專利名稱：前爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種直接熔煉容器，其包括當在容器中進行加工時用于連續 地從容器中流出熔融金屬的前爐。更具體地說，本發明涉及直接熔煉容器的 前爐的結構。
背景技術：
本發明雖然不是專門地，但特別涉及用于從含鐵的金屬給料，例如鐵 礦石、部分還原鐵礦石和含鐵的廢液(如，來自煉鐵廠)，生產熔融鐵的基 于熔池的直接熔煉工藝的操作。
已知的基于熔池的直接熔煉工藝是泛指高熔煉工藝(HIsmelt)。在生產 熔融鐵的背景中，高熔煉工藝包括步驟
(a) 在直接熔煉容器中形成熔融鐵和礦渣熔池；
(b) 注入炫池
(i) 金屬給料， 一般為粉末狀的鐵礦；及
(ii) 固體含碳材料代表性地煤， 一般為煤，其作為金屬給料的還 原劑和能源；以及
(c) 在熔池中熔煉金屬給料為鐵。
在這里術語"熔煉"理解為生產熔融金屬的熱處理，其中的化學反應減少 金屬氧化物。
在高熔煉工藝中，金屬給料和固體含碳材料通過與垂直面相傾斜的多個 水冷噴管/噴氣口注入到包含在直接熔煉容器的熔池中，以致穿過容器側壁 向下和向上延伸并注入到容器較低的區域致使在容器的底層供給至少一部 分的固體物料形成金屬層。熱含氧氣體的氣浪， 一般為空氣或富氧空氣， 通過向下延伸的水冷噴槍注入到容器上面的區域，致使在容器上部區域的熔 池的噴射推進氣體的后燃被解除。 一般地就生產熔融鐵而言，熱風或富氧空 氣溫度大約為1200。C并在熱風爐中產生。在容器中由噴射推進氣體的后燃引 起的尾氣通過尾氣管從容器的上部區域被帶走。容器包括在容器側壁和爐頂 中的耐火材料襯里的水冷嵌板，并且水是在連續的線路中循環連續地穿過嵌 板。
高熔煉工藝能在單個小型的容器中生產一定量熔融鐵， 一般至少為0.5 Mt/a。
為了在高熔煉工藝中達到高溫熔煉鐵的生產速度，必須(a)產生和運 輸一定量熱風或富氧空氣和載氣(用于固體噴射)到直接熔煉容器，(b)運 輸一定量金屬給料到容器，比如含鐵的給料物質，包括產生和運輸一定量載 氣到容器，(c)從容器輸送一定量熱的尾氣，(d)將在工藝中產生的一定量 熔融鐵和礦渣轉移遠離容器，以及(e)循環一定量的水通過水冷式嵌板。 全部在相對封閉區的內部。
由以上所述，高溫熔煉生產率要求高熔煉工藝在壓力條件下操作并且高 熔煉設備包括(a)耐壓直接熔煉容器，和輔助裝置，比如用于給容器供 給固體給料的活底料斗，和在容器的尾氣管上的壓力控制設備；(b)火爐， 為容器產生熱風或富氧空氣的高流速；及(c)尾氣處理設備，其能夠處理 一定量尾氣使其遠離容器。
用于高熔煉的直接熔煉容器的現在設計包括前爐，用于從容器中連續 地導出熔融金屬；和出渣洞，用于從容器中定期導出熔渣。前爐包括連接口， 其貫穿容器的側壁進入容器的內部。
通過利用帶有通向容器內部的連接口的前爐和操作在壓力情況下容器， 一般為0.8巴標準量度，意味著在容器中壓力變化將直接轉化為在容器和前 爐中熔融金屬水平的變化。
從上述可知帶有開放前爐的高熔煉操作，特別是在壓力條件下，存在需 注意的重大的安全問題。
如果容器內部有意外的增大壓力，這樣潛在重大安全問題將發生。在低
于這樣的外壓力情況下，存在熔融金屬以不受控制和危險的方式從容器洶涌 流入前爐并溢出前爐的風險。
發明內容
