CN1721562A - 直接熔炼方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用含金属原料制造铁和/或铁合金的直接熔炼方法和设备。该方法包括在基本为大气压力的条件下，对预处理设备中的含金属原料进行预热和有选择的预还原而对该原料进行预处理。该方法还包括在基本为大气压力的条件下操作的直接熔炼设备中，将预处理过的含金属原料熔炼为熔融铁。

Description

直接熔炼方法与设备

技术领域

本发明涉及将含金属的原料，制造成铁和/或铁合金的方法和设备，该原料包括铁矿石和其他含有铁的矿石，例如铬铁矿石、部分还原的矿石和含铁的废物流，如回收的钢铁。

本发明特别涉及基于熔融金属池的直接熔炼方法和设备，用于生产熔融铁和/或铁合金。

背景技术

一种用于生产熔融铁的已知基于熔融金属池的直接熔炼方法为DIOS方法。DIOS方法包括预还原阶段和熔融还原阶段。在DIOS方法中，采用从加压熔融还原容器内(通常也为1-2巴计量压力)排出的废气，在加压的鼓泡流化床中(通常为1-2巴计量压力)铁矿石(-8mm)被预热(750℃)并预还原(10 to 30％)，熔融还原容器含有铁和炉渣的熔融池，炉渣在铁上形成厚厚一层。在该方法的预还原阶段，将矿石的细颗粒成分(-0.3mm)和粗颗粒成分(-8mm)分开。细颗粒成分被收集到旋流器内并注入含有氮气的熔融还原容器内，由于重力作用粗颗粒成分从熔融还原容器的上部被填进来。从熔融还原容器的上部将预先干燥的煤直接填到容器内。在炉渣层煤分解为碳和挥发性物质，矿石在熔融炉渣中分解并形成熔融的FeO。熔融的FeO在炉渣/铁界面和炉渣/碳界面被还原成熔融铁。在炉渣/铁界面和炉渣/碳界面产生的一氧化碳形成泡沫状炉渣。通过特别设计的喷枪其延伸到泡沫炉渣内将氧气吹进来。氧气使一氧化碳燃烧，即，后燃烧，在熔融还原反应中产生该一氧化碳从而产生热量，利用注入的搅动气体在还原池内的熔融物质中产生强烈的搅动，因此首先热量传到熔融的炉渣然后传到熔融铁。搅动气体从容器底部或一侧被注入到热的贴水池中。使用搅动气体提高了热量的传递效率并且增加了用于还原的炉渣/铁界面从而提高了容器的生产率和热效率。

另一种已知的生产熔融铁的直接熔炼方法为Romelt方法。Romelt方法建立在使用大容积并且被强烈搅动的炉渣池作为介质的基础上，该介质用来在炉压大于或小于大气压的熔融还原容器内的熔融含金属原料还原成铁。含金属原料、煤和熔剂在重力作用下通过容器顶部的开口进入炉渣池。Romelt方法包括通过位于下方的一列鼓风口将第一股富氧空气注入炉渣池内。Romelt方法还包括通过位于上方的一列鼓风口将第二股富氧空气或氧气注入炉渣池内，以促进炉渣池内产生的一氧化碳的后燃烧。炉渣池内产生的熔融铁向下移动并且形成铁层，通过前炉被排出。在Romelt方法中铁层不是主要的还原介质。

另一种已知的生产熔融铁的直接熔炼方法为AISI方法。AISI方法包括预还原阶段和熔融还原阶段。在预还原阶段铁矿石小球被预热并部分还原，在熔融还原阶段预热且预还原的铁矿石小球熔化并被完全还原成熔融铁。在熔融还原阶段，来自预还原阶段的预热且预还原的铁矿石小球、煤或焦碳渣和熔剂从顶部注入到含有熔融的铁和炉渣池的加压熔融反应器中。在炉渣层煤液化，铁矿石小球溶解在炉渣中然后被炉渣内的碳还原。该方法条件导致生成炉渣。该方法中产生的一氧化碳和氢气在炉渣层内或就在炉渣层上进行后燃烧，提供了吸热还原反应所需的能量。氧气通过中间的水冷喷枪顶吹到反应器内，氮气通过反应器底部的喷枪被注入，以确保具有足够的搅动而促进后燃烧产生的能量传递到熔池中。该方法中的废气在热的漩流器中被脱尘，之后被输入竖炉内，用于将铁矿石小球预热、预还原为FeO或维氏体铁。

