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CN1688721B - 冶金容器 - Google Patents

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Abstract

一种炼铁和炼钢的冶金容器，包括底部、侧壁以及具有至少两个喷枪的喷枪配置，所述喷枪在运行时将含氧气体供应到容器内部，并且每个喷枪包括喷出含氧气体的末端部分，其特征在于所述喷枪配置的设计使其运行时在容器侧壁产生基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心产生基本向上导向的后燃烧气流。

Description

冶金容器
发明领域
本发明涉及一种炼铁和炼钢的冶金容器，包括底部、侧壁以及具有至少两个喷枪的喷枪配置，在运行时喷枪将含氧气体供应到容器内部，其中每个喷枪包括喷出含氧气体的末端部分。本发明还涉及炼铁方法。 
本发明的目的是提供一种冶金容器，它可以大规模应用，提高生产效率以及减少容器顶部的设备阻塞。 
本发明对现有技术的改进是，喷枪配置的设计使其运行时在容器侧壁产生基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心产生基本向上导向的后燃烧气流。 
术语后燃烧气(post combusted gas)是指在冶金容器的反应过程中产生的并随后至少部分后燃烧的气体。术语容器中心是指容器中心轴线周围并包括中心轴线的中心柱状区域。当冶金容器是直立的时，中心轴线基本垂直穿过容器中心延伸。 
本发明的显著优点在于，它可以成功地应用于大直径容器，用于促进容器主体中已经发现是非常有利的气体流动。气体流动导致壁的热负荷减小，而多个喷枪保证含氧气体的良好分布，从而在整个容器区域中有好的热量分布，从而提高生产效率。本发明还减轻位于容器顶部的诸如进出口、密封、传感器和测量设备的阻塞和损坏，而这些设备价格贵并且难以更换或维修。这个问题是在颗粒被带入导向容器顶部的向上后燃烧气流时出现的。本发明喷枪结构在侧壁产生基本向下的后燃烧气流，而在容器中心产生基本向上导向的气流。因此，任何进入向上气流的颗粒经过容器中心，很少有机会接触顶部伸出的设备、进出口、密封或传感器。直接由金属氧化物生产熔融金属的方法的例子包括使用电炉作为熔炼反应、Romelt工艺、DIOS工艺、AISI  工艺、Hismelt工艺的主要能量来源并且使用气旋转炉。 
EP 0 735 146披露了一种转炉型冶金容器，其中预还原的铁矿经历了最终还原。该冶金容器的底部具有铁池，而壁或侧壁从底部向上延伸，包围着渣层。顶部从侧壁顶延伸到容器内部上方，并与熔化旋流器(melting cyclone)连接。多个喷枪从冶金容器壁穿过并向容器内部供应氧气。喷枪的安装尽可能沿垂直取向，以便达到与使用中心喷枪相同的效果。 
如上所述，本发明对现有技术的改进是，喷枪的设计使其运行时在容器侧壁产生基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心产生基本向上导向的后燃烧气流。本领域的一般技术人员可以直接和正确地验证运行时在容器侧壁的基本向下导向的后燃烧气流，以及在容器中心的基本向上导向的后燃烧气流，例如，可以通过计算并监测容器侧壁和顶部的每平方米热量损失。 
冶金容器的侧壁和顶部可以包括金属板或管，其中可以流过水，用于冷却经受高温的容器和/或耐火材料。冶金容器的侧壁或顶部通常装备温度传感器。 
温度传感器可以是沿着容器侧壁和顶部的高度和四周不同部分测量冷却水温度的热电偶或者测量耐火材料壁温度的热电偶。当测量冷却水温度以及冷却水流量时，本领域一般技术人员能计算和监测沿着容器侧壁和顶部的高度和四周不同部分的每平方米热量损失(热通量)。因此，本领域一般技术人员通过监测容器侧壁和顶部温度，确认运行时是否存在容器侧壁基本向下导向的后燃烧气流以及容器中心的基本向上导向的后燃烧气流。 
在具有单独的中心喷枪或垂直取向喷枪的传统冶金容器中，喷枪产生的燃烧在容器中心形成强烈气体膨胀，导致燃烧完的热气朝向侧壁并沿侧壁向上流动。 
