用于处理金属氧化物材料的转底炉制造技术

一种用于处理金属氧化物材料的转底炉，该炉包括安装成在封装件内旋转运动的炉床。一个或多个初级燃烧器位于封装件内的炉床上方。初级燃烧器可操作地点燃，加热该炉，以使热量辐射到炉顶部和侧壁并辐射到炉床。一个或多个氧气喷嘴位于炉床和燃烧器之间，以避免氧气与坯块之间显著接触，从而在所述坯块紧邻的上方形成静止区域，该静止区域足以使被还原的坯块再次氧化的程度最小，并且使得从所述坯块带走的颗粒物质最少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用来改良金属氧化物热处理的装置。更具体地说， 本专利技术涉及用来处理金属氧化物诸如金属氧化物矿石或粉料的转底炉(rotary hearth furnace)加热装置，目的在于从含铁材料和其他金属 氧化材料中回收铁元素和其他金属物质。
技术介绍
制钢过程采用鼓风炉、碱性氧气转炉(basic oxygen furnace )或 电弧炉，这种过程通常釆用大量精炼矿石或再循环钢废料。在精炼和料。含铅、锌、镉氧化物较多的炉灰被视作危险品，必须进行收集和 再处理，以保护环境。由于存在铅、锌和镉氧化物，以及其他材料， 所以试图直接回收铁氧化物进行再次使用，已经证明是不切实际的。 一种这类提议是聚结潮湿的灰尘以形成坯块或弹丸，然后将坯块承受 非常高的温度，以还原铁氧化物，以使可以回收金属用于制钢过程。 在某些情况下，含有金属氧化物诸如钛或锌的原矿石经过还原处理， 以回收矿石的不同成分。
技术实现思路
本专利技术涉及处理金属氧化物材料的炉。该炉包括安装成在封装件 内旋转运动的炉床。 一个或多个初级燃烧器位于封装件内的炉床上方。 初级燃烧器可操作地点燃，加热该炉，以使热量辐射到炉顶部和側壁 并辐射到炉床。在一种实施例中， 一个或多个氧气喷嘴垂直位于炉床 和燃烧器之间，以使从喷嘴流出的氧气可以燃烧被加热的金属氧化物5材料所释放出来的一氧化碳和其他气体。在一种实施方式中，氧气以使湍流最小的方式引入，从而在金属氧化物紧邻的上方形成静止区域。在一种实施例中，该静止区域主要由释放出的一氧化碳构成。在一种实施例中，用于处理金属氧化物材料的转底炉包括环状封装件，其具有顶部和隔开的内外环状侧壁；和用于支撑待处理金属氧化物材料的环状炉床，该炉床安装成在封装件内旋转运动，所述封装件和炉床由耐火材料形成。一个或多个初级燃料燃烧器位于炉床上方，该燃烧器能点燃，从而将燃烧后的气体排放到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此所述炉的壁和顶部能向炉床上的金属氧化物辐射热量。 一个或多个氧气喷嘴位于炉床上方，所述氧气喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金属氧化物材料释放出来的气体相结合，所述氧气喷嘴定位在炉床上方足够高，以避免氧气和金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物的紧邻上方形成静止区域，该静止区域足以使从金属氧化物带走的颗粒物质最小化。在一种实施例中，处理金属氧化物材料的转底炉包括环形封装件，该封装件具有顶部和隔开的内外环状侧壁。支撑待处理金属氧化物材料的环形炉床安装成在该封装件内旋转运动，该封装件和炉床由耐火材料形成，封装件的顶部位于炉床上方第一高度处。 一个或多个初级燃料燃烧器位于炉床上方的第二高度，该笫二高度低于所述第一高度。燃烧器能点燃，将燃烧后的气体排放到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此炉壁和顶部能向炉床上的金属氧化物材料辐射热量。 一个或多个氧气喷嘴位于炉上方的第三高度处，其中该第三高度低于所述第二高度，且所述喷嘴定位成使从喷嘴的流出的氧气与金属氧化物材料释放的气体相结合。氧气喷嘴定位成在炉床上方足够高，以避免氧气与金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物紧邻的周围和上方形成静止区域。该静止区域足以最小限度地从炉床上的金属氧化物材料带走颗粒物质。在一种实施例中，用于处理金属氧化物材料的转底炉包括环状封装件，该封装件具有顶部和隔开的内外环状侧壁。