CN100595287C - 用于生产铸铁的冶金反应器 - Google Patents

Abstract

一种用于生产铸铁的冶金反应器，由一个金属壳体构成，该金属壳体至少部分地内衬有耐火材料，在顶部封闭区域中带有一个管道，通过该管道导入高温的含铁物质，反应器带有第一组用于注入燃烧气体的喷枪，这些喷枪被合适地定向和设置在至少一个位于炉缸附近的第一底部高度处，用于收集铸铁，并且通过这些喷枪，伴随一种燃烧气体，具有合适颗粒尺寸的煤炭借助于一种合适的运载气体得以吹入。所述管道带有合适的冷却装置，在底端部分中带有用于吹入压缩气体的喷嘴。壳体的中间区域内衬有一种耐火材料，在所述内衬中成形有凹穴，这些凹穴用于容置作为优质热导体的金属板，所述板在它们朝向反应器外侧设置的侧面上带有用于对其进行冷却的热交换装置。

Description

用于生产铸铁的冶金反应器

技术领域

本发明涉及冶金反应器，尤其是所谓的“熔炉”式冶金反应器，其适用于执行铸铁生产工艺，该铸铁生产工艺是公知的“冶炼还原”工艺组中的一部分。根据所述工艺组，由下述物质生产铸铁：一种含铁物质，例如铁矿石和/或其它可还原金属的氧化物，比如锰、镍、铬等等，在这种情况下可以进行预先加热和/或预先还原；一种碳基还原物质，例如煤炭；一种含氧燃烧气体，例如工业氧气。这种工艺的产物是：由铁与其它金属形成的合金组成的液态铸铁，以溶液形式带有高浓度的碳；液态矿渣，主要由钙、硅、锰和铝的氧化物组成；以及一种包含大量由还原和燃烧反应生成的一氧化碳和二氧化碳的气体。

发明概述

根据本发明的反应器主要由一个金属壳体构成，该金属壳体至少部分地内衬有耐火材料，并且在顶部封闭区域中带有一个管道，通过该管道导入含有铁物质或者其它可还原物质，比如铁矿石，所述物质比如在一个旋转炉床式熔炉中被预先加热至一个较高温度，并且在固态直接还原反应中得以部分还原。

在这种冶金反应器中，需要执行对矿石供送管道的高效冷却，以便不仅防止其免受高温以及由此带来的损伤，而且防止半熔融的物质和矿渣粘附在其内侧和外侧，否则将阻碍所述物质发生下沉，并且将对工艺的正常执行产生负面影响。用于执行所述冷却处理的解决方案，通常被称作“水冷封套”，环绕所述管道构成一个腔体，一种冷却液体在其内部流动。这种解决方案可以被看作适合于其它冶金用途，这些冶金用途的特征在于具有类似的环境状况(例如用于炼钢厂转炉的氧气喷枪)，在这里所述问题通常通过对进入反应器的产品进行冷却来加以解决，通常是利用水。

在这些反应器中的一个主要问题是，不仅要确保所添加的物质正常地下沉到底层的矿渣存放槽内，而且要避免或者减轻由于被从反应器中流出的气体所携带走而造成的物质损失。

按照本发明的一个主要特征，所述问题通过在物质加载管道的下端部中设置一组喷嘴来加以解决，所述喷嘴用于吹入压缩气体，比如空气、蒸气或者氮气，以便环绕所添加物质的流出口形成一个下沉气幕，这有助于所述物质正常下沉，有利于其被导入底层的液态矿渣存放槽内。还有，由于这种气体射流的存在，会在所述管道的流出口附件形成一个动态真空，这种真空作用在由于工艺的自然波动而使得反应器发生压力瞬间升高的过程中抵制任何工艺气体反向穿过所述管道的趋势。

按照本发明的另外一个特征，所述物质加载管道的端部的轴线最好沿着反应器侧壁的方向相对于竖直方向倾斜设置，并且设置有用于环绕一根竖直轴线旋转所述管道部分的装置，以便将含铁物质分布到反应器腔室中的任何位置，从而防止它们在中心区域发生聚积，在中心区域存在有较强的紊流，与此同时促使它们被导入底层的液态矿渣存放槽内。

