[发明专利]在旋转平底炉中生产铁的方法以及改进的炼炉设备

权利要求书

1．一种从含碳化合物的氧化铁材料生产固态铁和碳的产品的方法，它包括以下步骤：

(a)提供一个旋转平底炉，它具有一个炉底层表面；

(b)向上述炉底层表面加入氧化铁和碳的材料；

(c)加热上述氧化铁和碳的材料；

(d)将上述氧化铁和碳的材料还原；

(e)在上述炉底层表面上形成液态铁和碳的小球以及炉渣颗粒，将上述小球与上述炉渣颗粒分离；

(f)用一个冷却表面来冷却上述液态铁和碳的小球，产出固态铁和碳的小片；

(g)从上述炼炉放出固态铁和碳小片；以及

(h)从上述炼炉取出炉渣颗粒。

2．权利要求1的方法，其中所述提供一个旋转平底炉的步骤还包括在上述炉底层表面上安放氧化铁，碳和硅石化合物，使在炉底层表面形成一个玻璃状层。

3．权利要求1的方法，其中所述提供一个旋转平底炉的步骤还包括在上述炉底层表面引入涂覆材料，这个涂覆材料主要选自下面一组化合物，包括氧化镁化合物，氧化硅化合物，氧化铝化合物，氧化铁化合物和碳化合物。

4．权利要求1至3任何一项的方法，其中的加热步骤进一步包括在上述炼炉中用多个辐射热源把上述氧化铁和碳材料在至少1450℃到大约1600℃加热。

5．权利要求1至4任何一项的方法，其中上述还原步骤进一步包括在上述炼炉中用多个辐射热源把上述氧化铁和碳材料在至少1450℃到大约1540℃把上述氧化铁和碳材料还原。

6．权利要求1至5任何一项的方法，其中上述还原步骤中进一步包括在上述炉底层表面上用多个辐射热源在至少1400℃到大约1500℃把上述材料加热。

7．权利要求1至6任何一项的方法，其中所述还原步骤进一步包括在炉底层表面上用多个辐射热源在至少1410℃到大约1480℃把上述氧化铁和碳的材料加热。

8．权利要求2至7任何一项的方法，其中所述进料步骤进一步包括向上述具有氧化铁，碳和硅石化合物的玻璃状层引入上述氧化铁和碳的材料。

9．权利要求1至8任何一项的方法，其中所述冷却步骤还进一步包括在上述炉底层表面附近安放一个冷却表面，这个冷却表面冷却上述液态铁和碳的小球，在上述出料步骤以前在上述炉底表面上产出一个铁和碳的固体小片。

10．一种使氧化铁材料直接还原为固态铁和碳的产物的设备，包括：

(a)一个炼炉，这个炉有一个耐火材料的内部炉底层；

(b)向上述炉底层安放涂覆材料混合物的装置；

(c)向上述炉底层或者上述耐火层安放氧化铁和碳的材料的装置；

(d)为加热所述炉底层，所述涂覆材料和所述氧化铁和碳材料的装置；

(e)为还原上述氧化铁和碳的材料以形成液态铁和碳的小球和炉渣颗粒的装置，上述小球与上述炉渣颗粒相分离。

(f)为冷却在炉底层上的上述液态铁和碳的小球以便形成一个固态铁和碳小片的装置；

(g)从上述炼炉取出上述固态铁和碳小片的装置；

(h)从上述炼炉取出上述炉渣颗粒的装置。

11．权利要求10的设备，其中炼炉是一个旋转平底炉，具有一个可旋转的炉底表面。

12．权利要求11的设备，其中所述耐火材料的炉底层进一步包括一个氧化铁和硅石化合物的玻璃状层，这个玻璃状层是在上述传送机向炉底层引入涂覆材料之前就被安放在耐火材料层之上的。

13．权利要求10至12任何一项的设备，其中用于引进上述涂覆材料混合物的机构包括一个颗粒传送机，这个传送机有能力将上述涂覆材料安放在上述炉底层。

14．权利要求10至13任何一项设备，其中所用涂覆材料混合物是选自下列一组材料，它们主要包括氧化铁化合物，硅酸盐化合物，氧化镁化合物，氧化硅化合物，氧化铝化合物和碳化合物。

15．权利要求13或14的设备，其中所用涂覆材料混合物还包括另一层含碳材料，这个含碳材料和上述涂覆材料是由上述引入机构安放在上述炉底层上。