 在根据本发明的冶金容器中，容器侧壁基本向下导向的后燃烧气流对侧壁具有冷却作用，从而导致较低的耐火材料温度或热通量。热的后燃烧气基本在容器中心向上流动，从而不接触侧壁。本发明还特别在喷枪附近的侧壁区域形成耐火材料温度或热通量降低。 
在本发明的冶金容器中，至少一个喷枪可以具有从其末端部分喷出多股含氧气体的装置。与单独的一股相比，这种喷枪可以在容器内较宽表面积上喷出氧气。每个喷枪可以具有从其末端部分喷出多股含氧气体的装置。 
优选地，喷枪的配置使至少一个喷枪从冶金容器顶部穿过。容器顶部从侧壁顶部伸出。如果熔化旋流器位于容器上方并与容器上方相通，则顶部从侧壁顶部延伸到熔化旋流器。这样，至少一个喷枪穿过容器中的不与容器内装物接触的部分，从而避免损坏喷枪穿过容器处的喷枪周围密封。每个喷枪可以穿过冶金容器顶部伸出。 
优选地，至少一个喷枪的布置将含氧气体向内朝冶金容器中心轴线引导。每个喷枪的布置可以将含氧气体向内朝冶金容器中心轴线引导。将含氧气体向内朝容器中心轴线引导，使喷枪末端部分形成一个低压区，从而在侧壁将后燃烧气向下朝喷枪末端部分带动，而在容器中心形成向上流动的后燃烧气。 
至少一个喷枪可以偏离垂直线，使其末端部分朝冶金容器中心轴线倾斜。倾斜的喷枪将含氧气体向内朝冶金容器的中心轴线引导，并改进含氧气体在容器内装物整个表面上的分布。每个喷枪可以偏离垂直线，使其末端部分朝冶金容器中心轴线倾斜。 
至少一个喷枪的末端部分也可以设计成将含氧气体朝冶金容器中心轴线引导，使含氧气体偏离垂直线的角度大于喷枪的倾斜角度，从而增大容器内产生的向上和向下的气流。每个喷枪可以设计成将含氧气体朝冶金容器中心轴线引导，使含氧气体偏离垂直线的角度大于喷枪的倾斜角度。 
喷枪高度可以调节，因此当容器处于不同装料高度时，可以使喷枪定位在容器内装物表面上方的最佳高度。喷枪的倾斜角度也可以调节，使含氧气体在容器内装物整个表面上的分布达到最佳。 
喷枪末端部分可以都定位在距离侧壁相同距离，用于达到容器内装物整个表面上最有效的热量分布，使生产效率最大化。优选地，有 三个或多个喷枪向容器内装物供应含氧气体，用于保证最佳热量分布和生产效率。
优选地，通过定位在离喷枪距离近的送料槽向冶金容器中添加颗粒物料。这样，侧壁附近基本向下的气流带走颗粒物料，例如煤粉，并将其向下朝氧气喷枪末端部分和渣层输送。这避免了大部分加入容器中的任何颗粒物料损失的问题，这个问题是因为颗粒在与容器内装物反应之前被卷入向上的气流而产生的。因此，优选的实施例导致诸如煤粉的颗粒物料的损失明显降低，并且生产效率较高，因为大部分颗粒物料被用作还原剂。如同本领域内公知的，可以在运行时对离开冶金容器的气体(废气)取样，用于验证废气中颗粒物料的减少。废气燃烧程度也将提高，因为当煤在运行过程中进入冶金容器内部热气氛时自发产生高温分解，煤高温分解产物在侧壁被带入向下的气流中并将燃烧，而不是被吹出容器。废气燃烧程度还可以通过本领域内公知的废气取样和分析进行检验。 
如果每个喷枪具有对应的送料槽，使通过槽加入的颗粒物料带入基本向下的气流，就进一步减小颗粒物料的损失。每个槽的最佳位置沿径向位于喷枪与冶金容器侧壁之间，在此处基本向下的后燃烧气流处于最大值。 
优选地，容器侧壁包括使用时装熔融金属池和部分渣层的下部以及使用时装其余部分渣层的上部，其中至少两个喷枪插入容器上部并为容器上部供应含氧气体，并且在容器下部圆周具有多个风口，适于为容器下部的渣层中供应气体和/或液体和/或固体和/或等离子体。该至少两个喷枪向容器上部的渣中供应含氧气体，从而供应热量，而风口供应的气体和/或液体和/或固体和/或等离子体保证靠下渣层不保持静止。静止导致靠下的渣层冷却以及生产率下降。 
风口将气体和/或液体和/或固体和/或等离子体直接供应到靠下的渣层，而气体在底部搅动时通过容器底部喷入熔融金属。因此，本发明的优选方面不在熔融金属中产生高流动速率，从而避免底部搅动的一个主要缺点，即快速侵蚀容器装熔融金属部分的容器壁。因此，通  过风口向容器下部的渣层供应气体和/或液体和/或固体和/或等离子体不会造成侵蚀热金属区中耐火材料衬里，但通过搅动靠下的渣层仍保持生产率。搅动靠下的渣层使靠下的渣层中反应最大化，并保证渣层不会保持静止。通过风口供应可燃的气体和/或液体和/或固体也增大容器下部从渣层到熔融金属的热传导。风口也容易保持，因为这些风口位于容器出铁高度以上。 
