TWI417390B - 生產金屬及／或初生金屬產物的方法和裝置 - Google Patents

Description

生產金屬及/或初生金屬產物的方法和裝置

本發明係有關於一種生產金屬及/或初生金屬產物的方法和裝置，特別是生鐵及/或初生生鐵產物，其中導入了一種至少經部分還原、且含金屬之進料材料(特別是精細顆粒形式之材料)至一熔化組件(特別是熔融氣化器)當中，以進行更進一步之處理，其中該導入係以載體氣流的方式使用氣力輸送(pneumatic conveying)，並且以由該進料材料與該載體氣流所形成介質流(a stream of medium)的形式進行。

本發明亦係有關於一種從含金屬之進料材料生產金屬及/或初生金屬產物的裝置，該金屬及/或初生金屬產物特別是指生鐵或初生生鐵產物，而該金屬之進料材料特別是指精細顆粒形式之材料，該裝置具有用於更進一步處理該進料材料之熔化組件，特別是熔融氣化器，其具有藉由載體氣流之方式以進行該進料材料之氣力輸送的裝置。

從先前技術得知，特別是在運送熱的製程材料時，會有相當多的要求。除了在載體裝置上的熱應力以外，特別是在數量上精確的運送是一個很重要的條件需求，這樣的需求是利用載體系統(透過精確的方法管理)所滿足，以使該產品達到具有希冀特性。

特別是對於運送精細顆粒形式之含金屬材料而言，在冶金方法與裝置技術上則有高度需求。舉例而言，特別是運送溫的或熱的材料，就會對於工廠工程具有額外的需求。

從先前技術得知，係利用習知之氣力輸送裝置來達到此目的，並使被運送之材料以氣流的方式進行移動。

WO 03/68994 A1已揭示了此種型式之氣力輸送系統，其揭示了藉由從該熔化組件抽出之製程氣體，來運送含金屬之進料材料。然而，在此例子當中，特別對於要如何將該含金屬之進料材料導入至該熔化組件當中、以及如何達到該導入的數量控制，卻沒有任何的解決之道。

基於該先前技術進行加工，本發明的目的在於提供一種方法(根據申請專利範圍第1項之前言部分)、以及一種裝置(根據申請專利範圍第11項之前言部分)，可以使得進料材料有更精確的計量和分布、以及因此在金屬或初生金屬產物之製造期間有更精確的方法管理。

根據本發明，此目的是藉由定義申請專利範圍第1項的文句(關於方法)、以及定義申請專利範圍第11項的文句(關於裝置)所完成。

根據本發明，該進料材料是分別被導入至該熔化組件之中，並且獨立在至少兩個導入點上，在每一個導入點上均可能進行個別的導入。此導入可以連續的方式進行、或者是以堆積形式進行，也就是數量上限制的批次方式。

這種方式有一個重要的優點，也就是將部分數量之進料材料導入至該熔化組件中，可以進行局部地或數量的控制，使得在熔融氣化器中之該進料材料可以藉由飼入裝置而達到指定的分布。當要供應精細顆粒形式之進料材料時特別具有優勢。以下的方法可以使熔化組件當中的方法管理更顯著優異，因為藉由影響該進料材料的分布，可以使在進料材料與進一步之製程材料(諸如碳載體(舉例而言))之間的達到最佳的分布。已經證明將介質流(stream of medium)分成兩個至八個部分的介質流來確保有利的導入，是有利的。

具有多重獨立添加點的結構可確保該熔化組件的目標飼入，該使得在熔化組件中的進料材料可達到經控制的分布。從試驗中已經可以確定只具有六個倒入點就可以使該進料材料與(舉例而言)碳載體具有有利的分布。

根據本發明方法之有利的具體態樣，在該載體氣流被分離出來以前，將介質流分成至少兩個部分介質流，然後其可更進一步互相分開處理或者是獨立地導入至該熔化組件當中，且在該進料材料被導入以前，將部分載體氣體從每一個介質流中分離出來。分成部分介質流對於進料材料的導入會有更正面的影響，也因此對於方法管理上有更正面的影響。特別是在每一個互相獨立的點上以堆積形式的導入可能性，藉由開發該系統的可變化性，可以使系統化方法達到最理想化。

另外，在該載體氣流從該介質流分離出來以後，該進料材料同樣可以分成部分的數量。這樣特殊的結構，使得在導入該進料材料以前添加額外的進料材料成為可能，而允許共同導入。

根據本發明方法之更進一步有利的具體態樣，用來運送該進料材料之載體氣體是一種製程－內部氣體(process－internal gas)，特別是來自於熔化組件的製程氣體。使用製程－內部氣體首先會創造出一個低成本的解決方法。更進一步而言，其可以使該用來作為載體氣體之製程氣體進行循環，其亦可以提供好處。因為該至少經部分還原、且含金屬之進料材料的氣力輸送緣故，所以只會需要少量的載體氣體。另外，舉例而言，同樣可能使用來自於運送用之處理反應器的製程氣體。

根據本發明方法之可替代的具體態樣，用來運送該進料材料之載體氣體是一種製程－內部氣體，特別是氮氣。即使在可獲得之製程氣體的數量不足夠時，此可替代具體態樣可確保相對應有效的氣力輸送。更進一步而言，通常在煉鋼廠中可獲得之經加壓的氮氣會有足夠數量，因此使得有可能要再次考量到現有資源。

