Claims (16)
1. กระบวนการหลอมโดยตรงสำหรับผลิต โลหะจากวัสดุป้อนโลหะฟอสฟอรัส ในภาชนะที่ทำ ด้วยโลหะที่ยึดติดอยู่กับที่ คือ หมุนไม่ได้ ซึ่งกระบวนการรวมถึงชั้นตอนของ; (a) การก่อรูปของอ่างหลอมเหลวที่มีชั้นของโลหะ และชั้นกากของโลหะหลอมเหลวบนชั้น ของโลหะในภาชนะ (b) การฉีดวัสดุป้อนโลหะฟอสฟอรัส และ/หรือ วัสดุที่ประกอบด้วยคาร์บอนแข็ง พร้อมด้วย ก๊าซพาหะเข้าไปในอ่างหลอมเหลวโดยทาง lance/รูเปิด ที่ยื่นออกมาลงไปด้านล่าง หนึ่งรู หรือมากกว่า และการถลุงวัสดุโลหะเฟอร์รัส ไปยังโลหะในอ่างหลอมเหลว โดยที่การฉีด ของแข็งและก๊าซ ทำให้เกิดการไหลของก๊าซจากอ่างหลอมเหลว ที่อัตราการไหลอย่างต่ำ ที่สุด 0.30Nm3/S/m2 ที่ตำแหน่งของผิวหน้าระหว่างชั้นของโลหะ และชั้นกากของโลหะ หลอมเหลว (ภายใต้สภาวะที่สงบ) ที่การไหลของก๊าซจะนำวัสดุที่หลอมเหลวในอ่าง หลอมเหลว และนำวัสดุที่หลอมเหลวขึ้นไปด้านบนเป็นสาย, หยดและกระแส และจะ สร้างเขตการเปลี่ยนในช่องว่างที่มีก๊าซต่อเนื่องในภาชนะที่อยู่เหนือชั้นกากของโลหะ หลอมเหลวโดยที่สาย, หยดและกระแสของโลหะหลอมเหลวสัมผัสกับผนังด้านข้างของ ภาชนะ และสร้างชั้นที่ป้องกันของกาก; และ (c) การฉีดก๊าซที่มีออกซิเจนบรรจุอยู่ เข้าไปในภาชนะโดยทาง lance/รูเปิด หนึ่งรูหรือมากกว่า และก๊าซที่ทำปฏิกิริยาหลังการเผาไหม้ที่ถูกปล่อยออกมาอ่างหลอมเหลว โดยที่สาย, หยด และกระแสของโลหะที่หลอมเหลว ที่พุ่งขึ้นและตกลงมาหลังจากนั้น จะช่วยทำให้ การส่งถ่ายความร้อนไปยังอ่างหลอมเหลวสะดวกขึ้น และโดยที่เขตการเปลี่ยน จะช่วย ทำให้ความร้อนจากกัมมันตรังสีที่สูญเสียไปจากภาชนะโดยทางผนังด้านข้างที่สัมผัสกับ เขตการเปลี่ยนน้อยที่สุด1. Direct melting process for producing phosphorus metal feedstock in a stationary, non-rotating metal vessel. The process includes the following steps: (a) formation of a molten pool with a layer of metal and a slag layer on top of the metal layer in the vessel; (b) injection of the phosphorus metal feedstock and/or solid carbon-containing material along with carrier gas into the molten pool through one or more downward-facing lances/openings, and smelting of the ferrous metal onto the metal in the molten pool. The injection of solids and gas creates a gas flow from the molten pool at a minimum flow rate of 0.30 Nm3/S/m2 at the interface between the metal layer and the slag layer (under quiescent conditions), where the gas flow carries the molten material in the molten pool upwards in streams, droplets, and flows, creating a transition zone in the continuous gas void in the vessel above the slag layer. (c) The injection of oxygen-containing gas into the container through one or more lances/openings, and the release of post-combustion reactive gases from the molten bath, where the rising and falling streams of molten metal facilitate heat transfer to the molten bath, and where the transition zone minimizes radioactive heat loss from the container through the side walls exposed to the transition zone.
2. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิ 1 รวมถึงการหลอมวัสดุที่มีโลหะไปเป็นโลหะ โดย ส่วนใหญ่จะเป็นในชั้นของโลหะ2. The process defined in Claim 1 involves melting metallic materials into a new metal, primarily within a metallic layer.
3. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิ 1 หรือข้อถือสิทธิ 2 ที่การฉีดของแข็งและก๊าซในขั้นตอน (b) ทำให้เกิดการไหลของก๊าซจากอ่างหลอมเหลวอย่างมาก ผ่านข้ามผิวหน้าระหว่างชั้นของ โลหะ และชั้นกากของโลหะหลอมเหลว (ภายใต้สภาวะที่สงบ)3. The process defined in Reputation 1 or Reputation 2, in which the injection of solids and gases in step (b) causes a massive flow of gas from the molten pool across the surface between the layer of molten metal and the layer of molten residue (under calm conditions).
4. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ ที่อัตราการไหลของก๊าซอย่างต่ำ ที่สุด 0.35 Nm3/S/m2 ที่ตำแหน่งของผิวหน้าระหว่างชั้นของโลหะ และชั้นกากของโลหะ หลอมเหลว (ภายใต้สภาวะที่สงบ)4. A process defined in one of the preceding claims at a minimum gas flow rate of 0.35 Nm3/S/m2 at the interface between the metal layer and the molten metal residue layer (under calm conditions).
5. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ที่ อัตราการไหลของก๊าซน้อยกว่า 0.50 Nm3/S/m2 ที่ตำแหน่งของผิวหน้าระหว่างชั้นของโลหะ และชั้นกากของโลหะ หลอมเหลว (ภายใต้สภวะที่สงบ)5. A process defined in one of the preceding claims where the gas flow rate is less than 0.50 Nm3/S/m2 at the interface between the molten metal layer and the slag layer (under calm conditions).
6. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ ที่เขตการเปลี่ยนยื่นออกมา เหนือชั้นกากของโลหะหลอมเหลว6. The process defined in one of the preceding claims, where the transition zone extends above the molten metal residue layer.
7. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ ที่ชั้นของคาร์บอนที่ละลาย ในโลหะมากกว่า 4 wt%7. A process defined in one of the preceding claims, where a layer of dissolved carbon in the metal is greater than 4 wt%.
8. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ที่ความเข้มข้นของเฟอรัส ออก ไซด์ (Fe O) ในชั้นกากของโลหะหลอมเหลวต่ำกว่า 5 wt%8. A process defined in one of the preceding claims where the concentration of ferrous oxide (Fe₂O₃) in the molten metal residue is less than 5 wt%.
9. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ นอกจากนี้ ยังรวมถึงการคัด เลือกปริมาณของวัสดุที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนแข็งที่จะฉีดเข้าไปในอ่างหลอมเหลวให้มาก กว่าที่ที่ต้องการสำหรับการหลอมวัสดุป้อนโลหะฟอสฟอรัส และสำหรับการทำให้เกิด ความร้อนเพื่อรักษาอัตราการทำปฏิกิริยา โดยที่ผงฝุ่นที่จะถูกนำในสถานะที่ไม่เป็นก๊าซ ในขณะที่กำลังออกจากภาชนะ จะบรรจุอย่างน้อยที่สุด คาร์บอนที่มีมากเกินไปบ้าง9. The process defined in one of the preceding claims also includes the selection of an amount of solid carbon-containing material to be injected into the molten bath in excess of that required for melting the phosphorus feedstock and for heating to maintain the reaction rate, whereby the powder to be removed in a non-gaseous state while exiting the container will contain at least some excess carbon.
10. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิ 9 มีความเข้มข้นของธาตุคาร์บอนแข็งในผงฝุ่น ในสถานะที่ไม่เป็นก๊าซ จากภาชนะอยู่ในระยะ 5 ถึง 90 wt% (โดยที่เหมาะสมกว่าที่ 20 ถึง 50 wt%) ของน้ำหนักของผงฝุ่นในสถานะที่ไม่เป็นก๊าซ ที่อัตราของการทำให้เกิดฝุ่น ที่ 10-50 g/ Nm3 ในสถานะที่ไม่เป็นก๊าซ10. The process defined in claim 9 results in a concentration of solid carbon in the non-gaseous dust from the container ranging from 5 to 90 wt% (with a more optimal range of 20 to 50 wt%) of the weight of the non-gaseous dust at a dusting rate of 10-50 g/Nm3 in the non-gaseous state.
11. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ ที่การฉีดวัสดุที่ประกอบด้วย โลหะ และวัสดุที่ประกอบด้วยคาร์บอนในขั้นตอน (b) ผ่าน lance/รูเปิดเดียวกัน หรือ lance/รู เปิดที่แยกกัน11. The process defined in any of the preceding claims in which the injection of metallic and carbon-containing materials in step (b) occurs through the same lance/opening or separate lance/opening.
12. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ ที่ก๊าซที่มีออกซิเจนบรรจุอยู่ คือ ออกซิเจน,อากาศ หรืออากาศที่อุดมไปด้วยออกซิเจน ที่มีออกซิเจนอยู่ถึง 40% โดยปริมาตร12. The process defined in any of the preceding claims in which a gas containing oxygen is oxygen, air, or oxygen-rich air containing at least 40% oxygen by volume.
13. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ ที่ขั้นตอน (c) ปฏิบัติการที่ ขั้นสูง คือ อย่างต่ำ 40% ของสถานะหลังการเผาไหม้โดยที่สถานะหลังการเผาไหม้ จะถูก กำหนดเป็น : [Co2]+[H2O] [CO2]+ [H2O]+[CO]+[H2] ที่ซึ่ง: [CO2] = ปริมาตรเป็น % ของ CO2 ในสถานะที่ไม่เป็นก๊าซ [H2O] = ปริมาตรเป็น % ของ H2O ในสถานะที่ไม่เป็นก๊าซ [CO] = ปริมาตรเป็น % ของ CO ในสถานะที่ไม่เป็นก๊าซ, และ [H2] = ปริมาตรเป็น % ของ H2 ในสถานะที่ไม่เป็นก๊าซ13. The process defined in any of the preceding claims, where step (c) operates at an advanced level, is at least 40% of the post-combustion state, where the post-combustion state is defined as: [CO2]+[H2O] [CO2]+ [H2O]+[CO]+[H2], where: [CO2] = volume as % of CO2 in the non-gaseous state, [H2O] = volume as % of H2O in the non-gaseous state, [CO] = volume as % of CO in the non-gaseous state, and [H2] = volume as % of H2 in the non-gaseous state.
14. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ ที่ขั้นตอน (b) รวมถึง การฉีด ของแข็งและก๊าซเข้าไปในอ่างหลอมเหลวโดยทาง lance/รูเปิด หนึ่งรูหรือมากกว่า ที่ยื่นออก มาตลอด ผนังด้านข้างของภาชนะ และทำมุมลงไปด้านล่างและเข้าไปด้านในไปทางชั้นของ โลหะ14. The process defined in any of the preceding claims where step (b) includes the injection of solids and gases into the molten bath through one or more lances/openings protruding along the side walls of the vessel and angled downward and inward toward the layers of metal.
15. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิข้อใดข้อหนึ่งก่อนหน้านี้ ที่ขั้นตอน (c) รวมถึง การฉีดก๊าซ ที่มีออกซิเจนบรรจุอยู่เข้าไปในภาชนะโดยทาง lance/รูเปิด หนึ่งรูหรือมากกว่า เพื่อที่ (a) ก๊าซที่มีออกซิเจนบรรจุอยู่จะถูกฉีดไปทาง และทะลุเขตการเปลี่ยน (b) เขตการเปลี่ยนจะขยายขึ้นไปด้านบนรอบ ๆ ส่วนล่างของ lance/รูเปิด แต่ละรู ได้บาง ระดับ; และ (c) มีช่องว่างที่มีก๊าซต่อเนื่อง ที่เรียกเป็น "ช่องว่างอิสระ" (free space) ที่ไม่ได้บรรจุโลหะ และกากใดๆ ไว้รอบๆ ปลายของ แต่ละ lance/รูเปิด15. The process defined in one of the preceding claims, where step (c) involves the injection of oxygen-containing gas into the vessel through one or more lances/openings so that (a) the oxygen-containing gas is injected toward and through the transition zone; (b) the transition zone extends upwards around the bottom of each lance/opening to some degree; and (c) there is a continuous gaseous space, called the "free space," which is free of any metal and debris around the ends of each lance/opening.
16. กระบวนการที่กำหนดในข้อถือสิทธิ 9 ที่ซึ่งความเข้มข้นของธาตุคาร์บอนเเข็งในผงฝุ่นใน สถานะที่ไม่เป็นก๊าซจากภาชนะอยู่ในช่วง 20 ถึง 50 wt% ของน้ำหนักของผงฝุ่นในสถานะที่ไม่เป็น ก๊าซที่อัตราของการทำให้เกิดฝุ่นที่ 10-50 g/Nm ใสสถานะที่ไม่เป็นก๊าซ16. The process defined in claim 9 where the concentration of solid carbon in the non-gaseous dust from the container is in the range of 20 to 50 wt% of the weight of the non-gaseous dust at a dusting rate of 10-50 g/Nm³ in the non-gaseous state.