金属供给原料喷射管。优选地，金属供给原料是铁矿粉。优选地，热金属供给原料喷射系统可操作来预热铁矿粉以使得喷射入容器的铁矿粉的温度处于650-700℃的范围内，更优选地680℃。优选地，设备还包括至少两个处于地面高度之上位于容器的不同高度处的工作台，用于支承设备操作员。优选地，金属排出装置和熔渣排出装置被定位为使得一个工作台(下文中称之为“出铁场工作台”)上的设备操作员能达到。优选地固体喷射管被定位为使得出铁场工作台之上的另一个工作台(下文中称之为“喷射管工作台”)上的工人能达到。金属排出装置和熔渣排出装置可以是相同的单元。金属排出装置和熔渣排出装置也可以是分别具有分开的且处于容器上不同高度处的金属排出孔和熔渣排出孔的不同单元。当金属排出装置和熔渣排出装置是不同的单元时，优选地，金属排出装置包括有从容器向外突出的金属流前炉，用于将熔融金属连续地从容器中排出。具有这种布置，优选地，金属排出装置包括用于从前炉接收熔融金属的金属排出流槽。另外，具有这种布置，优选地，熔渣排出装置包括用于从熔池接收熔渣的熔渣排出流槽。优选地，容器布置为大致中央竖直。优选地，容器是竖直的圆柱形容器并且所述多个固体喷射管在容器周围圆周地间隔开。优选地，容器的侧壁包括有水冷板。优选地，容器包括有顶部并且顶部包括有水冷板。优选地，含氧气体是空气或富含氧气的空气。根据本专利技术第一个方面，还提供了一种直接熔炼工艺，其包括将固体供给原料通过两对或更多对的固体喷射管以及主供应管道和一对分支管道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于由金属供给原料生产熔融金属的直接熔炼设备，包括：（ａ）固定的熔炼容器，其保持金属和熔渣的熔池以及熔池之上的气体空间；（ｂ）固体供给装置，其将固体供给原料供应入容器，该固体供给装置包括两对或更多对布置在容器周围并延伸入 容器的固体喷射管，以及主供应管道和一对分支管道，用于将固体供给原料供应至每对喷射管的喷射管，并且分支管道将主供应管道和每对喷射管的喷射管互连，并且每对喷射管的喷射管彼此直径地相对，并且至少一对喷射管用于喷射金属供给原料并且至少另一对喷射管用于喷射固体含碳原料，并且喷射管对布置在容器的周围以使得相邻的喷射管是用来喷射不同原料的喷射管；（ｃ）气体喷射装置，其向下延伸入容器以将含氧气体喷射入容器中的气体空间和／或熔池；（ｄ）气体传送导管装置，其从远离容器的供气站延伸 到容器之上的一个传送位置，用于将含氧气体传送入气体喷射装置；（ｅ）废气导管装置，其用于方便容器中的废气流动离开容器；（ｆ）金属排出装置，其用于将熔融金属从熔池中排出并且将熔融金属传送离开容器；和（ｇ）熔渣排出装置，其 用于将熔渣从熔池中排出并且将熔渣传送离开容器。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗德尼詹姆士德里，大卫约翰利，
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]