根據本發明方法之更進一步可替代的具體態樣，除了使用係使用製程－內部氣體以外還使用了更進一步之載體氣體，來運送該進料材料。如此(舉例而言)對於有時候會使用額外之載體氣體的情況，提供了一個有利的解決之道，以(例如)暫時增加運送容量。這樣的方法同樣能夠使其在短時間運送相對大量的堆積形式進料材料(例如)至一中間容器、或者是同樣用於運送至該熔化組件。

以經控制的方式將該進料材料連續地或者是以堆積形式導入至該載體氣流當中，已經證實是有利的。這兩種特定的選擇，藉由製造因此可獲得之進料材料，能夠適用於個別的方法條件。在本說明書當中，可能要維持該載體氣流，且在每一個例子當中將所需要數量之進料材料導入至該載體氣流當中，以連續地或堆積形式的方式，也就是限制的數量。在任何情況下，該導入會在一經控制的方式下進行，以確保精確飼入該熔化組件。除了在數量上精確飼入進料材料以外，還包含了在熔化組件中之該進料材料加以精確局部分部。

對於氣力輸送其本身，以連續地或堆積形式進行，也就是適當地適用於主要的製程狀態，也同樣證實是有利的。此係意指該載體氣流(取決於需求)可以連續方式或者是適當地開啟來進行維持。此彈性的操作模式可以使得該氣力輸送固定適用於主要的方法條件，使得(例如)在特別的方法情況下，可以藉由採用該操作模式而節省操作成本。

根據本發明之方法的一個可能的結構，被分離出來之該載體氣流，在氣體純化以後可以被導入至一處理反應器當中。由於運送該進料材料所需要的氣體數量緣故，基於經濟及加工工程的因素，更進一步採用或利用該載體氣體是很合理的。如此可使得預被排放之該數量的載體氣體於處理反應器中實際上得以(在適當純化以後)完全重複使用。

根據本發明之方法的一個有利的結構，部份數量之該進料材料的控制導入，是藉由將已經分離出來之部份載體氣流進行目標性移除，而產生作用。將該部分載體氣體於其被分離出來以後，進行控制移除，可創造出一個有效且簡易方式來控制經運送之部份數量的進料材料。這樣可以經移除之部分載體氣體數量的方式，來個別控制該部分運送之數量。

根據本發明之方法的一個有利的具體態樣，係將該進料材料或其部份數量，在被導入至該熔化組件之前，暫時地儲存在一個儲存容器當中。此臨時的儲存一方面可以進行堆積導入至該熔化組件當中，另一方面由於儲存，可以將導入與先前運送之該進料材料相互隔離，如此得以獲得更穩定的方法管理，也比較不會受到在個別方法參數中之錯誤與誤差的影響。

根據本發明之方法的一個特別的具體態樣，係將該進料材料或其部份數量進行壓力的作用。此牽涉到該壓力之目標性調整，以進行更進一步的處理。因此，(例如)單純在重力的力量之下，可以將該進料材料特別簡易地導入至該熔化組件當中。更進一步而言，有可能實現簡易的導入裝置，此係意指不再需要(例如)複雜的閥或者是控制組件。

在將該進料材料導入至該熔化組件以前，由於壓力增加的緣故，有可能將該氣力輸送或者是來自於導入該熔化組件中之任何臨時儲存的進料材料加以解偶(decouple)。在此例子當中，該儲存容器的功用，是作為在不同壓力等級下進行操作之方法部件之間的一個閉鎖(lock)。在進行氣力輸送之處的壓力可因此進行最理想的設定(獨立於與該熔化組件之操作壓力)，無須與該熔化組件之壓力相配合。如此可使得方法與裝置部件能夠更容易加以控制且價格上更為便宜。

根據本發明之方法的一個替代的具體態樣，其中除了該進料材料以外，還將至少一種經還原、且含鐵之添加物及/或添加劑導入至該熔化組件當中。此種選擇可以更成功地影響或修正該方法。在此例子當中，將至少至少一種添加物及/或添加劑導入可以與該進料材料一起進行或者是分開進行導入；同樣可以使用相同的導入點或導入裝置。舉例而言，可能利用相同的導入裝置來交替地導入添加物、添加劑、或者是進料材料。同樣有可能將該添加物及/或添加劑導入至以上所提及之中間容器當中，並且共同導入該物質之混合物，即使是以局部清楚定義的方式來進行精確導入是也有可能的，其就加工工程而言提供了一種非常具彈性的解決之道。

根據本發明之裝置，申請專利範圍第11項所定義之文句提供了一種更為簡易的結構，其係適用於執行該方法。藉由將控制導入該進料材料至該熔化組件中，分成至少兩個導入點，並且使用該導入裝置，就有可能提供一種健全的裝置，其能夠針對在不同導入點上之個別的導入提供完全的彈性。藉由將這些方法與分離裝置結合，同樣有可能改良該熔化方法，特別是當使用精細顆粒形式之進料材料時，也有可能減少精細材料從該熔化組件與製程氣體一起排放出來的問題。由於移動部件實際上是完全排除於該裝置，因此該所創造之裝置是非常健全的，且很容易保養。在其最簡易之具體態樣當中，係將該導入裝置設計成線狀，其係與一個閥相結合來進行控制。

