CN107660264A - 用于熔化和处理金属和金属废料的炉及方法 - Google Patents

Abstract

一种炉，包括罐(1、31)，罐具有外壁(5)和限定闭合的槽道的内壁(5’)。罐构造成待被熔融金属填充，熔融金属将沿着所述闭合的槽道连续地循环。闭合的槽道包括：至少一个加热区域(D)，所述至少一个加热区域包括构造成将能量传递至熔融金属从而使熔融金属过热的加热装置(11)；至少一个装载区域(A)，所述至少一个装载区域构造成用于待熔化或待处理的材料，待熔化或待处理的材料在过热的熔融金属表面上被过热的熔融金属拖曳；熔化/处理区域(B)，熔化/处理区域构造成接纳过热的熔融金属和在过热的熔融金属的表面上被拖曳的材料，过热的熔融金属将其盈余的能量传递至材料，从而导致材料的熔融/处理。炉具有由内壁(5’)界定的中央中空部(16)。炉包括位于所述中空部(16)内的驱动装置(17)，驱动装置包括转子(17)，转子至少包括一个磁本体。转子联接至马达(20)并且构造成在所述马达(20)启动时旋转，从而产生能够导致熔融金属以连续循环方式进行循环的磁场。

Description

用于熔化和处理金属和金属废料的炉及方法

技术领域

本发明涉及用于熔化和/或处理金属和/或金属废料的炉领域。具体地，本发明涉及用于熔融金属床的循环的炉。

背景技术

几何形状、程序和加热系统显著不同的各种各样的炉被用于熔化和处理金属和金属废料。根据炉的操作模式，炉可以被分为连续式炉或间歇式炉，炉可以使用电力或化石燃料。它们也可以根据其几何形状进行分类。它们可以是直接或间接的应用。每种类型的炉的优点与所使用的载荷的类型和尺寸直接相关，因为这主要决定了熔化或处理过程产生的冶金质量和能量效率。

此外，所有熔化或处理过程共有的一个方面是形成浮渣。熔渣与熔融过或处理过的金属分离的方式和条件是每个炉的特别且独特的特征，因为它代表了相对于所使用的操作系统的重要限制。因此，在熔铁炉中，熔渣自动连续提取并处于液态中，但是在感应炉中，必须在每次熔化或处理之后以及在排空炉之前通过手动和间歇操作以半固态状态移除熔渣。在旋转式炉中，则是在金属完全出渣之后、在应用新的载荷之前通过倾倒或转动炉来完成的。

在任何情况下，工业现实呈现出在性能和可操作性方面有显著差异的各种炉。主要使用的系统是基于通过感应电流、辐射或对流直接加热载荷。熔铁炉是产生优良的冶金质量的连续直接加热和熔化的示例，但是熔铁炉因使用焦炭作为能源而具有为高度污染的设施的缺点。此外，我们必须考虑对载荷施加的质量和尺寸限制，以便为其提供足够的渗透性和组成，以允许上升气体的流动和再渗碳的适当程度。电炉不受这些限制的影响，因为它可以使用任何类型的载荷，其尺寸是炉的直径施加的唯一限制。例如，欧洲专利EP0384987B1描述了一种电炉。然而，电炉具有必须冷却线圈的缺点，这表示由于要限缩的高功率因素，其能量效率显著降低并且维护成本很高。尽管使用较不繁琐的能源，气体炉仍具有较低的能量效率，并且由于对流加热而通过装载材料的氧化导致了较高的损耗。

美国专利US4060408和US4322245描述了反射炉，其中，金属熔池表面被分离成不同的室。使用旋转泵使金属进行循环，旋转泵将金属推进通过在分离不同的室的壁中制成的通道和管道。在这两种情况下，加热是直接的并且气体燃烧器既被应用在装载中又被应用在维修室中，这导致部分金属的不可避免的氧化并产生了差的能量效率。美国专利申请US2013/0249149A1试着通过安装将载荷与燃烧器分离的辐射板来解决这个问题。金属加热是通过在金属熔池上的板的辐射来产生的，金属熔池由氮气气氛保护以防止由氧化引起的损失。然而，上述三个方案受到相同的方面的限制，即，熔池的高度的可变水平，这阻止了所产生的熔渣的连续移除。这就需要进行手动和重复的清洁，而手动和重复的清洁干扰炉的工作。例如，除渣门必须在熔化过程的中间打开。

此外，浸入金属中用于其再循环的转子的机械布置将这些炉限制用于低熔点的有色金属，而不适于处理铁或钢，铁或钢的熔点出现在淹没在金属中的转子不能容忍的温度。例如，美国专利US8158055B2描述了一种联接至外部通道的磁性转子，该外部通道连接了容器的两端，磁性转子产生金属流，该金属流将熔融金属的一少部分提取并重新引入到加热室中。该磁性转子不能被用于循环所有的熔融金属，而是被用于均化熔池温度和化学组成。

欧洲专利申请EP2009121A1描述了一种废料处理方法，其中，熔融金属床连续移动并限定了闭合回路。废料被保留在熔融金属床的表面上。废料在保持在熔融金属床上的废料下方的熔融金属床的运动产生的恒定和连续热交换的作用下被处理。

总而言之，目前没有可随意使用的炉(也就是说，即使在熔融金属充满炉的情况下也可以随时停止和重新启动的炉)，其中，化学组成可以随意改变，这是由于可以接触到净金属-例如用于添加形成金属的合金，这允许连续移除熔渣，并且可以装载任何干的金属废料，同时提供优化的能量性能。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于熔化和/或处理各种各样的金属和金属废料的改进的炉，该炉由于其几何形状及其操作方式而具有低消耗以及高的能量和冶金学性能，其中，熔融金属的水平高度保持基本恒定。

根据本发明的一个方面，提供了一种炉，所述炉包括具有外壁和内壁的罐。罐在内壁与外壁之间限定有闭合的槽道。该罐构造成在炉的使用中填充有熔融金属，熔融金属将沿着闭合的槽道以连续循环的方式循环。

该炉包括位于所述罐中的以下区域：

-至少一个加热区域，所述至少一个加热区域包括构造成将能量传递至熔融金属从而使熔融金属过热的加热装置；

-至少一个装载区域，所述至少一个装载区域构造成用于装载待熔化或待处理的金属或金属废料。金属或金属废料在炉的使用中在过热熔融金属的表面上被过热熔融金属拖曳；

-熔化/处理区域，熔化/处理区域构造成接纳过热的熔融金属和在过热的熔融金属的表面上被拖曳的金属或金属废料。过热的熔融金属将其盈余的能量传递至被拖曳的金属或金属废料，从而导致被拖曳的金属或金属废料的熔化/处理。

