Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ИЗ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ И/ИЛИ РУД И КОНВЕРТЕР - Патент РФ 2125097
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ИЗ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ И/ИЛИ РУД И КОНВЕРТЕР
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ИЗ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ И/ИЛИ РУД И КОНВЕРТЕР

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ИЗ ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ И/ИЛИ РУД И КОНВЕРТЕР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность: в процессе прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды в конвертере для производства металлов и металлических сплавов, в частности железа и железосодержащих сплавов из окисей металлов и руд, унос жидкости и твердотельных частиц отходящими газами из конвертера сводят к минимуму за счет вращения отходящих газов, окисляющих газов и уловленных жидких и твердотельных частиц в пространстве, которое находится выше расплавленного металла, вокруг вертикальной оси конвертера. За счет этого жидкие и твердотельные частицы перемещаются во внешнюю сторону в направлении стенки конвертера. Это вращательное движение может вызываться вдуванием некоторых или всех окисляющих газов через фурмы, расположенные над зеркалом расплава наклонно к вертикальной плоскости через вертикальную ось конвертера. Конвертер может иметь, по существу, вращательно симметричную форму по меньшей мере в пространстве выше расплавленного металла. 2 с. и 11 з.п.ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2125097
Класс(ы) патента: C21B13/00
Номер заявки: 5053122/02
Дата подачи заявки: 13.03.1991
Дата публикации: 20.01.1999
Заявитель(и): Си-Ар-Эй Сервисиз Лимитед (AU)
Автор(ы): Джон Винсент Кеог (AU); Робин Джон Баттерхам (AU); Барри Стюарт Эндрюз (AU)
Патентообладатель(и): Си-Ар-Эй Сервисиз Лимитед (AU)
Описание изобретения: Настоящее изобретение относится к процессу для производства металлов и металлических сплавов, в частности железа и железосодержащих сплавов из окисей металлов и руд, таких как железная руда, включая частично предварительно восстановленные руды и заключающие в себе окиси металлов шлаки, в конвертере, работающем в режиме прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды, в котором тонкоизмельченные твердотельные частицы, такие как уголь, углистые топлива, окиси металлов, образующие шлак вещества или смеси таковых, как по отдельности, так и в совокупности, и окисляющие газы, такие как кислород, воздух и кислородсодержащие газы, направляются в расплавленный металл ниже или сверху, как по отдельности, так и в совокупности, зеркала ванны расплава и в конвертер, работающий в режиме прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды, для успешного проведения этого процесса.
В последние годы стал известен целый ряд новых процессов, которые относятся к производству чугуна и стали. Эти процессы имеют общие признаки в том, что они заменяют доменный /металлургический/ кокс, который является относительно дорогостоящим, всеми обычными сортами каменного угля и восстанавливают железную руду либо после стадии предварительного восстановления, либо непосредственно в реакторе с ванной расплавленного железа.
Некоторые из этих новых процессов делаются более рентабельными использованием дожигания химически активных газов от ванны расплавленного железа в газовом пространстве реактора с ванной расплавленного железа. Так как только около одной трети теплотворной способности каменного угля является доступной для использования во время его сгорания с превращением в окись углерода в ванне расплавленного железа, максимальное дожигание химически активных газов CO и H2 из ванны расплавленного железа в газовом пространстве над ней является выгодным для термического коэффициента полезного действия этого процесса. Однако дожигание химически активных газов влечет за собой недостаток в том, что получающиеся в результате отходящие газы не могут использоваться для предварительного восстановления. Европейская патентная заявка N 0126391 преодолевает этот недостаток составным процессом, содержащим стадию предварительного восстановления руды, например, в шахтной печи и реакторе для газификации расплава, в которой химически активные газы, улетучивающиеся из расплавленного железа, по меньшей мере частично дожигаются, получающееся в результате тепло главным образом передается расплаву, затем химически активные газы восстанавливаются восстанавливающими агентами на их пути к агрегату для предварительного восстановления и одновременно охлаждаются до оптимальной температуры восстановления.
