專(zhuān)利名稱(chēng)：材料供應(yīng)裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將含金屬材料和含碳材料供應(yīng)到直接熔煉容器的裝置及工藝。
背景技術(shù)：
已知的直接熔煉工藝在以本申請(qǐng)人名義的國(guó)際申請(qǐng)PCT/AU96/00197 (W0 96/31627)中進(jìn)行了描述，該直接熔煉工藝原理上依賴(lài)于熔池作為反應(yīng)介質(zhì)，且通常被稱(chēng)為 HIsmelt 工藝。在國(guó)際申請(qǐng)中描述的HIsmelt工藝在生產(chǎn)熔融鐵的背景下，其包括(a)在容器中形成熔融鐵和熔渣的熔池；(b)將下列注入熔池中(i)含金屬材料，通常為氧化鐵；以及(ii)固體含碳材料，通常為焦碳，其作為氧化鐵的還原劑和能量源；以及(c)在熔池中將含金屬材料熔煉成鐵。
術(shù)語(yǔ)“熔煉”在此被理解為指的是其中發(fā)生了還原金屬氧化物以生產(chǎn)熔融金屬的化學(xué)反應(yīng)的熱處理。HIsmelt工藝還包括在熔池上方的空間中，利用含氧氣體，通常為空氣，二次燃燒反應(yīng)氣體，諸如從熔池中釋放出來(lái)的CO和H2，以及將由二次燃燒產(chǎn)生的熱傳遞到熔池， 以貢獻(xiàn)熔煉含金屬材料所需的熱能。HIsmelt工藝還包括在熔池的名義上靜止的表面上方形成過(guò)渡區(qū)域，其中存在有利的量的熔融金屬和/或熔渣的上升和此后下降的微滴或噴濺或流，其提供有效的介質(zhì)來(lái)將在熔池上方由二次燃燒反應(yīng)氣體而產(chǎn)生的熱能傳遞到熔池。在HIsmelt工藝中，含金屬材料和固體含碳材料通過(guò)多個(gè)固體注射噴槍(有時(shí)稱(chēng)為“風(fēng)口”)而被注射到熔池中，以將固體材料的至少部分輸送到容器底部的熔融金屬層中， 所述固體注射噴槍相對(duì)于豎直方向傾斜，穿過(guò)直接熔煉容器的側(cè)壁向下并向內(nèi)延伸，進(jìn)入容器的下部區(qū)域。為了促進(jìn)反應(yīng)氣體在容器上部中的二次燃燒，可能為富含氧的一股熱空氣通過(guò)向下延伸的熱空氣注射噴槍而被注入容器的上部區(qū)域。由容器中的反應(yīng)氣體的二次燃燒產(chǎn)生的廢氣通過(guò)廢氣管道被帶離容器的上部。該容器在容器的側(cè)壁和頂板中包括耐火材料襯里的水冷板，且水在連續(xù)的管線(xiàn)中穿過(guò)板連續(xù)地循環(huán)。HIsmelt工藝使得能通過(guò)直接熔煉含金屬材料來(lái)產(chǎn)生大量熔融鐵。為了實(shí)現(xiàn)這樣的生產(chǎn)水平，必須將大量的含金屬材料和含碳材料都供應(yīng)到容器。本發(fā)明提供了將含金屬材料和含碳材料輸送到直接熔煉容器的有效的裝置和工藝。上述說(shuō)明不被認(rèn)為是對(duì)澳大利亞或其它地方的公知常識(shí)的承認(rèn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種材料供應(yīng)裝置，該材料供應(yīng)裝置用于將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到具有一個(gè)或多個(gè)固體注射噴槍的直接熔煉容器，其包括
(a)第一固體供應(yīng)管線(xiàn)，其用于將被加熱的固體含金屬材料從一分配/計(jì)量單元輸送到至少一個(gè)噴槍的入口端；以及(b)用于供應(yīng)固體含碳材料的組件，其用于將固體含碳材料從一分配/計(jì)量單元直接供應(yīng)到噴槍內(nèi)或礦石分配/計(jì)量單元下游的第一固體供應(yīng)管線(xiàn)，使得被加熱的含金屬材料和含碳材料能從噴槍共同注入容器。許多因素與用于供應(yīng)固體含碳材料的組件的位置相關(guān)。相關(guān)因素包括能阻塞管線(xiàn)的焦油的形成以及在材料進(jìn)入容器之前在被加熱的含金屬材料和含碳材料之間的不期望的過(guò)早反應(yīng)。由于上述原因，優(yōu)選地，用于供應(yīng)固體含碳材料的組件適合于將固體含碳材料直接供應(yīng)到噴槍或盡可能地靠近噴槍地供應(yīng)到第一固體供應(yīng)管線(xiàn)。