直接熔炼方法

专利名称：直接熔炼方法
技术领域：
本发明涉及熔炼含金属进料的方法和设备。
本发明特别涉及基于熔融浴的直接熔炼方法，但绝非仅仅涉及，所述方法用于在直接熔炼容器中从含金属进料生产熔融金属(该术语包括金属合金)。
本发明更特别地涉及基于熔融浴的直接熔炼方法，但绝非仅仅涉及，所述方法用于在直接熔炼容器中从含金属进料生产熔融金属，所述直接熔炼容器具有由熔融浴中的气体放出所产生的强烈的熔融浴/炉渣喷泉(fountain)，且其中所述气体放出至少部分地是由于含碳材料进入熔融浴中脱去挥发成分作用所致。
所述含金属进料可以是含有金属氧化物的任意材料。所述含金属进料可以是矿石、部分还原的矿石以及含金属的废物流。
本发明特别涉及熔炼含铁的含金属进料，例如铁矿石含钛铁砂或钛-钒磁铁矿，但绝非仅仅涉及。
背景技术：
已知的基于熔融浴的直接熔炼方法一般被称为HIsmelt法，在本申请人名下的众多专利和专利申请中对该方法做过描述。
在下文中将另一种基于熔融浴的直接熔炼方法称为“HIsarna”法。在申请人名下的国际申请PCT/AU99/00884 (W000/022176)中对Hisarna法及设备进行了描述。
HIsmelt法与从铁矿石生产熔融铁特别相关。
在生产熔融铁的情况下，HIsmelt法包括以下步骤:
(a)在直接熔炼容器中形成铁和炉渣形成的熔融浴；
(b)向所述熔融浴中注入:(i)通常为细粉形式的铁矿石；以及(ii)通常为煤的固体含碳材料，其充当铁矿石进料的还原剂及能量来源；以及
(C)在熔融浴中将铁矿石熔炼为铁。
在此处将术语“熔炼”理解为是指如下的热加工，其中发生还原金属氧化物的化学反应以产生熔融金属。
在HIsmelt法中，用许多喷枪将含金属材料和固体含碳材料形式的固体进料与载气一起注入熔融浴中，所述喷枪相对于竖直方向倾斜，以便向下并向内延伸穿过直接熔炼容器的侧壁并进入所述容器的下部区域，以便将至少部分的固体进料输送至容器底部的金属层内。所述固体进料和载气穿透熔融浴，使得熔融金属和/或炉渣被喷射到熔融浴表面上方的空间中，并且形成过渡区。通过向下延伸的喷枪将一股含氧气体，通常是富氧空气或纯氧气，注入所述容器的上部区域，在所述容器的上部区域中引起从熔融浴释放的反应气体的后燃(post-combustion)。在过渡区中，有着有利的大量上升以及随后下降的熔融金属和/或炉渣的滴状物或飞溅物或料流，其提供有效介质，用以将熔融浴上方的后燃反应气体产生的热能传递给熔融浴。
通常，在生产熔融铁的情况下，当使用富氧空气时，其进料温度在1200°C左右并且在热风炉中产生。如果使用的是工业纯冷氧气，则其通常在环境温度或接近环境温度下进料。
在直接熔炼容器中反应气体后燃产生的废气通过废气管从所述容器的上部区域排出。
所述直接熔炼容器包括:在下部炉床中带防火衬里的部分以及在所述容器侧壁和容器顶中的水冷板，并且以连续回路使水连续循环通过水冷板。
HIsmelt法能够在单个小型容器中通过直接熔炼生产大量熔融铁，通常至少为0.5百万吨/年(Mt/a)。
在如下的熔炼设备中实施HIsarna法,所述设备包括(a)熔炼容器,其包括固体注入喷枪和含氧气体注入喷枪并且适于容纳熔融金属浴，以及(b)熔炼旋流器(cyclone)，其用于预处理置于所述熔炼容器上方并与所述熔炼容器互通的含金属进料。
在此处将术语“熔炼旋流器”理解为是指通常限定出圆柱形腔室的容器，构建该容器以使得供应给所述腔室的进料沿着围绕该腔室的垂直中心轴的路径移动，并且所述容器能够经受足以至少部分地熔炼含金属进料的高操作温度。
在HIsarna法的一种形式中，将含碳进料(通常是煤)以及助熔剂(通常是石灰石)注入熔炼容器内的熔融浴中。在熔炼旋流器中注入含金属进料例如铁矿石，将其加热并部分熔融以及部分还原。所述熔融的、部分还原的含金属材料从熔炼旋流器向下流入熔炼容器内的熔融浴中，并在熔融浴中被熔炼为熔融金属。在熔融浴中产生的热的反应气体(通常是C0、C02、H2和H2O)在熔炼容器上部通过含氧气体(通常是工业级氧气)部分燃烧。后燃产生的热被传递给上段中的熔融材料，其落回到熔融浴内，以维持熔融浴的温度。热的、部分燃烧的反应气体从熔炼容器往上流动，并且进入熔炼旋流器的底部。通过鼓风口将含氧气体(通常是工业级氧气)注入熔炼旋流器中，将所述鼓风口排列为能够在水平平面内，即围绕熔炼旋流器腔室的垂直中心轴，产生气旋漩涡模式。含氧气体的注入引起熔炼容器气体的进一步燃烧，导致非常热的(气旋)火焰。经由熔炼旋流器中的鼓风口将进入的细分的含金属进料气动注入这些火焰内，导致快速的加热以及伴随有部分还原(大概10-20%的还原)的部分熔融。所述还原的原因是来自熔炼容器的反应气体中的CO和H2。通过气旋漩涡作用，热的、部分熔融的含金属进料被向外`抛出到熔炼旋流器的壁上，并且，如上所述的，向下流入至下方熔炼容器内以在所述容器内进行熔炼。
