專利名稱：冶金容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉鐵和煉鋼的冶金容器，包括底部、側(cè)壁以及具有至少兩個(gè)噴槍的噴槍配置，在運(yùn)行時(shí)噴槍將含氧氣體供應(yīng)到容器內(nèi)部，其中每個(gè)噴槍包括噴出含氧氣體的末端部分。本發(fā)明還涉及煉鐵方法。
本發(fā)明的目的是提供一種冶金容器，它可以大規(guī)模應(yīng)用，提高生產(chǎn)效率以及減少容器頂部的設(shè)備阻塞。
本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)是，噴槍配置的設(shè)計(jì)使其運(yùn)行時(shí)在容器側(cè)壁產(chǎn)生基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流，在容器中心產(chǎn)生基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流。
術(shù)語后燃燒氣(post combusted gas)是指在冶金容器的反應(yīng)過程中產(chǎn)生的并隨后至少部分后燃燒的氣體。術(shù)語容器中心是指容器中心軸線周圍并包括中心軸線的中心柱狀區(qū)域。當(dāng)冶金容器是直立的時(shí)，中心軸線基本垂直穿過容器中心延伸。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于，它可以成功地應(yīng)用于大直徑容器，用于促進(jìn)容器主體中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)是非常有利的氣體流動(dòng)。氣體流動(dòng)導(dǎo)致壁的熱負(fù)荷減小，而多個(gè)噴槍保證含氧氣體的良好分布，從而在整個(gè)容器區(qū)域中有好的熱量分布，從而提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明還減輕位于容器頂部的諸如進(jìn)出口、密封、傳感器和測(cè)量設(shè)備的阻塞和損壞，而這些設(shè)備價(jià)格貴并且難以更換或維修。這個(gè)問題是在顆粒被帶入導(dǎo)向容器頂部的向上后燃燒氣流時(shí)出現(xiàn)的。本發(fā)明噴槍結(jié)構(gòu)在側(cè)壁產(chǎn)生基本向下的后燃燒氣流，而在容器中心產(chǎn)生基本向上導(dǎo)向的氣流。因此，任何進(jìn)入向上氣流的顆粒經(jīng)過容器中心，很少有機(jī)會(huì)接觸頂部伸出的設(shè)備、進(jìn)出口、密封或傳感器。直接由金屬氧化物生產(chǎn)熔融金屬的方法的例子包括使用電爐作為熔煉反應(yīng)、Romelt工藝、DIOS工藝、AISI工藝、Hismelt工藝的主要能量來源并且使用氣旋轉(zhuǎn)爐。
EP 0 735 146披露了一種轉(zhuǎn)爐型冶金容器，其中預(yù)還原的鐵礦經(jīng)歷了最終還原。該冶金容器的底部具有鐵池，而壁或側(cè)壁從底部向上延伸，包圍著渣層。頂部從側(cè)壁頂延伸到容器內(nèi)部上方，并與熔化旋流器(melting cyclone)連接。多個(gè)噴槍從冶金容器壁穿過并向容器內(nèi)部供應(yīng)氧氣。噴槍的安裝盡可能沿垂直取向，以便達(dá)到與使用中心噴槍相同的效果。
如上所述，本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)是，噴槍的設(shè)計(jì)使其運(yùn)行時(shí)在容器側(cè)壁產(chǎn)生基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流，在容器中心產(chǎn)生基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以直接和正確地驗(yàn)證運(yùn)行時(shí)在容器側(cè)壁的基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流，以及在容器中心的基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流，例如，可以通過計(jì)算并監(jiān)測(cè)容器側(cè)壁和頂部的每平方米熱量損失。