另一种已知的直接熔炼方法通常被称为Hismelt方法，在许多同族专利中有说明，包括国际专利申请PCT/AU96/00197(WO 96/31627)，申请人为本申请的申请人。

该国际专利申请中所述的Hismelt方法在用于生产熔融铁，包括：

(a)在熔融还原容器内形成熔融铁和炉渣池；

(b)向池内注入：

(i)一般为氧化铁的含金属原料；和

(ii)一般为煤的固体含碳原料，其作为氧化铁的还原剂和能源；和

(c)在金属层内将含金属原料熔炼成铁。

Hismelt方法还包括后燃烧还原气体，例如从熔池中产生的CO和H₂，在熔池上方的具有含氧气体的空间并且把后燃烧所产生的热量传递到熔池，以作为熔炼含金属原料所需的热能。

Hismelt方法还包括在熔池的名义静止表面上方形成过渡区，那里具有先上升之后下降的熔融金属和/或炉渣的微滴或飞溅物或股流构成的有利物质，熔融金属和/或炉渣的微滴或飞溅物或股流提供了有效的介质以将熔池上海还原气体的后燃烧所产生的热能传递给熔池。

Hismelt方法中，含金属原料和固体含碳原来借助气体载体通过多个喷枪/鼓风口被注入到熔池内，所述喷枪/鼓风口相对于垂直方向是倾斜的，以便通过熔融还原容器的侧壁向下并向内延伸从而将至少一部分固体原料传送到容器底部的金属层内。可以是富含氧的一股气体通过向下延伸的热气注入喷枪被注入到容器的上部区域，以促进容器上部内还原气体的后燃烧。一般热气的温度在1200℃左右并且在热的鼓风炉内产生。通过废气管将容器内还原气体后燃烧产生的放弃从容器上方排出。该容器包括在容器侧壁和顶部的具有难熔衬底的水冷板，水在板中以连续的回路进行连续循环。

Hismelt方法在单个紧凑容器内利用直接熔炼能够进行熔融铁的大量生产，通常至少为0.5Mt/a。

但是，为了在Hismelt方法中实现高的熔融铁生产率，需要(a)产生并向熔融还原容器提供大量的热空气和载体气体(注入固体物质所需)；(b)向容器内输送大量的含金属原料，例如含铁的进给物质，包括产生并向容器提供大量的载体气体；(c)从容器内运出大量的热气体；(d)该过程中从容器内运出大量的熔融铁和炉渣；和(e)通过水冷板循环大连的水-所有这些都在相对有限的区间内完成。

考虑到上述问题，高的熔融铁生产率需要Hismelt设备包括(a)加压容器和外部设备，例如用于向容器提供原料的闸斗仓和在容器废气管上的压力控制设备；(b)产生用于容器的高流速的热气的高炉；和(c)能够处理大量从容器排出的废气的废气处理设备。

用于较小生产率，即小于0.5Mt/a的这种Hismelt设备将造成每单位生产能力相对较高的资金成本

发明内容

本发明是另一种Hismelt方法，它能在相对低的熔炉生产量的条件下实现较低的资金成本。

这种Hismelt方法包括熔融还原阶段，其在基本为大气压力的条件下生产熔融铁，并且取代热气流使用冷的氧气和空气/氧气混合物。

本文中术语“基本为大气压力”指不必进行特别工作而实现气密操作。因此，允许进入(侵入)的空气通过熔炉顶部的不同的孔和缝隙进入，并且“立即”发生废气的二次燃烧。而且，不可能以任何有意义的方式回收来自熔炉废气的燃气，废气内含有的热量是能量回收的唯一实用选择，如使用蒸气管道。