Патенты Германии NN 3607774 и 3607775 имеют отношение к процессам прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой железной руды и отличаются выгодными признаками для дожигания химически активных газов в конвертере, работающем в режиме прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды. Например, эти патенты описывают использование горячего воздуха при температуре от 800oC до 1500oC и многоступенчатое дожигание.
Патент Германии N 3903705 описывает процесс и соответствующее устройство, которые впервые предоставляют возможность селективно управлять дожиганием. Дожигающая струя газа вдувается на зеркале расплава металла с завихрением и степень дожигания может варьироваться измерением величины завихрения.
Между тем как упомянутые выше процессы проводятся в специально приданной формы конвертере, работающем в режиме прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды, например в некотором виде реактора барабанного типа, имеются также известные процессы, которые могут выполняться в обычных сталеплавильных агрегатах, таких как работающие в режиме процесса ЛД /кислородные/ конвертеры или конвертеры ОВМ/кмS с донными фурмами. На основании этой технологии стали известными процессы прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды, например, от фирм "Кобе Стил энд Кавасаки" в Японии и "Бритиш Стил", "Клокнер-Верке" и "Крупп" в Европе.
Патент Германии N 3607776 имеет отношение к проблеме, которая является общей для всех процессов прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды, а именно, каким образом подвергать обработке жидкие и твердотельные частицы, например капли железа /чугуна/, в потоке отходящих газов из конвертера, работающего в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды, без вызывания нежелательных спекания и отложений на отверстиях конвертера и в следующих далее каналах. Решение, описанное в этом патенте, состоит в том, чтобы поддерживать капли железа увлеченными в потоке отходящих газов в каналах для отходящих газов при температуре, более высокой, чем температура затвердевания капель железа, и затем охлаждать отходящий газ до температуры ниже 1000oC в отдельном пространстве.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является решение по заявке Японии N 63-140014, опубл. 11.06.88, C 21 B 11/00, в котором защищены способ и устройство (конвертер) для плавления, восстановления и рафинирования железорудного сырья. Конвертер оборудован кислородными фурмами, расположенными в стенках конвертера, а также дополнительными фурмами, установленными тангенциально в горловине конвертера. Через дополнительные фурмы вдувают рудоугольную смесь с обеспечением вращения газов и твердых частиц около стен конвертера для охлаждения его кладки.
Данное решение обладает практически теми же недостатками, что и описываемые ранее решения, а именно не устраняет появление нежелательных спеканий и отложений на отверстиях конвертера и других каналах, которые могут быть образованы за счет жидких и твердотельных частиц, например капель чугуна, в потоке отходящих газов из конвертера.
Для решения поставленной задачи в способе производства металлов и металлических сплавов из окислов металлов и/или руд, в частности и из предварительно восстановленных, включающем их подачу как по отдельности, так и совместно в тонкоизмельченном виде в конвертер, содержащий ванну расплавленного металла и работающий в режиме прямого получения совместно или по отдельности с углистым топливом и шлакообразующими агентами, а также подачу окисляющего газа, такого как воздух, кислород или кислородсодержащий газ, углистого топлива и при необходимости шлакообразующих агентов снизу и/или сверху зеркала расплавленного металла, восстановление, отвод отходящих газов через выпускной канал, для уменьшения уноса жидких и твердых частиц через выпускной канал отходящим газам, окисляющим газам, жидким и твердым частицам над зеркалом расплавленного металла вокруг вертикальной оси конвертера сообщают вращательное движение с принудительным направлением жидких и твердых частиц к стенкам конвертера путем вдувания по меньшей мере части окисляющих газов в пространство, над зеркалом ванны наклонно к вертикальной плоскости, проходящей через ось конвертера. Вращательное движение отходящих газов, окисляющих газов, жидких и твердых частиц осуществляют вдуванием по меньшей мере части окисляющих газов через фурму, ось которой расположена под углом вниз к зеркалу расплава относительно радиальной плоскости, пересекающей фурму, повернута под углом к стенке конвертера относительно другой плоскости, перпендикулярной этой упомянутой радиальной плоскости и пересекающей ее вдоль вертикальной оси конвертера. Первый и второй углы наклона фурм поддерживают в пределах от 10 до 80o, в частности от 10 до 60o.