冶金容器的側(cè)壁和頂部可以包括金屬板或管，其中可以流過水，用于冷卻經(jīng)受高溫的容器和/或耐火材料。冶金容器的側(cè)壁或頂部通常裝備溫度傳感器。
溫度傳感器可以是沿著容器側(cè)壁和頂部的高度和四周不同部分測(cè)量冷卻水溫度的熱電偶或者測(cè)量耐火材料壁溫度的熱電偶。當(dāng)測(cè)量冷卻水溫度以及冷卻水流量時(shí)，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員能計(jì)算和監(jiān)測(cè)沿著容器側(cè)壁和頂部的高度和四周不同部分的每平方米熱量損失(熱通量)。因此，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員通過監(jiān)測(cè)容器側(cè)壁和頂部溫度，確認(rèn)運(yùn)行時(shí)是否存在容器側(cè)壁基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流以及容器中心的基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流。
在具有單獨(dú)的中心噴槍或垂直取向噴槍的傳統(tǒng)冶金容器中，噴槍產(chǎn)生的燃燒在容器中心形成強(qiáng)烈氣體膨脹，導(dǎo)致燃燒完的熱氣朝向側(cè)壁并沿側(cè)壁向上流動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的冶金容器中，容器側(cè)壁基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流對(duì)側(cè)壁具有冷卻作用，從而導(dǎo)致較低的耐火材料溫度或熱通量。熱的后燃燒氣基本在容器中心向上流動(dòng)，從而不接觸側(cè)壁。本發(fā)明還特別在噴槍附近的側(cè)壁區(qū)域形成耐火材料溫度或熱通量降低。
在本發(fā)明的冶金容器中，至少一個(gè)噴槍可以具有從其末端部分噴出多股含氧氣體的裝置。與單獨(dú)的一股相比，這種噴槍可以在容器內(nèi)較寬表面積上噴出氧氣。每個(gè)噴槍可以具有從其末端部分噴出多股含氧氣體的裝置。
優(yōu)選地，噴槍的配置使至少一個(gè)噴槍從冶金容器頂部穿過。容器頂部從側(cè)壁頂部伸出。如果熔化旋流器位于容器上方并與容器上方相通，則頂部從側(cè)壁頂部延伸到熔化旋流器。這樣，至少一個(gè)噴槍穿過容器上不與容器內(nèi)裝物接觸的部分，從而避免損壞噴槍穿過容器處的噴槍周圍密封。每個(gè)噴槍可以穿過冶金容器頂部伸出。
優(yōu)選地，至少一個(gè)噴槍的布置將含氧氣體向內(nèi)朝冶金容器中心軸線引導(dǎo)。每個(gè)噴槍的布置可以將含氧氣體向內(nèi)朝冶金容器中心軸線引導(dǎo)。將含氧氣體向內(nèi)朝容器中心軸線引導(dǎo)，使噴槍末端部分形成一個(gè)低壓區(qū)，從而在側(cè)壁將后燃燒氣向下朝噴槍末端部分帶動(dòng)，而在容器中心形成向上流動(dòng)的后燃燒氣。
至少一個(gè)噴槍可以偏離垂直線，使其末端部分朝冶金容器中心軸線傾斜。傾斜的噴槍將含氧氣體向內(nèi)朝冶金容器的中心軸線引導(dǎo)，并改進(jìn)含氧氣體在容器內(nèi)裝物整個(gè)表面上的分布。每個(gè)噴槍可以偏離垂直線，使其末端部分朝冶金容器中心軸線傾斜。
至少一個(gè)噴槍的末端部分也可以設(shè)計(jì)成將含氧氣體朝冶金容器中心軸線引導(dǎo)，使含氧氣體偏離垂直線的角度大于噴槍的傾斜角度，從而增大容器內(nèi)產(chǎn)生的向上和向下的氣流。每個(gè)噴槍可以設(shè)計(jì)成將含氧氣體朝冶金容器中心軸線引導(dǎo)，使含氧氣體偏離垂直線的角度大于噴槍的傾斜角度。