这种Hismelt方法还包括含金属原料的预处理阶段，其在基本为大气压力的条件下预热并且有选择地预还原含金属原料，如上所述。

A根据本发明，提供了一种用于将含金属原料制造成铁和/或铁合金的直接熔炼方法，包括如下步骤：

(a)向预处理设备提供含金属原料和含碳原料，并且在基本为大气压力的条件下利用预热和有选择的预还原对含金属原料进行预处理；和

(b)将步骤(a)获得的预处理过含金属原料、固体含碳原料和冷的氧气和/或冷的氧气/空气混合物提供到熔融还原容器，该容器含有铁和炉渣的熔融池，并且将含金属原料在基本为大气压力的条件下熔炼为熔融铁。

本文中步骤(a)内有选择对预还原含金属原料的术语“预还原”意味着从铁矿石中脱氧的程度，Fe₂O₃表示预还原程度为零，金属铁表示100％的预还原。

优选地，步骤(a)包括通过预热和预还原含金属原料而对该原料进行预处理。

步骤(a)中还原率可以在0-80％的范围之间。

步骤(a)中对含金属原料进行预处理提高了步骤(b)中熔融铁的产量，提高的范围在处理冷的未还原矿石和煤炭的直接还原容器产量的1.4-5倍之间。在步骤(a)仅进行了预热的条件下，提高的产量在1.4-1.8倍范围之间。在步骤(a)进行了预热和预还原的条件下，取决于预还原的长度，提高的产量将达到5倍。

供应到步骤(a)的含碳原料可以是固体或气体的含碳原料。

在步骤(a)中使用煤作为含铁原料的情况下，可能有大量的残留焦碳与预处理的含金属原料混和。

可以任焦碳与含金属原料混和并将其与含金属原料一同输送到熔融还原容器。

优选的，步骤(a)包括向预处理设备供应含金属原料，所述原料尚未以各种有意义方式(一般是从矿山出来的铁矿石颗粒)进行预结团。但是，该方法延伸到气体形式的含金属原料。例如，某些情况下，需要使用预结团的含金属原料，因为最初的原料太细小会引起额外的灰尘。从洗涤车间出来的铁矿石尾料就属于这种情况。

优选地，步骤(a)包括在基本为大气压力的条件下将含金属原料供应到预处理设备。

优选地，步骤(a)包括将废气通过废气管从预处理设备排出。

优选地，该方法包括从废气中回收热量。

优选地，步骤(a)包括在预处理设备中存在足够的用于后燃烧如CO和H₂的可燃气体的氧气的情况下，对含金属原料进行预处理，以及可以进行预还原，该可燃气体产自步骤(a)，因此从预处理设备排放的废气不具有或具有最少的燃气值。

优选地，从预处理设备排放的废气含有的CO小于1.0vol.％。

优选地，从预处理设备排放的废气含有自由氧。

优选地，步骤(b)包括在基本为大气压力的条件下将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料提供到熔融还原容器。

优选地，步骤(b)包括利用重力将原料给送到容器内，将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料提供到熔融还原容器内。

优选地，步骤(b)包括在250-1050℃的温度范围内将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料提供到熔融还原容器。

下限250℃为实践中用于去除铁矿石中很高比例的结晶水的较低阈值温度，上限1050℃为避免可能引起严重问题的有关黏性操作问题的较高阈值温度。

优选地，步骤(b)包括在750-950℃的温度范围内将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料提供到熔融还原容器。

