CN119032185A - 用于在铬铁合金制品的生产中预热原材料的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种在铬铁合金制品的生产中预热原材料的方法。该方法包括提取在直流电弧炉（12）中产生的废气、将所提取的废气供送到热气发生器（40）、以及在热气发生器（40）中使用废气作为燃料源产生热气。热气和原材料被供送到至少一个预热器单元（50），并被沿着分立的路径输送，使得热气与原材料之间没有直接接触。该方法包括使用热气通过传导来加热预热器单元（50）中的原材料，并从预热器单元（50）中提取经加热的原材料以便用于直流电弧炉（12）。本发明还涉及一种用于预热原材料的系统（10）。

Description

用于在铬铁合金制品的生产中预热原材料的系统及方法

技术领域

本发明涉及用于在铬铁合金制品的生产中预热原材料的系统和方法。特别地但非排他地，该系统和方法在使用直流电弧炉的铬铁合金制品的生产中使用。

背景技术

在铬铁合金的生产中使用直流（DC）电弧炉是熟知的。将细粒至碎片（亚微米至40mm尺寸）的铬铁矿石形式的原材料、还原剂和熔剂供送到直流电弧炉中，在该直流电弧炉中使用电能对其进行熔化。电能成本的增加对铬铁合金生产过程的财务可行性构成了威胁。在将原材料供送到熔炼炉之前利用生产过程中产生的废能对其进行预热，这为降低成本或提高产量或既降低成本又提高产量提供了机会。然而，资金要求、技术复杂性、控制困难性和类似的挑战削弱了利用已有的系统和方法进行这样的预热所能预期的整体效益。

预热是一个已知的概念，且已使用在诸多矿物和火法冶金过程中。作为特定加工步骤的对炉供送材料进行预热也是已知的。该预热步骤一般包括使用炉废气中存在的可燃一氧化碳（CO）中的能量来加热位于炉上方的竖窑中的原材料。这种竖窑的一个示例是由美卓奥图泰公司（Metso Outotec Oyj）生产的，其中多孔原材料柱在矿热炉中进行冶炼之前被预热。预热也用于固体还原过程，一般包括将颗粒化的原材料部分地进行预还原到高还原水平，以便在高温下进行供送并在矿热炉中进行冶炼。斯特拉塔（Xstrata）PLC（现被嘉能可（Glencore）PLC收购）开发的Premus方法就是这种方法的一个示例。使用细粒原材料预还原的另一个示例是申请人在其米德尔堡铬铁工厂（Middelburg Ferrochrome facility）使用的铬直接还原（CDR）方法。再一种预热方法是利用流化床预热器在将原材料供送到直流电弧炉之前对其进行预热。

已知方法的一个显著缺点是，在预热步骤中，原材料与用于对其进行加热的热气之间存在直接接触。使热气与细粒原材料直接接触的风险是细粒材料可能会被带入气流中，从而必须随后在预热后将其分离和处理，其中使固体被滤出并返回进料流。原材料与热气之间的直接接触也可能导致细粒和粗粒材料的分离，从而导致相关的气体流动和效率不良。此外，原材料中含有的碳质材料可能存在燃烧（氧化）的风险。

原材料与热气之间直接接触的这些已知方法的另一个缺点是粗粒而多孔的材料破裂成细粒聚集体会形成床层堵塞，这导致需要过大的压力迫使气体通过床层。这又可能会导致床层出现沟槽并因此导致传热不良。使原材料与热气直接接触的再一个问题是，这可能会导致原材料混合物中的一些原材料软化，进而对原材料的物理性质产生相关的聚集、烧结、结块或类似的负面影响。原材料的物理性质上的这些变化会导致该方法下游的后续处理问题。

由于还原剂分解成其组成部分而其中一些组成部分会给上、下游处理带来困难，所以这些已知的方法在可使用的还原剂类型上也有局限性。也已发现这些已知的方法会导致预还原矿物的再氧化，并由此导致后续的价值损失。此外，还已知由于供送材料中未检测到的变化导致的冶炼单元中的过程变化会增加加工时间，这对冶炼单元产生不利影响。

