利用全燃烧的直接熔炼法制造技术

一种在熔炼装置中熔炼含金属原料以形成熔融的金属的方法，该装置包括：(i)适于容纳熔融的金属液和熔渣的熔炼炉，和(ii)位于熔炼炉上方并与之连通的熔炼旋流器，该方法包括步骤：(i)在熔炼旋流器中部分还原和熔化含金属原料，并使熔融的部分还原的含金属原料向下流入所述熔炼炉中，(ii)向所述熔炼炉供应含氧气体和含碳材料，并在熔炼炉中于熔融的金属液和熔渣中熔炼熔融的部分还原的含金属原料，形成最终从所述熔炼炉排出的熔融的金属和从熔池向上投射的反应产物(包括固体和气体)，(iii)在熔池上方的所述熔炼炉内的空间中至少部分燃烧反应产物中的可燃材料，(iv)向熔炼旋流器供应含氧气体，并进一步燃烧熔炼旋流器内反应产物中的可燃材料，(v)将废气从熔炼旋流器排出，废气包括反应产物，以及(vi)将含氧气体供应到废气管道的上游(沿废气通过管道的运动方向)高温部分的废气管道中，使得当废气足够热时使废气中剩余的可燃材料燃烧，以确保安全点火从而避免对任何类型的管理下游燃烧器的焚烧装置的需要。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用全燃烧的直接熔炼法
本专利技术涉及一种熔炼含金属材料的方法和装置。特别是，虽然绝不是排他性的，本专利技术涉及一种熔炼含铁材料，诸如铁矿石，并生产铁的熔炼方法和装置。背景熔炼含金属材料的已知方法在下文中称为“Hlsarna”方法。术语“熔炼”在这里被理解为意味着热加工，其中发生还原金属氧化物的化学反应以产生熔融的金属。Hlsarna方法特别是与从铁矿石或其他含铁材料生产铁水有关。该方法在熔炼装置中进行，该装置包括(a)熔炼炉，该熔炼炉包括固体燃料喷枪和含氧气体喷枪，并且适于容纳熔融金属液和熔渣；以及(b)用于预处理含金属原料的熔炼旋流器，其限定了旋流室并包括用于将固体原料和含氧气体注入旋流室中的风口，位于熔炼炉上方并与熔炼炉直接连通。申请人名义的国际申请PCT/AU99/00884(WO00/022176)中描述了Hlsarna方法和装置。术语“熔炼旋流器”在本文中被理解为是指一种容器，其通常限定了一个垂直的圆柱形腔室，并且包括用于将固体原料和含氧气体注入所述腔室中的风口，并且构造为使得供应到所述腔室的原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在熔炼装置中熔炼含金属原料以形成熔融的金属的方法，该装置包括(i)适于容纳熔融的金属液和熔渣的熔炼炉和(ii)位于熔炼炉上方并与熔炼炉连通的熔炼旋流器，该方法包括步骤：/n(i)在熔炼旋流器中部分还原和熔化含金属原料，并使熔融的部分还原的含金属原料向下流入所述熔炼炉，/n(ii)向所述熔炼炉供应含氧气体和含碳材料，并在所述熔炼炉中于熔融的金属液和熔渣中熔炼熔融的部分还原的含金属原料，形成最终从所述熔炼炉排出的熔融的金属和从熔池向上投射的反应产物(包括固体和气体)，/n(iii)在熔炼炉内的熔池上方的空间中，至少部分燃烧该反应产物中的可燃材料，/n(iv)向熔炼旋流器供应含氧气体，并进一...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 EP 18165334.61.一种在熔炼装置中熔炼含金属原料以形成熔融的金属的方法，该装置包括(i)适于容纳熔融的金属液和熔渣的熔炼炉和(ii)位于熔炼炉上方并与熔炼炉连通的熔炼旋流器，该方法包括步骤：
(i)在熔炼旋流器中部分还原和熔化含金属原料，并使熔融的部分还原的含金属原料向下流入所述熔炼炉，
(ii)向所述熔炼炉供应含氧气体和含碳材料，并在所述熔炼炉中于熔融的金属液和熔渣中熔炼熔融的部分还原的含金属原料，形成最终从所述熔炼炉排出的熔融的金属和从熔池向上投射的反应产物(包括固体和气体)，
(iii)在熔炼炉内的熔池上方的空间中，至少部分燃烧该反应产物中的可燃材料，
(iv)向熔炼旋流器供应含氧气体，并进一步燃烧熔炼旋流器内反应产物中的可燃材料，
(v)从熔炼旋流器将废气排出，所述废气包括反应产物，以及
(vi)向废气管道上游(沿废气通过管道的运动方向)高温部分的废气管道中供应含氧气体，使得在废气足够热时，在废气中具有剩余可燃材料的燃烧，以确保安全点火，从而避免对任何类型的下游燃烧器管理的焚烧装置的需要。


2.权利要求1中限定的方法，其包括操作该方法，使得对于熔炼炉和熔炼旋流器的所有水冷或其他冷却元件的总热损失在每吨该方法中生产的金属产品1-3GJ的范围内。


3.权利要求1或权利要求2中限定的方法，其中步骤(iii)包括在熔炼炉内熔池上方的空间中，燃烧反应产物中的可燃材料至30-60％的二次燃烧率。


4.前述权利要求的任一项中限定的方法，其中步骤(vi)包括将含氧气体供应到废气管道的高温部分中，并在废气管道的下游部分(沿着废气通过管道的移动方向)燃烧废气中剩余的可燃材料，使得当含金属原料为含铁原料时，在废气为至少1500℃，通常为至少1600℃，更通常为至少1700℃时，在废气中具有可燃材料的燃烧。


5.前述权利要求的任一项中限定的方法，其中步骤(vi)包括将含氧气体供应到从熔炼旋流器顶部向上，通常垂直延伸的废气管道的入口部分中。


6.权利要求5中限定的方法，其中计算氧量使得当包括废气中基本所有碎焦燃烧的最终燃烧完成时，来自废气管道的最终下游烟气含有0.5-8％(以体积计)的游离氧。


7.权利要求1至4任一项中限定的方法，其中在所述废气管道包括：从熔炼旋流器的顶部向上，通常垂直延伸的入口部分、具有(a)向上流动部分、(b)弯曲部分和(c)向下流动部分的罩的情况下，步骤(vi)包括向入口部分中供应含氧气体，并在向上流动部分的底部供应冷的循环气体。


8.权利要求7中限定的方法，其中冷的循环气体的体积率为废气管道中废气流量体积率的50-150％。


9.权利要求7或权利要求8中限定的方法，其中计算注入入口部分中的氧量，使得当包括基本所有碎焦燃烧的最终燃烧完成时，来自废气管道的最终下游烟气含有0...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·K·A·迈耶，
申请(专利权)人：塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL