TARIFNAME ERITME PROSESI VE APARATI TEKNIK SAHA Mevcut bulus bir metalli materyalin eritilmesine yönelik bir aparat ve bir proses ile Özellikle, kesinlikle sadece olmamasina ragmen, mevcut bulus bir demir cevheri gibi bir demir içeren materyali eritme ve demir üretmeye yönelik aparat ve bir eritme prosesi ile Mevcut bulus ayni zamanda yalnizca örnek yolu ile, titanya cürufunun eritilmesine ve bakir içeren materyalin eritilmesine yönelik prosesler ve aparat dahil olmak üzere baska eritme prosesleri ve aparat ile ilgilidir. ALT YAPI Bilinen birçok ergimis banyo bazli eritme prosesleri bulunur. Genellikle "Hlsmelt" prosesi olarak refere edilen bir ergimis banyo-bazli eritme prosesi basvuru sahibinin adina çok sayida patentte ve patent basvurusunda açiklanir. Bir diger ergimis banyo bazli eritme prosesi, buradan itibaren "Hlsarna" prosesi olarak refere edilir. Hlsarna prosesi ve aparat, basvuru sahibinin adina Uluslararasi basvuru PCT/AU açiklanir. Diger bilinen ergimis banyo bazli eritme prosesleri, yalnizca örnek yolu ile, bakir içeren materyalin eritilmesine yönelik ve titanya cürufunun eritilmesine yönelik prosesleri içerir. Bulusa ait asagidaki açiklama, Hlsmelt ve Hlsarna prosesleri üzerinde yogunlasir. Hlsmelt ve Hlsarna prosesleri özellikle demir cevherinden veya bir baska demir içeren materyalden ergimis isleme üretme ile ilgilidir. Ergimis demir üretilmesi baglaminda Hlsmelt prosesi, asagidaki adimlari içerir: (a) bir eritme haznesinin bir eritme odasinda bir ergimis demir ve ergimis cüruf banyosunun olusturulmasi; (b) banyoya enjekte edilmesi: (i) tipik olarak ince taneler formunda demir cevheri; ve (ii) bir enerji kaynagi ve demir cevheri besleme materyalinin bir indirgeyicisi olarak görev yapan bir kati karbonlu materyal, tipik olarak kömür; (c) banyoda demir cevherinin demire eritilmesi. üretmek üzere meydana geldigi termal prosesi kastettigi anlasilir. Hlsmelt prosesinde kati karbonlu materyal ve metalli materyal formundaki kati besleme materyalleri, eritme odasinin alt kismindaki metal tabakaya en azindan kismen kati besleme materyallerinin gönderilmesi amaciyla haznenin bir alt alanina ve eritme haznesinin yan duvarlarindan asagi dogru ve içe dogru uzanmak amaciyla egimli olan birçok üfleme borusu ile ergimis banyoya bir tasiyici gaz ile enjekte edilir. Kati besleme materyalleri ve tasiyici gaz, ergimis banyoya girer ve ergimis metal ve/veya cürufun, banyonun yüzeyinden yukarida bir bosluga enjekte edilmesine ve bir geçis bölgesi olusturmasina sebep olur. Oksijen içeren bir gaz üflentisi, tipik olarak oksijen ile zenginlestirilmis hava veya saf oksijen, haznenin üst bölgesinde ergimis banyodan salinan reaksiyon gazlarini yanma sonrasina sebep olmak üzere asagi yönde uzanan üfleme borusundan haznenin eritme odasinin bir alt bölgesine enjekte edilir. Geçis bölgesinde, banyonun yukarisinda yanma sonrasi reaksiyon gazlari ile üretilen termal enerjiyi banyoya aktarmak üzere etkili bir ortam saglayan, yükselen ve akabinde alçalan önemli bir cüruf ve/veya ergimis metal akislari veya siçramalari veya damlaciklari kütlesi bulunur. Tipik olarak ergimis demir üretilmesi durumunda oksijen ile zenginlestirilmis hava kullanildiginda bu, yaklasik 1200°C'lik bir sicaklikta beslenir ve sicak hava firininda üretilir. Teknik olarak saf soguk oksijen kullanilmasi durumunda bu, tipik olarak ortam sicakliginda veya buna yakin beslenir. Eritme haznesinde reaksiyon gazlarinin yanma sonrasindan sonuçlanan çikis gazlari, bir çikis gazi kanalindan eritme haznesinin üst bölgesinden uzaga götürülür. Eritme haznesi, haznenin tavaninda ve yan duvarinda su ile sogutulan paneller ve firin tabanin alt kisminda refrakter kaplamali kesitleri içerir ve su, sürekli bir döngüde panellerden sürekli olarak deveran ettirilir. Hlsmelt prosesi, tek bir kompakt haznede eritilerek tipik olarak en az 0.5 Mt/a olmak üzere büyük miktarlarda ergimis demirin üretilmesini saglar. Hlsarna prosesi asagidakileri içeren bir eritme aparatinda gerçeklestirilir (a) odaya kati besleme materyalleri ve oksijen içeren gaz enjekte etmeye yönelik bir eritme odasi ve mizragi içeren ve bir ergimis metal ve cüruf banyosu içerecek sekilde ayarlanan bir eritme haznesi ve (b) yukariya yerlestirilen eritme haznesi ile dogrudan baglanti kuran bir metalli besleme materyaline ön islem yapmaya yönelik bir eritilmis siklon. anlasilir ve odaya saglanan besleme materyalleri haznenin dikey merkezi ekseni çevresinde bir kanalda hareket edecek sekilde olusturulur ve metalli besleme materyallerini