Окисляющие газы подают в пространство над зеркалом расплава с завихрением.
Среднюю скорость вращательного движения поддерживают в пределах от 2 до 50 м/с, предпочтительно от 2 до 15 м/с.
Отходящие газы выпускают из конвертера через выпускной канал со скоростью от 10 до 150 м/с.
Тонкоизмельченные окислы металла и/или руды, в частности, и частично восстановленные подают непосредственно в расплавленный металл над зеркалом расплава.
Тонкоизмельченные руды и/или частично восстановленные руды перед подачей в конвертер предварительно восстанавливают. В конвертере для производства металлов и металлических сплавов из окислов металлов и/или руд, работающем в режиме прямого получения металла, имеющем симметричную вращательную форму и содержащем фурмы, расположенные в данной части конвертера, фурмы для вдувания окисляющих газов, расположенные в его стенках выше зеркала расплава, и центральный выпускной канал для отходящих газов, фурмы для окисляющих газов расположены наклонно к вертикальной плоскости, проходящей через вертикальную ось конвертера и под углом, обеспечивающим сообщение отходящим газам, окисляющим газам, жидким и твердым частицам, находящимся в пространстве над зеркалом расплава, вращательного движения вокруг вертикальной оси конвертера.
По крайней мере одна фурма для вдувания окисляющих газов расположена под углом вниз к радиальной плоскости, пересекающей эту фурму, и повернута на угол к стенке конвертера относительно другой плоскости, перпендикулярной упомянутой радиальной плоскости и проходящей через вертикальную ось конвертера.
Углы наклона фурмы вниз и угол поворота к стенкам конвертера составляют от 10 до 80o, предпочтительно 10 - 60o.
Существенный признак этого изобретения состоит в том, что ось вращения отходящих газов, окисляющих газов, жидких и твердых частиц в пространстве выше зеркала расплава является перпендикулярной к зеркалу расплава. Такая структура потока ясно отличается от структуры потока, получаемой известными процессами в работающих в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертерах. В процессах прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды известного уровня развития техники в данной области окисляющие газы обычно вдуваются на зеркало расплава перпендикулярно к таковому или под небольшими углами наклона к вертикали. Отходящие газы, образовавшие поток вверх в направлении струи верхнего дутья, частично увлекаются струей верхнего дутья и в результате направляются вниз в направлении зеркала расплава. Результирующая структура потока внутри пространства над зеркалом расплава представляет примерно горизонтальную ось вращения, то есть параллельную зеркалу расплава.
Газовая среда в пространстве над зеркалом расплава является окисляющей. Если предварительно нагретый воздух используется в качестве окисляющего газа для дожигания, газовая среда, по существу, состоит из химически активных газов, оставляющих расплавленный металл, главным образом CO и H2, полученные в результате дожигания газы CO2 и H2O и азот воздуха. Типичный состав газов со следующим далее результатом анализов: 16% CO, 10% CO2, 4% H2, 10% H2O и 60% N2.
Имеется турбулентная переходная зона между зеркалом расплава /и слоем шлака, плавающим на нем/ и пространством над зеркалом расплава. В этой переходной зоне имеются поднимающиеся капли или выплески расплавленного металла и шлака, которые смешиваются с химически активными газами из расплава, окисляющими газами верхнего дутья и химически активными газами от дожигания. Полагается, что объемы газа и жидкости более или менее равномерно распределяются в этой переходной зоне.