该罐包括由内壁界定的中央中空部。炉还包括位于中央中空部内的至少一个驱动装置。所述至少一个驱动装置包括转子，该转子包括至少两个永磁体。转子联接至马达并且构造成在马达启动时旋转，从而产生能够使熔融金属沿着加热区域、装载区域和熔化/处理区域以连续循环的方式循环的磁场。所产生的磁场的功率和分布被选择成影响罐中的大部分熔融金属，以使所有的熔融金属(以及熔融金属的表面上的金属和金属废料)沿着闭合的槽道移动。

在特定实施方式中，所述至少一个装载区域与所述至少一个加热区域部分地或全部地重叠。

在特定实施方式中，所述熔融/处理区域与所述至少一个加热区域至少部分地重叠。

优选地，转子由布置在转子与罐的界定罐的中央中空部的内壁的外表面之间的第一隔热体环绕。第一隔热体限定了位于转子与隔热体的内壁之间的第一通道以及位于第一隔热体的外壁与界定中央中空部或腔的内壁的外表面之间的第二通道。炉还可以包括吹送装置，用于将空气吹送通过第一通道和第二通道以向转子提供制冷空气，从而防止转子被加热高于一定温度(即不高于80℃)。第一隔热体可被磁场穿透。

在特定实施方式中，罐的界定所述腔的内壁的外表面被第二隔热体覆盖。

在替代实施方式中，罐的界定所述腔的内壁的外表面由第二隔热体制成。

优选地，隔热体由选自以下材料的材料制成：不锈钢、云母、复合材料或前三者的组合。

在特定实施方式中，所述至少一个加热区域中的加热装置基本上被安置在由驱动装置所产生的磁场的作用的范围之外。更优选地，罐的外壁限定外鼻状部或突起，使得加热装置被安置在所述鼻状部或突起中。还更优选地，罐的内壁限定内鼻状部或突起，使得所述加热装置被安置在由内鼻状部与外鼻状部限定的空间中。

在特定实施方式中，炉还包括终止于被构造成用于防止熔渣的前进的壁中的提取区域，所述提取区域包括用于倾倒部分熔融金属和/或熔渣的提取装置。

在特定实施方式中，所述至少一个熔化/处理区域包括保持装置，保持装置下部端部略高于罐内的熔化金属所达到的水平高度。保持装置构造成防止熔化的表面上的金属或金属废料向前行进，使得废料在熔融金属床的表面上基本上熔化，而不会阻止熔融金属在保持装置下方的前进。

加热装置优选为等离子体焰炬。

优选地，循环的熔融金属的角速度在熔化/处理区域(在熔化/处理区域的整个部分中)处是恒定的。

在本发明的另一方面中，提供了先前描述的炉的用于熔化或处理黑色金属材料或有色金属材料的使用。

在本发明的最后一方面中，提供了一种用于在炉中处理或熔化金属或金属废料的方法。所述炉包括具有外壁和内壁的罐，所述罐在所述内壁与所述外壁之间限定有闭合的槽道。该罐包括至少一个加热区域、至少一个装载区域和至少一个处理区域。

该方法包括以下步骤：

-用熔融金属填充所述罐；

-将能量传递至熔融金属，从而使所述熔融金属(在加热区域处)过热；

-装载待熔化或待处理的金属或金属废料，所述金属或金属废料在过热的熔融金属的表面上被过热的熔融金属(在装载区域处)拖曳；

-接收过热的熔融金属和在过热的熔融金属的表面上被拖曳的金属或金属废料，过热的熔融金属(在熔化/处理区域处)将其盈余的能量传递至被拖曳的金属或金属废料；

-使熔融金属沿着所述闭合的槽道以连续循环的方式循环，所述运动通过位于由罐的所述内壁界定的中央中空部内的至少一个驱动装置的作用来实现。所述至少一个驱动装置包括具有至少两个永磁体的转子，所述转子联接至马达并且构造成在所述马达启动时旋转，从而产生能够使熔融金属以连续循环的方式进行所述循环的磁场。

本发明的另外的优点和特征将从以下的详细描述中变得显而易见并且将在所附权利要求中被具体指出。

附图说明

为了完成描述并且为了更好地理解本发明，提供了一组附图。所述附图形成说明的组成部分并且图示了本发明的实施方式，附图不应被解释为限制本发明的范围，而是仅作为如何实现本发明的示例。附图包括以下图：

图1示出了根据本发明的实施方式的炉的俯视图。

图2示出了根据本发明的实施方式的炉-炉的盖和转子-的横截面图。

图3A至图3D示出了炉的最优选实施方式：图3A至图3C示出了炉的侧视图，图3D示出了炉的俯视图。

图4示出了图3A至图3D的炉的截面图。

图5示出了固体金属或金属废料的熔化或处理以及炉的壁和其他元件的位置和功能的线性视图。

图6A、图6B和图6C示出了炉的几何形状-包括转子的构型-的可能替代例。

图7示出了表示由转子产生的磁场的力线的示意图。

图8示出了作为到转子的距离的函数的磁场强度的模拟。

具体实施方式

在本文中，术语“包括”及其衍生词(例如“包括有”等)不应被理解为排除意义，即不应将这些术语解释为排除所描述和所限定的可能包括另外的元件、步骤等的可能性。

在本发明的上下文中，术语“近似地”及其语族的术语(例如“近似”等)应被理解为表示非常接近于伴随上述术语的那些值的值。也就是说，由于本领域技术人员将会理解因测量不准确等原因而与所示值存在偏差是不可避免的，所以应该接受精确值的合理范围内的偏差。这同样适用于术语“约”和“大约”以及“基本上”。

以下描述不被认为是限制性的，而是仅用于描述本发明的广泛原理的目的。接着，将参照示出根据本发明的装置和结果的上述附图来通过示例的方式对本发明的实施方式进行描述。

下面参考附图对本发明的炉的优选实施方式进行描述。

本发明的炉基于通过循环的熔融金属对装载的材料进行间接加热，该循环的熔融金属传递熔化或处理装载的固体金属所需的能量。当待处理/熔化的材料被装载在与加热区域分离的区域中时，这种间接加热是特别重要的。在装载的材料可以与加热装置(即等离子体焰炬)接触或在加热装置(即等离子体焰炬)附近的其他情况下，加热装置对装载的材料的加热具有相关的贡献。

图1示出了根据本发明的第一实施方式的炉的俯视图。图2示出了根据本发明的该实施方式的炉的横截面图。在图1中，已将炉的盖或盖子移除，以便示出在炉的罐1内的元件或部件。罐1的主体5由适于待熔化/处理的材料(黑色金属(ferrous materials)或有色金属材料(non-ferrous materials)的特性的耐火材料制成。可以使用的耐火材料的非限制性示例是混凝土或砖。