en azindan kismen ergitmek üzere yüksek çalisma sicakliklarina dayanabilir. Hlsarna prosesinin bir formunda, karbonlu besleme materyali (tipik olarak kömür) ve istege bagli olarak flaks (tipik olarak kalsine kireç tasi) eritme haznesinin eritilmis odasindaki bir ergimis banyoya enjekte edilir. Karbonlu materyal bir indirgeyici kaynak ve bir enerji kaynagi olarak saglanir. Istege bagli olarak flaks ile karistirilan, demir cevheri gibi metalli besleme materyali eritilmis siklon içine enjekte edilir ve isitilir ve kismen eritilir ve kismen indirgenir. Bu ergimis, kismen indirgenmis metalli materyal eritilmis siklondan eritme haznesindeki ergimis banyoya akis asagi akar ve banyodaki ergimis metale eritilir. Ergimis banyoda üretilen sicak reaksiyon gazlari (tipik olarak CO, CO2, Hz ve H20) eritilmis odanin üst kisminda kismen oksijen içeren - gaz ile (tipik olarak teknik dereceli oksijen) yanar. Post-yanma ile üretilen enerji banyonun sicakligini korumak üzere ergimis banyoya geri düsen üst kesitin içinde ergimis damlaciklara aktarilir. Sicak, kismen-yanmis reaksiyon gazlari odadan yukari akar ve eritilmis siklonun altina girer. Oksijen içeren gaz (tipik olarak teknik-dereceli oksijen) yatay bir düzlemde, baska bir deyisle eritilmis siklonun dikey merkezi ekseni çevresinde siklonik dönüs hareketi olusturacak sekilde düzenlenen tüyerler yoluyla eritilmis siklona enjekte edilir. Bu oksijen içeren gaz eritme haznesi gazlarinin tekrar yanmasina yol açar, bunun sonucunda çok sicak (siklonik) alevler ortaya çikar. Tipik olarak küçük parçaciklar halindeki gelen metalli besleme materyali, eritilmis siklonda tüyerler yoluyla bu alevlere pnömatik olarak enjekte edilir, kismi indirgemenin eslik ettigi hizli isitma ve kismi ergitme ile sonuçlanir (kabaca %10-20 indirgeme). Indirgeme hem hematitin termal dekompozisyonu hem de eritilmis odadaki reaksiyon gazlarindaki CO/Hz'nin indirgeme hareketinin sonucunda ortaya çikar. Sicak, kismen erimis metalli besleme materyali siklonik dönüs hareketi ile eritilmis siklonun duvarlarina disa dogru atilir ve yukarida açiklandigi gibi bu haznenin odasinda eritmeye yönelik asagidaki eritme haznesine akar. Hlsarna prosesinin yukarida açiklanan formunun net etkisi iki adimli bir karsi akim prosesidir. Metalli besleme materyali isitilir ve eritme haznesinde olusan çikan reaksiyon gazlari ile kismen indirgenir (oksijen içeren gaz eklemesi ile) ve eritme haznesine asagi dogru akar ve eritme haznesine ait eritme odasinda demiri eritmek üzere eritilir. Genel olarak, bu karsi akim düzenegi verimliligi ve enerji verimliligini Hlsmelt ve Hlsarna prosesleri, katilarin su ile sogutulan katilari enjekteye yönelik Üfleme borulari araciligiyla eritme haznelerinde ergimis banyolara enjekte edilmesini Her iki prosese yönelik bir ana özellik, proseslerin metalli materyalin eritilmesine yönelik bir eritme odasini ve haznelerden sürekli metal ürün akisina olanak saglayan bir ön hazne baglantisi araciligiyla eritme odasina bagli bir ön hazneyi içeren bir eritme haznesinde çalismalaridir. Bir ön hazne, dogal olarak bu üretildikçe eritme haznesinden fazla ergimis metal "dökülerek", ergimis metal ile doldurulmus bir sifon contasi olarak çalisir. Bu, eritme haznesine ait eritme odasindaki ergimis metal seviyesinin küçük bir hata payi dahilinde bilinmesi ve kontrol edilmesine olanak saglar, bu, tesis güvenligi için gereklidir. Ergimis metal seviyesi (her zaman), eritme odasina uzanan katilarin enjekte edilmesine yönelik üfleme borulari gibi su ile sogutulan elemanlarin altinda güvenli bir mesafede tutulmalidir, aksi takdirde buhar patlamalari mümkün hale gelir. Ön haznenin, Hlsmelt ve Hlsarna proseslerine yönelik bir eritme haznesinin bir ayrilmaz parçasi olarak düsünülmesinin sebebi budur. baglantisi" olarak refere edilir) araciligiyla eritme haznesinin bir eritme odasina bagli olan ve standart çalisma kosullari altinda, ön hazne baglantisi ergimis metal ile tamamen doldurulmus olarak, odada ergimis metal içeren bir eritme haznesinin bir odasini kastettigi anlasilir. Basvuru sahibinin adina uluslararasi yayin WO 00/01854, Hlsmelt ve Hlsmelt proseslerinde kullanilabilen ve yan duvar su ile sogutulan panelleri içererek, firin tabaninin kenarlarindan yukari dogru uzanan yan duvarlar ve refrakter materyalden olusan bir firin tabanini içeren bir hazneye yönelik bir örnek olan bir dogrudan eritme haznesini açiklar. Hlsmelt ve Hlsarna prosesleri, hayli çalkalanir ve bu, kimyasal saldiridan dolayi firin tabaninin üst kisminin