这些已知的方法还需要高昂的资金成本来建造加工设备，并且还增加了部件数量，这又导致了设备的运营成本较高而可靠性较低。在高温下的高废气量也需要以牺牲电能为代价进行额外的冷却和处理。进一步发现的是，这些已知的预热设备中的能源利用效率并不理想。

与已知的预热方法相关的上述缺点必须与原材料预热可能带来的益处进行权衡。因此，需要以较低的资金要求、改进的简单性和更易于控制的方式预热炉供送原材料。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于在铬铁合金制品的生产中预热原材料的系统和/或方法，其将至少部分地解决上述缺点。

本发明的另一个目的是提供一种用于在铬铁合金制品的生产中预热原材料的系统和/或方法，其将是现有系统和/或方法的有用替代方案。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种在铬铁合金制品的生产中预热原材料的方法，该方法包括：

提取直流电弧炉中产生的废气；

将提取的废气供送至热气发生器；

在热气发生器中通过使用废气作为燃料源来产生热气；

将热气供送到至少一个预热器单元；

将原材料供送到该至少一个预热器单元；

沿着预热器单元中的分立路径输送原材料和热气，使得热气与原材料之间没有直接接触；

使用热气通过传导加热预热器单元中的原材料；和

从预热器单元提取加热的原材料以用于直流电弧炉。

加热原材料的步骤可以包括使用逆流式热交换器。该方法可以包括使用管式或板式热交换器、优选的是壳管式热交换器，并且在热交换器的管中输送原材料并同时在由热交换器的围绕管的壳体所限定的内部容积中输送热气。该方法可以包括通过在内部容积中使用平行的、间隔开的挡板来将管固定就位以及在壳体内的内部容积中引导热气流。

该方法可以包括在重力作用下将原材料输送通过热交换器，优选地通过将管布置在基本竖直的取向上进行。

该方法可以包括将原材料供送到位于预热器单元顶部、优选地在热交换器上方的缓冲部。

该方法还可以包括从位于预热器单元底部、优选地在热交换器下方的卸料斗中提取经加热的原材料。

该方法可以包括响应于直流电弧炉的操作要求来监测和控制从预热器单元中提取经加热的原材料。该方法还可以包括基于从预热器单元中提取经加热的原材料的提取参数，自动地调整将原材料供送到预热器单元、优选地缓冲部中的供送参数。

该方法可以包括响应于直流电弧炉的操作要求来监测和控制热气特性。这可以包括监测和控制热气的温度、湿度和化学成分。该方法可以包括将副燃料源和/或副空气流引入到热气发生器中。

该方法还可以包括从预热器单元中提取粉尘和/或烟雾。这可以包括从用于将原材料输送到热交换器的进料斗中提取粉尘和/或烟雾。该方法还可以包括在清洁子系统中清洁和排放从预热器单元中提取的粉尘和/或烟雾，诸如用于清洁所提取的粉尘和/或烟雾的单独的独立系统。该方法还可以包括从所提取的粉尘和/或烟雾流中分离颗粒，并将这些颗粒作为原材料流的一部分供送回到预热器单元中。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于预热铬铁合金制品的生产中的原材料的系统，该系统包括：

热气发生器，其用于使用直流电弧炉中产生的废气作为热气发生器中的燃料源来产生热气；

至少一个预热器单元，其容纳热交换器，用于使用由热气发生器产生的热气加热原材料；

原材料供送装置，其用于将原材料供送到该至少一个预热器单元中；

提取装置，其用于从该至少一个预热器单元中提取经加热的原材料；和

经加热原材料供送装置，其用于将所提取的经加热的原材料供送到直流电弧炉；

其中，热交换器是逆流式热交换器，其分别限定了原材料和热气通过热交换器的分立的流动路径，使得原材料与热气之间没有直接接触，从而使用传导作为主传热机制。

热交换器可以是管式或板式热交换器、优选的是壳管式热交换器。热交换器可以包括用于输送原材料的管、以及包括在由热交换器的围绕管的壳体所限定的内部容积，该内部容积用于围绕管输送热气。可以在内部容积中设置平行的、间隔开的挡板以将管固定就位以及引导壳体内的内部容积中的热气流动。

