Пристрій для плавлення дрібних вуглецевмісних частинок та спосіб плавлення вказаних дрібних частинок з використанням цього пристрою

Настоящее изобретение относится к устройствам для сжигания и плавления мелких частиц, содержащих горючий углерод, и способам плавления указанных частиц с использованием таких устройств и, в частности, к устройствам для плавления мелких частиц с трехтр убной конструкцией, обеспечивающим улучшение отношения "плавление - агломерация" для данных малых частиц, и способам плавления мелких частиц с использованием таких устройств. При производстве чугуна и стали в чугуно- и сталелитейных цехах обычно используют устройство для плавления мелких частиц, содержащих горючие материалы. Например, в случае производства передельного чугуна при проведении плавильно-восстановительного процесса применяют плавильновосстановительную печь. Уголь загружают в плавильно-восстановительную печь, куда также нагнетают кислород с целью получения восстановительного газа. В плавильновосстановительной печи руда, восстановленная в печи предварительного восстановления, расположенной выше плавильновосстановительной печи, расплавляется под действием тепла, создаваемого при получении восстанавливающего газа. В восстанавливающем газе плавильно-восстановительной печи содержится много пыли. Ввиду этого восстановительный газ подвергают сжиганию и плавлению в устройстве для сжигания и плавления. В указанном устройстве для сжигания и плавления мелкие частицы железной руды и породы, содержащиеся в восстановительном газе, расплавляются и образуют агломерат, так что они опускаются вниз в плавильно-восстановительную печь. Таким образом снижаются потери сырьевых материалов. Одно из таких известных устройств раскрыто в описании патента Швейцарии. Известное устройство выполнено двухтр убной конструкции, содержащей центральную тр убу и наружную трубу. Центральная труба образует трубчатый узел подачи углеродосодержащих частиц, соединенный с источником питания частиц/транспортирующего газа для подачи мелких частиц и транспортирующего газа. Наружная труба образует тр убчатый узел подачи кислорода, соединенный с источником питания воздуха/кислорода для подачи воздуха и/или кислорода. Узел подачи кислорода является охватывающим относительно охваченного им узла подачи углеродосодержащих частиц. Известное устройство используют, преимущественно, для сжигания углеродосодержащих частиц, которые выделены из восстановительного газе плавильновосстановительной печи при сжигании углеродосодержащих частиц также происходит плавление содержащихся среди низ негорючих частиц, которые после их расплавления образуют агломерат. Недостатком известного устройства является то, что если это устройство применяется в операции плавления мелких частиц, включающих значительную часть негорючих частиц и частиц угля, возникает проблема, связанная с тем, что горение мелких частиц угля осуществляется под действием только наружной части факела горения, так как горение может иметь место только в том случае, когда частицы угля соприкасаются с кислородом, нагнетаемым через наружную трубу, так что никакого горения не будет иметь место в центральной части потока частиц. Кроме того, когда такое устройство двухтр убной конструкции используется для плавления мелких частиц, содержащих малое количество углерода, эффективность плавления частиц ухудшается в результате неполного сгорания всех поданных частиц угля, вызванного неравномерным смешиванием потока кислорода с наружной и центральной частью потока частиц. В описании патента Швейцарии также раскрыт один из известных способов для плавления углеродосодержащих частиц. Известный способ плавления мелких углеродосодержащих частиц заключается в том, что через каналы двухтр убного устройства для плавления углеродосодержащих частиц подают раздельно мелкие углеродосодержащие частицы и кислородосодержащий газ, которые на выходе из указанного устройства смешиваются между собой с возможностью сжигания и плавления мелких углеродосодержащих частиц. При этом подачу мелких углеродосодержащих частиц осуществляют по центральной трубе устройства, а подачу кислорода осуществляют на наружной трубе устройства. Недостаток известного способа заключается в том, что при плавлении мелких углеродосодержащих частиц с помощью этого способа горение мелких частиц угля осуществляется под действием только наружной части факела горения, так как горение может иметь место только в том случае, когда частицы угля соприкасаются с кислородом, нагнетаемым через наружную трубу, так что никакое горение не будет иметь место в центральной части потока частиц. Кроме того при использовании этого способа для плавления мелких частиц, содержащих малое количество углерода, эффективность плавления частиц ухудшается, из-за неполного сгорания подаваемых частиц угля в центральной части потока частиц, куда доступ кислорода снаружи затруднен, а поэтому температура в центральной части потока частиц может оказаться недостаточной для расплавления негорючих частиц. Задачей заявляемого изобретения является создание устройства для плавления мелких углеродосодержащих частиц путем выполнения устройства трехтр убной конструкции, у которой центральная и наружная труба служат в качестве каналов для подвода кислорода в зону горения, а промежуточная труба является каналом для подачи углеродосодержащих частиц в зону горения, при обеспечении в результате этого более равномерного сжигания и плавления мелких углеродосодержащих частиц во всей зоне факела горения. Второй задачей заявляемого изобретения является создание способа плавления углеродосодержащих частиц с использованием заявляемого устройства путем осуществления подвода кислорода в зону горения углеродосодержащих частиц двумя потоками, один из которых подают внутрь потока частиц, а другой снаружи потока частиц, обеспечивая при этом эффективное сжигание и плавление мелких углеродосодержащих частиц. Решение первой поставленной задачи достигается за счет того, что устройство для плавления мелких углеродосодержащих частиц, включающее узел подачи кислорода, содержащий вводную тр убу, соединенную с источником питания воздуха/кислорода для подачи воздуха и/или кислорода, и узел подачи углеродосодержащих частиц, содержащий трубу, соединенную с источником питания частиц/транспортирующего газа для подачи мелких частиц и транспортирующего газа, при этом один из указанных узлов расположен внутри второго узла, согласно изобретению дополнительно содержит второй узел подачи кислорода, соединенный с источником питания воздуха/кислорода для подачи воздуха и/или кислорода, при этом один из двух узлов подачи кислорода является по отношению к узлу подачи углеродосодержащих частиц - узлом внутренней подачи кислорода, а второй из этих узлов - узлом наружной подачи кислорода, узел внутренней подачи кислорода включает вводную тр убу подачи кислорода, соединенную своим задним концом с источником питания воздуха/кислорода для подачи воздуха и/или кислорода и предназначенную для подачи воздуха и/ил и кислорода от источника питания воздуха/кислорода, и трубу вн утренней подачи кислорода, соединенную своим задним концом с передним концом вводной трубы внутренней подачи кислорода, причем в трубе внутренней подачи кислорода имеется.канал внутренней подачи кислорода, сообщенный своим задним концом с вводной трубой внутренней подачи кислорода; узел подачи частиц радиально охватывает вводную трубу подачи кислорода и включает вводную трубу для частиц, соединенную своим задним концом с источником питания частиц/транспортирующего газа для подачи мелких частиц и транспортирующего газа и предназначенную для приема мелких частиц и транспортирующего газа от источника частиц/транспортирующего газа, и трубу подачи частиц, соединенную своим задним концом с передним концом вводной трубы для частиц, а в трубе подачи частиц имеется канал, сообщенный своим задним концом с вводной трубой подачи частиц; узел наружной подачи кислорода радиально охватывает узел подачи частиц и включает вводную тр убу наружной подачи кислорода, соединенную с источником кислорода и предназначенную для приема кислорода от источника питания, и трубу наружной подачи кислорода, имеющую канал наружной подачи кислорода, сообщенный с вводной трубой подачи наружной подачи кислорода; причем вводная труба подачи частиц неподвижно установлена на вводной трубе вн утренней подачи кислорода с возможностью введения вводной трубы внутренней подачи, кислорода вовнутрь вводной трубы подачи частиц, первый фланец, выполненный на переднем конце трубы подачи частиц, второй фланец, выполненный на заднем конце трубы подачи частиц и третий фланец, выполненный на заднем конце трубы наружной подачи кислорода, причем, все фланцы скреплены вместе крепежными средствами; каждый из каналов внутренней подачи кислорода и подачи частиц открыт с обоих концов, а канал наружной подачи кислорода перекрыт с заднего конца вторым фланцем, и форсунку, образованную передними концами