CN110139937A - 用于进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程的可转化冶金炉和包括所述炉的模块化冶金设备 - Google Patents

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Abstract

一种可转化到电弧炉或转化器的冶金炉(10)，用于进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程，它包括一个容器，该容器又包括：下部壳体(11)，用于容纳金属熔池，该金属熔池由熔融金属和炉渣上覆层组成，其中下部壳体(11)被倾斜地支撑并且设置有用于排出炉渣的除渣口(15)和用于敲击熔融金属的出铁口(16)；以及上部壳体(12)，其可移除地定位在下部壳体(11)上并且设置有至少一个用于通过其进给固态或熔融态炉料的进口(17a、17b)，用于容器上部封闭的封闭顶盖(13)，其中封闭顶盖(13)可移除地定位在上部壳体(12)上并设置有通过至少一个电极(E)的通道口(18)以及用于进给固态炉料的至少一个炉料口(20)，其中进口(17a、17b)、通道口(18)、炉料口(20)中至少一个是封闭或者可以与可移除型封闭元件相关联，并且其中下部壳体(11)具有直径D，并且容器的总高度H的范围为从0.70D至1.25D，如果炉用作电弧炉则该范围优选为从0.70D至0.80D，而如果炉用作转化器则该范围优选为从0.80D至1.25D。

Description

用于进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程的可转 化冶金炉和包括所述炉的模块化冶金设备
技术领域
本发明涉及一种可以被转化成电弧炉或转化器的冶金炉，用于进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程。
本发明还涉及一种模块化冶金设备，其包括用于进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程的可转化的所述冶金炉。
背景技术
特别参考钢的生产，已知的熔融钢生产过程可根据所使用的原料划分为两种主要类型：
所谓的“整体循环”生产过程或“高炉炼钢”，以及
所谓的“废料循环”生产过程或“电弧炉炼钢”。
所谓“整体循环”生产过程中使用从高炉放出的熔融态铸铁作为主要原料。熔融态铸铁由于包含在其中的碳的氧化而转化为钢。该过程在以缩写为BOF(碱性氧气炉)而著称的转化器内进行，熔融态铸铁分批加入转化器中，而碳氧化所需的氧气通过喷枪进给。
众所周知，该过程是强放热的，并且不需要进一步的外部能源供给；相反，有时将受控量的废料DRI(直接还原铁)、HBI(热压铁块)和铁矿物质作为金属熔池的冷却剂添加到熔融态铸铁中。
一个在进行这种类型的生产过程中出现的问题是所谓的“喷溅”，即，材料从转化器嘴溢出。这种溢出是由于特别剧烈的反应的发展，这种反应在CO的生产处于最高水平并且引起炉渣的不受控发泡时产生，也产生金属熔池的振荡运动。
为控制和限制喷溅已经进行了大量的尝试。
例如如在US4210023、US5028258或US5584909中所述，提出了监测过程参数(例如炉渣高度、在转化器中显露出的声音或CO的生产)，其值可指示喷溅现象的发生，从而更改氧气供给、降低其流速和/或降低其喷射点和/或引入基于钙的冷却剂。
然而这些方法都不可避免地受到所采用的监测系统的错误影响并不可接受地减慢生产过程。此外，所使用的监测系统和氧气喷枪都易于损坏和破损，并且需要频繁的维护和替代干预。
例如如在US 4473397所述，为了减轻喷溅现象，还提出了将添加剂加入到熔融浴中，从而能够更改炉渣的流变学性能，特别是降低其粘稠度。
然而，这种方法具有因使用添加剂(例如电石)而引起的高成本。
因此，该喷溅现象仍然是进行“整体循环”钢铁生产过程中的主要问题之一。
另一方面，所谓的“废料循环”生产过程使用普遍或完全为固态的材料作为主要原料，这种材料由可能与生铁混合的废料、DRI(直接还原铁)、HDRI(热直接还原铁)、HBI(热压铁块)、铁矿物质和已知类型的添加剂组成。
这些材料被分批和/或连续地进给到已知电弧炉(EAF)中并且可能在那里被预热(例如已知的系统)，在该电弧炉这些材料由于从电弧所提供的热能的贡献而被熔化。
转化器(BOF)和电弧炉(EAF)的结构、设施和功能，也如相关炼钢设备的结构、设施和功能一样，相互极为不同。事实上，这些差异使得由于可以使用的原材料在定量和/或经济方面的可用性的变化，而不可能使用铸铁作为百分比接近100％的传统EAF的进给材料，或使用废料作为百分比接近100％的传统BOF的进给材料。
在一些国家(如中国)，早已安装完毕用于“废料循环”钢铁生产的炼钢设备，因此其炉对所有电弧炉有影响。由于已经发生多年的废料和电能可用性的缺乏，在采用例如在CN102634637或CN100363508中所述的生产过程中，这些设备已经通过用这种量的液态铸铁替代废料使用，从而导致不必要的电能供给。这些设备的炉从一开始就构造并配备为一个电弧炉，在其中如众所周知的那样，已经存在用于喷射氧气、煤炭和其它材料的喷枪。为了进行从普遍由液态铸铁组成的原料开始的钢铁生产过程，这些喷枪已得到增强，以满足对液态铸铁转化成钢的转化反应必需的试剂的增加的需求，并基本上保持炉的结构和配置不变。
在如此多样化使用的这些设备(在其中将普遍由液态铸铁组成的炉料进给EAF到不需要电能供给的程度)中，涉及喷溅或飞溅(即熔融材料发射到炉顶盖上或油烟吸入连接件上)以及这种材料由于沉积物形成(堵塞)引起的凝固的问题仍然未解决。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种冶金炉，其结构和配置合适应于并且容易适用于从优选但不是必须连续进给的任何原料或可用原料的混合物开始，进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程。
本发明的再一个目的是提供一种冶金炉，其中可以从优选但不是必须连续进给的任何原料或可用原料的混合物开始，进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程，从而减少熟知的“喷溅”、“飞溅”和“堵塞”现象，并同时在任何操作状态下保证金属熔池的良好混合。
本发明的另一个目的是提供一种模块化冶金设备，它可以很容易地适应从优选但不是必须连续进给的任何原料或可用原料的混合物开始，进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程。