优选地，步骤(b)包括通过废气管将废气从熔融还原容器中排出。

优选地，该方法包括利用与废气管连接的引风机或其他合适的抽气装置将废气从熔融还原容器内抽取出来。

优选地，该方法包括从废气中回收热量。

优选地，步骤(b)包括利用供应到熔融还原容器的冷的氧气和/或冷的氧气/空气混合物后燃烧40-80％的从熔融池释放的可燃气体，如CO和H₂。

优选地，步骤(b)包括通过一个或一个以上的氧气喷射装置向熔融还原容器注入冷的氧气和/或冷的氧气/空气混合物，从而向该容器供应冷的氧气和/或冷的氧气/空气混合物。

优选地，步骤(b)包括后燃烧从熔融池释放的至少大部分的可燃气体，因此从熔融还原容器排出的废气不具有或具有最少的燃气值。

通常，利用注入到熔池表面区域的冷空气和/或冷的氧气/空气混合物对可燃气体进行后燃烧和之后利用进入容器内的入侵空气使残留的可燃气体进行燃烧，可以实现至少是基本完全的燃烧。使用与废气管相连的引风机或其他适合的抽气装置便于将足够的入侵空气送入容器内，可以实现少是基本完全的燃烧。

优选地，从熔融还原容器排出的废气含有的CO小于1.0vol.％。

优选地，从熔融还原容器排出的废气含有自由氧。

步骤(b)可包括通过向熔融池注入含金属原料和/或固体含碳原料如煤，和载体气体，而将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料和固体含碳原料提供到熔融还原容器内。

优选地，步骤(b)包括通过一个或多个注入喷枪向熔融池注入含金属原料和/或固体含碳原料如煤，和载体气体，将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料和固体含碳原料提供到熔融还原容器内，从而在熔池中产生向上的气流，这将引起：

(i)形成扩大的熔池区；和

(ii)从扩大的熔池区向上射出熔融原料的飞溅物、微滴和股流。

优选地，一个或多个喷枪向下并向内延伸。

载体气体可以是氧化性气体或非氧化性气体。

优选地，步骤(b)包括通过一个或多个注入喷枪向熔融池注入固体含碳原料如煤和载体气体，从而将固体含碳原料提供到熔融还原容器内。

优选地，载体气体为含氧气的气体。

优选地，步骤(b)通过一个或多个注入喷枪以20-150m/s范围内的速度注入固体含碳原料。

优选地，步骤(b)通过一个或多个注入喷枪将至少占固体含碳原料总量20wt.％的固体含碳原料提供到熔融还原容器内。

步骤(b)还可包括利用重力将其他固体含碳原料如块煤给送到熔融还原容器内，从而将固体含碳原料提供到熔融还原容器内。

如果通过一个或多个喷枪将含碳原料和含金属原料在高速下，通常为20-50m/s，注入熔融池内(在“正常”的Hismelt条件下进行)，从实际体积流量而言，在熔炉压力下会产生过多的气体。如果产生过多的气体，会引起熔融还原容器内额外的爆发和不可接受的流体遗留物(liquid carryover)。

因此，最好仅将固体含碳原料以通常为20-50m/s的高速注入熔融池内，将含金属原料通过重力注入熔融池，例如通过熔融还原容器顶部的适当开口注入含金属原料。这样，本方法在用于流体爆发和产生飞溅的可接受的范围内保持了气体流速(用于产生过渡区)

根据给送原料的性质和操作的准确方法，仅将一部分固体含碳原料以通常为20-50m/s的高速注入熔融池内是可以的。这样，优选的，步骤(b)包括利用重力向容器内给送原料，而将其余的固体含碳原料供应到熔融还原容器内。

