专利名称：用于处理金属氧化物材料的转底炉的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用来改良金属氧化物热处理的装置。更具体地说， 本发明涉及用来处理金属氧化物诸如金属氧化物矿石或粉料的转底炉
(rotary hearth furnace)加热装置，目的在于从含铁材料和其他金属 氧化材料中回收铁元素和其他金属物质。
背景技术：
制钢过程采用鼓风炉、碱性氧气转炉(basic oxygen furnace )或 电弧炉，这种过程通常釆用大量精炼矿石或再循环钢废料。在精炼和料。
含铅、锌、镉氧化物较多的炉灰被视作危险品，必须进行收集和 再处理，以保护环境。由于存在铅、锌和镉氧化物，以及其他材料， 所以试图直接回收铁氧化物进行再次使用，已经证明是不切实际的。 一种这类提议是聚结潮湿的灰尘以形成坯块或弹丸，然后将坯块承受 非常高的温度，以还原铁氧化物，以使可以回收金属用于制钢过程。 在某些情况下，含有金属氧化物诸如钛或锌的原矿石经过还原处理， 以回收矿石的不同成分。
发明内容
本发明涉及处理金属氧化物材料的炉。该炉包括安装成在封装件 内旋转运动的炉床。 一个或多个初级燃烧器位于封装件内的炉床上方。 初级燃烧器可操作地点燃，加热该炉，以使热量辐射到炉顶部和側壁 并辐射到炉床。在一种实施例中， 一个或多个氧气喷嘴垂直位于炉床 和燃烧器之间，以使从喷嘴流出的氧气可以燃烧被加热的金属氧化物
5材料所释放出来的一氧化碳和其他气体。在一种实施方式中，氧气以使湍流最小的方式引入，从而在金属氧化物紧邻的上方形成静止区域。在一种实施例中，该静止区域主要由释放出的一氧化碳构成。
在一种实施例中，用于处理金属氧化物材料的转底炉包括环状封
装件，其具有顶部和隔开的内外环状侧壁；和用于支撑待处理金属氧化物材料的环状炉床，该炉床安装成在封装件内旋转运动，所述封装件和炉床由耐火材料形成。一个或多个初级燃料燃烧器位于炉床上方，该燃烧器能点燃，从而将燃烧后的气体排放到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此所述炉的壁和顶部能向炉床上的金属氧化物辐射热量。 一个或多个氧气喷嘴位于炉床上方，所述氧气喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金属氧化物材料释放出来的气体相结合，所述氧气喷嘴定位在炉床上方足够高，以避免氧气和金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物的紧邻上方形成静止区域，该静止区域足以使从金属氧化物带走的颗粒物质最小化。
在一种实施例中，处理金属氧化物材料的转底炉包括环形封装件，该封装件具有顶部和隔开的内外环状侧壁。支撑待处理金属氧化物材料的环形炉床安装成在该封装件内旋转运动，该封装件和炉床由耐火材料形成，封装件的顶部位于炉床上方第一高度处。 一个或多个初级燃料燃烧器位于炉床上方的第二高度，该笫二高度低于所述第一高度。燃烧器能点燃，将燃烧后的气体排放到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此炉壁和顶部能向炉床上的金属氧化物材料辐射热量。 一个或多个氧气喷嘴位于炉上方的第三高度处，其中该第三高度低于所述第二高度，且所述喷嘴定位成使从喷嘴的流出的氧气与金属氧化物材料释放的气体相结合。氧气喷嘴定位成在炉床上方足够高，以避免氧气与金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物紧邻的周围和上方形成静止区域。该静止区域足以最小限度地从炉床上的金属氧化物材料带走颗粒物质。