炉的罐1包括闭环式外壁5和界定中央腔或中空部(通孔)16的闭环式内壁5’。在所述的中央腔16内容纳有驱动装置17。驱动装置17优选地是包括具有至少两个永磁体的至少一个磁本体的转子17。转子17安装在竖向轴19上，该竖向轴19联接至电动马达20。该联接可以是例如借助于滑轮的间接联接或直接联接。在转子17的下方优选地设置有用于冷却马达20的冷却装置18。转子17的功能是当转子17在马达20启动时绕所述轴19转动(旋转)时产生恒定的磁场。因此产生的磁场使熔融金属沿着由罐1限定的闭合的槽道以连续循环的方式循环。

图7示出了表示由具有六个极的示例性转子17产生的磁场的力线的示意图。循环中的熔融金属作为用于待被熔化/处理的金属或废料以及用于熔渣的行进装置。熔融金属越靠近转子17，熔融金属因转子产生的磁场的作用而循环的越多。然而，循环的熔融金属的角速度对于熔融金属的整个体积而言是恒定的。在图2中，附图标记4用于指部分地填充罐的腔的熔融金属4。由于交变磁场施加至液体(熔融)金属的排斥效应，所以该炉适于黑色金属材料和有色金属材料的熔融/处理，因为这些都是非磁性和导电性的。罐1被安置在支承元件2上。在罐1下方，安置有用于由转子17和马达20形成的组件的第二支承装置(未示出)。

转子17优选地由图2所示的第一隔热体6环绕(或被容纳在第一隔热体6中)，第一隔热体6在特定实施方式中可以呈筒形形状。该缸6被安置在转子17与罐1的内壁5’的外表面之间。转子17优选地与所述第一隔离体6的各个壁(或者在筒形体的情况下为单个圆形壁)充分分离以限定允许空气流(在图2中的用箭头指示)通过的第一通道50。换句话说，隔离体6的中空筒形壁在其内表面中形成有用于空气流(制冷空气)的抽气气道。隔离体6在其外壁中优选地与罐1的内壁5’的外表面充分分离，以限定也允许空气流动的第二通道51。这种空气流优选来自对应的鼓风机22，优选地是低压鼓风机。

隔热体6对磁场是可渗透的。隔离体6包括承受高温(高达700℃)的非磁性材料。这种材料的非限制性示例是不锈钢、云母或复合材料等。该隔热体6的目的是确保转子17周围的温度不高于约80℃以及屏蔽炉的辐射。隔离体6的高度至少是转子17的高度。隔离体6也可以高于转子17。图8示出了由磁体产生的磁场强度(Gauss，高斯)相对于距离的模拟。

常规炉通常具有从外部覆盖耐火体(通常为混凝土或砖)的金属壁或板35，如例如图2所示的。然而，在优选实施方式中，这种金属壁或板已经从内体壁(也就是图2中更靠近隔离体6的部分)的外表面移除。代替这种金属壁或板，已经布置了用于隔热的第二隔热体6’以覆盖耐火罐体。换句话说，金属壁由第二隔离材料制成的壁代替，第二隔离材料优选地包括不锈钢、云母、复合材料或其组合。因此，第二隔热体与炉的耐火壁5’接触。在替代实施方式中，将第二隔热体6’添加至未被移除的金属壁。

在图2中示出了第二隔热体6’。该第二隔离体6’有助于实现转子17周围的期望温度(温度不超过约80°)。在优选实施方式中，第二隔离体6’由云母制成。

在炉的使用中，罐1被熔融金属(图2中的4)填充。在所示的实施方式中，炉具有用于将待熔化或处理的(固体)金属SM或金属废料R装载到罐1中的装载区域A。炉的替代实施方式可以具有多于一个的装载区域A。如已经说明的，驱动装置17使熔融金属在罐1内部以连续循环的方式的运动。通过改变转子的旋转速度，循环的熔融金属的速度可以由操作者进行调节。当移动时，熔融金属拖曳固体金属SM或金属废料R。图1中的箭头表示熔融金属在罐1内的移动的方向。熔融金属和装载的金属SM或金属废料R朝着熔化/处理区域B行进，在熔化/处理区域B中，金属或金属废料因熔融金属的热交换和移动而被熔化/处理。根据炉的构型，可以存在一个或更多个熔化/处理区域B。至少在熔化/处理区域B处，循环的熔融金属的角速度对于熔融金属的整个体积而言是恒定的。角速度在罐1的内部和表面都是恒定的。

在图1所示的实施方式中，炉包括加热区域D，加热区域D包括加热装置11。炉的替代实施方式可以具有多于一个的加热区域D。在所示的实施方式中，加热区域D优选地位于装载区域A之前，从而提高处理性能，因为在加热区域附近熔融金属达到其最高温度。替代性地，装载区域A可以在加热区域D的范围内。在优选实施方式中，加热装置11是等离子体焰炬。等离子体焰炬通常由未示出的支承元件支承，焰炬安装在支承元件上。该支承元件允许(焰炬的)电极转至180°以允许电极的改变。电极是常规的电极，比如由石墨制成的电极。由加热装置11提供的能量被传递至熔融金属床，该熔融金属床在闭环中循环。在该加热区域或室D中，熔融金属(金属床)相对于出炉温度被过度加热，使得被过度加热的熔融金属在其循环期间可以将盈余的能量传递给固体金属SM或金属废料R。通过读取出炉温度来调节和控制过程的温度。根据出炉温度的值，由加热装置11施加的能量和/或不时地装载到炉中的载荷(固体金属SM或金属废料R)的量增加/减少。该炉还包括图2所示的至少一个排烟口15。

在图1所示的实施方式中，炉还包括布置在熔化/处理区域B之后且在加热区域D之前的熔渣和金属提取区域C。该熔渣和金属提取区域C包括提取装置9，比如出炉口，出炉口用于使超过该出炉口的高度的熔渣和熔融金属流出。熔渣漂浮在提取区域C的表面上。熔渣朝向出炉口9循环。替代性地，提取装置可以由两个分离的出炉口9、9’(例如图3A至图3D中示出)形成，用于单独地从熔融金属提取熔渣。这允许通过控制熔融金属的温度来严格控制系统的温度并且因此防止对耐火墙的损坏。对熔融金属的温度的控制也允许调节装载到熔融金属床上的金属SM或金属废料R的量。因此优化了炉的性能。优选地，在提取区域C处还存在用于控制熔融金属温度的热电偶32(或甚至光学热电偶)。在该区域C处提取熔渣和金属，使得当熔融金属到达加热区域D和装载区域A时，熔融金属的表面没有熔渣。这大大增加了循环金属加热以及将热传递至装载材料的性能。如可以观察到的，加热装置11布置在熔渣和金属提取区域C之后，使得当熔融金属到达装载区域A时，熔融金属的表面具有基本均匀的温度。

