CN1025505C

CN1025505C - 金属精炼法

Info

Publication number: CN1025505C
Application number: CN91109436A
Authority: CN
Inventors: 村上庆吉; 岸本充睛; 内山义雄; 矢岛建一; 滝浦贤; 辰田聪; 高座幸彦; 佐藤寿美男
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: JP Steel Plantech Co
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1991-09-29
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2006-09-29
Also published as: AU8486091A; ATE142704T1; CA2052126A1; CN1071203A; JPH0480311A; AU645844B2; EP0534020A1; CA2052126C; DE69122101D1; JP2918646B2; DE69122101T2; EP0534020B1

Abstract

一种金属精炼法，其特征在于：将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液3内，借助O₂气体使从含碳燃料中熔化到金属熔液3内的碳燃烧而获得热量，同时发生CO气体，再借助O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量来熔化精炼金属原料，由于一部分O₂气体在未燃状态下从金属熔液排出，为使此未燃O₂气体在渣池7内进行二次燃烧，从设置在底部附近的大直径的风口4吹入O₂气体或含有O₂气体的气体。

Description

本发明涉及将金属原料、含碳燃料、造渣剂及O₂气体引导到金属熔液内以熔化精炼金属原料的方法。

本发明可应用于以下两种精炼法。一种是熔融还原法。熔融还原法是代替高炉法的，高炉法的缺点是需要很多附属设备，需要强焦性配煤等昂贵的原料，此外，设置费用高而且占地面积大等，因此熔融还原法是作为克服这些缺点的技术而近年开发的方法。

一般的熔融还原过程的主要设备有熔融还原炉及预热、预还原流化床炉。关于熔融还原过程概述如下。

作为金属原料的金属氧化物，在预热、预还原流化床炉内利用来自熔化还原炉的排气进行预热、预还原后，与煤等含碳燃料、造渣剂一同装入熔融还原炉内。O₂气体与搅拌用气体被吹入熔融还原炉内，含碳燃料在熔融还原炉内熔化在已生成的金属熔液内的同时，含碳燃料中的碳借助O₂气体（以下称为“主O₂气体”）进行燃烧，生成CO气体，同时发生热量。金属原料借此燃烧热进行熔化的同时，被碳最后还原。然后，上述CO气体借助从与主O₂气体不同的系统吹入的O₂气体（以下称为“二次燃烧用O₂气体”）进行二次燃烧，生成 CO₂气体，此时发生的热量也被金属熔液回收而用于金属原料的熔化。

第二种是金属碎料熔化法。与上述的熔融还原法相同，它是借助O₂气体使含碳燃料中的碳燃烧，利用燃烧时发生的热量使碎料熔化的过程。

上述过程中的最大课题是，在炉内发生的热量之中，如何有效地回收二次燃烧所生成的热量问题。即加于炉内的热源（煤的燃烧热）的约80%被CO气体带出，因此，为了有效利用CO气体所具有的巨大的燃烧热量，必须在二次燃烧法上想办法。众所周知与二次燃烧法有关的已有技术有如下的方法。

在日本专利申请公开昭和62-280311中公开了关于熔融还原法的发明，如图8所示，其特征在于：使通过熔融还原生成的金属浴31中的熔融金属借助吹入气体而发生飞溅，使其飞溅到二次燃烧区。（以下称为“以往技术Ⅰ”）。

此外，在日本专利申请公开昭和64-68415中公开了关于利用熔融还原法制造不锈钢熔液的发明，如图9所示，其特征在于：在设置了底吹风口41、铡吹气口42与顶吹氧枪43的熔融还原炉内，与Cr矿石一起，将CO或（及）惰性气体从底吹风口41吹入，为使至少一部分气流接触到由于底吹气体形成的熔液隆起部（A）上，将CO或（及）惰性气体由侧吹风口42吹入，并将主O₂气体由顶吹氧枪43吹入熔液中，与此同时，将二次燃烧用O₂气体由顶吹氧枪43的旁侧吹入炉渣中，借此来熔融还原Cr矿石，其后进行规定的脱碳处理。（以下称为“以往技术Ⅱ”）。

还有，在日本专利申请公开平成1-205016中公开了关于下述熔融还原法与装置的发明，如图10所示，其特征在于：它是一种将铁矿石与煤、造渣剂一起装入精炼炉51内，将惰性气体、CO、或工艺气体从底吹风口52与侧吹风口53吹入的熔融还原法。将主O₂气体与二次燃烧用O₂气体从顶吹氧枪54吹入，使来自侧吹气风口53的气流的至少一部分与由于底吹风口52吹入的气体而隆起的熔液部分（B）接触，并吹入煤粉或水蒸气，以及控制排气的氧化度。（以下称为“以往技术Ⅲ”）。

还有，在日本专利申请公开昭和61-221322中公开了关于金属原料熔化精炼方法的发明，如图11所示，其特征在于：使多量的熔渣61保持在金属浴62上面，使炉内发生的可燃性气体的一部分借助含氧气体而燃烧，将发生的热量传给熔渣61，再用气体搅拌熔渣，或使其循环流动，借此，使熔渣保存的热量有效地传导给金属浴62或金属原料（C）。（以下称为“以往技术Ⅳ”）。

可是，在上述以往技术Ⅰ-Ⅳ中，存在以下问题：

在以往技术Ⅰ中，金属浴31内的金属熔液由于形成飞溅用风口32吹入的O₂气体的作用，飞溅到熔渣33上方的二次燃烧区。然后借助从二次燃烧用风口34吹入的O₂气体进行二次燃烧。这时，二次燃烧是在熔渣33之上进行，因此，即使二次燃烧所发生的热量的一部分传导给金属熔液，但是大部分燃烧热量被排气带走，从而不能有效地被金属熔液回收。此外，炉侧耐火材料因二次燃烧热量的辐射热而温度升至高温，因此耐火材料的损耗大。

