TWI321157B - Direct smelting plant - Google Patents

Description

1321157 玖、發明說明： 【發明所屬之^技術領域】 發明領域 本發明係有關一種由含金屬進料例如礦石、部分還原 5 礦石及含金屬廢料流，製造熔融金屬之直接冶煉設備及方 法。 一種已知直接冶煉方法，主要係仰賴熔融浴作為反應 介質，通稱為高爐冶煉方法(HIsmelt process)敘述於國際專 10 利申請案PCT/AU96/00197(WO 96/31627)，申請人為本案申 請人。 該國際專利申請案所述高爐冶煉方法於有關製造熔鐵 方面包括： (a)於一容器形成熔鐵及爐渣浴； 15 (b)於該浴内注入： (i) 含金屬進料，典型為鐵氧化物；以及 (ii) 固體含碳材料，典型為煤’其係作為鐵氧化物之 還原劑及能源；以及 (c)冶煉金屬層之含金屬進料成為鐵。 20 「冶煉j 一詞於此處須了解表示加熱處理，其中進行 金屬氧化物還原化學反應來製造熔融金屬。 高爐冶煉方法也包括於浴頂上空間，使用含氧氣體進 行後燃燒反應氣體，例如由浴釋放出之一氧化碳及氫，傳 輸由後燃燒產生之熱至浴槽，來供給含金屬進料冶煉所需 5 之熱能。 高爐冶煉方法也包括於浴槽之名目靜態表面上方形成 —變遷區段，其中有有利的熔融金屬及/或爐渣小粒或潑濺 或流之上升、以及隨後下降，來提供有效介質傳輪經由浴 5 槽上方之後燃燒反應氣體產生的熱能給浴槽。 於高爐冶煉方法，含金屬進料及固體含碳材料經由複 數個噴管/風口而注入熔融浴，喷管/風口相對於垂直為傾 斜’因此向下向内延伸貫穿冶煉容器側壁，貫穿入容器下 區，因此輸送至少部分固體材料至容器底部之金屬層。為 1〇 τ 了促進於容器上部之反應氣體的後燃燒，熱空氣喷出（可能 為含氧1豐富）經由向下延伸之熱空氣注入噴管而注入容 器上區。由容器之反應氣體後燃燒產生的廢氣係由容器上 、.’呈由廢氣導管排放。容器包括耐炫襯塾水冷式嵌片於容 器側壁及谷器頂，水於連續迴路連續循環通過嵌片。 15 肖爐冶煉方法允許於單—精簡容器，藉直接冶煉而製 造大量溶融金屬，例如炫鐵。但為了達成此項目的，需轉 運大量熱氣體來去於容器，轉運大量含金屬進料如含鐵進 料至容器’轉運大量於遠離容器處理所產生之炫融金屬產 物及爐渣，以及循環大量水通過水冷式嵌片，全部皆於相 2〇對侷限區以内。此等功能於個冶煉操作係持續延伸一段 長時間。也需提供接取設備及操作設備來接取至容器，以 及各冶煉操作間設備的升降。

Burrow提出申請且讓與本案申請人之美國專利案 ，揭示一種極為有效之直接冶煉設備配置，其將 6 各種功Sb需要的設備分離成為分開區段’環繞容写設置， 因而最小化各項功能間可能的互相干擾，以及最大化冶煉 操作的安全性。 特別，Burrow之美國專利案揭示一種直接冶練設備， 其包括一固定式冶煉容器、一固體饋送裝置、一含氧氣體 /主入裝置、一含氧氣體輸送導管裝置、一廢氣導管裝置、 一金屬分接系統' 以及一爐渣分接系統。該直接冶練設備 之特徵在於設置： (a) 含氧輸送導管裝置及廢氣導管裝置於環繞容器周邊 隔開的三個分開區段中之第一者； (b) 金屬分接系統於三個區段中之第二者；以及 (c) 爐渣分接系統於該三個區段之第三者。