炉可以具有设置在罐1的主体5(或外壁5)与其内壁5’之间且与对炉进行分隔的不同工作区域相关联的不同的壁。换句话说，壁相对于熔融金属的流动或运动是横向的。根据每个壁相对于熔融金属床的表面的高度，每个壁将允许或不允许由熔融金属拖曳的熔渣和/或固体金属或废料的行进。熔融金属总是在壁下面经过。在图1的实施方式中，分离壁27界定加热区域D，以使加热装置11与炉的其余部分隔离。分离壁27是可选的。具有分离壁27的原因是为了封闭加热区域D，以防止辐射离开所述区域D。分离壁27优选地将装载区域A与加热区域D分开。该分离壁27的下端大致与熔融金属床的水平高度相同，但略高于熔融金属床的水平高度。特别地，分离壁27的下端优选地处于使得在可能在加热区域D中产生的熔渣被允许离开所述加热区域D的同时装载的固体材料被阻止从装载区域A向后返回加热区域D的高度处。换句话说，如果装载区域A中的装载过程被优化，则不需要分离壁27。壁27的下端略高于熔融金属床的表面。优选地，壁27的下端在熔融金属的水平高度之上最多5mm。也就是说，在壁27的下端与熔融金属的水平高度之间存在5mm的最小间隙。循环的熔融金属沿着闭合环路(熔化/处理区域B)加热、拖曳和熔化装载的材料。在该熔化/处理区域B的末端，可以存在保持装置24，保持装置24优选地呈保持壁的形式。熔渣和金属提取区域C由虹吸壁25界定，虹吸壁25在熔融金属内向下伸入(略微浸入)一定深度，优选达至40mm，从而防止熔渣朝向加热区域D行进。虹吸壁25允许以连续的方式(通过出炉口9)提取熔渣并防止熔渣朝向加热区域D行进。循环回路(环路)因此被封闭。如果需要，可以存在位于任何区域的用于排空罐1的排空口7。

如已经提到的，在特定实施方式中，熔化/处理区域B包括废料保持装置24。在该实施方式中，当在熔融金属X的表面上行进的金属SM或金属废料R到达保持装置24时，不允许高度高于保持装置24的下端的漂浮的固体金属SM或漂浮的金属废料R通过，而熔融金属X与其可能含有的金属颗粒一起继续其在固体金属SM或金属废料下方的运动，使得完全熔化/处理固体金属SM或金属废料R，如下面将进行描述的。换句话说，保持装置24用于将这种废料或固体金属保持在循环金属的表面上。保持装置24可以实现为支承或倚靠在罐1的内表面上的壁。优选地，保持壁24的下端在熔融金属的水平高度以上最多2mm米。也就是说，在保持壁24的下端与熔融金属的水平高度之间存在2mm的最小间隙。该高度取决于待熔化/处理的金属废料或固体金属SM的尺寸，并且根据金属废料或固体金属的类型而变化。

图1所示的炉是基本的实施方式。炉可以具有模块化设计，使得可以根据待处理/熔化的金属/金属废料的数量根据需要多次重复该基本实施方式，但总是具有使得相同的熔融金属沿着进行循环的单个闭环。

在图1所示的实施方式中，已经定义了不同的区域(装载区域A、熔化/处理区域B、提取区域C和加热区域D)。这些区域的具体特征取决于待熔融/处理的不同材料的具体特性。因此，这些区域的位置和尺寸基于在操作期间获得炉的优化性能(具体的能量消耗、金属回收和耐火壁磨损)的目的而构造。待处理的废料通常以其性质、组成、装载方式和/或处理/熔化期间的需求和释放(evalution)为特征。因此，根据待处理的废料及其特征，可以实现炉的不同的具体实施方式。

图1所示的实施方式可用于处理/熔化具有高金属含量(通常相对较快地熔化)和高气体逸出的材料。这种材料的非限制性示例是EAF(电弧炉)粉尘。这些材料可以通过循环的熔融金属提供的能量在熔化/处理区域B处被加工(处理)。对于这种通常产生相当大量的熔渣的材料而言，使用图1所示的实施方案。特别地，EAF粉尘的处理需要存在两个壁24、25，即，用于将废料或固体金属保持在熔融金属床的表面上的壁或保持装置24，该壁或保持装置24位于熔化/处理区域B的末端处；以及用于防止熔渣朝向加热区域D行进的虹吸壁25。可以可选地实现分离壁27，以便在装载区域A中过载的情况下防止部分被装载的材料以逆流朝向加热区域D行进。材料在装载区域A中的装载被控制成防止过装载的材料到达加热区域D。分离壁27还用于将加热装置11与炉的其余部分隔离，并且因此防止辐射离开所述区域D。

相反，如果待处理/熔化的材料足够干净并且因此不会产生大量的熔渣，处理/熔化区域B则可以包括在该区域B处的距装载区域A最远的区中的一个或更多个补充的等离子体焰炬。这种材料的非限制性示例是废料、金属屑、氧化铜或氧化铁。这是因为，由于它们的少量气体逸出和低熔点，这种材料能经受等离子体焰炬的作用而不会蒸发。因此，装载的材料可以与等离子体焰炬接触或在等离子体焰炬附近。这就是为什么装载区域A和/或熔化/处理区域B可以与加热区域D(部分地或全部地)重叠的原因。这些材料还需要存在两个壁：即，壁或保持装置24和虹吸壁25，用于防止熔渣朝向加热区域D行进。

在另一替代实施方式中，炉被用于熔化/处理具有高熔点/处理点和少量气体逸出的材料，比如石棉、来自机动车尾气催化净化的废料，其通常与陶瓷、具有高程度的钼的石油化学废料结合。这些材料优选地通过等离子体焰炬(其是中空的)或在等离子体焰炬附近在加热区域D处进行装载(A)。在同一区域中，材料被加工(处理或熔化)。因此，炉优选地构造有用于加热和处理的主室/区域，并且在主区域的末端具有小的提取区域C。在这种情况下，仅严格地需要虹吸壁25和分离壁27用以分别防止熔渣朝向主区域(用于加热、引导和处理)的行进以及用作保持装置。

在用于熔化或处理具有高气体逸出和高处理/熔化温度的材料的另一替代实施方式中，材料必须被装载(装载区域A)到在加热区域(D)之前并且在提取区域C之后的室中。加热区域D可以与处理/熔化区域B部分地重叠，因为可以在这两个区域处理/熔化材料。因此，对于这种材料而言，需要虹吸壁25和分离壁27。应当注意的是，在该实施方式中，分离壁27用作保持装置。

