直接熔炼设备制造技术

公开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。该设备包括固定的熔炼容器，其保持金属和熔渣的熔池以及熔池之上的气体空间。该设备还包括用于将固体和气体供给原料供应入容器的装置以及用于从容器排出熔融金属的装置。该设备还包括至少两个工作台，用于在容器的不同高度处支撑设备操作员。金属排出装置和熔渣排出装置定位为可以由出铁场工作台上的设备操作员接近，而且最终金属排出装置和最终熔渣排出装置定位为可以由高度低于出铁场工作台的最终排出工作台上的设备操作员接近。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【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，必须将大量的热气传送到容器并传送离开容器，将大量的金属供给原料，比如含铁的供给原料，传送到容器，将大量的在该工艺中生产的熔融金属产品和熔渣传送离开容器，以及循环大量的水通过水冷板，所有这些需要在有限的区域内进行。这些功能必须在整个熔炼操作中连续，而该熔炼操作延续很长的周期。还需要提供通道和处理装置以便能够在熔炼操作之间接近容器和提升装备。以Burrow的名义提交并转让给本申请人的美国专利6,399,016公开了一种直接熔炼设备的非常有效的结构，它将各种功能所需的装备分成不同区域，这些区域设置在容器周围从而使得各种功能之间的干涉的可能性最小化，并且使得熔炼操作的安全性最大化。具体地，Burrow的美国专利公开了一种直接熔炼设备，其包括固定的熔炼容器、固定供给装置、含氧气体喷射装置、含氧气体传送导管装置、废气导管装置、金属排出系统、以及熔渣排出系统。该设备的特征在于(a)含氧气体传送导管装置和废气导管装置位于围绕容器圆周分隔开的三个不连续区域中的第一个内；(b)金属排出系统位于该三个区域中的第二个内；(c)熔渣排出系统位于该三个区域中的第三个内。Burrow的美国专利的公开内容作为参考包含于此。有关Burrow的美国专利的以上讨论并非认为该专利的公开内容是公知常识的一部分。本专利技术进一步解决提供设备布局的问题，其能够实现以下需要的功能将大量的供给原料(固体和气体)供应到小型容器，将大量的工艺产品(金属、熔渣、以及废气)传送离开容器，循环大量的水通过容器的水冷板，允许接近容器以便换炉衬或其它维护目的，以及允许接近容器以便提升装备。本专利技术在容器周围提供了多个工作台并且与这些工作台相关设置了执行各种功能的装备(例如金属排出系统、熔渣排出系统、通道门等等)，从而工作台上的设备操作人员可以接近装备。
技术实现思路
根据本专利技术，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，其将金属供给原料和含碳原料供应入容器；(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，其用于在熔炼操作期间将熔融金属从熔池排出容器并且将熔融金属传送离开容器；(g)最终金属排出装置，其用于在熔炼操作结束时将熔融金属从熔池排出容器并且将熔融金属传送离开容器；(h)熔渣排出装置，其用于在熔炼操作期间将熔渣从熔池排出容器并且将熔渣传送离开容器；(i)最终熔渣排出装置，其用于在熔炼操作结束时将熔渣从熔池排出容器并且将熔渣传送离开容器；(j)至少两个工作台，用于在容器的不同高度处支撑设备操作员；以及其中金属排出装置和熔渣排出装置定位为可以由一个工作台(下文中称之为“出铁场工作台”)上的设备操作员接近，而且最终金属排出装置和最终熔渣排出装置定位为可以由高度低于出铁场工作台的另一个工作台(下文中称之为“最终排出工作台”)上的设备操作员接近。优选地，容器包括侧壁并且固体供给装置包括多个固体喷射管，所述固体喷射管布置为通过侧壁中的开口向下且向内地延伸并可从容器移除。优选地，固体喷射管定位为可由出铁场工作台之上的至少另一个工作台(下文中称之为“喷射管工作台”)上的工人接近。优选地，固体供给装置包括四个或更多偶数个固体喷射管，它们以直径相对的喷射管对的方式布置在容器周围。优选地，固体供给装置包括用于每对固体喷射管的主供应管道和一对分支管道，分支管道的一端连接于主供应管道而另一端连接于相应的喷射管。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，至少一对固体喷射管用于喷射金属供给原料并且至少另一对固体喷射管用于喷射含碳原料和可选的助熔剂。优选地，固体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。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，固体供给装置包括热金属供给原料喷射系统，用于预热至少部分金属供给原料并将热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，最终排出工作台在地面高度之上。优选地，容器在容器侧壁中包括至少两个门，以允许通向容器的内部以便进行容器内部的换炉衬或其它维护工作。优选地，通道门包括焊接至侧壁的钢板。利用这种布置，当需要进出容器内部时，钢板可以从侧壁切除并且在容器内工作完成之后替换的钢板可以焊接在该位置处。优选地，门在容器的圆周周围间隔至少90°。这个间隔使得当容器是热的时耐火砖墙毁坏设备可以延伸穿过门进入容器并且毁坏耐火炉衬侧壁的大部分耐火砖。优选地，通道门处于容器的相同高度处。优选地，通道门布置为可以由最终排出工作台上的操作员接近。优选地，出铁场工作台在通道门附近之上延伸以便在通道门附近提供保护区域。优选地，该设备包括至少一个桥式吊车使用区域，该桥式吊车使用区域从最终排出工作台垂直延伸以便有利于利用桥式吊车将原料和/或装备向下提升到最终排出工作台上或者将原料和/或装备从最终排出工作台向上提升。优选地，出铁场工作台成形为限定桥式吊车使用区域边界的至少一部分。金属排出装置和熔渣排本文档来自技高网...

【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，其将金属供给原料和含碳原料供应入容器；（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，其用于在熔炼操作期间将熔融金属从熔池排出容器并且将熔融金属传送离开容器；（ｇ）最终金属排出装置，其用于在熔炼操作结束时将熔融金属从熔池排出容器并且将熔融金属传送离开容器；（ｈ）熔渣排出装置，其用于在熔炼操作期 间将熔渣从熔池排出容器并且将熔渣传送离开容器；（ｉ）最终熔渣排出装置，其用于在熔炼操作结束时将熔渣从熔池排出容器并且将熔渣传送离开容器；（ｊ）至少两个工作台，用于在容器的不同高度处支撑设备操作员；以及其中金属排出装置 和熔渣排出装置定位为可以由出铁场工作台上的设备操作员接近，而且最终金属排出装置和最终熔渣排出装置定位为可以由高度低于出铁场工作台的最终排出工作台上的设备操作员接近。...

【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：菲利普詹姆士约恩斯，罗德尼詹姆士德赖，
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]