噴槍高度可以調(diào)節(jié)，因此當(dāng)容器處于不同裝料高度時(shí)，可以使噴槍定位在容器內(nèi)裝物表面上方的最佳高度。噴槍的傾斜角度也可以調(diào)節(jié)，使含氧氣體在容器內(nèi)裝物整個(gè)表面上的分布達(dá)到最佳。
噴槍末端部分可以都定位在距離側(cè)壁相同距離，用于達(dá)到容器內(nèi)裝物整個(gè)表面上最有效的熱量分布，使生產(chǎn)效率最大化。優(yōu)選地，有三個(gè)或多個(gè)噴槍向容器內(nèi)裝物供應(yīng)含氧氣體，用于保證最佳熱量分布和生產(chǎn)效率。
優(yōu)選地，通過定位在離噴槍距離近的送料槽向冶金容器中添加顆粒物料。這樣，側(cè)壁附近基本向下的氣流帶走顆粒物料，例如煤粉，并將其向下朝氧氣噴槍末端部分和渣層輸送。這避免了大部分加入容器中的任何顆粒物料損失的問題，這個(gè)問題是因?yàn)轭w粒在與容器內(nèi)裝物反應(yīng)之前被卷入向上的氣流而產(chǎn)生的。因此，優(yōu)選的實(shí)施例導(dǎo)致諸如煤粉的顆粒物料的損失明顯降低，并且生產(chǎn)效率較高，因?yàn)榇蟛糠诸w粒物料被用作還原劑。如同本領(lǐng)域內(nèi)公知的，可以在運(yùn)行時(shí)對(duì)離開冶金容器的氣體(廢氣)取樣，用于驗(yàn)證廢氣中顆粒物料的減少。廢氣燃燒程度也將提高，因?yàn)楫?dāng)煤在運(yùn)行過程中進(jìn)入冶金容器內(nèi)部熱氣氛時(shí)自發(fā)產(chǎn)生高溫分解，煤高溫分解產(chǎn)物在側(cè)壁被帶入向下的氣流中并將燃燒，而不是被吹出容器。廢氣燃燒程度還可以通過本領(lǐng)域內(nèi)公知的廢氣取樣和分析進(jìn)行檢驗(yàn)。
如果每個(gè)噴槍具有對(duì)應(yīng)的送料槽，使通過槽加入的顆粒物料帶入基本向下的氣流，就進(jìn)一步減小顆粒物料的損失。每個(gè)槽的最佳位置沿徑向位于噴槍與冶金容器側(cè)壁之間，在此處基本向下的后燃燒氣流處于最大值。
優(yōu)選地，容器側(cè)壁包括使用時(shí)裝熔融金屬池和部分渣層的下部以及使用時(shí)裝其余部分渣層的上部，其中至少兩個(gè)噴槍插入容器上部并為容器上部供應(yīng)含氧氣體，并且在容器下部圓周具有多個(gè)風(fēng)口，適于為容器下部的渣層中供應(yīng)氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體。該至少兩個(gè)噴槍向容器上部的渣中供應(yīng)含氧氣體，從而供應(yīng)熱量，而風(fēng)口供應(yīng)的氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體保證靠下渣層不保持靜止。靜止導(dǎo)致靠下的渣層冷卻以及生產(chǎn)率下降。
風(fēng)口將氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體直接供應(yīng)到靠下的渣層，而氣體在底部攪動(dòng)時(shí)通過容器底部噴入熔融金屬。因此，本發(fā)明的優(yōu)選方面不在熔融金屬中產(chǎn)生高流動(dòng)速率，從而避免底部攪動(dòng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)，即快速侵蝕容器裝熔融金屬部分的容器壁。因此，通過風(fēng)口向容器下部的渣層供應(yīng)氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體不會(huì)造成侵蝕熱金屬區(qū)中耐火材料襯里，但通過攪動(dòng)靠下的渣層仍保持生產(chǎn)率。攪動(dòng)靠下的渣層使靠下的渣層中反應(yīng)最大化，并保證渣層不會(huì)保持靜止。通過風(fēng)口供應(yīng)可燃的氣體和/或液體和/或固體也增大容器下部從渣層到熔融金屬的熱傳導(dǎo)。風(fēng)口也容易保持，因?yàn)檫@些風(fēng)口位于容器出鐵高度以上。
