CN1233978C - 更换炉衬的方法和用于进行直接熔炼工艺的熔炉 - Google Patents

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Abstract

一种更换熔炉耐火炉衬的方法及一种熔炉，所说熔炉用于进行一种基于熔化的直接熔炼工艺，在要求熔池温度至少1000℃的条件下生产熔融金属。所说熔炉具有一个耐火衬的炉底，一个至少具有部分耐火衬的侧壁，和一个顶壁，以及至少两个到熔炉内部的进口，这里在停止直接熔炼工艺操作之后，更换炉衬的方法包括如下步骤：冷却熔炉，通过进口进入到熔炉内部，重砌炉衬，在21天或更少天数的时间周期后重新开始工艺操作。

Description

更换炉衬的方法和用于进行直接熔炼工艺的熔炉
技术领域
本发明涉及一种更换熔炉耐火炉衬的方法，所说熔炉用于进行一种基于熔化的直接熔炼工艺，在要求熔池温度至少1000℃的条件下生产熔融金属。
本发明特别但决不专门涉及一种更换熔炉耐火材料炉衬的方法，所说熔炉用于实现基于熔池的Hismelt直接熔炼工艺。
本发明也涉及一种耐火炉衬的熔炉，该熔炉是根据本发明更换炉衬的方法构造的。
背景技术
术语“直接熔炼工艺”应该理解成一种从金属供应料例如铁矿石和部分还原铁矿石直接生产熔融金属的工艺。
一种已知的直接熔炼工艺是基于使用电炉作为熔化反应的主要能源。
另一种已知的直接熔炼工艺，一般称之为Romelt工艺，是基于使用大容积、高搅拌熔渣池作为将顶装金属氧化物熔化成金属的媒介，并根据需要，将后燃烧气体反应产生的热量传递作为连续熔化金属氧化物所需热量。
另一种已知的直接熔炼工艺是基于熔渣的，一般称作“厚”渣工艺。这些工艺如DIOS和AISI工艺是基于形成一个厚的熔渣层，其具有一些区域，这些区域包括：用于喷氧的后燃烧反应气体的上部区域；用于将金属氧化物熔炼成金属的下部区域；和一个将上部区域和下部区域分开的中间区域。
Hismelt直接熔炼工艺依赖于作为反应介质的熔融金属层，它包括如下步骤：
(a)在熔炉中形成一个熔融金属和熔渣的熔池；
(b)将下列物质喷入熔池
(i)金属供给料，一般是金属氧化物；和
(ii)固体碳料，一般为焦炭，它作为金属供给料的还原剂以及能源；和
(c)在金属层中将金属供给料熔炼成金属。
Hismelt工艺也包括在具有含氧气体的熔池上方的空间里，从熔池中释放出的后燃烧反应气体如一氧化碳和氢气，并将由后燃烧所产生的热量传递给熔池，以提供熔炼金属供给料所需要的热量。
Hismelt工艺也包括在名义上的熔池静止表面上方形成一个过渡区，在该区域具有大量的先上升后下降的熔融材料的飞溅、液滴或液流，这些熔融材料提供了一种有效的介质来将由熔池上方后燃烧反应气体所产生的热能传输给熔池。
本申请人在国际申请PCT/AU99/00538中描述了一种Hismelt工艺的优选方式，在这里结合此国际申请所披露的内容作为参照。
有许多已知熔炉能实现上述和其他已知的基于熔池的直接熔炼工艺。
例如，本申请人在国际申请PCT/AU99/00537中所描述的用于实现Hismelt工艺的熔炉。该国际申请中所披露的内容在此作为参照。
与直接熔炼工艺经济性相关的一个因素是用于完成此工艺的熔炉所需要的更换炉衬的时间。在此期间熔融金属生产必须停止。
在Hismelt工艺的情况下，本申请人认为，局部更换炉衬需要每年一次，而整体更换炉衬需要两年一次。术语熔炉的“局部换衬”应该理解为更换熔炉侧壁上的耐火材料和有选择地进行一些炉膛修补/熔炉上部修补从而修补熔炉的这些部分。
术语熔炉的“整体换衬”应理解为更换侧壁的耐火材料和更换炉底的耐火材料以及更换侧壁和顶壁中的水冷板。