热交换器优选地布置为使得管处于基本竖直的取向，以便在使用中在重力作用下通过热交换器输送原材料。

该至少一个预热器单元可以包括用于接收原材料的缓冲部。缓冲部优选地位于预热器单元的顶部、更优选地位于热交换器上方。

该至少一个预热器单元可以包括收集容器，优选地是卸料斗，在从预热器单元排放或提取之前将经加热的原材料收集在该卸料斗中。卸料斗可以位于预热器单元的底部、优选地位于热交换器下方，使得经加热的原材料在其离开热交换器时在重力作用下收集在其中。

热气发生器可以包括：主燃料源入口，废气通过该主燃料源入口被供送到热气发生器中；副燃料源入口，副燃料源通过该副燃料源入口供送到热气发生器中；主空气入口，主空气流通过该主空气入口进入热气发生器；以及副空气入口，副空气流通过该副空气入口进入热气发生器。

该系统可以包括用于监测和控制系统的操作的控制系统。控制系统可以包括监测、测量和/或控制装置，用于响应于直流电弧炉的操作要求来监测、测量和/或控制从预热器单元对经加热的原材料的提取，和/或监测、测量或控制用于将热气从热气发生器输送到预热器单元、缓冲部和/或卸料斗的管道中的热气特性。该系统可以包括调节装置，用于响应于从预热器单元提取经加热的原材料的提取参数而自动调节向预热器单元供送原材料的供送参数。用于自动调节供送和/或提取参数的调节装置优选地由控制系统控制和/或形成控制系统的一部分。该系统还可以包括用于自动调节热气发生器的操作参数以控制热气的温度、湿度和化学成分的调节装置。用于自动调节热气操作参数的调节装置优选地由控制系统控制和/或形成控制系统的一部分。

该系统还可以包括用于从预热器单元中提取粉尘和/或烟雾的粉尘和/或烟雾提取系统。粉尘和/或烟雾提取系统可以与预热器单元的进料斗流体连通，以从进料斗中提取粉尘和/或烟雾。

该系统还可以包括用于控制从该至少一个预热器单元提取原材料的计量系统。计量系统优选地位于该至少一个预热器单元下方，并包括用于在提取过程中称量原材料的称重装置和用于将所提取的原材料供送至直流电弧炉的供送装置。计量系统优选地是封闭的、气密的和隔热的，以防止热损失和空气进入，从而降低原材料燃烧的风险。

该系统可以包括用于清洁和排放从预热器单元提取的粉尘和/或烟雾的清洁子系统，以及用于将从所提取的粉尘流和/或烟气流中分离出的颗粒作为原材料流的一部分供送回到预热器单元中的回流管线。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例更详细地描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的用于在铬铁合金制品的生产中预热原材料的系统和方法的示意图；和

图2示出了图1的系统的一个预热器单元的放大详细视图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施方式之前，应当理解的是，本发明的应用不限于以下描述中阐述的或以下附图中图示的构造细节和部件布置。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或实施。而且，应当理解的是，本文使用的措辞和术语仅用于描述目的，而不应被视为限制。本文中使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变体意味着包含有下文所列的项目及其等效物以及附加项目。除非另有规定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“接合”及其变体以广义使用，进而包括直接和间接的安装、连接、支撑和联接，并因此旨在包括两个构件之间的在其间没有设置任何其他构件的直接连接、以及构件之间的在其间设置有一个或多个其他构件的间接连接。此外，“连接”和“接合”不限于物理或机械连接或联接。此外，“下部”、“上部”、“向上”、“下”和“向下”等词指示所参照的附图中的方向。术语包括上述特别提及的词语、其衍生词以及词语或类似含义。应当注意的是，除非明确无误地限制为一个指代，在本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一种”、“一个”和“所述”以及任何单词的任何单数用法都包括复数指代。本文所使用的术语“包括”及其语法变体旨在是非限制性的，使得列表中对项目的叙述并不排除可以替换或添加到所列项目中的其他类似项目。