支撑待处理金属氧化物材料的环状炉床安装成在该封装件内旋转运动，该封装件和炉床由耐火材料形成，封装件的顶部定位在炉床上方的第一高度。 一个或多个初级燃料燃烧器定位在炉床上方的第二高度，其中该第二高度低于所述第一高度。燃烧器能点燃，从而将燃烧后的气体排放到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此炉壁和顶部能向炉床上的金属氧化物材料辐射热量。 一个或多个氧气喷嘴位于炉床上方的第三高度，该第三高度低于所述第二高度，且所述喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金属氧化物材料释放出的气体相结合。氧气喷嘴在炉床上方定位成足够高，以避免氧气与金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物的紧邻上方形成静止区域。附图说明当结合附图阅读时，从以下优选实施例的详细说明中，本专利技术的各个方面对于本领域技术人员将变得容易理解。图l是转底炉的平面图2是沿着图1中的线2-2切开的炉的截面图。具体实施例方式现在参照附图，其中类似的附图标记表示类似的元件，在图1中示出了用来处理金属氧化物诸如矿石和矿粉(fine)的转底炉(rotaryhearth furnace) 10。应该注意，为了清晰起见，用于实施金属氧化物材料处理过程的装置的构造的特定细节没有提供，因为考虑到这些细节是常见的， 一旦公开并解释了所述装置，本领域技术人员就可以明白。例如，处理气态或颗粒固体材料所需的鼓风机、管道以及输送机等可以是任何已知可以买到的部件，除此之外，本领域技术人员可以根据需要改动这些部件，以便如文中所述那样在总体系统中采用之。在本说明书中，主要针对处理金属氧化物材料来从含铁材料诸如淬匕4冈厂废料、4^'1生氧气转炉(basic oxygen furnace )、辊轧机碎屑等中作为正常制钢操作的结果回收铁元素来说明过程和装置。应该理解，所述过程和装置还可以同等便利和有益地用来处理包含非铁金属的金属氧化物材料，诸如例如钛、铅、铬、钒和锌的氧化物。这些金属氧化物可以利用从岩层中挖掘出的矿石材料提炼，也可以从其他过程诸如制钢过程中产生的材料进行提炼。在另一种示例中，所述过程和装置可以用来从含钴或镍的材料诸如含钴或含镍矿石包括钴氧化物和镍氧化物中回收钴元素和镍元素。因此，本说明书中针对轧钢厂废料、基本氧气炉灰、辊轧机碎屑等说明的实施例不应当理解为限制权利要求书的范围。含铁材料诸如矿石粉、轧钢厂废料、基本氧气炉灰、辊轧机碎屑等，可以作为正常制钢操作的结果进行收集。各种类型的含铁材料可以包含金属氧化物和固定碳。根据含铁材料中固定碳的含量，可能需要含碳材料。例如，轧钢厂废料可能包含足量的固定碳，而矿石粉中可能需要添加额外的固定碳。含碳材料可以是任何适当材料，包括焦炭、焦屑或烟煤。含碳材料可以用作金属氧化物的还原剂。在处理金属氧化物材料时，部分含碳材料可以作为废气排放，而部分含碳材料可以进入最终产品。希望数量的含碳材料可以留在最终产品中，用来将最终产品转化为钢。含铁材料和含碳材料可以彻底混合，在本领域已知类型的混合机中形成混合物。含铁材料和含碳材料的混合物然后以粘合剂聚集，形成坯块18。可以使用若干种已知粘合剂，包括例如有机粘合剂诸如糖浆、煤焦油沥青、腐殖酸等。还可以进一步理解，有机粘合剂还可以用作反应所需碳的来源。含铁材料还可以以弹丸形式或矿石与含碳材料的磨滑组合物的形式引入。对于该说明书，应该理解，术语坯块不仅包括传统馈入转底炉10的坯块，而且还包括其他形式的需要还原的金属氧化物材料，包括弹丸和磨滑材料。坯块18可以均匀分布在转底炉10的炉床42上。坯块18可以借助任何馈送机诸如电子振动馈送机、输送机或其他均匀分布设备来分布到炉床上。旋转炉10的炉床42可以表现为实心陶瓷材料形式，包括耐火砖层和绝缘层。炉床可以安装成围绕其中心进行旋转运动，并8且可以设置在环形封装件20内。环形封装件20具有耐火顶部44和隔开的各内外环形耐火侧壁38和40。