根据本发明，还提供了一种利用含金属原料制造铁和/或铁合金的直接熔炼设备，包括：

(a)预处理设备，在基本为大气压力的条件下对含金属原料进行预热，也可进行预还原；和

(b)熔融还原容器，在基本为大气压力的条件下将来自预处理设备的预处理过含金属原料熔炼为熔融铁。

预处理设备可以为多种形式并使用多种燃料。

预处理设备的一个选择是回转干燥炉。

预处理设备的另一个选择是流化床。

燃料可以是固体含碳原料，如煤，和/或气体燃料，如气态的碳氢燃料。

优选地，该设备还包括用于将预处理过含金属原料从预处理设备输送到熔融还原容器的输送装置。

优选地，输送装置为简单的机械系统，避免了使用(热)闸斗仓的需求和原料的气动传送。

优选地，该设备还包括用于将废气从熔融还原容器抽出来的废气抽取装置。

优选地，该气体抽取装置包括用于将废气从容器中抽出的引风机。

优选地，该设备还包括用于从抽出的废气中回收热量的回收装置。

根据本发明，还提供了一种由上述方法和设备生产的铁和/或铁合金。

附图说明

参考附图，以示例方式对本发明进一步予以说明，其中：

图1示出本发明一个实施例的示意形式；和

图2示出本发明另一个实施例的示意形式。

具体实施方式

图1和图2示出本发明方法和设备的两个实施例，但不限于只有两个实施例。

该实施例包括预处理阶段和熔融还原阶段。

说明书中该实施例采用铁矿石形式的含金属原料和含铁原料，用于预处理和熔融还原阶段。本发明不限于这些材料。

参考图1，将铁矿石、煤和空气送入回转干燥炉形式的预处理设备中，使得矿石被预热到750-950℃左右，预还原率为50-60％左右(一般情况下)。

在基本为大气压力的条件下操作回转干燥炉。结果，回转干燥炉没有压力容器并且不需要通常与压力操作相关的辅助设备。因此，回转干燥炉内的空气包括从干燥炉开口进入干燥炉内的入侵/进入空气和有意提供的空气。

利用机械装置，如热链斗升降机通过容器的开口将从回转干燥炉出来的热的部分还原的产品直接送到熔融还原容器内。

或者，回转干燥炉可以这样定位，便于通过容器的开口将产品从干燥炉内直接利用重力送入熔融还原容器内。

在回转干燥炉产品中含有一定的由回转干燥炉内煤碳液化和部分燃烧所余下的焦碳，并不试图从含金属原料中分离出焦碳。

利用侵入/进入的空气和有意输送的空气，回转干燥炉内的可燃气体，如CO和H₂，在回转干燥炉内燃烧。干燥炉内有足够的氧气，因此，可以进行至少是基本完全的燃烧，从而从干燥炉内排放的废气不含有或含有极少的燃气值。通常，废气中含有一些自由氧和少于1％的CO。

根据能量的相对值，从回转干燥炉排出的废气可以用于产生蒸气或简单进行处理(如通过水淬)。

熔融还原容器含有铁和炉渣的熔融池。在本发明的这个实施例中，该容器在略为负压的条件下操作。因此，该容器不需要加压容器也不需要一般与加压操作相关的辅助设备。

除了向熔融还原容器提供回转干燥炉产品作为给送原料外，还将煤和冷的氧气注入容器内作为额外的给送原料。

通过一个或多个伸入容器内的喷枪以20-150m/s范围内的速度将煤和载体气体注入熔融池内，喷枪例如向下穿过容器的侧壁，从而在容器内产生从熔池向上的气流，这引起：

(i)形成扩大的熔池区；和

(ii)从扩大的熔池区向上产生熔融原料的飞溅物、微滴和股流。

通常，向上气流的强度小于通过容器侧壁内的固体物质注入喷枪注入所有固体给送原料时产生的气流的强度。不过，向上的气流足以确保熔池翻转，只有有助于热量有效传送到熔池。

通过一个或多个喷枪注入熔融还原容器所需煤的至少20wt.％。

用于注入煤的载体气体可以是任何适当的气体。

适当的载体气体不局限于惰性气体并且包括含有氧气的气体。

冷的氧气通过至少一个向下延伸的喷枪注入熔融还原容器的上部区域。

注入的冷的氧气后燃烧从熔池释放的可燃气体的40-80％，从而产生热量。上述熔池的翻转由从熔池向上的气流引起，便于热量输送到需要保持容器内还原反应的熔池内。

由进入容器上部区域的入侵空气对从熔融池释放的可燃气体的余下部分进行二次燃烧。

所有的结果是，容器内产生的可燃气体进行了至少是基本完全的燃烧，因此通过废气管从容器排出的废气不具有或仅有极少的燃气值。换言之，容器内有足够的氧气来燃烧CO和H₂。通常，废气中含有一些自由氧和少于1％的CO。

