直接熔煉設備的製作方法

2023-10-21 03:42:32 3

專利名稱：直接熔煉設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及直接熔煉設備和工藝，用於由諸如礦石、部分還原的 礦石以及金屬廢液的金屬原料生產熔融金屬。
背景技術：
同一申請人的國際申請PCT/AU96/00197 (W096/31627)中描述了一種已知的直接熔煉工藝，其基本上依賴於作為反應介質的熔池， 並且通常稱之為熔融HI熔煉(HIsmelt)工藝。該國際申請所述的HI熔煉工藝關於生產鐵水的工藝包括(a) 在容器內形成熔融鐵和熔渣的熔池；(b) 將下述原料噴射入熔池(i) 金屬供給原料，通常為氧化鐵；和(ii) 固體含碳原料，通常為煤，其用作氧化鐵的還原劑和能量來 源；以及(c) 在金屬層中將金屬供給原料熔煉成鐵。術語"熔煉"在這裡理解為一種熱處理，其中發生還原氧化鐵從 而生產出熔融鐵的化學反應。HI熔煉工藝還包括後燃反應氣體，比如從熔池釋放的CO和H2， 其位於熔池之上具有含氧氣體的空間裡，並且將後燃產生的熱量傳遞 到熔池以利於對金屬供給原料進行熔煉所需的熱量。5HI熔煉工藝還包括在熔池的名義靜止表面之上形成過渡區，其中 具有熔融金屬液滴或噴霧或液流和/或熔渣的適量上升及隨後的下降， 它們提供了將熔池上面的後燃反應氣體所產生的熱量傳遞到熔池的有 效介質。在HI熔煉工藝中，金屬供給原料和固體含碳原料通過數個噴射管 /風口注入熔池，這些噴射管/風口相對於豎直方向傾斜以向下且向內地 延伸穿過熔煉容器的側壁並且進入容器的下部區域，從而將至少部分 固體原料傳送入容器底部中的金屬層。為了促進容器上部區域中反應 氣體的後燃，熱空氣流，其可以富含氧氣，通過向下延伸的熱空氣噴 射管被注入容器的上部區域。容器內反應氣體的後燃所產生的廢氣通 過廢氣管道從容器的上部區域中離開。容器在其側壁和頂部中包括有 耐火原料襯底的水冷板，並且水被連續地循環通過循環迴路中的這些 板。HI熔煉工藝使得能在單個小型容器中通過直接熔煉工藝來生產大 量的熔融金屬，比如熔融鐵。然而，為了實現這個目的，必須將大量 的熱氣傳送到容器並傳送離開容器，將大量的金屬供給原料，比如含 鐵的供給原料，傳送到容器，將大量的在該工藝中生產的熔融金屬產 品和熔渣傳送離開容器，以及循環大量的水通過水冷板，所有這些需 要在有限的區域內進行。這些功能必須在整個熔煉操作中連續，而該 熔煉操作延續很長的周期。還需要提供通道和處理裝置以便能夠在熔 煉操作之間接近容器和提升裝備。以Burrow的名義提交並轉讓給本申請人的美國專利6,399,016公 開了一種直接熔煉設備的非常有效的結構，它將各種功能所需的裝備 分成不同區域，這些區域設置在容器周圍從而使得各種功能之間的幹 涉的可能性最小化，並且使得熔煉操作的安全性最大化。具體地，Burrow的美國專利公開了一種直接熔煉設備，其包括固 定的熔煉容器、固定供給裝置、含氧氣體噴射裝置、含氧氣體傳送導 管裝置、廢氣導管裝置、金屬排出系統、以及熔渣排出系統。該設備 的特徵在於(a) 含氧氣體傳送導管裝置和廢氣導管裝置位於圍繞容器圓周分 隔開的三個不連續區域中的第一個內；(b) 金屬排出系統位於該三個區域中的第二個內；(c) 熔渣排出系統位於該三個區域中的第三個內。 Burrow的美國專利的公開內容作為參考包含於此。有關Burrow的美國專利的以上討論並非認為該專利的公開內容 是公知常識的一部分。本發明進一步解決提供設備布局的問題，其能夠實現以下需要的 功能將大量的供給原料(固體和氣體)供應到小型容器，將大量的 工藝產品(金屬、熔渣、以及廢氣)傳送離開容器，循環大量的水通 過容器的水冷板，允許接近容器以便換爐襯或其它維護目的，以及允 許接近容器以便提升裝備。本發明在容器周圍提供了多個工作檯並且與這些工作檯相關設置 了執行各種功能的裝備(例如金屬排出系統、熔渣排出系統、通道門 等等)，從而工作檯上的設備操作人員可以接近裝備。