由於該進料材料可以在800℃的溫度下，因此與該進料材料相接觸之該裝置的部件，同樣可以暴露於高的熱應力下。這樣就會產生對於工廠工程之健全裝置的需求，其可以藉由將所述之裝置分開而達成。

根據本發明裝置之特定結構，該分開裝置係適用於將由進料材料與載體氣流所形成之介質流分開成至少兩個部分介質流。在每一個例子中的部分介質流均包括一部份數量之進料材料與部份載體氣流，使得其能夠更進一步在個別基礎上進行處理。即使在精細顆粒形式之熱的進料材料情況中，也可以將介質流分開，此可以藉由簡易且健全的裝置來完成。甚至將其分成大數量之部分流也是可能的，如此得以完成複雜的系統，此係就工廠工程而言是簡易的。該部分介質流同樣具有的優點，就是其可以不同的方式被導入至該熔化組件當中，使用分離裝置的意思是只有導入部份數量之該進料材料。

使用不具有移動部件之分開裝置，同樣提供了一個在操作上具有可信度的解決之道。

根據本發明裝置之更進一步有利的結構，可以透過一個線路將該分開裝置連接至用於以氣力方式運送該進料材料的裝置，及/或透過至少兩個、特別是六個線路將該分開裝置連接至該熔化組件。由於分開成部份數量之該進料材料、或者是部分介質流，因此該進料材料可以被送至該熔化組件的導入點。在此例子當中，以有固定連接為滿足，也就是不需要移動或彈性元件，而因此同樣沒有需要加強維修的裝置部件。在此例子中，該分開裝置的裝配方式，可以是將一介質流(由載體氣體和進料材料所組成、或者是只有該進料材料所組成)導入至該熔化組件之導入點中。個別與獨立供應至該導入點是很重要的。飼入至該熔化組件的線路數量可取決於特定導入的需求，因為以這種方式有可能製造出在該熔化組件之該進料材料的希冀分布。已經發現到，有利的是提供至少六個飼入至該熔化組件的線路，因為在此狀況下，已經有可能在該熔化組件中設定進料材料的有利分布。

根據本發明裝置之一個有利的結構，該用於氣力輸送的裝置(3)是實質上是被引導向上，如運送方向中可見。如此可以避免沉積物或者是結塊。

根據本發明裝置之一個可能的結構，該用於氣力輸送進料材料的裝置可以透過至少一種線路而連接至該處理反應器。該連接線路可以允許輸送至少經部分還原、且含金屬之進料材料，其具有一主要優點，也就是將該進料材料之能量成分運用在該熔化方法，因此藉由選擇輸送溫暖的進料材料完成了整體上更為有效率的方法。將一熔化組件與處理反應器相結合，可製造其本身習知的優點，也就是使用一種熱、且預先還原之含金屬的進料材料，因為一種能量有效的方法可以被用來進行處理。可以成功且有利地使用該方法組件的特性，特別在處理精細顆粒形式之金屬載體時。特別是將該處理反應器連接至一個熔化組件上(其係藉由使用一種用於氣力輸送金屬載體至該熔化組件中的裝置，該金屬載體已經在處理反應器進行轉換)，會產生一種執行製造方法之高度有利的裝置。

由於處理反應器相連的關係，有可能使用來自於該處理反應器之製程氣體來進行進料材料的輸送。由於該處理反應器中的壓力情況，有可能使用藉由該處理反應器之製程氣體，在後者的操作壓力下，來利用該進料材料的輸送，以提供一種不昂貴的解決之道，此對於裝置而言是簡易的。

該進料材料可以直接地獲利用分離儀器導入至該裝置之中，使得一適當的工廠設計可能是取決於該方法與需求。

根據本發明裝置之一個特定的結構，提供了一種分離裝置，特別是旋風器，以用於至少一種該部分介質流，其目的在於將部份數量之進料材料從該部份載體氣流中分離出來。將介質流分開成部分介質流，會使得這些部分流更進一步互相獨立地進行處理。安裝一種用於至少一種該部分介質流之分離裝置，會使得提供部份數量之該進料材料成為可能，該材料會在之後依需求導入至熔化組件當中而獲得。在本說明書中，對於個別部分介質流被直接地導入至該熔化組件當中是可以理解的，但是對於該部分介質流中的某些部分介質流而言，則是再導入以前就將該載體氣體分離出來。此方法使得將(舉例而言)堆積形式之導入與連續導入相結合，以致於在某些導入點上產生連續輸送，而在其他的導入點上產生堆積形式的導入。使用旋風器能夠創造出一種有利且簡易的裝置，其係基於一種經證實的概念。

根據本發明裝置之一個有利的結構，該至少一種分離裝置可以藉由線路的方式連接至該熔化組件，以導入該進料材料；如果適合的話，就連接至一氣體處理裝置，特別是濕式純化裝置，以用於純化該載體氣流；並且連接至該分開裝置。將在一氣體處理裝置中分離出來之部分氣流進行處理，能夠使得該載體氣體以重新使用於整體方法方法或個別方法步驟中的方式，來進行處理。該處理(舉例而言)可以是一種濕式處理，諸如洗滌，其可移除粉塵或其他精細顆粒。因此，該旋風器可以透過一個氣體排放線路而連接至氣體處理裝置，而被分離出來的進料材料可以透過一線路而飼入至該熔化組件當中。透過一線路將該部分介質流飼入至該分離裝置中，其係意指所有的連接線路實質上並不以具有移動部件而滿足，來製造一種簡易且可靠的裝置。

