TW559629B - Method and apparatus for practicing carbonaceous-based metallurgy - Google Patents

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559629 A7 _____ —_B7__ __ 五、發明説明（1 ) 引言 本發明係有關借助於申請人之審查中之申請案第 09/241，649號，申請日1999年2月1日，讓予技藝單位1742 之揭不’經由使用碳質材料而由金屬氧化物製造金屬。特 別’本發明結合有關參照申請案揭示主題之進一步發展， 特別有關原料及進給、原料及加熱、以及原料彼此間反應 等方面。又於此處揭示有關熔化及熔渣操作者進一步發 展’俾提供有效整合型方法及裝置來實施環保友善且具成 本競爭力之金屬製法。 背景 眾所周知現有處理金屬類原料成為鐵類及非鐵類產 物之方法效率不彰、污染高且經濟成本、操作成本以及維 修成本鬲。進一步，有關現場工作者由於暴露於極高溫， 以及吸入傷害性粉塵及穢氣而造成健康危害問題。 此處揭示之方法及裝置可應用於處理多種金屬礦如 鐵、鋁、銅礦等礦石，包括此等金屬材料之粉塵、廢料及 回歸。由於鐵礦為冶金行業的主要進料，本案揭示將主要 集中在處理鐵礦，稱做「碳處理」，使用碳質材料如煤處理 鐵礦而製造鐵/碳產物，該產物以氧化劑熔化，稱做「氧熔 化」而製造熔融鐵。 發明目的 纟發明之主要目的係提供一種具能量效率可還原溫 室氣體之方法及裝置。 I 纟發明之另-目的係提供一種對環境呈封閉式之方 """ """" __ 本紙張尺度適财關家鮮(CNS) A4規格（210X297公釐)—'' *-——一