трубы внутренней подачи кислорода, трубы подачи частиц и трубы наружной подачи кислорода, причем форсунка служит для введения мелких частиц, поданных по трубе подачи частиц, вместе с потоком воздуха и/или кислорода, поданным по трубам внутренней и наружной подачи кислорода, так что частицы после введения можно сжигать и расплавлять. Указанная совокупность признаков является достаточной для характеристики устройства согласно заявляемому изобретению во всех случаях, на которые распространяется объем его правовой охраны. Благодаря использованию указанной совокупности признаков заявляемого устройства на выходе из форсунки устройства происходит смешивание промежуточного кольцевого в поперечном сечении потока мелких углеродосодержащих частиц одновременно с двумя потоками кислородосодержащего газа, один из которых является внутренним потоком, а второй - наружным потоком по отношению к потоку между углеродосодержащих частиц. В результате этого улучшаются условия соприкасания частиц с кислородом, что повышает эффективность сгорания и плавления мелких углеродосодержащих частиц во всей зоне факела горения, а также в значительной мере ограничивает удельный расход и общее количество кислорода, которое расходуют для сжигания мелких углеродосодержащих частиц. При этом плавление мелких частиц достигается только за счет тепла, которое выделяется от сжигания находящихся в их потоке горючих частиц (частиц угля). Кроме того, предложенная конструкция устройства для плавления мелких углеродосодержащих частиц характеризуется сравнительной простотой конструкции, ремонтопригодностью и удобством обслуживания благодаря ее конструктивному исполнению. Передний конец трубы наружной подачи кислорода может быть снабжен выступом, выступающим с указанного переднего конца трубы наружной подачи кислорода за передние концы трубы вн утренней подачи кислорода и трубы подачи частиц. Указанный признак обеспечивает более эффективное смешивание наружного и внутреннего потока кислородосодержащего газа с потоком мелких углеродосодержащих частиц благодаря тому, что смешивание мелких частиц с кислородом начинается уже в полости форсунки предложенного устройства. В результате чего дополнительно повышается эффективность сжигания и плавления мелких углеродосодержащих частиц. Кроме того, выступ трубы наружной подачи кислорода может иметь наклоненный вовнутрь профиль. Указанный признак способствует более эффективному смешиванию наружного потока кислородосодержащего газа с потоком мелких углеродосодержащих частиц, так как в этом случае наклонный профиль способствует направлению наружного потока кислородосодержащего газа в сторону потока мелких частиц. Это в свою очередь дополнительно повышает эффективность сжигания и плавления мелких углеродосодержащих частиц. Решение второй поставленной задачи достигается за счет того, что в способе плавления мелких углеродосодержащих частиц, в соответствии с которым через каналы трубного устройства для плавления углеродосодержащих частиц подают раздельно мелкие углеродосодержащие частицы и кислородосодержащий газ, которые на выходе из указанного устройства смешивают между собой с возможностью сжигания и плавления мелких углеродосодержащих частиц, согласно изобретению, кислородсодержащий газ подают через устройство для плавления углеродосодержащих частиц двумя отдельными потоками, при этом впрыскивают мелкие, углеродосодержащие частицы вместе с потоком кислорода и/или воздуха и потоком кислорода, соответственно распределяемыми радиально внутри и радиально снаружи по отношению к потоку мелких углеродосодержащих частиц через форсунку, установленную в устройстве для плавления частиц с возможностью сжигания и плавления мелких углеродосодержащих частиц, при этом в качестве устройства для плавления углеродосодержащих частиц используют устройство, которое содержит узел внутренней подачи кислорода, включающий вводную тр убу внутренней подачи кислорода и трубу вн утренней подачи кислорода с каналом внутренней подачи кислорода, сообщенным с вводной трубой внутренней подачи кислорода, узел подачи частиц, который радиально охватывает узел подачи кислорода, причем узел подачи частиц радиально охватывает узел вн утренней подачи кислорода, причем узел подачи частиц включает вводную трубу подачи частиц и трубу подачи частиц с каналом подачи частиц, сообщенным с вводной трубой подачи частиц, узел наружной подачи частиц, узел наружной подачи кислорода, радиально охватывающий узел подачи частиц, причем узел подачи