HIsmelt法和HIsarna法中的工艺控制是重要问题。为了实现容器内需要的传热和反应条件并最小化经由容器侧壁和容器顶的热损失，每种方法都需要在熔融浴中以及在熔融浴上方的直接熔炼容器上段中高度搅动的条件。
这些反应条件包括炉渣中相对氧化性条件(例如与高炉相比)，熔融铁中的还原性条件，以及从容器上段向熔融浴，特别是熔融浴下段中的熔融铁的传热。
以上讨论并不旨在认可以上是澳大利亚及其它地方的公知常识。发明内容
本发明提供了基于熔融浴的直接熔炼方法，所述方法包括控制直接熔炼容器中的工艺条件，以使得当炉渣温度处于所述方法的操作温度范围内时，所述容器中的金属和炉渣形成的熔融浴内的熔融炉渣的粘度在0.5-5泊的范围内。
本发明提供了如下的直接熔炼方法，所述方法包括:向含有金属和炉渣熔融浴的直接熔炼容器中提供(a)含金属材料、(b)固体含碳进料以及(C)含氧气体，在所述容器中直接熔炼所述含金属进料，以及生产熔融金属、熔融炉渣和废气形成的工艺产物，所述方法特征在于如本文所述地进行工艺条件控制，以使得熔融炉渣在所述方法的操作温度范围内的粘度在0.5-5泊的范围内。
在此处将术语“含金属材料”理解为包括固体进料和熔融进料。该术语在其范围内也包括部分还原的含金属材料。
在此处将术语“熔融炉渣”理解为指的是完全为液体的炉渣。
在此处将术语“熔融炉渣”理解为指的是包括如下浆料的炉渣，所述浆料是固体材料和液相组成的浆料。
熔融炉渣中的固体材料可以在所述方法中、在炉渣温度下为固体氧化物相，在这种情况下，所述炉渣是固体氧化物相在液体炉渣相中形式的浆料。
术语“工艺条件”在此处旨在具有广义，并推广为例如(a)直接熔炼容器内的操作条件，例如温度、压力以及固体进料和含氧气体向容器中的注入速率，(b)熔融浴的组成，特别是炉渣组成，以及(C)熔融浴的特性。熔融浴的组成可以包括选择炉渣的成分，以使得所述炉渣在所述方法的操作温度范围内如本文中描述的是熔融炉渣。如上文给出的“熔融炉渣”的定义中所指明的，熔融炉渣可以包括在所述方法操作温度范围下的固体氧化物相以及液体炉渣相。熔融炉渣的特性包括，例如，上述熔融炉渣的粘度和/或氧势。所述特性也包括，例如，熔融炉渣的碱度以及炉渣的湍流。这些特性是操作条件以及炉渣组成的函数。
通过进行的研究和开发工作，本申请人实现了在本发明方法的操作温度范围内将炉渣粘度控制在0.5-5泊的范围内，提供了控制所述方法以更有效地生产熔融金属的机会，本发明正是以此为基础的。
所述方法可以包括通过控制炉渣组成以及控制熔融浴温度低于(通常稍低于)炉渣的液相温度来控制工艺条件，以使得从熔融炉渣的液相沉淀出固体氧化物相，从而控制炉渣粘度。由于包括炉渣分层的一系列因素，容器内实际的点至点熔融浴温度(bathtemperature)可能不同。为评估炉渣粘度，熔融浴温度被取为在所述方法连续运行时，从所述容器排出的液体金属的温度。
将此处使用的术语“粘度”和“液相温度”理解为指的是通过FactSage软件(对于液相温度，“FactSage6.1”或更高`版本，对于粘度，"FactSage粘度6.0”或更高版本)计算的粘度和液相温度。考虑到从不同的测量和计算技术产生非标准结果的可能性，把通过FactSage计算的有理化限定为这些术语的含义中所固有的。当执行这样的计算时，所述计算将完全符合FactSage软件的使用指南，并且，如果有必要，由FactSage软件所有者进行审查和授权。特别是，对于(有意或无意地)省略某些可能的化学物种组合的计算，不认为其与此处使用的“粘度”和“液相温度” 一致。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣中的固体材料至少为熔融炉渣的5% ο
熔融炉渣中的固体材料可以至少是熔融炉渣的10%。
熔融炉渣中的固体材料可以低于熔融炉渣的30%。