Высота переходной зоны может регулироваться внутри определенных пределов регулирования соотношения реагирующих агентов, вдуваемых на зеркало расплава и химически активных агентов, нагнетаемых в расплав ниже зеркала расплава. Например, высота переходной зоны может увеличиться увеличением соотношения, то есть увеличением массы реагирующих агентов, вводимых на расплавленный металл, по отношению к массе реагирующих агентов, добавляемых через фурмы ниже зеркала расплава. Капли и выплески расплавленного металла и шлака /и пыль/ перемещаются из переходной зоны в пространство над ней, а относительно малые капли и выплески удерживаются там во взвешенном состоянии сильным турбулентным потоком газа в этом пространстве, а более крупные капли и выплески падают обратно в ванну расплавленного металла благодаря силе тяжести.
Загрузка жидких и твердотельных частиц в пространство над зеркалом расплава сильно варьируется и зависит от рабочего режима реактора с ванной расплавленного железа. Процесс согласно этому изобретению позволяет реагирующим агентам, которые необходимы для проведения этого процесса, добавляться ниже или выше, как по отдельности, так и в совокупности, зеркала расплава в ванне. Например, все твердотельные частицы, такие как углистые топлива, окиси, металлов или руды, как по отдельности, так и в совокупности, предварительно восстановленные руды и шлакообразующие вещества вместе с газами-носителями, такими как азот, аргон, CO, CO2, или рециркулирующими обеспыленными химически активными газами из конвертера, работающего в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды, могут направляться в расплавленный металл через фурмы ниже зеркала расплава ванны. Кроме того, часть окисляющих газов, то есть кислород, может вводиться в расплав ниже зеркала расплава ванны. Было установлено, что, когда реактор с ванной расплавленного металла эксплуатируется таким образом, причем со всеми твердотельными частицами и примерно 30 процентами окисляющих газов, подающимися к расплавленному металлу ниже зеркала расплава ванны, масса жидких и твердотельных частиц в пространстве над зеркалом расплава ванны увеличивается с увеличением высоты переходной зоны.
Разгрузка жидких и твердотельных частиц в пространство над зеркалом расплава ванны может снижаться в этом обладающем признаками изобретения процессе изменением способа подачи реагирующих агентов. Таким образом, оказалось полезным вводить углистые топлива и шлакообразующие агенты в расплавленный металл ниже зеркала расплава ванны и вдувать окисляющие газы на зеркало расплава ванны. Руда может подаваться в тонкоизмельченной форме также ниже зеркала расплава ванны.
Неожиданно оказалось, что особенно выгодным вариантом осуществления этого обладающего признаками изобретения процесса является подавать дутьем тонкоизмельченную руду или частично предварительно восстановленную руду, как по отдельности, так и в совокупности, также во фракциях исключительно мелкого размера зерна, непосредственно на зеркало расплава ванны. Этот путь подачи руды от фурм или кислородных фурм выше зеркала расплава ванны дает в результате пониженные интенсивности выноса пыли в отходящих газах в сравнении с подачей руды ниже зеркала расплава ванны. Также в пределах объема находится подача окисей металлов или руд к расплавленному металлу ниже и выше зеркала расплава ванны одновременно.
Согласно предпочтительному варианту осуществления этого изобретения окисляющие газы, такие как кислород, воздух, содержащие в себе кислород газы и любые смеси таковых, вдуваются в направлении зеркала расплава ванны наклонно к вертикальной плоскости через вертикальную ось конвертера.
В особенно предпочтительном варианте осуществления этого изобретения по меньшей мере часть окисляющих газов вдувается в направлении зеркала расплава ванны через фурму, расположенную под углом наклона между 10o и 80o к каждой из двух взаимно перпендикулярных вертикальных воображаемых плоскостей. Пространственное положение направления окисляющих газов и вертикальных плоскостей объясняется далее в настоящем описании. Начиная с вертикальной плоскости в радиальном направлении через физическое положение фурмы, первый угол наклона представляет тот угол, который ось фурмы описывает с вертикалью в этой радиальной плоскости. Вторая плоскость является перпендикулярной к радиальной плоскости вдоль вертикальной оси конвертера, работающего в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды. Второй угол наклона представляет угол, который ось фурмы описывает с этой второй плоскостью. Фактически, положение фурмы может описываться воображением оси фурмы в первой радиальной плоскости, причем поворачивающейся в направлении стенки конвертера.