refrakter asinmasi ve firin tabaninin üst kisminda refrakter materyale siçrayan ve bunu yikayan ergimis metal ve ergimis cüruf ile fiziksel asinma ile sonuçlanir. Bu asinma, sicak metal ile cürufun nispeten hareketsiz oldugu üfleme yüksek firinlarin tabanlarinda tipik olarak deneyimlenenden Sogutma kesimi, metalli metalik materyalden yapilmis ve metalürjik firinin iç kismina bakan bir ön yüzey, bir zit arka yüzey ve boylamsal bir eksene sahip bir ana bölüme sahip en az bir iç sogutma sivisi geçis yoluna sahip bir levha gövdesini içerir. Sogutma sivisi geçis yolu, her biri bir buharlasma uç bölümü ve bir yogusma uç bölümüne sahip bir dizi isi boruyu içerir. Mevcut bulus, firin tabaninin bu tür refrakter asinmasinin önemli bir azaltimini saglar. Yukaridaki açiklama, Avustralya veya baska yerdeki ortak genel bilginin bir kabulü olarak anlasilmamalidir. TARIFNAMENIN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulus, örnek yolu ile Hlsmelt ve Hlsarna proseslerine yönelik yalnizca bir dogrudan eritme haznesi gibi bir eritme haznesinin bir refrakter kapli firin tabaninda bulunan burada açiklandigi üzere isi borularinin, ergimis cüruf veya ergimis metal formundaki ergimis materyal ile temastan dolayi firin tabaninin refrakter materyalinin refrakter asinmasini büyük ölçüde azaltabildigi ve önceki duruma göre firin tabaninda çok çesitli refrakter materyallerin kullanimini mümkün kilabildigi ve çesitli materyal seçiminin bir sonucu olarak çalisma faydalari elde edebildigi gerçegine dayalidir. Genis anlamda mevcut bulus, firin tabani refrakter kaplamanin sogutulmasina yönelik firin tabaninin en az bir parçasinin bir refrakter kaplamasinda bulunan birçok isi borusunu içererek, kullanimda, hazne içerisinde ergimis cüruf veya ergimis metal ile temas halinde olan bir refrakter kapli firin tabanini içeren ergimis metal üretilmesine yönelik bir eritme haznesini saglar. yogunlasan ve böylece isi salan ve sicak uca geri dönen bir sivi kullanan, ana mekanizma olarak dogrudan iletim olmaksizin isiyi aktaran yalitimli uzun bir tüneli kastettigi anlasilir. Refrakter kapli firin tabani, kullanimda, haznedeki bir cüruf bölgesinde ergimis cüruf ile temas halinde olan bir üst parça ve kullanimda, haznedeki bir metal bölgesinde ergimis metal ile temas halinde olan bir alt parçayi içerir. refrakter kaplamasinda konumlandirilir. lsi borular, herhangi bir uygun sekilde olabilir. içerebilir. Alt kesitler, düz kesitler olabilir. Alt kesitler, firin tabaninin geometrisi göz önüne alinarak örnegin kavisli sekilde olabilir. tabaninin bir diger kesitinde farkli olabilir. Örnegin, daha fazla sogutmaya ihtiyaç duyan bölgelerde nispeten daha fazla isi borusu olabilir. Örnek yoluyla, bir cüruf bosaltma tapasi delik bölgesi ek sogutma gerektirebilir konumlari, refrakter materyalinden özütlenecek olan isi miktari, termal iletkenlik ve refrakter materyalinin diger ilgili özellikleri ve isi borularinin termal iletkenligini içeren birçok faktör bulunur. konu mlandirilir. Bir halkaya ait isi borulari, radyal olarak disari dogru veya radyal olarak içe dogru bir halkanin isi borularina göre çevresel olarak kademelendirilebilir. borularinin radyal araligini arttirabilir. çalisma sürecinin baslatilmasi öncesinde bir silindirik iç yüzeye sahip olabilir. Hazne, isi borulari oüruf bölgesi sogutucusunun altinda konumlandirilarak, isi borularinin üst kesitleri, isinin isi borularindan cüruf bölgesi sogutucusuna aktarilmasina yönelik cüruf bölgesi sogutucusu ile isi aktarimi iliskisinde olarak, refrakter kaplamanin sogutulmasina yönelik firin tabaninin refrakter kaplamasinda bulunan bir cüruf bölgesi sogutucusunu içerir. Cüruf bölgesi sogutucusu, basvuru sahibinin adina Uluslararasi yayinWO Cüruf bölgesi sogutucusu, birçok sogutucu eleman ile bir halka olarak olusturulabilir. Her sogutucu eleman, yari duvarlar halkadan radyal olarak uzanarak halkanin bir kesimi olarak sekillendirilebilir. Her sogutucu eleman, dökme kabuk yapisinda entegre olarak olusturulan ve buradan sogutucunun akisina yönelik sogutucu akis geçis yollarini bulunduran bir taban duvari, bir yan duvarlar çifti, bir ön duvar ve bir üst duvara sahip oyuk açik arkalikli bir dökme kabuk yapisini içerebilir. üzere cüruf bölgesi sogutucusunun çevresinde radyal olarak uzanmak üzere düzenlenen üst kesitleri içerebilir. Örnek yoluyla isi borulari genellikle, dikey olarak uzanan alt kesitler ve radyal olarak veya genellikle radyal olarak uzanan üst kesitler ile bas asagi L seklinde veya hokey sopasi seklinde olabilir. Hazne, bu