本發明提供一種前爐結構，其在考慮其他的與前爐操作有關因素時針對 在過壓情況下限制來自前爐高熔金屬的浪涌程度的問題而提出。
大體上本發明提供了一種直接熔煉容器用于基于熔池操作在壓力條件
下在容器中的直接熔煉工藝。容器包括前爐，其用于連續地從容器導出熔融 金屬。前爐包括連接口，其貫穿容器的側壁進入容器的內部。形成連接口以 緩沖在容器中壓力急劇變化對流入前爐的熔融金屬的沖擊，其可導致來自前 爐的熔融金屬的不良浪涌。形成連接口也是為了當熔融金屬沒能從容器流入 前爐時借助于連接口致使熔融金屬在連接中至少6小時不凝固。
按照本發明，提供一種直接熔煉容器，其用于基于熔池操作在壓力條件
下在容器中用來熔煉金屬給料和生產熔融金屬的直接熔煉工藝，容器包括
(a) 爐膛，適于容納熔池的金屬層，爐膛具有基座和側壁；
(b) 側壁，從爐膛的側壁向上地延伸；
(c) 多個水冷固體噴射管，向下并向內進入到容器中用于向容器注入 固體給料，比如，金屬給料和/或含碳材料；
(d) —個或多于一個的水冷含氧氣體噴射管，向下進入容器向容器內 注入含氧氣體；以及
(e) 前爐，用于連續地從容器中導出熔融金屬，前爐包括
(i) 腔室，其可容納一定量熔融金屬并具有一出口用于從腔室中 排出熔融金屬，和
(ii) 連接口，其貫穿爐膛的側壁進入到容器的內部并從而與腔室 和容器內部互連，形成連接口以緩沖在容器中壓力急劇變化對流入前爐的熔 融金屬的沖擊，其可導致來自前爐的熔融金屬的不良浪涌，并且形成連接口 也是為了當熔融金屬沒能從容器流入前爐時借助于連接口使得熔融金屬在 連接中至少6小時不凝固。
術語"緩沖"在這里理解為，容器中壓力突然增加并未立即轉化為從容器 進入到前爐的熔融金屬的速度和/或流量(體積或質量)的相應增多，這導 致來自前爐熔融金屬的不良浪涌。
在以上段落(e)中描述的對于前爐連接的要求是申請人科研工作的結果， 其具有包括竟爭因素的因素識別和考慮意義，對于在壓力條件下在直接熔煉 容器中、具有通過前爐來自容器的熔融金屬連續流的直接熔煉工藝操作來說 前爐的設計是很重要。
一個因素是當垂直橫剖面面積減小時，耐火材料損蝕的程度提高，所述 垂直橫剖面是在前爐連接狹窄的一部分與前爐連接的長度橫向。術語"最小 的橫向截面積"在這理解為，在前爐連接狹窄的一部分與前爐連接長度橫切的垂直橫剖面面積。竟爭因素是指從容器進入到前爐的熔融金屬的流量(體 積或質量)的程度可在前爐連接的最小橫向截面積降低的時候有限地增加。 因此，較大的截面最小橫截面面積從損蝕角度是更可取，但是從流量限制的 角度來看較小的截面最小橫截面面積是更可取的。此外，較窄的截面最小橫 截面面積從損蝕角度是更可取，但是從流量限制的角度就不是很可取的。
另一個因素是，對于給定的前爐連接的截面最小橫截面面積，當前爐連 接的長度減小時在前爐連接中的熔融金屬凍結的風險降低。竟爭因素是，對 于給定的前爐連接的截面最小橫截面面積，當前爐連接的長度降低時從容器 進入到前爐的熔融金屬流量(體積或質量)的程度有限地降低。因而，從流 量限制的觀點較長的長度是更可取的，但是從熔融金屬凝入前爐連接的觀點 來看就不是很可取的。此外，較短的長度從熔融金屬凍結的角度是更可取， 但是從流量限制角度就不是很可取的。