•訂| #: (請先閲讀背面之注意氣項再填寫本頁) 559629 A7 B7 五、發明説明（2 ) 法及裝置’其容«得多種實體包括環保暑及大眾的許可 與接受。 本卷月又另目的係提供一種功能有效之方法及裝 置俾製造低成本產物讓產#界㈣爭㈣市場仍可維持競 爭力。 本發明之又一目的係提供一種可降低設備投資成本 讓產業可節省設備成本及創造就業機會之方法及裝置。 本發明之又另一目的係提供一種由危險性工作條件 以及長期對健康不利影響等觀點視之皆對員工無害之方法 及裝置。 本兔明之其它目的由後文說明及隨附之申請專利範 圍將顯然自明。參照附圖，附圖說明實施此種製造金屬單 位方法之某些裝置構造，其係有關製造呈直接還原鐵、熱 坯塊鐵、鐵/碳產物及熔融鐵等形式的鐵。隨後熔融鐵於熔 一條件下直接轉成鋼，或鑄造成生鐵塊，經冷卻然後呈固 體運送至加工廠。需了解此處揭示之方法及裝置非僅限於 載鐵材料的加工處理。 圖式之簡單說明 第1圖為用於實施製造金屬化/碳產物方法之設備之代 表圖’該金屬化/碳產物隨後被熔化而製造熔融鐵。 第2圖為第1圖所示反應圖於2-2所取之剖面圖，於該反 應爐中進行碳處理。 第3圖為第1圖所示反應室之變化。 第4圖為第1圖之端視圖，顯示多個反應爐排放至單一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210><297公釐） (請先閲讀背面☆注意事·項再填寫本頁) 、可| 559629 A7 __ B7__ 五、發明説明（3^ " "~^ ~ 熔爐/均化器。 第5圖為製造直接還原鐵單位以及將此單位冷卻隨後 排放至大氣之組悲。 第6圖為製造鐵單位之又另一組態，該鐵單位經述塊 化隨後排放入大氣。 第7圖表示排放熱還原金屬單位至容器，該容器經絕 緣與密封而保存能量且防止被再度氧化。 第8圖為以一系列步驟8-丨至8-6將材料進給至系統之 代表圖’顯示設備執行進給之多個位置，其中形成燃料芯 而燃料芯係由欲還原的鐵礦所包圍。 第9圖為沿第8圖9-9所取之剖面圖。 說明本發明之細節前，需了解本發明非僅限於附圖舉 例說明之各部件細節之排列，本發明可使用其它具體實施 例貫施。又需了解此處使用之術語僅供舉例說明之用而非 限制性。 圖式之詳細說明 參照第1圖，編號10表示反應爐，於反應爐使用煤處 理鐵塊而製造鐵/碳產物；此種鐵礦的處理於後文稱為「碳 處理」。編號11表示熔爐/均化器，於該處鐵/碳產物使用氧 化劑熔化而製造熔融金屬及熔渣，後文稱做為「氧溶化」。 標示為編號12之豎管連接至熔爐/均化器u。設置金屬貯槽 用以接收炼融金屬及炼渣，標示為編號13。參照第4圖，含 有原料之儲存糸統標不為編號14 ;其包含料斗$ $，$ 9及6 0 用於儲存如礦石、煤及溶料等進給材料。原料混合器標示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 6 (請先閲讀背面，V注意襄項再填寫本頁) 訂| 559629 A7 B7 五、發明説明（4 為編號61，用來於進給材料輸送至閉鎖料斗％時用來攙混 進給材料，閉鎖料斗又配備有上閥門84及下進給控制器62。 (請先閲讀背面，注意花項再填寫本頁) 回頭參照第1圖有關可實施該方法之構造之進一步細 卽說明，反應爐10係由推送裝置組成，推送裝置標示為編 號15，配備有一撞趟16於反應爐1〇之進料端，雖送裝置用 來將由料斗36落下的攙混後的進料推送入腔穴17内部。撞 鎚16係由推送裝置15所作動，撞鎚壓縮進料且讓進料於處 理室内前進，處理時標示為編號28且沿著長度方向呈錐 形。處理室28連接至腔穴17,處理室係由加壓殼體26、絕 緣體27以及壁加熱元件25組成。燃燒器19又經由進氣口 29 與加熱元件25連通。加熱元件25配備通道，如第2圖以編號 53表示；通道做為導管導引來自燃燒器19之熱氣體通過進 氣口 29 ’順著處理室28之長度方向流經通道（煙道）53，以 及經由出氣口 30由燃燒室送出。燃燒室28之排放端標示為 編號20，排放端附接於肘節部21。肘節部21設計成具有反 射壁23，反射壁由絕緣材料所襯墊且含於加壓篋之内，俾 形成輻射區段用來反射密集熱能朝向於排放端20接受碳處 理的材料。標示為編號22之第一喷搶（或多根噴搶）架設於 肘節部21 ;喷搶22適合朝向接受處理材料伸縮。控制器24 用來控制空氣/氧氣及冷卻劑讓喷搶22可操作。喷搶22也含 有啟動用的燃料。 反應爐10利用過渡區段32而與熔爐/均化器11連通，過 渡區段導引來自反應室28之還原材料（鐵/碳產物）至熔爐/ 均化器11，後者包含殼體85、襯墊86、頂部87及底部88。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 559629 A7 ___B7 説明(5 ) ----- 標示為編號34之第二喷搶用來供給空氣或氧化（或二者的 組合）形式的氧化劑俾與鐵/碳產物之碳反應以及製程產生 的氣體反應供給熔化鐵/碳產物之還原鐵需要的熱量而獲 得熔融鐵42及熔融爐渣43其係飄浮於熔融鐵42頂上。喷搶 34維持冷卻，噴槍利用升降機升降來調整其高度至熔爐/ 均化為11内部的工作而度。標示為31之戌放/琿口設置於熔 爐/均化器11底部，且連接至豎管12。經由洩放/璋口 31， 氣體、仏融鐵及炫融爐'/查流出。標示為47之廢氣排氣口設 置於豎管12而將此種控制用氣體之支流分流，氣體經由收 集總管線3 7被導引至旋風器46。炼融鐵及溶融爐渣於大量 氣體隨同鐵及爐渣流動時落入貯槽13内部。旋風器46與排 氣口 47連通，旋風器由廢氣中去除粒性物質。旋風器仏底 部配備有冒漲料斗40，該料斗進給入閉鎖式料斗4丨；控制 閥44及45鎖定以及解除鎖定閉鎖式料斗41俾排放收集的粒 性材料進入料倉33，料倉回收進給入反應爐1〇的材料。標 示為編號50的壓力控制器控制熔爐/均化器^及反應爐1〇 及豎管12的反壓，壓力控制器設置於旋風器46下游；支流 經由導管49離開系統，於氣體處理設施（圖中未顯示但為業 界已知）進一步處理。 熔爐/均化器11之底部88之組態呈錐形，具有汽放/蜂 口 31連接豎管12，豎管有一埋設模式鄰接金屬貯槽13。設 置感應加熱線圈裝置，標示為編號35，供給輔助加熱確保 熔融金屬及熔融爐渣於離開熔爐/均化器丨丨時不會凍結。若 發生凍結特別於熔爐/均化器U關機時凍結，則啟動感應加 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面七注意事-項再填寫本頁) •、町| f 559629 A7