在一种实施例中，用于处理金属氧化物材料的转底炉包括环状封装件，该封装件具有顶部和隔开的内外环状侧壁。支撑待处理金属氧化物材料的环状炉床安装成在该封装件内旋转运动，该封装件和炉床由耐火材料形成，封装件的顶部定位在炉床上方的第一高度。 一个或多个初级燃料燃烧器定位在炉床上方的第二高度，其中该第二高度低于所述第一高度。燃烧器能点燃，从而将燃烧后的气体排放到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此炉壁和顶部能向炉床上的金属氧化物材料辐射热量。 一个或多个氧气喷嘴位于炉床上方的第三高度，该第三高度低于所述第二高度，且所述喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金属氧化物材料释放出的气体相结合。氧气喷嘴在炉床上方定位成足够高，以避免氧气与金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物的紧邻上方形成静止区域。
当结合附图阅读时，从以下优选实施例的详细说明中，本发明的各个方面对于本领域技术人员将变得容易理解。
图l是转底炉的平面图2是沿着图1中的线2-2切开的炉的截面图。
具体实施例方式
现在参照附图，其中类似的附图标记表示类似的元件，在图1中示出了用来处理金属氧化物诸如矿石和矿粉(fine)的转底炉(rotaryhearth furnace) 10。应该注意，为了清晰起见，用于实施金属氧化物材料处理过程的装置的构造的特定细节没有提供，因为考虑到这些细节是常见的， 一旦公开并解释了所述装置，本领域技术人员就可以明白。例如，处理气态或颗粒固体材料所需的鼓风机、管道以及输送机等可以是任何已知可以买到的部件，除此之外，本领域技术人员可以根据需要改动这些部件，以便如文中所述那样在总体系统中采用之。
在本说明书中，主要针对处理金属氧化物材料来从含铁材料诸如淬匕4冈厂废料、4^'1"生氧气转炉(basic oxygen furnace )、辊轧机碎屑等中作为正常制钢操作的结果回收铁元素来说明过程和装置。应该理解，所述过程和装置还可以同等便利和有益地用来处理包含非铁金属的金属氧化物材料，诸如例如钛、铅、铬、钒和锌的氧化物。这些金属氧化物可以利用从岩层中挖掘出的矿石材料提炼，也可以从其他过程诸如制钢过程中产生的材料进行提炼。在另一种示例中，所述过程和装置可以用来从含钴或镍的材料诸如含钴或含镍矿石包括钴氧化物和镍氧化物中回收钴元素和镍元素。因此，本说明书中针对轧钢厂废料、基本氧气炉灰、辊轧机碎屑等说明的实施例不应当理解为限制权利要求书的范围。
含铁材料诸如矿石粉、轧钢厂废料、基本氧气炉灰、辊轧机碎屑等，可以作为正常制钢操作的结果进行收集。各种类型的含铁材料可以包含金属氧化物和固定碳。根据含铁材料中固定碳的含量，可能需要含碳材料。例如，轧钢厂废料可能包含足量的固定碳，而矿石粉中可能需要添加额外的固定碳。含碳材料可以是任何适当材料，包括焦炭、焦屑或烟煤。含碳材料可以用作金属氧化物的还原剂。在处理金属氧化物材料时，部分含碳材料可以作为废气排放，而部分含碳材料可以进入最终产品。希望数量的含碳材料可以留在最终产品中，用来将最终产品转化为钢。
含铁材料和含碳材料可以彻底混合，在本领域已知类型的混合机中形成混合物。含铁材料和含碳材料的混合物然后以粘合剂聚集，形
成坯块18。可以使用若干种已知粘合剂，包括例如有机粘合剂诸如糖浆、煤焦油沥青、腐殖酸等。还可以进一步理解，有机粘合剂还可以用作反应所需碳的来源。含铁材料还可以以弹丸形式或矿石与含碳材料的磨滑组合物的形式引入。对于该说明书，应该理解，术语"坯块"不仅包括传统馈入转底炉10的坯块，而且还包括其他形式的需要还原的金属氧化物材料，包括弹丸和磨滑材料。