发明内容
根据本发明，提供了一种更换熔炉炉衬的方法，所说熔炉用于实现直接熔炼工艺，在要求熔池温度至少1000℃的条件下生产熔融金属，所说熔炉具有一个耐火衬的炉底，一个至少具有部分耐火衬的侧壁，和一个顶壁，以及至少两个到熔炉内部的进口，这里在停止直接熔炼工艺操作之后，更换炉衬的方法包括如下步骤：冷却熔炉，通过进口进入到熔炉内部，重砌炉衬，在21天或更少天数的时间周期后重新开始工艺操作。
停炉周期最好为20或更少的天数。停炉周期更好为18或更少的天数。
停炉周期更好为15或更少的天数。
最好在熔炉炉膛区的熔炉侧壁上至少有一个进口以及在熔炉的上部至少有一个进口。
最好在熔炉炉膛区有两个侧壁进口，且在熔炉的上部至少有一个进口。
侧壁进口最好是直接相对的。
侧壁进口最好在侧壁上是可关闭的门形式。
最好在熔炉的炉底还有一个进口。
最好所说熔炉包括至少一个穿过侧壁延伸的固体喷枪，和至少一个用于将含氧气体喷射到熔炉上部区域的喷枪。
最好熔炉的侧壁包括水冷板。
最好熔炉的顶壁包括水冷板。
最好所说熔炉包括一个前炉。
如上所述构造的熔炉，冷却熔炉的步骤最好在24小时或更少的时间内完成。
最好冷却熔炉的步骤包括强制对流冷却或激冷。在没有进行这样特殊步骤情况下，工人进入熔炉开始常规砌衬之前所必须的冷却周期可能长达数天，整个砌衬时间很可能超过一个月。
另外，最好通过进口进入熔炉内部的步骤，在局部更换炉衬的情况下在30小时或更短时间内完成，在整体更换炉衬的情况下在54小时或更短时间内完成。
一般地，在局部更换炉衬和整体更换炉衬的通过进口进入熔炉内部的步骤中，包括将熔炉与供料源隔离、拆除喷枪/管和打开进口。
此外，最好重砌炉衬的步骤，在局部更换炉衬的情况下在370小时或更短时间内完成，在整体更换炉衬的情况下在492小时或更短时间内完成。
一般地，在局部更换炉衬中重砌炉衬的步骤包括：拆除现有的耐火炉衬、在侧壁上安装安全炉衬、在安全炉衬上安排热面炉衬、在安全炉衬上安装熔渣区炉衬、安装喷枪/管、将熔炉与供料源连接。
最好安全炉衬包括一个外部的永久炉衬和一个内部的可更换耐火砖炉衬，安装安全炉衬的步骤包括修补永久炉衬和砌一个新的可更换耐火砖炉衬。
最好热面炉衬和渣区炉衬是用耐火砖砌成的。
一般地，在整体更换炉衬中重砌炉衬的步骤包括上述局部更换炉衬的步骤，还包括如下步骤：在侧壁和顶壁中更换水冷板、拆除和更换前炉和安装耐火炉底。
最好在顶壁中更换水冷板的步骤包括拆除顶壁、更换顶壁中的水冷板，然后在熔炉上重新安装顶壁。
最好在整体更换炉衬中重砌炉衬的步骤包括，在前炉和熔炉之间砌一个前炉连接，并利用延伸到熔炉内的前炉连接的砌砖作为一个基础，该基础用于为可更换的安全炉衬和热面炉衬的砌砖。
最好安装耐火炉底的步骤包括铺一层或多层预制耐火砖作为底层地板，并在底层地板上铺一个顶层耐火砖。
最好更换炉衬后重新开始直接熔炼工艺操作在96小时或更短时间内完成。
最好更换炉衬的步骤包括：在熔炉的炉膛区上方安装一个安全平台，该平台将熔炉分成两个工作区，一个在安全平台的上面，另一个在安全平台的下面，因此更换炉衬的工作可以同时在两个工作区内进行。
最好更换炉衬的步骤包括：在平台上安装一个组件，该组件能够支撑和升降水冷板，并根据需要利用该组件从侧壁或顶壁上拆除水冷板，以及在侧壁或顶壁上安装更换的水冷板。
根据本发明，还提供了一种用于进行直接熔炼工艺的熔炉，该熔炉包括：一个限定了炉底的基座，一个侧壁，一个顶壁，一个排气管道，至少一个穿过侧壁延伸的固体喷枪/管，至少一个用于将含氧气体喷进熔炉上部区域的喷枪，一个至少在熔炉炉膛区的耐火炉衬，所说炉膛区在熔炼工艺操作期间容纳熔融金属，以及在炉膛区侧壁上至少有一个进口。