кислорода включает вводную трубу наружной подачи кислорода и трубу наружной подачи кислорода с каналом наружной подачи кислорода, сообщенным с вводной трубой наружной подачи кислорода, и форсунку для введения мелких частиц, образованную передними концами трубы внутренней подачи кислорода, трубы подачи частиц и трубы наружной подачи кислорода, которая установлена в устройстве для плавления с возможностью сжигания мелких частиц, а впрыскивание мелких углеродосодержащих частиц, кислорода и/или воздуха и кислорода осуществляют посредством одновременной подачи мелких частиц к переднему концу тр убы подачи частиц через вводную тр убу подачи частиц и канал подачи частиц, переносимых транспортирующим газом, потока воздуха и/или кислорода к переднему концу трубы внутренней подачи кислорода через вводную трубу внутренней подачи кислорода и канал внутренней подачи кислорода и потока кислорода к переднему концу трубы наружной подачи кислорода и канал наружной подачи кислорода при регулировании расхода транспортирующего газа, который перемещает мелкие частицы по каналу подачи частиц трубы подачи частиц, так что он составляет не менее 10м/с, регулирование расхода воздуха или кислорода, подаваемого по каналу внутренней подачи кислорода, так что он составляет не менее 15м/с, регулирование расхода кислорода, подаваемого по каналу наружной подачи кислорода трубы наружной подачи кислорода, так что он составляет не менее 15м/с, регулирование общего количества кислорода, подаваемого по каналам внутренней и наружной подачи кислорода, так что молярное отношение общего количества кислорода к общему количеству углерода составляет не менее 0,6, и регулирование количества кислорода, подаваемого по каналу внутренней подачи кислорода, так что оно составляет не менее 20% от общего количества кислорода. Указанная совокупность признаков заявляемого изобретения обеспечивает создание наиболее оптимальных условий для смешивания подаваемых мелких углеродосодержащих частиц с двумя потоками кислородосодержащего газа с соблюдением оптимальных значений всех основных технологических параметров процесса горения и плавления, в результате чего обеспечивается эффективное горение и плавление мелких углеродосодержащих частиц во всей зоне факела горения а также в значительной мере ограничивается удельный расход и общее количество кислорода, которое нагнетают для обеспечения горения мелких углеродосодержащих частиц. При этом плавление негорючих мелких частиц происходит только за счет тепла выделяемого при сгорании угольных частиц без использования какого-либо дополнительного топлива для плавления указанных мелких частиц. Предпочтительно использовать в качестве мелких углеродосодержащих частиц мелкие частицы, содержащие углерод в количестве не менее 30вес.%. Использование указанного признака обеспечивает эффективное плавление мелких углеродосодержащих частиц с помощью заявляемого способа без использования какихлибо дополнительных видов топлива. Предпочтительно, чтобы количество транспортирующего газа, переносящего мелкие частицы по каналу подачи, частиц трубы подачи частиц, составляло от 0,05 до 0,5кг на 1кг мелких частиц. Применение транспортирующего газа в указанном количестве является оптимальным для эффективного осуществления способа при использовании всех возможных размеров мелких углеродосодержащих частиц. В предложенном способе в качестве мелких углеродосодержащих частиц могут быть использованы частицы, размер которых не превышает 0,5мм. При использовании частиц указанного размера проявляется наибольшая эффективность предложенного способа. При этом количество транспортирующего газа может составлять от 0,005 до 0,2кг на 1кг мелких частиц. Указанное количество транспортирующего газа является наиболее оптимальным для эффективного осуществления способа при использовании мелких углеродосодержащих частиц размером менее 0,5мм. При этом количество транспортируемого газа, переносящего мелкие частицы по каналу подачи частиц трубы подачи частиц, может составлять от 0,005 до 0,5кг на 1кг мелких частиц. Применение транспортируемого газа в рамках указанного диапазона обеспечивает эффективное проведение предложенного способа при плавлении углеродосодержащих частиц, размер которых не превышает 0,5мм. Количество транспортирующего газа может также составлять от 0,05 до 0,2кг на 1кг мелких частиц. Использование указанного количества транспортирующего газа для переноса частиц является наиболее оптимальным для эффективного проведения