根據本發明裝置之一個替代的結構，是在該分離裝置與該氣體處理裝置之間的線路中，提供一種用於控制部分介質流的控制閥。在該線路中的控制閥，係用於移除來自於分離裝置之載體氣體，其提供了非常有效率的方式(對於工廠工程而言是很簡易的)以控制介質流，也因此得以運送部份數量之進料材料。藉由干預措施，利用從該分離裝置移除至該氣體處理裝置的載體氣體數量，如此可以獨立控制部份輸送數量，在沒有任何閥或控制元件本身必須與介質流相接觸的條件下，此係意指不會產生任何這種控制元件之磨耗的問題。

根據本發明裝置之一個特定的結構，可以透過一線路將該氣體處理裝置連接至來自於該熔化組件之製程氣體的一個出口線路，以將來自於該熔化組件之製程氣體進行純化。此連接可進行有利的結合氣體處理，也因此製造出一種小型裝置。藉由將處理殘餘物回復至該熔化組件之中，要避免殘餘廢料及成本是可能的。

根據本發明裝置之更進一步的結構，一種導入裝置包括了一個儲存容器(其可進行壓力的施加)，以將該經分離之進料材料及/或其部份數量導入至該熔化組件之中、及/或至少一種用於控制導入該進料材料的閥。由於個別輸送該部份數量之該進料材料，使得在每一個導入點上得以個別獲得該部份數量得，以容許堆積形式及連續導入該該熔化組件當中。

本發明之特定具體態樣，可能使得該進料材料從輸送該進料材料而導入至該熔化組件當中退耦，使得除了更進一步之功能選擇以外，還可以達到更優良的製程可靠性。由於增加壓力的可能性緣故，使得所有用來運送該進料材料或與其互相作用的裝置部件，可能在不同壓力等級下獨立進行操作。藉由適應該壓力之後立即導入該進料材料，對於該(舉例而言)氣力輸送裝置和該分離裝置而言，有可能在對這些組件最理想的壓力下進行操作，使得其無須適應於該操作壓力。由於暫時儲存於一儲存容器中的緣故，除了數量以外，在每個導入點上同樣可能精確控制以時間為基而導入該熔化組件中，與閥之間的互動，製造簡單且便宜的裝置。

根據本發明裝置之一個可能的結構，該閥係設計成一種滑閥或氣控閥，特別是一種自動封鎖的L型閥。這種閥具有經證實的優點，因為在冶金設備中控制材料流動時，特定溫度與磨耗壓力尤其重要。因此，提供能夠滿足這些需求的裝置則為必要的。滑閥已證實是有利的，是因為其具有簡單結構，且能夠提供高度操作可靠性。L型閥同樣已證實是有利的，也是因為其結構簡單。這種類型的閥包括了一個L－型的輸送管。如果將該載體氣流關閉，則該進料材料就會停留在該管的中間區域，產生自動封鎖作用。如果該管的中間區域以及停留在裡面的進料材料的長度按尺寸進行適當的切割，就有可能達到有效的封鎖作用。該簡單結構製造出了一種非常高的閥製程可靠性。抵抗熱應力的高度能力係為這種設計的進一步結果。

本發明裝置之一個有利的結構，提供了一種可施加壓力的緩衝容器，以用於接收介質流，該緩衝容器可以連接至用於氣力輸送的裝置，也同樣可以在至少兩個導入點(如果適當的話透過至少兩個線路)上連接至該熔化組件上。根據本發明之緩衝容器創造了額外的製程可靠性。由於其體積緣故，有可能讓該進料材料的承載從導入至該熔化組件中完全退耦。在此例子當中，選擇足夠大的該緩衝體積以讓該熔化組件能夠進行適當的飼入，即使存在著缺陷的情形下。另外，該緩衝功能的使用方式有時亦能依需求只將進料材料輸送至緩衝容器中。利用管線將該該熔化組件連接至至少兩個導入點上，來製造一種穩定且簡易的裝置。一種在該緩衝容器與該熔化組件之間有至少六個連接處的具體態樣，已證明是有利的，使得要將該熔化組件以局部變化飼入是可能的。

根據本發明裝置之一個有利的結構，一導入裝置包括了一個可透過一線路而連接至該緩衝容器的儲存容器，對於來自於該緩衝容器之載體氣體而言是可以適用於該儲存容器的。

除了緩衝功能以外，該緩衝容器同樣可以執行該分離裝置的功能，使得藉由該氣力輸送裝置輸送的介質流可以被導入至該緩衝容器之中，然後該載體氣流可以被分離出來，並且將該進料材料分開、並透過至少兩條飼入線路而導入至該熔化組件之中。可以透過一個安裝在緩衝容器與該熔化組件之間的儲存容器，以及相關的閥，來進行至少二個部份數量之該進料材料的導入，而能夠獲得額外的儲存功能與來自該緩衝容器之壓力調整的分離。