Burrow之美國專利案之揭示以引用方式併入此處。 刖文讨論之Burrow美國專利案並非視為承認該專利案 之揭示構成並通常識的一部分。 本發明可解決提供設備佈局問題，該設備佈局可獲得 下列期望功能：供給大量進料（固體及氣體進料）至一精簡容 器’由s玄容器去除大量處理產物（金屬、爐逢及廢氣），猶環 大量水通過該容器之水冷式嵌片，允許接取至容器供再度 襯墊及其它維修目的，以及允許接取至升降設備之容器。 本發明提供複數個平台環繞該容器，以及設置進行各 項功能之設備(例如金屬分接系統、爐渣分接系統、接取門 等）與平台相關，讓設備可由平台上的操作員接取。 【發明内容3 1321157 發明概要 根據本發明提供一種由一種含金屬進料製造炫融金屬 之直接冶煉設備，包括： (a) —定固冶煉容器，俾盛裝金屬及爐渣至熔融浴，以 5 及一於該浴上方之氣體空間； (b) —固體饋送裝置，供供給含金屬進料及含碳材料至 容器； (c) 一氣體注入裝置，向下延伸入容器，來將含氧氣體 注入該容器之氣體空間及/或浴； 10 (d)—氣體輸送導管裝置，由遠離該容器之氣體供應位 置延伸至一高於該容器之輸送位置，供輸送含氧氣體至氣 體注入裝置； (e)—廢氣導管裝置，供輔助來自容器之廢氣流動遠離 該容器； 15 ⑴一金屬分接裝置，供於冶煉操作期間，分接來自浴 之溶融金屬由容器送出，以及轉運該溶融金屬遠離該容器； (g)—結束金屬分接裝置，供於冶煉操作結束時，將來 自浴之熔融金屬分接離開容器，以及轉運該熔融金屬遠離 該容器； 20 (h) —爐渣分接裝置，供於冶煉操作期間，分接來自浴 之爐渣由容器送出，以及轉運該爐渣遠離該容器； ⑴一結束爐渣分接裝置，供於冶煉操作結束時，將來 自浴之爐渣分接離開容器，以及轉運該爐渣遠離該容器； ⑴至少二平台，供支持設備操作員於容器之不同高 8 1321157 度；以及 其中該金屬分接裝置以及爐渣分接裝置係定位而可由 於一平台（後文稱作為「鑄造間平台」）之設備操作員接取； 以及該結束分接裝置以及該結束爐渣分接裝置係設置成可 5 由於另一平台（後文稱作為「結束分接平台」）之設操作員接 取，該結束分接平台之高度係比鑄造間平台更低。 較佳該容器包括一側壁，以及該固體饋送裝置包括複 數個固體注入喷管，其係排列成可向下向内延伸貫穿側壁 開口，以及由容器移開。 10 較佳該固體注入喷管係設置成可由於至少另一平台 (後文稱作為「喷管平台」）之工作人員接取，該喷管平台係 該噴管平台係高於該鑄造間平台。 較佳該固體饋送裝置包括4根或更多根偶數固體注入 喷管，以成對於直徑方向相對之喷管環繞容器設置。 15 較佳固體饋送裝置包括一用於各對固體注入喷管之一 主供應管線，以及一對分支管線，其於一端係連結至該主 供應管線，以及於另一端係連結至個別喷管。 較佳各對分支管線為實質上等長。 較佳至少一對固體注入喷管係設置供注入含金屬進 20 料，以及至少其它成對固體注入喷管中之至少一對，係設 置供注入含碳材料以及選擇性助熔劑。 較佳該對固體注入喷管係環繞容器設置，讓毗鄰喷管 為設置供注入不同材料之喷管。 較佳於容器側壁之噴管開口係定位於容器之相等高 9 1321157 度，且環繞容器周邊以相等距離隔開。 較佳該固體饋送裝置包括一含金屬進料注入系統，供 預熱至少部分含金屬進料，以及供給該熱含金屬進料至該 含金屬進料注入喷管之主供應管線。 5 較佳該結束分接平台係高於地面高度。 較佳該容器包括至少二門於該容器側壁，供允許接取 至容器内部，用於容器内部之重新襯墊或其它維修工作。 較佳接取門包括板，板係熔接至該側壁。使用此種配 置，當需要接取至容器内部時，板由侧壁切除，於容器内 10部工作完成後替代板可炫接定位。 較佳接取門環繞容器周邊至少間隔9〇度。此種間隔讓 耐熔壁破壞壁設備可延伸通過門進入容器内部，趁容器尚 熱時，破壞實質部分之耐溶襯墊側壁之耐炼材料。 較佳該接取門係於容器之相等高度。 15 較佳該接取門係設置成可由於結束分接平台之設備操 作員接取。 較佳該鑄造間平台係延伸高於接取門緊鄰結束，來提 供經遮蔽的工作區於該接取門緊鄰附近。 較佳該設備包括至少一架空起重機接取區段，該區段 20由結束分接平台延伸，俾輔助利用該架空起重機向下及向 上升降材料及/或設備上下於該結束分接平台。 較佳該鎢4間平台係成形為界定該架空起重機接取區 段邊界之至少一部分。 該金屬分接裝置及該爐渣分接裝置可為同一單元。 10 5 «玄金屬分接裝置及該㈣分接裝置也可為不同單元， 具有一相金屬分接孔叹—分_渣分接孔位於該容器 之不同高度。 田金屬分接裝置及爐逢分接裝置屬不同單元時，較佳 該金屬分接裝置包括-金屬流前爐床由該容器向外凸起， 供由該容器連續分接熔融金屬。 用此種配置’㈣該金屬分接裝置包括-金屬分接 洗礦槽供接收來自該前爐床之溶融金屬。 10 H ’使職種配置，難難渣分接裝置包括一爐 ^刀接洗剌供接絲自胁之熔融爐渣。 _。結束金屬分純置及結束爐齡接裝置可為同一單 元，分«置及結束爐渣分㈣置也可為不同 15 、刀開結束金屬分接孔以及一分開紝炎^、# a 孔位在該容器之不同高度。 刀開結她查分 當該金屬分接裝置 接裝置適合㈣煉操作

