用于熔炼废金属的方法技术

一种用于在炉内熔炼废金属的方法，包括以下工序：向炉给送固体废金属的充料，向炉供给燃料和富氧氧化剂并使用氧化剂燃烧燃料以在炉的内部产生热量，借助于该热量在炉内熔炼固体废金属的充料，从炉抽取熔融金属。在向炉给送固体废金属的充料的工序后，使用氧化剂燃烧燃料以便在充料上方在炉内产生一束或多束可见火焰，并且在从炉抽取熔融金属的工序前，使用氧化剂燃烧燃料以在炉内在熔融金属上方产生无焰燃烧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过废金属熔炼来回收金属。
技术介绍
废金属熔炼是冶金工业的一个主要方面。实际上，废金属由于经济、技术和环境方面的原因而作为原材料用于黑色和有色冶金工业中的金属熔炼。金属回收行业的发展在很大程度上取决于废金属的可得性。有色冶金领域中的一个典型实例是铝的回收。铝目前是世界上最普遍的回收消费后金属。例如，在欧洲，铝有着高回收率，其范围为对于饮料罐的41%至建筑和施工行业中的85%且在汽车行业中高达95%。此外，本行业不断投资和研究收集和分拣的改进以便实现最佳可能的回收水平。铝回收商熔炼通过当地市场和进口两种渠道取得的各种废铝。由于废料通常由不同组分的污染材料组成，因此诸如废铝行业的二次熔炼行业需要既强大又灵活的生产工具，特别是熔炼炉。商业废金属熔炼器的一个关键问题是工艺效率。工艺效率特别是涵盖以`下因素-时间效率即熔炼一定量的废金属的速率，-能量效率即熔炼一定量的废金属所需的能量，以及-金属回收效率即出炉的熔融金属与废金属的比率。本领域中已知借助于通过空气燃烧、即通过以空气为氧化剂燃烧燃料而产生的热量而在炉内熔炼废金属。此类熔炼工艺一般具有低的时间和能量效率，但金属回收效率相对闻。本领域中还已知借助于通过富氧燃烧、即通过以氧气或以氧气增浓空气作为氧化剂燃烧燃料而在炉内熔炼废金属以便提高工艺的时间和能量效率。但是，现有技术富氧燃烧工艺的一个问题在于，如以下将介绍的，金属回收效率由此降低，特别是归咎于金属在熔炼工艺期间的氧化增加。在 M. Potesser 等人的 “Burner Developments of the Messer Group for theNonferrous Metallurgical Industry” (BMH, 153, Jg. (2008), Heft3, ppl21-125) 一文中，提出为废金属在床式炉中使用稀释燃烧或部分稀释燃烧以使炉远侧的温度恒定并达到容许的低污染排放水平。其还提出了例如根据炉内温度或包围燃烧室的耐火材料而在熔炼工艺期间调节燃烧器功率以便在富氧燃烧的情况下尽可能保持金属氧化受控。本专利技术的一个目标是提供一种具有提高的总体工艺效率的废金属熔炼工艺。
技术实现思路
根据本专利技术的用于在炉内熔炼废金属的方法包括以下工序 向炉给送固体废金属的充料， 向炉供给燃料和氧化剂， 使用氧化剂燃烧燃料以在炉的内部产生热量， 借助于通过所述燃烧产生的热量而在炉内熔炼固体废金属的充料，由此获得熔融金属，以及 从炉抽取通过熔炼固体金属的充料而获得的熔融金属。在向炉给送固体废金属充料的工序后，以第一燃烧模式使用氧化剂燃烧燃料以便在炉内在充料上方产生一束或多束可见火焰。但是，在从炉抽取熔融金属的工序前，以第二燃烧模式使用氧化剂燃烧燃料以便在炉内在熔融金属上方产生无焰燃烧。 根据本专利技术，氧化剂具有至少60% (体积)的含氧量。无焰燃烧是一种燃烧模式，其中，通过适当几何形状的燃烧器和炉燃烧室，分开(以提供高度分级燃烧)并以至少一种反应剂(典型地，氧化剂)的高喷射速度执行氧化剂和燃料的给送，以便在等于或高于燃料的自燃温度的温度下在燃烧室内形成燃烧产物的大致内部再循环至燃烧器。火焰然后不再肉眼可见且燃烧遍及燃烧室的气氛的大容积或甚至整个容积分布。适合于产生无焰燃烧的燃烧器目前已经可以商购到。2010年7月12日提交的共同未决的第61/363,627号美国临时专利申请、2010年7月31日提交的共同未决的第12/848，131号美国非临时专利申请和2010年7月31日提交的共同未决的第12/848, 132号美国非临时专利申请中描述了适合于无焰燃烧的优选燃烧器。在本文中，术语“燃烧器” 一般而言用来描述用于将至少一种燃料与至少一种氧化剂结合以使用所述至少一种氧化剂燃烧所述至少一种燃料的装置或设备。根据本专利技术的工艺可以是分批工艺，其中所有固体废金属被一次性给送至炉。根据本专利技术的工艺也可以是半分批工艺，其中在若干个工序中将待熔炼的固体废金属给送至炉，每一个向炉给送固体废金属的充料的工序都后接以第一燃烧模式使用氧化剂燃烧燃料，以便在炉内在充料上方产生一束或多束可见火焰。附图说明图1至3是用于熔炼废金属的三种已知类型炉的示意图，其中，图1表示固定熔炼炉，图2表示转筒式熔炼炉，并且图3表示倾斜炉。具体实施例方式该炉例如可以是固定熔炼炉。