熔炼过程的启动制造技术

一种在熔炼容器中启动熔炼过程的方法包括加热凝固炉渣，形成熔融炉渣，经由前炉从前炉连接装置排出熔融炉渣，形成经过前炉连接装置的畅通的流径，之后热启动熔炼过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】熔炼过程的启动
本专利技术涉及启动用于熔炼含金属材料的过程的方法。术语“含金属材料”在此被理解为包括固体进料和熔融进料。该术语在其范围内包括部分还原的含金属材料。
技术介绍
本专利技术更具体地，但绝非排他性地涉及启动基于熔池的熔炼过程的方法，以用于利用熔炼容器中的含金属进料生产熔融金属，熔炼容器具有由熔池中的气体逸出产生的强熔池/炉渣喷泉，气体逸出至少部分地是含碳材料脱挥发为熔池的结果。具体地，但绝非排他性地，本专利技术涉及启动用于熔炼含铁材料(诸如铁矿石)并产生熔融的铁的过程的方法。本专利技术具体，但绝非排他性地涉及在包括用于熔炼含金属材料的主室的熔炼容器中启动熔炼过程的方法。已知的基于熔池的熔炼过程通常被称作HIsmelt过程在本 申请人:名下的大量专利和专利申请中被描述。另一种基于熔池 的熔炼过程在下文中被称作“HIsarna”过程。在本 申请人:名下的国际申请PCT/AU99/00884(TO00/022176)中描述了 HIsarna过程和设备。HIsmelt过程和HIsarna过程特别与由铁矿石或另一含铁材料生产熔融的铁相关。在生产熔融铁的情况下，HIsmelt过程包括以下步骤:(a)在熔炼容器的主室中形成熔融的铁和炉渣的熔池；(b)将以下喷射到熔池中:(i)铁矿石，通常是细粉形式；(ii)固体含碳材料，通常是煤被用作铁矿石进料的还原剂和能量源；以及(C)在熔池中将铁矿石熔炼为铁。术语“熔炼”在此被理解为表示热处理，其中，发生还原金属氧化物的化学反应以产生熔融的铁。在HIsmelt过程中，通过多个喷枪利用运载气体喷射含金属材料和固体含碳材料的形式的固体进料，喷枪相对于竖直方向倾斜，以便向下和向内延伸经过熔炼容器的主室的侧壁并延伸到容器的下部区域中，从而将至少部分固体进料输送到主室底部中的金属层中。固体进料和运载气体进入熔池并导致熔融金属和/或炉渣凸出到熔池表面上方的空间中并形成过渡区。一股含氧气体，通常是富氧空气或纯氧，通过向下延伸的喷枪被喷射到容器的主室的上部区域中，以导致从容器的上部区域中的熔池释放的反应气体后燃烧。在过渡区中，存在有利的量的先上升而后下降的熔融金属和/或炉渣滴或飞溅体或流，其提供将熔池上方的反应气体后燃烧所产生的热能传递到熔池的有效介质。通常，在产生熔融铁的情况下，当使用富氧空气时，它在约1200°C的温度下被供给并且在热风炉中产生。如果技术上使用冷的纯氧，则通常在环境温度下或接近环境温度供给纯氧。由熔炼容器中反应气体的后燃烧产生的废气经过废气管道从熔炼容器的上部区域排出。熔炼容器包括在下部炉膛中的耐火材料衬里部段和在容器的主室的侧壁和顶部中的水冷板，并且水连续地循环经过连续回路中的水冷板。HIsmelt过程能够通过在单个紧凑型容器中进行熔炼而产生大量熔融铁，通常至少 0.5Mt/a。HIsarna过程在熔炼设备中执行，熔炼设备包括(a)熔炼容器，熔炼容器包括主熔炼室和用于将固体进料和含氧气体喷射到主室中的喷枪，并且熔炼容器适于包含熔融金属和炉渣的熔池，以及(b)用于预处理含金属进料的熔炼旋流器，该熔炼旋流器位于熔炼容器上方并与熔炼容器直接连通。术语“熔炼旋流器”在此被理解为表示一容器，该容器通常限定竖直的圆柱室并被构造为使得供应到室的进料沿围绕室的竖直中心轴线的路径运动并且能够承受足以至少部分地熔融含金属进料的高操作温度。 在HIsarna过程的一个形式中，含碳进料(通常是煤)和可选的熔剂(通常是煅烧石灰石)被喷射到熔炼容器的主室的熔池中。含碳材料作为还原剂源和能量源提供。可选地混合有熔剂的含金属进料，诸如铁矿石，被喷射到熔炼旋流器中并在熔炼旋流器中被加热、部分熔融和部分还原。该熔融的被部分还原的含金属材料从熔炼旋流器向下流入熔炼容器中的熔池中并在熔池中熔炼为熔融金属。在熔池中产生的热反应气体(通常是CO、0)2、!12和!120)被主室上部中的含氧气体(通常是专用级氧气)部分地消耗。后燃烧产生的热量传递到上部段中的熔融液滴，该液滴落回熔池中以维持熔池的温度。热的部分燃烧的反应气体从主室向上流动并进入熔炼旋流器的底部。含氧气体(通常是专用级氧气)经由风口被喷射到熔炼旋流器中，风口被布置为在水平平面内，即围绕熔炼旋流器的室的竖直中心轴线，产生气旋涡流图案。此含氧气体喷射引起熔炼容器气体的进一步燃烧，产生非常热的(气旋的)火焰。精细划分的进入的含金属进料经由熔炼旋流器中的风口被气动地喷射到这些火焰中，产生快速加热和部分熔融并伴随着部分还原(约10-20%的还原)。