為-前爐床時’較佳該結束金屬分 結束時由該浴之前爐床分接溶融金 20 該容^佳該設備包括—金屬錄裝置例如—盛桶設置 置坪2⑽金屬分接洗_延伸至_裝裝置上 、輪送熔融金屬至該盛裝裝置。 較佳(a)含氧氣體輪送導管裝置、 :::::在環繞容器周邊隔一段二區 外延伸，（b)該金屬分接裝置係仇於該三區 11 1321157 第二區段；以及（C)該爐渣分接裝置係位於該三區段之第三 區段。 較佳該容器係環繞一中心直立軸設置，以及該等區段 係由中心軸向外發散至容器外侧。 5 較佳該容器為一垂直圓柱形容器，以及複數個固體注 入喷管係環繞容器周邊隔開。 較佳該容器側壁包括水冷式嵌片。 較佳該容器包括一頂，以及該頂包括水冷式嵌片。 較佳該設備包括一密閉冷卻水回路，供供給水至水冷 10 式嵌片，以及將被加熱的水由水冷式嵌片移開，以及隨後 由該被加熱的水提取熱量，然後將該水送返水冷式嵌片。 較佳該設備進一步包括一種由爐渣分接裝置及結束爐 渣分接裝置接納爐渣之裝置。 較佳該爐渣接收裝置包括至少一爐渣容納凹坑。 15 較佳該設備包括一接收裝置，供接收來自結束金屬分 接裝置之金屬。 較佳該結束金屬接收裝置包括至少一金屬容納凹坑用 於金屬的結束分接。 較佳該金屬容納凹坑經覆蓋以防止熱金屬與水間直接 20 接觸。 較佳該爐渣容納凹坑及金屬容納凹坑係位於地面高度 或低於地面高度。 較佳該設備包括一氣體加熱裝置於該氣體供應位置， 供供給熱氣體至氣體輸送導管裝置來注入容器。 12 1321157 該氣體輸送導管裝置包括一單一氣體導管由該氣體供 給位置延伸至該輸送位置。 較佳該含氧氣體為空氣或富氧空氣。 圖式簡單說明 5 於前文參照附圖說明本發明之進一步細節，附圖中： 第1圖為根據本發明，貫穿直接冶煉容器之垂直剖面 圖，該直接冶煉容器構成直接冶煉設備之一具體實施例之 一部分； 第2圖為容器以及構成直接冶煉設備具體實施例主要 10 部分之環繞該容器之平台，以及平台上設備之配置之側視 圖， 第2a圖為第2圖以箭頭「A」指示之固體注入喷管及熱 礦供應管線之放大側視圖； 第3圖為容器以及構成直接冶煉設備具體實施例主要 15 部分之環繞該容器之平台，以及平台上設備之配置之底 部，由容器由第2圖觀視位置偏轉90度位置觀視之側視圖； 第4圖顯示直接冶煉設備之具體實施例之鑄造間平台 之佈局； 第5圖顯示直接冶煉設備之具體實施例之結束分接平 20 台之佈局； 第6圖為電腦產生之直接冶煉設備之具體實施例之頂 視平面圖，該圖顯示鑄造間平台及鑄造間平台上之設備， 以及於容器及設備高於平台高度之通過該容器之剖面，高 於該平台之設備被去除俾清晰觀視該直接冶煉設備；以及 13 1321157 第7圖為固體注入管線環繞容器及噴管供應管線之配 置略圖。 【實施冷式】 詳細說明 5 附圖顯示之直接冶煉設備包括一直接冶煉容器，其特 別適合用於藉如國際專利申請案PCT/AU96/00197所述之 高爐冶煉方法操作。後文說明係有關根據高爐冶煉方法冶 煉鐵礦細料來製造熔融鐵之内容。 初步參照第1圖，冶金容器概略標示為11，冶金容器有 10 一爐床包括一底部12及側部13係由耐熔磚製成，側壁14形 成概略圓柱形桶由爐床側13向上延伸，其包括一上筒形段 以及一下筒形段來支承水冷式嵌片（圖中未顯示），一頂17 其支承水冷式嵌片（圖中未顯示），一出口 18供排放廢氣，一 前爐床19供連續排放熔融金屬，以及一分接孔21供於冶煉 15期間排放熔融爐渣。 於根據高爐冶煉方法’使用容器將鐵礦細料冶煉而製 造熔鐵時，容器11含有鐵及爐渣之熔融浴，其包括一層熔 融金屬22及一層熔融爐渣於熔融金屬層22上方。編號24標 示之箭頭指示金屬層22之名目靜態表面位置，編號25標示 20 之箭頭指示爐渣層23之名目靜態表面位置。「靜態表面」一 詞須了解係表示並無氣體及固體注入容器之該表面。 於第2圖及3圖最明白顯示，容器包括一系列平台79、 81、83、85於容器高於地面高度87之不等高度。平台允許 容器及其它後文說明之設備環繞精簡容器11安裝與操作， 14 1321157 因而分開設備之各項操作功能，俾最小化各項操作間的干 擾’因而最大化操作安全性。平台79、81、83、85高产經 選擇讓平台上的工作人員可方便接取該設備。此外，平台 79、81、83、85之「腳印」經選擇俾允許架空起重機接取 5至下平台之選定區，以及對下平台工作區提供頂上保護。 容後詳述’平台79、81為固體注入噴管平台，平台幻 為鑄造間平台’以及平台85為結束分接平台。