優(yōu)選地，冶金容器下部直徑小于其上部。風(fēng)口布置在容器下部圓周上，因此風(fēng)口噴出的射流在通過渣上升到容器上部之前將進(jìn)入容器下部渣層中。因此，風(fēng)口供應(yīng)的氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體生成的任何“熱點(diǎn)”，即溫度較高區(qū)域，距離容器壁足夠遠(yuǎn)，以保證不增大壁的侵蝕和/或腐蝕。
優(yōu)選地，風(fēng)口可以包括氧-燃料燃燒器，作為容器下部渣層中的直接熱源。氧-燃料燃燒器通過促進(jìn)吸熱還原反應(yīng)的發(fā)生并由此增大渣層的還原能力，將增大反應(yīng)器的生產(chǎn)率。
優(yōu)選地，本發(fā)明的冶金容器包括熔化旋流器，它位于容器上方并與容器開放相通。這樣，由于氧噴槍不穿過旋流器，因此沒有氧噴槍經(jīng)受旋流器的熱和腐蝕環(huán)境。荷蘭專利NL C 257692和EP 0735146披露了這樣的熔化旋流器。
優(yōu)選地，噴槍的定位避免接觸從熔化旋流器向下達(dá)到冶金容器的熔化材料，從而熔化材料不會(huì)損壞噴槍。損壞噴槍的更換和/或維修成本高并且降低生產(chǎn)效率。
本發(fā)明還涉及一種利用本發(fā)明的冶金容器將氧化鐵還原為鐵的方法，該方法包括如下步驟將氧化鐵供應(yīng)到容器中，通過向容器中供應(yīng)含碳材料以及通過噴槍向氧化鐵供應(yīng)含氧氣體還原氧化鐵。含氧氣體可以通過噴槍供應(yīng)到冶金容器上部，氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體可以通過多個(gè)風(fēng)口供應(yīng)到容器下部的渣層中。
本發(fā)明還涉及一種煉鐵方法，包括如下步驟-將氧化鐵或預(yù)還原氧化鐵輸送到冶金容器中；-通過由至少兩個(gè)噴槍構(gòu)成的噴槍配置向冶金容器供應(yīng)含氧氣體，使運(yùn)行時(shí)在容器側(cè)壁形成基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流，在容器中心形成基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流；-向容器供應(yīng)含碳材料。
本發(fā)明還涉及一種根據(jù)上述方法的煉鐵方法，包括如下步驟-將含氧化鐵的材料輸送到熔化旋流器；-利用冶金容器產(chǎn)生的還原性后燃燒氣預(yù)還原所述含氧化鐵的材料；-通過將含氧氣體供應(yīng)到熔化旋流器以及使所述還原性后燃燒氣進(jìn)一步后燃燒，在熔化旋流器中至少部分熔化含氧化鐵的材料；-使預(yù)還原和至少部分熔化的含氧化鐵的材料從所述熔化旋流器向下進(jìn)入最終還原發(fā)生的冶金容器；以及-通過由噴槍向冶金容器供應(yīng)含氧氣體，以及向冶金容器供應(yīng)煤并由此形成還原性氣體，并利用供應(yīng)到所述冶金容器的所述含氧氣體使所述冶金容器中所述還原性氣體至少部分后燃燒，在冶金容器中的渣層中發(fā)生最終還原。
優(yōu)選地，本發(fā)明涉及一種如上所述的煉鐵方法，包括如下步驟-將氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體供應(yīng)到容器下部的渣層中。
另一種冶金容器可以包括使用時(shí)裝熔融金屬池和部分渣層的下部，使用時(shí)裝其余部分渣層的上部以及伸入容器上部并為容器上部供應(yīng)含氧氣體的多個(gè)噴槍，其特征在于多個(gè)風(fēng)口布置在容器下部的圓周上，適于將氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體供應(yīng)到容器下部的渣層。