另一個因素是，對于給定的前爐連接的截面最小橫截面面積，當容器中 氣壓變化增加，熔融金屬流過前爐的速度增加并且連接的損蝕增加。有關因 素是，對給定的容器內部的壓力增量，當前爐連接的截面最小橫截面面積減 小，熔融金屬流過前爐速度增加并且連接的損蝕增加。
優選地，形成連接口以便當工藝在容器的壓力下操作及以滿負荷生產率
生產熔融鐵時通過連接口的熔融金屬的最大速度為1 m/s。
術語"滿負荷生產率"在此理解為對于容器所要求的每年計劃生產的生 產率。對于不同的容器每年的計劃生產可以相應改變。 一般地，用于生產熔 融鐵的容器，每年的計劃生產最小為800,000噸并可能達到或大于2百萬噸。 更優選地是形成連接口以便熔融金屬通過連接口的極限速度為0.6 m/s。 一般地，當工藝在容器中進行時，容器的工作壓力最小為0.5巴標準量度。
一般地，當工藝在容器中進行時，容器的工作壓力小于1.5巴標準量度 并大于1.0巴標準量度。
優選地，選擇連接口的形狀包括從容器中伸出的第一通路并具有沿其長 度的統一的橫截面，和具有截面最小橫截面面積，如此選擇以便其在容器過 壓情況下可充當節流或以另外的方式限制熔融金屬流入前爐，且從而緩沖容 器壓力急劇變化對流入前爐的熔融金屬的沖擊。
優選第一通路的主要寬度尺寸為75-200mm。優選第一通路的長度小于1 m。 優選第一通路的長度為200 - 600mm。 特別優選第一通路的長度為300-500mm。
第 一個通路的橫截面可以是任何適當的形狀。適當的形狀包括通道形、 圓形和正方形。
優選通路的橫截面為具有平底、與底座垂直延伸的平行側壁和拱頂的通 道形。
優選連接口也包括從第 一通路延伸到前爐腔室的第二通路并具有隨距 第一通3各距離增加而增大的橫向截面積。
第二通路的寬度或高度可以隨距第 一通路的距離而增加。
優選第二通路的高度可以隨距第一通路的距離而增加。
優選第二通路在沿第二通路的長度垂直截面察看時通常為截頭圓錐形。
優選第二通路具有下壁和上壁。
優選第二通路的上壁比第二通路下壁相對于水平更加傾斜。 優選第二通路的上壁具有與第二通路的上壁相對于水平線至少15 °的 傾角。
特別優選與水平線的傾角至少為20 ° 。
優選第二通道截面的寬度最初隨距第 一通路的距離而增加并其后沿第
二通路到前爐腔室的其余長度保持恒定。
優選第二通路的量與第一個通路的量的比率最小為3:1 。
更優選第二通路的量與第一個通路的量的比率最小為4:1。
一般地，設計前爐連接是緩沖容器壓力的突然增加，其最多可達到容器
工作壓力50%。
優選前爐包括限定連接口在施工現場澆鑄的澆注前磚塊/石塊或磚塊 /石塊。
優選前爐包括限定前爐腔室的壓制磚塊/石塊。
優選前爐包括出鐵口 ，用于在從前爐和容器中排出熔融金屬時導出熔融 金屬。在容器運轉和生產金屬時，出鐵口關閉并可以在必需從容器和前爐排 出熔融金屬時有選擇的打開。
優選容器包括壓力釋放閥，其從容器排氣到大氣以致容器壓力增加到預 定壓力。
根據本發明所提供的直接熔煉設備，其包括上述描述直接的熔煉容器， 所述容器用于操作在壓力下基于熔池用于熔煉金屬給料和生產熔融金屬的
直接熔煉工藝。
根據本發明還提供一種基于直接熔煉工藝的熔池，用于在如上所述的直 接熔煉容器中在壓力下熔煉金屬給料并生產熔融金屬。
本發明在以下參照附圖進行更加詳細地描述，其中 圖1為根據本發明包括直接熔煉容器的直接熔煉設備的一個實施例的 圖解視圖2為圖1所示直接熔煉容器的;^丈大垂直截面圖，其更詳細地說明前爐；