559629 A7 —-----------____ 五、發明説明（7 ) 鐵/碳產物因密閉方式使用閥68及㈣放入大氣以及茂放 至輪送帶7G上。類似第6圖所示旋風器95且說明如後之旋風 器可用來分離夾帶的粒形物質。 參照第6圖，編號10為反應爐以及編號21為肘節部。 於肘節部21下方有個過渡區段，標示為編號94，經由過渡 區丰又，經奴處理材料經由下導管73洩放入熱坯塊器71，熱 坯塊器適合由經過碳處理材料形成坯塊。標示為編號72之 螺桿進料器係設置於坯塊器71下游而控制進給至坯塊器。 於坯塊器71下游，設置冒漲料斗74接著為閉鎖料斗乃俾將 形成的坯塊排放入大氣及排放至輸送帶7〇上。閥76及77用 來鎖定以及解除鎖定閉鎖料斗7 5。 鄰接於過渡區段94，安裝旋風器95，利用管路78將熱 氣通過旋風器95俾去除氣體的粒形物質。過渡區段94配備 有耐衝擊表面例如串級擋板89可崩潰經碳處理至熱材料而 釋放出過量粒形物質；仍維持被夾帶廢氣的物質於旋風器 (才示示為編號9 5)被卸下。旋風器9 5配備有壓力控制裝置 98、及冒漲料斗96接著為閉鎖料斗97。收集料倉79設置於 閉鎖料斗97下方用以接收由氣體中移除的粒形物質而被回 收（圖中未顯示）。 參照第7圖，標示為編號118之箱可設置於閉鎖料斗75 下方而容納鐵/碳產物且利用任一種已知裝置例如舉升卡 車輸送供進一步處理。箱11 8設置成絕緣而可接受熱產物俾 保持熱能及防止產物的再度氧化。 現在參照第8圖有關進給碳質材料做為芯而該芯由金 I 丨―^_ 本紙張尺度適用巾關家鮮（CNS) A4規格（210X297公釐) Γ 1〇 ·