优选地，冶金容器下部直径小于其上部。风口布置在容器下部圆周上，因此风口喷出的射流在通过渣上升到容器上部之前将进入容器下部渣层中。因此，风口供应的气体和/或液体和/或固体和/或等离子体生成的任何“热点”，即温度较高区域，距离容器壁足够远，以保证不增大壁的侵蚀和/或腐蚀。 
优选地，风口可以包括氧-燃料燃烧器，作为容器下部渣层中的直接热源。氧-燃料燃烧器通过促进吸热还原反应的发生并由此增大渣层的还原能力，将增大反应器的生产率。 
优选地，本发明的冶金容器包括熔化旋流器，它位于容器上方并与容器开放相通。这样，由于氧喷枪不穿过旋流器，因此没有氧喷枪经受旋流器的热和腐蚀环境。荷兰专利NL C 257692和EP 0735146披露了这样的熔化旋流器。 
优选地，喷枪的定位避免接触从熔化旋流器向下达到冶金容器的熔化材料，从而熔化材料不会损坏喷枪。损坏喷枪的更换和/或维修成本高并且降低生产效率。 
本发明还涉及一种利用本发明的冶金容器将氧化铁还原为铁的方法，该方法包括如下步骤：将氧化铁供应到容器中，通过向容器中供应含碳材料以及通过喷枪向氧化铁供应含氧气体还原氧化铁。含氧气体可以通过喷枪供应到冶金容器上部，气体和/或液体和/或固体和/或等离子体可以通过多个风口供应到容器下部的渣层中。 
本发明还涉及一种炼铁方法，包括如下步骤： 
-将氧化铁或预还原氧化铁输送到冶金容器中； 
-通过由至少两个喷枪构成的喷枪配置向冶金容器供应含氧气体，  使运行时在容器侧壁形成基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心形成基本向上导向的后燃烧气流； 
-向容器供应含碳材料。 
本发明还涉及一种根据上述方法的炼铁方法，包括如下步骤： 
-将含氧化铁的材料输送到熔化旋流器； 
-利用冶金容器产生的还原性后燃烧气预还原所述含氧化铁的材料； 
-通过将含氧气体供应到熔化旋流器以及使所述还原性后燃烧气进一步后燃烧，在熔化旋流器中至少部分熔化含氧化铁的材料； 
-使预还原和至少部分熔化的含氧化铁的材料从所述熔化旋流器向下进入最终还原发生的冶金容器；以及 
-通过由喷枪向冶金容器供应含氧气体，以及向冶金容器供应煤并由此形成还原性气体，并利用供应到所述冶金容器的所述含氧气体使所述冶金容器中所述还原性气体至少部分后燃烧，在冶金容器中的渣层中发生最终还原。 
优选地，本发明涉及一种如上所述的炼铁方法，包括如下步骤： 
-将气体和/或液体和/或固体和/或等离子体供应到容器下部的渣层中。 
另一种冶金容器可以包括使用时装熔融金属池和部分渣层的下部，使用时装其余部分渣层的上部以及伸入容器上部并为容器上部供应含氧气体的多个喷枪，其特征在于多个风口布置在容器下部的圆周上，适于将气体和/或液体和/或固体和/或等离子体供应到容器下部的渣层。 
多个喷枪将含氧气体供应到容器上部的渣，从而为其供应热量，而风口供应的气体和/或液体和/或固体和/或等离子体保证靠下的渣层不静止。静止导致靠下的渣层冷却以及生产率降低。风口将气体和/或液体和/或固体和/或等离子体直接供应到靠下的渣层，而在底部搅动时将气体通过容器底部喷入熔融金属。这样，本发明的优选方面不在熔融金属中产生高的流动速率，从而避免底部搅动的一个主要缺点，  即快速腐蚀容器装熔融金属部分的容器壁。 
这样，通过风口为容器下部的渣层供应气体和/或液体和/或固体和/或等离子体，不产生热金属区的耐火衬里腐蚀，但通过搅动靠下的渣层可以保持生产率。搅动靠下的渣层使靠下的渣层内反应最大化，并保证它不变成静止。通过风口供应气体和/或液体和/或固体和/或等离子体也增大容器下部从渣层到熔融金属的热传导。风口也容易保持，因为这些风口位于容器出铁高度以上。 
优选地，冶金容器下部直径小于其上部。风口布置在容器下部圆周上，因此风口喷出的射流在通过渣上升到容器上部之前将进入容器下部渣层中。因此，风口供应的气体和/或液体和/或固体和/或等离子体在容器上部渣层中生成的任何“热点”，即温度较高区域，距离容器壁足够远，以保证不增大壁的侵蚀和/或腐蚀。 
优选地，风口可以包括氧-燃料燃烧器，作为容器下部渣层中的直接热源。氧-燃料燃烧器通过促进吸热还原反应的发生并由此增大渣层的还原能力，将增大反应器的生产率。 
附图说明
下面参考附图，通过非限制性实例描述本发明的实施例。在附图中： 
图1表示本发明的设备； 