如第5圖最明白顯示，容器η包括兩個接取門邓於爐床 側部13，接取門允許接取至容器11内部，供再度襯塾容器 10内部，或進行其它維修工作。接取門39係呈鋼板形式炫接 至側部13。當需要接取至容器内部時，鋼板由側壁被切除， 於容器工作完成後將替代板熔接定位。接取門39係於容器 11之相等高度。接取門39環繞容器周邊至少間隔9〇度。此 種間隔讓耐熔壁破壞設備可延伸通過接取門進入容器内 15 部，於容器趁熱時，破壞耐熔襯熱側壁耐熔材料之實質部 分。接取門39夠大，俾允許筒爪139或類似設備接取至容器 内部。 如第1圖最明白顯示，容器11裝配有氣體注入喷管26, 來將熱空氣喷至容器上區。喷管26向下延伸貫穿容器^頂 20 17進入容器上區。使用時’喷管26經由熱氣輸送管31而接 收富氧熱氣流（第2及6圖），熱氣輸送管31係由位置遠離還原 容器11某個距離之熱氣供應站（圖中未顯示）延伸。熱氣供應 站包括一系列熱氣爐（圖中未顯示）’以及氧氣設備（圖中未 顯示）來讓富氧氣流通過熱氣爐，通入熱氣輸送導管31内 15 1321157 部，導管31延伸至容器n上方與氣體注入噴管如之連結部 分。另外於氣流已經藉熱氣爐加熱之後，氧氣可添加至氣 流0 概略參照附圖，容器11也嵌合有8個固體注入喷管27， 5其向下向内延伸貫穿容器側壁14之開口（圖巾未顯示），且延 伸入爐渣層23，供將夾帶於乏氧載氣之鐵礦細料、固體含 — 碳材料及助炼劑注入金屬層22。 於容器側壁14之噴管開口係位在容器打之相等高度， 且環繞容器周邊間隔相等距離。喷f27經絲且位於料 _ 10開口，讓該方法操作期間，喷管出口端28係高於金屬層22 表面。此種喷管27位置可降低經由與熔融金屬接觸所二成 的損害’同時也可藉強制性水冷卻纟冷卻喷管，而無水接 觸容器之炫融金屬之顯著風險。 喷管27分成2組4噴管，—組之喷管27接納經由執雜 15入系統供給之熱鐵礦細料，另—組嘴扣係於冶煉操_ 間’經由含碳材料/助_注人系統接納煤及魏劑心且 噴管27係環繞容器周邊交替排列。 、 鲁 熱礦注入系統包括加熱鐵礦細料之預熱器⑽中未顯 示）’以及-熱礦轉運系統’其包括—系列供應管線以及— -