способа без использования значительного количества транспортируемого газа при использовании мелких углеродосодержащих частиц всех возможных размеров. При осуществлении способа желательно также поддерживать молярное отношение общего количества кислорода к общему содержанию углерода в мелких частицах в пределах от 0,7 до 0,8, при всех возможных размерах используемых мелких углеродосодержащих частиц и количествах используемого транспортируемого газа, при нахождении последних в рамках вышеуказанных их предельных значений. Поддержание указанного молярного отношения обеспечивает наиболее оптимальное для полного сгорания отношение между углеродом и кислородом, что повышает эффективность плавления мелких частиц. На фиг.1 представлено устройство для плавления мелких углеродосодержащих частиц, аксонометрия; на фиг.2 - сечение по фиг.1, иллюстрирующее устройство для плавления частиц; на фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая пример плавильно-восстановительной установки, в которой применяется предлагаемое устройство для плавления частиц; на фиг.4A и 4B диаграммы, соответственно иллюстрирующие распределение температур, наблюдаемые при плавлении мелких углеродосодержащих частиц с использованием обычного устройства для плавления частиц, имеющего двухтр убную конструкцию, и предлагаемого устройства для плавления частиц; на фиг.5 график, иллюстрирующий зависимость между молярным отношением кислорода к углероду и эффективность горения углерода при плавлении мелких углеродосодержащих частиц с использованием устройства для плавления частиц, согласно заявляемому изобретению. Как показано на фиг.1 и 2, указанное устройство для плавления, обозначенное цифровой позицией 1, содержит узел 2 вн утренней подачи кислорода для подачи воздуха и/или кислорода, узел 3 подачи частиц для подачи мелких частиц и узел 4 наружной подачи кислорода для подачи кислорода. Узел 2 внутренней подачи кислорода включает вводную тр убу 5 внутренней подачи кислорода, связанную с источником воздуха /кислорода (не показан) и обеспечивающую введение воздуха и/или кислорода вовнутрь устройства плавления, и трубу 6 внутренней подачи кислорода, снабженную внутри каналом 7 внутренней подачи кислорода, который связан с вводной трубой 5 внутренней подачи кислорода. Вводная труба 5 внутренней подачи кислорода связана с задним концом трубы 6 внутренней подачи кислорода, если смотреть в направлении подачи мелких частиц. Канал 7 внутренней подачи кислорода проходит по всей длине трубы 6 внутренней подачи кислорода. Передний конец канала 7 открыт. Если указано иное, под "верхним концом" понимают конец, расположенный со стороны введения частиц, тогда как под "задним концом" понимают конец, расположенный со стороны поступления частиц. С другой стороны узел 3 подачи частиц включает вводную тр убу 8 подачи частиц, связанную с источником частиц/транспортирующего газа (не показан) и обеспечивающую введение мелких частиц и транспортирующего газа вовнутрь устройства для плавления, и трубу 9 подачи частиц, снабженную внутри каналом 10 подачи частиц, сообщенным с вводной трубой 8 подачи частиц. Узел 3 подачи, частиц имеет такую конструкцию, что он по всей окружности охватывает узел 2 внутренней подачи кислорода. Вводная труба 8 подачи частиц соединена с задним концом трубы 9 подачи частиц. Канал 10 подачи частиц ограничен наружной поверхностью трубы 6 внутренней подачи кислорода и внутренней поверхностью трубы 9 подачи частиц. Канал 10 подачи частиц проходит по всей длине трубы 9 подачи частиц и своим задним концом связан с вводной трубой 8 подачи частиц. Передний конец канала 10 открыт. Вводная труба 8 подачи частиц неподвижно смонтирована на вводной трубе 5 внутренней подачи кислорода, так что указанная труба проходит вовнутрь вводной трубы 8 подачи частиц. На переднем конце вводной трубы 8 подачи частиц выполнен первый фланец 11, тогда как на заднем конце трубы 9 подачи частиц выполнен второй фланец 12. Первый и второй фланцы 11 и 12 связаны друг с др угом крепежными средствами, например, в виде болтов и гаек. Узел 4 наружной подачи кислорода имеет такую конструкцию, что он радиально охватывает узел 3 подачи частиц. Узел 4 наружной подачи кислорода включает вводную трубу 13 наружной подачи кислорода, связанную с источником кислорода (не показан) и предназначенную для введения кислорода вовнутрь устройства для плавления, и трубу 14 наружной подачи кислорода, сообщенную внутри каналом 15 наружной подачи кислорода, сообщенным с