發明內容
.根據本發明，提供了一種用於由金屬供給原料生產熔融金屬的直 接熔煉設備，包括(a) 固定的熔煉容器，其保持金屬和熔渣的熔池以及熔池之上的 氣體空間；(b) 固體供給裝置，其將金屬供給原料和含碳原料供應入容器；(c) 氣體噴射裝置，其向下延伸入容器以將含氧氣體噴射入容器中的氣體空間和/或熔池；(d) 氣體傳送導管裝置，其從遠離容器的供氣站延伸到容器之上的一個傳送位置，用於將含氧氣體傳送入氣體噴射裝置；(e) 廢氣導管裝置，其用於方便容器中的廢氣流動離開容器；(f) 金屬排出裝置，其用於在熔煉操作期間將熔融金屬從熔池排 出容器並且將熔融金屬傳送離開容器；(g) 最終金屬排出裝置，其用於在熔煉操作結束時將熔融金屬從 熔池排出容器並且將熔融金屬傳送離開容器；(h) 熔渣排出裝置，其用於在熔煉操作期間將熔渣從熔池排出容 器並且將熔渣傳送離開容器；(i) 最終熔渣排出裝置，其用於在熔煉操作結束時將熔渣從熔池 排出容器並且將熔渣傳送離開容器；(j)至少兩個工作檯，用於在容器的不同高度處支撐設備操作員；以及其中金屬排出裝置和熔渣排出裝置定位為可以由一個工作檯(下 文中稱之為"出鐵場工作檯")上的設備操作員接近，而且最終金屬 排出裝置和最終熔渣排出裝置定位為可以由高度低於出鐵場工作檯的 另一個工作檯(下文中稱之為"最終排出工作檯")上的設備操作員 接近。優選地，容器包括側壁並且固體供給裝置包括多個固體噴射管， 所述固體噴射管布置為通過側壁中的開口向下且向內地延伸並可從容 器移除。優選地，固體噴射管定位為可由出鐵場工作檯之上的至少另一個 工作檯(下文中稱之為"噴射管工作檯")上的工人接近。優選地，固體供給裝置包括四個或更多偶數個固體噴射管，它們 以直徑相對的噴射管對的方式布置在容器周圍。優選地，固體供給裝置包括用於每對固體噴射管的主供應管道和 一對分支管道，分支管道的一端連接於主供應管道而另一端連接於相 應的噴射管。優選地，每對固體噴射管的分支管道具有基本上相同的長度。優選地，至少一對固體噴射管用於噴射金屬供給原料並且至少另 一對固體噴射管用於噴射含碳原料和可選的助熔劑。優選地，固體噴射管對布置在容器的周圍以使得相鄰的噴射管用 來噴射不同的原料。優選地，容器側壁中的噴射管開口位於容器的相同高度上並且在 容器的圓周周圍等距地間隔開。優選地，固體供給裝置包括熱金屬供給原料噴射系統，用於預熱 至少部分金屬供給原料並將熱金屬供給原料供應到用於金屬供給原料 噴射管的主供應管道。優選地，最終排出工作檯在地面高度之上。優選地，容器在容器側壁中包括至少兩個門，以允許通向容器的 內部以便進行容器內部的換爐襯或其它維護工作。優選地，通道門包括焊接至側壁的鋼板。利用這種布置，當需要 進出容器內部時，鋼板可以從側壁切除並且在容器內工作完成之後替 換的鋼板可以焊接在該位置處。優選地，門在容器的圓周周圍間隔至少90。。這個間隔使得當容器 是熱的時耐火磚牆毀壞設備可以延伸穿過門進入容器並且毀壞耐火爐襯側壁的大部分耐火磚。優選地，通道門處於容器的相同高度處。優選地，通道門布置為可以由最終排出工作檯上的操作員接近。優選地，出鐵場工作檯在通道門附近之上延伸以便在通道門附近 提供保護區域。優選地，該設備包括至少一個橋式吊車使用區域，該橋式吊車使 用區域從最終排出工作檯垂直延伸以便有利於利用橋式吊車將原料和/ 或裝備向下提升到最終排出工作檯上或者將原料和/或裝備從最終排出 工作檯向上提升。優選地，出鐵場工作檯成形為限定橋式吊車使用區域邊界的至少一部分。金屬排出裝置和熔渣排出裝置可以是相同的單元。金屬排出裝置和熔渣排出裝置也可以是分別具有處於容器不同高 度處的獨立的金屬排出孔和獨立的熔渣排出孔的不同單元。