根据本发明的这种还原冶炼反应器通常带有用于注入燃烧气体的装置，在某些情况下利用喷枪来实现，这些喷枪被合适地定向和设置在至少两个高度上。在根据本发明的反应器中，经由位于较低高度处(还原区域)的喷枪，即位于反应器炉缸所在的高度处的喷枪，借助于一种合适的运载气体将具有合适颗粒尺寸的煤炭吹入大量的熔融铸铁内。

所述反应器的侧壁和底部均内衬有适合于盛装工艺中液相的耐火材料。为了确保工艺的效率，需要在上部区域或氧化区域与下部区域或还原区域之间进行强烈的液态矿渣循环。由于矿渣与盛装这些矿渣的耐火内衬之间发生热传导，所以这种循环显然会涉及高度的热交换。这一点，以及液态矿渣针对任何与它们发生接触的耐火材料的化学侵蚀，构成了一个明显影响耐火内衬耐用寿命的因素，并且从本质上说，在大多数已知的冶炼还原工艺中构成了是阻碍其商业化的主要未解决问题。

按照本发明的再一个特征，为了克服所述问题，在与矿渣存放槽相对设置的壁部以及矿渣存放槽/铸铁过渡区域中设置有冷却构件，这些构件用于从所述存放槽中去除热量，其强度比如是使得矿渣发生固化，并且由此防止对耐火材料造成腐蚀，使得所述腐蚀的穿透深度，通常被称作“冻结线(freeze line)”，具有容许的值，也就是说足以确保其余壁的结构稳定性。

有益的是，这些冷却构件由具有较高导热能力的金属板构成，比如铜，最好由一种层压件制成，以便与借助于铸造制得的铜制品相比，利用其更好的机械性能和更高的导热能力，并且由壳体内侧面上的固体金属构成，在它们中形成有通道，冷却液体通过这些通道在壳体的外侧面上流动。这些构件的尺寸已经得以优化，以便实现各种目的：在工艺所需的特定矿渣紊流状况下充分地去除热量；保持金属(铜)的温度低于其冶金性质长期稳定所需的临界值；在不会导致损伤的条件下，在各个工作阶段中，包括过渡阶段，具有用于与周围耐火材料相互作用所需的足够机械强度；易于在无需排空反应器的条件下进行更换；即使部分磨损，仍然用于保持耐火材料处于合适位置的合适构造；冷却壁每单位表面面积的重量较小(因此成本较低)；易于机械加工。

在所述液体存放槽的上方，反应器的顶部由冷却的耐火或者金属壁环绕起来，并且在顶部由一个冷却的金属或者耐火盖封闭起来，在该冷却金属或者耐火盖上形成有一个用于流出由工艺生成的气体的开口，并且该开口通往处理和净化车间。由此产生的气体，其仍旧含有大量的一氧化碳，比如可以被用作预先还原旋转炉床式熔炉中的燃料。

具体地，本发明提供了一种用于生产铸铁的冶金反应器，包括一个金属壳体，该金属壳体内衬有耐火材料，所述冶金反应器包括：用于收集铸铁的炉缸，包含有矿渣的中间区域，以及所述中间区域上方的包括内部容积的上部区域；用于将燃烧气体和颗粒尺寸合适的煤炭射入冶金反应器的炉缸中的第一组喷枪；用于将燃烧气体引入冶金反应器的中间区域中的第二组喷枪；用于将含铁物质送入冶金反应器的管道，其特征在于，在所述管道的底端部分布置有矿石流出开口，以便将高温含铁物质引入冶金反应器的上部区域内；所述含铁物质是在下落轨迹上引入冶金反应器的；所述管道配有合适的冷却装置；所述管道还设有用于将压缩气体吹入冶金反应器的上部区域中的喷嘴，所述喷嘴布置在管道的底端部分；所述管道包括一个用于供送预先还原的矿石的中心通道和一个用于吹入压缩气体的封套，所述中心通道由一个第一冷却封套环绕起来，该第一冷却封套与所述中心通道共轴，而用于吹入压缩气体的所述封套由一个与用于吹入压缩气体的所述封套共轴的第二冷却封套环绕起来，所述第一冷却封套和第二冷却封套以任意顺序分别被连接在一根用于供送冷却水的导管上和一根用于排出冷却水的导管上。