duvarlar üzerinde bir iç kaplama olusturmak amaciyla yari duvarlarin etrafinda bulunan birçok sogutma paneli ve firin tabanindan yukari dogru uzanan yan duvarlari içerebilir. Hazne, hazneden cürufun akitilmasina yönelik bir cihaz ve ergimis metalin akitilmasina yönelik bir cihaz, kati metalli materyal ve/veya karbonlu materyal dahil olmak üzere kati besleme materyallerini hazneye beslemeye yönelik bir veya daha fazla üfleme borusu ve oksijen içeren gazin, dogrudan eritme prosesinde üretilen gaz reaksiyon ürünlerinin sonradan yakilmasi amaciyla hazneye beslenmesine yönelik bir veya daha fazla üfleme borusunu içerebilir. Ergimis metalin akitilmasina yönelik cihaz bir ön hazne olabilir. Hazne, haznenin yukarisinda bulunan hazneye yönelik kati metalli materyalin kismen eritilmesine ve kismen indirgenmesine yönelik bir eritilmis siklonu içerebilir. Hazne, örnek yoluyla bir ergimis banyo bazli dogrudan eritme prosesi ile demir içeren alasimlarin üretilmesine yönelik olarak adapte edilebilir. Bulusa göre, (a) bir eritme haznesinin bir tabaninin bir refrakter kaplamasinin bir parçasinin sogutulmasina yönelik bir cüruf bölgesi sogutucu elemani, ve (b) isinin isi borularindan cüruf bölgesi sogutucusuna aktarilmasina yönelik cüruf bölgesi sogutucusu ile isi aktarimi iliskisinde isi borulari düzenegi saglanir. Kullanimda birçok düzenek, eritme haznesinin tabaninda bir halka olarak olusturulabilir. Her sogutucu eleman, yari duvarlar radyal olarak uzanarak halkanin bir segmenti olarak sekillendirilebilir. Her sogutucu eleman, dökme kabuk yapisinda entegre olarak olusturulan ve buradan sogutucunun akisina yönelik sogutucu akis geçis yollarini bulunduran bir taban duvari, bir yan duvarlar çifti, bir ön duvar ve bir üst duvara sahip oyuk açik arkalikli bir dökme kabuk yapisini içerebilir. Bulusa göre, kullanimda, haznede bir metal bölgesinde ergimis metal ile temas halinde olan bir alt parça ve kullanimda, haznede bir cüruf bölgesinde cüruf ile temas halinde olan bir üst parçaya sahip bir refrakter kapli tabani içeren ergimis metal üretilmesine yönelik bir eritme haznesi saglanir, taban, isi borularinin üst kesitleri isiyi isi borularindan cüruf bölgesi sogutucusuna aktarmaya yönelik olarak cüruf bölgesi sogutucusu ile isi aktarimi iliskisinde olarak ve alt kesitler, cüruf bölgesi sogutucusundan tabanin üst parçasi içerisinde asagi dogru uzanarak (a) refrakter kaplamanin sogutulmasina yönelik tabanin üst parçasinin bir refrakter kaplamasinda bulunan bir cüruf bölgesi sogutucusu ve (b) refrakter kaplamanin sogutulmasina yönelik cüruf bölgesi sogutucusunun asagisinda tabanin üst parçasinin refrakter kaplamasinda bulunan birçok isi borusunu içerir. Cüruf bölgesi sogutucusu ile isi borulari, bu iki bilesenin bir düzenegi olarak olusturulabilir. Bulusa göre, yukarida açiklanan eritme haznesinde bir ergimis banyoda metalli besleme materyalinin eritilmesini içeren bir metalli besleme materyalinin eritilmesine yönelik bir proses saglanir. Proses, (a) bir eritilmis siklonda metalli besleme materyalinin en azindan kismen indirgenmesi ve kismen eritilmesi ve (b) yukarida açiklanan eritme haznesine ait ergimis banyoda en azindan kismen indirgenmis/eritilmis materyalin tamamen eritilmesini içerebilir. Metalli besleme materyali, metal oksitleri içeren herhangi bir materyal olabilir. Metalli besleme materyali cevherler, kismen indirgenmis cevherler ve metal içeren atik akintilari olabilir. Metalli besleme materyali, bir demir cevheri gibi bir demir içeren besleme materyali olabilir. Bu durumda, proses eritilmis siklonda tipik olarak en az 1200°C olamk üzere en az 1100°C'Iik bir sicakligin korunmasi ile karakterize edilebilir. Metalli besleme materyali, bir titanya cürufu olabilir. Metalli besleme materyali, bakir içeren bir besleme materyali olabilir. Proses, eritilmis siklondan çikis gazi en az %80'Iik bir yanma sonrasi dereceye sahip olacak sekilde yeterli olan eritilmis siklondaki potansiyel oksijenin korunmasini içerebilir. Mevcut bulusa göre ayni zamanda, yukarida açiklanan eritme haznesini içeren metalli besleme materyalinin eritilmesine yönelik bir aparat saglanir. SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulus, ekli sekillerin referansi ile örnek yoluyla ayrica açiklanir, burada: Sekil 1, tesis, bir dogrudan eritme haznesi ve haznede bir eritilmis siklonu içererek Hlsarna dogrudan eritme prosesi ile uyumlu olarak demiri eritmek üzere demir içeren metalli besleme materyalinin dogrudan eritilmesine yönelik bir tesise ait bir