[发明专利]生产金属和金属合金的方法和装置

权利要求书

1．一种利用电炉从含金属供料生产金属的方法，特征是，该方法包括如下步骤：

(a)在炉内形成具有金属层和金属层上的熔渣层的熔融浴，

(b)向炉内提供电能，并把电能转变成热能，从而向方法提供必要的热量输入，

(c)通过一个或多个固体注入喷枪/风管，将载气和固体碳质料注入熔融浴中，

(d)使熔融物料，从熔融浴以喷溅、熔滴、和液流的形式喷注入熔融浴的标称静面上的空间内，并形成过渡区；和

(e)通过一个或多个含氧气体注入喷枪/风管将含氧气体注入炉内，并使从熔融浴中释放出的反应气体进行后燃烧，由此进一步对方法提供要求的热量，随着熔融物料在过渡区内的喷溅、熔滴和液流的先升后降，易于使热量传递到熔融浴中，并且过渡区通过与过渡区接触的侧壁减少炉内热量的损失。

2．根据权利要求1的方法，特征是，形成熔融浴的步骤(a)包括向炉内供入含金属供料的原始固体装料，并借助于提供给炉内的电能所产生的热能，至少部分熔化装料。

3．根据权利要求1的方法，特征是，步骤(a)包括以熔融形式向炉内提供含金属供料，由此形成熔融浴。

4．根据权利要求2或3的方法，特征是，包括在方法的后面阶段向炉内添加含金属供料。

5．根据上述任何一个权利要求的方法，特征是，权利要求1的步骤(c)包括通过一个或多个固体注入喷枪/风管将载气和固体碳质料注入到熔融浴中，由此产生熔融物料的喷溅、熔滴和液流向上移动，并由此形成权利要求1的步骤(d)中限定的过渡区。

6．根据权利要求5的方法，特征是，权利要求1的步骤(c)包括将载气和固体碳质料注入到熔融浴的金属层内。

7．根据上述任一权利要求的方法，特征是，包括通过一个或多个固体注入喷枪/风管将另外的固体物料注入到熔融浴中。

8．根据权利要求7的方法，特征是，另外的固体物料包括含金属供料。

9．根据上述任一权利要求的方法，特征是，当运行以从铁矿石或部分还原铁矿石生产钢时，包括在方法的后面阶段中停止或至少基本限制注入碳质料，以便将熔融浴的碳浓度调整到钢组分所要求的碳浓度。

10．根据上述任一权利要求的方法，特征是，包括将一个或多个含氧气体注入喷枪/风管进行定位，并注入含氧气体，以使：

(a)含氧气体向过渡区注入，并渗透进过渡区内，

(b)含氧气体流使熔融物料的喷溅、熔滴和液流偏离以致实际上，

(ⅰ)使过渡区围绕着一个或多个喷枪/风管周围向上扩展，和

(ⅱ)在一个或多个喷枪/风管端部的周围形成以“自由空间”描述的气体连续空间。

11．一种由含金属供料生产金属和金属合金的电炉，特征是，该电炉包括：

(a)喷枪/风管，从熔融浴上和/或通过与熔融浴接触的炉子的侧壁部分，将载气和固体碳质料注入炉内的金属和熔渣的熔融浴中，并使固体物料渗透进熔融浴中，从而使熔融物料(包括金属和/或熔渣)直接或间接地喷注入熔融浴的静面上的空间内，并形成过渡区，和

(b)喷枪/风管，将含氧气体注入熔融浴表面上的空间内，并使从熔融浴释放出的反应气体进行后燃烧。