[发明专利]直接熔炼设备

说明书

本发明涉及一种直接熔炼设备，用于由含金属的供给材料，如矿石、部分还原的矿石和含金属的废流生产纯态或合金形式的熔融金属。

一个公知的直接熔炼方法其依靠熔融金属层作为反应介质，并且一般被称为HIsmelt方法，在以申请者的名义的国际申请PCT/AU96/00197(WO96/31627)中进行了描述。

在国际申请中所描述的HIsmelt方法包括：

(a)在容器中形成具有熔融铁和渣的熔池；

(b)将以下物质喷入熔池：

(ⅰ)含金属的供给材料，一般为金属氧化物；以及

(ⅱ)固态含碳材料，一般为煤炭，其作为金属氧化物的还原剂及能量源；以及

(c)在金属层将含金属供给材料熔炼为金属。

术语“熔炼”这里理解为一个热过程，其中进行将金属氧化物还原的化学反应，以生产液态金属。

HIsmelt方法也包括后燃反应气体，如CO和H₂，其从熔池释放到熔池之上的具有含氧气体的空间，并将由后燃产生的热量传给熔池以提供熔炼含金属供给材料所需的热能。

HIsmelt方法也包括在熔池名义静止表面上方形成过渡区，其中具有上升并然后下降的熔融金属和/或矿渣的液珠、或飞溅或液流，其提供了将由熔池上方的反应气体后燃产生的热量传导到熔池的有效的介质。

Hismelt工艺方法中，含金属供给材料和固体含碳材料通过一些喷枪/喷嘴被注入金属层中，这些喷枪/喷嘴相对于垂直方向倾斜，向下、向内通过熔化容器的侧壁而延伸进入容器下部区域，从而将固体材料输送到容器底部的金属层中。为了提高容器上部反应气体的后燃烧，一股热空气(其可以是富氧的)通过向下延伸的热空气喷枪而射入容器的上部区域。容器中反应气体后燃烧产生的废气通过废气排放口排出容器的上部。

Hismelt工艺方法可大量通过直接熔炼工艺在一个小型的容器中生产熔融金属。但是，为了实现这种生产，需要将热的气体输入输出该容器，将含金属供给材料输入该容器，将熔融金属产品和熔渣输出该容器，这一切都要在相对有限的空间内完成。在整个熔化过程中这些操作要连续进行，这可能要持续很长时间。还需要提供进入和操作的装置，以便在两次熔炼工作的间隔时进入容器和提升设备。本发明的设备布置合理，从而实现各种操作的装置分离地位于不同的区域，围绕容器布置，这样减小了各种操作之间的干扰增强了熔炼工作的安全性。

根据本发明，提供一种直接熔炼设备，用于由含金属供给材料生产熔融金属，其包括：

固定的熔炼容器，用于容纳具有金属层和在金属层上的熔渣层的熔融金属熔池以及位于熔渣之上的气体空间；

固体供给装置，用于向容器供给含金属供给材料和含碳材料；

气体喷射装置，向下延伸进入容器中，将氧化气体喷射到气体空间和/或容器的渣层中；

气体输送管道，从不在容器处的气体供给区延伸到容器之上的输送区，以向气体喷射装置输送氧化气体；

废气管道装置，使得废气从容器的上部离开容器；

排出金属装置，用于在熔炼阶段使得熔池中熔融金属流从容器下部排出；

排出金属液流槽，用于接收排出金属装置来的熔融金属，使得熔融金属被输送离开容器；

排渣装置，在容器的一侧壁上，在熔炼阶段从熔池中排出熔渣；

排渣液流槽，用于接收来自排渣装置的熔渣，使得熔渣被输送离开容器；

其中，氧化气体输送管道装置和废气管道装置在三个分离的区域中的第一区内延伸，这三个区域绕容器周向间隔分布，从容器向外延伸；

排出金属装置和排出金属液流槽设置在该三个区域中的第二区；

排渣装置和排渣液流槽位于该三个区域中的第三区；

优选，第二和第三区位于熔炼容器彼此相对的侧壁，第一区沿容器的周边位于第二和第三区之间。

优选，该设备还包括卸渣装置，用于在熔炼结束时从容器的下部排干熔渣；该装置比排渣装置低，还包括卸渣液流槽，用于接收卸渣装置来的熔渣，并将其输送离开容器。

优选，卸渣装置和卸渣液流槽位于第二和第三区之间从容器向外延伸的第四分离的区域。

优选，第四区相对于容器大致与第一区相对。

排出金属装置可包括金属流前炉，其从容器的下部向外伸出。

该设备还包括金属盛放装置，设置在离开容器的位置，排出金属液流槽延伸到该盛放装置，以将熔融金属输送到盛放装置。

该设备还包括气体加热装置，位于气体供给区，以便向气体输送管道提供热气体以向容器喷射。