优选地，所述压缩气体是空气、蒸汽、氮气或者它们的混合物。

优选地，所述喷嘴布置成，所述压缩气体环绕所述矿石流出开口形成一个下沉气幕。

优选地，所述封套与所述中心通道共轴，并且被连接在一根用于供送所述压缩气体的导管上。

优选地，所述管道在底端部分处包括一个圆环状端部构件，该圆环状端部构件具有一组竖直通孔，这些竖直通孔与用于吹入压缩气体的封套对齐。

优选地，所述圆环状端部构件包括一个底部凸缘和一个上部套管，上部套管在其中成形有所述竖直通孔和一组水平通孔，这些水平通孔用于供冷却水从所述第一冷却封套流向所述第二冷却封套，或者恰好相反，在所述上部套管中，所述水平通孔与竖直通孔交替排布，并且所述竖直通孔贯穿底部凸缘。

优选地，所述管道带有一个第一竖直上部和一个第二底部，该第二底部相对于所述第一上部倾斜设置，并且突伸于壳体的上部区域的内侧，所述第二底部布置成使得含铁物质的下落朝向侧壁偏移，所述管道由一个马达进行旋转，该马达借助于合适的传动装置连接在所述第一竖直上部上。

优选地，所述竖直管道的底端部分由一个借助于合适传动装置连接于其上的马达进行旋转，所述底端部分带有一个偏转器，该偏转器被设置在其内部，并且与所述管道构成一体，所述偏转器布置成使得含铁物质的下落轨迹沿着反应器腔室的侧壁方向发生偏移。

优选地，所述壳体的中间区域内衬有一个由耐火材料制成的壁，在所述壁中成形有凹穴，这些凹穴用于容置由具有较高导热能力的金属制成的板，所述板在它们朝向反应器外侧设置的侧面上带有用于对其进行冷却的热交换装置。

优选地，所述壁包括预制耐火块。

优选地，所述板为铜板。

优选地，所述铜板由铜质层压件构成。

优选地，各个所述铜板均包括至少一根用于循环冷却水的导管，该导管位于反应器壳体的外侧。

优选地，从该反应器的内侧至外侧，反应器壁包括一个耐火壁、一个位于板与壁之间的填充层、一个绝热材料层以及一个外侧金属内衬。

优选地，从该反应器的内侧至外侧，反应器壁包括一个耐火壁、一个位于板与壁之间的填充层、一个绝热材料层以及一个外侧金属内衬。

优选地，所述喷枪指向下方，以便激活必要的矿渣循环。

优选地，所述喷枪指向下方，以便激活必要的矿渣循环。

附图简述

通过参照附图阅读下面作为一个非限制性示例的描述，本发明的其它目的和优点将更为清楚地得以理解，其中：

图1是一个根据本发明用于生产铸铁的冶金反应器的侧向正视剖面图，中部带有一个用于供送铁矿石的管道；

图2示出了根据图1的供送管道的侧向正视剖面图；

图3示出了一个圆环状端部构件的透视图，该圆环状端部构件被固定在根据图2的供送管道的下端部上；

图4示出了根据图2的管道的一部分下端部的侧向正视剖面图，带有沿着图3中的线IV-IV剖开的相关圆环状端部构件；

图5示出了根据图2的管道的一部分下端部的侧向正视剖面图，带有沿着图3中的线V-V剖开的相关圆环状端部构件；

图6示出了一个用于生产铸铁的冶金反应器的一种变型实施例的侧向正视剖面图；

图7示出了根据图1的冶金反应器沿着图1中线VII-VII剖开的平面视图。

优选实施例

参照附图，尤其是参照图1，1指代的是反应器的金属壳体，大体呈圆柱形状。该壳体1至少部分地内衬有一种适合于盛装反应物质的耐火材料R。在所示出的反应器中，能够划分出三个盛装液体的区域，同时密度从底部向上逐步减小，即包含在炉缸101中的液态铸铁存放槽2、用于铸铁2的过渡区域4以及实际矿渣6，过渡区域4和实际矿渣6均包含在一个大体圆柱形壳体的内部。在与所述过渡层4等高的位置处，在反应器壁中成形有一个与外部“稳静”存储槽3连通的穿孔110，存储槽3允许存放两种相2和4，并且借助于一张合适的膜片210通过溢流将它们相互分离开，所述膜片210由所述存储槽3的两个不同部分10、10′构成，用于从反应器中提取所述相。在所示出的示例中，随着两种液相2和4从存储槽3的壁中的合适溢流口310、310′中溢出，所述提取操作基于“连通器”原理持续进行。由此设计的系统是自动调节存放槽，用于保持反应器中熔相物质的总体高度，并且保持两种相2和4的相对比例。实际中，根据连通器原理，由于从存储槽3中大量溢出，同时从反应器中提取出相应更多的液体来使得液体高度返回至预期值，两种相在反应器内部的总体高度会发生变化。在反应器内部两种液相中之一的相对比例的增大，均会导致“过渡区域”4以这样一种方式发生相应的竖直位移，即促使此时所述相占据优势的较多液体流出，由此重新将两种相的相对比例调整至预期的值。一个主要由渣态物质6组成的层位于两种液相之间过渡区域的上方。