所说熔炉最好在熔膛区侧壁上有两个进口。
所说熔炉最好在炉底上有一个进口。
最好所说炉底进口是一个可拆除的塞子。
最好所说熔炉有一层或多层预制耐火砖，所说耐火砖形成一底层地板，在底层地板上有一个顶层耐火砖。
最好顶壁可从熔炉上拆除。
最好包括一个用于从熔炉排出熔融金属的前炉。
最好前炉能从熔炉上拆开。
附图说明
下面通过实施例参考附图对本发明进行进一步描述：
图1是适于进行Hismelt熔炼工艺的熔炉的垂直剖面图；
图2是沿图1中2-2线的剖面图；
图3是沿图1中3-3线的剖面图；
图4至图7是图1至图3所示熔炉的垂直剖面图，该熔炉具有可从熔炉拆除的含氧气体和固体喷枪/管-如在更换炉衬期间将发生的情况一样-这些图表示在更换炉衬过程中，使用安全平台和组件在熔炉的侧壁和顶部拆除现有的水冷板并安装更换的水冷板。
具体实施方式
图中所示的熔炉包括一个熔炉基座3，一个形成基本上为圆柱筒的侧壁5，一个炉顶7，一个用于连续排出熔融金属的前炉57，一个用于定期排渣的出渣口61，和一个排气管9。
根据国际申请PCT/AU99/00538中所述的Hismelt工艺中使用的熔炉，熔炉容纳一个熔池，所说熔池包括一个熔融金属层15和一个在金属层15上的熔渣层16。数字17标注的箭头表示熔渣层16静止表面的位置。术语“静止表面”应理解为没有往熔炉中喷射气体和固体时的表面。
熔炉侧壁5包括一个金属外壳69。
另外，侧壁5下部包括一个耐火衬，该下部形成一个接触并包含熔融金属层15和熔渣层16的炉膛区，在炉膛区上方的侧壁上部包括水冷板。
耐火炉衬包括一个与金属壳69铸在一起的永久安全炉衬79，一个可替换的安全炉衬71，一个在安全炉衬71之上的热面炉衬73，该炉衬在与熔融金属层15接触的区域，以及一个在安全炉衬71之上的熔渣区炉衬75，该炉衬在与熔渣层16接触的区域。
另外，熔炉的炉底3包括一个用耐火材料砌的炉膛底。
另外，熔炉的顶壁7包括水冷板。
一般地，可替换的安全炉衬71、热面炉衬73、熔渣区炉衬75是用耐火砖制成的。一般地，炉膛底包括两个预制耐火砖层45、47，所说耐火砖层形成了耐火砖的一个底层地板和一个顶层49。
熔炉也包括多个固体喷枪/管11(图中所示为2个)，所说喷枪/管以与垂直方向成30°-60°的角度向下和向内延伸，并穿过侧壁5进入熔渣层16。喷枪/管11的位置是这样选择的，即其下端35在金属层15的静止表面17之上。
在使用Hismelt工艺时，由载气(一般为N2)夹带的金属供应料(一般为矿粉)、固体含碳料(一般为焦炭)以及助熔剂(一般为石灰石和镁砂)通过喷枪/管11喷入金属层15。固体物料/载气的动量使得固体物料和载气进入金属层15中。焦炭挥发从而在金属层15中产生气体。部分碳溶解到金属中而部分碳保留为固体碳。金属供应料熔炼成金属，熔炼反应产生一氧化碳气体。进入金属层15和通过挥发和熔化产生的气体使得熔融金属、固体碳和渣(作为固体/气体/喷射的结果而进入金属层15的)从金属层15产生了显著的上升，产生了熔融金属和渣的飞溅、液滴和液流的向上运动，并且当这些飞溅、液滴和液流穿过熔渣层16时，它们将夹带熔渣。
熔融金属、固体碳和渣的上升浮力在金属层15和熔渣层16中产生了相当大的搅动，结果熔渣层体积膨胀并具有一个用箭头30表示的表面。搅动的范围是这样的，即金属和熔渣区中具有相当一致的温度-一般为1450-1550℃，温度变化为30℃左右。
另外，熔融金属和渣的飞溅、液滴和液流的向上运动-由熔融金属、固体碳和熔渣的上升浮力所产生的-扩展到熔炉中熔融材料上方的空间31(顶部空间)中并形成一个过渡区23。