、盯I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 559629 五、發明説明（8 屬礦包圍之構造說明。提供材料儲存配置標示為編號8〇， 其包3谷納碳質材料（燃料）之料斗81及容納鐵礦的料斗 82。進料器1〇1及102控制來自料斗“及“之燃料及鐵礦流 置。閥103及105服務閉鎖料斗81及閥104及106服務閉鎖料 斗82。進給管83設置於材料儲存配置80底部，其一邊由進 、、、ό展置90所旁出而由另一邊由反應器所旁出。進給裝置 90係由推算撞槌（標示為編號99)及推送柱塞ι〇〇組成，撞槌 99係藉作動器裝置如汽缸1〇7前進後退，柱塞1〇〇係藉作動 裔裝置如汽缸108前進及後退，如此對撞槌99或柱塞1〇〇提 供個別移動，柱塞1 〇〇係罩於撞槌99内部，撞槌之構型為環 形，撞槌又罩於進給管83内部。撞槌99通過進給孔1〇9而於 柱塞100位於回縮位置時允許燃料落入腔穴内。於後文形成 芯之細節操作詳細說明期間，將進一步借助於第8_丨至8-6 圖做澄清。 操作之詳細說明 於解釋此處揭示方法及裝置之操作時，說明如後： (i) 進給鐵礦及煤之模式以及加熱材料俾碳處理鐵礦 獲得金屬化/碳處物之模式；以及 (ii) 經由氧熔化熔化金屬化/碳產物獲得熔融金屬。 就石厌處理而a ’其中燃料芯係形成於被進給的金屬氧 化物（金屬礦），參照第8圖，循序為第^丨至^…圖以及第9 圖。第8-1圖中，撞槌99及柱塞1〇〇顯示於前進位置，燃料 3標示為編號110及壤繞芯的氧化物標示為編號111。柱塞 100利用汽缸108回縮至第8-2圖位置，而維持撞极99於前進 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 11 請 先 閲 讀 背 之- 注 意 事 項· 再 填 寫 本 頁 訂 559629 A7 ^--— —_B7______ 五、發明説明（9 ) 位置。计里燃料（煤）標示為編號112經由進給孔落入腔 穴113内部。然後柱塞1〇〇部份前進而推送燃料ιΐ2朝向前一 週期期間已經被進給且已經被壓縮的燃料芯，如第8_3圖所 示其-人，^里槌99利用汽缸107全衝程回縮，柱塞ι〇〇停在 月’J進位置的半路。定量氧化物標示為編號114落入腔穴ιΐ5 内部，如第8-4圖所示，該腔穴環繞柱塞1〇〇。於此步驟後， 才里槌99及柱塞1〇〇同時前進；最初，疏鬆材料開始被壓密， 如第8-5圖以編號Π6顯示，當撞槌99及柱塞1〇〇之前進進行 時，燃料及氧化物變成完全被壓密，係被形成於氧化物内 部，氧化物完全環繞燃料芯；撞槌99及柱塞1〇〇之衝程於壓 费之後仍維持其前進，反應爐10全體内燃物開始結果導致 熱金屬化/碳產物由反應爐10之洩放端洩放，如第8圖所 不；產物的洩放係止於撞槌99及柱塞1〇〇之完全衝程至前進 位置為止。於撞槌99及柱塞1〇〇之衝程結束時，撞槌與柱塞 之關係顯示於第8-6圖，該圖同第8-1圖所示。此時，完成 週期循環。燃料芯11〇的形成週期進行而獲得芯11〇由氧化 物HI所包圍，如第9圖之剖面圖所示。如此，重覆週期提 供燃料芯順著反應爐10腔室28長度方向以氧化物包圍。 參照第1、3及4圖之碳處理操作如後··-假設該方法已經於穩態及加壓，含於材料輸送系統14 之礦石（較好呈細小濃縮形式）、煤及助熔劑成比例混合且 呈混合物經料斗36進給入處理腔室28之腔穴17内部。然 後’撞槌16經由推送裝置15作動而緊壓混合物至其實質不 透性程度，如反應爐10進給端之密化代表圖所示（編號 本紙張尺度翻巾®®家標準（CNS) A4規格（210X297公釐) 12 (請先閲讀背面！足注意莱項再填寫本頁)