該特定的具體態樣在該緩衝容器與該至少二個儲存容器之間創造了一個壓力補償線路，因此飼入該儲存容器，可以藉由將組件之間的壓力補償與該儲存容器中之壓力增加改變成與該熔化組件相匹配的壓力而達成。

根據本發明裝置之一特定具體態樣，提供了至少一種飼入裝置，其包括一飼入容器及/或閉鎖，來將含金屬之添加物及/或添加劑導入至該熔化組件之中，較佳係透過該緩衝容器及/或導入裝置。除了該進料材料以外，時常有必要提供更進一步的方法來輔助該熔化組件。為此目的，提供了專用的裝置，能夠允許控制添加物及/或添加劑的供應。在此例子當中，供應添加物及/或添加劑可以藉由分開導入至該熔化組件中或者是與該進料材料一起而完成。對於該添加物及/或添加劑而言，較佳是與該進料材料一起導入至該熔化組件之中，在此例子中，是將這些物質添加到(例如)緩衝容器或導入裝置中之進料材料裡。

根據本發明裝置之一個可能的結構，在至少一個導入點上提供了一個轉向器裝置，以用於將該進料材料分配或安置於該熔化組件之中，在該導入點上係將該進料材料以及(如果適當的話)添加物及/或添加劑導入至該熔化組件之中。由於該轉向器裝置創造了另外一種在該熔化組件中安置該進料材料的方式，使得此特殊裝置更能將該進料材料達到目的性的導入且更成功的導入。所使用之轉向器裝置可(例如)包括可以樞軸旋轉之導槽，其可使該進料材料從個別的導入點開始分配。

根據本發明裝置之一個額外的結構，所提供的分開裝置係為一種動態分配器，以用於將該進料材料以及任何一種添加物及/或添加劑分配或安置在該熔化組件當中。可透過一飼入線路將該分配器連接至該分離裝置上，(如果適當的話)連接至該儲存容器或者是緩衝容器上，並且透過至少兩個線路連接至該該熔化組件。由於主動轉向器元件的緣故，使得該動態分配器可以進行個別的供應至個別導入點、進入該熔化組件當中、或者是至該緩衝容器或者是另外至一儲存裝置。該動態分配器是以一種移動轉向器裝置(諸如導槽)以及複數個排放線路為基礎，並且構成了另一種分配該進料材料並透過分開的導入點進行獨立供應的方式。

根據本發明裝置之一個可能的結構，在該處理反應器與該用於氣力輸送之裝置之間，提供了至少一種可以進行壓力之施加的添加裝置，特別是一添加容器，以及至少一種閥，以用於連續或以堆積形式將該進料材料導入至該載體氣流中。除了直接與連續將該進料材料添加至用於氣力輸送的裝置中以外，已經證實藉由可以進行壓力施加的專用裝置，來讓此產生作用是有利的。以這種方式就可能將該處理反應器與該用於氣力輸送之裝置之間不同壓力等級進行補償。一種特定的結構提供了至少一種添加容器與一種用於控制添加該進料材料至該氣力輸送裝置的閥。這些裝置同樣能夠突然的添加進料材料，使得即使是少量的進料材料也能夠進行。更進一步而言，這樣能夠藉由堆積形式的導入而執行非常精確的添加。

根據本發明裝置之一個有利的結構，提供了一種輸送器裝置(特別是一種運輸螺旋)及/或噴射器來取代閥。從該添加容器排放至氣力輸送裝置之中是藉由運輸螺旋的方式而產生作用，製造出一種可靠且不昂貴的裝置。該運輸螺旋特別適用於連續添加該進料材料。噴射器的使用，類似水噴注泵的原理，會導致該進料材料被導入至該載體氣流之中，並且藉由吸引該載體氣流的作用而移動。這樣就排除了引動與切換裝置的需求，以用於添加該進料材料。如此也提供了關於磨耗之有利的解決方法。

根據本發明裝置之更進一步的結構，提供了至少一種添加裝置以及用於增加壓力之上游容器，能夠允許利用進料材料進行類似閉鎖的飼入、以及增加壓力。此安裝能夠使得該飼入裝置與該容器得以在類似閉鎖的情形下一起進行操作。在上部容器經填充以後，藉由一個閥將其從該處理反應器上分開，並且將該進料材料導入至該添加容器之中。在以閥的形式將該兩個容器分開以後，並且在適當的壓力調整之後，就可能使添加至氣力輸送裝置中產生作用。

根據本發明裝置之一個結構，提供了至少二個平行連接的添加裝置，用於交替填充與淨空該添加裝置。此結構其特別有利於進行連續飼入，因為連續添加該進料材料可以藉由交替填充並淨空該添加容器來達成。

根據本發明裝置之一個替代的結構，該用於氣力輸送之裝置具有至少一種用於進一步載體氣體的飼入線路。提供一種額外的載體氣體是有利的，特別是在無法足夠數量或品質之製程氣體的方法當中。在此例子當中，該額外的載體氣體可以從外部氣體來源或供應網路採用。這是藉由連接到該氣力輸送裝置上之飼入線路所完成。