任选，该封装件由水密封件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理金属氧化物材料的转底炉，包括：　　　　环状封装件，其具有顶部和隔开的内外环状侧壁；　　　　用于支撑待处理的金属氧化物材料的环状炉床，该炉床安装成在封装件内旋转运动，所述封装件和炉床由耐火材料形成；　　　　位于炉床上方的一个或多个初级燃料燃烧器，该燃烧器能点燃，从而将燃烧后的气体排放到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此所述炉的壁和顶部能向炉床上的金属氧化物辐射热量；和　　　　位于炉床上方的一个或多个氧气喷嘴，所述氧气喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金属氧化物材料释放出来的气体相结合，其中所述氧气喷嘴定位在炉床上方足够高，以避免氧气和金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物的紧邻上方形成静止区域，该静止区域足以使从金属氧化物材料带走的颗粒物质最少化。

【技术特征摘要】
US 2008-8-29 12/201,6531.一种用于处理金属氧化物材料的转底炉，包括环状封装件，其具有顶部和隔开的内外环状侧壁；用于支撑待处理的金属氧化物材料的环状炉床，该炉床安装成在封装件内旋转运动，所述封装件和炉床由耐火材料形成；位于炉床上方的一个或多个初级燃料燃烧器，该燃烧器能点燃，从而将燃烧后的气体排放到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此所述炉的壁和顶部能向炉床上的金属氧化物辐射热量；和位于炉床上方的一个或多个氧气喷嘴，所述氧气喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金属氧化物材料释放出来的气体相结合，其中所述氧气喷嘴定位在炉床上方足够高，以避免氧气和金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物的紧邻上方形成静止区域，该静止区域足以使从金属氧化物材料带走的颗粒物质最少化。2. 如权利要求l所述的炉，其特征在于，所述初级燃料燃烧器和氧气喷嘴各自沿着所述内外侧壁设置。3. 如权利要求l所述的炉，其特征在于，在每区域内，内侧壁上 的初级燃料燃烧器的数目等于外侧壁上的初级燃料燃烧器的数目。4. 如权利要求l所述的炉，其特征在于，所述初级燃料燃烧器位 于所述炉的上半部，而所述氧气喷嘴位于所述炉的下半部。5. —种用于处理金属氧化物材料的转底炉，包括 环形封装件，该封装件具有顶部和隔开的内外环状侧壁； 支撑待处理金属氧化物材料的环形炉床，该炉床安装成在该封装件内旋转运动，该封装件和炉床由耐火材料形成，封装件的顶部位于 炉床上方第一高度处；位于炉床上方的第二高度的一个或多个初级燃料燃烧器，该第二 高度低于所述第一高度，所述燃烧器能点燃，将燃烧后的气体排放到 炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此炉壁和顶部能向炉床上的金 属氧化物材料辐射热量；和位于炉床上方的第三高度处的一个或多个氧气喷嘴，其中该第三 高度低于所述第二高度，且所述喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金 属氧化物材料释放的气体相结合，其中氧气喷嘴定位成在炉床上方足 够高，以避免氧气与金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物紧 邻的上方形成静止区域，该静止区域足以使从金属氧化物材料带走的 颗粒物质最少化。6. 如权利要求5所述的炉，进一步包括，向所述初级燃料燃烧器 提供燃烧空气，所述燃烧空气以氧气加富，以允许所述初级燃料燃烧 器在炉中以更高的温度燃烧，并且减小湍流。7. 如权利要求5所述的炉，其特征在于，所述初级燃料燃烧器和氧气喷嘴各自沿着所述内外侧壁设置。8. 如权利要求l所述的炉，其特征在于，所述顶部位于所述炉床 上方，与其隔开的距离介于约5英尺(1.53m)到约10英尺(3.05m) 之间。9. 如权利要求5所述的炉，其特征在于，在每个区...

【专利技术属性】
技术研发人员：FG林克，DA莫尔纳，
申请(专利权)人：环球研究工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]