熔炉还包括一个用于喷射含氧气体(一般是预热的富氧空气)的喷枪13，该喷枪位于熔炉的中心并垂直向下延伸。喷枪的位置和通过喷枪的气体流速是这样选择的，即含氧气体穿过过渡区23的中心区域并围绕喷枪13的端部基本上保持一个金属/熔渣的自由空间25。
根据Hismelt工艺，通过喷枪13含氧气体的喷射，过渡区23和围绕喷枪端部13的自由空间25中后燃烧反应气体CO和H2，在气体空间产生2000℃或更高温度的高温。热量传递给气体喷射区中的上升和下降的熔融材料飞溅、液滴和液流，因而当金属/熔渣返回金属层15时，部分热量传递给金属层15。
如上所述，Hismelt工艺的经济性是重要的，它能够实现在尽可能短的时间周期内所必需的熔炉定期换衬。特别是因为熔炉是给下步工序精炼和生产操作提供熔融金属的唯一热金属供应设备，例如Hismelt工艺给具有EAF(电弧炉)和铸造设备的小型钢厂提供熔融铁水。如果很大数量的材料要从熔炉中运出和放进熔炉的话，减小熔炉换衬时间是一个难题。例如，对于一个6米直径的熔炉来说，仅耐火材料就有500-600吨。
当熔炉用于Hismelt工艺时，申请人已经制定了一个熔炉换衬时间表，它包括每年一次的局部换衬和每两年一次的整体换衬。如图中所示熔炉的范围内：
(a)局部换衬，包括修补永久安全炉衬79和更换(重砌)每一个可更换的安全炉衬71、热面炉衬73和渣区炉衬75；以及
(b)整体换衬，包括修补和更换上述(a)中所述的炉衬，还包括更换下述的每一个：
(i)构成炉膛底的耐火砖层45、47、49，
(ii)前炉，和
(iii)在侧壁5和顶壁7中的水冷板。
为了用最小的停炉时间更换熔炉炉衬，熔炉包括两个在侧壁5上直接相对的门91(如图3所示)和一个在炉底3上的塞子93，这些门91和塞子93限定了在熔炉中Hismelt工艺操作已经停止后进入熔炉内部的进口。
一般地，侧壁进口足够大，举例来说2×2m，以允许耐火材料拆除设备通过此开口进入到熔炉的内部，耐火材料拆除设备例如是由KeiblerThompson公司生产的KT-30遥控拆除设备。作为选择，耐火材料拆除设备也可支撑在熔炉的顶部，并从熔炉的顶部拆除。
一般地，底部塞子93足够大，例如直径为3m，以方便地运出至少大部分的废耐火炉衬。
此外，熔炉带有位于顶壁7下部边缘和侧壁5上部边缘之间的法兰接头81，这样顶壁7能够在熔炉的整体换衬中完全去除。这就允许在停炉期间进入熔炉的内部。此外，有可能比顶壁仍然位于熔炉上更容易更换水冷板。此外，顶壁7的去除有可能在熔炉中连续更换炉衬工作的同时更换顶壁的水冷板。在局部更换炉衬时，在不需要更换水冷板时，没必要去除顶壁，可通过去除喷氧枪13和通过由此形成的开口而进入熔炉来实现从顶部进入熔炉。
此外，熔炉带有位于前炉57和侧壁5之间的法兰接头83，这样在更换炉衬时前炉57能够从侧壁5上拆开，并用另一个前炉更换，该前炉具有一个必需的耐火炉衬。此特点加快了换衬方法。
此外，根据换衬方法的一个优选实施例，安装新的前炉之后，在砌筑可更换安全炉衬71开始之前或至少在砌筑可更换安全炉衬71的初期步骤开始之前，位于前炉57和熔炉内部之间的前炉接头85就从前炉57砌砖到熔炉内部。结果，延伸到熔炉内部的前炉接头85的砌砖给此侧壁和其它侧壁的砌砖提供了一个基础。此步骤显著地加快了侧壁砌砖过程。
概括来说，换衬方法包括如下步骤：冷却熔炉、通过进口进入熔炉内部，重砌炉衬，以及重新开始Hismelt工艺的操作。每个综合步骤均包括多个步骤。例如，重砌炉衬步骤包括步骤如在局部换衬的情况下，拆除和运出侧壁上废耐火材料炉衬以及重砌侧壁和重新安装喷枪/管11、13。
在本发明的换衬方法的一实施例中，在11.75天的总停炉时间内，进行熔炉局部换衬总的步骤和步骤时间段列在下面的表1中：