圖3為更詳細地說明前爐的放大的垂直截面圖4為更詳細地說明前爐的放大的水平截面圖；以及
圖5為從圖3中的箭頭A的方向看去前爐的側視圖。
具體實施例方式
圖中所示設備的以下描述在根據申請人的國際申請PCT/AU96/00197中 描述的高溫熔煉(HIsmelt)利用設備熔煉含鐵給料和生產熔融鐵的范圍內。
為參考。、玉' ' 、
工藝是基于利用直接熔煉容器3進行的。
容器3是同 一 申請人:的國際申請PCT/AU2004/000472和 PCT/AU2004/000473中詳細描述的類型。在此這些申請的專利說明書公開內 容在此引入。
參照附圖2，容器3包括爐膛，其具有基座81和由耐火磚形成的側壁 83;側壁85,其沿爐膛的側面向上延伸通常為圓柱的圓筒；和爐頂87，其 包括中央的尾氣室89;從尾氣室89伸出的尾氣管9;前爐67，用于連續地 從容器3中排出熔融金屬；以及出鐵口71,用于定期從容器3排出溶渣。
前爐67包括外鐵殼體75和耐火材料的內襯77。
前爐67包括主燃燒室或井91 ，其具有出口 93用于在腔室的上端熔融鐵。 在使用時，熔融鐵借助于出口 91 ,人前爐67流出并流入流槽(未顯示)。 前爐67在主燃燒室91的下部分也包括出鐵口 95。在使用時，出鐵口 95在工藝為正常工作狀態時關閉。出鐵口 95可在需要從前爐67和容器3 中排出熔融鐵時打開。
前爐67也包括通常用附圖標記97表示的前爐連接，其與主燃燒室91 和容器3的內部相互連通。
如圖3-5所示，前爐連接97包括
(a)第一相對狹窄的和短的水平通路99,其從容器內部向外延伸，和 (b )第二逐漸地變寬和相對長的通^各101 /人第一通路99向外延伸并通 向主燃燒室91。
第一通^各99^f又延伸短距離(300mm)進入到爐膛的側壁83。如圖5所 示，第一個通路99在橫截面為通道形狀，并包括基座103、平行側壁103 和拱頂107。第一個通3各99高度和寬度為150mm。
形成第一通路99以在容器3中過壓情況下充當節流并從而緩沖來自容 器3的熔融鐵任何不受控制的外流對前爐67的主室91熔融鐵流動的沖擊。
形成第二通路102以為從第一通路99進入到主室91的熔融鐵流動提供 過渡段。
考慮到前爐連接97的熱量要求也形成第一通路99和第二通路101。特 別地，形成第一通路99和第二通路101以便有充分的熱傳遞從容器內部和 前爐室91到第一通路99(借助于第二通路101)，并在不排氣的情況下，即， 在容器3中沒有熔融鐵且借助于前爐67排出時，保持第一通路99中熔融鐵 的溫度在液線溫度以上至少6小時。
具體地說，第二通路101的形狀和尺寸促進第一通路99的熱傳遞。就 圖3而言，第二通路101在垂直截面通常為截頭圓錐形，通常具有水平線下 壁107和相對水平線以角度20 °向上傾斜延伸的上壁109。特別地，第二 通路101有(a)大體上為截頭圓錐形的第一部分111,其延伸600mm和并 在寬度上從150mm增加到500mm,和(b)恒定寬度的第二部分113，其延 伸到前爐67的主室91 。第二通路101的尺寸足以容納與第 一通路99容納的 量相比相對較大的一定量熔融鐵。
