发明名称 金属还原及熔解之方法及装置
摘要 一种金属还原及熔解之方法,其需要在一通道型感应炉中加热一包含有一含金属成分及一含碳成分之炉料以还原含金属成分,其中至少部份本方法之气体生成物系用于预热炉料;以及用于施行该预热之装置。
申请公布号 TW378233 申请公布日期 2000.01.01
申请号 TW086110463 申请日期 1997.07.23
申请人 爱普可公司 发明人 路易斯乔汉尼斯霍雷尔
分类号 C21B13/00 主分类号 C21B13/00
代理机构 代理人 涂三迁 台北巿光复南路一○二号七楼
主权项 1.一种金属还原及熔解之方法,其需要在一通道型感应炉中加热一包含有一含金属成分及一含碳成分之炉料以还原含金属成分,该方法提供利用上述过程之至少部份气体生成物预热该炉料;其特征系,该预热并不需要该气体生成物直接接触炉料而即可达成。2.如申请专利范围第1项之方法,其特征系,该至少部份气体生成物系包含:于上述过程中产生之气体与于熔炉中之空气及/或氧气一同燃烧时所生成之气体。3.如申请专利范围第1项或第2项之方法,其中该炉料系在至少一延长室中馈入该熔炉,该延长室系设有一个或更多通道延伸环绕其旁或穿过其中,该气体生成物可穿过该通道以预热室中之炉料,其特征系,该室及该或每一通道系各自被封闭以使任何气体生成物皆无法在它们之间流通。4.如申请专利范围第3项之方法,其特征系,该或每一通道系包含一环状套筒沿着该室做纵向延伸。5.如申请专利范围第3项之方法,其中在熔炉中形成有至少一炉料熔堆为浮于熔化金属之熔池上,其特征系,在该或每一室之一端或底端延伸至熔炉内部且达一深度使其与熔炉之炉料熔堆接合。6.如申请专利范围第3项之方法,其特征系,有一正压系被维持在该或每一室中,使大部份于该室中生成之气体生成物流进熔炉。7.如申请专利范围第6项之方法,其特征系,该压力系利用一锁定系统将炉料导入该室中而生成。8.如申请专利范围第6项之方法,其特征系,该压力之维持系藉由在将炉料送入该或每一室之前导入一加压之气体,例如氮气,至炉料中。9.如申请专利范围第1项之方法,其特征系,至少若干在炉料中生成之气体生成物在炉料被导入熔炉之前会从炉料中排除。10.如申请专利范围第9项之方法,其特征系,至少若干在炉料中生成之氧化气体,例如CO2及H2O蒸汽,会被从炉料中排除。11.如申请专利范围第3项之方法,其特征系,该气体生成物系藉一延长开口导管从炉料中排除,该导管纵向延伸穿过该延长室,以便其一端或底端靠近该室之底端且其另一端或上端与一适当之排气系统相通,该导管在其长度上包括至少一个气体出口位于该室内之一特定高度。12.如申请专利范围第11项之方法,其特征系,该导管之该气体出口系位于该室之一高度,在该高度之炉料温度正好低于炉料中之氧化气体将开始与炉料之含金属及含碳成分反应之温度。13.如申请专利范围第12项之方法,其特征系,该导管之该气体出口之该较佳高度系藉由分析该导管之排除CO及CO2之含量而决定。14.如申请专利范围第12项之方法,其特征系,该导管之该气体出口之该温度系利用一热电偶或其相似物测量。15.如申请专利范围第12项之方法,其特征系,一旦该导管之该气体出口之该较佳高度被决定后,其位置将保持固定,且该位置之炉料温度系藉由控制氧化气体从该导管被排除之速度、预热之速度、炉料被馈入穿过该室之速度之其中至少一项而来控制。16.如申请专利范围第9项之方法,其特征系,该被排除之气体生成物系于他处被利用或流至该通道用于预热该炉料。17.如申请专利范围第11项之方法,其特征系,该预热氧气及/或空气系被导入该导管底端附近以将任何存在之CO燃烧成CO2。18.