圖1係說明本發明之一種可能的結構。在處理反應器1當中將該進料材料進行至少部分還原並且透過該添加裝置2而飼入至該氣力輸送裝置3當中。該添加裝置2包括了二個添加容器4a與4b，其係連接至該處理反應器上，並且透過線路5與6互相連接。提供一個用於將二個添加容器4a、4b分開的閥7。提供一個設計成自動封鎖的L型閥的閥8，以用於從該氣力輸送裝置3上分離。在閥8上提供一個用於該載體氣體之飼入線路9。該二個添加容器4a與4b可以透過9a施加來自於該載體氣體的壓力。將該氣力輸送裝置3連接至一個可以讓介質流分成部分介質流的分開裝置10上。可根據方法需求來選擇線路11的數量，偶數六個顯露11可使該該熔化組件12進行有利的飼入。將該分開裝置透過線路11連接到一個分離裝置13上，該分離裝置13可將載體氣體從該進料材料分離出來。透過一線路，並透過一導入裝置14將該進料材料導入至該熔化組件12之中，該導入裝置14包括了一個儲存容器15與一個閥16。在複數個導入點上的導入可達到讓該進料材料12a有利地分布於該熔化組件12之中。12a是代表具有緊密進料材料之位置，而其之間的區域是利用其他材料加以填充，諸如例如碳載體或者是材料的混合物。該閥16可以有利的方式設計成自動封鎖的L型閥。透過一個包括控制閥18之線路17，將該分離裝置13連接至一個用於將製程氣體從該熔化組件12排放出來的線路19。透過一線路20，將來自於該熔化組件12之該載體氣體與製程氣體一起飼入至氣體處理裝置21。在該旋風器22中將固體離析出來並透過儲存容器23飼入至該熔化組件之中。透過一線路24可以將該經純化之氣體送至該處理反應器1。該處理反應器1具有一個用於排放製程氣體的線路25。

圖2係顯示在該添加裝置2上的一個變化，其中提供一個螺旋輸送器26來取代該閥。此輸送器係用來控制排放該進料材料，而該進料材料是以噴射器27的方式被導入至該載體氣流之中。

圖3係顯示該添加裝置2的一種有利的結構，其中有兩個添加容器4a與4b以互相平行方式安裝。該二個添加容器4a與4b可以透過飼入線路將進料材料交替地飼入，該飼入線路可以分成二個連接線路49與50並具有相關的閥28與29。此可允許該飼入材料連續添加至該氣力輸送裝置3之中。舉例而言，藉由螺旋運輸器30與31的方式可以讓添加至該載體氣流產生作用。

圖4係說明將該進料材料從該處理反應器1直接輸送至分開裝置10。可以透過飼入線路32將額外的載體氣體導入至氣力輸送裝置3之中。藉由閥33的方式可以將該氣力輸送裝置從該處理反應器分離出來，使得以此方式控制該輸送。將分離裝置13上所抽回的該載體氣體飼入至濕式洗滌裝置34中，並分別透過線路35與36將經純化之氣體與固定或泥漿從該方法中排放出去。

圖5係顯示本發明之一特殊結構，其中提供了一個緩衝容器37。除了其作為緩衝的功能以外，此緩衝容器同樣可以作為一種分開裝置，使得介質流在沒有先前分開該載體氣流情形下被飼入至該氣力輸送裝置3之中。然後再導入至該緩衝容器37當中以後分開才開始，較低的部份是以該進料材料分成部份數量的方式所形成。在每個狀況中透過一個儲存容器15來導入該進料材料，以及在每個狀況中透過二個閥16與38來導入該進料材料，其中面向該熔化組件的閥16可以被設計成一種自動封鎖的L型閥16a或者是滑閥16b。透過載體氣體排放線路39與線路19將載體氣體與製程氣體飼入至一氣體處理裝置之中，以用於將製程氣體從該熔化組件12排放出來。可透過一線路24將該經純化之氣體混合物飼入至該處理反應器1之中。提供了一種飼入裝置40，其包括一個飼入容器41、一個閉鎖43、以及相關的閥42與44，以用於添加物或添加劑的使用。該添加物或添加劑可因此在導入該進料材料之前與其混合；分開導入至該熔化組件中的具體態樣也是可能的。

圖6係顯示圖5的一個變化，其中係藉由氣力輸送裝置3利用來自於該處理反應器1的製程氣體、以及選擇性額外的載體氣體，將該進料材料輸送至緩衝容器37之中。由於該緩衝容器的操作是在低於該熔化組件的壓力下，因此對於該進料材料而言，在其被導入至該熔化組件12以前，有必要進行壓力的施加。這是發生在儲存容器15之內，雖然壓力－增加裝置並沒有進行更進一步的詳細說明。在該儲存容器被裝載之後，透過線路45將其作用於載體氣體上，並且再次釋放該壓力，使得其可以利用進料材料重新加以填充。將緩衝容器抽出之載體氣體於一台濕式洗滌裝置34中進行處理，並且將該經純化之氣體與固體、或泥漿分別透過線路35與36從該方法排放出去。