當金屬排出裝置和熔渣排出裝置是不同的單元時，優選地，金屬 排出裝置包括有從容器向外突出的金屬流前爐，用於將熔融金屬連續 地從容器中排出。具有這種布置，優選地，金屬排出裝置包括用於從前爐接收熔融 金屬的金屬排出流槽。另外，具有這種布置，優選地，熔渣排出裝置包括用於從熔池接收熔渣的熔渣排出流槽。最終金屬排出裝置和最終熔渣排出裝置可以是相同的單元。最終金屬排出裝置和最終熔渣排出裝置也可以是分別具有處於容 器不同高度處的獨立的最終金屬排出孔和獨立的最終熔渣排出孔的不同單元。在金屬排出裝置是前爐的情況下，優選地最終金屬排出裝置可以 在熔煉操作結束時從熔池和前爐排出熔融金屬。優選地，該設備包括遠離容器設置的金屬存放裝置，例如澆包， 並且金屬排出流槽延伸到存放裝置之上的位置用於將熔融金屬排放到 保持裝置內。優選地，(a)含氧氣體傳送導管裝置、廢氣導管裝置、和通道門 位於圍繞容器圓周分隔開並從容器向外延伸的三個區域中的第一個 內；(b)金屬排出裝置位於該三個區域中的第二個內；以及(C)熔 渣排出裝置位於該三個區域中的第三個內。優選地，容器圍繞中央豎直軸線布置並且這些區域在容器外部從 中央軸線呈輻射狀向外形成。優選地，容器是豎直的圓柱形容器並且所述多個固體噴射管在容 器周圍圓周地間隔開。優選地，容器的側壁包括有水冷板。優選地，容器包括有頂部並且頂部包括有水冷板。優選地，該設備包括封閉的冷卻水迴路，用於將水供應至水冷板 和將熱水從水冷板中移除，並且此後從熱水中吸熱並隨後將水返回到 水冷板。優選地，該設備進一步包括用於從熔渣排出裝置和最終熔渣排出 裝置接收熔渣的裝置。優選地，熔渣接收裝置包括至少一個熔渣收集坑。優選地，該設備包括用於從最終金屬排出裝置接收金屬的裝置。優選地，最終金屬接收裝置包括至少一個金屬收集坑，以便最終 排出金屬。優選地，金屬收集坑被覆蓋以防止熱金屬與水之間的直接接觸。優選地，熔渣和金屬收集坑處於地面高度處或地面高度之下。優選地，該設備在供應站包括氣體加熱裝置，用於將熱氣供應到 氣體傳送導管裝置以便噴射到容器內。氣體傳送導管裝置可以包括從供氣站延伸到傳送位置的單一氣體導管。優選地，含氧氣體是空氣或富含氧氣的空氣。


以下將結合附圖更詳細地描述本發明，在附圖中 圖1是直接熔煉容器的垂直截面圖，這個直接熔煉容器是根據本 發明的直接熔煉設備的一個實施例的構成部件；圖2是該容器以及該容器周圍的工作檯和工作檯上裝備的布置的 側視圖，它們構成了直接熔煉設備的這個實施例的主體部分；圖2a是固體噴射管以及在圖2中用箭頭"A"示出的熱礦石供應 管道的放大側視圖；圖3是該容器以及該容器周圍的工作檯和工作檯上裝備的布置的 下部側視圖，它們構成了直接熔煉設備的這個實施例的主要部分，這 個視圖是從圖2中容器的觀察位置旋轉90。後的位置看過去；圖4示出了直接熔煉設備的這個實施例的出鐵場工作檯的布置；圖5示出了直接熔煉設備的這個實施例的最終排出工作檯的布置；圖6是直接熔煉設備的這個實施例的計算機產生的頂視圖，其示 出了出鐵場工作檯以及該工作檯上的裝備，以及在該容器和該工作檯 之上的裝備的該高度處穿過該容器的截面，並且該平臺之上的裝備被 移除以使設備的視圖清楚；以及圖7是容器周圍的固體噴射管、用於噴射管的供應管道的布置。
具體實施方式