多個(gè)噴槍將含氧氣體供應(yīng)到容器上部的渣，從而為其供應(yīng)熱量，而風(fēng)口供應(yīng)的氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體保證靠下的渣層不靜止。靜止導(dǎo)致靠下的渣層冷卻以及生產(chǎn)率降低。風(fēng)口將氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體直接供應(yīng)到靠下的渣層，而在底部攪動(dòng)時(shí)將氣體通過容器底部噴入熔融金屬。這樣，本發(fā)明的優(yōu)選方面不在熔融金屬中產(chǎn)生高的流動(dòng)速率，從而避免底部攪動(dòng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)，即快速腐蝕容器裝熔融金屬部分的容器壁。
這樣，通過風(fēng)口為容器下部的渣層供應(yīng)氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體，不產(chǎn)生熱金屬區(qū)的耐火襯里腐蝕，但通過攪動(dòng)靠下的渣層可以保持生產(chǎn)率。攪動(dòng)靠下的渣層使靠下的渣層內(nèi)反應(yīng)最大化，并保證它不變成靜止。通過風(fēng)口供應(yīng)氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體也增大容器下部從渣層到熔融金屬的熱傳導(dǎo)。風(fēng)口也容易保持，因?yàn)檫@些風(fēng)口位于容器出鐵高度以上。
優(yōu)選地，冶金容器下部直徑小于其上部。風(fēng)口布置在容器下部圓周上，因此風(fēng)口噴出的射流在通過渣上升到容器上部之前將進(jìn)入容器下部渣層中。因此，風(fēng)口供應(yīng)的氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體在容器上部渣層中生成的任何“熱點(diǎn)”，即溫度較高區(qū)域，距離容器壁足夠遠(yuǎn)，以保證不增大壁的侵蝕和/或腐蝕。
優(yōu)選地，風(fēng)口可以包括氧-燃料燃燒器，作為容器下部渣層中的直接熱源。氧-燃料燃燒器通過促進(jìn)吸熱還原反應(yīng)的發(fā)生并由此增大渣層的還原能力，將增大反應(yīng)器的生產(chǎn)率。


下面參考附圖，通過非限制性實(shí)例描述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中圖1表示本發(fā)明的設(shè)備；圖2表示沿圖1的軸線“A”的視圖；圖3表示模擬的設(shè)備截面，其中一根噴槍插入容器截面中，并且表示從噴槍中以短距離加入的煤顆粒的模擬軌跡；圖4表示模擬的設(shè)備截面，其中一根噴槍插入容器截面中，并表示從噴槍之間加入的煤顆粒的模擬軌跡；圖5表示具有四個(gè)端口的噴槍末端部分，用于發(fā)出四股含氧氣體；圖6表示本發(fā)明的特殊實(shí)施例；圖7表示另一個(gè)冶金容器。
具體實(shí)施例方式
圖1的設(shè)備包括冶金容器1、熔化旋流器2(未詳細(xì)圖示)和多個(gè)噴槍3，圖中表示出兩個(gè)。也可以使用更多的噴槍，例如，這取決于容器的尺寸以及噴槍的性能參數(shù)。冶金容器本身包括底部4、側(cè)壁5和頂部6，頂部6從側(cè)壁5的頂部延伸到熔化旋流器2。冶金容器含有鐵池11，渣層10在其頂部，并且容器包括至少一個(gè)出鐵口19，用于排出熔融鐵和渣。