本发明的再另一个目的是提供一种模块化冶金设备，其在结构上和功能上是灵活的，以便容易通过有限次干预就适应从优选但不是必须连续进给的任何原料或可用原料的混合物开始，进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程。
根据本发明的这些目的通过生产可转化成电弧炉或转化器的那种冶金炉实现，该冶金炉用于进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程，如权利要求1中所概述。
根据本发明的这些目的也通过生产模块化冶金设备实现，该模块化冶金设备用于进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程，如权利要求11中所概述。
在从属权利要求中提供进一步的特性。
附图说明
根据本发明的炉和冶金设备的特性和优点将从以下参考所附的示意性附图的说明性和非限制性的描述更加显而易见，在附图中：
图1是根据本发明用于生产钢或铸铁的冶金设备的方案；
图2是根据本发明用于生产钢或铸铁的冶金炉的方案；
图3是与用于连续进给熔融态材料的进给组联接的根据本发明用于生产钢的冶金炉的一个可能的实施例的轴测图；
图4和5是根据图3的两个相互正交的竖直平面的示意性截面图；
图6是根据图3的水平平面的示意截面图；
图7、图8和9示意性地示出了根据本发明用于生产钢的冶金设备随炉料类型变化的各种可能的配置，其中该炉料类型分别包括约90％的废料和10％的液态铸铁(图7)、50％的废料和50％的液态铸铁(图8)以及10％的废料和90％的液态铸铁；
图7A、8A和9A分别是对图7、图8和图9的细节的放大比例视图。
具体实施方式
参考附图，这些附图示出了可以被转化为电弧炉或转化器的冶金炉10，用于进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程。
如下所述，炉10适合于从炉料和/或液态炉料的任何混合物开始，进行特别用于生产钢或铸铁的生产过程。
固态炉料具体是指废料、生铁、HBI(热压铁块)、DRI(直接还原铁)、HDRI(热直接还原铁)。
液态炉料具体是指熔融铸铁(液态铸铁)。
将过程原料(如氧、粉煤炭、石灰、多洛石灰、合金材料以及本领域技术人员所熟知其他材料单独或相互混合地添加到所述炉料中。
特别地，炉10优选具有连续运行能力，并被安装在钢或铸铁生产设备100中，在其中炉料不论它们是固态或液态、单独或相互混合，都优选但不是必须以连续受控方式进给。
炉10包括：
-容器，其又包括：
-下部壳体11，用于容纳金属熔池，其中在生产过程中形成的金属熔池由熔融金属和炉渣上覆层构成，和
-上部壳体12，其可移除地定位于下部壳体11上，
-封闭顶盖13，其用于容器的上部封闭并可移除地定位在上部壳体12上方。
下部壳体11最好但不是必须地在内部涂覆耐火材料，以便能够容纳熔融金属熔池。
下部壳体11借助于被配置用于允许分别相对于已知类型的EAF的-10°和+15°典型倾斜、关于竖直平面倾斜-12°(用于进行除渣操作)和+20°(用于进行铸造操作)的倾斜机构14绕水平倾斜轴被倾斜地支撑。
下部壳体11设置有除渣口15，用于排出覆盖在熔融金属之上的炉渣。
除渣口15是开闭型的，并与已知类型的除渣通道连通。
下部壳体11还设置有出铁口16，用于放出或铸造熔融金属(未在图1和图2中表示)。出铁口16可以以已知方式由可反复开闭型铸造孔(其位于下部壳体11底部的一偏心位置上，被称为EBT：偏心底出铁口)组成，它也可以由无喙或虹吸管系统组成。
在钢铁生产过程中，除渣口15和出铁口16都可最好基本上气密地封闭，以防止大气进入炉10和在其内部产生的气体从炉10排出。在炉料完全或普遍由熔融态铸铁(液态铸铁)组成并且炉10在转化器模式下使用的情况下这是有利的；事实上，在这种情况下，在生产过程的一些实施阶段中，产生富含一氧化碳(CO)的气体，其也可以在同一钢厂内例如作为燃料回收并重新使用。
上部壳体12可移除地定位在下部壳体11上方，并设置有至少一个进口17a、17b，用于通过其供给固态或熔融态炉料。
在一个优选实施例中，上部壳体12包括：
-第一进口17a，用于通过其进给固态炉料，该第一进口17a可以与第一进给组102a相关联，该第一进给组102a用于连续进给所述固态炉料，和/或
-第二进口17b，用于通过其进给熔融态炉料，该第二进口17b可以与第一进给组103a相关联，该第一进给组103a用于连续进给所述熔融态炉料。
上部壳体12优选包括第一进口17a和第二进口17b。
此外，在这种情况下，如上所述，在钢铁生产过程中，定位于上部壳体12中的一个或多个进口17a、17b可以最好基本上气密地封闭，以防止大气进入炉10和在其内部产生的气体从炉10排出。在炉料完全或普遍由熔融态铸铁(液态铸铁)组成并且在转化器模式下使用炉10时这是有利的；实际上，在这种情况下，在生产过程的一些实施阶段中，产生富含一氧化碳(CO)的气体，其也可以在同一钢厂内例如作为燃料回收并重新使用。
顶盖13设置有一个通道口18，用于供至少一个电极通过。通道口18通常可移除地在顶盖13的中心部分获得，并且可以联接到可移除完成元件19，也称为“Δ形”，在其中为对应电极E(如石墨电极)的通道获得至少一个贯通孔19a，如下面所描述。如果炉10借助于一个或多个电极E供给电能，则顶盖“Δ形”19联接到顶盖13。
顶盖13还可以包括：至少一个炉料口20，用于通过其进给固态炉料；和/或至少一个排气口21，用于排出在生产过程期间在炉10内产生的气体烟气。
一个或多个进口17A、17b、通道口18、炉料口20和排气口21中的至少一个在设置了的情况下，可以根据炉10使用的配置与相应可移除型封闭元件相关联，或者可替换地，可移除地密封，如下所述。
上部壳体12可以是冷却型的，即由在其中获得通过其循环冷却流体的回路的面板或散热器组成。
可替代地，上部壳体12可以在内部涂有耐火材料并且可能被空气或借助于散热器冷却，或者其可以完全由耐火材料制成。
如下文所述，炉10配备有一组喷射氧气、甲烷、煤炭粉、石灰或适应于进行生产过程的其他原料的喷射器22；在优选实施例中，喷射器22被插入到上部壳体12中。
炉10的尺寸被设计成能够很容易地适应相对于可用类型的原材料和电能可用性使用的各种配置，以使其能够被用作电弧炉或转化器，在这两种情况下都保证金属熔池的良好混合以及鼓泡现象和炉渣和/或熔融金属射流的减少。
更具体地，D是下部壳体11的直径和H是从下部壳体11底部直到上部壳体12的上端部测量到的容器总高度，所述H的范围是从0.70D到1.25D。
当炉10用作电弧炉时高度H的范围优选为从0.70D至0.80D，而当炉10用作转化器时高度H的范围优选为从0.80D到1.25D。
高度H的变化通过用另一种具有适当高度的上部壳体替代上部壳体12与同样的下部壳体11一起得到。
应当指出，直径D为下部壳体11的最大外径，而高度H是下部壳体11和上部壳体12两者的整体外部高度。