参照附图，其中相同的数字表示相同的特征，根据本发明的用于在铬铁合金制品的生产中预热原材料的系统的非限制性示例总体上由附图标记10指示。

系统10包括直流（DC）电弧炉，其中使用电能熔化原材料。通过形成电路16的一部分的电极柱14为炉12供给直流电源。电路16由位于炉12的底部的阳极18（图1）或作为放置在直流电弧炉的熔池下方或上方的单独阳极装置（未示出）完成。电路16包括由变压器22和交流（AC）电源24供电的DC整流器20。原材料通过电极14的一端与阳极18之间的开路直流电弧熔化，并且液态合金和炉渣分别通过定制的出钢孔口或出口26和28排出。合金锭30通常由通过出口26排出的液态合金铸造而成。

冶炼过程中产生的废气经斜槽或管道32从炉12中连续提取。废气被输送到气体洗涤设备34，在该气体洗涤设备34处被清洁以供下游使用。可替代地，废气可以储存起来以供后续使用。废气处于高温下，并且含有一氧化碳（CO）和氢气（H₂）等形式的化学能。废气一般是CO、H₂、氮气（N）、水蒸气和其他少量气体（因为这些气体间或地出现在炉废气中）的混合物。清洁后的废气从洗涤设备34流经压缩机36或合适的风扇，用于使废气达到所需的压力。废气在被供应到热气发生器40之前通过气体干燥器38。热气发生器40通常是燃烧炉或燃烧室。尽管图1中仅示出了一个燃烧室40，但可以设想的是，在替代性实施方式中可以使用多个单元或燃烧室。燃烧室40的构造和数量一般取决于系统10的操作要求。因此，应该清楚的是，燃烧室40适当地构造用于该方法所需的温度、成分和流量，并且可以是单个单元或多个单元的构造，用于正确而有效地产生用于原材料预热时的热气。热气发生器40通常包括必要的风扇、气体管线、气体控制安全和控制装置、仪器、管道和容器，其构造为能够承受所需的工艺需求。

从上述描述中可以清楚的是，在热气发生器40中用于产生热气的燃料是由同一系统10的DC电弧炉12产生的废气。燃烧空气供应源42被供送到热气发生器40中以用于燃烧过程。

本发明的系统10包括可选的副燃料供应源44，其向热气发生器40供应燃料。副燃料供应源44可以提供液体燃料、液态石油气、甲烷气或类似燃料形式的燃料。副燃料通常在热气发生器40启动期间使用，或在需要时对主燃料供应源（即废气供应源）进行补充。还可以设想的是，废气可以从铬铁合金生产设备或设施上的气体网络提供给热气发生器。还提供可选的副空气供应源46，以对进入热气发生器40的空气供应进行补充。

热气从热气发生器40供应到至少一个预热器。在图1所图示的实施方式中，热气被供应到热交换设备48。热气发生器优选紧密地位于热交换设备48附近，以在输送热气时最小化热损失。使用隔热管道以在将热气从热气发生器40输送到热交换设备48时将热损失降至最低。

热交换设备48包括至少一个且优选多个预热器单元50。每个预热器单元50包括热交换器52，用于使用热气加热原材料。在系统10的优选实施方式中，热交换器52是交叉流式或逆流式热交换器。特别地，热交换器52是管式或板式热交换器。在系统10的优选实施方式中，热交换器52是壳管式热交换器，其中原材料在热交换器的管52.1中进行输送，而热气被供应到热交换器52的围绕管的内部容积52.4（即热交换器52的壳体52.2所限定的围绕管的容积）中。平行的、间隔开的挡板52.3从壳体52.2延伸到内部容积52.4中，并且将管52.1固定就位并同时引导壳体内的热气的流动。热交换器52构造为承受得住由在热交换器元件（即图示实施方式中的管52.1）的一侧通过的原材料和在另一侧通过的热气的磨损性质施加在它们上的负荷。