坯块18可以均匀分布在转底炉10的炉床42上。坯块18可以借助任何馈送机诸如电子振动馈送机、输送机或其他均匀分布设备来分布到炉床上。旋转炉10的炉床42可以表现为实心陶瓷材料形式，包括耐火砖层和绝缘层。炉床可以安装成围绕其中心进行旋转运动，并
8且可以设置在环形封装件20内。环形封装件20具有耐火顶部44和隔开的各内外环形耐火侧壁38和40。任选，该封装件由水密封件密封。这种密封件(未示出)为本领域所熟知。
适当的初级燃料燃烧器22 (在图2中示出)可以位于垂直内侧壁38内，外侧壁40内，或者两者之内。可以向燃烧器22提供适当燃料，诸如气体和燃烧空气。燃烧器22可以可操作地点火，从而在转底炉10内提供受控的温度和气体组分。燃烧器22加热顶部44和側壁38、40，以使炉10辐射热量。这样，主要通过辐射热来加热旋转炉床42上的坯块18。
用于初级燃烧器22的燃烧空气可以用氧气加富。氧气加富允许初级燃料燃烧器22以更高的温度燃烧，从而增强辐射，同时部分或全部消除供应给传统转底炉的空气中的氮成分。减少或消除引入炉中的氮含量减少了引入炉中的质量，因此减少了炉10的湍流。虽然可以用氧气取代燃烧空气，但是过度的氧气加富可能导致燃烧器22对于耐火材料而言燃烧地太热。在一种实施例中，约60。/。的燃烧空气加上约40%的补足氧气可以作为适当的燃烧空气加氧气的混合物，以便将炉10加热到较高温度，并且减少质量、降低湍流以及对于耐火材料而言不会燃烧地太热。也可以使用燃烧空气和氧气的其他组合方案。
转底炉IO可以分成多个区域，包括例如区域26、 28、 30和32。此外，在第一区域26和最后的区域32之间存在装载和排出空间3夂应该理解，在不同的炉中，可以有多于4个或少于4个加热区域。定位在装载和排出空间33内的是装栽机构或馈送机21，用于将坯块18分布到旋转炉床42上。坯块18可以由馈送机21通过炉10的封装件20上的一个或多个未示出的开口均匀装载到炉床42上。这种馈送机在本领域是熟知的。任选，馈送机21可以置于第一区域26中。而且，排出机构诸如排出丝杠43，位于装载和排出空间33内，从旋转炉床42上取下坯块18。根据需要，该排出机构还可以置于最后的区域32中。适合用在转底炉上的排出丝杠类型是熟知的。
任选，坯块18均匀分布在炉床42上，形成坯块层。由于形成平均层厚不超过约一个坯块高度的坯块18层，所以可以促使坯块表面暴露于顶部44和封装件20的壁38、 40传递的辐射热量，以快速加热坯块。
在所示的实施例中，区域26加热到大约1100。C，而区域28、 30和32保持在大约1350°C。在其他实施例中，各个区域的操作温度可能不同。在加热坯块18的过程中，还原过程将驱除或排出坯块中的一些碳。通常这些碳呈一氧化碳形式。还可以将其他挥发性物质排出。还有可能存在剥落现象，从而产生颗粒物质，这些颗粒物质可能夹杂在封装件20内的气氛中。
从以下说明中可以明白，氧气供应可以引入转底炉的所述区域，燃烧坯块18在加热过程中释放出的挥发性物质和多余的一氧化碳。氧气可以利用喷嘴46供应到炉10内。本发明所用的术语"喷嘴"包括任何适当的输送设备，其定位成让从喷嘴流过的氧气能输送到封装件20内部。氧气输送到其可以与气体诸如从加热的金属氧化物材料中离析出来的二氧化碳和挥发性物质混合的位置或地方。喷嘴可以为穿过坯块18的封装件20的壁38、 40的导管。喷嘴46可以任选基本上延伸到封装件内部。可以选择的是，如图2所示，喷嘴可以配置地使其刚好穿过内外侧壁38、 40。挥发性物质和一氧化碳燃烧生成二氧化碳，并释放热量，协助保持希望的区域温度。在操作转底炉IO的温度范围内(大约1100。C到约1450°C ),包含在坯块18内的碳将与氧化物中的氧发生反应，从而还原金属氧化物。还原反应的产物是金属残余物和一氧化碳尾气。坯块18可以在转底炉10内还原持续任意适当地时间，诸如例如在约1100-1450。C的温度下持续约5-20分钟。然后通过螺旋丝杠23将被还原的坯块18从装载和排出空间33排出。