表1(局部换衬)
  任务   持续时间(天)   备注
  局部换衬(周期)   11.75
  持续时间(小时)
  风辅助冷却   24
  隔离熔炉   6
  拆除HAB喷枪13   6   能够同时完成HAB喷枪13、固体喷射枪和侧开口的拆除
  拆除固体喷射枪11   6
  打开侧开口91   6   在结束卸渣后开始进行
  测量耐火炉衬   6   需要使用激光设备等
  拆除耐火材料   24   通过侧开口91用遥控拆除设备。通过相对的通道运出废耐火炉衬
  安装安全平台   6   在重砌渣区时要求允许在平台上工作
  安装组合式的耐火前炉   24   组合式前炉仅仅是炉内部分。外部前炉每隔一年重砌一次。
  安全炉衬71   30
  热面炉衬73   24
  渣区75   18
  封闭侧开口   6   封闭侧开口，由装料口进入。
  清洁水冷板   24   与重砌渣区是同时进行
  捣实水冷板   48
  拆除安全平台6
  安装喷枪11   6   一旦安装好喷枪，要求捣实喷枪的周围来加以保护。
  捣实喷枪11周围   6
  安装HAB喷枪13   12
  装箱   12
  解除熔炉隔离   6
对于上述大多数部分的任务不需要任何解释。
一个例外是第一个任务“风辅助冷却”。在局部换衬的情况下，需要通过含氧气体喷枪13的强力对流冷却，使得熔炉内部快速冷却到至少800℃以允许遥控拆除设备在熔炉中工作。在整体更换炉衬的情况下，对流冷却也是一个选择。另外的选择使用水激冷。
在上述实施例中，没有必要拆除底部塞子93，因为两个侧门91和顶部开口能够处理从熔炉拆除和供应熔炉以重砌炉衬的材料量。
在本发明的换衬方法的一个实施例中，在20.24天的总停炉时间内，进行熔炉整体换衬总的步骤和步骤时间段列在下面的表2中：
表2(整体换衬)
  任务   持续时间(天)   备注
  整体换衬(隔一年)   20.24
  持续时间(小时)
  风辅助冷却   24
  隔离熔炉   6
  拆除HAB喷枪13   6   可以同时拆除HAB喷枪13、固体喷射枪11和侧开门91
  测量耐火炉衬   6
  拆除炉顶   24   炉顶是法兰连接，在内部耐火材料测量后拆除。
  拆除固体喷枪11   6
  打开侧壁开口91   6   可以在卸渣后进行。
  拆除耐火材料   96   可以在拆除炉顶期间开始熔炉的拆除。拆除的材料需要从侧开口运出。
  拆除水冷板的固定   96
  拆除水冷板   24   推进并掉落在炉底。
  安装水平层   24   耐火材料炉衬的基础
  预制底部安全层   8   需要高架起重机来辅助安装模块
  预制底部安全2层   8
  预制底层地板   8
  安装炉膛地板   36   安全平台从顶部下降
  安装安全平台   6
  安装组合式耐火前炉   24   全部前炉重制
  安全炉衬71   30
  热面炉衬73   24
  熔渣区75   18
  现场外拆除并安装顶板   144   现场外完成
  安装水冷板   96   板和桶板的焊接稍微滞后完成。
  固定水冷板并重新连接电路   72
  封闭侧壁开口   6
  拆除安全平台   6   通过熔炉顶部
  重新安装炉顶   24
  安装喷枪11   12
  捣实喷枪11周围   12   通过进料口进入
  安装HAB喷枪13   6
  装箱   6
  解除熔炉隔离   6
  加热   96
  加热   96   4天的加热较快。根据每小时50