以已知的方式相对于用作炉料的可用原料及其混合物的类型、所需生产率和脱碳速度确定直径D。
此外，若S表示以平方米为单位的金属熔池的自由表面的延伸部，则其满足这样的条件：根据该条件，若R是在用于生产钢或铸铁的金属熔池脱碳期间产生的一氧化碳的流速(PCO，单位为立方米CO/分钟)与延伸部S之间的比率，则所述比率R(＝PCO/S)≥16([立方米CO/分钟[/平方米])，与R的最大值相对，已知电弧炉的典型值等于12。特别是炉10在转化器模式中使用的情况下，这保证了就金属熔池脱碳而言的更大生产率。
应当指出，金属熔池的自由表面的延伸部S在下部壳体11对应于具有基本上恒定的横截面的壳体圆筒形部分的凹底部之上测量到。
容纳在下部壳体11中的金属熔池的高度Lb从最小值(该最小值取决于由喷射器22喷射到金属熔池中的氧气的渗透程度)变化到最大值(其一方面必须保持所形成的金属熔池均匀，避免金属熔池的分层现象，而另一方面必须保证当炉10在转化器模式下使用时实现除渣操作)。
若Lbmax表示可以由下部壳体11中的金属熔池达到的最高水平(即最大高度)，则Lbmax与除渣口15的下边缘之间的竖向距离h的范围为从0.055D到0.077D。当渣经受鼓泡现象(有时非常强烈)，这允许金属熔池的更好容纳，特别是当炉10在转化器模式下使用时尤其如此。
在实践中，与已知类型的电弧炉相比，除渣口15(或更好是除渣口15下边缘)处于相对于金属熔池的最高水平Lbmax的一个更高高度h处，以便防止在生产过程期间可能的材料泄漏，特别是在转化器模式下尤其如此。
在已知类型的电弧炉中，例如，h的范围通常为从250毫米至350毫米，而在根据本发明的炉中，h的范围为从350至500毫米。
此外，在由容纳在下部壳体11中的金属熔池可以达到的最高水平(最大高度)Lbmax与在上部壳体12中获得的用于固态炉料入口的进口17a的下边缘之间的竖向距离h'的范围为从1.6米至2.2米(H'＝1.6米至2.2米)。
此外，在这种情况下，已知类型的电弧炉相比，进口17a(在进口17a的下边缘)基本上处于相对于金属熔池的最高水平Lbmax的一个更高高度处，以便防止在生产过程期间可能的材料泄漏，特别是在转化器模式下尤其如此。
在已知类型的电弧炉中，例如，h'的范围通常为从900毫米到1400毫米，而在根据本发明的炉中，h'的范围为从1600毫米至2200毫米。进口17a任何情况下都局限于上部壳体12高度的发展。
上部壳体12具有与该下部壳体11直径一致的直径以及满足上述关于整个容器的高度H表示的条件的那种高度。
最后，若dmax表示沿容器中心轴线测得的顶盖13相对于上部壳体12的最大高度或最大距离，则dmax的范围为从0.9米至2米。这允许从金属熔池中释放的可能射流减少，特别是当炉10在转化器模式下使用时尤其如此。
顶盖13是完全可移除型的，并且如上面已经说明的那样，包括通道口18，其当炉10被用作电弧炉时用于供至少一个电极E通过。
在这种情况下，完成元件19(顶盖“Δ形”或由耐火材料制成的“Δ形”)最好与通道口18可移除地联接；所述完成元件19包括一个或多个贯通孔19a，用于通过对应的电极E。
提供封闭体23，其可移除地与顶盖13或完成元件19相关联，用于分别封闭通道口18(在这种情况下，封闭体形成顶盖“Δ形”)或贯通孔19a。炉10也可以被配置为电弧炉或转化器：在前者的情况下，顶盖13的通道口18联接到完成元件19(耐火顶盖“Δ形”)，用于通过它插入至少一个电极E，而在后一种情况下，通道口18被封闭体23封闭。
封闭体23是将冷却型的。
顶盖13还包括一个或多个炉料口20，用于进给固态炉料。特别地，炉料口20可移除地与第二进给组102b联接，该第二进给组102b用于固态炉料(例如DRI(只表示在图1中))的连续进给。这些炉料口20优选是借助于最好是可移除型的相应封闭元件的开闭型的。
用于排出在生产过程期间产生的烟气/气体的排气口21可以与用于抽取烟气的抽取模块105(抽吸)联接(仅在图1和2中示出)。如果炉10在转化器模式下使用，则排气口21通常与烟气抽取模块(抽吸)联接。另一方面，如果炉10在连续的情况下用作电弧炉，则排气口21通常被最好是可移除型的相应封闭元件封闭；在炉10内产生的烟气通过(已知系统的型的)固态炉料的第一连续进给组102a排出，该第一连续进给组102a连接到第一进口17a以预热炉料本身。
排气口21的尺寸相对于要获得的烟气抽吸量设计，并且当炉10在转化器模式下使用时，必须限制以防止粉末或其它材料被烟气夹带，从而有可能阻碍烟气提取的提取模块和/或后续处理系统。
此外，在这种情况下，在顶盖13中获得的所有开口(除了排气口21)以及顶盖13与上部壳体12之间的连接都可基本上是气密地密封的，以防止大气进入炉10和在其内部产生的气体从炉内排出。这在炉料完全或普遍由熔融态铸铁(液态铸铁)组成并且炉10在转化器模式下使用时是有利的；事实上，在这种情况下，在生产过程的一些实施阶段中，产生富含一氧化碳(CO)的气体，其也可以在同一钢厂内例如作为燃料回收并重新使用。
炉10还包括喷射组，其包括至少三(3)个喷射器22，用于将过程流体或粉末喷射到同一炉10中。
在一个优选实施例中，喷射器22对应于上部壳体12定位；然而，不排除喷射器22对应于顶盖13沿着EBT室的水平面板或第一进给组102a定位的可能性，该第一进给组102a用于固态炉料通过上部壳体12的第一进口17a的连续进给。
喷射器22特别地被设想用于喷射氧气(O2)和/或粉末形式或颗粒材料，例如石灰、多洛石灰、煤炭或形成和控制炉渣必要的其他材料。
如果提供了用于喷射氧气的喷射器22，则它们可被提供用于喷射：
-用于脱碳过程的具有主射流的屏蔽火焰的超音速氧气，
-燃烧后过程所需的氧气，并且在这种情况下，喷射器22最好定位在顶盖13中，以便面对第一进口17a，该第一进口17a在上部壳体12中获得并且与固态炉料的第一进给组(诸如)联接，
-在金属熔池的表面之下用于脱碳过程的氧气。
本发明的目的还涉及一种冶金设备100，其包括如上所述的炉10，即，设备100可灵活配置并适应于可以相对于电能可用性和/或可用原材料类型而随时间变化的不同条件和生产要求。
该设备100是模块化类型的，用于进行生产熔融金属特别是钢或铸铁的生产过程，并且特别是用于进行这样的生产过程，在其中将原料或炉料的任何混合物装填到炉10以及将它们熔化在炉10以连续受控方式进行。
术语“原料”既是指固态炉料以及熔融态或液态炉料，也是指已知类型的和关于所执行的生产过程可变的过程材料。
为了生产钢或铸铁，特别是熔融态炉料，铸铁处于熔融态(液态铸铁)，而固态炉料是指废料、DRI(直接还原铁)、HDRI(热直接还原铁)、生铁和HBI(热压块铁)，其中液态和固态炉料可以单独使用，也可以以两种或更多种炉料的混合物形式使用。