熔融炉渣中的固体材料可以是熔融炉渣的15-25%。
所述含金属进料可以是任意材料。
例如，所述含金属进料可以是含铁材料，例如铁矿石。
当所述含金属进料是含铁材料时，所述方法可以包括如本文中所述地对工艺条件进行控制，以使得当直接熔炼容器内的炉渣温度在1400-1550°C的范围内时，熔融炉渣的粘度在0.5-5泊的范围内。
当所述含金属进料是含铁材料时，所述方法可以包括通过将炉渣中的铁与金属中的碳的浓度之比控制至小于2:1，通常小于1.5:1，更通常为1:1至1.3:1，来对工艺条件进行控制。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣具有高氧势。
在含金属进料为含铁材料形式的情况下，在此处将与“氧势”联用的术语“高”理解为指的是，相对于高炉炉渣而言是高的。
当所述含金属进料是含铁材料时，所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的FeO含量至少为3wt%，从而使得熔融炉渣具有高氧势。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的FeO含量至少为4wt%，从而使得熔融炉渣具有高氧势。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的FeO含量至少为5wt%，从而使得熔融炉渣具有高氧势。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的FeO含量低于6wt%。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的FeO含量低于10wt%。
当所述含金属进料是含铁材料时，所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的碳含量至少为3wt%。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的碳含量至少为4wt%。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的碳含量低于5wt%。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的粘度在0.5-4泊的范围内。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的粘度在0.5-3泊的范围内。
所述方法可以包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的粘度高于2.5泊。
所述方法可以包括添加一种添加剂或多于一种添加剂以便于控制熔融浴中的熔融炉渣特性，例如炉渣组成和/或炉渣粘`度。
例如，可以选择添加剂来控制熔融炉渣的碱度，如通过添加CaO，来降低炉渣粘度并使泡沫炉渣的风险最小化。
所述方法可以包括在直接熔炼容器中、在高于大气压力下执行所述方法。
所述含氧气体可以是富氧空气或工业级氧气。
所述方法可以包括经由固体材料注入喷枪，向熔融浴中注入含金属进料、固体含碳材料以及载气，从而向容器中提供固体进料，所述喷枪向下并向内延伸穿过所述容器的侧壁，以使得所述固体进料至少部分地穿透熔融浴的熔融铁层。
所述方法可以包括控制工艺，包括控制固体进料和载气的注入，以产生熔融浴的大幅搅动。
熔融浴的搅动幅度可以是使得熔融浴中温度基本均匀的幅度。
所述方法可以包括将工艺的熔融金属以及熔融炉渣产物作为分开的工艺料流排出。
所述方法可以是如上所述的HIsmelt法。
所述方法可以是如上所述的HI sarna法。


以下参照附图对本发明进行更详尽的描述，其中:
图1是根据本发明直接熔炼方法的一种实施方案进行操作的直接熔炼容器的示意图2是在本发明直接熔炼方法的一种实施方案中，炉渣中氧化钙、氧化铝和氧化硅的三元相图；以及
图3是在本发明直接熔炼方法的一种实施方案中，针对高氧化钛进料，炉渣的伪三元相图以及所述相图中两个标出部分的独立的炉渣液相图。
具体实施方式