  ℃加上保温期
在此实施例中，与表1中局部换衬实施例相比，底部塞子93没有从熔炉中拆除。因而，废耐火材料炉衬和侧壁水冷板通过侧壁开口91运出。此实施例包括拆除熔炉的顶壁7。
在本发明的换衬方法的另一实施例中，在18.24天的总停炉时间内，进行熔炉整体换衬总的步骤和步骤时间段列在下面的表3中：
表3(整体换衬)
  任务   持续时间(天)   备注
  整体换衬(隔一年)   18.24
  持续时间(小时)
  风辅助冷却   24
  隔离熔炉   6
  拆除HAB喷枪13   6   可以同时拆除HAB喷枪13、固体喷射枪11和侧开门91
  测量耐火炉衬   6
  拆除炉顶   24   炉顶是法兰连接，在内部耐火材料测量后拆除。
  拆除固体喷枪11   6
  打开侧壁开口91   6
  拆除耐火材料   24   拆除的材料从炉底推出。
  拆除水冷板的固定   72
  拆除水冷板   48   推进并掉落在炉底。
  安装水平层   24
  预制安全层   8
  预制安全2层   8
  预制底层地板   8   需要高架起重机来辅助安装模
  块
  安装炉膛地板   36   安全平台从顶部下降
  安装安全平台   6
  安装组合式耐火前炉(整体)   24   全部前炉重制
  安全炉衬71   30
  热面炉衬73   24
  熔渣区75   18
  安装水冷板   96   现场外完成
  固定水冷板并重新连接电路   72   板和桶板的焊接稍微滞后完成。
  封闭侧壁开口   6
  拆除安全平台   6
  现场外拆除并安装顶板   144   现场外完成板的更换
  重新安装炉顶   24
  安装喷枪11   12
  捣实喷枪11周围   6
  安装HAB喷枪13   6
  装箱   6
  解除熔炉隔离   6
  加热   96
在此实施例中，拆除了底部塞子93以加快废耐火材料从熔炉中运出。
上述每个实施例均包括安装一安全平台的步骤，以允许同时在下面区域进行工作：
(a)炉膛区；和
(b)侧壁5的上部(也就是渣区炉衬75和在此炉衬之上的水冷板区域)和顶壁7。
图4至图7表示一个安全平台和一个组件的优选实施例，所说平台和组件用于拆除现有的水冷板并在侧壁5和顶壁7上安装更换的水冷板。
应该注意到，图4至图7中所示的换衬方法与上述整体换衬方法的不同在于，图4至图7的方法中没有包括拆除顶壁7的步骤。
安全平台包括一个固定平台43，该平台43位于炉膛区域上部贯穿熔炉。基本上，平台43将熔炉分成两个区域，一个在平台43的上边，另一个在平台43的下面。结果，有可能同时(并安全地)在两个区域完成重新砌衬的工作。
安全平台还包括一个可调节平台45，该平台安装在固定平台43上并能相对于固定平台43上升和下降，如图4至图7所示。可调节平台45可安装在固定平台43上并可通过任何适用的方式相对于固定平台43移动。
可调节平台45限定了一个工人和设备的工作表面，所说设备用于在炉膛区上方的侧壁5上部和顶壁7的换衬。
水冷板支撑组件，一般用数字53表示，包括一个安装在可调节的剪刀腿65上的可倾斜支撑平台55。如图4至图7所示：
(a)支撑平台55可以水平放置并可接受和支撑一个更换的水冷板95，该水冷板是通过熔炉上HAB开口下降到熔炉中的。
(b)可调节平台45能够上升(或下降)到所需要的高度；以及
(c)支撑平台55能够通过剪刀腿65的操作而上升和下降，并按需要倾斜以在侧壁5或顶壁7的指定位置上安装更换的水冷板95。
同样地，也可操作组件53来从侧壁5或顶壁7的指定位置上拆除现有的水冷板。