图5示出了根据图1所示的实施方式的固体金属或金属废料的熔化或处理以及炉的壁和其他元件的位置和功能的线性视图。水平线表示罐内的熔融金属的高度。第一元件是位于加热区域处的加热装置11(优选为等离子体焰炬)。等离子体焰炬11保持在熔融金属床的上方。可选的分离壁27界定加热区域的末端。该分离壁27的下端略高于熔融金属床的高度。金属SM或金属废料R在分离壁27之后被装载，因此该壁防止被装载的材料返回到加热区域。金属SM或金属废料R被循环的熔融金属X沿箭头的方向拖曳。当拖曳金属SM或金属废料R的循环的熔融金属X到达保持装置24时，保持装置24阻止未熔化的金属材料向前行进，同时允许废料以及熔融金属在保持装置24下面的行进。保持装置24因其仅在炉的某些使用中才需要而也是可选的。如图5所示，可溶性金属部分MM被结合到熔融金属床中，而可挥发的部分V——如果存在的话——则将移动到处理/熔化和提取阶段，该阶段包括过滤烟雾并回收可定价的部分。在金属床的温度下不可溶的以及不可挥发的部分I以熔渣I的形式移动到熔融金属床的表面。

保持装置24被设计成使得其下部端部略微高于熔融金属X在罐1内所达到的水平高度。换句话说，保持装置24在相对于熔融金属X的足够高而允许熔渣I向前移动但是防止固体金属MS进一步移动的水平高度处终止。它位于距离金属床的可以变化的距离处(取决于炉的预期用途)。其目标是防止其余的漂浮物在其基本完全熔化之前向前行进。保持壁24的高度取决于待熔化/处理的金属废料R或固体金属SM的尺寸，并根据金属废料R或固体金属SM的类型而变化。在其表面上具有浮渣1的熔融金属X沿着由罐限定的闭合的槽道行进。如果熔融金属的水平高度超过出炉口(或多个出炉口)所处的高度，则盈余的熔融金属通过出炉口(图5中未示出)离开罐。浮渣不离开罐，而是向前行进直到其到达保持装置24为止，保持装置24的下端如图5所示的略高于熔融金属的水平高度。保持装置24的这种布置允许熔渣I前进，但是阻止固体金属MS进一步移动。因此，熔渣I向前行进直到其到达虹吸壁25为止。

虹吸壁25界定金属提取区域并稍微浸入到熔融金属床中。它在熔融金属内向下伸入到一定的深度，从而防止熔渣I朝向加热区域行进。如果有两个出炉口9、9’，盈余的熔融金属则通过两个出炉口9、9’中的一个出炉口被提取，并且熔渣通过另一个出炉口被提取。如果存在单个出炉口，则熔融金属和熔渣均通过该单个出炉口被提取。因此，基本上没有熔渣的熔融金属到达加热区域。分离壁27界定了加热区域的定位有等离子体焰炬11的末端。图5还示出了部分浸入到熔融金属床中的热电偶32。

图3A至图3D和图4示出了罐31(盖子或盖未示出)的优选实施方式。罐31的外周是圆形壁5，圆形壁5被改变为使得在加热区域D处，也就是说在加热装置11所在的区域处，不是精确圆形的外壁5相对于内壁5’移动离开，从而限定突起或鼻状部311。在最优选的实施方式中，罐31的内周——该内周原本也是限定安置有驱动装置17的腔16的圆形壁5’——也已经像罐的外周一样被修改，从而限定类似的突起或鼻状部211。接着参照图4对这些突起211、311的优选实施方案进行描述。在图3A至图3D的实施方式中，示出了用于分别提取(导出)可能超过一定高度H1的熔渣和熔融金属的双提取装置9、9’，高度H1是在具有单个出炉口的实施方式中出炉口9所处的高度以及在具有两个单独的出炉口的实施方式中出炉口9’所处的高度。如果存在两个出炉口9、9’，盈余的熔融金属由两个出炉口9、9’中的一个出炉口提取，并且熔渣由两个出炉口9、9’中的另一个出炉口提取。因此，基本上没有熔渣的熔融金属到达加热区域。替代性地，可以代替地使用单个提取装置9(例如出炉口)，例如如图1所示。还示出了排空口7，排空口7用于在需要时排空罐1。图4示出了突起311、211的优选实施方式。发明人已经发现，由于驱动装置17在运行时产生的磁场不影响优选为等离子体焰炬的加热装置11的性能，所以这种构型优化了炉的性能。

虽然循环的熔融金属的角速度对于熔融/处理区域B处的熔融金属的整个体积而言是恒定的，但是在加热区域D中，由于磁场而使得速度要低得多，因为在该区域处的磁场要低得多(例如参见图8，其表示磁场关于距离的走势)。在该突起所在的槽道的该区中，熔融金属主要由于其余的熔融金属施加的拖曳力而循环。

在替代实施方式中，加热装置11与由驱动装置17产生的磁场的影响的隔离是通过炉的不同构造来实现的。代替具有突起311(或突起211、311)，形成闭合环路(由罐的两个壁限定)的槽道的宽度是恒定的，但是足够厚以便基本上不受由驱动装置17在位于加热区域D处的加热装置11处产生的磁场的影响。在本实施方式中，循环的熔融金属的线速度不再是恒定的，所以线速度在槽道的外部部分处较低。

在优选实施方式中，炉具有未示出的两个盖或盖子：覆盖熔化/处理区域的第一盖和覆盖加热区域的第二盖。盖子或多个盖子允许触及一个或更多个气体燃烧器，例如用于预热和/或向加热装置11提供额外的能量。不同的壁24、25、27可以固定至罐或固定至盖子或固定至多个盖子。

在炉中的操作性熔化或处理比如用于执行图1或3A至图3D的发明方案的模式在合适的情况下开始于用于旋转磁性转子17以及鼓风机或多个鼓风机的马达20的启动，并且接着利用气体燃烧器预热炉容器和等离子体室(加热区域D)，直到在耐火炉(罐1、31)的表面上实现适于待处理材料的温度为止。当达到所需温度时，通过使用转运桶用熔融金属填充罐1、31的槽道。熔融金属的体积必须足以使槽道完全填充直到其通过出炉口(图3A至图3D中的出炉口9’)溢流。盈余的金属填充位于相对于喷口的较低的竖向平面上的虹吸坩埚并且在存在单个喷口的情况下用辅助加热装置(例如，感应线圈或气体)保持处于液体状态。在具有两个喷口的情况下，盈余的金属通过9’溢出并进入铸模。