用于供應(yīng)固體含碳材料的組件可適合于在管線(xiàn)上的距噴槍的入口端的距離在管線(xiàn)的長(zhǎng)度的50%內(nèi)的位置處將固體含碳材料供應(yīng)到第一固體供應(yīng)管線(xiàn)，其中管線(xiàn)的長(zhǎng)度是在該位置和噴槍的入口端之間測(cè)量的。用于供應(yīng)固體含碳材料的組件還可適合于在管線(xiàn)上的距噴槍的入口端的距離在管線(xiàn)的長(zhǎng)度的20%內(nèi)的位置處將固體含碳材料供應(yīng)到第一固體供應(yīng)管線(xiàn)。在管線(xiàn)中的輸送速度小于50米/秒，優(yōu)選地為20-30米/秒的情形中，用于供應(yīng)固體含碳材料的組件可適合于在管線(xiàn)上的輸送到噴槍的入口端的輸送時(shí)間少于1秒，優(yōu)選地少于0. 5秒的位置處將固體含碳材料供應(yīng)到第一固體供應(yīng)管線(xiàn)。注意到，通常，固體含碳材料是以氣相輸送且此處對(duì)“輸送速度”的引用被理解為指的是氣相的輸送速度。一般地，氣相為缺氧的氣相，如氮?dú)?。在管線(xiàn)中的輸送速度小于50米/秒的情形中，用于供應(yīng)固體含碳材料的組件可適合于在管線(xiàn)上的距噴槍的入口端小于30米，優(yōu)選地小于20米的位置處將固體含碳材料供應(yīng)到第一固體供應(yīng)管線(xiàn)，其中管線(xiàn)的長(zhǎng)度是在該位置和噴槍的入口端之間測(cè)量的。用于供應(yīng)固體含碳材料的組件可包括用于將固體含碳材料從含碳材料的分配/ 計(jì)量單元輸送到第一固體供應(yīng)管線(xiàn)的第二固體供應(yīng)管線(xiàn)。第一固體供應(yīng)管線(xiàn)可包括向上延伸到至少?lài)姌尩娜肟诙说乃礁叨鹊南蛏涎由觳糠?，且第二固體供應(yīng)管線(xiàn)可在向上延伸部分的下端處連接到第一固體供應(yīng)管線(xiàn)。第一固體供應(yīng)管線(xiàn)可以替代地包括向上延伸到至少?lài)姌尩娜肟诙说乃礁叨鹊南蛏涎由觳糠?，且第二固體供應(yīng)管線(xiàn)可在向上延伸部分的上端處連接到第一固體供應(yīng)管線(xiàn)。第一固體供應(yīng)管線(xiàn)可包括相對(duì)于容器向下且向內(nèi)延伸到噴槍的入口端的最后部分，且第二固體供應(yīng)管線(xiàn)可連接到該最后部分。固體含金屬材料可為鐵礦石，優(yōu)選地為鐵礦石粉。當(dāng)固體含金屬材料為鐵礦石時(shí)，優(yōu)選地，鐵礦石在第一固體供應(yīng)管線(xiàn)中的溫度至少為500°C。固體含碳材料可為焦碳。本發(fā)明還提供一種直接熔煉設(shè)備，包括(a)直接熔煉容器，其具有用于將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料注射到容器內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)固體注射噴槍?zhuān)?br> 5
(b)預(yù)處理單元，例如預(yù)加熱器，其用于加熱固體含金屬材料；(c)用于被加熱的固體含金屬材料的分配/計(jì)量單元；(d)用于固體含碳材料的分配/計(jì)量單元；以及(e)上述的材料供應(yīng)裝置。本發(fā)明還提供一種用于將固體材料供應(yīng)到具有一個(gè)或多個(gè)固體注射噴槍的直接熔煉容器的工藝，該工藝包括將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到延伸到容器內(nèi)的固體注射噴槍以及經(jīng)噴槍將被加熱的含金屬材料和固體含碳材料共同注入容器內(nèi)。該工藝可包括將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到上述設(shè)備的一個(gè)固體注射噴槍或多個(gè)固體注射噴槍以及經(jīng)一個(gè)噴槍或多個(gè)噴槍將被加熱的含金屬材料和固體含碳材料共同注入容器。固體含金屬材料可為鐵礦石，優(yōu)選地為鐵礦石粉。當(dāng)固體含金屬材料為鐵礦石時(shí)，優(yōu)選地，鐵礦石在第一固體供應(yīng)管線(xiàn)中的溫度至少為500°C。固體含碳材料可為焦碳。當(dāng)固體含金屬材料為鐵礦石且固體含碳材料為焦碳時(shí)，所述工藝可包括將至少 160噸/小時(shí)的礦石和至少70噸/小時(shí)的焦碳的總量供應(yīng)到直接熔煉容器。所述工藝可包括以1. 0至2. 