含氧氣體通過噴槍3供應(yīng)到容器內(nèi)部，用于最終還原渣層中預(yù)還原的氧化鐵。在最終還原過程中，制造包括還原性一氧化碳的處理氣體，以及在渣層10上面至少部分燃燒，從而釋放出最終還原所需的熱量。由后燃燒得到的至少部分后燃燒氣體被稱為后燃燒氣體。顆粒狀煤通過送料槽12被供應(yīng)到容器1內(nèi)部。噴槍3通過頂部6插入容器，其設(shè)計(jì)是在容器側(cè)壁5形成基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流，在容器中心9形成基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流。向上流動(dòng)的燃燒氣包括還原性一氧化碳，在熔化旋流器2中與供應(yīng)到熔化旋流器的含氧氣體進(jìn)一步后燃燒。通過裝置13供應(yīng)到熔化旋流器的氧化鐵大致預(yù)還原成FeO并至少部分熔化。接著，預(yù)還原的氧化鐵14向下落入或流入冶金容器1。當(dāng)冶金容器是直立的時(shí)，中心軸線基本垂直地沿容器中心延伸。
在運(yùn)行過程中，噴槍插到渣層10上方，噴槍的高度是可調(diào)節(jié)的，從而即使容器處于不同的裝料高度，噴槍也能最佳定位，用于供應(yīng)含氧氣體。噴槍3偏離垂直線，其末端部分8設(shè)計(jì)成朝容器中心噴出一股或多股含氧氣體7，噴出的角度與噴槍傾斜相同或偏離垂直線比噴槍傾斜更大的角度。
圖5詳細(xì)地表示噴槍3的末端部分8，其中有四個(gè)出口17，用于噴出四股含氧氣體18。噴槍3的定位，使其末端距離側(cè)壁的距離全都相等。插入容器中的噴槍數(shù)量可以根據(jù)冶金容器的大小以及每個(gè)噴槍覆蓋渣的表面積而改變。噴槍末端部分上的出口數(shù)量也可以改變。
圖2表示圖1中三個(gè)送料槽12相對(duì)于三個(gè)氧噴槍3的位置。
圖3表示一部分容器1，插入此部分容器的噴槍3以及加入容器中的煤顆粒軌跡15。加入煤顆粒離噴槍距離短的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，因?yàn)轭w粒在容器側(cè)壁被基本向下的后燃燒氣流帶向渣層。相反，圖4表示在噴槍之間加入的煤顆粒軌跡16?？梢钥闯?，大部分顆粒在容器中心進(jìn)入向上導(dǎo)向的后燃燒氣流，并離開容器。這樣，大部分加入的煤顆粒不會(huì)成為渣層中的還原劑。
圖6表示冶金容器1，熔化旋流器2(未詳細(xì)圖示)以及多個(gè)噴槍3(圖中示出兩個(gè))。噴槍3通過頂部6插入容器，其設(shè)計(jì)是在容器側(cè)壁5形成基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流，在容器中心9形成基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流。噴槍3偏離垂直線，并且其末端部分8設(shè)計(jì)成朝容器中心噴出一股或多股含氧氣體7，噴出的角度與噴槍傾斜相同或偏離垂直線比噴槍傾斜更大的角度。冶金容器側(cè)壁5包括上部21和下部20。下部20在使用時(shí)裝熔融金屬池11和一部分渣層10。上部21在使用時(shí)裝其余部分的渣層，噴槍3插入容器上部，并對(duì)容器上部3的渣層6供應(yīng)含氧氣體。沿容器下部的圓周具有多個(gè)風(fēng)口22(圖中示出兩個(gè))，用于向容器下部20中供應(yīng)氣體和/或液體和/或固體(如回收的粉塵)和/或等離子體。容器下部圓周上的風(fēng)口數(shù)量可以根據(jù)容器大小以及風(fēng)口性能參數(shù)而改變。風(fēng)口可以包括氧氣-燃料燃燒器。圖6的其余細(xì)節(jié)如同上述圖1-5所示的特征并與之編號(hào)相同。
圖7表示另一個(gè)冶金容器31和熔化旋流器38。熔化旋流器的細(xì)節(jié)未圖示。冶金容器本身包括裝鐵池39和一部分渣層36的下部32，并包括排出熔融鐵和渣的至少一個(gè)出鐵口41。容器還包括裝其余渣層36的上部33，以及頂部34。渣層36位于鐵池39頂部，并從容器下部32延伸到上部33。預(yù)還原的氧化鐵40從熔化旋流器落入或流入冶金容器，并最終在渣層中還原。多個(gè)噴槍35將含氧氣體供應(yīng)到容器上部33的渣層36。圖中示出兩個(gè)噴槍，但是，例如，根據(jù)容器大小和噴槍性能參數(shù)，可以有多個(gè)噴槍。