将过程材料(如氧气、煤炭、甲烷、石灰、多洛石灰、合金材料以及本领域技术人员所熟知的其他材料)添加到这些炉料中。
炉料优选作为示例但不限于通过以下方法连续进给：借助于横向惯性传送机(例如)或通过顶盖13在预热或不预热固态炉料的情况下连续进给(对于废料、生铁HBI)；借助于传送带或传送机，通过顶盖13连续进给(对于DRI和热DRI)；借助于钢包和内收作用通过横向通道或炉的炉渣门连续进给到炉(对于液态铸铁或其它液态材料)。
通过顶盖13完全打开的容器的顶，利用筐的分批型进给也是可行的，特别是在固态炉料的情况下尤其如此。
取决于炉料和要生产的金属，该生产过程所需的能量供给可以是电的和/或化学类型的。
借助于一个或多个电极供给发热的电能，并且借助于喷射到金属熔池中的氧气和可能的燃料(气态或粉末)供给发生和维持反应的化学能。
该设备100包括炉10和从一个组中选择的至少一个操作模块，该组包括：
-电源模块101，用于向金属熔池供给电能，并且包括至少一个电极E，其可移除地通过在顶盖13中获得的通道口18插入容器，
-固态炉料进给模块102，用于将固态炉料连续进给到炉10中并又包括至少一个进给组，该进给组用于连续进给固态炉料，这些进给组选自：
-第一进给组102a，用于连续进给固态炉料，其可以与在上部壳体12中获得的第一进口17a可移除地相关联，该第一进口17a用于通过其连续进给固态炉料，
-第二进给组102b(未详细示出，因为它是本领域技术人员公知的类型)，用于连续进给固态炉料，其可以与在上顶盖13中获得的炉料口20可移除地相关联，该炉料口20用于通过其进给固态炉料，
-熔融态炉料进给模块103，用于优选将熔融态炉料连续进给到炉10中并包括进给组103a，该进给组103a用于优选连续进给熔融态材料并且可以与在上部壳体12中获得的第二进口17b可移除地相关联，该第二进口17b用于通过其进给熔融态炉料，
-熔融态炉料进给模块例如是具有筐的那种类型并且未被示出，因为对于固态炉料通过容器的顶(即顶盖13打开)分批进给到炉10来说，它是已知类型的，
-烟气提取模块105，其在熔融金属的生产过程期间在炉10内产生并且可以与在顶盖13中获得的排气口21可移除地相关联，同样在这种情况下，烟气提取模块未被详细示出，因为它是本领域技术人员公知的类型。
用于向金属熔池供给电能的电源模块101包括至少一个电极E，其可通过穿过与其联接的完成元件19(顶盖“Δ形”)在顶盖13中获得的通道口部18可移除地插入容器。
可为DC或AC型的电能借助于电弧传送，并且通过由石墨或等同材料制成的电极E传导。
模块101具体包括支撑电极E的臂110，所述臂110以已知的方式配置成用于将电流传导到同样的电极，并且还用于通过在另一位置上提升并旋转电极E或移动电极E来从顶盖13中提取电极E，并且还用于针对磨损用自动方法(“自动滑动”)调节它们的位置。
用于连续进给固态炉料并且可以与在上部壳体12中获得的第一进口17a(用于通过其进给固态炉料)可移除地相关联的第一进给组102a最好但不排他地由已知系统组成，该系统连续地进给炉料(废料、DRI、生铁等)，用离开炉10的烟气的热量对其进行预热。
所述系统例如在US4543124、US5800591、PCT/EP2013/001941中描述，并且由炉料的连续传送机组成，沿着该连续传送机，从相对于炉10的最远端开始，朝向最近端按顺序限定填充区域120和预热区域122，该填充区域120对应于炉料沉积在传送机上的区域，而预热区域122对应于由炉10中产生的烟气的热量预加热炉料的区域。
与预热区域122相对应，传送机容纳在隧道124中，隧道124的一端连接到第一进口17a，而相对的端部设置有烟气抽吸装置121，在烟气121的上游定位有密封装置123，而该密封装置123被配置成用于限制大气进入隧道124。在炉10中产生的烟气沿隧道124吸入并在它们穿过隧道124时，将热量传递到将因此而被预热的炉料。
在这种情况下，在顶盖13的排气口21被相应的封闭元件封闭或在任何情况下都被密封。
提供第一进给组102a用于将固态炉料单独或相互地混合进给到炉10中，这种炉料包括废料、DRI、固态铸铁。
如果固态炉料不形成过程原料的混合物，或者仅通过顶盖13引入这种混合物，则第一进给组102a不存在并且第一进口17a被相应封闭元件封闭或在任何情况下都被密封。
用于连续进给固态炉料并且可以与形成在顶盖13中的炉料口20可移除地相关联的第二进给组102b例如包括传送带或传送机，其被安装在顶盖13之上并被定位成使得它们的排放端与至少一个炉料口20连通。
通过顶盖13进给的固态材料通常包括小尺寸原料，例如磨碎的废料、DRI或HBI(在室温下为(DRI)，如果从贮存库沉积物收集，或在高温下为(HDRI或HBI)，如果它直接来自集成在设备100中的生产设备而没有中间贮存库)和/或除渣添加剂(通常是石灰、多洛石灰等)、燃料添加剂(煤炭)、合金材料。
优选用于连续进给熔融态材料并且可以与在上部壳体12中获得的第二进口17b(通过其进给熔融态材料)可移除地相关联的进给组103a由定量给料装置组成，该定量给料装置用于控制液态铸铁或其它熔融材料引入炉10中。
它包括支撑结构130，在其上定位容纳熔融态炉料(通常为铸铁)的钢包131或其它容器，并且被倾斜成将液态炉料浇入通道132，该通道132的排放端与上部壳体12的第二进口17b连通。
钢包131的倾斜借助于合适的控制系统进行控制，以便调节铸铁进给到炉10的流速。所述流速可以保持为恒定值，也可以遵循取决于过程要求的随时间的一定趋势。例如，控制系统可以包括液压致动器133等，关于由用于直接或间接检测钢包131的重量或在任何情况下的内容的检测装置(例如称重传感器、光学测量装置、用于测量液压致动器内的压力的仪表、倾斜计等)所揭示的信号进行控制。
如果形成炉炉料的原料不包含液态炉料，则相关进给模块103和对应的进给组103a不存在，并且上部壳体12的第二开口17b被相应的可移除型封闭元件封闭或在任何情况下都被密封。
如上所示，还可以提供固态炉料的进给模块，其通过顶盖13或在任何情况下通过容器的敞开顶将固态炉料分批进给到炉10中。该模块可包括例如已知的筐式炉料组。
应当指出，所有的模块和固态或液态炉料的相关进给组都相对于过程要求进行控制和试用。
如果设备100在连续模式下运行，则可以根据炉料的种类或重量相对于过程要求调节各种炉料的进给速度：各种材料的进给速度通常遵循预定义的时间趋势。
用于提取在熔融金属的生产过程期间在炉10内产生的烟气并且可以与在顶盖13中形成的排气口21可移除地相关联的提取模块105是已知类型的，因此不描述详情。
特别地，当不通过第一进给组102a提取烟气以预热由第一进给组102a进给的固态炉料时，所述提取模块105存在。