вводной трубой 13 наружной подачи кислорода. Вводная труба 13 наружной подачи кислорода соединена с задним концом трубы 14 наружной подачи кислорода, если смотреть в направлении подачи мелких частиц. Канал 15 наружной подачи кислорода ограничен наружной поверхностью трубы 9 подачи частиц и внутренней поверхностью трубы 14 наружной подачи кислорода. Канал 15 наружной подачи кислорода проходит от второго фланца 12 до переднего конца трубы 9 подачи частиц. Задний конец канала 15 наружной подачи кислорода закрыт вторым фланцем 12. Передний конец канала 15 открыт. На заднем конце трубы 14 наружной подачи кислорода выполнен третий фланец 16, который связан с первым и вторым фланцами 11 и 12 крепежными средствами, например, в виде болтов с гайками. Предпочтительно, чтобы первый конец трубы 14 наружной подачи кислорода выступал. за передний конец трубы 9 подачи частиц. Также предпочтительно, чтобы выступающая часть трубы 14 подачи кислорода была наклонной, то есть имела форму конуса. Соответствующие профили и местоположения первого, второго и третьего фланцев 11, 12 и 16 определены таким образом, что фланцы могут быть скреплены крепежными средствами, например, в виде болтов и гаек. Предпочтительно, чтобы вводная труба 5 внутренней подачи кислорода, вводная труба 8 подачи частиц и вводная труба наружной подачи кислорода были соответственно снабжены четвертым, пятым и шестым фланцами 17, 18 и 19, так чтобы их можно было присоединить к соответствующим источникам материалов (не показаны) крепежными средствами, например, в виде болтов или гаек. Передние концы трубы 6 вн утренней подачи кислорода, трубы 9 подачи частиц и трубы 14 наружной подачи кислорода вместе образуют форсунку 20. Также предпочтительно, чтобы труба 6 внутренней подачи частиц и труба 14 наружной подачи кислорода были снабжены средствами охлаждения, соответственно 21, 22 и 23 для циркулирования охлаждающей среды, например воды или газа, по указанным трубам. Естественно, в таких средствах о хлаждения нет надобности, если трубы изготовлены из жаропрочного материала. Поскольку в соответствии с изобретением устройство для плавления частиц характеризуется вышеупомянутой структурой с тремя трубами, кислород, нагнетаемый вовнутрь устройства по трубе наружной подачи кислорода, служит для сжигания горючих элементов радиально расходящихся наружу потока мелких частиц. С другой стороны, воздух и/или кислород, нагнетаемый вовнутрь устройства по трубе внутренней подачи кислорода служит для сжигания горючих элементов центрального потока мелких частиц. Соответственно, есть возможность равномерно сжигать горючие элементы и равномерно расплавлять негорючие материалы, содержащиеся во всем потоке мелких частиц. Другими словами, вышеописанное устройство по настоящему изобретению обеспечивает эффективное и эквивалентное сжигание как наружного, так и центрального потоков углеродосодержащих мелких частиц, так как мелкие частицы, поступившие во вводную тр убу подачи частиц, а затем по трубе подачи частиц поданные в зону форсунки, перед их сжиганием встречаются с потоками кислорода или воздуха, поданными соответственно через трубы внутренней и наружной подачи кислорода в зону форсунки. Соответственно повышается эффективность горения. Теперь будет описан способ плавления мелких углеродосодержащих частиц, соответствующий настоящему изобретению, в соответствии с которым используется вышеописанное устройство для плавления. Чтобы расплавить мелкие углеродосодержащие частицы с использованием устройства для плавления по настоящему изобретению, мелкие частицы подают с использованием транспортирующего газа к переднему концу трубы 9 подачи частиц, то есть к форсунке 20 через вводную тр убу 8 подачи частиц и канал 10 подачи частиц. Одновременно, из вводной трубы 5 внутренней подачи кислорода воздух, и/или кислород подают к переднему концу трубы б внутренней подачи кислорода, то есть к форсунке 20; через канал 7 внутренней подачи кислорода. Одновременно, из вводной трубы 13 наружной подачи кислорода подают кислород к переднему концу трубы 14 наружной подачи кислорода, то есть к форсунке 20 через канал 15 наружной подачи кислорода. Форсунка 20 впрыскивает частицы вместе с воздухом и/или кислородом в плавильную печь, так что углеродосодержащие частицы могут быть расплавлены. После введения частиц форсункой 20, они встречаются с кислородом, также впрыскиваемым форсункой 20 и, таким образом, инициируется реакция горения, в результате которой генерируется тепло. Под