炉10内的气体可以从烟囱36排出，以提供来自该炉最终区域32的逆流和来自炉10第一区域26的同向流。应该理解，通过从炉的最终区域32提供逆流和从炉10的第一区域26提供同向流，最终区域32和第一区域26可以等于大气压的压力下，防止正压力情况下，炉气体通过装载和排出机构逃逸，并且在负压力情况下，防止不希望的
10空气进入炉10。
如图l所示，在一种实施例中，内外壁38、 40之间的炉床宽度介 于约14到约24英尺范围内。可以使用任意宽度。虽然任意适当数目 的初级燃料燃烧器22可以以任何方式布置，但是图中示出的是每个区 域10个初级燃烧器22。每个区域有5个初级燃烧器22沿着耐火内壁 38均匀隔开，而每个区域有5个燃烧器22沿着耐火外壁40均匀隔开。 应该理解，数量较多但相对较小的燃烧器22可能比数量较少但相对较 大的燃烧器22更合适，因为较小的燃烧器22可以在炉10内产生较少 的湍流。初级燃料燃烧器22可以全部位于内壁38上，全部位于外壁 40上，或者位于两个壁上，如图所示。
如图2所示，耐火顶部44基本上置于旋转炉床42高度上方。在 传统转底炉中，耐火顶部通常位于旋转炉床42以上4英尺(1.2m)。 但是，在图2所示的实施例中，顶部44的高度在转底炉传统耐火顶部 的高度以上，从坯块18远远隔开。氧气喷嘴46定位在炉10的下半部。 虽然任意适当数目的喷嘴46可以以任何适当方式布置，但是喷嘴46 的数目与燃料燃烧器22相同，就是说每个区域有10个喷嘴46，每个 区域有5个喷嘴46沿着耐火内壁38均匀隔开，而每个区域有5个喷 嘴46沿着耐火外壁40均匀隔开。应该理解，全部氧气喷嘴46可以穿 过内壁38布置，或全部氧气喷嘴可以穿过外壁40布置，但是在所示 的实施例中，内壁38和外壁40上的喷嘴数目相等。为了清晰，氧气 喷嘴46仅示于区域30内，当然在全部区域中都存在这种喷嘴。氧气 经由未示出的供应系统供应到喷嘴46。如图2所示，氧气喷嘴46圆 周交错，以使它们并非径向对齐。喷嘴也可以采用其他布置。
初级燃料燃烧器22定位成让辐射热量传递到坯块18，而燃烧器 也定位成让坯块18附近的湍流最小。减少坯块18附近的湍流将减少 从坯块18带走的灰尘。灰尘和颗粒物质的存在干扰辐射热量从封装件 的壁38、 40和封装件顶部44进行传递。如图2所示，氧气喷嘴46 定位成在初级燃料燃烧器22和坯块18之间形成静止区域48 (例如， 稳定的覆盖层)。静止区域48可以阻止燃料燃烧器22产生湍流，并进一步可以减少从坯块18带走的灰尘。借助氧气喷嘴46将氧气引入封 装件20能(通过燃烧)消耗坯块18排出或放出的一氧化碳。炉床42 上方静止区域48的高度可以为任何适当高度，足以阻止从坯块18带 走颗粒物质或使带走的颗粒物质最少，并且防止氧气到达坯块18，氧 气到达坯块将导致坯块再次氧化。在一种实施例中，静止区域的高度 介于约2到约3英寸(约5到7.5cm)，位于坯块18平均高度以上。