圖中所示的直接熔煉設備包括有直接熔煉容器，其特別適於通過 國際專利申請PCT/AU96/00197所述的HI熔煉工藝來操作。以下描述 是關於根據HI熔煉工藝來熔煉鐵礦粉從而生產出熔融鐵的內容。首先參考圖1，冶金容器總體上標識為11並且具有爐膛，該爐膛 包括由耐火磚構成的底面12和側面13、形成了從爐膛的側面13向上 延伸並且包括有支承水冷板(未示出)的上柱體段和下柱體段的大致 圓柱體的側壁14、支承水冷板(未示出)的頂部17、廢氣的出口 18、 連續地排出熔融金屬的前爐19、以及用於在熔煉過程中排出熔渣的出 渣口 21。在利用容器根據HI熔煉工藝來熔煉鐵礦粉從而生產出熔融鐵時， 容器11包含鐵和熔渣的熔池，其包括熔融金屬層22和金屬層22上的熔渣層23。數字24所標記的箭頭表示金屬層22的名義靜止表面的位 置，數字25所標記的箭頭表示熔渣層23的名義靜止表面的位置。術 語"靜止表面"理解為當沒有氣體和固體噴射入容器時的表面。從圖2和3中能最好地看出，該容器包括一系列工作檯79、 81、 83、 85，處於容器在地面高度之上的不同高度處。這些工作檯使得容 器以及以下所述小型容器11周圍的其它固定設備的安裝和操作以如此 的方式進行，即將設備的各種操作功能分開以最小化各種操作之間的 幹擾，並且於是最大化了操作安全性。將工作檯79、 81、 83、 85的高 度選擇為使得工作檯上的工人能方便地操作固定設備。另外，將工作 臺79、 81、 83、 85的"覆蓋區域"選擇為允許橋式吊車能進出下工作 臺的選定區域並且為下工作檯的工作區域提供高空保護。如同以下將進一步描述的，工作檯79、 81是固體噴射管工作檯， 工作檯83是出鐵場工作檯，工作檯85是最終排出工作檯。從圖5中能最好地看出，容器11包括有位於爐膛側面13中的兩 個通道門39以允許通向容器11的內部以便進行容器內部的換爐襯或 其它維護工作。通道門39的形式為焊接至側面13的鋼板。當需要進 出容器內部時，鋼板從側壁中切除並且在容器內工作完成之後將替換 的鋼板焊接在該位置處。通道門39處於容器11的相同高度處。通道 門39布置為在容器的圓周周圍間隔至少90°。這個間隔使得當容器是 熱的時耐火磚牆毀壞設備可以延伸穿過通道門進入容器並且毀壞耐火 爐襯側壁的大部分耐火磚。通道門39足夠地大以允許滑車(bob-cat) 139或類似設備進出容器的內部。從圖1中能最好地看出，容器11裝配有氣體噴射管26，用於將 熱空氣流送入容器的上部區域。噴射管26向下延伸穿過容器11的頂 部進入容器的上部區域。在使用時，噴射管26通過熱氣傳送導管31 (圖2和6)接收富含氧氣的熱空氣流，導管31從距離還原容器11 一定距離的熱氣供應站(未示出)延伸。熱氣供應站包括一系列的熱氣 爐(未示出)和制氧廠(未示出)以使得富含氧氣的氣流經過熱氣爐 並進入熱氣傳送導管31，導管31延伸至容器11之上一個位置處的與氣體噴射管26的接頭。可選地，氧氣可以在空氣流已經被爐加熱之後再加入空氣流。整體地結合附圖，容器11還裝配有8個固體噴射管27，它們向 下且向內地延伸穿過容器側壁14中的開口 (未示出)並且進入熔渣層 23，以便將氧氣不足的運載氣體中所夾帶的鐵礦粉、固體含碳原料以 及助熔劑噴射入金屬層22。容器側壁14中的噴射管開口位於容器11的相同高度處並且在容 器的周邊上等距地布置。噴射管27形成且置於噴射管開口內以使得在 工藝的操作過程中它們的出口端28在金屬層22的表面之上。噴射管 27的這個位置減少了由於與熔融金屬的接觸而帶來傷害的危險，並且 還使得能通過強制內部水冷來冷卻噴射管而不會有水與容器內熔融金 屬相接觸的重大危險。噴射管27分為2組四個的噴射管，在熔煉操作期間， 一組噴射管 27接收通過熱礦石噴射系統供應的熱鐵礦粉，另一組噴射管27通過含 碳原料/助熔劑噴射系統接收煤和助熔劑。兩組的噴射管27在容器的周 邊交替地布置。熱礦石噴射系統包括用於加熱鐵礦粉的預熱器(未示出)以及熱 礦石傳送系統，熱礦石傳送系統包括一系列供應管道和一批運載氣體， 用於在供應管道內輸送熱礦粉並且將熱礦粉在大約68(TC的溫度下噴 射入容器。圖7中示意性地示出了噴射管27以及緊鄰地位於噴射管27 上遊的供應管道的總體布置。