如已经提到的那样，特别地，如果炉10在转化器模式下使用，则可以密封所有开口(除了排气口21以外的除渣口15、出铁口16、第一进口17a、第二进口17b、炉料口20)和/或它们与相关铸造和造渣系统以及模块或进给组的连接，以便至少部分地回收在还原过程的某些阶段期间产生的富含CO的气体，其可以在其他炼钢过程中用作燃料(具有低热值)。
此外，提取模块105可以方便地装备有离开例如用于借助于各种系统产生蒸汽的炉的气体的热能回收系统，其尤其包括“冷却管”系统(ECS–蒸发冷却系统)和热交换器(WHB–废弃物余热锅炉)。
从炉10中提取的烟气的热能也可以在不严格链接到炼钢过程化学过程中回收；所述烟气的热量例如可以在用于裂解碳氢化合物以生产可燃流体的化学反应器中回收。
如上所述，设备100是模块化型的并且可以相关于电能的可用性和可用原材料的类型灵活地配置用于进行熔融态钢或铸铁的生产过程。
设备100通常可以以两种主要配置来设置。
在第一种配置中，设备100被设置成具有高短期灵活性，即，以允许其结构在不同运动之间变化(其中每个活动包括几百次铸造的周期，相当于操作几周)。在这种情况下，上部壳体12的尺寸被设计成使得炉10适应于作为转化器操作(即H的范围为从0.8D至1.25D)，并且它不会在炉10在两个主要操作模式(即EAF/转化器)之间的通道中被替换。利用炉10尤其是上部壳体12的这种尺寸设计，即使存在特别的反应过程(当炉10在转化器模式下运行时，普遍由液态铸铁的炉料减少)，可以避免后续可能发生的高起泡(抵靠顶盖13在烟气排气口21的口部发射熔融材料)。
在第二种配置中，设备100被设置成在几十个活动的顺序方面具有高长期灵活性。在这种情况下，炉10特别是上部壳体12最初尺寸被设计成用于在转化器中或EAF模式下运行，并且随后当操作模式改变时被替换或在任何情况下被更改。通常，炉10最初被配置为普遍地作为转化器操作并且随后被更改以普遍地作为EAF操作。例如，这在设备100安装在具有铸铁的高整体循环生产(在鼓风炉中)并在其中废钢价格变为有竞争力的国家时发生。
因此，设备100可以短期或长期地适应于能源和原材料的可用性，而不用彻底更新整个设备，仅添加或替换所需模块就行了。
下面描述该设备100的一些可能的配置。
该设备100可以被配置为用于从原料的混合物开始的钢铁生产，该混合物构成为普遍由废料组成的整个固态炉料，该废料可以与连续进给到炉10的DRI、HDRI、HBI和/或生铁混合。
因此，在这种情况下，炉10被配置成用于在EAF模式下运行，并且最好但并非必须地，上部壳体12的尺寸被设计成使容器的总高度H的范围为从0.70D到0.80D，其中D是下部壳体11的直径。
顶盖13的通道口18与完成元件19(耐火顶盖“Δ形”)相关联，相应电极E可以通过其贯通孔插入。
顶盖13的排气口21封闭，而顶盖13的炉料口20打开，以便通过炉料口20进给固态炉料，诸如DRI、磨碎的废料和/或合金材料和/或添加剂。
上部壳体12的第一进口17a打开，以用于通过其进给固态炉料(可能与DRI和/或生铁混合的废料)，而用于进给熔融态炉料的可能的第二进口17b封闭。
因此，该设备100包括以下活跃操作模块：
-电源模块101，
-固态炉料进给模块102，用于将固态炉料连续进给到炉10中，并且又包括：
-第一进给组102a，最好是类型的，其与第一进口17a联接，该第一进口17a用于通过其进给固态炉料(可能与DRI和/或生铁混合的废料)，
-第二进给组102b，用于通过其连续进给固态炉料(DRI、磨碎的废料、合金材料)并且联接于该顶盖13的用于通过其进给固态炉料的炉料口20。
在设备100的这种配置中，在生产过程期间在炉10内产生的烟气通过第一进给组102a排出，用于预热相应固态炉料。
在设备100的这种配置中，液态炉料进给模块103不存在或在任何情况下不活跃。
如此配置的设备100适合于从连续进给在EAF模式下运行的炉的固态原料的混合物开始连续生产钢。
在替代配置实施例中，设备100被配置为用于仅从通过顶盖13普遍分批进给的固态原料的混合物开始生产钢，并且炉10在EAF模式下运行。在这种情况下：
-容器最好但不是必须具有范围为从0.70D到0.80D的总高度H，
-顶盖13的通道口18与完成元件19(耐火顶盖“Δ形”)相关联，相应电极E可以通过完成元件19的贯通孔19a插入，
-顶盖13的排气口21是打开的，并且
-上部壳体12的两个进口17a、17b被封闭。
设备100包括以下活跃操作模块：
-电源模块101，
-除了用于通过顶盖13的炉料口20进给固态炉料(DRI、合金材料等型的炉料)的第二进给组102b之外，还有至少用于通过顶盖13打开的容器顶部分批进给(例如用筐)固态炉料(特别是废料)到炉10中的固态炉料进给模块，
-在炉10内产生的烟气的提取模块105，其与顶盖13的排气口21相关联。
在设备100的这种配置中，固态炉料包括例如DRI和废料和固态生铁和可能含有粘结剂的废料的混合物。
在设备100的这种配置中，液态炉料进给模块103和用于连续进给固态炉料的第一进给组102a不存在或在任何情况下不活跃。
这样配置的设备100适合于从分批进给到在EAF模式下运行的炉中的固态原料的混合物开始的钢铁生产。
在另一可能的替代配置中，设备100可以被设置用于从由量值等于或高于25％的固态炉料和量值等于或低于75％的液态炉料所构成的原料混合物开始生产钢。
固态炉料普遍由可与连续进给到炉10中的DRI和/或生铁混合的废料组成。
液态炉料由连续进给到炉中的液态铸铁构成。
在这种情况下：
-顶盖13的通道口18打开，并与用于供至少一个电极通过的完成元件19(耐火顶盖“Δ”)相关联，
-顶盖13的排气口21被封闭，而顶盖13的用于通过其进给固态炉料的炉料口20是打开的，
-上部壳体12的用于通过其进给固态炉料的第一进口17a是打开的，并且上部壳体12的用于通过其进给熔融态炉料的第二进口17b也是打开的。
设备100包括以下活跃操作模块：
-电源模块101，
-固态炉料进给模块，其又包括：
-类型的第一进给组102a，其与用于通过其进给固体炉料的第一进口17a相关联，
-第二进给组102b，其与用于通过其进给固体炉料的炉料口20相关联，
-熔融态炉料进给模块103，其进给组103a与用于通过其进给熔融态炉料的第二进口17b相关联。
在所述熔融金属的生产过程期间在炉内产生的烟气通过第一进给组102a排出，以用于预热相应固态炉料。
图7示出如上述那样配置的用于从由约90％的固态炉料和10％的液态炉料构成的原料混合物开始生产钢的设备100。
图8示出了图7的设备100的变体，被配置成用于从由约50％的固态炉料和50％的液态炉料构成的原料混合物开始生产钢。
这种变体与图7中的设备100的不同之处在于，第一进给组102a的长度。
在另一可能的替代配置中，设备100可以设置用于仅从通过顶盖13分批进给的量值等于或高于25％的固态炉料和量值等于或低于75％的液态炉料构成的原料混合物开始生产钢。
固态炉料普遍由可与连续进给到炉10中的DRI和/或生铁混合的废料组成。