20載氣供應源’供轉運於供應管線之熱礦細料，以及將溫度 約為680。。之熱礦細料注入容器。噴管27以及緊鄰噴管二二 游之供應管線之概略配置示意顯示於第7圖。 、S 概略參照附圖，熱礦注入系統包括一主熱礦供應管線 75(第2至5圖）’以及2分支管線（第2至4圖），其係連結至於 16 直徑方向相對之喷管27，設置成於冶煉操作期間供給熱礦 至此等噴管27。熱敍人线也包括另—絲縣應管線 33(第2圖及第5圖）以及2分支管線％第出圖），其係連結 至另對於直徑方向相對之嘴管27，且設置絲供給熱礦 至此等喷管27。 如第2至5圖可知，主供應管線75係由 結束分接平台85下方之遠端位置（圖中未顯示)於地面高度 或接近地面高度，前進至第2圖及第3圖之位置75a，然後由 此位置貫穿或4鄰於結束分接平台85及鑄造間平台们垂直 向上延伸至第2至4®之高於鑄造間平台83之位置75b。分支 官線76初步係於相&方向由位於位置…之主管線75水平 K申以及，然後於位置76a(第2至3圖）垂直向上延伸至位置 76b(第2至4圖）’然後於短直段76c向内向下延伸至噴管27 入π ° 也如第2及3圖可知，主供應管線％由一個遠離容器之 遠端位置（圖中未顯示)於地面高度或接近地面高度，前進至 第5圖之位置33a ’管線於該位置分支成為分支管線34。分 支管線界定成為v字型。分支f線34於結束分接平台85下 方於地面间度或接近地面高度前進至位置34a(第2及3 圖）,’然後由此等值置貫冑或晚鄰於結束分接平 台85及鑄造 間平σ83φ直肖切伸至位置m(第2圖），錄於短直段 34c(第2圖’只顯示一段)向内向下延伸至喷管27入口。 剛文δ兒明之成對主管線及分支管線配置可避免管線於 環繞容器之約束空間互相干擾。 1321157 含碳材料/助燃劑注入系統對於直徑方向相對之成對 喷管27也包括類似之主供應管線39 ' 91及分支供應管線 40、92 ° 喷管27係設置成可由容器11移開。 5 容器11之廢氣出口 18係連結至廢氣導管32(顯示於第 2、6及7圖）’廢氣導管將廢氣由容器11轉運至處理站（圖中 未顯示），於處理站’廢氣經過清潔’通過熱交換器來預熱 饋至容器11之材料。高爐冶煉方法較佳係以空氣或富氧空 氣操作，因此產生實質容積之廢氣’以及需要相對大直徑 10 之廢氣導管32。如第2圖最明白顯示，廢氣導管包括一概略 傾斜之第一區段32a，區段32a由容器11之廢氣出口 18延 伸，以及包括一垂直延伸之第二區段32b其由第一區段32a 延伸出。 熱氣輸送導管31及廢氣導管32由容器11上部延伸遠離 15至遠端位置（圖中未顯示），因此於容器該區占據空間，因此 對工廠設備的定位造成影響，工廠設備例如為架空起重機 以及其它維修容器所需之活動操縱設備、以及於容器11侧 壁14及頂17之水冷式嵌片之冷卻水回路。 如則文指示，容器11之側壁14及頂17支承水冷式嵌片 20 (圖中未顯不）’該設備包括冷卻水回路。冷卻水回路供給水 至水冷式嵌片，以及將來自於水冷式嵌片之加熱水移開， 隨後於將該水送返水冷式嵌片之前由該加熱水中提取熱 量。 於根據高爐冶煉方法之冶煉操作，鐵礦細料之適當載 18 1321157 氣及煤以及適當載氣經由喷管27而被注入熔融浴。固體材 料及載氣之動量造成固體材料穿透金屬層15。煤被脫去揮 發物，因此於金屬層15產生氣體。碳部分溶解於金屬，部 分維持成為固體碳。鐵礦細料被冶煉成為金屬，冶煉反應 5 產生一氧化碳。氣體被轉運入金屬層，藉脫去揮發物而產 生氣體，冶煉反應產生顯著浮力，浮力將熔融金屬、固體 碳及爐渣（由於固體/氣體/注入結果而被帶入金屬層之爐渣） 由金屬層15舉升，產生炫融金屬及爐潰之潑藏、小滴及流 之向上移動；此等潑濺、小滴及流當其移動通過爐渣層時 10 夾帶爐渣。熔融金屬、固體碳及爐渣之浮力向上舉升，造 成爐渣層16的實質攪動，結果爐渣層之容積擴大。此外， 經由熔融金屬、固體碳及爐渣藉浮力向上升高，造成熔融 金屬及爐潰之潑滅、小滴及流之向上移動，延伸入炫融浴 上方空間，結果形成一變遷區段。經由喷管26注入含氧氣 15 體，後燃燒於容器上部之反應氣體，如一氧化碳及氫氣。 由於容器中反應氣體後燃燒產生的廢氣由容器上部經由廢 氣導管32被帶出。 冶煉操作期間產生之熱金屬經由金屬分接系統而由容 器11排放，金屬分接系統包括前爐床19及熱金屬洗礦槽41 20 連結至前爐床。熱金屬洗礦槽41之出口端係位於熱金屬盛 桶站（圖中未顯示）上方，因此向下供應熔融金屬至位在該站 的盛桶。 該設備包括一結束金屬分接系統，供於冶煉操作結束 時分接來自容器11之熔融金屬，送出容器底部之外，以及 19 1321157 轉運該熔融金屬遠離容器u。