整體地結合附圖，熱礦石噴射系統包括一個熱礦石主供應管道75(圖2至5)以及兩個分支管道76 (圖2至4)，它們連接至直徑地相 對的噴射管27並且布置為在熔煉操作期間將熱礦石供應至這些噴射管 27。熱礦石噴射系統還包括另一熱礦石主供應管道33 (圖2至5)以 及兩個分支管道34 (圖2至5)，它們連接至另一對直徑地相對的噴 射管27並且布置為在熔煉操作期間將熱礦石供應至這些噴射管27。從圖2至5中能看出，主供應管道75從遠離容器的遠處位置(未 示出)在地面高度上(或靠近地面高度)且在最終排出工作檯85的下 面運行到圖2和3中的位置75a，並且隨後從這個位置豎直向上地穿過 最終排出工作檯85和出鐵場工作檯83或在它們附近達到圖2至4中 出鐵場工作檯83之上的位置75b。分支管道76首先在相對方向上從主 管道75在位置75b處水平地延伸，並且隨後在位置76a (圖2和3) 處豎直向上達到位置76b (圖2至4)，並且隨後在短且直的段76c中 向下且向內地延伸達到噴射管27的進口。從圖2和3中還能看出，主供應管道33從遠離容器的遠處位置(未 示出)在地面高度上或地面高度附近延伸到圖5中的位置33a，並且管 道在這個位置處分支成兩個分支管道34。這兩個分支管道34構成了 V 形。分支管道34在地面高度上或地面高度附近並且在最終排出工作檯 85的下面延伸到位置34a(圖2和3)，並且隨後從這些位置豎直向下 地穿過最終排出工作檯85和出鐵場工作檯83或者在它們附近延伸到 位置34b (圖2)，並且隨後在短且直的段34c (圖2，只是示出了一 個)中向下且向內地延伸到噴射管27的進口。主管道和分支管道的上述布置避免了管道在容器周圍狹窄空間內 的幹擾。含碳原料/助熔劑噴射系統包括類似的主供應管道39、 91和分支 供應管道40、 92，分別用於直徑地相對的噴射管27。噴射管27布置為可從容器11上移除。容器的廢氣出口 18連接至廢氣導管32(在圖2、 6禾P7中示出)， 廢氣導管32將廢氣從容器11傳輸到處理站(未示出)，在處理站對 廢氣進行清潔並且被傳送通過熱交換器，用於預熱供給至容器11的原 料。HI熔煉工藝優選地在空氣或富含氧氣的空氣下操作，並且因此產 生了大量廢氣並且需要相對大直徑的廢氣導管32。從圖2中能最好地 看出，廢氣導管32包括有從容器11的廢氣出口 18延伸的稍微傾斜的 第一段32a以及從第一段32a延伸的豎直延伸的第二段32b。熱氣傳送導管31和廢氣導管32從容器11的上部延伸到遠處位置 (未示出)，並且因此佔用容器在該區域中的空間，並且因此對固定 設備的定位有影響，所述固定設備例如橋式吊車或用於維護容器和冷 卻水迴路所需的其它移動式處理設備，其中冷卻水迴路用於容器11的 側壁14和頂部17中的水冷板。如上所述，容器11的側壁14和頂部17支承水冷板(未示出)並 且設備包括有冷卻水迴路。冷卻水迴路將水供應至水冷板或者將熱水 從水冷板中移除，並且此後在將水返回到水冷板之前將熱量從熱水中吸走。在根據HI熔煉工藝的熔煉操作中，礦粉和適合的運載氣體以及煤 和適合的運載氣體通過噴射管27被噴射入熔池。固體原料和運載氣體 的衝量使得固體原料穿入金屬層15。煤被脫揮並且從而在金屬層15中 產生氣體。碳部分地溶解在金屬中並且部分地仍然保持為固態碳。礦 粉被熔煉成金屬並且熔煉反應產生了一氧化碳。被傳遞入金屬層以及 通過脫揮作用和熔煉反應所產生的氣體導致了熔融金屬、固態碳以及 熔渣(作為固體/氣體/噴射的緣故被拉入金屬層)從金屬層15中的顯 著浮力上浮，這就帶來了熔融金屬和熔渣的飛濺、液滴和液流的向上 運動，並且當這些飛濺、液滴和液流運動通過熔渣層時其中會夾雜有熔渣。熔融金屬、固態碳和熔渣的浮力上浮導致了熔渣層16的實質性 攪拌，其結果是熔渣層體積的增大。另外，熔融金屬、固態碳和熔渣 由於它們的浮力上浮而引起的飛濺、液滴和液流的向上運動延伸到熔池之上的空間並且形成了過渡區。