在调节熔融金属的转速之后，等离子体焰炬11被激活以升高金属的温度，直到达到熔化或所需的处理为止，并且一旦完成，开始固体材料R(或SM)的装载，其通过在熔融金属流X朝向出炉口的循环中与熔融金属流接触而熔化。在使用单个普通的出炉口的情况下，该金属的引入导致熔池的水平高度(熔融金属床)升高并且通过拖曳浮渣1而在出炉口中出现金属的溢流。在这种情况下，金属和熔渣的混合物被分离到外部虹吸管(未示出)中，外部虹吸管倾倒出净金属和熔渣两个分开的流。替代性地，如果使用两个出炉口9、9’，则浮渣在第二出炉口9处从罐中被排出。

为了确保该过程的正常操作，炉优选地具有所描述的邻近于出炉口或多个出炉口安置的两个壁。第一个壁(壁24)相对于流的方向位于喷口(或在两个喷口的情况下的第一喷口9’)紧上方的区域中，并且处于与熔池的高度齐平的水平高度处。如所解释的，其目的是保留可能保持浮动的仍然未熔化的载荷残余物。这些残留物通过由循环的金属在静态元件上提供的强制对流以及可选地通过例如位于保持壁24自身上的低功率气体燃烧器的直接加热的共同作用而最终熔化。虹吸壁25相对于金属的方向被安置在出口喷口的后部区域中(或在存在两个出炉口9、9’的情况下安置在两个出炉口9、9’之间)，并且在熔池中其水平高度下沉到足以防止熔渣进入加热室D但允许金属的再循环的深度。在具有两个出炉口9、9’的情况下，在其外端处，该虹吸壁25与第二出炉口9直接连接，熔渣通过被倾倒到分离的虹吸管中而流动通过第二出炉口9。

基本上没有熔渣的循环金属进入加热室D，在加热室D中，循环金属的温度上升至必要且足够的程度以熔化装载在金属离开所述室的区域(装载区域A)中的固体材料，从而再次启动装载的材料的熔化/处理和拖曳循环并且结束熔化和铸造循环。该过程通过控制出炉温度而被自动地控制，为此，优选地使用热电偶32。出炉温度的增加或减少成为指示过程进展的参数，并且允许操作者根据其优先需要来选择操作参数。通过调整所引入的载荷的体积、通过增加或减少施加的功率、或者通过将这两者进行结合来校正设定的出炉温度的增加或减少。

所描述的方法允许以任意方式使用炉，因为在用液态金属装填之后，可以在必要的时间期间保持以等待固体载荷。要做到这一点，只要将维持金属所需的加热功率调节到合适的温度并且将转速调节到该操作所需的最小值就足够了。由于虹吸管结合有自己的加热系统，所述熔化过程可以在操作人员的意愿下中断和恢复而不会对炉操作产生任何不利影响。

图6A、图6B和图6C示出了包括转子的构型的炉的几何形状的可能替代例。例如，在图6A中示出了具有椭圆形几何形状的炉。为了实现熔融金属的循环，已经预想到基本上位于由罐限定的椭圆的较大半径的端部处的两个转子。在图6B中示出了具有大致正方形形状的炉。已预想到位于由罐限定的孔腔的对应的角部处的四个转子。最后，图6C示出了具有三角形几何形状的炉，其中，已经预想到在由罐限定的孔腔的对应的角部处的三个转子。另外的合适的几何形状的非限制性示例是圆形、椭圆形或多边形，其条件是它们包括用于允许金属循环的外部和内部转动半径。闭合环路的截面优选为基本上恒定。这些构型可能需要多于一个的加热区域和对应的加热装置。为了式磁体不影响加热装置，加热装置必须安置得离转子足够远。在优选实施方式中，加热装置(优选为等离子体焰炬)以距离转子等距离的方式定位于闭合的槽道中。该距离足够大以使焰炬不受转子的磁场的影响。为此，突起211、311是可选的并且不是严格需要的。

本发明提供了一种多学科熔炉，其适用于熔化和处理各种金属和废料并且相比于当前使用的炉而言具有操作、经济和环境方面的优势。本发明的炉的高能量效率归因于以下几个因素的组合：a)优选通过高效等离子体电弧进行加热；b)熔融金属在等离子体电弧下面的循环增加了传热的程度；c)水冷回路优选地限于电极的凸缘(凸缘在炉外，所以在炉自身中没有冷却)；d)磁性转子由低压空气冷却；e)驱动金属机芯的马达是低功率的；f)向液态没有熔渣的金属流中添加载荷允许熔化具有不同形式和结构的材料；g)炉适用于几乎所有类型的金属熔化(铁基金属、铜基金属和铝基金属等)；h)其几何形状可以根据冶炼厂的需要进行调整；i)炉可以在自动模式下操作，并且在处理的任何阶段不需要任何内部操纵也不需要打开门或检修用活板门；j)其使用是完全自由的，并且可以作为连续或不连续的炉运行；k)金属的搅动允许可以通过添加合金形成元素来连续地调节化学组合物。

公开了使用根据图3A至图3D实现的炉进行的实验。罐限定了宽度为300mm的槽道(闭合回路)。槽道深度为10mm并且装载有600Kg熔融金属。熔融组合物(相对于熔融组合物的总重量以重量表示的百分比)为：

C 3.60％

Si 2.20％

化学组合物的其余部分为Fe和其他剩余元素。

熔融金属的温度在1350℃与1580℃之间变化。转子包括具有4个钕磁体的一个磁本体。转子的侧表面处的磁场(最大磁场面积)为4,300高斯。罐的内壁处的磁场(罐内的最大磁场面积)为380高斯。罐的外壁处的磁场(罐内的最小磁场面积)为30高斯。熔融金属的槽道的轴线处的线速度在转子旋转频率为40Hz时为18cm/s。

接着对炉的应用的两个示例进行描述。首先，我们描述如何使用炉来熔化金属(特别是铁)。然后，我们描述如何使用炉来处理钢铁粉尘。

示例1：熔化过程：铁。

使用本炉作为冶炼炉是基于通过熔融金属在固体物质周围的恒定运动所引起的对流进行的热传递的性能的显著提高。在静止的熔融铁的熔池中，对流系数为1,000W/m2K，然而，在循环速度为18cm/s的情况下，该系数由于金属的运动而增加达至12,000W/m2K。

熔化过程从循环金属的温度设定开始(在熔化铁的情况下，该温度升至1580℃)。然后，开始在加热室旁边的后部区域处的废金属的装载和附加的废料的熔化，使得循环金属的温度降低。炉的出口处的金属温度由安置在金属和熔渣提取区域中的浸入式热电偶控制。该温度优选设定在1400℃，并且可以通过调节在加热室中装载的废料的量和/或施加到等离子体的加热功率的量来控制。装载的金属的熔化使熔池的水平高度上升并产生通过出口喷口的金属和矿渣的溢流。该金属被倾倒到具有位于不同高度处的两个侧向喷口和中间壁的坩埚中，其中，金属的分离是通过倾析以及通过使金属通过下喷口而喷出且使熔渣通过上喷口而喷出来进行的。

