冶金容器制造技术

一种炼铁和炼钢的冶金容器，包括底部、侧壁以及具有至少两个喷枪的喷枪配置，所述喷枪在运行时将含氧气体供应到容器内部，并且每个喷枪包括喷出含氧气体的末端部分，其特征在于所述喷枪配置的设计使其运行时在容器侧壁产生基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心产生基本向上导向的后燃烧气流。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种炼铁和炼钢的冶金容器，包括底部、侧壁以及具有至少两个喷枪的喷枪配置，在运行时喷枪将含氧气体供应到容器内部，其中每个喷枪包括喷出含氧气体的末端部分。本专利技术还涉及炼铁方法。本专利技术的目的是提供一种冶金容器，它可以大规模应用，提高生产效率以及减少容器顶部的设备阻塞。本专利技术对现有技术的改进是，喷枪配置的设计使其运行时在容器侧壁产生基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心产生基本向上导向的后燃烧气流。术语后燃烧气(post combusted gas)是指在冶金容器的反应过程中产生的并随后至少部分后燃烧的气体。术语容器中心是指容器中心轴线周围并包括中心轴线的中心柱状区域。当冶金容器是直立的时，中心轴线基本垂直穿过容器中心延伸。本专利技术的显著优点在于，它可以成功地应用于大直径容器，用于促进容器主体中已经发现是非常有利的气体流动。气体流动导致壁的热负荷减小，而多个喷枪保证含氧气体的良好分布，从而在整个容器区域中有好的热量分布，从而提高生产效率。本专利技术还减轻位于容器顶部的诸如进出口、密封、传感器和测量设备的阻塞和损坏，而这些设备价格贵并且难以更换或维修。这个问题是在颗粒被带入导向容器顶部的向上后燃烧气流时出现的。本专利技术喷枪结构在侧壁产生基本向下的后燃烧气流，而在容器中心产生基本向上导向的气流。因此，任何进入向上气流的颗粒经过容器中心，很少有机会接触顶部伸出的设备、进出口、密封或传感器。直接由金属氧化物生产熔融金属的方法的例子包括使用电炉作为熔炼反应、Romelt工艺、DIOS工艺、AISI工艺、Hismelt工艺的主要能量来源并且使用气旋转炉。EP 0 735 146披露了一种转炉型冶金容器，其中预还原的铁矿经历了最终还原。该冶金容器的底部具有铁池，而壁或侧壁从底部向上延伸，包围着渣层。顶部从侧壁顶延伸到容器内部上方，并与熔化旋流器(melting cyclone)连接。多个喷枪从冶金容器壁穿过并向容器内部供应氧气。喷枪的安装尽可能沿垂直取向，以便达到与使用中心喷枪相同的效果。如上所述，本专利技术对现有技术的改进是，喷枪的设计使其运行时在容器侧壁产生基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心产生基本向上导向的后燃烧气流。本领域的一般技术人员可以直接和正确地验证运行时在容器侧壁的基本向下导向的后燃烧气流，以及在容器中心的基本向上导向的后燃烧气流，例如，可以通过计算并监测容器侧壁和顶部的每平方米热量损失。冶金容器的侧壁和顶部可以包括金属板或管，其中可以流过水，用于冷却经受高温的容器和/或耐火材料。冶金容器的侧壁或顶部通常装备温度传感器。温度传感器可以是沿着容器侧壁和顶部的高度和四周不同部分测量冷却水温度的热电偶或者测量耐火材料壁温度的热电偶。当测量冷却水温度以及冷却水流量时，本领域一般技术人员能计算和监测沿着容器侧壁和顶部的高度和四周不同部分的每平方米热量损失(热通量)。因此，本领域一般技术人员通过监测容器侧壁和顶部温度，确认运行时是否存在容器侧壁基本向下导向的后燃烧气流以及容器中心的基本向上导向的后燃烧气流。在具有单独的中心喷枪或垂直取向喷枪的传统冶金容器中，喷枪产生的燃烧在容器中心形成强烈气体膨胀，导致燃烧完的热气朝向侧壁并沿侧壁向上流动。在根据本专利技术的冶金容器中，容器侧壁基本向下导向的后燃烧气流对侧壁具有冷却作用，从而导致较低的耐火材料温度或热通量。热的后燃烧气基本在容器中心向上流动，从而不接触侧壁。本专利技术还特别在喷枪附近的侧壁区域形成耐火材料温度或热通量降低。在本专利技术的冶金容器中，至少一个喷枪可以具有从其末端部分喷出多股含氧气体的装置。与单独的一股相比，这种喷枪可以在容器内较宽表面积上喷出氧气。