富含氧氣的氣體通過噴射管26的噴射使得諸如一氧化碳和氫氣的反應氣體在容器的上部進行後燃。由於反應氣體在容器內的後燃所產生的廢氣通過廢氣導管32從容器的上部 中移除。熔煉操作期間產生的熱金屬通過金屬排出系統從容器1中排出， 該金屬排出系統包括前爐19以及連接至前爐的熱金屬流槽41。熱金屬 流槽41布置在熱金屬澆包站(未示出)之上以便將熔融金屬向下地澆 注到位於站中的澆包。該設備包括最終金屬排出系統，用於在熔煉操作結束時將熔融金 屬從容器11的下部區域中排出並且將熔融金屬運輸離開容器11。最終 金屬排出系統包括容器中的金屬最終排出孔63以及流槽38，該流槽用 於將經由排出孔從容器ll排出的熔融金屬傳送到地面高度處的金屬收 集坑91。理想地，這個坑91被覆蓋(未示出)以防止坑中的熱金屬與 水之間的直接接觸。最終金屬排出系統還包括前爐19中的金屬排出孔 43以及流槽40，該流槽用於將經由排出孔從前爐19中排出的熔融金 屬傳送到熱金屬主流槽38。還提供有最終排出鑽孔59來打開排出孔 63、 43以便從容器和前爐中釋放金屬。該設備包括有熔渣排出系統，用於在熔煉操作期間周期性地從容 器的下部將熔融的熔渣排出並且將熔渣傳送離開容器11。熔渣排出系 統包括有容器11中的熔渣槽口 21以及具有兩個最終分支80、 82的流 槽44，最終分支用於將經由熔渣槽口 21從容器11排出的熔融熔渣從 出鐵場工作檯83的高度向下地傳送進入地面高度處分開的熔渣收集坑 93、 95。兩個坑用於使得一個坑能停止使用並且允許熔渣在移除之前 冷卻下來並且與此同時使用另一坑來接收熔融的熔渣。熔渣槽口插刺機61用於打開和密封熔渣槽口 21以便從容器11中釋放熔渣。該設備包括有熔渣最終排出系統，用於在熔煉操作結束時將熔渣 從容器11中排出。熔渣最終排出系統包括有容器11中的熔渣排出孔46以及主流槽70和分支流槽72，用於將從容器11排出的熔融離開經 由熔渣排出孔46傳送到收集坑93。分支流槽95將熔渣流槽70連接至 熱金屬流槽38。分支流槽95用來將在首先打開排出孔46時通常從容 器中流出的熔融金屬傳遞至金屬收集坑91。在最終排出之前，堵塞分 支流槽72以使得熔融離開只能經由分支流槽95流動到金屬收集坑91。 在金屬流將要結束時，堵塞分支流槽95並且打開分支流槽72以使得 熔融原料流轉向熔渣坑93。熔渣排出鑽孔68用於打開排出孔46以便 從容器中釋放熔渣。泥漿槍66用於將打開的排出孔46封閉。如上所述，該容器包括一系列位於地面高度87之上容器的不同高 度處的工作檯79、 91、 93、 95。這些工作檯使得能進行容器和其它固 定設備的安裝和操作。最下工作檯，最終排出平臺85相對於容器ll被定位在一個高度， 這個高度被選擇為使得工作檯上的工人能方便地使用最終金屬排出系 統(最終金屬排出孔63、流槽38、金屬排出孔43、流槽40、以及最 終排出鑽孔59)、最終熔渣排出系統(熔渣排出孔46、流槽70、分支 流槽95、熔渣排出鑽孔68、泥漿槍66)以及通道門39。比如最終金 屬排出鑽孔、熔渣排出鑽孔68以及泥漿槍66等裝備直接安裝在工作 臺上。這個工作檯還包括兩個主要為淨空間的橋式吊車使用區域55， 裝備和原料能提升到這個區域上並且由此提升，例如以便於容器ll內 部的爐襯更換。接著的最高工作檯，出鐵場工作檯83相對於容器11被定位在一 個高度，這個高度被選擇為使得工作檯上的工人能方便地使用金屬排 出系統(前爐19和熱金屬流槽41)以及熔渣排出系統(熔渣槽口21、流槽44、以及熔渣槽口插刺機61)。工作檯83的"覆蓋區域"有選 擇地形成為使得該工作檯不會延伸入最終排出工作檯85的橋式吊車使 用區域55之上的空間，以使得橋式吊車能無障礙地進出這些區域55。 