装载的材料根据其密度和几何形状可以浸入在金属熔池中或与熔渣一起浮动，在这种情况下，它们被位于槽道的相对端部处的保持装置保持。该保持装置以相对于熔融金属床的表面足够的距离定位，使得其允许熔渣通过，浮在熔融金属床的顶部上。在炉的前壁(相对于熔融金属的循环方向)上设置有燃烧器，其允许半固态熔渣完全流体化，以便于其到达提取区域。在提取区域中，设置有第二燃烧器，其使熔渣保持在液体状态下，并沿排空喷口的方向推动熔渣。为了避免熔渣移向加热室，提供了部分浸入在金属中并封闭提取区域的壁。这样一来，加热室内的金属表面就没有熔渣，从而进行至载荷的过热和熔化的新的循环。

通过磁性转子的作用使得金属连续搅动以及在装载区域中不存在熔渣允许添加必要的合金形成元件以实现满足最终产品要求的适当的冶金质量。

示例2：处理过程：钢粉尘。

吸入式电弧炉过滤器(EAFD)中收集的钢粉尘是具有高浓度金属氧化物的残留物，主要是铁、锌和铅。为了通过碳还原来回收这些金属，需要将这种粉尘与富含碳的产物附聚，富含碳的产物主要是那些包括冶金焦炭、无烟煤、煤和石墨的组合的产物。粉尘的附聚物的优选形式是通过在造粒滚筒(pelletizing drum)中旋转而聚集的颗粒或者通过压制产生的高密度团块。

包含在钢粉尘中的金属氧化物的还原过程通过将碳加入到团块或颗粒中使得铁氧化物被还原成金属并成为熔融金属熔池的一部分而进行的。类似地，其他主要的氧化物Zn和Pb首先被还原成金属，并且考虑到这两种金属的挥发性而将两种金属拖向气体处理系统，在那里它们很容易氧化，并产生大量的主要由氧化锌和铅组成的氧化物以及少量的铁氧化物、氯化物、二氧化硅、碱等。所述大量的金属氧化物中的大部分被保留在气体处理系统中，气体处理系统由以下元件中的一者或更多者组成：旋风器、袋式过滤器、清除器。

考虑到炼钢粉尘中这些氧化物的浓度，主要的还原过程为：

FeO+C＝>Fe+CO ΔΗ＝38.6kcal/mol

Fe₂O₃+3C＝>2Fe+3CO ΔΗ＝117.74kcal/mol

Fe₃O₄+4C＝>3Fe+4CO ΔΗ＝161.62kcal/mol

ZnO+C＝>Zn+CO ΔΗ＝57.34kcal/mol

PbO+C＝>Pb+CO ΔΗ＝25.70kcal/mol

CO₂+C＝>2CO ΔΗ＝41.21kcal/mol

除了这些主要的反应之外，在下表中列出了通过CO进行的其它还原反应以及发生的副反应：

表1-在装载有钢粉尘团块的炉中可能的反应和反应焓。

该处理的碳热还原过程的顺序可以如下：

a)通过C和CO还原氧化锌：

ZnO(s)+C＝>Zn(s)+CO(g)

ZnO(s)+CO＝>Zn(s)+CO₂(g)

b)根据以下等式，一部分锌蒸发并且其它的锌凝结在团块的表面

上：

Zn(s)＝>Zn(g)

Zn(g)＝>Zn(s)

c)根据以下等式快速氧化锌气体：

Zn(g)+1/2O₂(g)＝>ZnO(s)

d)根据以下等式，通过团块的铁氧化物产生凝结在团块的表面上的锌氧化：

Zn(s)+FeO＝>ZnO(s)+Fe(s)

e)根据以下等式，通过碳和CO还原铁氧化物(FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄)：

FeO+C＝>Fe(s)+CO(g)

Fe₂O₃+3C＝>2Fe(s)+3CO(g)

Fe₂O₃+CO＝>2Fe(s)+3CO₂(g)

f)这些最新的反应受到煤的氧化反应和波多反应(Boudouard reaction)之间的竞争的影响：

C+1/2O₂(g)＝>CO(g)

C+CO₂(g)＝>2CO(g)

该处理从熔融金属熔池开始，在1,400至1,500℃之间的温度下进行。将自动还原团块或颗粒添加到熔融金属熔池中，以便于将所还原的铁结合到熔融金属熔池。使用碳饱和的底部熔池不会影响该元素的还原团块或颗粒中的不同铁氧化物以便稍后添加到熔融金属中的部分的作用，从而允许根据所处理的粉尘的不同来源评估所得金属中产生的变化。

团块或颗粒被放置在无熔渣的装载区域中，在无熔渣的装载区域中，它们浮在来自加热室的过热熔融金属上。该熔融金属将自身的一部分能量提供给载荷(团块或颗粒)，并且在被熔融金属沿着处理区域拖曳的同时开始粉尘还原的过程。在该运动期间，粉尘的金属部分被结合到熔融金属熔池中，挥发部分被抽吸并收集在过滤器中，并且惰性部分以液体熔渣的形式浮在熔融金属上。在到达保持装置(位于处理区域的端部并且处于相对于熔池的最大2mm的高度)时，大于所形成的通道的高度的所有颗粒被保留直至其溶解为止。浮渣继续其在保持装置下面的循环直到其到达虹吸壁(虹吸壁在熔池中下沉最多40mm)为止，在虹吸壁处，由于熔融金属的循环，浮渣与金属一起被引导到出口喷口，以与金属一起通过熔池的溢流而离开炉的罐。在出口处，熔渣和金属的混合物再次被虹吸到具有中间壁的坩埚中，并且熔渣与金属分离。

该过程通过基于由安装在提取区域中的热电偶测量的在炉的出口处的金属和熔渣的温度来调节所装载的材料的量和加热能力而自动完成。

总而言之，已经提供了一种可自由使用的炉，其中，由于可以触及到净金属，可以根据需要改变化学组成，这允许连续移除熔渣并且可以装载任何干燥的金属废料，同时提供优化的能量性能。

另一方面，本发明显然不限于本文所述的具体实施方式，而是也包括本领域技术人员在如权利要求所限定的本发明的一般范围内可能考虑到的任何变型(例如，关于材料的选择、尺寸、组成、构型等)。

Claims (16)