以下描述的背景是，使用HIsmelt法，通过熔炼含钛/铁矿石形式的含金属进料，更具体为钛磁铁矿，来生产熔融铁。本发明不限于钛磁铁矿的熔炼，并扩展至任意合适的含金属进料的熔炼。此外，本发明不限于HIsmelt法，并扩展至任何基于熔融浴的能够产生必要工艺条件的方法。特别是，例如，本发明扩展至如上所述的HIsarna法。
如上所指出的，在本申请人名下的众多专利和专利申请中对HIsmelt法做过描述。例如，在申请人名下的国际申请PCT/AU96/00197中对HIsmelt法进行了描述。通过交叉引用将所述国际申请的专利说明书中的公开内容并入本文中。
所述方法基于直接熔炼容器3的使用。
在申请人名下的国际申请PCT/AU2004/000472和PCT/AU2004/000473中对容器3的类型做过详细描述。通过交叉引用将这些申请的专利说明书中的公开内容并入本文中。
容器3具有:包括由耐火砖形成的底座和侧边的炉床51，形成从所述炉床的侧边向上延伸的一般性圆柱形筒并包括上部筒区和下部筒区的侧壁53，容器顶55，在容器3上段中的废气管9，用于从容器3连续排出熔融金属的前炉67，以及用于从容器3定期排出熔融炉渣的出渣口(未显示)。
使用时，所述容器含有铁和炉渣形成的熔融浴，其包括熔融金属层15以及金属层15上的熔融炉渣层16。数字17标出的箭头指出金属层15的标称静态表面的位置，数字19标出的箭头指出炉渣层16的标称静态表面的位置。将术语“静态表面”理解为指的是没有向容器中注入气体和固体材料时的表面。通常，熔融浴的温度在1400-1500°C的范围内。
容器3装配有延伸至容器3的顶部空间内的向下延伸的水冷式热鼓风(“HAB”)喷枪7，以及多个向下并向内延伸穿过侧壁进入炉渣内的水冷式固体注入喷枪5。喷枪5以相对于竖直方向30-60°的角度向下并向内延伸穿过侧壁进入熔融浴中的炉渣层16内。选择喷枪5的位置，以使其下端在熔融浴金属层15的静态表面17以上。
使用时，通过固体注入喷枪5将夹带在载气(通常是N2)中的钛磁铁矿及煤和炉渣添加剂直接注入熔融浴内。
注入的固体材料/载气的冲力使得固体材料和气体穿透金属层15。煤的挥发成分被脱除，因此在金属层15中产生大量气体。碳部分地溶解在金属内，并且部分地仍然是固体碳。钛磁铁矿中的氧化铁被熔炼为熔融金属，并且熔炼反应产生一氧化碳气体。被运送到金属层15内的气体以及经由脱挥发成分作用和熔炼产生的气体，对来自金属层15的熔融金属、固体碳、钛磁铁矿中未反应固体材料(主要为TiO2)以及炉渣(由于固体/气体/注入被带入金属层15内)产生显著的浮力抬升作用，其引起熔融金属和炉渣以及所夹带的未反应钛磁铁矿的飞溅物、滴状物及料流的向上运动，并且这些飞溅物、滴状物及料流在它们移动通过炉渣层16时夹带上炉渣。
上述材料的浮力抬升作用引起金属层15和炉渣层16中的大幅搅动，其结果是炉渣层16体积扩张，并且具有箭头30所指出的表面。搅动的幅度使得在金属和炉渣区域中具有适当均匀的温度-通常为1400-1550°C，在各个区域中温度变化为约30°。
此外，上述材料的向上运动延伸进入容器3的顶部空间31内，所述空间在容器内的熔融浴上方，并且:
(a)形成过渡区23;以及
(b)越过所述过渡区喷射一些熔融材料(主要为炉渣)，并且喷射到容器3处于过渡区23上方的侧壁部分上。
概括地讲，炉渣层16是含有固体材料和气泡的液体连续体积，过渡区23是具有熔融金属和炉渣形成的飞溅物、滴状物和料流的气体连续体积。或者，可以将炉渣层16描述为在如下液相中的固体材料形式的浆料，在所述液相中散布有气泡。
选择含氧气体喷枪7的位置以及气体通过喷枪7的流速，以使得含氧气体穿透过渡区23的中心区域，并在喷枪7的末端周围保持基本不含金属/炉渣的空间(未显示)。喷枪7包括使得含氧气体以漩涡运动被注入容器内的组件。
经由喷枪7注入的含氧气体使过渡区23中的以及喷枪7末端周围的自由空间中的反应气体CO和H2后燃，并在气体空间中产生大约2000°C或更高的高温。热量被传递给上升和下降中的来自金属层的材料的飞溅物、滴状物和料流，然后当所述材料向下落回到金属层15时，所述热量被部分地传递给金属层15。
本发明方法的所述实施方案包括控制工艺条件，以使得如本文所述，在所述方法的操作温度范围1400-1550°C内，熔融炉渣处在选定的、能够使得炉渣是熔融炉渣的组成范围内，所述熔融炉渣具有高氧势，并`且当在容器3中的炉渣的温度在1400-1550°C的范围内时，其粘度在1-5泊的范围内。