另夕卜，選擇前爐連接97的整個形狀和尺寸，以及形成前爐連接97的耐 火襯層的形狀、材料和布局以達到(a)承受在工藝期間由于熔融鐵流過前爐連 接97而發生的重大磨損，和(b)相對于容器3延伸，以便若容器3加載，擴
充位置最小化。對于耐火襯層，前爐連接97的襯里由耐火材料鑄前塊組成。
圖5所示為兩個這樣鑄前塊117a和117b的端部。對于(b)項而言，第一 通路99根據要求的尺寸制作以便當以滿負荷生產率生產熔融鐵時在通道99 中的熔融鐵極限速度在0.2 - 0.6 m/s范圍內。 一般地，滿負荷生產率相當于 在每年800,000噸-1,600,000噸范圍內的名義金屬生產率，其用于具有爐缸 直徑分別在6m-8m范圍內并在0.8巴標準量度左右的壓力下操作的容器。 這樣的生產率符合主要工藝赤鐵礦礦粉，所述赤鐵礦礦粉已經預熱并在700 。C左右溫度以高達11%的還原率提供給爐膛。
形成前爐連接97的預制塊在連接97提供遠離熔融鐵的熱梯度，其足夠 限制在操作期間在預制塊中的裂紋擴展。
容器3配備有向下延伸的水冷熱空氣射流("HAB ")吹管7，所述吹管7 延伸至容器3的頂端空間，和八個向下并向內延伸穿過側壁85的水冷固體 噴射吹管5。
在使用中，容器3容納熔融鐵熔池。在不在容器3進行直接熔煉工藝操 作的靜止狀態時，熔池包括金屬層91和在金屬層之上的渣層93。
在使用中，當在容器3進行直接熔煉工藝時，含鐵給料(比如，鐵礦粉、 含鐵的鐵鐵廠廢料或DRI粉)、煤和助熔劑(石灰和白云石)借助于固體噴 射吹管5直接注入到熔池。
特別地， 一套吹管5用于注入含鐵給料和助熔劑，且另 一套吹管5用于 噴射煤和助熔劑。
吹管5為水冷以保護其不受在容器3內部的高溫，且吹管5排有高抗磨 材料以保護其不受由以高速注入的氣體/固體混合物引起的磨損。吹管在內 部延伸通過容器的側壁并朝向容器的爐膛區域向下延伸。吹管的端部位于在 操作期間離開爐膛中的金屬層之上并在容納礦渣的爐膛的一部分中。
在使用中，當在容器3中進行直接熔煉工藝操作時，含鐵給料在提供給 容器3之前通過預熱到600°C - 70(TC溫度范圍進行預先處理并在注入到熔 池之前在流動層預熱器17中預還原。在一種預處理工藝形式中，鐵礦通過 來自工藝的廢氣單獨或與天然氣同時使用被預處理的。在這個條件下的預還 原可以大約為并一般小于11%。
煤和助熔劑在室溫注入熔池之前保存在多個活底料斗25中。煤借助于 煤干燥和粉磨車間71提供給活底料斗25。
注入的煤在熔池中分離揮發，從而釋放H2和CO。這些氣體作為還原劑 和能源。煤中的碳迅速溶于熔池。溶解碳和固體碳也作為還原劑，產生CO 作為還原產物。注入的含鐵給料熔煉為熔池中熔融鐵并借助于前爐67連續 地流出。工藝中產生的溶渣借助于放渣口 71定期排出。
在壓力情況下，工藝操作在容器3中一般為0.8巴標準量度。 在壓力條件下，在具有與容器3的外部連接口 (借助于前爐67)的容器 3中操作工藝存在著容器3中由于工藝中的意外干擾而引起的負壓和過壓情 況的安全風險。
在容器3的過壓情況下，安全風險發生源于從容器3流入前爐67和從 前爐67流出的熔融鐵浪涌以不受控制方式的可能性。以上描述的前爐連接 97的第一通路99作為節流并從而緩沖熔融鐵任何這樣的不受控制的外流對 在前爐67中熔融鐵流動的沖擊。具體地說，第一通路99術語確保容器3中 突然增加的壓力不會立即轉化為從容器3進入到前爐67的熔融鐵的速度和 /或流量(體積或質量)的相應增多，這導致來自前爐67熔融鐵的不良浪 涌。