原材料被输送到各个预热器单元50，其中使用原材料供送装置将原材料供送到预热器单元中。原材料通过位于热交换器52顶部的入口进入该单元，进入称为进料斗（未示出）的区域。原材料可以作为连续流或分批地供送至进料斗。如图1所示，原材料由原材料处理设备54供应，在该原材料处理设备54处根据铬铁生产方法的要求制备原材料、特别是对原材料进行称重和混合。制备好的原材料通过输送装置56被输送到该至少一个预热器单元50、特别是热交换设备48。在热交换设备48中，原材料积聚在位于每个预热器单元50顶部的缓冲部58中，从该处被供送到热交换器52中。在使用中，原材料在重力作用下沿着热交换器52的管52.1运动，即向下运动。热气又通过位于原材料入口竖直下方的入口或端口进入热交换器52。在系统10的优选实施方式中，热气入口位于热交换器52的底部。在这种构造中，热气和原材料穿过热交换器52沿基本相反的方向运动。热气入口布置为在热交换器元件周围提供有效的流动模式。在自然传导下，热量从热气中被提取，并通过热交换器元件的壁流动并流动到与该热交换器元件的壁的另一侧接触的原材料中。热交换器管52.1中的原材料基本上是填充床，由此能够在颗粒间传导热量。

热气在其流过热交换器元件时被冷却，并且热量被传导到原材料。冷却的热气通过排气管道60排放，排气管道60设置并布置为安全地处理冷却的气流。

在热交换器52中输送、缓冲储存保持和预热原材料时产生的粉尘和/或烟雾通过定制设计的提取系统62提取，以便进行清洁和后处理。粉尘和/或烟雾提取系统62通常与进料斗流体连接。通过提取系统62提取的粉尘和/或烟雾将在单独的独立系统中被清洁和排放。

使用提取装置从该至少一个预热器单元50中提取通过热气加热的原材料（即，经加热的原材料）。经加热的原材料在收集容器中进行积聚或收集，收集容器优选地在位于热交换器元件下方的卸料斗64中。卸料斗64图示为底部卸料斗，经加热的原材料通过该底部卸料斗排放。如上所述，原材料沿预热器单元50竖直向下运动并积聚在卸料斗64中。在每个预热器单元50中，卸料斗64形成预热器单元的底部区段或底板。卸料斗64隔热设置，以减少经加热的原材料的热损失。在使用中，经加热的原材料从卸料斗64中作为连续流或分批地被导出。当经加热的原材料从卸料斗64中排放时，置于其上方的原材料在重力作用下向下运动，以弥补预热器单元50中的该原材料损失。同时，新的原材料被装填到位于预热器单元50顶部的进料斗。因此，预热器单元50中的原材料通过上述排放和装填过程自动补充。换句话说，原材料基于原材料从预热器单元50的排放而被自动供送到预热器单元50中。

系统10包括调节装置（未示出），用于响应于从预热器单元50提取经加热的原材料的提取参数而自动调节原材料供送到预热器单元50中的供送参数。供送参数和提取参数可以相应地包括在向预热器单元50供送原材料和从预热器单元50提取原材料时诸如原材料的重量、速度、速率、体积速率、温度、成分、含水量或任何其他相关参数。调节装置通常由控制系统控制。

根据直流电弧炉12的需求对从预热器单元50、特别是卸料斗64中提取经加热的原材料进行控制。在位于热交换器52顶部的缓冲部58中保持足够量的处于环境温度下的原材料，以便在导出经加热的原材料时向热交换器提供连续的原材料供送。计量系统66位于预热器单元50下方，用于对从预热器单元中提取原材料进行控制。计量系统66包括合适的机械、电气和控制装置，以确保根据直流电弧炉的需求从预热器单元50中准确地提取原材料。计量系统66还包括用于在提取过程中称量原材料的称重装置和用于将所提取的原材料供送到直流电弧炉12的供送装置68。供送装置68包括管道或斜槽70，经加热的原材料通过这些管道或斜槽被输送到直流电弧炉12，这些管道或斜槽为电路16中的稳定性而特别布置的。在本发明的系统10中，对经加热的原材料的提取、称重和供送发生在封闭的、气密的装置中，该装置优选地是隔热的以防止热损失和/或防止空气进入，从而降低原材料燃烧的风险。