耐火顶部44距离炉床42的高度H1优选约为8英尺(2.4m)，当 然顶部44可以为其他高度，包括介于约5英尺(1.53m)到约10英 尺(3.05m)范围内的高度。燃料燃烧器22的高度H2可以距离旋转 炉床42约6英尺(1，83m)，当然可以采用介于约4英尺(1.2m )到 约10英尺(3.05m)范围内的任何高度。图2所示实施例中的氧气喷 嘴46的高度约为2英尺(0.61m)，但是距离旋转炉床42的高度可以 介于约l英尺(0.31m)到约3英尺(0.92m)的范围。
炉IO可以解决在炉10内还原金属氧化物所面临的许多困难。一 个难题是相对恒定地保持金属氧化物暴露于热源的时间和温度。在给 定时间内，将金属氧化物相对均匀地暴露于热源，可以实现相对均匀 地还原金属氧化物。坯块18均匀分布在旋转炉床42上可以良好地还 原金属氧化物。装载到炉床42上的坯块18深度应该尽可能均匀。平 均层厚不超过一个坯块高度的坯块18层可以让金属氧化物相对均匀 地暴露，并良好地还原金属氧化物。
也可以通过使坯块18的尺寸和形状均匀来改善还原金属氧化物 时的均匀性。坯块18的尺寸可以介于约0.5英寸(13mm)到约2.5 英寸(6.2mm)的范围内，优选厚度约为0.5英寸(13mm )到约1.5 英寸(37.5mm )之间，宽度约为0.5英寸(13mm )到约1.5英寸(37mm ) 之间，长度约为1,5英寸(37mm)到约2.0英寸(50mm)之间。可 以选择的是，也可以采用其他聚结物形状，诸如例如，砖块、弹丸或 其他适当形状。
转底炉的操作中另 一个难题是燃烧释放出的 一氧化碳而不增加炉 10内的质量和湍流。增加炉10内的湍流可能导致炉10内的氧气接触
12金属氧化物材料并使其再次氧化。在炉10后部的区域，即区域30和 32内避免被还原的坯块18被再次氧化尤其重要。炉10内的湍流也可 能从坯块18带走灰尘。炉10内存在灰尘可能干扰炉10内的热量从加 热的耐火壁38、 40和加热的耐火顶部44向坯块传递，致使坯块18 的处理不足。除了因带走颗粒物质而使辐射热量的传递恶化之外，被 带走的颗粒物质可能覆盖耐火壁48、 40和顶部44，从而进一步干扰 辐射热量在耐火壁38、 40和坯块18之间进行传递。通过将坯块18 装载到温度(例如，约1100°C )相对低于其他区域的第一装载区域26， 而使得颗粒物质最少。这样可以减少剥离作用(即，因坯块18暴露于 高温而形成灰尘或颗粒物质)。
如上所述，在前炉床上方足以从坯块18隔开的一定高度处以希望 的流速引入氧气以建立从坯块18上方隔开的稳定静止区域，可以保护 坯块18不受炉10内的湍流影响并使炉10内的灰尘最少。氧气喷嘴 46定位在旋转炉床42上方足够高，以避免氧气和坯块18内的金属氧 化物材料显著接触，从而在金属氧化物紧邻的上方建立静止区域48， 该静止区域48足以使从金属氧化物材料带走的颗粒物质最少。
应该理解，燃料燃烧器22可以位于炉床42上一定距离，该距离 大于炉床42和耐火顶部44之间距离的一半(例如，大于炉IO总高度 的50%)。在所示实施例中，耐火顶部44为8英尺高，而燃烧器22 比炉床42高6英尺，或高于炉10的距离约为炉床42和顶部44之间 距离的3/4或约75%。除了顶部44位于炉床42上方足够高的距离， 且初级燃烧器22从坯块18隔开足够远之外，氧气喷嘴46定位于炉 10内，位于炉床42和燃烧器22之间的一些点上，以允许燃烧产物加 热顶部和壁，但是并不千扰静止区域48。该距离要位于坯块18上方 足够高，以避免氧气和金属氧化物材料显著接触，因此在金属氧化物 的紧邻上方形成静止区域，且该静止区域足以使从金属氧化物材料带 走的颗粒物质最少。此外，由于氧气并不流入以接触坯块18,所以消 除或者显著减少了坯块18内被处理(被还原)材料被再次氧化的量。 在所示实施例中，喷嘴46可以定位在炉床42以上约2到3英尺高的地方(例如，大于炉10总高度的约25%)。从喷嘴46引入氧气以这 样的方式进行处理使得能形成静止区域48，以阻止来自初级燃料燃 烧器22的湍流到达坯块，或者至少减少湍流到达坯块的量，同时降低 氧气流入以接触坯块18导致坯块再次氧化的风险。