通过一系列可选措施中的一种或多种，能够实现对工艺条件的必要控制，所述可选措施包括但不限于:控制熔融炉渣的FeO含量以实现需要的高氧势，以及控制熔融炉渣的CaO含量以实现如下的需要的粘度，即:当在容器3中熔融浴内的炉渣的温度在1400-1550°C的范围内时，该粘度在1-5泊的范围内。
更具体地，当使用钛磁铁矿进料时，对工艺条件的必要控制包括选择进料和操作条件，以使得熔融炉渣在熔融浴的1400-1550°C的所述范围内，具有以下成分:
TiO2:至少 15wt%，
SiO2:至少 15wt%,
CaO:至少 15wt%,
Al2O3:至少 10wt%，以及
FeO:至少 3wt%。
使用普通铁矿石时，忽略炉渣中对TiO2百分比的限制。
更具体地，对工艺条件的必要控制包括控制炉渣组成以及操作温度，以使得熔融炉渣在所述温度范围1400_1550°C内对该炉渣组成是近液相线的(sub-liquidus)，优选稍微近液相线的，从而使得固体氧化物相以炉渣体积的5-25%的量从液态炉渣沉淀出来。得到的熔融炉渣是在液体炉渣相中的固体氧化物相形式的浆料。所沉淀的固体氧化物相有利于控制本方法所述实施方案需要的熔融炉渣的粘度。此外，粘性的熔融炉渣非常适于在与炉渣接触的容器耐火材料上形成保护性涂层。
图2是在本发明直接熔炼方法的一种实施方案中，三种主要炉渣成分氧化钙、氧化铝和氧化硅的三元相图。更具体地，所述相图集中在两种主要脉石成分氧化铝和氧化硅以及助熔剂添加剂即氧化钙上。所述相图来自FactSage6.1。所述相图阐明了炉渣组成对炉渣中的相的影响。特别是，从图2可以确定，如果需要较高粘度的炉渣(即至少2.5泊)，则可以通过控制炉渣组成，例如通过调节氧化钙添加及其它工艺条件，以从熔融炉渣中沉淀出黄长石固体相，来实现所述需求。
图3是在本发明直接熔炼方法的一种实施方案中，针对高氧化钛进料，炉渣的伪三元相图以及所述相图中两个标出部分的独立的炉渣液相线图。所述相图集中在(a)三种主要脉石成分即氧化铝、氧化镁和氧化硅，(b)助熔剂添加剂即氧化钙，以及(C) 二氧化钛上。所述相图来自澳大利亚Queensland大学的研究人员。所述相图限定出炉渣组成的操作窗口，所述炉渣组成为所述方法提供需要的1-5泊的炉渣粘度。该图突出强调所述相图的两个部分，这些部分显示出穿过选定组成的液相温度的显著变化。从这些部分特别容易看出的是，当在容器3中的熔融浴内的炉渣的温度在1400-1550°C的范围内时，用于沉淀出固相并从而改变炉渣粘度的范围相当大。
更概括地讲，以下方法特征在单独或相组合的情况下，是所述方法的相关控制参数。
(a)控制炉渣存货，即炉渣层的深度和/或炉渣/金属比率(通常，金属:炉渣的重量比在3:1和1:1之间)，从而平衡在过渡区23中金属对传热的正面效果和在过渡区23中金属由于过渡区23中的逆反应对后燃的负面效果。如果炉渣存货过低，则金属对氧气的暴露过高，并且后燃的可能性降低。另一方面，如果炉渣存货过高，则喷枪7会被掩埋在过渡区23中，并且进入自由空间25的气体夹带将减少，以及后燃的可能性将降低。
(b)选择喷枪7的位置并控制通过喷枪7和喷枪5注入含氧气体和固体的速率，以在喷枪7的末端周围维持基本不含金属/炉渣的区域，并形成围绕喷枪7下段的过渡区23。
(C)通过利用炉渣喷洒容器3的侧壁上与过渡区23相接触的部分或者在过渡区23上方的部分来控制容器的热量损失，所述控制通过调节一种或多种以下参数实现:
(i)炉渣存货；以及
(ii)通过喷枪7和喷枪5的注入流速。
在不背离本发明的主旨和范围的情况下，可以对本发明上述实施方案作出很多改进。
例如，尽管上述实施方案涉及HIsmelt法，但本发明并不受这样的限制，而是可以扩展至基于熔融浴的任何直接熔炼方法，所述方法用于在直接熔炼容器中从含金属进料生产熔融金属，所述熔炼容器具有由熔融浴中的气体放出所产生的强烈的熔融浴/炉渣喷泉，其中所述气体放出至少部分地是由于含碳材料进入熔融浴中脱去挥发成分作用所致。例如，HIsarna法就是这样的一种其`它方法。
权利要求
1.直接熔炼方法，所述方法包括: 向含有金属和炉渣形成的熔融浴的直接熔炼容器中提供(a)含金属材料、(b)固体含碳进料以及(C)含氧气体；并且 在所述容器中直接熔炼所述含金属进料；以及 生产熔融金属、熔融炉渣和废气形成的工艺产物， 所述方法特征在于如此处所述，进行工艺条件控制，以使得所述熔融炉渣在所述方法的操作温度范围内的粘度在0.5-5泊的范围内。