結束金屬分接系統包括一金 屬結束分接孔63於該容器，以及一洗礦槽38供轉運由容器 11排放之溶融金屬’經由分接孔至位於地面高度之容納金 屬坑91。理想上之坑91係由元件覆蓋（圖中未顯示），來防止 5凹坑之熱金屬與水直接接觸。結束金屬分接系統也包括金 屬分接孔43於前爐床19，以及一洗礦槽4〇供轉運由前爐床 19排放之熱金屬，經由分接孔至主熱金屬洗礦槽％。結束 分接鑽孔59也設置用來開啟分接孔63、43，而由容器及前 爐床釋放金屬。 10 設備包括一爐渣分接系統，供定期由容器底部分接來 自容器11之炫融爐渣’於冶煉操作期間將該爐渣轉運遠離 容器11。爐渣分接系統包括一爐渣凹口 21於容器11，以及 一洗礦槽44其有2結束分支80、82，來將容器11排放之熔融 爐渣經由爐渣凹口 21，由鑄造間平台83之高度向下排放入 15 於地面高度87之分開爐渣盛裝凹坑93、95。設置二凹坑， 其中一凹坑係不工作，於爐渣被去除前允許爐渣冷卻；另 一凹坑係工作且用來接納熔融爐渣。爐渣凹口塞鑽機61設 置用來開啟及密封爐渣凹口 21，俾由容器11中釋放出爐潰。 該設備包括一爐渣分接系統，供於冶煉操作結束時由 20 容器11排乾爐渣。爐渣結束分接系統包括一爐渣分接孔46 於容器11，以及一主洗礦槽70及一分支洗礦槽72供移轉由 容器11排放之熔融材料，經由爐渣分接孔46至容納凹口 93。分支洗礦槽95連結爐渣洗礦槽70至熱金屬洗礦槽38。 分支洗礦槽95用來移轉溶融金屬，當分接孔46首次對金屬 20 1321157 容納凹坑9㈣啟時，該炫融金屬由容器流出。於結束分接 之前，分支洗礦槽72經封阻，讓炫融材料僅能經由分支洗 礦槽95流至金屬容納凹坑91。分支洗礦槽％朝向金屬流之 結束被封阻’以及分支洗礦槽72被解除封阻，故溶融材料 5流轉向流入爐逢凹坑93。爐潰茂放鑽孔68設置用來開啟分 接孔46而由谷讀放爐渣。泥搶66設置用來酬開放分接 孔46。 如刖文揭不，容器包括一系統平台79、81、83、85於 容器南於地面87之不同高度。平台允許安裝容器及其它設 1〇 備以及允許操作容器及其它設備。 最下方平口，亦即結束分接平台85相對於容器η設置 成經選定咼度，讓平台上的工作人員方便接取結束金屬分 接系統（金屬結束分接孔63、洗礦槽38、金屬結束分接孔 43、洗礦槽40及結束分接鑽孔59)、爐渣結束分接系統(爐渣 15分接孔46、洗礦槽70、分支洗礦槽95、爐渣洩放鑽孔68、 泥槍66)、及接取門39。例如金屬結束分接鑽孔、爐渣洩放 鑽孔68及泥搶66等設備係直接安裝於平台上。平台也包括2 架空起重機接取區55，該區域設備及材料舉升之位置大致 為空白空間，例如可輔助容器η内部的重新襯墊。 20 次高平台亦即鑄造間平台83係相對於容器11設置，設 置於經選定高度，讓平台上的工作人員可方便接取金屬分 接系統(爐床19及熱金屬洗礦槽41)及爐渣分接系統(爐邊凹 口 21、洗礦槽44及爐渣凹口塞鑽機61)。平台83之腳印經選 擇性成形，讓平台不會延伸入結束分接平台85之架空接取 21 區55上方空間，因此有空白架空起重機接取至該接取區 55。平台83之腳印也選擇性成形，讓平台延伸高於工作區， 於結束金屬分接系統及爐渣分接系統之緊鄰附近，以及於 結束分接平台85之接取門39之緊鄰附近來對該區之工作人 員提供架空保護。 又次高平台亦即噴管平台79、81係相對於容器u設置 於某種高度，該高度經選擇讓平台上的工作人員可方便接 取喷管27。 平台81之腳印顯示於第3圖。平台81之腳印經選擇性形 成，讓平台不會延伸入結束分接平台85之架空接取空間55 上方之空間，因此有架空起重機接取之該加空接取區％。 平台81之腳印也選擇性成形，讓平台於金屬分接系統及爐 渣分接系統之緊鄰附近延伸高於工作區，來對於該區工作 的工作人員提供架空保護。 除了前述設備係配置於一系列平台79、81、83、幻之 外，設備也設置於一系列於周邊延伸之垂直延伸區段内部 之平台，進一步允許安裝及操作全部前述設備環繞該精簡 容器11，讓其分開設備之各項操作功能，俾最小化各項操 作間的干擾，因此最大化操作安全性。 特別，安裝之佈局劃分為如下3個功能區段，其係垂直 延伸，且環繞容器11周圍彼此隔開，且由容器之中心直立 軸向外發散。 區段1 : 一般接取及服務 本區段環繞容器11周邊約180角延伸，本區段含有：_ 1321157 •架空熱氣體輸送導管31及廢氣導管32之腳印。 •容器11之接取門39。 區段2 :金屬分接 本區段含有：_ •金屬分接系統(前爐床19及熱金屬洗礦槽41)。 •金屬結束分接系統(金屬結束分接孔63、洗礦槽38、 金屬分接孔43、洗礦槽40及結束分接鑽孔）。 區段3 :爐渣分接 本區段含有：-

