[发明专利]材料供应装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及将含金属材料和含碳材料供应到直接熔炼容器的装置及工艺。

背景技术

已知的直接熔炼工艺在以本申请人名义的国际申请PCT/AU96/00197(WO 96/31627)中进行了描述，该直接熔炼工艺原理上依赖于熔池作为反应介质，且通常被称为HIsmelt工艺。

在国际申请中描述的HIsmelt工艺在生产熔融铁的背景下，其包括：

(a)在容器中形成熔融铁和熔渣的熔池；

(b)将下列注入熔池中：(i)含金属材料，通常为氧化铁；以及(ii)固体含碳材料，通常为焦碳，其作为氧化铁的还原剂和能量源；以及

(c)在熔池中将含金属材料熔炼成铁。

术语“熔炼”在此被理解为指的是其中发生了还原金属氧化物以生产熔融金属的化学反应的热处理。

HIsmelt工艺还包括：在熔池上方的空间中，利用含氧气体，通常为空气，二次燃烧反应气体，诸如从熔池中释放出来的CO和H2，以及将由二次燃烧产生的热传递到熔池，以贡献熔炼含金属材料所需的热能。

HIsmelt工艺还包括：在熔池的名义上静止的表面上方形成过渡区域，其中存在有利的量的熔融金属和/或熔渣的上升和此后下降的微滴或喷溅或流，其提供有效的介质来将在熔池上方由二次燃烧反应气体而产生的热能传递到熔池。

在HIsmelt工艺中，含金属材料和固体含碳材料通过多个固体注射喷枪(有时称为“风口”)而被注射到熔池中，以将固体材料的至少部分输送到容器底部的熔融金属层中，所述固体注射喷枪相对于竖直方向倾斜，穿过直接熔炼容器的侧壁向下并向内延伸，进入容器的下部区域。为了促进反应气体在容器上部中的二次燃烧，可能为富含氧的一股热空气通过向下延伸的热空气注射喷枪而被注入容器的上部区域。由容器中的反应气体的二次燃烧产生的废气通过废气管道被带离容器的上部。该容器在容器的侧壁和顶板中包括耐火材料衬里的水冷板，且水在连续的管线中穿过板连续地循环。

HIsmelt工艺使得能通过直接熔炼含金属材料来产生大量熔融铁。为了实现这样的生产水平，必须将大量的含金属材料和含碳材料都供应到容器。

本发明提供了将含金属材料和含碳材料输送到直接熔炼容器的有效的装置和工艺。

上述说明不被认为是对澳大利亚或其它地方的公知常识的承认。

发明内容

本发明提供了一种材料供应装置，该材料供应装置用于将被加热的固体含金属材料和固体含碳材料供应到具有一个或多个固体注射喷枪的直接熔炼容器，其包括：

(a)第一固体供应管线，其用于将被加热的固体含金属材料从一分配/计量单元输送到至少一个喷枪的入口端；以及

(b)用于供应固体含碳材料的组件，其用于将固体含碳材料从一分配/计量单元直接供应到喷枪内或矿石分配/计量单元下游的第一固体供应管线，使得被加热的含金属材料和含碳材料能从喷枪共同注入容器。

许多因素与用于供应固体含碳材料的组件的位置相关。相关因素包括能阻塞管线的焦油的形成以及在材料进入容器之前在被加热的含金属材料和含碳材料之间的不期望的过早反应。

由于上述原因，优选地，用于供应固体含碳材料的组件适合于将固体含碳材料直接供应到喷枪或尽可能地靠近喷枪地供应到第一固体供应管线。

用于供应固体含碳材料的组件可适合于在管线上的距喷枪的入口端的距离在管线的长度的50％内的位置处将固体含碳材料供应到第一固体供应管线，其中管线的长度是在该位置和喷枪的入口端之间测量的。

用于供应固体含碳材料的组件还可适合于在管线上的距喷枪的入口端的距离在管线的长度的20％内的位置处将固体含碳材料供应到第一固体供应管线。

在管线中的输送速度小于50米/秒，优选地为20-30米/秒的情形中，用于供应固体含碳材料的组件可适合于在管线上的输送到喷枪的入口端的输送时间少于1秒，优选地少于0.5秒的位置处将固体含碳材料供应到第一固体供应管线。

注意到，通常，固体含碳材料是以气相输送且此处对“输送速度”的引用被理解为指的是气相的输送速度。一般地，气相为缺氧的气相，如氮气。

在管线中的输送速度小于50米/秒的情形中，用于供应固体含碳材料的组件可适合于在管线上的距喷枪的入口端小于30米，优选地小于20米的位置处将固体含碳材料供应到第一固体供应管线，其中管线的长度是在该位置和喷枪的入口端之间测量的。

用于供应固体含碳材料的组件可包括用于将固体含碳材料从含碳材料的分配/计量单元输送到第一固体供应管线的第二固体供应管线。