0巴(g)的壓降，經(jīng)噴槍將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到直接熔煉容器。本發(fā)明還提供一種用于直接熔煉固體含金屬材料并產(chǎn)生熔融金屬的工藝，包括(a)在直接熔煉容器中形成熔融金屬和熔渣的熔池；(b)將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到延伸到容器內(nèi)的固體注射噴槍并經(jīng)噴槍將被加熱的含金屬材料和固體含碳材料共同注入容器內(nèi)；(c)將含氧氣體注入容器并二次燃燒在容器中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w；以及(d)在熔池中將固體含金屬材料熔煉成熔融金屬。固體含金屬材料可為鐵礦石，優(yōu)選地為鐵礦石粉。當(dāng)固體含金屬材料為鐵礦時(shí)，優(yōu)選地，鐵礦石在第一固體供應(yīng)管線(xiàn)中的溫度至少為 500"C。固體含碳材料可為焦碳。當(dāng)固體含金屬材料為鐵礦石且固體含碳材料為焦碳時(shí)，所述工藝可包括將至少 160噸/小時(shí)的礦石和至少70噸/小時(shí)的焦碳的總量供應(yīng)到直接熔煉容器。所述工藝可包括以1. 0至2. 0巴(g)的壓降，經(jīng)噴槍將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到直接熔煉容器。


僅參考附圖，通過(guò)舉例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，在附圖中圖1是通過(guò)形成根據(jù)本發(fā)明的直接熔煉設(shè)備的實(shí)施例的一部分的直接熔煉容器的豎直截面圖；以及圖2是示出直接熔煉設(shè)備的上述實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出形成設(shè)備的一部分的直接熔煉容器11，所述設(shè)備特別適合于用于執(zhí)行國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/AU96/00197中描述的HIsmelt工藝來(lái)熔煉鐵礦石粉形式的固體含金屬材料。以下說(shuō)明是在根據(jù)HIsmelt工藝熔煉鐵礦石粉形式的固體含金屬材料以生產(chǎn)熔融鐵的背景下。然而，將理解，本發(fā)明適用于熔煉任何含金屬材料，包括礦石、部分還原礦石和含金屬?gòu)U物流，并且包括含鐵材料和其它含金屬材料。容器11具有包括由耐火磚形成的基底12和側(cè)面13的爐膛、形成從爐膛的側(cè)面13 向上延伸的大致圓柱形筒的側(cè)壁14以及爐頂板17。設(shè)置了水冷板(未顯示)，用于從側(cè)壁 14以及也從頂板17傳遞熱。容器11進(jìn)一步設(shè)置有前爐膛19和出渣口 21，熔融鐵在熔煉期間穿過(guò)所述前爐膛19而被連續(xù)地排出，熔渣在熔煉期間穿過(guò)所述出渣口 21被定期性地排出。頂板17設(shè)置有出口 18，工藝廢氣通過(guò)所述出口 18被排出。在根據(jù)HIsmelt工藝使用容器11來(lái)熔煉鐵礦石粉以生產(chǎn)熔融鐵中，容器11包含鐵和熔渣的熔池，其包括熔融金屬層22和在金屬層22上的熔渣層23。箭頭24表示了金屬層22的名義上靜止的表面的位置。熔渣層23的名義上靜止的表面的位置由箭頭25表示。 術(shù)語(yǔ)“靜止的表面”被理解為指的是當(dāng)沒(méi)有氣體和固體注入容器11時(shí)的表面。容器11設(shè)置有固體注射噴槍27，該固體注射噴槍27穿過(guò)容器的側(cè)壁14中的開(kāi)口 (未顯示)向下并向內(nèi)延伸且進(jìn)入熔渣層23中。圖1示出了兩個(gè)固體注射噴槍27。然而， 應(yīng)理解，容器11可具有任何合適數(shù)量的這樣的噴槍27。在使用時(shí)，鐵礦石粉、固體含碳材料(如，焦碳或焦炭渣)和熔劑被穿過(guò)噴槍27的出口端28共同注入熔融池中且優(yōu)選地進(jìn)入金屬層22。鐵礦石粉、固體含碳材料和熔劑被夾帶在運(yùn)載氣體中，通常為缺氧運(yùn)載氣體， 如氮?dú)狻Ｒ韵抡f(shuō)明是在鐵礦石粉和固體含碳材料的載氣為氮?dú)獾谋尘跋?。噴?7的出口端28在工藝的操作期間位于金屬層22的表面之上。