图2表示沿图1的轴线“A”的视图； 
图3表示模拟的设备截面，其中一根喷枪插入容器截面中，并且表示从喷枪中以短距离加入的煤颗粒的模拟轨迹； 
图4表示模拟的设备截面，其中一根喷枪插入容器截面中，并表示从喷枪之间加入的煤颗粒的模拟轨迹； 
图5表示具有四个端口的喷枪末端部分，用于发出四股含氧气体； 
图6表示本发明的特殊实施例； 
图7表示另一个冶金容器。 
具体实施方式
图1的设备包括冶金容器1、熔化旋流器2(未详细图示)和多个喷枪3，图中表示出两个。也可以使用更多的喷枪，例如，这取决于容器的尺寸以及喷枪的性能参数。冶金容器本身包括底部4、侧壁5和顶部6，顶部6从侧壁5的顶部延伸到熔化旋流器2。冶金容器含有铁池11，渣层10在其顶部，并且容器包括至少一个出铁口19，用于排出熔融铁和渣。 
含氧气体通过喷枪3供应到容器内部，用于最终还原渣层中预还原的氧化铁。在最终还原过程中，制造包括还原性一氧化碳的处理气体，以及在渣层10上面至少部分燃烧，从而释放出最终还原所需的热量。由后燃烧得到的至少部分后燃烧气体被称为后燃烧气体。颗粒状煤通过送料槽12被供应到容器1内部。喷枪3通过顶部6插入容器，其设计是在容器侧壁5形成基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心9形成基本向上导向的后燃烧气流。向上流动的燃烧气包括还原性一氧化碳，在熔化旋流器2中与供应到熔化旋流器的含氧气体进一步后燃烧。通过装置13供应到熔化旋流器的氧化铁大致预还原成FeO并至少部分熔化。接着，预还原的氧化铁14向下落入或流入冶金容器1。当冶金容器是直立的时，中心轴线基本垂直地沿容器中心延伸。 
在运行过程中，喷枪插到渣层10上方，喷枪的高度是可调节的，从而即使容器处于不同的装料高度，喷枪也能最佳定位，用于供应含氧气体。喷枪3偏离垂直线，其末端部分8设计成朝容器中心喷出一股或多股含氧气体7，喷出的角度与喷枪倾斜相同或偏离垂直线比喷枪倾斜更大的角度。 
图5详细地表示喷枪3的末端部分8，其中有四个出口17，用于喷出四股含氧气体18。喷枪3的定位，使其末端距离侧壁的距离全都相等。插入容器中的喷枪数量可以根据冶金容器的大小以及每个喷枪覆盖渣的表面积而改变。喷枪末端部分上的出口数量也可以改变。 
图2表示图1中三个送料槽12相对于三个氧喷枪3的位置。 
图3表示一部分容器1，插入此部分容器的喷枪3以及加入容器  中的煤颗粒轨迹15。加入煤颗粒离喷枪距离短的优点是明显的，因为颗粒在容器侧壁被基本向下的后燃烧气流带向渣层。相反，图4表示在喷枪之间加入的煤颗粒轨迹16。可以看出，大部分颗粒在容器中心进入向上导向的后燃烧气流，并离开容器。这样，大部分加入的煤颗粒不会成为渣层中的还原剂。 
图6表示冶金容器1，熔化旋流器2(未详细图示)以及多个喷枪3(图中示出两个)。喷枪3通过顶部6插入容器，其设计是在容器侧壁5形成基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心9形成基本向上导向的后燃烧气流。喷枪3偏离垂直线，并且其末端部分8设计成朝容器中心喷出一股或多股含氧气体7，喷出的角度与喷枪倾斜相同或偏离垂直线比喷枪倾斜更大的角度。冶金容器侧壁5包括上部21和下部20。下部20在使用时装熔融金属池11和一部分渣层10。上部21在使用时装其余部分的渣层，喷枪3插入容器上部，并对容器上部3的渣层6供应含氧气体。沿容器下部的圆周具有多个风口22(图中示出两个)，用于向容器下部20中供应气体和/或液体和/或固体(如回收的粉尘)和/或等离子体。容器下部圆周上的风口数量可以根据容器大小以及风口性能参数而改变。风口可以包括氧气-燃料燃烧器。图6的其余细节如同上述图1-5所示的特征并与之编号相同。 