1.一种炉，包括：

罐(1、31)，所述罐(1、31)具有外壁(5)和内壁(5’)，所述罐(1、31)设置成限定位于所述内壁(5’)与所述外壁(5)之间的闭合的槽道，

中央中空部(16)，所述中央中空部(16)由所述内壁(5’)界定，以及

至少一个驱动装置(17)，所述至少一个驱动装置(17)位于所述中央中空部(16)内，其中，所述至少一个驱动装置(17)包括转子，所述转子包括至少两个永磁体，所述转子联接至马达(20)并且构造成在所述马达(20)启动时旋转，从而产生磁场，

所述炉的特征在于，所述罐(1、31)构造成在所述炉的使用中由熔融金属(X)填充，所述熔融金属(X)将沿着所述闭合的槽道以连续循环的方式循环，所述炉在位于所述内壁(5’)与所述外壁(5)之间的所述闭合的槽道中包括以下区域：

-至少一个加热区域(D)，所述至少一个加热区域(D)包括构造成将能量传递至所述熔融金属(X)从而使所述熔融金属(X)过热的加热装置(11)；

-至少一个装载区域(A)，所述至少一个装载区域(A)构造成用于将金属(SM)或金属废料(R)装载到所述熔融金属(X)中以进行熔化或处理，所述金属(SM)或金属废料(R)在所述炉的使用中在过热的熔融金属(X)的表面上被所述过热的熔融金属(X)拖曳；

-熔化/处理区域(B)，所述熔化/处理区域(B)构造成接纳所述过热的熔融金属(X)和在所述过热的熔融金属(X)的表面上被拖曳的所述金属(SM)或金属废料(R)，所述过热的熔融金属(X)将其盈余的能量传递至所述被拖曳的金属(SM)或金属废料(R)，从而导致所述被拖曳的金属或金属废料的熔化/处理；

由所述转子产生的所述磁场能够使所述熔融金属(X)沿着所述加热区域、所述装载区域和所述熔化/处理区域以连续循环的方式在所述闭合的槽道内进行循环。

2.根据权利要求1所述的炉，其中，所述至少一个装载区域(A)与所述至少一个加热区域(D)部分地或全部地重叠。

3.根据权利要求1或2所述的炉，其中，所述熔化/处理区域(B)与所述至少一个加热区域(D)至少部分地重叠。

4.根据任一前述权利要求所述的炉，其中，所述转子(17)由布置在所述转子(17)与所述罐的界定所述中央中空部(16)的所述内壁(5’)的外表面之间的能够被磁场穿透的第一隔热体(6)环绕，所述第一隔热体(6)限定了位于所述转子(17)与所述隔热体(6)的内壁之间的第一通道(50)以及位于所述第一隔热体(6)的外壁与界定所述中央中空部(16)的所述内壁(5’)的所述外表面之间的第二通道(51)，所述第一通道和所述第二通道中的至少一者构造成接收来自吹送装置(22)的空气流，所述吹送装置(22)构造成向所述转子(17)提供制冷空气，以防止所述转子(17)被加热超过一定温度。

5.根据任一前述权利要求所述的炉，其中，所述罐(1)的界定所述腔的所述内壁(5’)的外表面被第二隔热体(6’)覆盖。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的炉，其中，所述罐(1)的界定所述腔的所述内壁(5’)的外表面由所述第二隔热体(6’)制成。

7.根据权利要求4至6中的任一项所述的炉，其中，所述隔热体(6、6’)由选自以下材料的材料制成：不锈钢，云母，复合材料或它们的组合。

8.根据任一前述权利要求所述的炉，其中，在所述至少一个加热区域(D)处，所述加热装置(11)基本上被安置在由所述驱动装置(17)产生的磁场的作用范围之外。

9.根据权利要求8所述的炉，其中，在所述至少一个加热区域(D)处，所述罐(31)的所述外壁(5)限定突起(311)，所述加热装置(11)被安置在所述突起(311)中。

10.根据权利要求8或9所述的炉，其中，在所述至少一个加热区域(D)处，所述罐(31)的所述内壁(5’)限定突起(211)，所述加热装置(11)被安置在所述突起(211)中。

11.根据任一前述权利要求所述的炉，还包括提取区域(C)，所述提取区域(C)终止于虹吸壁(25)中，所述虹吸壁(25)构造成用于防止熔渣的前进，所述提取区域(C)包括用于倾倒倒部分熔融金属(X)和/或熔渣(I)的提取装置(9、9’)。

12.根据任一前述权利要求所述的炉，其中，所述至少一个熔化/处理区域(B)包括保持装置(24)，所述保持装置(24)的下部端部略高于所述罐(1、31)内的熔化的金属(X)所到达的水平高度，所述保持装置(24)构造成用于当循环的熔融金属(X)和在所述熔融金属的表面上的被拖曳的金属(SM)或金属废料(R)到达所述保持装置(24)时防止熔化的表面上的金属(SM)或金属废料(R)向前行进，从而使得所述废料在熔融金属床的表面上基本上熔化，但不防止所述熔融金属(X)在所述保持装置(24)下方前进。

13.根据任一前述权利要求所述的炉，其中，所述加热装置(11)为等离子体焰炬。

14.根据任一前述权利要求所述的炉，其中，循环的熔融金属(X)的角速度在所述熔化/处理区域(B)处是恒定的。

15.一种根据任一前述权利要求所述的炉的用于熔化或处理黑色金属材料或有色金属材料的用途。

16.一种用于在炉中处理或熔化金属(SM)或金属废料(R)的方法，所述炉包括具有外壁(5)和内壁(5)的罐(1、31)，所述炉限定有位于所述罐(1、31)的所述内壁(5’)与所述外壁(5)之间的闭合的槽道，

所述方法的特征在于所述方法包括以下步骤：

-用熔融金属(X)填充所述罐(1、31)，

-在至少一个加热区域(D)处将能量传递至所述熔融金属(X)从而使所述熔融金属(X)过热；

-在至少一个装载区域(A)处装载待熔化或待处理的金属或金属废料，所述金属或金属废料在过热的熔融金属的表面上被所述过热的熔融金属(X)拖曳；

-在至少一个熔化/处理区域(B)处接纳所述过热的熔融金属(X)和在所述过热的熔融金属的表面上被拖曳的所述金属(SM)或金属废料(R)，所述过热的熔融金属(X)将其盈余的能量传递至被拖曳的所述金属(SM)或金属废料(R)；

其中，所述熔融金属(X)沿着所述闭合的槽道以连续循环的方式循环，所述运动通过位于由所述罐(1、31)的所述内壁(5’)界定的中央中空部(16)内的至少一个驱动装置(17)的作用来实现，所述至少一个驱动装置(17)包括转子(17)，所述转子(17)包括至少两个永磁体，所述转子(17)联接至马达(20)并且被构造成在所述马达(20)启动时旋转，从而产生能够使所述熔融金属(X)沿着所述加热区域、所述装载区域和所述熔化/处理区域以连续循环方式进行循环的磁场。