圖7係說明一種特殊轉向器裝置46以用於將該進料材料導入至該熔化組件12之中。這種轉向器裝置可以讓該熔化組件12中的該進料材料進行額外的安置。

根據圖8，有一個中央動態分配器47，其係透過線路48而連接至導入點，並且透過儲存容器15被供應進料材料。

1．．．處理反應器

2．．．添加裝置

3．．．氣力輸送裝置

4．．．4a＋4b添加容器

5．．．線路

6．．．線路

7．．．閥

8．．．閥

9．．．飼入線路,9a線路

10．．．分開裝置

11．．．線路

12．．．12熔化組件、12a進料材料

13．．．分離裝置

14．．．導入裝置

15．．．儲存容器

16.16．．．閥

16a．．．L型閥

16b．．．滑閥

17．．．線路

18．．．控制閥

19．．．線路

20．．．線路

21．．．氣體處理裝置

22．．．旋風器

23．．．儲存容器

24．．．線路

25．．．線路

26．．．螺旋運輸器

27．．．噴射器

28．．．閥

29．．．閥

30．．．螺旋運輸器

31．．．螺旋運輸器

32．．．飼入線路

33．．．閥

34．．．濕式洗滌裝置

35．．．線路

36．．．線路

37．．．緩衝容器

38．．．閥

39．．．線路

40．．．飼入裝置

41．．．飼入容器

42．．．閥

43．．．閉鎖

44．．．閥

45．．．線路

46．．．轉向器裝置

47．．．分配器

48．．．線路

49．．．連接線路

50．．．連接線路

本發明將參照以下圖式並且基於可能有利的具體態樣進行更詳細的說明。在圖式之中：圖1係顯示本發明具有添加裝置、分開裝置、與儲存容器、分離裝置、以及氣體處理裝置的裝置；圖2係顯示具有噴射器之添加裝置；圖3係顯示具有平行添加裝置之添加裝置；圖4係顯示以製程氣體的方式直接承載；圖5係顯示一種具有緩衝容器之結構；圖6係顯示在圖5中所顯示之具體態樣的替代結構；圖7係顯示一種具有轉向器裝置之具體態樣；圖8係顯示一種具有動態分離裝置之具體態樣。

1．．．處理反應器

2．．．添加裝置

3．．．氣力輸送裝置

4．．．4a＋4b添加容器

5．．．線路

6．．．線路

7．．．閥

8．．．閥

9．．．飼入線路,9a線路

10．．．分開裝置

11．．．線路

12．．．12熔化組件、12a進料材料

13．．．分離裝置

14．．．導入裝置

15．．．儲存容器

16．．．16閥、16aL型閥、16b滑閥

17．．．線路

18．．．控制閥

19．．．線路

20．．．線路

21．．．氣體處理裝置

22．．．旋風器

23．．．儲存容器

24．．．線路

25．．．線路

Claims (33)