噴槍27的位置減少了通過(guò)與熔融金屬接觸而引起破壞的危險(xiǎn)并且也使得可能通過(guò)強(qiáng)制的內(nèi)部水冷來(lái)冷卻噴槍而不會(huì)有水與容器11的熔融金屬接觸的重大危險(xiǎn)。容器11還具有用于將熱噴氣輸送到容器11的上部區(qū)域的氣體注射噴槍26。噴槍26穿過(guò)容器11的頂板17向下延伸進(jìn)入容器11的上部區(qū)域。在使用時(shí)，噴槍26通過(guò)熱氣輸送管道(未顯示)接收富含氧的熱空氣流，所述熱氣輸送管道從熱氣供應(yīng)站(也未顯示)延伸。圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的直接熔煉設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。該設(shè)備包括直接熔煉容器11。該設(shè)備還包括用于加熱鐵礦石粉的預(yù)加熱器形式的預(yù)處理單元34。該設(shè)備還包括用于分配從預(yù)加熱器34被加熱的鐵礦石粉的礦石分配/計(jì)量單元 32。礦石分配/計(jì)量單元32被構(gòu)造成利用氮運(yùn)載氣體來(lái)分配被加熱的鐵礦石粉。礦石分配/計(jì)量單元32可以是允許被加熱的鐵礦石粉從標(biāo)準(zhǔn)大氣條件轉(zhuǎn)移到加壓運(yùn)載氣體的環(huán)境的多個(gè)倉(cāng)的形式。然而，為了本發(fā)明的目的，礦石分配/計(jì)量單元32能被認(rèn)為是單個(gè)單元。在使用時(shí)，鐵礦石粉被從儲(chǔ)料堆(未顯示)供給到預(yù)加熱器34并且預(yù)加熱器加熱所述鐵礦石粉。預(yù)加熱器34被設(shè)置成加熱所述鐵礦石粉，使得鐵礦粉處于至少500°C的溫度且通常在注射到容器11內(nèi)時(shí)為約600°C至700°C。廢氣能從出口 18供應(yīng)到預(yù)加熱器34， 使得熱能從廢氣傳遞到鐵礦石粉。預(yù)加熱器34被設(shè)置成將被加熱的鐵礦石粉供應(yīng)到礦石分配/計(jì)量單元32。該設(shè)備還包括用于將焦碳形式的固體含碳材料和被加熱的鐵礦石粉供應(yīng)到容器 11的材料供應(yīng)裝置30。材料供應(yīng)裝置30包括第一供應(yīng)管線(xiàn)36，所述第一供應(yīng)管線(xiàn)36用于從礦石分配/ 計(jì)量單元32接收被加熱的鐵礦石粉并將被加熱的鐵礦石粉輸送到噴槍27的其中之一。因此，在使用時(shí)，鐵礦石粉從礦石分配/計(jì)量單元32排放到供應(yīng)管線(xiàn)36且被輸送到噴槍27， 并經(jīng)噴槍注射到容器11內(nèi)。材料供應(yīng)裝置30還包括用于將焦碳供應(yīng)到礦石分配/計(jì)量單元32下游的第一供應(yīng)管線(xiàn)36并且盡可能地靠近噴槍27以方便將焦碳和被加熱的鐵礦石粉共同注入容器11 的組件。該組件為焦碳分配組件38和第二供應(yīng)管線(xiàn)40的形式，其從儲(chǔ)料堆(未顯示)接收焦碳。焦碳分配組件38可以是允許焦碳從標(biāo)準(zhǔn)大氣條件轉(zhuǎn)移到加壓氮運(yùn)載氣體的環(huán)境的多個(gè)倉(cāng)的形式。然而，為了本發(fā)明的目的，焦碳分配組件38能被認(rèn)為是單個(gè)單元。第一供應(yīng)管線(xiàn)36被定位成近似與容器11的基底12同水平高度。供應(yīng)管線(xiàn)36包括向上延伸部分42，該向上延伸部分42將熱鐵礦石粉從近似與基底12同水平高度的位置輸送到至少?lài)姌?7的入口的高度。供應(yīng)管線(xiàn)36還包括向下延伸部分46，該向下延伸部分46將管線(xiàn)連接到噴槍27的入口端。部分46被形成為當(dāng)處于圖2所示的操作位置時(shí)與噴槍27同軸。供應(yīng)管線(xiàn)36還包括向上延伸部分48，該向上延伸部分48與部分46同軸并且形成使焦碳進(jìn)入管線(xiàn)36的入口部分。第二供應(yīng)管線(xiàn)40連接到供應(yīng)管線(xiàn)36的部分48，且因此靠近噴槍27的入口連接到