düzenlemeyi gösteren bir sematik diyagramdir. Sekil 2, haznede dogrudan bir eritme prosesinin baslatilmasindan önce bulus ile uyumlu olarak bir dogrudan eritme haznesine ait bir düzenlemenin parçasinin bir alt kesitinin büyütülmüs halidir, Sekil, prosesin duragan durumda çalismasinda haznede olan ergimis metal ve ergimis cürufu içerir, seviyeler haznede hareketsiz, bir diger deyis ile çalismayan kosullar altinda gösterilir. Sekil 3, düzenlemeye ait isi borulari ve cüruf bölgesi sogutucusunu göstermek üzere refrakter materyali çikarilarak, Sekil 2'de gösterilen haznenin tabaninin bir üst parçasinin bir segmentini gösteren bir sematik perspektif görünümdür; Sekil 4, Sekil 3`te gösterilen düzenlemenin bir alt kisimdan görünümüdür; Sekil 5, sekil 3ite gösterilen düzenlemenin bir uç görünümüdür; Sekil 6, Sekiller 2 ila 5`te gösterilen ile ayni isi borulari düzenlemesine sahip olan bulus ile uyumlu olarak bir dogrudan eritme haznesine ait bir diger, ancak mümkün olan tek diger olmamak üzere düzenlemenin parçasinin bir alt kesitinin bir büyütülmüs halidir ve dogrudan eritme prosesi belirli bir süre boyunca haznede gerçeklestikten sonra alt kesiti gösterir ve böylece, tabandaki refrakter materyalinin asinmasini gösterir; Sekil 7, Sekiller 2 ila 5'te gösterilenden farkli bir isi borulari düzenlemesine sahip bulus ile uyumlu olarak bir dogrudan eritme haznesine ait bir diger, ancak mümkün olan tek diger olmamak üzere düzenlemenin parçasinin bir alt kesitinin bir büyütülmüs halidir ve dogrudan eritme prosesi belirli bir süre boyunca haznede gerçeklestikten sonra alt kesiti gösterir ve böylece, tabandaki refrakter materyalinin asinmasini gösterir; ve Sekil 8, Sekiller 2 ila 5'te gösterilenden farkli Isi borulari düzenlemesine sahip olan bulus ile uyumlu olarak bir dogrudan eritme haznesinin bir diger, ancak mümkün olan tek diger olmamak üzere düzenlemenin parçasinin bir alt kesitinin bir büyütülmüs halidir ve dogrudan eritme prosesi belirli bir süre boyunca haznede gerçeklestikten sonra alt kesiti gösterir ve böylece, tabandaki refrakter materyalinin asinmasini gösterir. DÜZENLEMELERIN AÇIKLAMASI Sekil 17de gösterilen aparat ile proses, bir Hlsarna prosesi ve aparatina ait bir düzenlemedir. Bulusa ait proses ile aparat, Hlsarna prosesi ve aparati ile sinirli degildir ve ayni zamanda, Hlsmelt ve herhangi diger ergimis banyo bazli eritme prosesi ve aparatina uzanir. Sekil 1`de gösterilen proses ve mevcut olarak aparati, eritme haznesi (4) ile eritilmis siklonun (2) odalari arasinda dogrudan iletisim ile bir eritilmis siklon (2) ve eritilmis siklonun (2) dogrudan altinda bulunan bir ergimis banyo bazli dogrudan eritme haznesini (4) içeren bir aparatin kullanimina dayalidir. Sekil 1'e referans ile, kireç tasi (1) ile 6 mm`lik bir Üst kisim boyutuna sahip manyetit bazli cevher (veya diger demir cevheri) formunda metalli bir besleme materyali karisimi, pnömatik bir tasima gazi (1a) kullanilarak eritilmis siklona (2) bir cevher kurutucu araciligiyla beslenir. Kömür (3), bir tasiyici gaz (2a) kullanilarak bunun bir metal ve cüruf ergimis banyoya enjekte edildigi eritme haznesine (4) ayri bir kurutucu araciligiyla beslenir. Oksijen (7), ergimis banyodan salinan ve burada üretilen tipik olarak CO ve H2 olmak üzere gazlari sonradan yakmak üzere eritme haznesine (4) enjekte edilir ve gazlar, eritme haznesinden (4) eritilmis siklona (2) yukari yönde akmadan önce banyoda eritme prosesine yönelik gerekli isiyi saglar. Oksijen (8), cevheri önceden isitan ve kismen eriten eritilmis siklonda (2) oldukça sicak (siklonik) alevler ile sonuçlanarak eritme haznesi gazlarini daha fazla yakmak üzere eritilmis siklona (2) enjekte edilir. Tipik olarak oksijen (7 ve 8) teknik dereceli oksijendir. Hlsarna prosesinin yukarida açiklanan formunun net etkisi iki adimli bir karsi akim prosesidir. Metalli besleme materyali, eritme haznesinden (4) çikan fraksiyon gazlari ile eritilmis siklonda (2) isitilir ve kismen indirgenir ve eritme haznesine (4) asagi dogru akar ve demiri eritmek üzere eritilir. Ergimis demir (5), ön hazne araciligiyla eritme haznesinden (4) tahliye edilir. Proseste üretilen ergimis cüruf (6), bir cüruf tapasi deligi araciligiyla eritme haznesinden tahliye edilir. Bunlar ile sinirli olmamak üzere, dogrudan eritme haznesine (4) ve eritilmis siklona (2) kömür ve cevher besleme oranlari ve eritme haznesinden (4) isi kayiplarini içeren çalisma kosullari, bir çikis gazi tahliye borusu (9) araciligiyla eritilmis siklondan (2) ayrilan çikis gazi tipik olarak