在本说明书中，词语“进行提取”和“提取”及其衍生词应被广义地解释为描述任何移除、取出或排放的行为而无论这种行为是否是通过力进行的。例如，经加热的原材料可以在外力作用下从预热器单元（50）中提取，或者简单地允许其自由离开预热器单元，诸如仅在重力作用下离开。

本发明的系统10包括用于控制操作的控制系统（未示出）。控制系统的目标是连续地执行铬铁合金生产过程并同时保持从所提供的原材料中有效提取铬铁合金。控制系统通常形成铬铁设备控制操作中所采用的设备控制系统的一部分。控制系统包括用于感测原材料水平（包括经加热的原材料从预热器单元的排放速率）的传感器，并响应于此将新的原材料供送到进料斗中。当原材料运动通过预热器单元50时，原材料的温度也被连续地监测。原材料的温度持续地传输到控制系统。

控制系统包括现场仪表装置、电子信号采集装置、电子处理单元和有效控制铬铁合金生产设备所需的相关设备（作为整体或整体的一部分）。

控制系统包括安装在整个系统10的关键位置的监测和/或测量装置，包括安装在用于将热气从热气发生器40输送到预热器单元50、缓冲部58和卸料斗64的热气管道中。监测和/或测量装置将状态信息和控制输入传输到控制系统，以保持操作参数和安全限制。

根据过程控制参数连续监测并自动调节热气的温度。这些参数可以包括确保DC电弧炉的最佳性能的操作参数和/或由方法和设备施加的限制，以确保系统10的安全操作。这包括使用控制系统来控制热气发生器40和热交换设备48的操作以提供具有所需温度、湿度和化学成分的热气。例如，通过控制系统来设定温度设定点，并控制废气量和热气发生器40中的空燃比，以便满足预热器单元50、特别是热交换器52的要求。如此，控制系统不仅根据温度设定点和限制控制热气温度，还控制热气流中的成分、特别是氧气的量。热气发生器的操作参数通过调节装置（未示出）自动调节，以便调节诸如热气的温度、湿度和化学成分等的热气特性。

控制系统还包含系统10中使用的管道、设备或原材料所需的安全启动、关闭、紧急关闭和斜坡上升曲线所要求的过程控制逻辑。

根据本发明的系统10的优点是原材料与用于预热原材料的热气之间没有直接接触。因此，原材料和热气没有混合。热量在热交换器52中通过传导从热气传递到原材料。由于使用的热交换器52的类型，热气通过传导将热量传递到热交换器元件，热交换器元件又通过传导将热量传递到在热交换元件的相反侧下降的原材料。应该清楚的是，热交换器52分别为通过它们的原材料和热气限定了分立的流动路径，使得原材料与热气之间没有直接接触。

在本发明的系统10中，传导是原材料预热时的主要热交换机制。

从上述描述中应当理解的是，预热器单元50提供对原材料的缓冲储存，并在原材料与热气之间没有直接接触的情况下将原材料预热到升高且受控的温度。由此，根据本发明的用于生产铬铁合金制品的系统10和相应的方法解决了上述的已知系统和方法的缺点。可以设想的是，在系统10中，提高的电效率将导致每单位电输入的产量增加并同时避免了已知预热技术的至少一些缺点。所认为的是，根据本发明的系统10和方法具有额外的益处，包括减少设备数量、减少供送材料氧化的可能性、在精确的温度控制和炉供送控制中避免发生氧化的后果。

应当理解的是，上述描述仅提供了本发明的一个示例实施方式，并且在不脱离本发明的精神和/或范围的情况下可以有许多变体。从本申请中可以容易地理解，如一般描述和附图中图示的，本发明的特定特征可以根据各种不同的构造进行布置和设计。这样，提供本发明的描述和相关附图不是为了限制本发明的范围，而是简单地表示所选的实施方式。

本领域技术人员将理解的是，给定实施方式的技术特征实际上可以与另一个实施方式的特征相组合，除非另有说明或明显这些特征是不兼容的。此外，除非另有说明，否则给定实施方式中描述的技术特征可以与该实施方式的其他特征隔离开来。