該供應(yīng)管線(xiàn)。在使用中，處于環(huán)境溫度的焦碳利用氮運(yùn)載氣體從焦碳分配組件38排放到第二供應(yīng)管線(xiàn)40，然后進(jìn)入第一供應(yīng)管線(xiàn)36的部分48和46并且與以20-30米/秒的氣體輸送速度在管線(xiàn)36中被輸送的被加熱的鐵粉混合。組合的被加熱的鐵礦石粉和焦碳隨后經(jīng)供應(yīng)管線(xiàn)36的部分46輸送到噴槍27的入口端并經(jīng)噴槍27共同注入容器。通常，噴槍27兩端的壓降為1.0至2.0巴&)。因此，能看到，在使用時(shí)，鐵礦石粉在預(yù)加熱器34中被加熱到高溫，通常約為 600°C至700°C。鐵礦石粉隨后沿供應(yīng)管線(xiàn)36輸送到噴槍27。焦碳盡可能靠近噴槍27的入口來(lái)隨被加熱的鐵礦石粉一起被注入供應(yīng)管線(xiàn)36，使被加熱的鐵礦石粉 之間的不期望的反應(yīng)和焦油形成的危險(xiǎn)最小。被加熱的鐵礦石粉和焦碳被輸送到噴槍27的入口端，且隨后沿噴槍的長(zhǎng)度輸送到出口端28并進(jìn)入容器11。焦碳可在圖中所示的位置的上游的管線(xiàn)36上的任何位置處與被加熱的鐵礦石粉一起被注入供應(yīng)管線(xiàn)36，條件是該位置充分靠近噴槍27，以適應(yīng)各因素，包括該位置使得被加熱的鐵礦石粉之間的不期望的反應(yīng)和焦油形成的危險(xiǎn)最小。通常，這樣的位置能被描述為距噴槍27的入口端的距離在供應(yīng)管線(xiàn)36的長(zhǎng)度的50%內(nèi)，管線(xiàn)的長(zhǎng)度是在該位置和噴槍27的入口端之間測(cè)量的。通常，在管線(xiàn)的輸送速度為20-30米/秒的情形下，這樣的位置也能被描述為到噴槍27的入口端的輸送時(shí)間少于1秒，通常少于0. 5秒處，其中輸送速度為夾帶了焦碳的氣相的速度。一般地，在管線(xiàn)的氣體輸送速度為20-30米/秒的情形下，這樣的位置也能被描述為距噴槍27的入口端少于30m，優(yōu)選地少于20m處，其中管線(xiàn)的長(zhǎng)度是在該位置和噴槍27的入口端之間測(cè)量的。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情形下能對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行許多修改。將理解，設(shè)備可額外地設(shè)置有包括用于將熔劑供應(yīng)到固體注射噴槍27的熔劑供應(yīng)管線(xiàn)(未顯示)的熔劑分配系統(tǒng)(也未顯示)。熔劑供應(yīng)管線(xiàn)可在第二供應(yīng)管線(xiàn)連接到第一供應(yīng)管線(xiàn)36之前連接到第二供應(yīng)管線(xiàn)40?？蛇x地，熔劑供應(yīng)管線(xiàn)可在第二供應(yīng)管線(xiàn) 40連接到第一供應(yīng)管線(xiàn)的上游或下游連接到第一供應(yīng)管線(xiàn)36。還應(yīng)理解，第一供應(yīng)管線(xiàn)36可包括一個(gè)或多個(gè)支路，使得兩個(gè)或多個(gè)噴槍27能從一單個(gè)第一供應(yīng)管線(xiàn)接收礦石和焦碳。可選地或另外地，材料供應(yīng)裝置可包括獨(dú)立地操作且供應(yīng)分離開(kāi)的噴槍27的兩個(gè)或多個(gè)第一供應(yīng)管線(xiàn)36。還應(yīng)理解，預(yù)處理單元34可以是任何合適的單元且不限于預(yù)加熱器。例如，預(yù)處理單元可以是預(yù)還原以及預(yù)加熱含金屬材料的單元。還應(yīng)理解，礦石分配/計(jì)量單元32和預(yù)加熱器34盡管被描述為分離的單元，但是可以是單個(gè)單元。在所附權(quán)利要求中以及在本發(fā)明的前述說(shuō)明書(shū)中，除了由于表達(dá)語(yǔ)或必要的含意而本文需要的地方以外，術(shù)語(yǔ)“包括(comprise)”或諸如“包括(comprises) ”或“包括 (comprising)，，的變化形式在包括的意義下使用，即，用以指定特征的存在但不排除在本發(fā)明的各種實(shí)施例中另外的特征的存在或加入。應(yīng)理解，如果任何現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)文獻(xiàn)在此被提到，則這樣的引用不構(gòu)成對(duì)形成澳大利亞或任何其它國(guó)家本領(lǐng)域公知常識(shí)的一部分的公開(kāi)文獻(xiàn)的承認(rèn)。
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權(quán)利要求