涉及在炫池中熔煉注入的含鐵給料為熔融鐵的典型還原反應是吸熱的。 需要支持工藝和特別是這個吸熱反應的能量，是由熔池釋放的起反應的CO 和H2提供，所述熔池具有在高溫下一般為1200°C,借助于HAB吹管7注 入到容器3的富氧空氣。
由上述在容器空間的后燃燒反應釋放的能量借助于"過渡帶"在包含礦 渣和鐵小滴的熔池上面形成高度紊流區域轉移到熔融鐵。小滴通過后燃燒反 應產生的熱量以連續方式受熱并回到礦渣/鐵熔池從而將能量傳遞到熔池。
借助于HAB吹管7注入到容器3的熱富氧空氣在一對熱風火爐11中由 傳遞一股富氧空氣(標稱包含按體積30_35%02)通過火爐11并加熱所述 空氣而產生，其后將熱富氧空氣借助于熱風總管41傳遞到HAB吹管7。
借助于在容器3上部的尾氣管9釋放容器3的尾氣并且起初通過輻射冷 卻器15流通，所述輻射冷卻器15以下簡稱為"尾氣管"。 一般地尾氣溫度在 1450'C左右。
當尾氣穿過尾氣管15時被冷卻，從而產生積聚在汽包35中的蒸汽。尾 氣管可以是專利US 6,585,929中描述的類型，其冷卻并部分地清除尾氣。 從尾氣管15中排出的尾氣氣流的溫度在大約100(TC并分成二分流。
從尾氣管15排出的一股尾氣分流，其包括在55 - 65%之間的來自容器3 的尾氣，首先通過濕式錐形除塵器21。
濕式除塵器21急冷并通過濕式除塵從尾氣氣流中移動顆粒材料、可溶 解的氣態、金屬汽。在濕式除塵器中尾氣從大約IOO(TC降溫到低于IO(TC， 一般在65°C - 90。C之間。
來自濕式除塵器21的尾氣穿過尾氣冷卻器23離開濕式除塵器21,所述 尾氣冷卻器23進一步冷卻尾氣低于5(TC， 一般在30。C-45。C之間，并充分 去除尾氣的濕氣以使其可用作燃料氣體。 一般地離開冷卻器的尾氣具有5% 或更少的H20和含量小于10mg/Nm3， 一般為5.0mg/Nm3的霧。
最終的尾氣適于用作可燃氣體在(a)火爐11 (如上所述)和(b) WHR 系統25。另外，除塵和冷卻過的尾氣適用于干燥和粉磨車間71。
用于上述目的，從尾氣冷卻器23排出的尾氣分成三股，其中一股氣流 流入火爐11，另一股氣流流入WHR系統25,第三股氣流進入干燥、；盼磨車 間71。
來自尾氣冷卻器23的尾氣為相對富含的尾氣。進入到WHR系統25的 氣流間雜有已經通過以下將描迷的預熱器17的冷卻和清除的尾氣，由于尾 氣中CO和H2在預熱器中亞鐵給料的預還原，上述尾氣是相對貧乏的尾氣。
混合尾氣氣流具有作為可燃氣體的適合燃燒的生熱值。
混合尾氣氣流，可燃氣體的附加來源以天然氣的形式(在圖1中用附圖 標記83指代)，和空氣被供給并在WHR系統25中燃燒。
混合尾氣氣流在WHR系統25內部在最少NOx形成時以最大化CO破 壞的方式燃燒。
WHR系統25釋放的尾氣與火爐11排出的尾氣結合，然后轉到FGD系 統13。在FGD系統23中，S02被除去并借助于煙囪45將廢氣排放到大氣。
另一股分流，其包含大約按體積35 - 45%的尾氣氣流，通過流化床預熱 器17傳送用于含鐵給料。預熱器17從含鐵給料去除濕氣并預熱和預還原含 鐵給料。尾氣在預熱器17中是能源和流化氣。
預熱器17釋放的尾氣經氣旋61通過并且所攜帶的灰塵從尾氣中分離。