559629 A7 ------------B7_________ 五、發明説明（i〇 ) 18)。當混合物於反應爐10之腔室28前進時，其係藉以下任 一種加熱方式加熱：換言之，輻射、傳導、對流、加熱或 任一種系統組合而致使氣體由煤逸出，利用混合物之不透 性迫使氣體於腔室28内部朝向洩放端20流動。部份氣體於 洩放端被燃燒而提供高輻射熱區段，反射密集熱能至混合 物，而加熱混合物至此種溫度讓礦石的氧與煤釋放出的高 度還原性氣體反應及/或與來自煤的殘碳反應，俾還原鐵礦 成為金屬鐵。為了促進傳熱至混合物，設置喷搶如噴搶22， 喷搶適合將氧化劑以空氣、氧氣、或二者的組合形式注入 腔室28内部之材料混合物，同時混合物係於腔室以内部前 進。進一步，利用冷卻劑維持冷卻喷搶也適合前進及後退 俾獲得最理想的傳熱。氧化劑喷搶注入變化可呈滲透入混 合物，如第1及3圖所示，帶有補充氧化劑喷射（參考編號92) 用於後燃燒俾進一步提升傳熱至混合物。於並無任何傳導 熱通過腔室28壁時，喷搶22可呈氧_燃料（煤、氣體或油）燃 燒器形式俾引發燃燒，但一旦煤點火時，氣體及煤之碳變 安疋，由噴搶輸入燃料被切斷，煤與供給熱能俾維持反應 所需的氣體產生鐵/碳產物排放入溶爐/均化器丨丨。另一種 配置為燃料經由噴搶22供給，例如粉化煤注至鐵礦上；或 此處所述配置於其它業界已知配置的組合。 藉此種方法製造之鐵/碳產物比較鐵礦的體積密度相 對較輕，特別比熔融金屬相對較輕；進一步，鐵/碳產物由 反應爐10洩放時的大小為多樣化而不均勻。當此種產物洩 放入含炫融金屬及爐渣的溶化器時，鐵/碳產物浮 查頂 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS) A4規格（210X297公楚) 13 (請先閲讀背面之注意事•項再填寫本頁) .、可| f 559629 五、發明説明（11 ) 面上，熔融金屬造成生產力的延遲及能量的耗損，不易讓 鐵/¼產物形成為溶液。用於此項目的，設置一熔爐，該熔 爐也做為均化器但不含熔融金屬及熔融爐渣浴槽，該熔爐 係呈熔爐/均化器11形式，於熔融鐵及熔融爐渣形成時該熔 爐可沒放之。 訂 現在參照第1圖說明金屬化/碳產物之氧熔化。於熔爐/ 均化器11内部，喷搶34提供氧化劑而熔化由反應爐1〇經由 下導管32進給的熱鐵/碳產物。氧化劑與氣體及來自碳處理 步驟之碳反應，造成密集能量釋放，釋放能量熔化鐵/碳產 物之鐵、鐵氧化物一部份之廢石材、煤灰分以及用做為添 加劑之助熔劑/脫硫劑材料，結果導致製造熔融鐵及熔融爐 渣之此組合連同產生的多種加壓熱氣經由洩放/埠口 3丨離 開熔爐/均化器11。此種氣體流經洩放/埠口 3 i，維持熔融 鐵及爐渣由熔爐/均化器11流出，利用豎管12流入貯槽13， t管之梢端係浸沒於貯槽13内部之熔融金屬；如此浸沒產 生液體峰，可維持系統的壓力。 利用控制閥50 ,反應爐1 〇、熔爐/均化器丨丨及豎管i2 之反壓經平衡，同時反應爐10碳處理期間產生的氣體、以 及熔爐/均化器11讓熔化期間產生的氣體連同熔融金屬及 熔融爐渣被導引至貯槽13，此時氣體送出浴槽之外，氣體 藉喷嘴119注入的氧化劑燃燒而放出額外能量。廢氣收集於 罩斗120供處理（圖中未顯示但為業界已知）。夾帶於氣體之 金屬粉塵、碳及灰分由於浴槽做為濕洗滌器而留在浴槽 内，增加熔融金屬產率，流經主管線37的氣體支流用於利 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 559629 A7 B7 五、發明説明（l2 ) 用閥50做壓力控制，經由洩放口 47導引至旋風器私供處 理。於旋風器46分離的粒狀物質若有所需，連同進料及輔 助熱一起循環，利用感應加熱35維持於豎管12。反應爐1〇 及熔爐/均化器11之操作意圖維持還原，防止鐵被再度氧化 以及減少N〇x及C〇2的生成，同時提供有效脫離環境來去除 來自於煤的硫。 至於本發明應用於非鐵類金屬之用途，可對此處揭示 做變化，但該意圖絕非丨李離此處揭不之精趙。總言之，本 發明提供優於習知實務/冶金的重大改良，可使用低成本原 料，為能量有效、環保友善且設備投資成本低。 15 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 559629 A7 B7 五、發明説明（i3 ) 10.. .反應爐 12…豎管 14.. .儲存系統 16.. .撞鎚 19…燃燒器 21·.·肘節部 23.. .反射壁 25…壁加熱元件 27.. .絕緣體 29…進氣口 31…洩放/埠口 3 3...料倉 35.. .感應加熱線 37.. .收集主管線 39.. .升降機 41.. .閉鎖料斗 43.. .熔融爐渣 46.. .旋風器 49…導管 51…澆桶 53.. .煙道 5 5...工欠孑L 61.. .原料混合器 元件標號對照 11.. .熔爐/均化器 13…金屬貯槽 15.. .推送裝置 17.. .腔穴 20.. .洩放端 22…噴搶 24.. .控制器 26.. .加壓殼體 28…處理腔室 30.. .出氣口 3 2...過渡區段 34…喷搶 圈裝置 36...閉鎖料斗 38.. .螺桿進給器 40.. .冒漲料斗 42.. .熔融鐵 44·45…控制閥 47.. .廢氣排氣口 50.. .壓力控制器 52.. .罐 54…斜槽 5 8 - 6 0…料斗 62.. .下進料控制器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 16 559629 A7 B7 五、發明説明（14 ) 6 3...起重機 64…冒漲料斗 65…冷卻器 66...冒》張料斗 67...閉鎖料斗 68-69··.閥 70...輸送帶 71…熱坯塊器 72...螺桿進料器 73...下導管 74...冒漲料斗 75...閉鎖料斗 76-77···閥 78…管路 79...收集料倉 80...材料儲存配置 81...料斗 82...料斗 83...進給管 84…上閥 85…殼體 86...襯塾 87...頂部 8 8…底部 90…進給裝置 92.··輔助氧化劑孔口 93...滾軸節段床 94…過渡區段 95...旋風器 96…冒漲料斗 97...閉鎖料斗 98…壓力控制裝置 99...撞鎚 100...柱塞 101-102...進料器 103-106···閥 104…爐組 107-108…汽缸 109...進給孔 110…燃料芯 111...氧化物 112...燃料 113...腔穴 114...氧化物 115...腔穴 116...疏鬆材料 117…金屬部分 118···箱 119...喷嘴 120...罩斗 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 17