Направления верхнего дутья окисляющих газов согласно предпочтительным вариантам осуществления этого изобретения, описанного в предшествующих разделах, выбираются таким образом, чтобы окисляющие газы верхнего дутья завихрялись и также придавали вихревое движение отходящим газом жидким и твердотельным частицам в пространстве над зеркалом расплава ванны. Это вихревое движение получается, даже если пространство над зеркалом расплава ванны при обычных условиях подвергается структуре потока в направлении выпускного канала для отходящих газов, которая является сильно турбулентной в виде высоких скоростей реакции и громадной передачи энергии в конвертере, работающем в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды. Плотность передачи энергии, то есть, максимальная передачи энергии, деленная на минимальные геометрические размеры, как известно, должна быть очень высокой в процессах прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды в сравнении с другими металлургическими процессами, типично, в диапазоне примерно 1 МВт/м3.
Вихревое /вращательное движение в пространстве над зеркалом расплава ванны неожиданно приводит к не поддающимся прогнозированию благоприятным результатам, что касается потери жидких и твердотельных частиц через выпускной канал для отходящих газов из работающего в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертера. Между тем как обычные интенсивности выноса пыли отходящими газами из работающего в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертера составляют примерно 40 г/Нм3 отходящих газов, эта величина была уменьшена этим обладающим признаком изобретения процессом до показателя менее чем 10 г/Нм3 во многих случаях до показателя менее чем 5 г/Нм3, а в реакторе с ванной расплавленного железа в течение нескольких часов работы до примерно 1 г/Нм3.
Возможное объяснение для этого благоприятного эффекта этого обладающего признаками изобретения процесса состоит в том, что наложение вращательного /вихревого/ движения на сильное турбулентное движение, нормально присутствующее в пространстве над зеркалом расплава ванны работающего в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертера, образует структуру потока, которая повышает частоту столкновений твердотельных и жидких частиц на этом пространстве и твердотельные и жидкие частицы ускоряются центробежной силой в направлении стенки конвертера. Эти столкновения вынуждают жидкие и твердотельные частицы агломерироваться, чтобы образовывать более крупные частицы, и некоторая часть этих более крупных частиц падает обратно в расплав. Остающиеся более крупные частицы и мелкие твердотельные и жидкие частицы, которые достигают стенки конвертера, прилипают к ней, и в силу этого снижают относительное содержание жидких и твердотельных частиц в отходящем газе.
Преимущественный вариант осуществления этого изобретения состоит в том, чтобы вдувать окисляющие газы в пространство над зеркалом расплава ванны с завихрением наклонно к вертикальной плоскости через вертикальную ось конвертера. Завихрение окисляющих газов далее способствует усилению вихревого движения и улучшению структуры потока в этом пространстве и поддерживает дожигание химически активных газов от расплавленного металла. Оказалось, что является выгодным использовать процесс и устройство согласно патенту Германии N 3903705 в сочетании с этим вариантом осуществления этого обладающего признаками изобретения процесса.
Определение скоростей отходящих газов в этом обладающем признаками изобретения процессе показало, что отходящие газы оставляют работающий в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертер через выпускной канал для отходящих газов со скоростью примерно от 10 до 150 м/с. Когда этот обладающий признаками изобретения процесс применялся в реакторе с ванной расплавленного железа, измерение скорости отходящего газа на выходе дало средние значения порядка примерно 80 м/с.
Средняя скорость вихревого движения /вращательного движения/ в пространстве над зеркалом расплава ванны согласно этому изобретению оценивалась являющейся порядка между 2 и 50 м/с. Отмечается, что предпочитается, чтобы средняя скорость составляла между 2 и 15 м/с.