供应到熔融还原容器内的回转干燥炉产品中的含金属原料熔化并且被完全还原成熔融还原容器的熔融池内的熔融铁。

从熔融还原容器中定期或连续排出熔融铁。

此外，从熔融还原容器中定期或连续排出炉渣。

此外，熔融还原容器内产生的废气通过于废气管工作连接的引风机被从容器内抽出，并在废物回收装置进行处理，以便回收气体中的热量。使用引风机便于该方法能够在略为负压的条件下操作，并帮助将侵入空气抽到容器内，使得容器内可燃气体能够进行至少是基本完全的燃烧。

图2所示的实施例于图1所示类似。

两个实施例的主要差别是，在预处理阶段，第二实施例采用流化床和利用天然气作为含碳原料，而不是使用回转干燥炉和煤作为含碳原料。

参考图2，在750-950℃左右，在铁矿石的流化床内，碳氢燃料如天然气(或燃油或其他适当的燃料)与空气一起燃烧。

在基本为大气压力的条件下操作流化床。

天然气完全燃烧，仅有少量自由氧(如1％O₂)留在废气中。

给送到流化床的引入矿石被从流化床流出的废气预热。

流化床产品为热的含有少量或不含有预还原产品的铁矿石。其从流化床排出并通过容器顶部开口借助非气动装置(与前例相同)被直接给送到熔融还原容器内。

两个实施例之间的又一个不同是，从流化床中不排出能够构成熔融还原容器所需含碳原料的焦碳，并且使用煤作为给送到熔融还原容器的所有含碳给送物质。如前例所述，部分煤通过向下并向内延伸的喷枪注入到熔融还原容器内。其余的煤通过容器顶部开口由重力给送到熔融还原容器内。

所述实施例的一个显著特征是简单，能够在低的生产量下实现成本节省操作。

例如，所有所述预处理设备，包括回转干燥炉和流化床，在基本为大气压力的条件下进行操作，并且都避免了对加压的闸斗仓(和其他在加压方法中控制原料所需的装置)的需求。

此外，预处理设备和熔融还原容器之间的输送装置可以是任一简单的机械系统，其避免了对(热)加压闸斗仓和气动输送设备的需求。

对所述实施例可以座许多改变，而不偏离本发明的精神和范围。

例如，尽管所述实施例包括回转干燥炉和流化床作为预处理设备，本发明不局限于此，可引申至任一装置，只要这种装置能够在基本为大气压力的条件下通过预热和有选择地进行预还原而对铁矿石进行预处理即可。

特别是，存在多种其他选择，对含金属原料进行预热和有选择的预还原，包括回转干燥炉和流化床。也可使用引风机将通过逆流涡旋将热的熔融器废气抽出来。

另外，尽管所述实施例包括在略为负压的条件下操作熔融还原容器，本发明不局限于此，还可在大气压力下进行操作。

Claims (35)

1.一种用于将含金属原料制造成铁和/或铁合金的直接熔炼方法，包括如下步骤：

(a)向预处理设备提供含金属原料和含碳原料，并且在基本为大气压力的条件下利用预热和有选择的预还原对含金属原料进行预处理；和

(b)将步骤(a)获得的预处理过含金属原料、固体含碳原料和冷的氧气和/或冷的氧气/空气混合物提供到熔融还原容器，该容器含有铁和炉渣的熔融池，并且将含金属原料在基本为大气压力的条件下熔炼为熔融铁。

2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括通过预热和预还原含金属原料而对该原料进行预处理。

3.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括通过将高达80％的含金属原料预热和预还原，而对该原料进行预处理。

4.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(a)产生预处理过含金属原料和焦碳。

5.如权利要求4所述的方法，其中，步骤(b)包括将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料和焦碳供应到熔融还原容器。

6.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(a)包括供应未以任何方式被预结团的含碳原料。

7.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(a)包括在大气压力下向预处理设备供应含碳原料。

8.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(a)包括通过废气管排放来自预处理设备的废气。

9.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(a)包括在预处理设备中存在足够的用于后燃烧如CO和H₂的可燃气体的氧气的情况下，对含金属原料进行预处理和还原，该可燃气体产自步骤(a)，因此从预处理设备排放的废气不具有或具有最少的燃气值。