2.权利要求1所限定的方法，其中所述熔融炉渣是固体材料和液相形成的浆料，并且所述固体材料在所述方法中、在炉渣温度下为固体氧化物相。
3.权利要求2所限定的方法，其包括通过控制炉渣组成以及控制熔融浴的温度低于炉渣的液相温度来控制工艺条件，以使得从熔融炉渣的液相沉淀出固体氧化物相，从而控制所述炉渣的粘度。
4.权利要求2或权利要求3所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣中的所述固体材料为熔融炉渣的至少5%。
5.权利要求2至4中的任一项所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣中的所述固体材料为熔融炉渣的至少10%。
6.权利要求2至5中的任一项所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣中的所述固体材料低于熔融炉渣的30%。
7.权利要求2至6中的任一项所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣中的所述固体材料为熔融炉渣的15-25%。
8.前述权利要求中的任一项所限定的方法，其中所述含金属进料是含铁材料，例如铁矿石。
9.权利要求8所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得当直接熔炼容器内的炉渣温度在1400-1550°C的范围内时，熔融炉渣的粘度在0.5-5泊的范围内。
10.权利要求8或权利要求9所限定的方法，其包括通过将炉渣中的铁与金属中的碳的浓度之比控制至小于2:1，通常小于1.5:1，更通常为1:1至1.3:1，对工艺条件进行控制。
11.前述权利要求中的任一项所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣具有高氧势。
12.前述权利要求中的任一`项所限定的方法，其中当所述含金属进料是含铁材料时，所述方法包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的FeO含量至少为3wt%，从而使得熔融炉渣具有闻氧势。
13.权利要求12所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的FeO含量至少为4wt%，从而使得熔融炉洛具有高氧势。
14.权利要求12所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的FeO含量至少为5wt%，从而使得熔融炉洛具有高氧势。
15.前述权利要求中的任一项所限定的方法，其中当所述含金属进料是含铁材料时，所述方法包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的碳含量至少为3wt%。
16.权利要求15所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的碳含量至少为 4wt%0
17.前述权利要求中的任一项所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的粘度在0.5-4泊的范围内。
18.权利要求17所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的粘度在0.5-3泊的范围内。
19.权利要求17所限定的方法，其包括控制工艺条件，以使得熔融炉渣的粘度高于2.5泊。
20.前述权利要 求中的任一项所限定的方法，其包括控制工艺以产生熔融浴的大幅搅动。
全文摘要
本发明涉及基于熔融浴的直接熔炼方法，所述方法包括控制直接熔炼容器中的工艺条件，以使得在所述方法的操作温度范围内，所述容器中的金属和炉渣形成的熔融浴内的熔融炉渣的粘度在0.5-5泊的范围内。
文档编号C21B13/00GK103108967SQ201180044656
公开日2013年5月15日 申请日期2011年9月15日 优先权日2010年9月15日
发明者罗德尼·詹姆斯·德里, 雅克·派洛特 申请人:技术资源有限公司