图7表示另一个冶金容器31和熔化旋流器38。熔化旋流器的细节未图示。冶金容器本身包括装铁池39和一部分渣层36的下部32，并包括排出熔融铁和渣的至少一个出铁口41。容器还包括装其余渣层36的上部33，以及顶部34。渣层36位于铁池39顶部，并从容器下部32延伸到上部33。预还原的氧化铁40从熔化旋流器落入或流入冶金容器，并最终在渣层中还原。多个喷枪35将含氧气体供应到容器上部33的渣层36。图中示出两个喷枪，但是，例如，根据容器大小和喷枪性能参数，可以有多个喷枪。在容器下部的圆周有多个风口37。风口37适于向容器下部32中供应气体和/或液体和/或固体(如回收的粉尘)和/或等离子体。容器下部圆周上的风口数量可以根据容器大小以及风口性能参数而改变。风口可以包括氧气-燃料燃烧器。在预  还原氧化铁的最终还原过程中，产生包括还原性CO的工业废气，这些气体在容器31的渣层36上方部分后燃烧，由此释放出最终还原所需热量。还原性工业废气上升并在熔化旋流器38与供应到熔化旋流器的含氧气体进一步后燃烧。供应到熔化旋流器的氧化铁在熔化旋流器被大致预还原成FeO并至少部分熔化。接着，预还原的氧化铁40落入或流入冶金容器31。 
虽然通过特殊的实施例解释了本发明，但在本发明原理的范围内可以做出变动和修改。 

Claims (12)

1.一种炼铁和炼钢的冶金容器，包括底部、侧壁、具有中心开口的顶部以及具有至少两个喷枪的喷枪配置，所述喷枪在运行时将含氧气体供应到容器内部，并且每个喷枪包括喷出含氧气体的末端部分，其特征在于喷枪配置包括三个或更多个喷枪，所述喷枪穿过所述顶部延伸并且伸入容器的上部，其中至少一个喷枪具有从其末端部分喷出多股含氧气体的装置，至少一个喷枪布置成将含氧气体朝冶金容器中心轴线引导，所述喷枪配置在运行时在容器侧壁产生基本向下导向的后燃烧气流，在容器中心产生基本向上导向的后燃烧气流，并且其中利用至少一个送料槽沿基本向下导向的后燃烧气流向所述容器添加颗粒物料，其中每个喷枪具有对应的送料槽，每个送料槽穿过所述顶部并且延伸到容器的上部，而且每个送料槽在径向位于喷枪与冶金容器侧壁之间。
2.如权利要求1所述的冶金容器，其特征在于至少一个喷枪穿过冶金容器的顶部。
3.如权利要求2所述的冶金容器，其特征在于至少一个喷枪偏离垂直线，使其末端部分朝冶金容器中心轴线倾斜。
4.如权利要求3所述的冶金容器，其特征在于喷枪的末端部分设计成将含氧气体朝冶金容器中心轴线引导，使含氧气体偏离垂直线的角度大于喷枪的倾斜角度。
5.如任一项上述权利要求所述的冶金容器，其特征在于喷枪的末端部分都距离侧壁相等的距离。
6.如上述权利1-4任一要求所述的冶金容器，其特征在于至少一个所述喷枪在高度上是可调节的。
7.如权利要求1-4任一所述的冶金容器，其特征在于所述侧壁包括装熔融金属池和渣层的下部以及装渣层的上部，并且为容器上部供应含氧气体的至少两个喷枪插入容器上部，并且为容器下部渣层中供应气体和/或液体和/或固体和/或等离子体的多个风口布置在容器下部的圆周上。
8.如权利要求7所述的冶金容器，其特征在于所述容器下部的直径小于所述上部的直径。
9.如权利要求7所述的冶金容器，其特征在于所述风口包括氧-燃料燃烧器。
10.如权利要求1到4中任一项所述的冶金容器，包括位于所述冶金容器上方并与之开放相通的熔化旋流器。
11.如权利要求10所述的冶金容器，其特征在于喷枪的定位避免接触从熔化旋流器向下到达冶金容器的熔化材料。
12.一种利用权利要求1-6中任一项所述的冶金容器将氧化铁还原为铁的方法，所述方法包括如下步骤：将氧化铁供应到容器中，通过将含碳材料供应到容器中和利用喷枪将含氧气体供应到氧化铁来还原氧化铁。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI830137B (zh) * 2021-02-01 2024-01-21 日商杰富意鋼鐵股份有限公司 轉爐之頂吹噴槍、副原料添加方法及熔鐵之精煉方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA91599C2 (uk) * 2006-03-01 2010-08-10 ТЕХНОЛОДЖИКАЛ РЕСОРСИЗ ПиТиВай. ЛИМИТЕД Установка прямої плавки (варіанти)
AU2008235542B2 (en) * 2007-04-04 2013-03-21 Tata Steel Nederland Technology B.V. Method and device for preparing a reducing agent for use in a metal making process, metal making process and metal making apparatus using said device