Согласно этому изобретению работающий в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертер содержит средства верхнего дутья, такие как фурмы или кислородные фурмы, как по отдельности, так и в совокупности, расположенные наклонно к вертикальной плоскости через вертикальную ось конвертера, которая может быть также перпендикулярной к зеркалу расплава ванны и по меньшей мере на 0,5 м выше статического зеркала расплава ванны и в одном возможном обладающем признакам изобретения расположении проходить тангенциально в направлении зеркала расплава ванны. Средства верхнего дутья, содержащие одну или более простых фурм или кислородную фурму, подают все тонкоизмельченные твердотельные частицы, такие как руды или окиси металлов, как по отдельности, так и в совокупности, частично предварительно восстановленные руды и шлакообразующие вещества и углистые топлива в расплавленному металлу. В пределах объема данного изобретения находится вдувание тонкоизмельченных руд металлов или частично предварительно восстановленных руд металлов, как по отдельности, так и в совокупности, в работающий в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертер в предварительно нагретой форме. Температуры предварительного нагрева могут выбираться, как это может требоваться, и обычно находятся в диапазоне между 300oC и 800oC. Энергия, вводимая предварительным нагревом твердотельных частиц, улучшает полный термический КПД этого процесса.
Работающий в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвортер согласно этому изобретению далее содержит фурмы ниже зеркала расплава ванны, выпускной канал для отходящих газов и выпускные отверстия для расплавленного металла и шлака. Оказалось выгодным для этого обладающего признаками изобретения процесса, если геометрическая форма реактора с ванной расплавленного металла, в частности, в участке выше зеркала расплава ванны является вращательно симметричной. Однако эта преимущественная форма не составляет непременное условие для применения этого обладающего признаками изобретения процесса. Таковая является только рекомендуемой формой конвертера.
Также предпочитается, чтобы этот работающий в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертер заключал в себе достаточно большое пространство над зеркалом расплава ванны. Оказалось подходящим для высоты пространства, чтобы таковая составляла по меньшей мере двойную глубину расплавленного металла. Показатель от 2 от 10 раз, предпочтительно от 3 до 6 раз, глубины расплавленного металла особенно предпочитается.
Этот обладающий признаками изобретения процесс и работающий в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертер теперь будут объясняться более подробно с обращением к сопутствующему чертежу, который показывает продольное сечение в упрощенной и схематической форме предпочтительного варианта осуществления работающего в режиме процесса прямого получения жидкого металла восстановительной плавкой руды конвертера.
Конвертер 1 содержит кожух из стального листа, футерованный внутри огнеупорными кирпичами. Конвертер 1 заключает в себя расплавленный металл 2 со слоем шлака, плавающим в нем. Тонкоизмельченные твердотельные частицы с газом-носителем и газообразными вступающими в реакцию агентами подаются к расплаву 2 через донные фурмы 3, показанные в качестве стрелок. Фурмы 3 обычно конструируются из двух концентрических труб, причем предпочтительно вступающие в реакцию агенты направляются через центральную трубу, а газообразный предохранитель фурмы, обычно, углеводороды, такие как природный газ или пропан, пропускается потоком через кольцеобразный зазор между этими двумя трубами. Инертные газы, такие как азот или аргон, могут также использоваться в качестве фурменных протектантов /предохранителей/.
Средства верхнего дутья 4 также показываются стрелками. Спиралевидные стрелки 5 показывают завихрение окисляющих газов, вдуваемых через фурмы 4 на зеркало расплава ванны. Стрелка 6 символизирует вращающийся /завихряющийся/ газовый поток. Согласно этому изобретению не имеет значения в какую сторону, в левую или в правую, вращается газовый поток.
Жидкие и твердотельные частицы в пространстве над расплавленным металлом 2 ускоряются центробежными силами в направлении к внутренней стенке 8 конвертера.