液态炉料由连续进给到炉中的液态铸铁构成。
在这种情况下：
-顶盖13的通道口18是打开的，并且与用于供至少一个电极通过的完成元件19(耐火顶盖“Δ”)相关联，
-顶盖13的排气口21是打开的，并且顶盖13的用于通过其进给固态炉料的炉料口20也是打开的，
上部壳体12的用于通过其进给固态炉料的第一进口17a被封闭，而上部壳体12的用于通过其进给熔融态炉料的第二进口17b是打开的。
设备100包括以下活跃操作模块：
-电源模块101，
-除了用于通过顶盖13的炉料口20进给固态炉料(DRI等型的)的第二进给组102b中之外，还有至少用于通过顶盖13打开的容器顶部分批进给(例如用筐)固态炉料(特别是废料)到炉10中的固态炉料进给模块，
-炉10内产生的烟气的提取模块105，其与顶盖13的排气口21相关联，
-熔融态炉料进给模块103，其进给组103a与用于通过其进给熔融态炉料的第二进口17b相关联。
在设备100的这种配置中，固态炉料包括例如DRI和废料或固态生铁和可能含有粘结剂的废料的混合物。
在这种配置中，用于连续进给固态炉料的第一进给组102a不存在或在任何情况下不活跃。
在熔融金属的生产过程期间在炉内产生的烟气通过顶盖13的排气口21和与之相关联的烟气抽取模块105排出。
在另一个可能的配置中，设备100被配置为用于从由碳含量≥5％的DRI组成的固态炉料开始生产铸铁。
在这种情况下：
-容器最好但不是必须具有范围为从0.70D到0.80D的总高度H，
-顶盖13的通道口18是打开的，并且与用于供至少一个电极E通过的完成元件19(耐火顶盖“Δ”)相关联，
-顶盖13的排气口21是打开的，
-顶盖13的炉料口20打开用于通过其进给固态炉料，
-上部壳体12的进口17a、17b被封闭或在任何情况下不存在。
在这种配置中，设备100包括以下活跃操作模块：
-电源模块101，
-固态炉料进给模块，用于通过顶盖和/或通过顶盖13的炉料口20将固态炉料进给到炉中，所述模块特别包括至少第二进给组102b，用于通过顶盖13的炉料口20进给固态炉料，
-烟气提取模块105，其与排气口21相关联。
用于连续进给固态炉料的第一进给组102a和用于进给液态炉料的模块103不存在或在任何情况下不活跃。
在另一个可能的配置中，设备100被配置用于从由量值等于或低于25％的固态炉料和量值等于或高于75％的液态炉料构成的原料混合物开始生产钢。
固态炉料以单独形式或以百分比等于或小于总炉料的25％而相互混合的混合物形式包括DRI、HDRI、HBI、固态生铁和废料并且被连续进给到炉10中。
液态炉料由优选并基本上连续进给到炉中的液态铸铁组成。
在这种情况下：
-容器最好但不是必须具有范围为从0.80D到1.25D的总高度H，
-顶盖13的通道口18被封闭，
-顶盖13的排气口21被封闭，
-顶盖13的炉料口20打开用于通过其进给固态炉料，
-上部壳体12的第一进口17a打开用于通过其连续进给固态炉料，并且
-上部壳体12的第二进口17b打开用于通过其连续进给熔融态炉料。
在这种配置中，设备100包括以下活跃操作模块：
-固态炉料进给模块102，其又包括：
-型的第一进给组102a，其与用于通过其进给固体炉料的第一进口17a相关联，
-第二进给组102b，其与顶盖13的用于通过其进给固态炉料的炉料口20相关联，
-熔融态炉料进给模块103，其包括进给组103a，该进给组103a与用于通过其进给熔融态炉料的第二进口17b相关联。
在炉内产生的烟气通过第一进给组102a排出，用于预热相应固态炉料。
在这种情况下，由于液态铸铁的百分比高，电源模块101不存在或者在任何情况下都不活跃。
这种类型的可能的配置示出在图9中。
在另一可能的替代配置中，设备100被配置用于从由量值等于或低于25％的固态炉料和量值等于或高于75％的液态炉料组成的原料混合物开始生产钢，其中固态炉料排他地通过炉的顶盖进给。
相对于上面参考图9所描述的配置，在这种情况下，第一进气口17a被封闭，并且第一进给组102a不存在或在任何情况下不活跃，烟气通过与提取模块105相关联的顶盖的排气口21排出。
在上述所有施例中，其喷射器22喷射氧气和其它气体或粉末原料(石灰、碳、多洛石灰等)到炉10中的喷射组是活跃的。
在实践中已经发现，根据本发明的炉和设备已经实现了预期目标。
如此构思的炉和设备可以进行许多更改和变化，所有这些更改和变化都落入本发明的范围内，此外，所有的细节可以由技术上等效的元素替代。
在实践中，所使用的材料以及尺寸可根据技术要求而改变。

Claims (19)

1.一种能转化成电弧炉或转化器的冶金炉(10)，其用于进行生产熔融态金属特别是钢或铸铁的生产过程，其特征在于，所述冶金炉包括：
-容器，该容器包括：
-下部壳体(11)，其用于容纳金属熔池，所述金属熔池由熔融金属和炉渣上覆层组成，其中所述下部壳体(11)被倾斜地支撑并设置有用于排出覆盖熔融金属的炉渣的除渣口(15)和用于放出熔融金属的出铁口(16)，
上部壳体(12)，其可移除地定位在所述下部壳体(11)上，并设置有至少一个进口(17a、17b)，用于通过其进给固态或熔融态炉料，
封闭顶盖(13)，其用于所述容器的上部封闭，其中所述封闭顶盖(13)可移除地定位在所述上部壳体(12)上方并设置有通道口(18)和至少一个炉料口(20)，该通道口用于供至少一个电极(E)通过，而该炉料口(20)用于通过其进给固态炉料，
其中所述进口(17a、17b)、所述通道口(18)、所述炉料口(20)中的至少一个被封闭或者能与可移除型封闭元件相关联，
其中所述下部壳体(11)具有直径D，并且所述容器的总高度H的范围为从0.70D至1.25D，如果所述炉用作电弧炉则优选范围为从0.70D至0.80D，而如果所述炉被用作转化器则优选范围为从0.80D到1.25D。
2.根据权利要求1所述的冶金炉(10)，其特征在于，若S表示以平方米为单位的所述金属熔池的自由表面的延伸部，则其满足这样的条件：根据该条件，若R是在用于生产钢或铸铁的金属熔池脱碳期间产生的一氧化碳的单位为立方米/分钟的流速(PCO)与所述延伸部S之间的比率，则所述比率R(PCO/S)≥16。
3.根据权利要求1或2所述的冶金炉(10)，其特征在于，若Lbmax表示能由所述下部壳体(11)容纳的金属熔池所达到的最高水平，则Lbmax与所述除渣口(15)的下边缘之间的竖向距离h的范围为从0.055D到0.077D。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的冶金炉(10)，其特征在于，若Lbmax表示能由所述下部壳体容纳的金属熔池所达到的最高水平，则Lbmax与所述至少一个进口(17a)的下边缘之间的竖向距离h'的范围为从1.6米到2.2米，其中提供所述进口用于通过其输入固态炉料。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的冶金炉(10)，其特征在于，所述顶盖(13)相对于所述上部壳体(12)的最大高度dmax的范围为从0.9m至2m。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的冶金炉(10)，其特征在于，所述上部壳体包括：