根据本专利技术的一个特定实施例，该炉是转筒式回转炉，具有大致圆柱形耐火壁21、位于圆柱形耐火壁21的一端处的第一端壁22和位于圆柱形耐火壁21的相对端处的第二端壁23。根据又一个实施例，该炉可以是倾斜炉，有时也称为倾斜回转炉。这是一种可以绕其主轴X-X倾斜以有利于熔融充料的倾注的炉。此类炉常具有比固定炉大的容量，一些这样的炉被设计成承重达300吨。倾斜炉典型地包括倾斜容器(pocket) 31、燃烧器34，燃烧器或喷枪安装在所述容器的倾注和充料开口 33中。为了易于操作，在第 一燃烧模式中产生的可见火焰的数量将典型地被选择成尽可能小同时确保充料的充分火焰覆盖。例如，在转筒式回转炉内，单束可见火焰将典型地借助于安装在回转炉的第一或第二端壁的燃烧器在第一燃烧模式中产生，在倾斜炉中单束可见火焰将典型地借助于安装在倾斜容器的开口中的燃烧器在第一燃烧模式中产生。在第一燃烧模式中，一束或多束可见火焰可具有固定定向。可替换地，至少一束可见火焰的定向在第一燃烧模式中可变化。可见火焰的定向的这种变化可以逐步、逐渐或结合这两种方式形成。通过改变可见火焰的定向，可以通过所述火焰增加充料的覆盖，同时防止所述充料的局部过热。申请人较早的专利申请W0-A-2008/003908、W0-A-2009092949和W0-A-2009087227中描述了用于修改可见火焰的定向的优选方法和装置。在第一燃烧模式中，至少一束可见火焰有利地被引向充料。当在第一燃烧模式中产生多于一束可见火焰时，优选一束或多束可见火焰中的每一束都被引向充料。通过使一束或多束可见火焰更接近充料，改善了从火焰到固体废金属充料的热传递。一些情况下，被引向充料的可见火焰也可影响充料。但是，在其他情况下，优选被引向充料的可见火焰不影响充料，特别是为了防止诸如充料的固体粒子抵靠着炉壁被推进或金属的局部氧化等有害现象。当炉是转筒式回转炉时，不仅可以通过如上所述将至少一束火焰引向充料来改善从火焰到充料的热传递，而且可以通过将火焰引向回转圆柱形壁21以便在其在充料下方滑动前提高所述圆柱形壁的温度来改善从火焰到充料的热传递。因此，当炉是转筒式回转炉时，在第一燃烧模式中，至少一束可见火焰优选被引向充料和/或圆柱形耐火壁。可使用不同燃烧器在第一燃烧模式中产生所述至少一束可见火焰并在第二燃烧模式中产生无焰燃烧。但是，优选地，使用同一个燃烧器在第一燃烧模式中产生可见火焰并在第二燃烧模式中产生无焰燃烧。2010年7月12日提交的共同未决的第61/363，627号美国临时专利申请、2010年7月31日提交的共同未决的第12/848，131号美国非临时专利申请和2010年7月31日提交的共同未决的第12/848，132号美国非临时专利申请中描述了能够产生可见火焰和无焰燃烧两者的燃烧器。根据本专利技术的一个实施例，在抽取熔融金属的工序前以第二燃烧模式燃烧直接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.04 EP 10305860.81.一种用于在炉内熔炼废金属的方法，所述方法包括以下工序 -向所述炉给送固体废金属的充料， -向所述炉供给燃料和具有至少60体积％的含氧量的氧化剂并使用所述氧化剂燃烧所述燃料以在所述炉的内部产生热量， -借助于通过这样产生的热量而在所述炉内熔炼所述固体废金属的充料，由此获得熔融金属， -从所述炉抽取所述熔融金属， 其中，在向炉给送所述固体废金属的充料的工序后，以第一燃烧模式使用所述氧化剂燃烧所述燃料以便在所述充料上方在所述炉内产生一束或多束可见火焰， 所述方法的特征在于在从所述炉抽取所述熔融金属的工序前，以第二燃烧模式使用所述氧化剂燃烧所述燃料以便在所述炉内在所述熔融金属上方产生无焰燃烧。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一束或多束可见火焰在所述第一燃烧模式中具有固定定向。3.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一束可见火焰的定向在所述第一燃烧模式中变化。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述第一燃烧模式中，将至少一束可见火焰引向所述充料。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述炉是回转炉，具有大致柱形耐火壁(21)、位于所述柱形耐火壁(21) —端的第一端壁(22)和位于所述柱形耐火壁的相对端的第二端壁(23)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述第一燃烧模式期间，将至少一束可见火...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·雅里，R·齐阿瓦，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：
国别省市：