在另一种实施例中，氧气喷嘴以足够低的压力逸出氧气，以确保 燃烧离析出来的气体但不产生接触金属氧化物的湍流，从而使得静止 区域维持在金属氧化物材料的紧邻上方。应该理解，喷嘴46并非必须 水平，并且可以定位成与水平方向成锐角，以产生希望的流动模式， 最好地建立静止区域48。此外，喷嘴46可以定位成与内外侧壁38、 40成一定角度，90度除外。
本发明的原理和操作方法已经在优选实施例中进行了解释和图 示。但是，必须理解，本发明可以在不背离其精神和范围的情况下， 可以以不同于具体解释和图示的方式的方式实施。
1权利要求
1.一种用于处理金属氧化物材料的转底炉，包括环状封装件，其具有顶部和隔开的内外环状侧壁；用于支撑待处理的金属氧化物材料的环状炉床，该炉床安装成在封装件内旋转运动，所述封装件和炉床由耐火材料形成；位于炉床上方的一个或多个初级燃料燃烧器，该燃烧器能点燃，从而将燃烧后的气体排放到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此所述炉的壁和顶部能向炉床上的金属氧化物辐射热量；和位于炉床上方的一个或多个氧气喷嘴，所述氧气喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金属氧化物材料释放出来的气体相结合，其中所述氧气喷嘴定位在炉床上方足够高，以避免氧气和金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物的紧邻上方形成静止区域，该静止区域足以使从金属氧化物材料带走的颗粒物质最少化。
2. 如权利要求l所述的炉，其特征在于，所述初级燃料燃烧器和氧气喷嘴各自沿着所述内外侧壁设置。
3. 如权利要求l所述的炉，其特征在于，在每区域内，内侧壁上 的初级燃料燃烧器的数目等于外侧壁上的初级燃料燃烧器的数目。
4. 如权利要求l所述的炉，其特征在于，所述初级燃料燃烧器位 于所述炉的上半部，而所述氧气喷嘴位于所述炉的下半部。
5. —种用于处理金属氧化物材料的转底炉，包括 环形封装件，该封装件具有顶部和隔开的内外环状侧壁； 支撑待处理金属氧化物材料的环形炉床，该炉床安装成在该封装件内旋转运动，该封装件和炉床由耐火材料形成，封装件的顶部位于 炉床上方第一高度处；位于炉床上方的第二高度的一个或多个初级燃料燃烧器，该第二 高度低于所述第一高度，所述燃烧器能点燃，将燃烧后的气体排放到 炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此炉壁和顶部能向炉床上的金 属氧化物材料辐射热量；和位于炉床上方的第三高度处的一个或多个氧气喷嘴，其中该第三 高度低于所述第二高度，且所述喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金 属氧化物材料释放的气体相结合，其中氧气喷嘴定位成在炉床上方足 够高，以避免氧气与金属氧化物材料显著接触，从而在金属氧化物紧 邻的上方形成静止区域，该静止区域足以使从金属氧化物材料带走的 颗粒物质最少化。
6. 如权利要求5所述的炉，进一步包括，向所述初级燃料燃烧器 提供燃烧空气，所述燃烧空气以氧气加富，以允许所述初级燃料燃烧 器在炉中以更高的温度燃烧，并且减小湍流。
7. 如权利要求5所述的炉，其特征在于，所述初级燃料燃烧器和氧气喷嘴各自沿着所述内外侧壁设置。