AT506042A1 (de) * 2007-11-13 2009-05-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren zum schmelzen von roheisen und stahlvorprodukten in einem schmelzvergaser
WO2013091847A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Tata Steel Nederland Technology Bv Smelting cyclone and apparatus provided with such a smelting cyclone
EA028690B1 (ru) * 2012-07-25 2017-12-29 Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лимитед Инициирование процесса плавки
WO2016078959A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-26 Umicore Plasma and oxygas fired furnace
CN110283960A (zh) * 2019-07-29 2019-09-27 杭州铭铄机电科技有限公司 一种利用物质氧化发热的转炉炼钢设备
CN111148335A (zh) * 2020-01-13 2020-05-12 内蒙古赛思普科技有限公司 一种用于熔融还原炉等离子预热预还原喷枪、还原炉及应用
ES2983438T3 (es) * 2020-11-19 2024-10-23 Rockwool As Método de preparación de una masa fundida para la producción de fibras minerales artificiales

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4195985A (en) * 1977-12-10 1980-04-01 Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshutte Mbh. Method of improvement of the heat-balance in the refining of steel
US4399983A (en) * 1980-03-05 1983-08-23 Arbed S.A. Apparatus for the production of liquid iron, especially for directly producing liquid iron from ore
CN1052333A (zh) * 1989-11-03 1991-06-19 科蒂克股份公司 把可流动的添加物加入冶金熔炼炉的方法以及使用该方法的熔炼炉
EP0735146A1 (en) * 1995-03-29 1996-10-02 Hoogovens Staal B.V. Apparatus for producing molten pig iron by direct reduction
US5681526A (en) * 1996-04-23 1997-10-28 Usx Corporation Method and apparatus for post-combustion of gases during the refining of molten metal
WO2000022176A1 (en) * 1998-10-14 2000-04-20 Technological Resources Pty Ltd A process and an apparatus for producing metals and metal alloys