在容器下部的圓周有多個(gè)風(fēng)口37。風(fēng)口37適于向容器下部32中供應(yīng)氣體和/或液體和/或固體(如回收的粉塵)和/或等離子體。容器下部圓周上的風(fēng)口數(shù)量可以根據(jù)容器大小以及風(fēng)口性能參數(shù)而改變。風(fēng)口可以包括氧氣-燃料燃燒器。在預(yù)還原氧化鐵的最終還原過程中，產(chǎn)生包括還原性CO的工業(yè)廢氣，這些氣體在容器31的渣層36上方部分后燃燒，由此釋放出最終還原所需熱量。還原性工業(yè)廢氣上升并在熔化旋流器38與供應(yīng)到熔化旋流器的含氧氣體進(jìn)一步后燃燒。供應(yīng)到熔化旋流器的氧化鐵在熔化旋流器被大致預(yù)還原成FeO并至少部分熔化。接著，預(yù)還原的氧化鐵40落入或流入冶金容器31。
雖然通過特殊的實(shí)施例解釋了本發(fā)明，但在本發(fā)明原理的范圍內(nèi)可以做出變動(dòng)和修改。
權(quán)利要求
1.一種煉鐵和煉鋼的冶金容器，包括底部、側(cè)壁以及具有至少兩個(gè)噴槍的噴槍配置，所述噴槍在運(yùn)行時(shí)將含氧氣體供應(yīng)到容器內(nèi)部，并且每個(gè)噴槍包括噴出含氧氣體的末端部分，其特征在于所述噴槍配置的設(shè)計(jì)使其運(yùn)行時(shí)在容器側(cè)壁產(chǎn)生基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流，在容器中心產(chǎn)生基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流。
2.如權(quán)利要求1所述的冶金容器，其特征在于至少一個(gè)噴槍具有從其末端部分噴出多股含氧氣體的裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的冶金容器，其特征在于至少一個(gè)噴槍穿過冶金容器的頂部。
4.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的冶金容器，其特征在于至少一個(gè)噴槍的布置將含氧氣體朝冶金容器中心軸線引導(dǎo)。
5.如權(quán)利要求4所述的冶金容器，其特征在于至少一個(gè)噴槍相對(duì)于垂直線傾斜，使其末端部分朝冶金容器中心軸線傾斜。
6.如權(quán)利要求5所述的冶金容器，其特征在于噴槍的末端部分設(shè)計(jì)成將含氧氣體朝冶金容器中心軸線引導(dǎo)，使含氧氣體偏離垂直線的角度大于噴槍的傾斜角度。
7.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的冶金容器，其特征在于噴槍的末端部分都距離側(cè)壁相等的距離。
8.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的冶金容器，其特征在于所述冶金容器包括三個(gè)或多個(gè)噴槍。
9.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的冶金容器，其特征在于用于向所述容器添加物料的至少一個(gè)送料槽的位置離噴槍的距離短。
10.如權(quán)利要求9所述的冶金容器，其特征在于多個(gè)送料槽穿過所述冶金容器頂部。
11.如權(quán)利要求9所述的冶金容器，其特征在于每個(gè)噴槍具有對(duì)應(yīng)的送料槽。
12.如權(quán)利要求11所述的冶金容器，其特征在于每個(gè)送料槽在徑向位于噴槍與冶金容器側(cè)壁之間。
13.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的冶金容器，其特征在于所述側(cè)壁包括裝熔融金屬池和渣層的下部以及裝渣層的上部，并且為容器上部供應(yīng)含氧氣體的至少兩個(gè)噴槍插入容器上部，并且為容器下部渣層中供應(yīng)氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體的多個(gè)風(fēng)口布置在容器下部的圓周上。