•爐渣分接系統(爐渣凹口 21、洗礦槽44、及爐渣凹口 塞鑽機61；)。 15 •爐渣結束分接系統(爐渣分接孔46、洗礦槽7〇、分^ 洗礦槽95、爐渣洩放鑽孔68及泥搶66)。 該設備也包括於前述架空起重機接取區55上方區段， 亦即上方空間，讓㈣及設備可升高至結束分接平^ 台移開。架空接取對於容器内邹重;概; 匕維修工作所需材料狀備的有效升高特別重要。 可未悖離本發明之精髓及範圍， 之具體實施例做出多項修改。 兒明之她

20 【圖式簡單說明】 第1圖為根據本發明，貫穿直接冶煉容 圖’該直接冶煉容n構成直接冶煉設備之_ 一部分； 器之垂直剖面 具體實施例之 第2圖為容器 以及構成直接冶煉設備具體實施例主要 23 1321157 部分之環繞該容器之平台，以及平台上設備之配置之側視 圖， 第2a圖為第2圖以箭頭「A」指示之固體注入噴管及熱 礦供應管線之放大側視圖； 5 第3圖為容器以及構成直接冶煉設備具體實施例主要 部分之環繞該容器之平台，以及平台上設備之配置之底 部，由容器由第2圖觀視位置偏轉90度位置觀視之側視圖； 第4圖顯示直接冶煉設備之具體實施例之鑄造間平台 之佈局； 10 第5圖顯示直接冶煉設備之具體實施例之結束分接平 台之佈局； 第6圖為電腦產生之直接冶煉設備之具體實施例之頂 視平面圖，該圖顯示鑄造間平台及鑄造間平台上之設備， 以及於容器及設備高於平台高度之通過該容器之剖面，高 15 於該平台之設備被去除俾清晰觀視該直接冶煉設備；以及 第7圖為固體注入管線環繞容器及噴管供應管線之配 置略圖。 【圖式之 主要元件代表符號表】 11…冶金容器 18…廢氣出口 12…底部 19…前爐床 13…側部 21···分接孔，爐渣凹口 14…側壁 22…熔融金屬層 15…金屬層 23…溶融爐渣層 17…頂 24、25…名目靜態表面 24 1321157 46…爐逢分接孔 55…架空起重機接取空間 59…結束分接鑽孔 61…爐渣凹口塞鑽機 63…金屬結束分接孔 66…泥搶 68…爐渣泡放鑽孔 70…主洗礦槽 72…分支洗礦槽 80、82…結束分支 79、81…平台 83…鑄造間平台 85…結束分接平台 87···地面

26…氣體注入喷管 27…固體注入喷管 28…出口端 31…熱氣體輸送導管 32…廢氣導管 32a…第一段 32b…第二段 33、 75…主熱礦供應管線 33a、34a-b、75a-b、76a-b··.所 在位置 34、 76…分支管線 34c、76c···短直段 38、41…熱金屬洗礦槽 39…接取門

39、91…主供應管線 91…容納金屬凹坑 40、92…分支供應管線 93、95…爐渣容納凹坑 44…洗礦槽 139…筒管爪 25

Claims (1)