Claims (1)

1. ^59629

   A8 B8 C8 申請專利範圍 • ~種於一或多個腔室使用碳質材料加熱處理金屬氧化 物之方法，其中該一或多個腔室設計有一進給端及一 /兔放端，俾製造熱金屬化/碳產物，隨後該產物於溶爐 '像化而製造熔融金屬及熔融爐渣，該方法包含： 進給金屬氧化物及碳質材料至該一或多個腔室之 進料端，以及強迫金屬氧化物及碳質材料朝向該一或多 腔室之洩放端前進； 注入氧化劑，因而利用含於碳質材料之至少部份能 量，俾釋放熱能以及製造加壓還原氣體，還原金屬氧化 物形成熱金屬化/碳產物； 由一或多個腔室洩放熱金屬化/碳產物至熔爐； 於溶爐加熱金屬化/碳產物而製造熱加壓廢氣、溶 融金屬及熔融爐渣；以及 隔離該廢氣、熔融爐渣及熔融金屬。 2· —種於一或多個腔室使用碳質材料加熱處理金屬氧化 物之方法，其中該一或多個腔室設計有一進給端及一 洩放端，俾製造熱金屬化/碳產物，隨後該產物於熔爐 熔化而製造熔融金屬及熔融爐渣，該方法包含： 進給金屬氧化物及碳質材料至該一或多個腔室之 進料端，因而形成一芯帶有一環圈環繞於芯周圍，用於 讓金屬氧化物與碳質材料有效反應，以及強迫金屬氧化 物及碳質材料朝向該一或多腔室之洩放端前進； 注入氧化劑，因而利用含於碳質材料之至少部份能 量，俾釋放熱能以及製造加壓還原氣體，還原金屬氧化 18 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 訂丨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱：） 化 力 其進一步包含提供感應 包含添加氧化劑俾補 充 其中该氧化劑為實質純 、申請專利範園 物形成熱金屬化/碳產物； 由一或多個腔室洩放熱金屬化/碳產物至熔爐； 於熔爐加熱金屬化/碳產物而製造熱加壓廢氣、熔 融金屬及熔融爐渣；以及 隔離該廢氣、熔融爐渣及熔融金屬。 3·如申請專利職第2項之方法，其中該注人氧化劑之步 驟包括將氧化劑注入該-或多個腔室之較端。 4. 2請專利範圍第2項之方法，其中—組腔室組裝成為 至、、且形式，各個腔室為一分開模組俾方便擴充與維 修。 ^、、 5. 如申請專利範圍第2項之方法，其中於該溶爐之金屬 /碳產物之加熱包含耗用至少部㈣爐之碳之步驟。 •如申請專利範圍第2項之方牛，盆、隹—本〜人 法其進一步包含控制壓 而維持該方法之各步驟平衡。 7·如申請專利範圍第2項之方法 加熱做為熔爐的補充加熱。 8.如申請專利範圍第7項之方法 感應加熱。 9·如申請專利範圍第2項之方法 氧。 / 10·如申請專利範圍第2項 氣。 員之方法’其中該氧化劑包含 u·如申請專利範圍第2項之方法， 氣的空氣。 、^氧匕浏為夾帶孝 本紙張尺度適财關家標準⑽)A4規 (請先閲讀背面之，注意事I再填窝本頁}