此还原是由赤铁矿的热分解和来自主室的反应气体中的C0/H2的还原作用而引起的。热的部分熔融的含金属进料通过气旋涡流作用被向外抛至熔炼旋流器的壁上，并且如上所述，向下流到下方的熔炼容器中，以便在该容器的主室中进行熔炼。上述形式的HIsarna过程的净效应是两步的逆流过程。含金属进料被来自熔炼容器的外流的反应气体(添加有含氧气体)加热和部分还原并且向下流到熔炼容器中且在熔炼容器中被熔炼为熔融铁。在一般意义上，此逆流布置增加生产率和能量效率。HIsmelt和HIsarna过程包括经由水冷固体喷射喷枪将固体喷射到熔炼容器中的熔池中。此外，两个过程的关键特征是过程在熔炼容器中进行，熔炼容器包括用于熔炼含金属材料的主室和经由前炉连接装置连接到主室的前炉，前炉允许金属产品连续流出容器。前炉操作作为填充有熔融金属的虹吸式密封装置，当产生过量的熔融金属时，自然地从熔炼容器中“溢出”过量的熔融金属。这使熔炼容器的主室中的熔融金属水平被直到并被控制为在小的公差内，这对设备安全来说是至关重要的。熔融金属水平必须(始终)保持处于水冷元件(诸如延伸到主室中的固体喷射喷枪)下方的安全距离处，否则将可能发生蒸汽喷发。因此，对于HIsmelt和HIsarna过程，前炉被认为是熔炼容器的固有部分。术语“前炉”在此被理解为表示熔炼容器的通向大气并且经由通道(在此称作“前炉连接装置”)连接到熔炼容器的主熔炼室的室，并且在标准操作条件下，该室中容纳熔融金属，并且前炉连接装置完全充满熔融金属。在澳大利亚或其它地方，以上描述都不应被认为是公知常识。在HIsarna过程的试验设备试验期间，对于 申请人:来说在试验中所使用的熔炼容器中形成计划外的端部出口(end-tap)变得必要。在端部出口中，熔融金属成功地从熔炼容器的主室排出，但是几乎所有的熔融炉渣都被留下并在熔炼容器中固化。这导致在熔炼容器的主室、前炉连接装置和前炉中填充有冷的(凝固的)炉渣、到达熔炼容器的前炉和主室之间的前炉连接装置的水平高度上方的水平高度处。HIsmelt过程的标准过程的启动和HIsarna过程的建议过程的启动涉及通过经由前炉和前炉连接装置将一定量新的熔融金属倒入容器而在熔炼容器中形成熔融金属熔池。因此，在能再次启动试验设备之前，需要在炉前和熔炼容器之间重新形成畅通的连接装置。本 申请人:认为，使整个系统冷却下来，然后机械地挖出凝固的炉渣的标准选择过于耗时，因此不是优选选择。
技术实现思路
本专利技术基于这样的现实，即能实现:在与上述冷却/机械去除炉渣相关的选择相比在更短时间内，通过利用热源熔融炉渣、经由前炉将炉渣排出系统并形成经过前炉的畅通的流径，从这种凝固炉 渣/前炉连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在熔炼容器中启动熔炼过程的方法，熔炼容器包括用于熔炼含金属材料并产生熔融金属的主室和经由前炉连接装置连接到主熔炼室的前炉，并且熔炼容器容纳阻塞至少前炉连接装置的凝固炉渣，启动过程的所述方法包括：加热凝固炉渣，形成熔融炉渣，经由前炉从前炉连接装置排出熔融炉渣，形成经过前炉连接装置的畅通的流径，之后通过一系列步骤热启动熔炼过程，所述一系列步骤包括经由前炉连接装置将一定量熔融金属供应到主室，向所述熔炼过程供应进料，熔炼含金属的材料以及产生熔融金属。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.06 AU 20119050761.一种在熔炼容器中启动熔炼过程的方法，熔炼容器包括用于熔炼含金属材料并产生熔融金属的主室和经由前炉连接装置连接到主熔炼室的前炉，并且熔炼容器容纳阻塞至少前炉连接装置的凝固炉渣，启动过程的所述方法包括:加热凝固炉渣，形成熔融炉渣，经由前炉从前炉连接装置排出熔融炉渣，形成经过前炉连接装置的畅通的流径，之后通过一系列步骤热启动熔炼过程，所述一系列步骤包括经由前炉连接装置将一定量熔融金属供应到主室，向所述熔炼过程供应进料，熔炼含金属的材料以及产生熔融金属。2.根据权利要求1所述的方法，其包括经由在前炉的最下部区域中的前炉端部排放出口去除熔融炉渣。3.根据权利要求1或2所述的方法，其包括借助富氧气体燃烧器和/或氧气喷枪加热和熔融前炉连接装置中的凝固炉渣。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在主室以及前炉连接装置中存在凝固炉渣的情况下，所述方法包括加热和熔融主室和前炉连接装置中的凝固炉渣。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·皮洛特，R·J·德赖，H·K·A·迈耶，
申请(专利权)人：技术信息有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU