[发明专利]前炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接熔炼容器，其包括当在容器中进行加工时用于连续地从容器中流出熔融金属的前炉。更具体地说，本发明涉及直接熔炼容器的前炉的结构。

背景技术

本发明虽然不是专门地，但特别涉及用于从含铁的金属给料，例如：铁矿石、部分还原铁矿石和含铁的废液(如，来自炼铁厂)，生产熔融铁的基于熔池的直接熔炼工艺的操作。

已知的基于熔池的直接熔炼工艺是泛指高熔炼工艺(HIsmelt)。在生产熔融铁的背景中，高熔炼工艺包括步骤：

(a)在直接熔炼容器中形成熔融铁和矿渣熔池；

(b)注入熔池：

(i)金属给料，一般为粉末状的铁矿；及

(ii)固体含碳材料代表性地煤，一般为煤，其作为金属给料的还原剂和能源；以及

(c)在熔池中熔炼金属给料为铁。

在这里术语″熔炼″理解为生产熔融金属的热处理，其中的化学反应减少金属氧化物。

在高熔炼工艺中，金属给料和固体含碳材料通过与垂直面相倾斜的多个水冷喷管/喷气口注入到包含在直接熔炼容器的熔池中，以致穿过容器侧壁向下和向上延伸并注入到容器较低的区域致使在容器的底层供给至少一部分的固体物料形成金属层。热含氧气体的气浪，一般为空气或富氧空气，通过向下延伸的水冷喷枪注入到容器上面的区域，致使在容器上部区域的熔池的喷射推进气体的后燃被解除。一般地就生产熔融铁而言，热风或富氧空气温度大约为1200℃并在热风炉中产生。在容器中由喷射推进气体的后燃引起的尾气通过尾气管从容器的上部区域被带走。容器包括在容器侧壁和炉顶中的耐火材料衬里的水冷嵌板，并且水是在连续的线路中循环连续地穿过嵌板。

高熔炼工艺能在单个小型的容器中生产一定量熔融铁，一般至少为0.5Mt/a。

为了在高熔炼工艺中达到高温熔炼铁的生产速度，必须(a)产生和运输一定量热风或富氧空气和载气(用于固体喷射)到直接熔炼容器，(b)运输一定量金属给料到容器，比如含铁的给料物质，包括产生和运输一定量载气到容器，(c)从容器输送一定量热的尾气，(d)将在工艺中产生的一定量熔融铁和矿渣转移远离容器，以及(e)循环一定量的水通过水冷式嵌板。全部在相对封闭区的内部。

由以上所述，高温熔炼生产率要求高熔炼工艺在压力条件下操作并且高熔炼设备包括(a)耐压直接熔炼容器，和辅助装置，比如：用于给容器供给固体给料的活底料斗，和在容器的尾气管上的压力控制设备；(b)火炉，为容器产生热风或富氧空气的高流速；及(c)尾气处理设备，其能够处理一定量尾气使其远离容器。

用于高熔炼的直接熔炼容器的现在设计包括：前炉，用于从容器中连续地导出熔融金属；和出渣洞，用于从容器中定期导出熔渣。前炉包括连接口，其贯穿容器的侧壁进入容器的内部。

通过利用带有通向容器内部的连接口的前炉和操作在压力情况下容器，一般为0.8巴标准量度，意味着在容器中压力变化将直接转化为在容器和前炉中熔融金属水平的变化。

从上述可知带有开放前炉的高熔炼操作，特别是在压力条件下，存在需注意的重大的安全问题。

如果容器内部有意外的增大压力，这样潜在重大安全问题将发生。在低于这样的外压力情况下，存在熔融金属以不受控制和危险的方式从容器汹涌流入前炉并溢出前炉的风险。

发明内容

本发明提供一种前炉结构，其在考虑其他的与前炉操作有关因素时针对在过压情况下限制来自前炉高熔金属的浪涌程度的问题而提出。

大体上本发明提供了一种直接熔炼容器用于基于熔池操作在压力条件下在容器中的直接熔炼工艺。容器包括前炉，其用于连续地从容器导出熔融金属。前炉包括连接口，其贯穿容器的侧壁进入容器的内部。形成连接口以缓冲在容器中压力急剧变化对流入前炉的熔融金属的冲击，其可导致来自前炉的熔融金属的不良浪涌。形成连接口也是为了当熔融金属没能从容器流入前炉时借助于连接口致使熔融金属在连接中至少6小时不凝固。

按照本发明，提供一种直接熔炼容器，其用于基于熔池操作在压力条件下在容器中用来熔炼金属给料和生产熔融金属的直接熔炼工艺，容器包括：

(a)炉膛，适于容纳熔池的金属层，炉膛具有基座和侧壁；

(b)侧壁，从炉膛的侧壁向上地延伸；

(c)多个水冷固体喷射管，向下并向内进入到容器中用于向容器注入固体给料，比如，金属给料和/或含碳材料；

(d)一个或多于一个的水冷含氧气体喷射管，向下进入容器向容器内注入含氧气体；以及