-第一进口(17a)，其用于通过其进给固态炉料并且能与用于连续进给所述固态炉料的第一进给组(102a)相关联，和/或
-第二进口(17b)，其用于通过其进给熔融态炉料并且能与用于连续进给所述熔融态炉料的进给组(103a)相关联，
其中所述第一进口(17a)和/或所述第二进口(17b)能与相应的可移除型封闭元件相关联。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的冶金炉(10)，其特征在于，所述冶金炉包括所述封闭顶盖(13)的完成元件(19)，其能与用于供至少一个电极(E)通过的所述通道口(18)可移除地相关联，其中所述完成元件(19)包括用于供至少一个电极通过的至少一个贯通孔(19a)。
8.根据权利要求7所述的冶金炉(10)，其特征在于，所述冶金炉包括封闭体(23)，其可移除地与所述封闭顶盖(13)或所述完成元件(19)相关联，用于分别封闭所述通道口(18)或所述至少一个贯通孔(19a)。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的冶金炉(10)，其特征在于，所述冶金炉包括一喷射组，其用于将过程流体或粉末喷射到所述炉中，其中所述喷射组包括至少三个喷射器(22)。
10.根据权利要求9所述的冶金炉(10)，其特征在于，所述喷射组与所述上部壳体(12)或所述封闭顶盖(13)相关联。
11.一种模块化冶金设备(100)，其用于进行熔融金属特别是钢或铸铁的生产过程，所述模块化冶金设备包括根据前述权利要求中的一项或多项所述的冶金炉(10)和选自一组的至少一个操作模块，该组包括：
-电源模块(101)，其用于向所述金属熔池供给电能并且包括至少一个电极(E)，所述电极通过所述封闭顶盖(13)的所述通道口(18)可移除地插入所述容器中，
-用于进给固态炉料的进给模块(102)，其用于将固态炉料连续进给到所述炉中并且还包括至少一个选自以下各进给组的固态炉料进给组：
-用于连续进给所述固态炉料的第一进给组(102a)，其能与形成在所述上部壳体(12)中的用于通过其进给固态炉料的所述第一进口(17a)可移除地相关联，
-用于连续进给所述固态炉料的第二进给组(102b)，其能与在所述封闭顶盖(13)中获得的用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)可移除地相关联，
-熔融态炉料进给组(103)，其用于将熔融态炉料进给到所述炉中并且包括用于进给熔融态材料的进给组(103a)，其能与在所述上部壳体(12)中获得的用于通过其进给熔融态炉料的所述第二进口(17b)可移除地相关联，
-固态炉料进给模块，其用于通过在所述封闭顶盖(13)中获得的所述至少一个炉料口(20)将固态炉料分批进给到所述炉中，
-烟气提取模块(105)，其用于提取在所述熔融金属的生产过程期间在所述炉内产生的烟气并且能够与在所述封闭顶盖(13)获得的所述排气口(21)可移除地相关联。
12.根据权利要求11所述的冶金炉(100)，用于生产钢或铸铁，其中，所述熔融态炉料是熔融态铸铁，并且其中所述固态炉料以单独形式或以两种或更多种相互混合的形式包括废料、DRI(直接还原铁)、HDRI(热直接还原铁)、生铁和HBI(热压块铁)，其中进给到所述炉中的炉料单独地或相互混合地包括熔融态炉料和/或固态炉料。
13.根据权利要求12所述的冶金设备(100)，用于仅从固态炉料开始生产钢，其中：
-所述冶金炉的封闭顶盖(13)使所述通道口(18)打开并且与一完成元件(19)相关联，该完成元件包括至少一个贯通孔(19a)，用于供至少一个电极(E)通过，所述排气口(21)封闭并且用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)打开，
-所述上部壳体(12)使用于通过其进给固态炉料的第一进口(17a)打开，并且可能的用于通过其进给熔融态炉料的第二进口(17b)封闭，并且
其中所述冶金设备(100)包括以下活跃操作模块：
-用于所述金属熔池的电源模块(101)，其包括至少一个电极(E)，该电极能通过所述完成元件(19)的所述贯通孔(19a)可移除地插入所述容器中，
-固态炉料进给模块(102)，其用于将固态炉料连续进给到所述炉中，其又包括：
-第一进给组(102a)，其用于连续进给所述固态炉料，并与在所述上部壳体(12)中获得的用于通过其进给固态炉料的所述第一进口(17a)相关联，其中所述固态炉料是废料或废料和固态生铁的混合物，
-第二进给组(102b)，其用于连续进给所述固态炉料，并与在所述顶盖中获得的用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)相关联，其中所述固态炉料是单独的或彼此混合的DRI或固态铸铁或粘结剂，
其中在生产过程期间在所述炉内产生的烟气通过所述第一进给组(102a)排出，用于预热相应固态炉料。
14.根据权利要求12所述的冶金设备(100)，其用于仅从固态炉料开始生产钢，其中：
-所述冶金炉的所述封闭顶盖(13)使所述通道口(18)打开并且与一完成元件(19)相关联，该完成元件包括至少一个贯通孔(19a)，用于供至少一个电极(E)通过，所述排气口(21)打开并且用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)打开，
所述上部壳体(12)使用于通过其进给固态炉料或熔融态炉料的所述至少一个进口(17a、17b)封闭，并且
其中所述冶金设备(100)包括以下活跃操作模块：
-用于所述金属熔池的电源模块(101)，其包括至少一个电极(E)，该电极能通过所述完成元件(19)的所述贯通孔(19a)可移除地插入所述容器中，
-至少一个固态炉料进给模块，其用于通过在所述封闭顶盖(13)中获得的所述至少一个炉料口(20)和/或通过借助封闭顶盖(13)打开的所述容器的顶部，将固态炉料分批进给到所述炉中，
-烟气提取模块(105)，其用于提取在所述熔融金属的生产过程期间在所述炉内部产生的烟气，并且与在所述封闭顶盖(13)中获得的所述排气口(21)相关联，
其中所述固态炉料包括DRI和废料或固态生铁和废料的混合物。
15.根据权利要求12所述的冶金设备(100)，用于仅从固态炉料开始生产铸铁，其中：