在不脱离上述本发明精神和范围的情况下，可以对本发明的优选实施例进行许多改变。
例如，虽然优选实施例包括在熔炉底部3的塞子93，但是本发明并非局限于此种配置，而延伸到不包括塞子93的配置。
还例如，虽然优选实施例包括一个位于顶壁7下边缘和侧壁5上部边缘之间的法兰接头81，这样就可以拆除顶壁7，但是本发明并不局限于这样的配置。

Claims (28)

1.一种更换熔炉炉衬的方法，所说熔炉用于实现直接熔炼工艺，以在要求熔池温度至少1000℃的条件下生产熔融金属，所说熔炉具有一个耐火衬的炉底，一个至少具有部分耐火衬并包括水冷板的侧壁，和一个顶壁，以及至少两个到熔炉内部的进口，在熔炉炉膛区的侧壁上至少有一个所述进口，在所述熔炉的上部至少有一个所述进口，所说熔炉还包括至少一个用于将含氧气体喷射到熔炉上部区域的喷枪，在停止直接熔炼工艺操作之后，更换炉衬的方法包括如下步骤：
a)冷却熔炉，
b)将熔炉与供料源隔离、拆除喷枪和打开进口，以便通过进口进入到熔炉内部，
c)重砌炉衬，
d)在21天或更少天数的时间周期后重新开始工艺操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，停炉周期为18或更少的天数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，停炉周期为15或更少的天数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在熔炉炉膛区有两个侧壁进口，且在熔炉的上部至少有一个进口。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在熔炉的炉底还有一个进口。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所说熔炉包括至少一个穿过侧壁延伸的固体喷枪。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，熔炉的顶壁包括水冷板。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所说熔炉包括一个前炉。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，冷却熔炉的步骤在24小时或更少的时间内完成。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，冷却熔炉的步骤包括强制对流冷却或激冷。
11.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，通过进口进入熔炉内部的步骤，在局部更换炉衬的情况下在30小时或更短时间内完成，在整体更换炉衬的情况下在54小时或更短时间内完成。
12.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，局部更换炉衬的步骤拆除现有的耐火炉衬、在侧壁上安装安全炉衬、在安全炉衬上安装热面炉衬、在安全炉衬上安装熔渣区炉衬、安装喷枪/管、将熔炉与供料源连接。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，安全炉衬包括一个外部的永久炉衬和一个内部的可更换耐火砖炉衬，安装安全炉衬的步骤包括修补永久炉衬和铺一个新的可更换耐火砖炉衬。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，拆除现有的耐火炉衬的步骤包括清洁水冷板。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，局部更换炉衬的步骤包括向水冷壁喷射耐火材料。