然后尾氣穿過濕式錐形除塵器63，其從尾氣中去除顆粒材料、可溶解氣 體和金屬汽并冷卻尾氣從500°C - 200。C到低于IO(TC ， 一般在65°C - 9(TC之 間。 來自濕式除塵器63的尾氣然后穿過尾氣冷卻器65,所述尾氣冷卻器65 進一步冷卻尾氣低于5CTC， 一般在30°C-45。C之間，并充分去除尾氣的濕 氣以使其可用作燃料氣體。 一般地離開冷卻器的尾氣具有5%或更少的H20 和含量小于10 mg/ Nm3按體積， 一般為5.0mg/ Nm3的霧。
如上所述，冷卻和清除的尾體然后在廢熱回收(WHR)系統25中用作 可燃氣體。
在設備內部利用尾氣作可燃氣體抵消適量的電力，否則其需要從外部電 力供應網獲得，這使設備通常在電力方面自給自足。
對如上所述的本發明的具體實施例可進行許多修改，其并不脫離本發明 的主旨和范圍。
舉例來說，雖然圖1所示的容器3的前爐連接97的第一通路99在橫截 面為通道形狀，可以容易地意識到本發明并不僅限制于此并可以提供任何適 當的形狀，包括圓形和方形。
權利要求
1.一種直接熔煉容器，其用于操作熔融的基于熔池的直接熔煉工藝，該直接熔煉工藝用于在壓力條件下在容器中熔煉金屬給料和生產熔融金屬，該直接熔煉容器包括(a)爐膛，適于容納熔池的金屬層，所述爐膛具有基座和側壁；(b)側壁，從所述爐膛的側壁向上延伸；(c)多個水冷固體噴射管，其向下并向內進入到容器中，用于向容器注入固體給料，比如，金屬給料和/或含碳材料；(d)一個或多于一個水冷含氧氣體噴射管，其向下進入容器，用于向容器內注入含氧氣體；以及(e)前爐，用于從容器中連續地導出熔融金屬，該前爐包括(i)用于容納一定量熔融金屬的腔室，且具有用于從腔室中排出熔融金屬的出口，及(ii)連接口，其貫穿所述爐膛的側壁進入到容器的內部，并從而與所述腔室和容器內部互連，所述連接口形成為用以緩沖由于在前爐中流動的熔融金屬在容器中壓力急劇變化的沖擊，這種沖擊可導致來自前爐的熔融金屬的不期望的浪涌，并且所述連接口還形成為使得當熔融金屬沒能從容器經過連接口流入前爐時，熔融金屬在連接中至少6小時不凝固。
2. 如權利要求1所述的容器，其中，所述連接口形成為使得當該工藝在 容器中壓力的條件下進行并以滿負荷生產率生產熔融鐵時，通過連接口的熔 融金屬的最大速度為1 m/s。
3. 如權利要求1所述的容器，其中，所述連接口形成為使得當該工藝在 容器中壓力的條件下進行并以滿負荷生產率生產熔融鐵時，通過連接口的熔 融金屬的最大速度為0.6m/s。
4. 如上述任一權利要求所述的容器，其中，所述連接口包括從容器中伸 出的第一通^^,其具有沿其長度的統一橫截面和截面最小橫截面面積，該最 小的橫截面面積如此選擇，以便其在容器過壓情況下可充當節流或限制在前 爐中流動的熔融金屬，從而緩沖容器壓力急劇變化對在前爐中流動的熔融金 屬的沖擊。
5. 如權利要求4所述的容器，其中，所述第一通路的主要寬度尺寸為75 _ ，mm。
6. 如權利要求4或5所述的容器，其中，所述第一通路的長度小于lm。
7. 如權利要求4或5所述的容器，其中，所述第一通路的長度為200 - 600mm。
8. 如權利要求4或5所述的容器，其中，所述第一通路的長度為300 - 500mm。