如申请专利范围第17项之方法,其特征系,其紧接于气体出口下方之该室之室壁系维持在与室壁其他部份相比较低之温度,以使大体上所有CO在气体到达该气体出口之前皆转换成CO2。19.如申请专利范围第18项之方法,其特征系,该较低温度系藉适当之该室之热绝缘及/或降低炉料穿过该室之该热绝缘区之流率来达成,后者之操作系可藉增加该室在该热绝缘区之截面宽度来达成。20.如申请专利范围第11项之方法,其特征系,至少若干与该炉料之含碳成分有关之挥发物系从该导管之一端被传布至该导管之另一端,以使挥发物与任何存在之CO同时被氧气及/或预热空气所燃烧。21.如申请专利范围第20项之方法,其特征系,该挥发物之该传布系利用一延长开口管造成,该开口管之一端系位于靠近该导管之该上端之一预定高度,与炉料相通,而其另一端则系靠近该导管之该底端。22.如申请专利范围第3项之方法,其特征系,该炉料之含碳成分系注入该或每一室使其分布在该室室壁附近。23.如申请专利范围第1项之方法,其特征系,该炉料之含铁成分系包含一铁矿,以及该含碳成分,煤。24.一种金属还原及熔解之装置,其需要在一通道型感应炉中加热一包含有一含金属成分及一含碳成分之炉料以还原该含金属成分;其需要利用在熔炉中所形成之部分气体生成物来预热炉料;其特征系,该装置包含一延长室,炉料可穿过其中而馈入熔炉,以及一个或更多通道延伸环绕或穿过该室,于上述过程中生成之气体生成物可穿过该通道以预热室中之炉料,该室及该或每一通道系各自被封闭以使任何气体生成物皆无法在它们之间流通。25.如申请专利范围第24项之装置,其特征系,该通道或每一通道系包含一纵向延伸围绕该室之环状套管。26.如申请专利范围第24项之装置,其特征系,该室之一端延伸至熔炉内部且达一深度使其与浮于熔化金属熔池上之炉料熔堆接合。27.如申请专利范围第24项之装置,其特征系,其包括一锁定系统用于将炉料馈入该室中以使该室维持在一正压下,以使大部份于该室中生成之气体生成物流进熔炉。28.如申请专利范围第24项之装置,其特征系,其系藉由在将炉料送入该室之前导入一加压之气体,例如氮气,至炉料中以维持该室在一正压下。29.如申请专利范围第24项之装置,其特征系,其包括一开口导管,该导管纵向延伸穿过该延长室,以便其一端或底端靠近该室之底端,且其另一端或上端与一适当之排气系统相通,该导管在其长度上包括至少一个气体出口位于该室内之一特定高度,至少若干于炉料中生成之气体生成物在其被导入熔炉之前会从炉料中经由该气体出口排除。30.如申请专利范围第29项之装置,其特征系,其中该导管之该气体出口系位于该室之一高度,在该高度之炉料温度正好低于炉料中之氧化气体将开始与炉料之含金属及含碳成分反应之温度。31.如申请专利范围第29项之装置,其特征系,其藉由导入氧气及/或预热空气至该导管底端附近以将任何存在之CO燃烧成CO2。32.如申请专利范围第31项之装置,其特征系,其紧接于气体出口下方之该室之室壁系维持在与室壁其他部份相比较低之温度,以使大体上所有CO在气体到达该气体出口之前皆转换成CO2。33.如申请专利范围第32项之装置,其特征系,该较低之温度系藉将适当之热绝缘运用于该室壁来达成。34.如申请专利范围第29项之装置,其特征系,其包括一延长开口管,该开口管之一端系位于靠近该导管之该上端之一预定高度,与炉料相通,而其另一端则系靠近该导管之该底端,该开口管系用于将至少若干与该炉料之含碳成分有关之挥发物从该导管之上端传布至该导管之底端,以使挥发物与任何存在之CO同时被氧气及/或预热空气所燃烧。图式简单说明:第一图系根据本发明,表示一设有预热装置之熔炉之一实施例之一概略横剖面图。第二图系该装置之另一实施例之与第一图类似之局部放大图。
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