1.一種材料供應(yīng)裝置，所述材料供應(yīng)裝置用于將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到具有一個(gè)或多個(gè)固體注射噴槍的直接熔煉容器，所述材料供應(yīng)裝置包括(a)第一固體供應(yīng)管線(xiàn)，其用于將被加熱的固體含金屬材料從一分配/計(jì)量單元輸送到至少一個(gè)噴槍的入口端；以及(b)用于供應(yīng)固體含碳材料的組件，其用于將固體含碳材料從一分配/計(jì)量單元直接供應(yīng)到所述噴槍內(nèi)或所述礦石分配/計(jì)量單元下游的所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)，使得被加熱的含金屬材料和含碳材料能從所述噴槍共同注入所述容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述用于供應(yīng)固體含碳材料的組件適合于將固體含碳材料直接供應(yīng)到所述噴槍或盡可能地靠近所述噴槍地供應(yīng)到所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述用于供應(yīng)固體含碳材料的組件適合于在所述管線(xiàn)上的距所述噴槍的入口端的距離為所述管線(xiàn)的長(zhǎng)度的50%內(nèi)的位置處將固體含碳材料供應(yīng)到所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)，其中所述管線(xiàn)的長(zhǎng)度是在所述位置和所述噴槍的所述入口端之間測(cè)量的。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述用于供應(yīng)固體含碳材料的組件適合于在所述管線(xiàn)中的輸送速度小于50米/秒的情形中，在所述管線(xiàn)上的到所述噴槍的入口端的輸送時(shí)間少于1秒的位置處將固體含碳材料供應(yīng)到所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述用于供應(yīng)固體含碳材料的組件適合于在所述管線(xiàn)中的輸送速度小于50米/秒的情形中，在所述管線(xiàn)上的距所述噴槍的入口端的距離小于30m的位置處將固體含碳材料供應(yīng)到所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)，其中所述管線(xiàn)的長(zhǎng)度是在所述位置和所述噴槍的所述入口端之間測(cè)量的。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述用于供應(yīng)固體含碳材料的組件包括用于將固體含碳材料從含碳材料的分配/計(jì)量單元輸送到所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)的第二固體供應(yīng)管線(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)包括向上延伸到至少所述噴槍的所述入口端的水平高度的向上延伸部分，且所述第二固體供應(yīng)管線(xiàn)在所述向上延伸部分的下端處連接到所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)包括向上延伸到至少所述噴槍的所述入口端的水平高度的向上延伸部分，且所述第二固體供應(yīng)管線(xiàn)在所述向上延伸部分的上端處連接到所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)包括相對(duì)于所述容器向下且向內(nèi)延伸到所述噴槍的所述入口端的最后部分，且所述第二固體供應(yīng)管線(xiàn)連接到所述最后部分。
10.一種直接熔煉設(shè)備，包括(a)直接熔煉容器，其具有用于將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料注射到所述容器內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)固體注射噴槍?zhuān)?b)預(yù)處理單元，其用于加熱固體含金屬材料；(c)用于被加熱的固體含金屬材料的分配/計(jì)量單元；(d)用于固體含碳材料的分配/計(jì)量單元；以及(e)根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的材料供應(yīng)裝置。