Claims (29)

1.一种在铬铁合金制品的生产中预热原材料的方法，所述方法包括：

提取直流电弧炉（12）中产生的废气；

将所提取的废气供送到热气发生器（40）；

在所述热气发生器（40）中通过使用所述废气作为燃料源来产生热气；

将所述热气供送到至少一个预热器单元（50）；

将所述原材料供送到所述至少一个预热器单元（50）；

沿着所述预热器单元（50）中的分立路径输送所述原材料和热气，使得所述热气与原材料之间没有直接接触；

利用所述热气通过传导来加热所述预热器单元（50）中的所述原材料；和

从所述预热器单元（50）中提取经加热的原材料以在所述直流电弧炉（12）中使用。

2.根据权利要求1所述的方法，包括使用逆流式热交换器（12）来加热所述原材料。

3.根据权利要求2所述的方法，包括使用管式或板式热交换器（12）来加热所述原材料。

4.根据权利要求3所述的方法，包括使用管壳式热交换器（12），以及在所述管壳式热交换器（12）的管（52.1）中输送所述原材料并同时在由所述管壳式热交换器（12）的围绕所述管（52.1）的壳体（52.2）所限定的内部容积（52.4）中输送所述热气。

5.根据权利要求4所述的方法，包括通过所述内部容积（52.4）中的平行的、间隔开的挡板（52.3）将所述管（52.1）固定就位，以及使用所述挡板（52.3）在所述壳体（52.2）内的所述内部容积（52.4）中引导所述热气的流动。

6.根据权利要求4或5所述的方法，包括通过将所述管（52.1）布置在基本竖直的取向上而在重力作用下将所述原材料输送通过所述热交换器（12）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，包括将所述原材料供送到位于所述预热器单元（50）的顶部且在所述热交换器（12）上方的缓冲部（58），并从位于所述预热器单元（50）的底部且在所述热交换器（52）下方的卸料斗（64）提取经加热的原材料。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，包括响应于所述直流电弧炉（12）的操作要求而监测和控制从所述预热器单元（50）提取经加热的原材料，以及基于从所述预热器单元（50）提取经加热的原材料的提取参数而自动调节将所述原材料供送到所述预热器单元（50）中的供送参数。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，包括响应于所述直流电弧炉（12）的操作要求而监测和控制热气特性，所述热气特性选自包括所述热气的温度、湿度和化学成分的组。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，包括将副燃料源（44）和/或副空气流（46）引入到所述热气发生器（40）中。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，包括从所述预热器单元（50）提取粉尘和/或烟雾。

12.根据权利要求11所述的方法，包括在单独的独立系统中清洁和排放从所述预热器单元（50）提取的粉尘和/或烟雾。

13.根据权利要求11或12所述的方法，包括从所提取的粉尘和/或烟雾流中分离颗粒，并将所述颗粒作为原材料流的一部分供送回到所述预热器单元（50）中。

14.一种用于在铬铁合金制品的生产中预热原材料的系统（10），所述系统包括：

热气发生器（40），所述热气发生器用于使用直流电弧炉（12）中产生的废气作为所述热气发生器（40）中的燃料源来产生热气；

至少一个预热器单元（50），所述至少一个预热器单元容纳热交换器（52），用于使用由所述热气发生器（40）产生的所述热气来加热所述原材料；

原材料供送装置，所述原材料供送装置用于将所述原材料供送到所述至少一个预热器单元（50）中；

提取装置，所述提取装置用于从所述至少一个预热器单元（50）中提取经加热的原材料；和

经加热原材料供送装置（66），所述经加热原材料供送装置用于将所提取的经加热的原材料供送到所述直流电弧炉（12）；

其中，所述热交换器（52）是逆流式热交换器，所述逆流式热交换器限定了分别用于所述原材料和所述热气通过所述热交换器（52）的分立的流动路径，使得所述原材料与所述热气之间没有直接接触，从而使用传导作为主传热机制。