12和13指代的是用于注入一种燃烧气体(喷枪12)或者一种含有煤炭颗粒气体的喷枪(喷枪13)。经由喷枪13导入的燃烧气体以及与相关运载气体一同导入的煤炭，会在两种液相的交界处产生强大紊流，形成一个矿渣与铸铁细滴和炭粒剧烈混合的区域。该区域是大部分还原工艺的发生场所。用于进行这些(吸热)反应所需的那部分热量通过碳与注入同一区域内的氧气发生燃烧来提供。由于用于还原金属氧化物的反应必须在该区域中进行，因此由于热力学稳定的碳发生燃烧所得到的唯一产物为一氧化碳。从能量的观点来看，已知的是碳与CO发生燃烧释放出的能量远远小于碳与CO₂发生燃烧释放出的能量。因此，利用这种唯一的燃烧产物，为了在能量方面支撑所述工艺，必须使用的碳的量将非常高。为此，喷枪12被设置在一个较高位置处，该喷枪的功能是通过将至少一部分CO转换成CO₂来彻底燃烧，同时相应地释放出能量。在这个所谓的“氧化”区域中，不会发生还原反应。存在于所述两个区域之间的矿渣4形成了一个隔离层，该隔离层足以使得两种环境(还原和氧化)共同存在，同时相互之间的干涉最小。另一方面，为了高效地利用在氧化区域中释放出的热量，必须将其传送至还原区域，同时不会散失到别处，比如流出的气体中，并且不会产生局部过热，否则将对反应器的寿命产生影响。通过确保在渣态物质内部存在剧烈循环，该循环通过在高压下从喷枪高度12和13导入燃烧气体得以激活，并且通过将所述喷枪指向下方，以便诱发必要的矿渣循环，可以实现所述目的。此外，所述紊流会促使将含铁添加物混合到液体存放槽内，并且促使其快速液化。

为了抵抗前述紊流对耐火内衬使用寿命的负面影响，在矿渣-金属过渡区域4和矿渣区域6所在的区域中，设置有一组由高导热能力金属制成的冷却板11，如下面所描述的那样，这些冷却板11被合适地安装在耐火内衬自身中。

图7示出了反应器1的中间区域201沿着图1中线VII-VII的横剖平面视图。该圆柱形中间区域201内衬有一组由耐火材料制成的部件501，所述耐火材料适合于盛装工艺中的液相。如前所述，工艺的效率要求液态矿渣在上部氧化区域与底部还原区域之间剧烈循环。这种循环显然意味着矿渣与盛装矿渣的耐火内衬之间发生高度的热交换。这一点，以及液态矿渣针对任何与其接触的耐火材料的化学侵蚀，将明显影响耐火内衬的使用寿命，并且从本质上说，在大多数已知的冶炼还原工艺中构成了阻碍其商业化的主要未解决问题。为了克服该问题，在根据本发明的反应器中，与矿渣存放槽和矿渣存放槽/铸铁过渡区域相对设置的壁部带有冷却构件11，这些冷却构件11用于从所述存放槽中去除热量，其强度比如是使得矿渣发生固化，并且由此停止对耐火材料的腐蚀，使得所述腐蚀的穿透深度，通常被称作“冻结线”，具有容许的值，也就是说足以确保其余壁的结构稳定性。