   19 . 559629 、申請專利範圍 12·如申請專利範圍第2項之方法，其進一步包含設置一輻 射加熱區段於該一或多個腔室之洩放端下游俾反射熱 能朝向接受處理材料，因而藉輻射有效傳熱而加速金 屬氧化物之轉化成為金屬化/碳產物。 13.如申請專利範圍第2項之方法，進一步包含將熱氣通過 设置於腔室室壁的煙道俾加熱該腔室，因而藉傳導額 外加熱腔室内部材料。 Η.如申請專利範圍第2項之方法，其中該額外熱係藉燃燒 其中之氣體被導引入輻射區段俾進一步加速金屬氧化 物的還原。 15. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該腔室的材料被前 進且由腔室洩放因而重覆提供新材料表面於腔室浪放 端接受處理。 16. 如申請專利範圍第2項之方法，其進一步包含導引溶融 金屬及熔融爐渣至貯槽。 Π.如申請專利範圍第16項之方法，進一步包含以浸沒模 式導引熔融金屬及熔融爐魅貯槽而提供液體封。 18.如申請專利範圍第2項之方法，其中該方法為環保封閉 式俾防止污染的發散。 19·如申請專利範圍第2項之方法，其中該腔室包括錐形部 份其係朝向腔室之洩放端發散。 瓜如申請專利範圍第2項之方法，其中該金屬氧化物包含 鐵氧化物。 21.如申請專利範圍第2項 貝之方法，其中該碳質材料包含 本紙張尺度顧中國國家標準（CNS) A4規格

   •訂· (請先閲讀背面之注意事t再填寫本頁)

   申叫專利範圍 如^專利乾圍第2項之方法，進一步包含連同氣流導 弓卜炫嘁孟屬及熔融爐渣至貯槽，該氣流被燃燒而釋放 出熱能。 申明專利範圍第2項之方法，進-步包含於熔爐内均 化溶融金屬。 如申明專利摩已圍第2項之方法，進一步包含將炫融金屬 均化成為鐵。 25·如申請專利範圍第2項之方法，進-步包含將熔融金屬 均化成為鋼。 6·如申请專利範圍第2項之方法，包括利用—根噴搶注入 氧化劑。 A如申請專利範圍，第2項之方法，包括利用多根喷搶注入 氧化劑。 28.如申請專糊第2項之方法，進一步包含添加助溶劑 材料至金屬氧化物及碳質材料。 A如申請專利範圍第2項之方法，進一步包含添加脫硫材 料至金屬氧化物及碳質材料。 30·如申請專利範圍第2項之方法，進一步包含涵括至少部 份碳質材料於金屬氧化物俾形成混合物。 Μ·如申請專利範圍第2項之方法，進一步包含進給碳質材 料於腔室因而形成燃料芯。 32.如申請專利範圍第3丨項之方法，進一步包含導引氧化 劑朝向來自腔室洩放端的燃料芯。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公董） (請先閲讀背面之，注意事t再填寫本頁)

   559629 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 33.如申請專利範圍第32項之方法，其中該氧化劑滲透該 燃料芯。 34. _ (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 種於一或多個腔室使用碳質材料加熱處理金屬氧化 物之方法，其中該一或多個腔室設計有一進給端及一 洩放端，俾製造熱金屬化/碳產物，隨後該產物於熔爐 您化而製造熔融金屬及熔融爐渣，該方法包含： 進給金屬氧化物及碳質材料至該一或多個腔室之 進料端，以及強迫金屬氧化物及碳質材料朝向該一或多 腔室之洩放端前進； -、?τ_ 注入氧化劑，因而利用含於碳質材料之至少部份能 量，俾釋放熱能以及製造加壓還原氣體，還原金屬氧化 物形成熱金屬化/碳產物； 由一或多個腔室洩放熱金屬化/碳產物至熔爐； 由容器洩放金屬化/碳產物至熔爐，以及於熔爐加 熱金屬化/碳產物而製造熱加壓廢氣、熔融金屬及熔融 爐渣；以及 隔離該廢氣、溶融爐渣及溶融金屬。 35.如申請專利範圍第34項之方法，其中該容器有助於維 持熱及防止金屬化/碳產物的再度氧化。 36·如申請專利範圍第35項之方法，其進一步包含產物暴 露於大氣之前冷卻容器内部之金屬化/碳產物。 37·如申請專利範圍第34項之方法，其中該金屬化/碳產物 於排放入容器前製作成坯塊。 38.如申研專利範圍第37項之方法，其中該坯塊化金屬化/