действием этого тепла негорючие материалы и элементы породы, содержащиеся в частицах, расплавляются и образуют агломерат, так что они могут опуститься на дно плавильной печи. Предпочтительно, чтобы мелкие частицы, которые расплавляются с использованием устройства для плавления по настоящему изобретению, содержали твердый углерод в количестве по меньшей мере 30% по весу и чтобы их максимальный размер был не больше 0,5мм. В том случае, если используются частицы с содержанием углерода менее 30 весовых %, невозможно получить количество тепла, которое достаточно для расплавления негорючих элементов ввиду слишком малого количества углерода. Мелкие частицы с максимальным размером более 0,5мм расплавляются в недостаточной степени, так как значительно ухудшается эффективность горения горючих частиц и передача тепла негорючим частицам. Предпочтительно использовать инертный газ, например азот, в качестве транспортирующего газа для переноса частиц через узел 3 подачи частиц. Желательно, чтобы расход (скорость потока) транспортирующего газа был по крайней мере 10м/с. Когда транспортирующий газ имеет расход менее 10м/с, горение и плавление частиц имеет место на переднем конце форсунки. В этом случае форсунка может засориться или получить повреждение в результате нагрева. В соответствии с настоящим изобретением транспортирующий газ предпочтительно используют в количестве от 0,05 до 0,5кг на 1кг частиц при расходе 10м/с. При количестве транспортирующего газа менее 0,05кг частицы подаются в недостаточном количестве, так как часть их остается на дне трубы подачи частиц. С другой стороны, неэкономно использовать транспортирующий газ в количестве более 0,5кг. Наиболее предпочтительно, чтобы количество транспортирующего газа на 1кг частиц была в диапазоне от 0,05 до 0,2кг. Предпочтительно, чтобы расход (скорость потока) воздуха и/или кислорода, и расход (скорость потока) кислорода, подаваемого через узел 3 наружной подачи-кислорода, был 15м/с или больше. При расходе менее 15м/с появляется опасность смещения назад зоны огня. Как ясно видно из описания, через узел 2 внутренней подачи кислорода подают воздух и/или кислород, а через узел 4 наружной подачи кислорода подают чистый кислород. В этом случае предпочтительно, чтобы количество воздуха и/или кислорода, подаваемого через узел 2 внутренней подачи кислорода составляло 20% или менее от полного количества необходимого кислорода. Общее количество кислорода, подаваемое через оба узла 2 и 4 вн утренней и наружной подачи кислорода, зависит от содержания углерода в мелких частицах. Общее количество кислорода должно быть не меньше определенного молярного количества кислорода обеспечивающего полное сжигание твердого углерода. Предпочтительно таким образом выбрать общее количество подаваемого кислорода, чтобы молярное отношение общего количества кислорода к общему количеству углерода, заключенного в частицах, (O 2/C) составляло не менее 0,6%. Если общее количество кислорода дает меньшее молярное отношение общего количества кислорода к общему количеству углерода, эффективность горения резко снижается до 50% и менее. В этом случае резко ухудшается эффективность плавления и агломерации. Наиболее предпочтительно, чтобы молярное отношение кислорода к углероду было в диапазоне от 0,7 до 0,8. Устройство для плавления частиц, соответствующее настоящему изобретению, можно применить в плавильно-восстановительном процессе получения чугуна с использованием угля. Более подробно это будет описано ниже. Как видно на фиг.3, плавильновосстановительная установка, обозначенная цифровой позицией 24, в основном содержит печь 25 предварительного восстановления для предварительного восстановления частиц железной руды, плавильно-восстановительную печь 26 для плавления прошедших предварительное восстановление частиц железной руды и циклон 27 улавливания пыли, содержащейся в отработанном газе, выводимом из плавильно-восстановительной печи 26. Уголь загружают в плавильновосстановительную печь 26, в которую для получения восстановительного газа также вдувают кислород. В плавильно-восстановительной печи 26 железную руду 28, восстановленную в печи 25 предварительного восстановления, расплавляют посредством тепла, генерируемого при получении восстанавливающего газа. В отработанном газе 29, выводимом из плавильно-восстановительной печи 26 вверх, содержится большое количество пыли. Отработанный газ подают в циклон 27, в котором, в свою очередь, отделяют пыль от отработанного