-所述冶金炉的封闭顶盖(13)使所述通道口(18)打开，用于通道至少一个电极(E)，所述排气口(21)打开，并且用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)打开，
-所述上部壳体(12)使用于通过其进给固态或熔融态炉料的所述至少一个进口(17a、17b)封闭，并且
其中所述冶金设备(100)包括以下运行模块：
-用于所述金属熔池的电源模块(101)，其包括至少一个电极(E)，其能够通过所述封闭顶盖(13)的所述通道口(18)可移除地插入所述容器，
-固态炉料进给模块，其用于通过在所述封闭顶盖(13)中获得的所述至少一个炉料口(20)和/或通过借助封闭顶盖(13)打开的所述容器的顶部，将固态炉料进给到所述炉中，
-烟气提取模块(105)，其用于提取在所述熔融金属的生产过程期间在所述炉内产生的烟气，并且与在所述封闭顶盖(13)中获得的所述排气口(21)相关联，
其中所述固态炉料由与可能的粘结剂混合的具有高于或等于5％的碳百分比的DRI组成。
16.根据权利要求12所述的冶金设备(100)，用于从固态和液态炉料开始生产钢，其中：
-所述冶金炉的封闭顶盖(13)使用于供至少一个电极通过的所述通道口(18)封闭，所述排气口(21)封闭，并且用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)打开，
-所述上部壳体(12)使用于通过其进给固态炉料的第一进口(17a)打开，并且使用于通过其进给熔融态炉料的第二进口(17b)打开，并且
其中所述冶金设备(100)包括以下活跃操作模块：
-固态炉料进给模块(102)，其用于将固态炉料连续进给到所述炉中，并且还包括：
-第一进给组(102a)，其用于连续进给固态炉料，并且与在所述上部壳体(12)中获得的用于通过其进给固态炉料的所述第一进口(17a)相关联，
-第二进给组(102b)，其用于连续进给固态炉料，并且与在所述封闭顶盖(13)中获得的用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)相关联，
其中所述固态炉料以单独或相互混合的方式包括等于或低于总炉料的25％的百分比的DRI、HDRI、HBI、固态生铁和废料，并且
其中在所述熔融金属的生产过程期间在所述炉内产生的烟气通过所述第一进给组(102a)排出，用于预热相应固态炉料，
-熔融态炉料进给模块(103)，其用于在所述炉内进给熔融态炉料，并且包括熔融态炉料进给组(103a)，其与在所述上部壳体(12)中获得的用于通过其进给熔融态炉料的第二进口(17b)相关联，所述熔融态炉料由等于或高于总炉料的75％的百分比的熔融铸铁组成。
17.根据权利要求12所述的冶金设备(100)，用于从固态和液态炉料开始生产钢，其中：
-所述冶金炉的封闭顶盖(13)使用于供至少一个电极通过的所述通道口(18)封闭，所述排气口(21)打开，并且用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)打开，
-所述上部壳体(12)使用于通过其进给熔融态炉料的进口(17b)打开，用于通过其进给固态炉料的可能的进口(17a)封闭，并且
其中所述冶金设备(100)包括以下活跃操作模块：
-至少一个固态炉料进给模块，用于通过在所述封闭顶盖(13)中获得的至少一个炉料口(20)和/或通过借助所述封闭顶盖(13)打开的所述容器的顶部将固态炉料分批进给到所述炉中，其中所述固态炉料以单独或相互混合的方式包括等于或低于总炉料的25％的百分比的DRI、HDRI、HBI、固态生铁和废料，以及
-熔融态炉料进给模块(103)，其用于将熔融态炉料进给到所述炉中并且包括用于进给熔融态炉料的进给组(103a)，其与在上部壳体(12)中获得的用于通过其进给熔融态炉料的所述进口(17b)相关联，所述熔融态炉料由等于或高于总炉料的75％的百分比的熔融铸铁组成。
18.根据权利要求12所述的冶金设备(100)，用于从固态和液态炉料开始生产钢，其中：
-所述冶金炉的封闭顶盖(13)使用于供至少一个电极通过的所述通道口(18)打开，所述排气口(21)封闭，并且用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)打开，
-所述上部壳体(12)使用于通过其进给固态炉料的第一进口(17a)打开，且用于通过其进给熔融态炉料的第二进口(17b)打开，并且
其中所述冶金设备(100)包括以下活跃操作模块：
-用于所述金属熔池的电源(101)，其包括至少一个电极，其能通过所述封闭顶盖(13)的所述通道口(18)可移除地插入所述容器中，
-固态炉料进给模块(102)，其用于将固态炉料连续进给到所述炉中，并且还包括：
-第一进给组(102a)，其用于连续进给所述固态炉料并且可移除地与在所述上部壳体(12)中获得的用于通过其进给固态炉料的所述第一进口(17a)相关联，
-第二进给组(102b)，其用于连续进给固态炉料并且可移除地与在所述封闭顶盖(13)中获得的用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)相关联，
其中所述固态炉料以单独或相互混合的方式包括等于或高于总炉料的25％的百分比的DRI、HDRI、HBI、固态生铁和废料，并且
其中在所述熔融金属的生产过程期间在所述炉内产生的烟气通过所述第一进给组(102a)排出，用于预热相应固态炉料，
-熔融态炉料进给模块模块(103)，其用于将熔融态炉料进给到所述炉中并且包括用于进给熔融态炉料的进给组(103a)，其与在所述上部壳体(12)中获得的用于通过其进给熔融态炉料的所述第二进口(17b)相关联，所述熔融态炉料由等于或低于总炉料的75％的百分比的熔融铸铁组成。
19.根据权利要求12所述的冶金设备(100)，用于从固态和液态炉料开始生产钢，其中：
-所述冶金炉的封闭顶盖(13)使用于供至少一个电极(E)通过的所述通道口(18)打开，所述排气口(21)打开，并且用于通过其进给固态炉料的所述至少一个炉料口(20)打开，
-所述上部壳体(12)使用于通过其进给熔融态炉料的进口(17b)打开，可能的用于通过其进给固态炉料的所述进口(17a)封闭，并且
其中所述冶金设备(100)包括以下活跃操作模块：
-用于所述金属熔池的电源(101)，其包括至少一个电极，该电极能通过所述封闭顶盖(13)的所述通道口(18)可移除地插入所述容器中，
-固态炉料进给模块，其用于通过在所述封闭顶盖(13)中获得的所述至少一个炉料口(20)和/或通过所述封闭顶盖打开的所述容器的顶部将固态炉料分批进给到所述炉中，其中所述固态炉料以单独或混合的方式包括等于或高于总炉料的25％的百分比的DRI、HDRI、HBI、固态生铁和废料，以及
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