9. 如以上任一權利要求所述的容器，其中，所述第一通路在橫截面的形 狀為通道形狀、圓形和正方形中的任意一種。
10. 如權利要求4-9中任意一項權利要求所述的容器，其中，所述連接 口還包括第二通路，該第二通路從第一通路延伸到前爐腔室，并具有隨距第 一通路距離增加而增大的橫截面積。
11. 如權利要求IO所述的容器，其中，所述第二通路的寬度或高度隨著 距第一通路的距離而增加。
12. 如權利要求IO所述的容器，其中，所述第二通路的高度通路隨著距 第一通^^的距離而增加。
13. 如權利要求14所述的容器，其中，所述第二通路在沿第二通路的長 度在垂直截面察看時總體為截頭圓錐形。
14. 如權利要求14或15所述的容器，其中，所述第二通路具有下壁和 上壁。
15. 如權利要求16所述的容器，其中，所述第二通路的上壁比第二通路 下壁相對于水平線更加傾斜。
16. 如權利要求17所述的容器，其中，所述第二通路的上壁具有相對于 水平線至少15°的傾角。
17. 如權利要求17所述的容器，其中，所述第二通5^的上壁具有相對于 水平線至少20。的傾角。
18. 如權利要求10-19中任一項所述的容器，其中，所述第二通道截面 的寬度最初隨距第 一通路的距離而增加，然后沿第二通路到前爐腔室的其余 長度保持恒定。
19. 如上述任一項權利要求所述的容器，其中，所述前爐連接設計成用
20. 如上述任一項權利要求所述的容器，其中，所述前爐包括限定所述
21. 如上述任一項權利要求所述的容器，其中，所述前爐包括限定所述 連接口的壓制磚塊/石塊。
22. 如上述任一項權利要求所述的容器，其中，所述前爐形成為如果有 負載，使得該擴展在容器上的負載最小。
23. 如上述任一項權利要求所述的容器，其中，所述前爐包括出鐵口， 用于在從前爐和容器中排出熔融金屬時導出熔融金屬。
24. 如上述任一項權利要求所述的容器，其包括壓力釋放閥，當所述容 器壓力達到一預定壓力時，使容器連通大氣。
25. —種包括上述任一權利要求所述容器的直接熔煉設備，所述容器用 于操作在壓力條件下在容器中基于熔池用來熔煉金屬給料和生產熔融金屬 的直接熔煉工藝。
26. —種在如權利要求1 -26所述的直接熔煉的容器中在壓力下基于熔 池的用于熔煉金屬給料和生產熔融金屬的直接熔煉工藝。
27.如權利要求28所述的工藝，其中，所述容器中工作壓力最小為0.5 巴標準量度。
28.如權利要求28或29所述的工藝，其中，所述容器中工作壓力小于 1.5巴標準量度。
全文摘要
本發明涉及一種直接熔煉容器(3)，其用于操作在壓力條件下在容器中基于熔池用來熔煉金屬給料和生產熔融金屬的直接熔煉工藝。容器包括前爐(67)，其用于連續地從容器中導出熔融金屬。前爐包括連接口(97)，其貫穿容器的側壁進入容器的內部。在容器中形成連接口以緩沖在壓力下施加在流入前爐的熔融金屬上的急劇變化的沖擊，其可導致來自前爐的熔融金屬的不良浪涌。連接口還形成為使得當熔融金屬沒能從容器流入前爐時借助于連接口致使熔融金屬在連接中至少6小時不凝固。
文檔編號C21C5/04GK101194030SQ200680020536
公開日2008年6月4日 申請日期2006年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者馬修·J·格爾 申請人:技術資源有限公司