   559629 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 石反產物於產物暴露於大氣前經冷卻 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 39· —種於一或多個腔室加熱處理金屬氧化物及碳質材料 之裝置》包含： 反應爐’包括一加熱腔室具有一進給端及一洩放 端； 一進給裝置，其係用以進給金屬氧化物及碳質材料 至腔室之進給端，以及迫使金屬氧化物及碳質材料朝向 槍室之洩放端前進； 訂· 氧化劑注入裝置，其適合注入氧化劑，造成碳質材 料溫度升高，與金屬氧化物反應而形成金屬化/碳產物； 一熔爐’其係與該腔室之洩放端連通，其適合接收 來自腔室之金屬化/碳產物，該熔爐適合加熱金屬化/碳 產物而產生熱加壓廢氣、熔融金屬及熔融爐渣；以及 隔離裝置’其係用於隔離該廢氣、炼融爐渣及溶融 金屬。 40_如申請專利範圍第39項之裝置，進一步包含一接收來 自熔爐的熔融金屬及熔融爐渣之貯槽。 41 ·如申請專利範圍第3 9項之裝置，進一步包含一以浸沒 形式接收來自熔爐的熔融金屬及熔融爐渣之貯槽。 42·如申請專利範圍第39項之裝置，其中該貯槽適合讓熔 融金屬與熔融爐渣分開流出。 43.如申請專利範圍第39項之裝置，其中該腔室包括一輕 射區段，其適合輻射熱能朝向腔室之洩放端。 44·如申請專利範圍第39項之裝置，其進一步包含適合平

   559629 A8B8C8D8 •其中該氧化劑注入暴 進一步包含以操作方 進一步包含以操作方 進一步包含供給補充 其中該供給補充熱給 其中該供給補充熱給 六、申請專利範圍 衡糸統壓力之壓力平衡裝置。 45.如申請專利範圍第39項之裝置， 置適合選擇性前進及後退。 46·如申請專利範圍第39項之裝置， 式連接熔爐至氧化劑注入裝置。 47. 如申請專利範圍第39項之裝置， 式連接爐之感應加熱裝置。 48. 如申請專利範圍第39項之裝置， 熱給熔爐之裝置。 49·如申請專利範圍第48項之裝置， 熔爐之裝置包含感應加熱裝置。 5 0.如申請專利範圍第4 8項之裝置， 熔爐之裝置包含氧化劑注入裝置 51.如申請專利範圍第39項之裝置，其進一步包含適合注 入氧外劑及燃料之組合氧化劑注入裝置。 52·如申印專利範圍第5 1項之裝置，其中該燃料為氣體。 53. 如申請專利範圍第51項之裝置，其中該燃料為粉化煤。 54. —種於一或多個腔室加熱處理金屬氧化物及碳質材料 之裝置，包含： 一反應爐，包括一加熱腔室具有一進給端及一泡放 端； 一進給裝置’其係用以呈芯帶有套於周圍的環圈形 式進給金屬乳化物及碳質材料至腔室之進給端，以及迫 使金屬氧化物及碳質材料朝向搶室之汽放端前進； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事t再填寫本頁)

   24 559629 A8 B8 C8 D8 、申請專利範園 氧化劑注入裝置，其適合注入氧化劑，造成碳質材 剩·、溫度升高’與金屬氧化物反應而形成金屬化/碳產物； 一 '溶爐’其係與該腔室之洩放端連通，其適合接收 來自腔室之金屬化/碳產物，該熔爐適合加熱金屬化/碳 產物而產生熱加壓廢氣、熔融金屬及熔融爐渣；以及 隔離裝置，其係用於隔離該廢氣、熔融爐渣及熔融 金屬。 55. 如申請專利範圍第54項之裝置，進一步包含由碳質材 料形成芯帶有金屬氧化物環繞該芯之裝置。 56. 如申請專利範圍第54項之裝置，進一步包含適合導引 氧化劑至芯内部之氧化劑注入裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可|