газа, так что отработанный газ будет содержать только незначительное количество сверхмелкой пыли. Чистый отработанный газ 30 из циклона 27 затем еще раз подают в печь 25 предварительного восстановления, так что его можно использовать в качестве восстановительного газа. С другой стороны, пыль 31, отделенную от отработанного газа, повторно вводят в плавильновосстановительную печь 26. Поскольку задержанная а циклоне 27 пыль содержит горючие элементы, например углерод, и элементы железной руды и породы, экономически целесообразно, с точки зрения цены и потребления сырья, использовать пыль, повторно введя ее в те хнологическую цепочку. В этом контексте можно более эффективно использовать пыль, захваченную в циклоне 27, установив устройство 1 для плавления частиц, соответствующее настоящему изобретению, на плавильно-восстановительной печи 26. Когда отделенную в циклоне 27 пыль вдувают в устройство 1 для плавления частиц, можно эффективно сжечь горючий углерод, содержащийся в пыли. Посредством тепла, создаваемого при сжигании горючего углерода, расплавляют мелкие частицы железной руды и породы с образованием агломерата, так что последний выпадает в плавильновосстановительной печи. Если используется устройство для плавления частиц низкой эффективности, содержащее пыли в восстановительном газе возрастает, так как пыль, вдуваемая в устройство для плавления частиц рассеивается в результате ее недосжигания. Однако, если на плавильно-восстановительной печи устанавливается устройство для плавления частиц по настоящему изобретению, вышеуказанная проблема эффективно решается, так как появляется возможность добиться максимального уровня сжигания элементов углерода, содержащихся в пыли, и плавления негорючих материалов, содержащихся в пыли. Хотя предлагаемое устройство для плавления частиц было описано в его применении в плавильно-восстановительном процессе, его также можно применить в производстве чугуна или стали, где предусматривается плавление мелких частиц, содержащих горючие материалы, или в процессе плавления металлической и неметаллической руды. Пример 1. (Примеры приведены только для иллюстрации изобретения и не ограничивают его объем.). Было проведено моделирование для оценки распределения температур, соответственно имеющих место при плавлении углеродосодержащих частиц с использованием обычного устройства для плавления частиц двухтр убной конструкции, не включающего узел внутренней подачи кислорода, и устройства для плавления частиц трехтрубной конструкции, соответствующее настоящему изобретению. Результаты приведены соответственно на фиг.4A и 4B. В отличие от случая использования обычного устройства для плавления частиц (фиг.4 A), который характеризуется неравномерным радиальным распределением температур с более низкой температурой в центральном потоке мелких частиц, впрыскиваемых из форсунки, случай использования предлагаемого устройства для плавления частиц (фиг.4B), характеризуется сравнительно равномерным радиальным распределением температур. Пример 2. Мелкие частицы, содержащие кислород, сжигались с использованием устройства для плавления частиц, по настоящему изобретению, при различных значениях общего количества кислорода, подаваемого через узлы внутренней и наружной подачи кислорода устройства для плавления частиц. Определялась эффективность горения в зависимости от отношения общего количества кислорода к содержанию углерода в частицах. Результаты приведены на фиг.5. В этом примере частицы угля подавались с расходом 120кг/ч, тогда как частицы подавались с расходом 240кг/ч. Общее количество чистого кислорода составляло от 90 до 160нм 3/ч. Отношение подачи кислорода через узлы наружной и внутренней подачи кислорода составляло 9 : 1. То есть, количество кислорода, подаваемого через узел наружной подачи кислорода, в 9 раз превосходило количество кислорода, поступающего через узел внутренней подачи кислорода. Как видно из фиг.5, высокая эффективность горения более 80% достигается при молярном отношении кислорода к углероду (O2/C) составляет не менее 0,6. Как видно из вышеприведенного описания, в соответствии с изобретением можно более эффективно сжигать и расплавлять мелкие углеродосодержащие частицы. Хотя для иллюстрации были приведены предпочтительные варианты осуществления изобретения, специалисты данной области должны понимать, что возможны различные модификации, добавления и замены, не выводящие за пределы объема и сути изобретения, отраженных в приведенной формуле изобретения.