11.一種用于將固體材料供應(yīng)到具有一個(gè)或多個(gè)固體注射噴槍的直接熔煉容器的工藝，包括將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到延伸到所述容器內(nèi)的固體注射噴槍并且經(jīng)所述噴槍將被加熱的含金屬材料和固體含碳材料共同注入所述容器內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的工藝，包括將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備的所述一個(gè)固體注射噴槍或多個(gè)固體注射噴槍并且經(jīng)所述一個(gè)噴槍或多個(gè)噴槍將被加熱的含金屬材料和固體含碳材料共同注入所述容器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的工藝，其中所述固體含金屬材料為鐵礦石。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的工藝，包括在所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)中以至少500°C的溫度供應(yīng)鐵礦石。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的工藝，其中所述固體含碳材料為焦碳。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的工藝，包括將至少160噸/小時(shí)的鐵礦石和至少70噸/小時(shí)的焦碳的總量供應(yīng)到所述直接熔煉容器。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16中任一項(xiàng)所述的工藝，包括以1.0至2. 0巴(g)的壓降，經(jīng)所述噴槍將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到所述直接熔煉容器。
18.一種用于直接熔煉固體含金屬材料并產(chǎn)生熔融金屬的工藝，包括(a)在直接熔煉容器中形成熔融金屬和熔渣的熔池；(b)將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到延伸到所述容器內(nèi)的固體注射噴槍并經(jīng)所述噴槍將被加熱的含金屬材料和固體含碳材料共同注入所述容器內(nèi)；(c)將含氧氣體注入所述容器并二次燃燒在所述容器中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w；以及(d)在所述熔池中將固體含金屬材料熔煉成熔融金屬。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的工藝，其中所述固體含金屬材料為鐵礦石。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的工藝，包括在所述第一固體供應(yīng)管線(xiàn)中以至少500°C的溫度供應(yīng)鐵礦石。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的工藝，其中所述固體含碳材料為焦碳。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的工藝，包括將至少160噸/小時(shí)的礦石和至少70噸/小時(shí)的焦碳的總量供應(yīng)到所述直接熔煉容器。
23.根據(jù)權(quán)利要求18-22中任一項(xiàng)所述的工藝，包括以1.0至2. 0巴(g)的壓降，經(jīng)所述噴槍將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料供應(yīng)到所述直接熔煉容器。
全文摘要
公開(kāi)了用于經(jīng)過(guò)固體注射噴槍將被加熱的固體含金屬材料和固體含碳材料共同注入直接熔煉容器的材料供應(yīng)裝置及工藝。
文檔編號(hào)C21C5/48GK102159730SQ200980136391
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者羅德尼·詹姆士·德賴(lài) 申請(qǐng)人:技術(shù)資源有限公司