工作檯83的"覆蓋區域"還有選擇地形成為使得該工作檯在最終金屬 和熔渣排出系統以及最終排出工作檯85上的通道門39附近的工作區 域之上延伸以便為這些區域中的工人提供頂部保護。接著的最高工作檯，噴射管工作檯79、 81相對於容器11被定位 在一個高度，這個高度被選擇為使得工作檯上的工人能方便地使用噴 射管27。工作檯81的覆蓋區域在圖3中示出，工作檯81的覆蓋區域優選 地形成為使得該工作檯不能延伸入最終排出工作檯85的頂部使用區域 55之上的空間，以使得橋式吊車能無障礙地進出這些區域55。覆蓋區 域還有選擇地形成為使得該工作檯在金屬和熔渣排出系統附近的工作 區域之上延伸以便為在這些區域工作的工人提供頂部保護。除了上述布置在一系列工作檯79、 81、 83、 85上的固定設備之外， 該設備還布置在工作檯上一系列圓周地和垂直地延伸的區域內，這些 區域進一步使得小型容器11周圍的所有上述設備以如此的方式安裝和 操作，該方式使得設備的各種操作功能分開從而最小化各種操作之間 的幹擾，並且因而最大化了操作安全性。具體地，該設備的布置被分割成下述三個功能區，這些功能區垂 直地延伸並且在容器11周圍圓周地間隔開並且從容器的中心豎直軸線 向外輻射。區域1:總體通道和維修設施這個區域在容器11圓周周圍延伸大約180°，包括 頂部熱氣傳送導管31和廢氣導管32的覆蓋區域。 容器11中的通道門39。區域2:金屬排出區 這個區域包括，金屬排出系統(前爐19和熱金屬流槽41)。*最終金屬排出系統(最終金屬排出孔63、流槽38、金屬排出孔 43、以及最終排出鑽孔)。區域3:熔渣排出區這個區域包括*熔渣排出系統(熔渣槽口 21、流槽43、以及熔渣槽口插刺機61)。 '最終熔渣排出系統(熔渣排出孔46、流槽70、分支流槽95、熔 渣排出鑽孔68、以及泥漿槍66)。該設備還包括有在上述橋式吊車使用區域55之上的區域，即空 間，使得原料和設備能被提升到最終排出工作檯上或從該工作檯上移 除。對於容器內部的更換爐襯或其它維護工作所需的原料和設備的有 效提升來說，頂部通路特別重要。在不偏離本發明精神和範圍之下，可對上述本發明的實施例作出 很多變型。
權利要求
1.一種用於由金屬供給原料生產熔融金屬的直接熔煉設備，包括(a)固定的熔煉容器，其保持金屬和熔渣的熔池以及熔池之上的氣體空間；(b)固體供給裝置，其將金屬供給原料和含碳原料供應入容器；(c)氣體噴射裝置，其向下延伸入容器以將含氧氣體噴射入容器中的氣體空間和/或熔池；(d)氣體傳送導管裝置，其從遠離容器的供氣站延伸到容器之上的一個傳送位置，用於將含氧氣體傳送入氣體噴射裝置；(e)廢氣導管裝置，其用於方便容器中的廢氣流動離開容器；(f)金屬排出裝置，其用於在熔煉操作期間將熔融金屬從熔池排出容器並且將熔融金屬傳送離開容器；(g)最終金屬排出裝置，其用於在熔煉操作結束時將熔融金屬從熔池排出容器並且將熔融金屬傳送離開容器；(h)熔渣排出裝置，其用於在熔煉操作期間將熔渣從熔池排出容器並且將熔渣傳送離開容器；(i)最終熔渣排出裝置，其用於在熔煉操作結束時將熔渣從熔池排出容器並且將熔渣傳送離開容器；(j)至少兩個工作檯，用於在容器的不同高度處支撐設備操作員；以及其中金屬排出裝置和熔渣排出裝置定位為能夠由出鐵場工作檯上的設備操作員接近，而且最終金屬排出裝置和最終熔渣排出裝置定位為能夠由高度低於出鐵場工作檯的最終排出工作檯上的設備操作員接近，其中出鐵場工作檯可選擇地形成，從而具有至少在最終金屬排出裝置和最終熔渣排出裝置的緊鄰處的工作區域上方延伸的區域。
2. 如權利要求l所述的設備，其中固體供給裝置包括用於每對固 體噴射管的主供應管道和一對分支管道，分支管道的一端連接於主供應管道而另一端連接於相應的噴射管，且其中至少一部分的主供應管 道或分支管道在最終排出工作檯下延伸。