8. 如权利要求l所述的炉，其特征在于，所述顶部位于所述炉床 上方，与其隔开的距离介于约5英尺(1.53m)到约10英尺(3.05m) 之间。
9. 如权利要求5所述的炉，其特征在于，在每个区域中，所述初级燃料燃烧器和氧气喷嘴数目相等。
10. 如权利要求5所述的炉，其特征在于，在每个区域中，所述 内側壁上的初级燃料燃烧器数目等于所述外侧壁上的初级燃料燃烧器 数目。
11. 如权利要求5所述的炉，其特征在于，所述初级燃料燃烧器 位于所述炉的上半部，而所述氧气喷嘴位于所述炉的下半部。
12. 如权利要求5所述的炉，其特征在于，所述顶部的高度距离 所述炉床约8英尺(2.44m),而所述燃料燃烧器的高度距离所述炉床 约6英尺(1.83m)，所述氧气喷嘴距离炉床的高度介于约2英尺(0.61m)到约3英尺(0.92m)之间。
13. —种用于处理金属氧化物材料的转底炉，包括 环状封装件，该封装件具有内外环状侧壁；支撑待处理的金属氧化物材料的环状炉床，其安装成在该封装件 内旋转运动，该封装件和炉床由耐火材料形成，封装件包括一顶部，该顶部定位在炉床上方的第一高度；位于炉床上方第二高度的一个或多个初级燃料燃烧器，其中该第 二高度低于所述第一高度，燃烧器能点燃，从而将燃烧后的气体排放 到炉内，从而加热炉壁、顶部和炉床，由此炉壁和顶部能向炉床上的 金属氧化物材料辐射热量；和位于炉床上方第三高度的一个或多个氧气喷嘴，其中该第三高度 低于所述第二高度，且所述喷嘴定位成使从喷嘴流出的氧气与金属氧 化物材料释放出的气体相结合，其中氧气喷嘴以足够低的压力放出氧 气，以确保基本上燃烧释放出的气体，而不会产生与金属氧化物材料 接触的湍流，从而在金属氧化物的紧邻上方形成静止区域。
14. 如权利要求13所述的炉，进一步包括向所述初级燃料燃烧器 提供燃烧空气，其中，所述燃烧空气以氧气加富，以允许所述初级燃 料燃烧器在炉中以更高的温度燃烧，并且减小湍流。
15. 如权利要求13所述的炉，其特征在于，所述初级燃料燃烧器 和氧气喷嘴各自沿着所述内外侧壁设置。
16. 如权利要求13所述的炉，其特征在于，所述顶部位于所述炉 床上方，与其隔开的距离介于约5英尺(1.53m)到约10英尺(3.0Sm) 之间。
17. 如权利要求13所述的炉，其特征在于，在每个区域中，所述 初级燃料燃烧器和氧气喷嘴数目相等。
18. 如权利要求13所述的炉，其特征在于，在每个区域中，所述 内侧壁上的初级燃料燃烧器数目等于所述外侧壁上的初级燃料燃烧器 数目。
19. 如权利要求13所述的炉，其特征在于，所述初级燃料燃烧器 位于所述炉的上半部，而所述氧气喷嘴位于所述炉的下半部。
20. 如权利要求13所述的炉，其特征在于，所迷顶部的高度距离 所述炉床约8英尺(2.44m)，而所述燃料燃烧器的高度距离所述炉床 约6英尺(1.83m)，所述氧气喷嘴距离炉床的高度介于约2英尺(0.61m)到约3英尺(0.92m)之间。
全文摘要
一种用于处理金属氧化物材料的转底炉，该炉包括安装成在封装件内旋转运动的炉床。一个或多个初级燃烧器位于封装件内的炉床上方。初级燃烧器可操作地点燃，加热该炉，以使热量辐射到炉顶部和侧壁并辐射到炉床。一个或多个氧气喷嘴位于炉床和燃烧器之间，以避免氧气与坯块之间显著接触，从而在所述坯块紧邻的上方形成静止区域，该静止区域足以使被还原的坯块再次氧化的程度最小，并且使得从所述坯块带走的颗粒物质最少。
文档编号F27B9/16GK101660866SQ20081017035
公开日2010年3月3日 申请日期2008年10月16日 优先权日2008年8月29日
发明者D·A·莫尔纳, F·G·林克 申请人:环球研究工程有限责任公司