1. 一種用於生產金屬及/或初生金屬產物的方法，其中導入了一種至少經部分還原、且含金屬之呈精細顆粒形式之進料材料至一熔化組件當中，以進行更進一步之處理，其中該導入係以載體氣流的方式使用氣力輸送，並且以由該進料材料與該載體氣流所形成介質流(a stream of medium)的形式進行，其特徵在於該進料材料是在該載體氣流被分離以後被導入，在至少二個導入點上以部份數量方式分別導入該進料材料，這些部份數量之該進料材料是以互相獨立、且以連續地或堆積形式加以導入，在該載體氣流被分離之前，將介質流分成至少二個部分介質流，將每一個情況中之該部份載體氣流分離並導入該部份數量之該進料材料，且部份數量之該進料材料的控制導入，是藉由將已經分離出來之部份載體氣流進行目標性移除，而產生作用。
2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於該金屬及/或初生金屬產物係生鐵及/或初生生鐵產物。
3. 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於用來運送該進料材料之該載體氣體是一種製程-內部氣體。
4. 根據申請專利範圍第3項之方法，其特徵在於該載體氣體是來自於該熔化組件之製程氣體。
5. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其特徵在於用來運送該進料材料之該載體氣體是一種製程-外部氣體。
6. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其特徵在於用來運送該進料材料之該載體氣體包括了一更進一步的載體氣體以及一製程-內部氣體。
7. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其特徵在於在氣體純化以後，將被分離之該載體氣流或至少部份載體氣流導入至一處理反應器之中。
8. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其特徵在於在氣體純化以後，將被分離之該載體氣流或至少部份載體氣流與來自於該熔化組件之經純化的製程氣體一起導入至一處理反應器之中。
9. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其特徵在於該進料材料或其部份數量在被導入至該熔化組件中以前，係臨時地儲存於一個儲存容器當中。
10. 根據申請專利範圍第9項之方法，其特徵在於該進料材料或其部份數量係受到壓力的作用。
11. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其特徵在於除了該進料材料以外，還將至少一種含金屬之添加物及/或至少一種添加劑導入至該熔化組件之中。
12. 一種從含金屬之呈精細顆粒形式之進料材料生產金屬及/或初生金屬產物的裝置，其具有一個用於進一步處理該進料材料的熔化組件(12)，並具有一個藉由載體氣流的方式以用於氣力輸送(3)該進料材料的裝置及至少一種用於分離該載體氣流的分離裝置(13)，其特徵在於提供了一種用於將該進料材料分成至少二個部份數 量的分開裝置(10)、以及用於將該進料材料控制導入至該熔化組件(12)當中的導入裝置(15、16a、16b、48)，該分開裝置(10)係提供以用於將進料材料與載體氣流所形成之介質流分成至少二個部分介質流，每一個皆由部份數量之該進料材料與部份載體氣流所形成，且針對至少一種部分介質流提供了該分離裝置(13)，目的用於將來自於部份載體氣流之部份數量的進料材料分離，該分離裝置(13)可以藉由線路的方式連接至該熔化組件(12)，以使得該進料材料得以被導入至一氣體處理裝置(21)，用於純化該載體氣流，以及導入至該分開裝置(10)，且在介於該分離裝置(13)與該氣體處理裝置(21、22、23)之間的線路(17)具有一個用於控制部分介質流的控制閥(18)。
13. 根據申請專利範圍第12項之裝置，其特徵在於該金屬及/或初生金屬產物係生鐵或初生生鐵產物。
14. 根據申請專利範圍第12項之裝置，其特徵在於該分開裝置(10)可透過一線路(11)而連接至該用於氣力輸送(3)進料材料的裝置及/或透過至少二個線路而連接至該熔化組件(12)。
15. 根據申請專利範圍第12至14項中任一項之裝置，其特徵在於該用於氣力輸送(3)進料材料的裝置可透過至少一種線路(24)而連接至一處理反應器(1)。
16. 根據申請專利範圍第12至14項中任一項之裝置，其特徵在於該用於氣力輸送(3)之裝置被引導向上。
17. 根據申請專利範圍第12至14項中任一項之裝置，其特徵在於該氣體處理裝置(21、22、23)可透過一線路而連接至來自於該熔化組件之製程氣體出口線路，以將來自於該熔化組件之製程氣體加以純化。
18. 根據申請專利範圍第12至14項中任一項之裝置，其特徵在於一導入裝置包括了一個能夠施加壓力的儲存容器(15)，以用於將經分離該進料材料及/或其部份數量導入至該熔化組件(12)之中、及/或至少二個閥(16、16a、16b、38)以用於控制導入該進料材料。
19. 根據申請專利範圍第18項之裝置，其特徵在於該閥(16、16a、16b、38)係為一種滑閥或者是氣控閥。
20. 根據申請專利範圍第19項之裝置，其特徵在於該閥(16、16a、16b、38)係一種自動封鎖的L型閥。
21. 根據申請專利範圍第12項之裝置，其特徵在於提供了一個可施加壓力的緩衝容器(37)，以用於接收介質流，並且可以連接至該用於氣力輸送(3)之裝置、亦可在至少二個導入點上連接至該熔化組件(12)。
22. 根據申請專利範圍第21項之裝置，其特徵在於一個導入裝置包括了一個可透過一線路而連接至緩衝容器(37)的儲存容器(15)，其可使來自於該緩衝容器(37)之載體氣體適用於該儲存容器(15)。
23. 根據申請專利範圍第12或21項之裝置，其特徵在於提供了至少一種飼入裝置(40)，其包括一飼入容器(41)及/或一閉鎖(43)，以用於將含有金屬之添加物及/或添加劑導入至該熔化組件(12)之中。
24. 根據申請專利範圍第23項之裝置，其特徵在於該含有金屬之添加物及/或添加劑係透過該緩衝容器(37)及/或該導入裝置導入至該熔化組件(12)之中。
25. 根據申請專利範圍第12至14項中任一項之裝置，其特徵在於在至少一個導入點上提供了一種轉向器裝置(46)以用於將該進料材料分配或安置在該熔化組件(12)中，在該導入點上係將該進料材料導入至該熔化組件(12)之中。
26. 根據申請專利範圍第12至14項中任一項之裝置，其特徵在於在至少一個導入點上提供了一種轉向器裝置(46)以用於將該進料材料分配或安置在該熔化組件(12)中，在該導入點上係將該進料材料以及添加物及/或添加劑導入至該熔化組件(12)之中。
27. 根據申請專利範圍第12或21項之裝置，其特徵在於所提供之該分開裝置係為一種動態分配器(47)，以用於將該進料材料以及任何一種添加物及/或添加劑分配或安置在該熔化組件當中，其可透過一飼入線路將該分配器連接至該分離裝置(13)上、連接至該儲存容器(15)或者是緩衝容器(37)上，並且透過至少兩個線路(48)連接至該該熔化組件。
28. 根據申請專利範圍第12至14項中任一項之裝置，其特徵在於在該處理反應器(1)與該用於氣力輸送之裝置(3)之間，提供了至少一種能夠施加壓力的添加裝置，以及至少一種閥(7)以用於將該進料材料以連續地或堆積形式導入至該載體氣流當中。
29. 根據申請專利範圍第28項之裝置，其特徵在於該能夠施加壓力的添加裝置係添加容器(4b)。
30. 根據申請專利範圍第28項之裝置，其特徵在於提供了輸送器裝置及/或一種噴射器(27)來取代閥。
31. 根據申請專利範圍第28項之裝置，其特徵在於提供了至少一種用於增壓之添加裝置(2)與一上游添加容器(4a)，能夠允許利用進料材料進行類似閉鎖的飼入、以及增加壓力。
32. 根據申請專利範圍第28項之裝置，其特徵在於提供了至少二個平行相連的添加裝置(4a、4b、9a、26、27、28、29、30、31、49、50)以用於交替填充或淨空該添加裝置。
33. 根據申請專利範圍第12項之裝置，其特徵在於該用於氣力輸送之裝置具有至少一種用於更進一步之載體氣體的飼入線路(32)。