这些冷却构件由具有较高导热能力的金属板11构成，比如铜，最好由一种层压件制成，并且该层压件由壳体内侧面上的固体金属构成，在它们中形成有通道，通过这些通道冷却液体，比如水，在壳体的外侧流动。这些构件的设计已经得以优化，以便实现各种目的：在工艺所需的特定矿渣紊流状况下充分地去除热量；保持金属(铜)的温度低于其冶金性能长期稳定所需的临界值；在不会导致损伤的条件下，在各个工作阶段中，包括过渡阶段，具有用于与周围耐火材料相互作用的足够机械强度；针对冷却剂偶然泄漏的总体安全性；易于在无需排空反应器的条件下进行更换；即使部分磨损，仍然用于保持耐火材料处于合适位置的合适构造；冷却壁每单位表面面积的重量较小(因此成本较低)；易于机械加工。

所述板11最好被容置在形成于耐火壁501中的凹穴的内部。一种带有较高导热能力的耐火浆糊被设置在所述板与所述壁之间的空隙中，这种浆糊形成了一个层601，该层601能够确保稳固接触，并且由此优化板与壁之间的热传递。一个由绝热材料制成的层701被设置在壁501与外部金属壳体801之间，该层701用于防止所述金属壳体的高温过度升高。

比如参见板11′的横剖面，这些板11均具有一个从反应器的金属壳体突伸出来的部分，并且在其内部插入有用于循环一种冷却剂，通常为水，的导管23。这种系统允许：从所述存放槽中去除非常高的特定热流，却不会损伤所述板和耐火材料；保持在水与板壁之间交换的热流低于开始沸腾的临界值；防止反应器内部的水偶然发生泄漏，即使在暴露于由工艺产生的应力下的板部受损的情况下亦是如此，因为水流导管23位于反应器壳体1的外侧；在必要的情况下，在壁发生任何热膨胀的同时保持板11发生滑动，确保板11与耐火材料之间良好接触。

所述液体存放槽上方的反应器内部容积5形成了一个用于“释放”利用所述工艺由碳尘和液滴产生的气体的区域，允许其从反应器中排出，同时降低悬浮物质的负荷。在该区域中，内衬上的热化学应力低于在液化区域中内衬上的热化学应力。因此，所述区域的侧壁和拱顶可以利用常规技术设计而成，比如在壳体的外侧面上直接进行“水幕”式冷却，或者借助于“膜式壁”(由焊接在一起的钢质水冷却导管构成，以便形成一个连续的壁)进行间接冷却。在所示出的示例中，该区域的侧壁内衬有一种由耐火材料R形成的均匀层，同时盖401利用膜式壁技术制成。从该盖401上延伸出一个烟囱8，该烟囱8用于去除废烟，并且通往用于进一步处理的车间，和一个管道9，该管道9位于中部，并且铁矿石从这里被送入反应器之内。

图2示出了一个贯穿管道9的一部分的横剖面，管道9用于将铁矿石送入反应器之内。该管道9包括：一个中心通道109，用于供送所述矿石；一个第一外套309，该第一外套309与所述中心通道109共轴，并且被连接在一根用于供送一种冷却液体(通常是水)的导管14上；一个第二外套409，该第二外套409与第一外套309共轴，并且被连接在一根用于吹入高压气体，比如空气、蒸汽或者氮气，的导管15上；一个第三外套509，该第三外套509与所述第二外套409共轴，并且被连接在一根用于排出所述冷却流体的导管16上；以及一个圆环状底端构件209，用于为了下述目的将各种外套309、409、509封闭起来。所述冷却液体的功能是防止管道9遭受高温以及由此带来的损伤，和防止半熔融的物质与矿渣粘结到其内侧面和外侧面上，否则将阻碍所述物质的下沉，并且对工艺的正常执行产生负面影响。

参照图3，该图示出了固定在所述管道9的下端部上的圆环状端部构件209。该圆环状端部构件209具有一个底部凸缘609，一个套管709一体成形于其上，所述套管709沿着其整个圆周具有一组径向通孔17，这些通孔17相对于相关侧壁横向形成，并且将腔体309与509连通起来，用于循环所述冷却液体，和一组竖直穿孔或喷嘴18，这些竖直穿孔或喷嘴18与腔体409连通起来，用于吹入压缩气体。这些通孔17被设置成相互间隔开一定的距离，并且在每对水平穿孔17之间设置一个喷嘴18。

所述喷嘴18的目的在于产生一个环绕用于流出所添加物质的开口的下沉气幕，这有利于所述物质正常地下沉，有利于其被导入底层液态矿渣存放槽内，并且防止或者减少由于被从反应器中流出的气体携带走而导致的物质损失。此外，由于所述气体射流的存在，会在所述管道的流出开口附近形成一个动态真空，该动态真空能够在由于工艺的自然波动而使得反应器发生压力瞬间升高的过程中抵制任何工艺气体反向穿过所述管道的趋势。