每个喷枪可以具有从其末端部分喷出多股含氧气体的装置。优选地，喷枪的配置使至少一个喷枪从冶金容器顶部穿过。容器顶部从侧壁顶部伸出。如果熔化旋流器位于容器上方并与容器上方相通，则顶部从侧壁顶部延伸到熔化旋流器。这样，至少一个喷枪穿过容器上不与容器内装物接触的部分，从而避免损坏喷枪穿过容器处的喷枪周围密封。每个喷枪可以穿过冶金容器顶部伸出。优选地，至少一个喷枪的布置将含氧气体向内朝冶金容器中心轴线引导。每个喷枪的布置可以将含氧气体向内朝冶金容器中心轴线引导。将含氧气体向内朝容器中心轴线引导，使喷枪末端部分形成一个低压区，从而在侧壁将后燃烧气向下朝喷枪末端部分带动，而在容器中心形成向上流动的后燃烧气。至少一个喷枪可以偏离垂直线，使其末端部分朝冶金容器中心轴线倾斜。倾斜的喷枪将含氧气体向内朝冶金容器的中心轴线引导，并改进含氧气体在容器内装物整个表面上的分布。每个喷枪可以偏离垂直线，使其末端部分朝冶金容器中心轴线倾斜。至少一个喷枪的末端部分也可以设计成将含氧气体朝冶金容器中心轴线引导，使含氧气体偏离垂直线的角度大于喷枪的倾斜角度，从而增大容器内产生的向上和向下的气流。每个喷枪可以设计成将含氧气体朝冶金容器中心轴线引导，使含氧气体偏离垂直线的角度大于喷枪的倾斜角度。喷枪高度可以调节，因此当容器处于不同装料高度时，可以使喷枪定位在容器内装物表面上方的最佳高度。喷枪的倾斜角度也可以调节，使含氧气体在容器内装物整个表面上的分布达到最佳。喷枪末端部分可以都定位在距离侧壁相同距离，用于达到容器内装物整个表面上最有效的热量分布，使生产效率最大化。优选地，有三个或多个喷枪向容器内装物供应含氧气体，用于保证最佳热量分布和生产效率。优选地，通过定位在离喷枪距离近的送料槽向冶金容器中添加颗粒物料。这样，侧壁附近基本向下的气流带走颗粒物料，例如煤粉，并将其向下朝氧气喷枪末端部分和渣层输送。这避免了大部分加入容器中的任何颗粒物料损失的问题，这个问题是因为颗粒在与容器内装物反应之前被卷入向上的气流而产生的。因此，优选的实施例导致诸如煤粉的颗粒物料的损失明显降低，并且生产效率较高，因为大部分颗粒物料被用作还原剂。如同本领域内公知的，可以在运行时对离开冶金容器的气体(废气)取样，用于验证废气中颗粒物料的减少。废气燃烧程度也将提高，因为当煤在运行过程中进入冶金容器内部热气氛时自发产生高温分解，煤高温分解产物在侧壁被带入向下的气流中并将燃烧，而不是被吹出容器。废气燃烧程度还可以通过本领域内公知的废气取样和分析进行检验。如果每个喷枪具有对应的送料槽，使通过槽加入的颗粒物料带入基本向下的气流，就进一步减小颗粒物料的损失。每个槽的最佳位置沿径向位于喷枪与冶金容器侧壁之间，在此处基本向下的后燃烧气流处于最大值。优选地，容器侧壁包括使用时装熔融金属池和部分渣层的下部以及使用时装其余部分渣层的上部，其中至少两个喷枪插入容器上部并为容器上部供应含氧气体，并且在容器下部圆周具有多个风口，适于为容器下部的渣层中供应气体和/或液体和/或固体和/或等离子体。该至少两个喷枪向容器上部的渣中供应含氧气体，从而供应热量，而风口供应的气体和/或液体和/或固体和/或等离子体保证靠下渣层不保持静止。静止导致靠下的渣层冷却以及生产率下降。风口将气体和/或液体和/或固体和/或等离子体直接供应到靠下的渣层，而气体在底部搅动时通过容器底部喷入熔融金属。因此，本专利技术的优选方面不在熔融金属中产生高流动速率，从而避免底部搅动的一个主要缺点，即快速侵蚀容器装熔融金属部分的容器壁。因此，通过风口向容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼铁和炼钢的冶金容器，包括底部、侧壁以及具有至少两个喷枪的喷枪配置，所述喷枪在运行时将含氧气体供应到容器内部，并且每个喷枪包括喷出含氧气体的末端部分，其特征在于所述喷枪配置的设计使其运行时在容器侧壁产生基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心产生基本向上导向的后燃烧气流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MB德尼斯，HKA迈耶，
申请(专利权)人：科鲁斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]