en az %90 olan bir yanma sonrasi dereceye sahiptir. Eritilmis siklondan (2) çikan çikis gazi, bir çikis gazi borusu (9) yoluyla bir çikis gazi yakma firinina (10) geçer, burada tamamen yanmis baca gazinda atik CO/H2 yakmak ve bir serbest derecede oksijen (tipik olarak %1-2) saglamak üzere daha fazla oksijen (11) enjekte edilir. Tamamen yakilan gaz akabinde, gazin sogutuldugu ve buharin üretildigi bir atik isi kurtarma kesitinden (12) geçer. Baca gazi akabinde, sogutma ve toz gidermenin yapildigi bir sulu yikayicidan (13) geçer. Elde edilen slam (14) cevher besleme akisi (1) yoluyla eriticiye geri dönüsüm amaciyla gönderilir. Yikayicidan (13) çikan soguk baca gazi bir baca gazi desülfirizasyon ünitesine (15) beslenir. Temiz baca gazi sonra bir bacadan (16) çikarilir. Bu gaz büyük ölçüde COz'den olusur ve uygun oldugunda, sikistirilabilir ve ayri bir mekanda tutulabilir (atik yogusmaz gaz türlerinin uygun çikarilmasi ile). Eritme haznesi (4), basvuru sahibinin adina yukarida bahsedilen uluslararasi yayin WO OO/O1854'te açiklanan türdedir ve yan duvar su ile sogutulmus panelleri içererek, refrakter materyalden olusturulan bir taban ve tabanin kenarlarindan yukari dogru uzanan yan duvarlari içerir. Sekiller 2 ila 5, ayni zamanda bulusun bir düzenlemesi ile uyumlu olarak haznenin bir tabaninin bir kesitinde isi borularini (21) içeren Sekil 1'de gösterilen genel türde bir dogrudan eritme haznesinin (4) bir refrakter kaplamali tabaninda bir isi borulari (21) düzenlemesini gösterir. Asagida daha detayli olarak açiklandigi üzere, kullanimda, isi borulari (21) ergimis cüruf veya ergimis metal formunda ergimis materyal ile temastan dolayi tabanin refrakter materyalinin refrakter asinmasini büyük ölçüde azaltir ve önceden olan durumlara göre tabanda daha çesitli refrakter materyallerinin kullanimini ve daha genis materyal seçiminin bir sonucu olarak isletimsel faydalarin elde edilmesini mümkün Sekil 2, haznede bir dogrudan eritme prosesinin baslatilmasinin öncesinde bulus ile uyumlu olarak bir dogrudan eritme haznesine (4) ait bir düzenlemenin parçasinin bir alt kesitinin büyütülmüs halidir. Sekil, seviyeler hareketsiz bir diger deyis ile çalismayan kosullar altinda gösterilerek, prosesin duragan durumda çalismasi altinda eritme haznesinde (4) olan ergimis cüruf ve ergimis metal seviyelerini gösterir. Eritme haznesi (4), Sekil 1 ile ilgili olarak açiklanan Hlsarna tesisinin veya herhangi baska dogrudan eritme tesisinin bir parçasi olabilir. Sekil 3, düzenlemeye ait isi borulari (21) ve cüruf bölgesi sogutucusunu (20) göstermek üzere refrakter materyali çikarilarak, Sekil 2"de gösterilen eritme haznesinin (4) tabaninin bir üst kesitinin bir segmentini gösteren bir sematik perspektif görünümdür. Sekil 4 5 sirasiyla, sekil 3'te gösterilen düzenlemenin alt kisimdan ve uç görünümleridir. Sekil 2'ye referans ile refrakter kapli taban, kullanimda, haznedeki (4) bir cüruf bölgesinde (18) ergimis cüruf ile temas halinde olan bir üst parça (25) ve kullanimda, eritme haznesindeki (4) bir metal bölgesinde (19) ergimis metal ile temas halinde olan bir alt parçayi (26) içerir. Cüruf bölgesi (18) ile metal bölgesi (19), hareketsiz bir diger deyis ile çalismayan kosullar altinda gösterilir. Cüruf ve metal bölgelerinin Hlsarna ile Hlsmelt ve diger ergimis banyo bazli dogrudan eritme proseslerinin duragan durumda çalisma altinda hayli çaikalandigi iyice anlasilir. Firin tabani, refrakter tuglalar formunda bir refrakter kaplamayi içeren kenarlar (44) ve bir taban (43), ergimis metali sürekli olarak tahliye etmeye yönelik bir ön hazne (27) ve ergimis cürufu tahliye etmeye yönelik bir tapa deligini (28) içerir. Firin tabaninin üst halkasal yüzeyi (31), hazne yan duvarina yukari dogru ve disa dogru inoelir. Haznenin kullaniminda, firin tabaninin bu parçasi ergimis metal ve cüruf ile çarpmaya maruz birakilir. Firin tabani ayni zamanda asagidakileri içerir: (a) tabanin bu parçasindaki refrakter kaplamanin sogutulmasina yönelik tabanin üst parçasinin refrakter kaplamasinda bulunan bir cüruf bölgesi sogutucusu (20) ve (b) tabanin bu parçasinda refrakter kaplamanin sogutulmasina yönelik cüruf bölgesi sogutucusunun (20) altinda tabanin üst parçasinin refrakter kaplamasinda bulunan birçok isi borusu (21). Cüruf bölgesi sogutucusu (20), basvuru sahibi adina Uluslararasi yayin WO referans ile dahil edilir. Cüruf bölgesi sogutucusu (20), birçok sogutucu eleman ile bir halka olarak olusturulur. Her sogutucu eleman, yan duvarlar halkadan radyal olarak uzanarak halkanin