图4示出了在圆环状端部构件209的附近并且与任何一个水平通孔17相对的一个沿着图3中线IV-IV贯穿管道9的横剖面。在该图中可以看出，经由图2中所示相应供送导管14导入管道9中的冷却液态的流动路径，首先沿着内侧封套309下沉，穿过圆环状头部209中的水平通孔17，沿着外套509反向上升，并且最终从图2中的排放导管16排出。该圆环状端部构件209的底部凸缘609借助于焊接部19被固定在外侧封套509的外壁下边缘上，并且被固定在中心通道109的壁的下边缘上，同时所述圆环状端部构件的上部套管709借助于另一焊接部20固定在中间封套409的壁上。

图5示出了在圆环状端部构件209的附近并且与任何一个竖直通孔18相对的一个沿着图3中线V-V贯穿管道9的横剖面。利用图2中的相关导管15供送的高压气体沿着中间封套409下沉，并且最终通过所述喷嘴18从管道9的圆环状端部构件209中排出。

图6示出了根据本发明的冶金反应器的一种变型实施例。根据该变型实施例，用于供送预先还原的热矿石并且吹入高压气体的管道9由一个竖直的上部9′和一个底部9″组成，底部9″相对于竖直部分9′具有一定的倾斜度。所述倾斜部分9″在底部以一种完全类似于前述内容的方式带有圆环状端部构件209，该圆环状端部构件209具有用于循环冷却液体的水平通孔17和用于吹入压缩气体的喷嘴18，并且所述管道9上的部分9′和9″均带有用于供冷却水流过的内侧封套309和外侧封套509，并且带有用于吹入压缩气体的中间封套409。所述管道9上的竖直部分9′借助于已知的传动装置21连接在一个马达22上，该马达22的目的在于促使所述部分9′进行旋转，并且由此也使得所述倾斜部分9″一同旋转。由于供送管道9发生旋转，矿石被从倾斜部分9″排送至反应器的侧壁，而并非排送至中间区域；以这种方式，由喷枪12和13激活的液态矿渣6的运动一方面会促使预先还原的矿石混合到所述矿渣存放槽6中，并且另一方面会减小在气体排放管道8内部携带走所述矿石的精细颗粒以及工艺气体在供送管道9内部发生回流的风险，因为所述气体主要从反应器的中间区域排出。此外，在管道9旋转的过程中，聚积在反应器的内壁上的矿石还能够防止所述壁上的耐火材料内衬发生腐蚀。

显然，本发明并不局限于所图示和描述的实施例，而是包括所有落入本发明技术构思范围内的变型实施例，本发明技术构思的范围在实质上如所附权利要求中所述。

因此，例如如同参照附图中的图6所描述的那样，被制成利用马达22进行旋转的管道9的端部，取代带有一个倾斜的管道部分9″，可以带有一个偏转器，该偏转器被设置在其的内部，并且与管道9本身构成一体，用于使得含铁物质的下落轨迹沿着侧壁的方向发生偏移。

Claims (17)

1.用于生产铸铁的冶金反应器，包括一个金属壳体(1)，该金属壳体内衬有耐火材料，所述冶金反应器包括：

用于收集铸铁(2)的炉缸(101)，包含有矿渣的中间区域(201)，以及所述中间区域上方的包括内部容积的上部区域(301)；

用于将燃烧气体和颗粒尺寸合适的煤炭射入冶金反应器的炉缸(101)中的第一组喷枪(13)；

用于将燃烧气体引入冶金反应器的中间区域(201)中的第二组喷枪(12)；

用于将含铁物质送入冶金反应器的管道(9)，

其特征在于，

在所述管道(9)的底端部分布置有矿石流出开口，以便将高温含铁物质引入冶金反应器的上部区域(301)内；所述含铁物质是在下落轨迹上引入冶金反应器的；

所述管道(9)配有合适的冷却装置；

所述管道(9)还设有用于将压缩气体吹入冶金反应器的上部区域(301)中的喷嘴(18)，所述喷嘴(18)布置在管道(9)的底端部分；

所述管道(9)包括一个用于供送预先还原的矿石的中心通道(109)和一个用于吹入压缩气体的封套(409)，

所述中心通道(109)由一个第一冷却封套(309)环绕起来，该第一冷却封套(309)与所述中心通道(109)共轴，而用于吹入压缩气体的所述封套(409)由一个与用于吹入压缩气体的所述封套(409)共轴的第二冷却封套(509)环绕起来，所述第一冷却封套(309)和第二冷却封套(509)以任意顺序分别被连接在一根用于供送冷却水的导管(14)上和一根用于排出冷却水的导管(16)上。