14.如權(quán)利要求13所述的冶金容器，其特征在于所述容器下部的直徑小于所述上部的直徑。
15.如權(quán)利要求13或14所述的冶金容器，其特征在于所述風(fēng)口包括氧-燃料燃燒器。
16.如權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的冶金容器，包括位于所述冶金容器上方并與之開放相通的熔化旋流器。
17.如權(quán)利要求16所述的冶金容器，其特征在于噴槍的定位避免接觸從熔化旋流器向下達(dá)到冶金容器的熔化材料。
18.一種利用權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的冶金容器將氧化鐵還原為鐵的方法，所述方法包括如下步驟將氧化鐵供應(yīng)到容器中，通過將含碳材料供應(yīng)到容器中和利用噴槍將含氧氣體供應(yīng)到氧化鐵來還原氧化鐵。
19.一種利用權(quán)利要求13-17中任一項(xiàng)所述的冶金容器將氧化鐵還原為鐵的方法，所述方法包括如下步驟將氧化鐵供應(yīng)到容器中，通過噴槍向冶金容器上部供應(yīng)含氧氣體，向氧化鐵供應(yīng)含碳材料，將氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體通過多個(gè)風(fēng)口供應(yīng)到容器下部的渣層中。
20.如權(quán)利要求19所述的還原氧化鐵的方法，其特征在于風(fēng)口將含氧氣體供應(yīng)到靠下的渣層中。
21.一種煉鐵方法，包括如下步驟-將氧化鐵或預(yù)還原氧化鐵輸送到冶金容器中；-通過由至少兩個(gè)噴槍構(gòu)成的噴槍配置向冶金容器供應(yīng)含氧氣體，使運(yùn)行時(shí)在容器側(cè)壁形成基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流，在容器中心形成基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流；-向容器供應(yīng)含碳材料。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，包括如下步驟-將含氧化鐵的材料輸送到熔化旋流器；-利用冶金容器產(chǎn)生的還原性后燃燒氣預(yù)還原所述含氧化鐵的材料；-通過將含氧氣體供應(yīng)到熔化旋流器以及使所述還原性后燃燒氣進(jìn)一步后燃燒，在熔化旋流器中至少部分熔化含氧化鐵的材料；-使預(yù)還原和至少部分熔化的含氧化鐵的材料從所述熔化旋流器向下進(jìn)入發(fā)生最終還原的冶金容器；以及-通過由噴槍向冶金容器供應(yīng)含氧氣體，以及向冶金容器供應(yīng)煤并由此形成還原性氣體，并利用供應(yīng)到所述冶金容器的所述含氧氣體使所述冶金容器中所述還原性氣體至少部分后燃燒，在冶金容器中的渣層中發(fā)生最終還原。
23.如權(quán)利要求21或22所述的煉鐵方法，包括如下步驟將氣體和/或液體和/或固體和/或等離子體供應(yīng)到容器下部的渣層中。
全文摘要
一種煉鐵和煉鋼的冶金容器，包括底部、側(cè)壁以及具有至少兩個(gè)噴槍的噴槍配置，所述噴槍在運(yùn)行時(shí)將含氧氣體供應(yīng)到容器內(nèi)部，并且每個(gè)噴槍包括噴出含氧氣體的末端部分，其特征在于所述噴槍配置的設(shè)計(jì)使其運(yùn)行時(shí)在容器側(cè)壁產(chǎn)生基本向下導(dǎo)向的后燃燒氣流，在容器中心產(chǎn)生基本向上導(dǎo)向的后燃燒氣流。
文檔編號(hào)C21B13/14GK1688721SQ03819913
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月10日
發(fā)明者M·B·德尼斯, H·K·A·邁耶 申請(qǐng)人:科魯斯技術(shù)有限公司