Конвертер 1 далее содержит коническую форму 9 в верхней его части, чтобы удерживать большие выплески расплавленного металла в конвертере 1.
Конвертер 1 далее содержит канал 10 для отходящих газов, через который отходящий газ, индицированный стрелкой 11, оставляет реактор с ванной расплавленного металла.
Этот чертеж не показывает опорных колец для вращения конвертера 1 в горизонтальное положение из показанного рабочего положения. В этом горизонтальном положении все фурмы 3 и 4 тогда располагаются выше зоны ванны расплавленного металла.
Формула изобретения: 1. Способ производства металлов и металлических сплавов из окислов металлов и/или руд, в частности и из предварительно восстановленных и содержащих оксид металлов шлаков, включающий их подачу в тонкоизмельченном виде в конвертер, содержащий ванну расплавленного металла и работающий в режиме прямого получения металлов, а также подачу окисляющего газа, такого, как воздух, кислород или кислородсодержащий газ, углистого топлива и при необходимости шлакообразующих агентов и/или сверху зеркала расплава, восстановление, отвод отходящих газов через выпускной канал, отличающийся тем, что для уменьшения уноса жидких и твердых частиц через выпускной канал отходящим газам, окисляющим газам, жидким и твердым частицам над зеркалом расплава вокруг вертикальной оси конвертера сообщают вращательное движение с принудительным направлением жидких и твердых частиц к стенкам конвертера путем вдувания по меньшей мере части окисляющих газов в пространство над зеркалом металла наклонно к вертикальной плоскости, проходящей через ось конвертера.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вращательное движение отходящих газов, окисляющих газов, жидких и твердых частиц осуществляют вдуванием по меньшей мере части окисляющих газов через фурму, ось которой расположена под углом вниз к зеркалу расплава относительно радиальной плоскости, пересекающей фурму, и повернута к стенке конвертера под углом относительно другой плоскости, перпендикулярной упомянутой радиальной плоскости и пересекающей ее вдоль вертикальной оси конвертера.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что первый и второй углы наклона фурм поддерживают в пределах 10 - 80o.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что первый и второй углы наклона фурм поддерживают в пределах 10 - 60o.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что окисляющие газы подают в пространство над зеркалом расплава с завихрением.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что среднюю скорость вращательного движения поддерживают в пределах 2 - 50 м/с, предпочтительно 2 - 15 м/с.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отходящие газы выпускают из конвертера через выпускной канал со скоростью 10 - 150 м/с.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что тонкоизмельченные окислы металла и/или руды, в частности и частично восстановленные, подают непосредственно в расплавленный металл над зеркалом расплава.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что тонкоизмельченные и/или частично восстановленные руды перед подачей в конвертер предварительно нагревают.
10. Конвертер для производства металлов и металлических сплавов из окислов металлов и/или руд, работающий в режиме прямого получения металла, имеющий симметричную вращательную форму и содержащий фурмы, расположенные в донной части конвертера, фурмы для вдувания окисляющих газов, расположенные в его стенках выше зеркала расплава, и центральный выпускной канал для отходящих газов, отличающийся тем, что фурмы для окисляющих газов расположены наклонно относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось конвертера, и под углом, обеспечивающим сообщение отходящим газам, окисляющим газам, жидким и твердым частицам, находящимся в пространстве над зеркалом расплава вращательного движения вокруг вертикальной оси конвертера.
11. Конвертер по п.10, отличающийся тем, что по крайней мере одна фурма для вдувания окисляющих газов расположена под углом к радиальной плоскости, пересекающей эту фурму, и повернута на угол к стенке конвертера относительно другой плоскости, перпендикулярной упомянутой радиальной плоскости и проходящей через вертикальную ось конвертера.
12. Конвертер по п.11, отличающийся тем, что угол наклона фурмы вниз и угол ее поворота к стенке конвертера составляют 10 - 80o.
13. Конвертер по п.12, отличающийся тем, что угол наклона фурмы вниз и угол ее поворота к стенке конвертера составляет 10 - 60o.