设备(例如HIsmelt 8m设备)此距离将增加至大约2.5_3m。
[0035]“暴露的”水冷的元件在此应理解为是指一种元件:
[0036](i)当该设备正常操作时该元件使其在该容器内部的外表面积的至少30%被熔融金属和/或熔渣飞溅，并且
[0037](ii)该元件通过对流传热至处于液相的水而内部冷却，其中冷却水通常处于10°C至80°C和O至10巴表压的范围内，并且冷却通道中的水流速度超过0.5m/so
[0038]取决于熔炼容器的下部部分的水冷的元件的具体设计，超过500kW/m2的热通量可能使该设备中断(trip)，迫使启动程序暂时中止。水冷的元件可以设计为承受更高的热通量(例如700-800kW/m2)，尽管这趋向于增加元件的成本。用设计为承受超过500kW/m2热通量的水冷的元件，操作的“窗口”是更大的，但相同的总体逻辑适用。
[0039]为了本讨论的目的，“500kW/m2”的量应理解为是指容器的下部部分中的水冷的元件的设计最大热通量。强调的是本发明不局限于具有的设计最大热通量为500kW/m2的水冷的元件。这些热通量的测量也应理解为排除短期(〈30秒)(测量相关的)波动，其中在此提及的热通量是在30秒或以上过程中进行时间平均的。
[0040]如果设备因为热通量超过设计最大热通量而中断，结果是一种延迟，该延迟导致熔炼容器中的金属的未计划的冷却-具体地，前炉连接中的金属的冷却。如果金属冷却超过一个特定点，就变得有必要端塞(end-tap)该容器以避免前炉连接凝固。整个启动因此被中止并且整个启动程序必须重新开始(以显著的成本和损失的生产时间)。
[0041]总体上，在该熔炼容器的下部部分中的水冷的元件经受可能的高热通量暴露的过程中的时间受限于建立一个足够深的熔渣层以(显著地)熔渣飞溅和/或熔渣浸没水冷的元件的底部行所需的时间。一旦熔渣飞溅或熔渣浸没，这些水冷的元件形成中等厚度OlOmm)的渣冻层并且热通量降到显著更低的水平(通常<200-250kW/m2)。
[0042]以上讨论并不旨在认可以上是澳大利亚及其他地方的公知常识。
[0043]披露内容
[0044]本发明基于以下认识:(I)在此所述的熔炼容器的下部部分中的水冷的元件的热通量提供了在启动程序的早期部分过程中熔浴温度的指示，以及，(2)利用此信息可以(例如，通过操纵含氧气体和/或煤的注入速率)来控制熔浴温度并通过这个困难的启动阶段，特别是其中在容器中没有足够的熔渣的阶段的部分，在不超过临界热通量水平和不使熔炼工艺的启动程序中断的情况下，安全地“引导”该工艺。
[0045]概括地说，本发明提供了一种启动(该术语包括“重新启动”)用于熔炼含金属材料的基于熔浴的工艺的方法，该方法包括使用在熔炼容器的下部部分中的水冷的元件的热通量以提供在该启动方法的至少早期部分过程中熔浴温度的指示，并调节含氧气体和/或含碳材料进入熔炼容器的注入速率以控制在启动过程中的熔浴温度以避免超过临界热通量水平和使该启动方法中断。
[0046]在更具体的方面中，本发明提供了一种在限定了一个熔炼腔室的熔炼容器中启动(该术语包括“重新启动”)用于含金属材料的基于熔浴的熔炼工艺并产生熔融金属的方法，其中该方法包括将热金属填料供给到该熔炼腔室，将进料供给到该熔炼腔室并产生热并形成熔渣，并且此后增加在熔炼腔室中的熔渣的量，其中热金属和熔渣在熔炼腔室中形成一个熔浴，监测与该熔浴接触的容器的一个侧壁的热通量以获得随着熔渣量的增加在该熔浴中的温度的指示，并调节固体含碳材料和/或含氧气体以及任选地含金属材料进入熔炼腔室的供给速率以调节进入熔炼腔室的热输入并且从而控制熔浴的温度使得浴温不引起使该熔炼工艺的启动程序中断的容器的侧壁上的高热通量。
[0047]在更具体的方面中，本发明提供了一种在熔炼容器中启动用于熔炼含金属材料的基于熔浴的工艺并产生熔融金属的方法，该熔炼容器包括(a)具有一个炉缸和从该炉缸向上延伸的一个侧壁的一个最初为空的熔炼腔室，其中该侧壁至少在该侧壁的下面部分中包括水冷的元件，如水冷板(任选地包括在水冷的元件的最低水平处向内突出的熔渣区冷却器)，(b) —个前炉，以及(C)使该熔炼腔室和该前炉相互连接的一个前炉连接，并且其中该方法包括以下步骤:
[0048](a)将热金属填料经由前炉供给到熔炼腔室；
[0049](b)在完成热金属填料之后将一种固体含碳材料和一种含氧气体供应到熔炼腔室中并点燃该含碳材料并加热该熔炼腔室和热金属并形成熔渣并且此后增加熔渣的量，其中热金属和熔渣在该熔炼腔室中形成熔浴；并且
[0050](c)将含金属材料供给到该熔浴中并将含金属材料熔炼为熔融金属；
[0051]并且其中，在步骤(b)和(C)过程中，该方法包括通过以下来控制熔浴的温度:
[0052](i)监测与该熔浴接触的水冷的元件的热通量以获得在该熔浴中的温度的指示，并且
[0053](ii)考虑水冷的元件的热通量来调节该固体含碳材料和/或含氧气体以及任选地含金属材料的供给速率以调节进入熔炼腔室的热输入并由此控制熔浴的温度使得浴温不引起使该熔炼工艺的启动程序中断的水冷的元件中的高热通量。
[0054]该方法可包括调节固体含碳材料和含氧气体以及任选地含金属材料进入熔炼腔室的供给速率以调节进入熔炼腔室的热输入并且由此控制熔浴的温度在一个范围内使得
(i)随着熔渣的存量积聚避免能够使该设备中断的高热通量和(ii)避免导致熔渣流动性/起泡/传热问题的低浴温。如果这两个条件都满足，金属生产(以显著的量)将较早实现并且来自主腔室的热金属将流入前炉连接。典型地，当在前炉连接中存在“新的”热金属时，该工艺被认为已成功启动。
[0055]在具有水冷的元件的熔炼容器的上述讨论的背景下，该暴露的元件表面区域的200-500kW/m2的热通量范围是在前一段落中提及的温度范围的指示。值得注意的是热通量范围的精确数值极限可能经受一系列因素而变化，这些因素包括但不限于不同的熔炉构造和不同的含金属材料和其他进料。
[0056]该方法可包括预热熔炼腔室、前炉、以及前炉连接。
[0057]该方法可包括预热容器的炉缸、前炉、以及前炉连接使得炉缸、前炉、以及前炉连接的的平均表面温度为高于1000°c。
[0058]该方法可包括预热容器的炉缸、前炉、以及前炉连接使得炉缸、前炉、以及前炉连接的的平均表面温度为高于1200°C。
[0059]该方法可包括在步骤(a)中供给足够的热金属使得热金属的液位为在前炉连接的顶部上方至少约100mm。
[0060]该方法可包括在将热金属填料供给到熔炼腔室之后，将气体或液体燃料(如天然气、LPG或石油)和含氧气体注入金属上方的气体空间持续一段时间以在熔炼腔室中产生热。
[0061]该方法可包括在步骤(b)和(C)中将助熔剂材料供给到熔炼腔室中以促进熔渣的形成。
[0062]该方法可包括注入熔渣和/或造渣剂如硅砂/铝土矿加石灰/白云石助熔剂以促进熔渣的形成。
[0063]该方法可包括在步骤(b)的过程中在任何时间开始将含金属材料供给到熔浴中的步骤(C)。
[0064]该基于熔浴的熔炼工艺可以包括以下步骤:
[0065](a)将含碳材料和固体或熔融的含金属材料供给到熔浴中并产生反应气体并熔炼含金属材料并在浴中产生熔融金属，
[0066](b)将含氧气体供给到恪炼腔室中用于从浴释放的可燃气体的浴上(above-bath)燃烧并产生用于浴内(in-bath)熔炼反应的热量；并且
[0067](c)通过上升的气体产生熔融材料从浴的显著向上运动以便产生熔融材料的载热的熔滴或飞溅物，这些熔滴或飞溅物当被投射到在熔炼腔室的顶部空间中的燃烧区时被加热并且此后落回到浴中，由此这些熔滴或飞溅物携带热量向下进入浴中，在那里热量被用于熔炼含金属材料。
[0068]本发明提供了一种用于在熔炼容器中熔炼含金属材料的基于熔浴的工艺，该工艺包括启动(该术语包括“重新启动”)该工艺的上述方法。
[0069]本发明提供了一种用于在熔炼容器中熔炼含金属材料的HIsmelt工艺，该工艺包括启动(该术语包括“重新启动”)该工艺的上述方法。
[0070]本发明提供了一种用于在熔炼容器中熔炼含金属材料的HIsarna工艺，该工艺包括启动(该术语包括“重新启动”)该工艺的上述方法。
[0071]该含金属材料可以是任何合适的材料。举例而言，该含金属材料可以是一种含铁材料。
[0072]该含碳材料可以是任何合适的材料。例如，该含碳材料可以是煤。