bir kesimi olarak sekillendirilir. Her sogutucu eleman, dökme kabuk yapisinda entegre olarak olusturulan ve buradan sogutucunun akisina yönelik sogutucu akis geçis yollarini bulunduran bir taban duvari, bir yan duvarlar çifti, bir ön duvar ve bir üst duvara sahip oyuk açik arkalikli bir dökme kabuk yapisini içerir. Her bir cüruf bölgesi sogutma elemani ve cüruf bölgesi sogutma elemani ile isi aktarimi iliskisinde olan ilgili isi borulari, tesis içi bir düzenek olarak kurulabilen bir düzenek olarak olusturulabilir. Alternatif olarak, cüruf bölgesi sogutucu elemanlar ile isi borulari tesis içinde ayri olarak kurulabilir. Firin tabaninin üst parçasinin (25) refrakter kaplamasi, etkin bir sekilde cüruf bölgesi sogutucusu (20) ile sogutulur ve desteklenir. Cüruf bölgesi sogutucusu (20), firin tabaninin bu parçasinda refrakter materyalin asinma oranini büyük ölçüde azaltir. Özellikle cüruf bölgesi sogutucusunun (20) çalismasi, refrakter kaplamayi kaplamanin alanindaki ergimis cürufun tam katilasma sicakliginin altina sogutur ve cürufun, bunun yüzeyi üzerine sogumasina sebep olur ve donmus cüruf, refrakter materyalin daha fazla asinmasina bir engel saglar. konu mlandirilir. bölgesi sogutucusundan (21) firin tabaninin üst parçasi içerisinde birbirlerine paralel ve asagi dogru dikey olarak uzanir. Isi borulari (21), cüruf bölgesi sogutucusunun (20) asagisinda olan firin tabaninin üst parçasinin refrakter kaplamasini sogutur. Isi borularinin (21) üst kesitleri, cüruf bölgesi sogutucusu (20) ile isi aktarimi iliskisindedir ve isiyi isi borularindan (21) cüruf bölgesi sogutucusuna (20) aktarir. Tipik olarak, isi borulari (21) firin tabaninin her tarafinda bulunur. Isi borulari (21), Sekiller 2 ila 5'te gösterilen düzenlemede radyal olarak aralikli dört halkada düzenlenir. Bu düzenleme, en iyi Sekil 4'te görülebilir. Her halkadaki isi borulari (21), isi borularinin (21) radyal olarak içe dogru ve radyal olarak disa dogru halkalarinda isi borularina (21) göre çevresel olarak kademelendirilir. Isi borularinin (21) uzunlugu, isi borularinin bulundugu firin tabaninin üst parçasinin (25) bir iç yüzeyinden isi borularinin (21) radyal araliklandirilmasi ile artar. yolu ile bulus, isi borularinin (21) dikey oldugu düzenlemeler ile sinirli degildir. Baska örnek yolu ile bulus, isi borularinin (21) düz oldugu düzenlemeler ile sinirli degildir - isi borulari (21) firin tabaninin yapisal özelliklerini barindirmak üzere kavisli kesitleri içerebilir. Baska örnek yolu ile bulus, isi borularinin (21) uzunlugunun isi borularinin (21) firin tabaninin üst parçasinin (25) iç yüzeyinden radyal araliklandirilmasi ile arttigi düzenlemeler ile sinirli degildir. su içerir. Çalisma sicakliginda herhangi uygun baska bir isi aktarim sivisi örnegin, alkol, aseton veya sodyum gibi metal dahi kullanilabilir. lsi borulari (21), refrakter kaplamanin refrakter materyalinden isiyi alir. Isi borularinin (21) amaci isi borularinin (21), cürufun firin tabaninin yüzeyinde donmasina sebep olmak ve asinmaya bir engel olarak görev yapan bir donmus cüruf tabakasi olusturmak üzere refrakter kaplamanin alaninda cürufun tam katilasma sicakliginin altinda yerlestirildigi refrakter kaplamanin refrakter materyalinin mümkün oldugu kadar büyük bir hacmini korumaktir. Hayli çalkalanmis bir dogrudan eritme prosesinde, örnegin Hlsama ve Hlsmelt prosesleri, cüruf ve daha düsük bir dereceye kadar ergimis metalin eritme haznesindeki (4) hareketi eritme haznesinin firin tabaninin refrakter materyalinin asinmasina sebep olur. Asinma, FeO, Ti02 ve ergimis cürufta bulunan diger agresif oksitler ile kimyasal saldiri, erozyon gibi farkli dogaya sahip olabilir. Firin tabaninin üst parçasindaki refrakter materyale karsi metal yikama ve çarpma islemi, ayni zamanda asinma mekanizmasinin bir parçasi olabilir ve dondurmali kaplamanin arttirilmasi refrakter maddenin bu agresif kosuldan izole kalmasini katki saglayacaktir. Basvuru sahibi, tipik olarak ergimis cürufun, firin tabaninin yukari dogru ve disa dogru egimli üst parçasina asagi dogru ve akabinde firin tabaninin kenarlarinin iç yüzeyine asagi dogru akar. Bu hareket sürekli olarak refrakter kaplamayi asindirir ve refrakter materyalde bir alttan oyuk olusturur. Bu alt oyuk asinma deseni, Sekiller 6 ila 8'de gösterilir. Sekiller 6-8, bulus ile uyumlu olarak dogrudan eritme haznesine (4) ait baska düzenlemelerin parçalarinin alt kesitlerinin büyütülmüs halidir. Sekil 6, Sekiller 2-5'te gösterilen ile ayni temel isi borulari (21) düzenlemesine sahiptir