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4248408A (en) * 1977-02-16 1981-02-03 Midrex Corporation Method and apparatus for reducing particulate iron oxide to molten iron with solid reductant and oxy-fuel burners
DE3713369A1 (de) * 1987-04-21 1988-11-10 Kortec Ag Chargiergutvorwaermer zum vorwaermen von chargiergut eines metallurgischen schmelzaggregates
US5733358A (en) * 1994-12-20 1998-03-31 Usx Corporation And Praxair Technology, Inc. Process and apparatus for the manufacture of steel from iron carbide
JP3167888B2 (ja) * 1995-07-27 2001-05-21 川崎製鉄株式会社 含クロム溶鋼の脱炭精錬方法及び精錬ガス用上吹ランス
JP3402133B2 (ja) * 1997-07-17 2003-04-28 住友金属工業株式会社 精錬用上吹きランスおよび精錬方法
AUPQ076399A0 (en) * 1999-06-04 1999-06-24 Technological Resources Pty Limited A direct smelting process and apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4195985A (en) * 1977-12-10 1980-04-01 Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshutte Mbh. Method of improvement of the heat-balance in the refining of steel
US4399983A (en) * 1980-03-05 1983-08-23 Arbed S.A. Apparatus for the production of liquid iron, especially for directly producing liquid iron from ore
CN1052333A (zh) * 1989-11-03 1991-06-19 科蒂克股份公司 把可流动的添加物加入冶金熔炼炉的方法以及使用该方法的熔炼炉
EP0735146A1 (en) * 1995-03-29 1996-10-02 Hoogovens Staal B.V. Apparatus for producing molten pig iron by direct reduction
US5681526A (en) * 1996-04-23 1997-10-28 Usx Corporation Method and apparatus for post-combustion of gases during the refining of molten metal
WO2000022176A1 (en) * 1998-10-14 2000-04-20 Technological Resources Pty Ltd A process and an apparatus for producing metals and metal alloys

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI830137B (zh) * 2021-02-01 2024-01-21 日商杰富意鋼鐵股份有限公司 轉爐之頂吹噴槍、副原料添加方法及熔鐵之精煉方法

Also Published As

Publication number Publication date
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