16.根据权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，整体更换炉衬的步骤包括拆除现有的耐火炉衬、在侧壁上安装安全炉衬、在安全炉衬上安装热面炉衬、在安全炉衬上安装熔渣区炉衬、安装喷枪/管、将熔炉与供料源连接。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，安全炉衬包括一个外部的永久炉衬和一个内部的可更换耐火砖炉衬，安装安全炉衬的步骤包括修补永久炉衬和铺一个新的可更换耐火砖炉衬。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，整体更换炉衬的步骤包括在侧壁和顶壁中更换水冷板、拆除和更换前炉和安装耐火炉底。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在顶壁中更换水冷板的步骤包括拆除顶壁、更换顶壁中的水冷板以及在熔炉上重新安装顶壁。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在整体更换炉衬中重砌炉衬的步骤包括，在前炉和熔炉之间砌一个前炉连接，并利用延伸到熔炉内的前炉连接的砌砖作为一个基础，该基础用于可更换的安全炉衬和热面炉衬的砌砖。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，安装耐火炉底的步骤包括铺一层或多层预制耐火砖作为底层地板，并在底层地板上铺一个顶层耐火砖。
22.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，更换炉衬后重新开始直接熔炼工艺操作在96小时或更短时间内完成。
23.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，更换炉衬的步骤包括：在熔炉的炉膛区上方安装一个安全平台，该平台将熔炉分成两个工作区，一个在安全平台的上面，另一个在安全平台的下面，因此更换炉衬的工作可以同时在两个工作区内进行。
24.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在熔炉的炉膛区上方安装一个安全平台，该平台将熔炉分成两个工作区，一个在安全平台的上面，另一个在安全平台的下面，因此更换炉衬的工作可以同时在两个工作区内进行，更换炉衬的步骤包括在平台上安装一个组件，该组件能够支撑和升起和下降水冷板，根据需要利用该组件从侧壁或顶壁上拆除水冷板，以及在侧壁或顶壁上安装更换的水冷板。
25.一种用于进行直接熔炼工艺的熔炉，该熔炉包括：一个限定了炉底的基座，一个侧壁，一个顶壁，一个排气管道，至少一个穿过侧壁延伸的固体喷枪/管，至少一个用于将含氧气体喷进熔炉上部区域的喷枪，一个至少在熔炉炉膛区的耐火炉衬，所说炉膛区在熔炼工艺操作期间容纳熔融金属，以及在炉膛区侧壁上直接相对的进口，和在熔炉炉底上的一个进口。
26.根据权利要求25所述的熔炉，其特征在于，炉底进口是一个可拆除的塞子。
27.根据权利要求25所述的熔炉，其特征在于，有一层或多层预制耐火砖，所说耐火砖形成一底层地板，在底层地板上有一个顶层耐火砖。
28.根据权利要求25-27之一所述的熔炉，其特征在于，包括一个用于从熔炉排出熔融金属的前炉。
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