3. 如權利要求1或2所述的設備，其中所述熔渣排出裝置位於所 述容器上、基本上靠近最終熔渣排出裝置，且其中所述出鐵場工作檯 位於所述熔渣排出裝置和所述最終熔渣排出裝置的中間。
4. 如權利要求3所述的設備，其中所述最終金屬排出裝置位於所述容器上、基本上靠近金屬排出裝置，且其中所述出鐵場工作檯位於 所述最終金屬排出裝置和至少一部分所述金屬排出裝置的中間。
5. 如權利要求l所述的直接熔煉設備，其中固體供給裝置包括固體供給供應管道，該管道從遠離所述容器的位置延伸並具有在最終排 出平臺下方延伸的部分且在一端與所述固體噴射管相連。
6. 如權利要求5所述的直接熔煉設備，其中所述供應管道包括在 一端與一對分支管道相連的主供應管道，所述分支管道與所述固體噴 射管相連。
7. —種用於由金屬供給原料生產熔融金屬的直接熔煉設備，包括(a) 固定的熔煉容器，其保持金屬和熔渣的熔池以及熔池之上的 氣體空間，該熔煉容器具有側壁；(b) 固體供給裝置，其將金屬供給原料和含碳原料供應入容器， 該固體供給裝置包括多個固體噴射管，所述固體噴射管布置為通過側壁中的開口向下且向內地延伸並可從容器移除；(c) 氣體噴射裝置，其向下延伸入容器以將含氧氣體噴射入容器 中的氣體空間和/或熔池；(d) 氣體傳送導管裝置，其從遠離容器的供氣站延伸到容器之上 的一個傳送位置，用於將含氧氣體傳送入氣體噴射裝置；(e) 廢氣導管裝置，其用於方便容器中的廢氣流動離開容器；(f) 金屬排出裝置，其用於在熔煉操作期間將熔融金屬從熔池排 出容器並且將熔融金屬傳送離開容器；(g) 最終金屬排出裝置，其用於在熔煉操作結束時將熔融金屬從 熔池排出容器並且將熔融金屬傳送離開容器；(h) 熔渣排出裝置，其用於在熔煉操作期間將熔渣從熔池排出容 器並且將熔渣傳送離開容器；(i) 最終熔渣排出裝置，其用於在熔煉操作結束時將熔渣從熔池 排出容器並且將熔渣傳送離開容器；(j)至少兩個工作檯，用於在容器的不同高度處支撐設備操作員；以及其中(i) 金屬排出裝置和熔渣排出裝置定位為能夠由出鐵場工作檯上 的設備操作員接近；(ii) 最終金屬排出裝置和最終熔渣排出裝置定位為能夠由高度低 於出鐵場工作檯的最終排出工作檯上的設備操作員接近；以及(iii) 出鐵場工作檯可選擇地形成有一區域，該區域能使空中的 起重機接近最終排出平臺的一部分，使得設備和材料能從最終排出平 臺的所述部分提升。
8. 如權利要求7所述的直接熔煉設備，其中所述最終排出平臺位 於地面高度之上，且至少一部分固體供給裝置在最終排出平臺之下、 從遠離容器的位置延伸。
9. 如權利要求7或8所述的直接熔煉設備，其中所述熔渣排出裝 置位於所述容器上、基本上靠近最終熔渣排出裝置，且其中所述出鐵 場工作檯位於所述熔渣排出裝置和所述最終熔渣排出裝置的中間。
10. 如權利要求9所述的設備，其中所述最終金屬排出裝置位於 所述容器上、基本上靠近金屬排出裝置，且其中所述出鐵場工作檯位 於所述最終金屬排出裝置和至少一部分所述金屬排出裝置的中間。
全文摘要
公開了一種用於由金屬供給原料生產熔融金屬的直接熔煉設備。該設備包括固定的熔煉容器，其保持金屬和熔渣的熔池以及熔池之上的氣體空間。該設備還包括用於將固體和氣體供給原料供應入容器的裝置以及用於從容器排出熔融金屬的裝置。該設備還包括至少兩個工作檯，用於在容器的不同高度處支撐設備操作員。金屬排出裝置和熔渣排出裝置定位為可以由出鐵場工作檯上的設備操作員接近，而且最終金屬排出裝置和最終熔渣排出裝置定位為可以由高度低於出鐵場工作檯的最終排出工作檯上的設備操作員接近。
文檔編號C22B5/10GK101323889SQ20081013572
公開日2008年12月17日 申請日期2004年4月8日 優先權日2003年4月10日
發明者羅德尼·詹姆士·德賴, 菲利普·詹姆士·約恩斯 申請人:技術資源有限公司