15.根据权利要求14所述的系统（10），其中，所述热交换器（52）是管式或板式热交换器。

16.根据权利要求15所述的系统（10），其中，所述热交换器（52）是管壳式热交换器，所述管壳式热交换器包括用于输送所述原材料的管（52.1）和由所述热交换器（52）的围绕所述管（52.1）的壳体（52.2）所限定的内部容积（52.4），所述内部容积用于围绕所述管（52.1）输送所述热气。

17.根据权利要求16所述的系统（10），包括位于所述内部容积（52.4）中的平行的、间隔开的挡板（52.3），以将所述管（52.1）固定就位以及在所述壳体（52.2）内的所述内部容积（52.4）中引导所述热气的流动。

18.根据权利要求16或17所述的系统（10），其中，所述热交换器（52）布置为使得所述管（52.1）处于基本竖直的取向，从而在使用中在重力作用下将所述原材料输送通过所述热交换器（52）。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的系统（10），其中，所述至少一个预热器单元（50）包括位于所述预热器单元（50）的顶部的、在其中接收所述原材料的缓冲部（58），以及位于所述预热器单元（50）的底部的卸料斗（64），经加热的原材料从所述卸料斗被排放或从所述预热器单元（50）被提取。

20.根据权利要求19所述的系统（10），其中，所述缓冲部（58）位于所述热交换器（52）上方，所述卸料斗（64）位于热交换器（52）下方，使得在使用中经加热的原材料在其离开所述热交换器（52）时在重力的作用下被收集在所述卸料斗（64）中。

21.根据权利要求14至20中任一项所述的系统（10），其中，所述热气发生器（40）包括主燃料源入口、副燃料源入口、主空气入口以及副空气入口，废气通过所述主燃料源入口供送到所述热气发生器（40）中，副燃料源（44）通过所述副燃料源入口供送到所述热气发生器（40）中，主空气流（42）通过所述主空气入口进入所述热气发生器，副空气流（46）通过所述副空气入口进入所述热气发生器（40）。

22.根据权利要求14至21中任一项所述的系统（10），包括控制系统，所述控制系统包括监测、测量和/或控制装置，所述监测、测量和/或控制装置用于响应于所述直流电弧炉（12）的操作要求而监测、测量和/或控制从所述预热器单元（40）提取经加热的原材料，以及/或者监测、测量和/或控制用于将所述热气从所述热气发生器（40）输送到所述预热器单元（50）、所述缓冲部（58）和/或所述卸料斗（64）的管道中的热气特性。

23.根据权利要求22所述的系统（10），包括调节装置，所述调节装置用于响应于从所述预热器单元（50）提取经加热的原材料的提取参数而自动调节将所述原材料供送到所述预热器单元（50）的供送参数。

24.根据权利要求22或23所述的系统（10），包括用于自动调节所述热气发生器（40）的操作参数以控制所述热气的温度、湿度和化学成分的调节装置。

25.根据权利要求22至24中任一项所述的系统（10），包括用于对从所述至少一个预热器单元（50）提取原材料进行控制的计量系统（66），其中，所述计量系统（66）包括用于在提取过程中称量所述原材料的称重装置和用于将所提取的原材料供送到所述直流电弧炉（12）的供送装置。

26.根据权利要求25所述的系统（10），其中，所述计量系统（66）是封闭的、气密的和/或隔热的，以抵制热损失和/或空气的进入，从而降低所述原材料燃烧的风险。

27.根据权利要求14至26中任一项所述的系统（10），包括用于从所述预热器单元（50）中提取粉尘和/或烟雾的粉尘和/或烟雾提取系统（62）。

28.根据权利要求27所述的系统（10），其中，所述粉尘和/或烟雾提取系统（62）与所述预热器单元（50）的进料斗流体连通，以从所述进料斗提取粉尘和/或烟雾。

29.根据权利要求27或28所述的系统（10），包括用于清洁和排放从所述预热器单元（50）提取的粉尘和/或烟雾的清洁子系统、以及用于将从所提取的粉尘和/或烟雾流中分离出的颗粒作为原材料流的一部分供送回所述预热器单元（50）中的返回管线。