10.如权利要求9所述的方法，其中，从预处理设备排放的废气含有自由氧和小于1.0vol.％的CO。

11.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括在基本为大气压力的条件下将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料提供到熔融还原容器。

12.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括利用重力将原料给送到容器内，而将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料提供到熔融还原容器内。

13.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括在250-1050℃的温度范围内将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料提供到熔融还原容器。

14.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括在750-950℃的温度范围内将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料提供到熔融还原容器。

15.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括通过废气管将废气从熔融还原容器中排出。

16.如权利要求15所述的方法，其中，步骤(b)包括利用与废气管连接的引风机或其他合适的抽气装置将废气从熔融还原容器内抽取出来。

17.如权利要求16所述的方法，其中，包括从废气中回收热量。

18.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括利用供应到熔融还原容器的冷的氧气和/或冷的氧气/空气混合物后燃烧从熔融池释放的可燃气体的40-80％，可燃气体例如为CO和H₂。

19.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括通过一个或一个以上的氧气喷枪向熔融还原容器注入冷的氧气和/或冷的氧气/空气混合物，从而向该容器供应冷的氧气和/或冷的氧气/空气混合物。

20.如权利要求18所述的方法，其中，步骤(b)包括燃烧从熔融池释放的至少大部分的可燃气体，因此从熔融还原容器排出的废气不具有或具有最少的燃气值。

21.如权利要求20所述的方法，其中，从熔融还原容器排出的废气含有自由氧和小于1.0vol.％的CO。

22.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括通过一个或多个注入喷枪向熔融池注入含金属原料和/或固体含碳原料如煤，和载体气体，将从步骤(a)得到的预处理过含金属原料和固体含碳原料提供到熔融还原容器内，从而在熔池中产生向上的气流，由此：

(i)形成扩大的熔池区；和

(ii)从扩大的熔池区向上射出熔融原料的飞溅物、微滴和股流。

23.如权利要求22所述的方法，其中，载体气体是氧化性气体或非氧化性气体。

24.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)通过一个或多个注入喷枪向熔融池注入固体含碳原料如煤和载体气体，从而将固体含碳原料提供到熔融还原容器内。

25.如权利要求24所述的方法，其中，载体气体为含氧气的气体。

26.如权利要求24或25所述的方法，其中，步骤(b)通过一个或多个注入喷枪以20-150m/s范围内的速度注入固体含碳原料。

27.如权利要求24-26中任一项所述的方法，其中，步骤(b)包括通过一个或多个注入喷枪将至少占固体含碳原料总量20wt.％的固体含碳原料提供到熔融还原容器内。

28.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括利用重力将其他固体含碳原料如块煤给送到熔融还原容器内，从而将固体含碳原料提供到熔融还原容器内。

29.如前述任一权利要求所述的方法，其中，步骤(b)包括利用重力将一部分固体含碳原料给送到熔融还原容器内，从而将该一部分原料提供到容器中；和利用一个或多个注入喷枪将另一部分固体含碳原料注入熔融还原容器内，从而将该另一部分原料提供到容器中。

30.一种利用含金属原料制造铁和/或铁合金的直接熔炼设备，包括：

(a)预处理设备，在基本为大气压力的条件下对含金属原料进行预热，并有选择的对其进行预还原；和

(b)熔融还原容器，在基本为大气压力的条件下将来自预处理设备的预处理过含金属原料熔炼为熔融铁。

31.如权利要求30所述的设备，其中，预处理设备包括回转干燥炉或流化床。

32.如权利要求30或31所述的设备，其中，包括用于将预处理过含金属原料从预处理设备输送到熔融还原容器的输送装置。

33.如权利要求30至32中任一项所述的设备，其中，包括用于将废气从熔融还原容器抽出来的废气抽取装置。

34.如权利要求33所述的设备，其中，该气体抽取装置包括用于将废气从容器中抽出的引风机。

35.如权利要求33或34所述的设备，其中，还包括用于从抽出的废气中回收热量的回收装置。

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