ve Sekiller 7 ile 8, Sekiller 2-5`te gösterilen ile benzer isi borulari (21) düzenlemelerine sahiptir. Sekiller, dogrudan eritme prosesi haznede (4) bir zaman periyodu boyunca gerçeklestikten sonraki eritme haznelerini gösterir. Sekil, firin tabanindaki refrakter materyalin asinmasinin sonucu olan isi borularinin (21) alaninda her refrakter kaplamadaki alt oyugu (41 ) gösterir. Sekil 7'de gösterilen isi borulari (21) genellikle, genellikle radyal olarak uzanan üst kesitler (45) ve dikey olarak uzanan paralel alt kesitlere (53) sahip ters çevrilmis hokey sopasi seklindedir. Sekil 8'de gösterilen isi borulari (21 ), genellikle dikey olarak uzanan paralel alt kesitler (53) ve radyal olarak uzanan üst kesitlere (55) sahip ters çevrilmis L sekillerini içerir. Sekil 8'de gösterilen dördüncü isi borusu (21) bir düz borudur. Sekiller 7 ile 8'd gösterilen isi borularinin (21) alt kesitleri (53), cüruf bölgesi sogutucusunun (21) asagisinda firin tabaninin üst parçasi içerisinde birbirlerine paralel ve asagi dogru dikey olarak uzanir. Alt kesitler (53), cüruf bölgesi sogutucusunun (20) asagisinda olan firin tabaninin üst parçasinin refrakter kaplamasini sogutur. Isi borularinin (21) genellikle radyal olarak uzanan üst kesitleri (55), cüruf bölgesi sogutucusu (20) ile isi aktarimi iliskisindedir ve isiyi isi borularindan (21) cüruf bölgesi sogutucusuna (20) aktarir. Cüruf bölgesi sogutucusu (20), eritme haznesinden (4) isiyi alir. Genellikle radyal olarak uzanan üst kesitler (55), cüruf bölgesi sogutucusunun (20) oldukça yakininda konumlandirilir ve böylece isi aktarimini kolaylastirir. Bulusun bu L sekli veya hokey sopasi düzenlemeleri ile sinirli olmadigi ve isi borularinin (21) herhangi uygun bir sekilde olabileceginin alti çizilmelidir. Basvuru sahibi tarafindan gerçeklestirilen bilgisayar simülasyonu ile modelleme çalismasi, ergimis cüruf ile temastan dolayi sonuçta olusan alt oyuk ve asinma boyutunun, isi borularinin (21) refrakter kaplamada konumlandirilmamis olmasi durumunda meydana gelen asinma ile karsilastirildiginda Sekiller 2-8'in düzenlemelerinde gösterilen isi borulari (21) düzenlemesi ile büyük ölçüde azaltildigini gösterir. Refrakter kaplamanin asinmasi, bu eritme haznesinin (4) çalisma ömrünü büyük ölçüde kisaltabildiginden dolayi önemli bir sorundur. Dogrudan eritme haznelerinin tasarimi, dogrudan eritme prosesinin çalisma sicakliklarinda asinmaya dirençli olan refrakter materyallerin kullanimini içermistir. demir içeren besleme materyallerinin eritilmesi durumunda refrakter materyalleri, 1400-1500°C araligindaki sicakliklarda asinmaya dirençli olmak zorundadir. Demir içeren besleme materyallerinin dogrudan eritilmesine yönelik olarak firin tabanlarinin yapimina yönelik kullanima yönelik uygun olan sinirli bir mevcut refrakter materyaller grubu bulunur ve bu refrakter materyaller, maliyetli olmaya yatkindir. Örnek yolu ile bu tür refrakter materyaller, yüksek kromlu sicaklikta tutulmasini mümkün kilarken, dondurmali cüruf kaplama ile saglanan engellerin etkinlilini korur. Sonuç olarak refrakter kaplama, önceki duruma göre çok çesitli refrakter materyallerden yapilabilir. Çok çesitli materyallere ulasilmasinda maliyet faydalari bulunur. Ek olarak çok çesitli materyaller, mevcut durumda kullanilan materyallerden daha iyi termal iletkenlige sahip materyalleri içerir. Iyilestirilmis termal iletkenlik ayrica, isi alimini arttirir ve böylece, refrakter materyali refrakter kaplamanin alaninda ergimis cürufun tam katilasma sicakliginin altinda tutar. Örnek yolu ile düzenlemeler, isi borularinin bulundugu firin tabaninin üst parçasinin bir iç yüzeyinden isi borularinin radyal araliklandirilmasi ile isi borularinin (21) uzunluklarinin arttigi isi borularinin (21) düzenlemelerini içerirken mevcut bulus, bu sekilde sinirli degildir ve isi borulari (21) herhangi uygun bir uzunluga sahip olabilir. Örnek yolu ile düzenlemeler, bir cüruf bölgesi sogutucusunu (20) içerirken mevcut bulus, bu sekilde sinirli degildir ve hiç bir cüruf bölgesi sogutucusunun (20) olmadigi düzenlemelere kadar uzanir. Düzenlemelerde gösterilen türde cüruf bölgesi sogutucularinin (20), isi borularindan (21) haznenin (4) disina isi aktarimini kolaylastirmak üzere uygun bir seçenek oldugunun alti çizilmelidir. Örnek yolu ile düzenlemeler, refrakter kaplamalarin ergimis cüruf ile temasina odaklanirken mevcut bulus, bu sekilde sinirli degildir ve ayni zamanda refrakter kaplamalarin ergimis metal ile temas ettirildigi durumlara kadar uzanir. TR TR TR TR TR TR