1321157 第93109930號專利申範箇曹 i年月曰修(更)正皆換頁 拾、申請專利範圍： 1. 一種直接冶煉設備，係用以由一含金屬進料製造熔融金 屬的設備，係包括： (a) —固定冶煉容器，以盛裝一金屬及爐潰之炫融浴 5 以及一於該浴上方之氣體空間； (b) —固體饋送裝置，以供給含金屬進料及含碳材料 至該容器； (c) 一氣體注入裝置，係向下延伸至該容器中，以將 含氧氣體注入該容器内之該氣體空間及/或該浴中； 10 (d)—氣體輸送導管裝置，係由一遠離該容器之氣體 供應位置延伸至一高於該容器之輸送位置，俾用於輸送 該含氧氣體至該氣體注入裝置中； (e)—廢氣導管裝置，係用於輔助來自該容器之廢氣 流離該容器； 15 ⑴一金屬分接裝置，係用於冶煉操作期間，分接來 自該浴之熔融金屬使由該容器送出，以及轉運該熔融金 屬遠離該容器； (g) —結束金屬分接裝置，係用於冶煉操作結束時， 將來自該浴之熔融金屬分接離開該容器，以及轉運該熔 20 融金屬遠離該容器； (h) —爐渣分接裝置，係用於冶煉操作期間，分接來 自該浴之爐渣使由該容器送出，以及轉運該爐渣遠離該 容器； (i) 一結束爐渣分接裝置，係用於冶煉操作結束時，將 26 ...-术…·”·-· ·**-*. _ 1 J-. " - —| !9知咁2|出更)正明 L---——~5 來自該浴之爐渣分接離開該容器，以及轉運該爐渣遠離該 容器； ⑴至少二平台，係用於支撐設備操作員於容器之不 同高度；以及 其中該金屬分接裝置以及該爐渣分接裝置係設置成可 由位在一鑄造間平台上之設備操作員所接取；以及該結 束分接裝置以及該結束爐渣分接裝置係設置成可由位 在一結束分接平台上之設備操作員所接取，該結束分接 平台之高度係比該鑄造間平台為低。 如申請專利範圍第1項之設備，其中該容器包括一側 壁，以及該固體饋送裝置包括複數個固體注入喷管，其 係排列成可向下向内延伸貫穿位在該側壁之開口並且 可由該容器移開。 如申請專利範圍第2項之設備，其中該固體注入喷管係 設置成可由位在一喷管平台之工作人員所接取，該喷管 平台係在該鑄造間平台之上方。 如申請專利範圍第2或3項之設備，其中該固體饋送裝置 包括4根或更多根偶數固體注入喷管，其係以於直徑方 向上相對向的成對喷管環繞該容器而設置。 如申請專利範圍第4項之設備，其中該固體饋送裝置包 括一用於各對固體注入噴管之一主供應管線，以及一對 分支管線，其於一端係連結至該主供應管線，以及於另 一端係連結至個別噴管。 如申請專利範圍第5項之設備，其中該各對分支管線為 1321157 --- 年月日私;史)正分換趸 實質上等長。 7. 如申請專利範圍第4項之設備，其中至少一對固體注入 喷管係被設置俾供注入含金屬進料，以及其它成對固體 注入喷管中之至少一對係被設置俾供注入含碳材料以 5 及選擇性地助熔劑。 8. 如申請專利範圍第4項之設備，其中該等成對固體注入 喷管係環繞該容器而設置，以讓相毗鄰喷管成為設置成 供注入不同材料的喷管。 9. 如申請專利範圍第4項之設備，其中該容器之側壁上之 10 喷管開口係設置在與該容器相等之高度，並且係以相等 距離隔開地環繞該容器的周邊。 10. 如申請專利範圍第7項之設備，其中該固體饋送裝置包 括一熱含金屬進料注入系統，俾用於預熱至少部分含金 屬進料，以及供給該熱含金屬進料至用於該含金屬進料 15 注入喷管之該或該等主供應管線。 11. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該結束分接平台係 高於地面高度。 12. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該容器包括至少二 個位於該容器側壁的門，俾允許至該容器内部的接取， 20 以供容器内部之重新襯墊或其它維修工作。 13. 如申請專利範圍第12項之設備，其中該等接取門包括 板，該等板係熔接至該側壁。 14. 如申請專利範圍第12或13項之設備，其中該等接取門係 至少間隔90度地環繞該容器的周邊。 28 1321157 ca, IQ, o ’f!修(更 15. 如申請專利範圍第12項之設備’其中該等接取門係位於 容器之相等高度。 16. 如申請專利範圍第12項之設備，其中該等接取門係設置 成可由位於該結束分接平台之設備操作員所接取。 5 17. 如申請專利範圍第12項之設備，其中該鑄造間平台係延 伸於緊鄰該等接取門之上方，以於緊鄰該等接取門附近 提供經遮蔽的工作區。

18.如申請專利範圍第1項之設備，係包括至少一架空起重 機接取區段，該區段自該結束分接平台垂直延伸，俾輔 10 助利用該架空起重機自該結束分接平台向下及向上升 降材料及/或設備。 19. 如申請專利範圍第18項之設備，其中該鑄造間平台係成 形為界定該架空起重機接取區段邊界之至少一部分。 20. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該金屬分接裝置及 15 該爐渣分接裝置係為不同單元，其等具有位於該容器之

不同高度的一分開金屬分接孔以及一分開爐渣分接孔。 21. 如申請專利範圍第20項之設備，其中該金屬分接裝置包 括一金屬流前爐床，其由該容器向外凸起，用以連續地 自該容器分接熔融金屬。 20 22.如申請專利範圍第21項之設備，其中該金屬分接裝置包 括一金屬分接洗礦槽，俾用於接收來自該前爐床之溶融 金屬。 23.如申請專利範圍第20項之設備，其中該爐渣分接裝置包 括一爐渣分接洗礦槽，俾用於接收來自該浴之熔融爐 29 1321157

潰。 24. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該結束金屬分接裝 置及該結束爐渣分接裝置係為不同單元，其等具有位在 該容器之不同高度的一分開結束金屬分接孔以及一分 5 開結束爐渣分接孔。

25. 如申請專利範圍第24項之設備，其中該結束金屬分接裝 置係適合於冶煉操作結束時由該浴及該前爐床分接熔 融金屬。 26. 如申請專利範圍第12項之設備，其中（a)該含氧氣體輸送 10 導管裝置、該廢氣導管裝置及該等接取門係位在間隔地 環繞該容器周邊之三個區段中的第一區段，並且係由該 容器向外延伸；（b)該金屬分接裝置係位於該三區段中之 第二區段；以及(c)該爐渣分接裝置係位於該三區段中之 第三區段。 15 27.如申請專利範圍第26項之設備，其中該容器係環繞一中

心直立軸而設置，以及該等區段係由該中心轴向外發散 至該容器外側。 28.如申請專利範圍第1項之設備，其中該容器側壁包括水 冷式嵌片。 20 29.如申請專利範圍第28項之設備，係包括一密閉冷卻水回 路，俾用於供給水至該水冷式嵌片，以及將被加熱的水 由該水冷式嵌片移開，以及隨後由該被加熱的水提取熱 量，然後將該水送返該水冷式嵌片。 30