2.根据权利要求1中所述的反应器，其特征在于，所述压缩气体是空气、蒸汽、氮气或者它们的混合物。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述喷嘴(18)布置成，所述压缩气体环绕所述矿石流出开口形成一个下沉气幕。

4.根据权利要求1中所述的反应器，其特征在于，所述封套(409)与所述中心通道(109)共轴，并且被连接在一根用于供送所述压缩气体的导管(15)上。

5.根据权利要求3中所述的反应器，其特征在于，所述管道(9)在底端部分处包括一个圆环状端部构件(209)，该圆环状端部构件(209)具有一组竖直通孔(18)，这些竖直通孔(18)与用于吹入压缩气体的封套(409)对齐。

6.根据权利要求5中所述的反应器，其特征在于，所述圆环状端部构件(209)包括一个底部凸缘(609)和一个上部套管(709)，上部套管(709)在其中成形有所述竖直通孔(18)和一组水平通孔(17)，这些水平通孔(17)用于供冷却水从所述第一冷却封套(309)流向所述第二冷却封套(509)，或者恰好相反，在所述上部套管(709)中，所述水平通孔(17)与竖直通孔(18)交替排布，并且所述竖直通孔(18)贯穿底部凸缘(609)。

7.根据权利要求1中所述的反应器，其特征在于，所述管道(9)带有一个第一竖直上部(9′)和一个第二底部(9″)，该第二底部(9″)相对于所述第一上部(9′)倾斜设置，并且突伸于壳体(1)的上部区域(301)的内侧，所述第二底部(9″)布置成使得含铁物质的下落朝向侧壁偏移，所述管道(9)由一个马达(22)进行旋转，该马达(22)借助于合适的传动装置(21)连接在所述第一竖直上部(9′)上。

8.根据权利要求1中所述的反应器，其特征在于，所述竖直管道(9)的底端部分由一个借助于合适传动装置连接于其上的马达(22)进行旋转，所述底端部分带有一个偏转器，该偏转器被设置在其内部，并且与所述管道(9)构成一体，所述偏转器布置成使得含铁物质的下落轨迹沿着反应器腔室(5)的侧壁方向发生偏移。

9.根据前述权利要求中任一所述的冶金反应器，其特征在于，所述壳体(1)的中间区域(201)内衬有一个由耐火材料制成的壁，在所述壁(501)中成形有凹穴，这些凹穴用于容置由具有较高导热能力的金属制成的板(11)，所述板(11)在它们朝向反应器外侧设置的侧面上带有用于对其进行冷却的热交换装置。

10.根据权利要求9中所述的反应器，其特征在于，所述壁包括预制耐火块。

11.根据权利要求9中所述的反应器，其特征在于，所述板为铜板。

12.根据权利要求11中所述的反应器，其特征在于，所述铜板由铜质层压件构成。

13.根据权利要求11所述的反应器，其特征在于，各个所述铜板均包括至少一根用于循环冷却水的导管(23)，该导管(23)位于反应器壳体(1)的外侧。

14.根据权利要求8和10至13中任一所述的反应器，其特征在于，从该反应器的内侧至外侧，反应器壁包括一个耐火壁(501)、一个位于板与壁之间的填充层(601)、一个绝热材料层(701)以及一个外侧金属内衬(801)。

15.根据权利要求9所述的反应器，其特征在于，从该反应器的内侧至外侧，反应器壁包括一个耐火壁(501)、一个位于板与壁之间的填充层(601)、一个绝热材料层(701)以及一个外侧金属内衬(801)。

16.根据权利要求1至8和10-13中任一所述的反应器，其特征在于，所述喷枪(12，13)指向下方，以便激活必要的矿渣循环。

17.根据权利要求9所述的反应器，其特征在于，所述喷枪(12，13)指向下方，以便激活必要的矿渣循环。

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