以往技术Ⅱ是借助由顶吹氧枪43吹入的二次燃烧用O₂气体，在熔渣44内进行二次燃烧的方法，但是二次燃烧用O₂气体的吹入量是有限度的，另外，即便是利用由侧吹风口42吹入的气体来强制搅拌熔渣，但借助二次燃烧用O₂气体与被燃烧气体（CO气体）的完全会合和混合而进行燃烧也是困难的。就是说，未与二次燃烧用O₂气体会合就通过熔渣层从熔液中排出的CO气体量相当多。在这种状态下，为提高二次燃烧率而增加二次燃烧用O₂气体在熔渣44之上进行燃烧，与以往技术Ⅰ相同，燃烧热量被排气带走，因此也不能有效利用。此外，由于二次燃烧的辐射热作用，炉侧耐火材料的损耗大。

以往技术Ⅲ也是借助由顶吹氧枪54吹入的二次燃烧用O₂气体在熔渣55内进行二次燃烧的方法，这时有与以往技术Ⅱ相同的缺点。

以往技术Ⅳ，由于大量的渣池61发挥了作为化学过程缓冲剂或保温层的效果，具有二次燃烧能稳定进行的优点，但以往技术Ⅳ也有与上述以往技术Ⅱ或Ⅲ相同的缺点。

并且，以往风口的直径为10-30mm程度，从该以往风口吹入炉内的氧气的最大直径为30mm，是比较小的。因此，在以往的炉子中，从炉底的底吹风口将最大直径为30mm的气泡状氧气吹入炉内时，先与熔化在金属熔液内的碳起反应生成CO气体（C+1/2O₂→CO），该CO气体的一部分与残存在气泡中的氧反应生成CO₂（CO+1/2O₂→CO₂）之后，再与熔化在金属熔液内的碳反应，再次生成CO气体（CO₂+C＝2CO），在金属熔液中上升。即，从金属熔液中出来的气体不包含未燃O₂气体，而且几乎全由CO组成，浮上到熔渣池。并且，若往熔渣池内或熔渣池上的炉内空间吹入二次燃烧用O₂气体，则该二次燃烧用O₂气体的一部分或全部在熔渣池上进行二次燃烧。结果，如上所述，在所说的以往的二次燃烧技术中，几乎所有的燃烧热都被排气带走，通过二次燃烧所产生的热在金属熔液中不能被有效地回收。

本发明是针对以往技术所具有的这些问题而完成的，其目的在于提供一种能不损耗装置、实现稳定而且高的二次燃烧率、有效地回收由于二次燃烧所发生的热量的金属精炼法。

在本发明中，主要是以下述的技术手段来实现上述目的的。

作为本发明第一实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，通过从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口吹入大直径的O₂ 气体或包含O₂气体的气体，在金属熔液内一部分O₂气体不燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧。

作为本发明第二实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，使N₂气体与空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，通过从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口将该大直径的混合气体吹入炉内，在金属熔液内一部分O₂气体不燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比值，可以调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第三实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，以O₂气体流为中心在其外围通入N₂气体和空气等O₂以外的其它气体流而形成内外两层构造的气体流，通过从底部附近的风口将所说内外两层构造的气体流吹入炉内，在金属熔液内一部分的O₂气体没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第四实施例方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，使N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，将此混合气体从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的数个大直径风口及具有比以往风口同程度直径的底部附近的数个小直径风口分别吹入炉内，一部分O₂气体未在金属熔液内燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且一边进行炉内上部或炉出口部气体中的CO浓度与CO₂浓度分析，一边熔化精炼金属原料，通过调节上述O₂气体流量与其它气体流量，可以调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第五实施方案的金属精炼法，是在上述本发明的第一实施方案中，其特征在于通过控制吹入的氧气或含有氧气的气体流量，可以调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第六实施方案的金属精炼法，是在上述本发明的第一实施方案中，其特征在于，通过控制炉内金属熔液的液面，可以调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第七实施方案的金属精炼法，是在上述本发明的第一实施方案中，其特征在于，通过控制炉内压力，可以调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第八实施方案的金属精炼法，是在上述本发明的第一实施方案中，其特征在于，从上部或侧部也吹入O₂气体或含有O₂气体的气体。

作为本发明第九实施方案的金属精炼法，是在上述本发明第一实施方案中，其特征在于，将惰性气体吹入金属熔液和熔渣池中进行搅拌。

作为本发明第十实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口将该大直径的混合气体吹入炉内，一部分O₂气体未在金属熔液内燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比和炉内金属熔液的液面高度，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第十一实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再借助O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，以O₂气体流为中心在其外围通入N₂气体和空气等O₂以外的其它气体流而形成内外两层构造的气体流，通过从底部附近的风口将所说内外两层构造的气体流吹入炉内，在金属熔液内一部分的O₂气体没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比和炉内金属熔液液面高度，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第十二实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，使该混合气体分别从具有比以往风口最大直径还大的直径的底部附近若干个大直径风口以及具有与以往风口同程度直径的底部附近的若干小直径风口吹入炉内，一部分O₂气体未在金属溶液内燃烧，以未燃状态离开金属溶液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且一边分析炉内上部或炉出口部的气体中的CO浓度和CO₂浓度，一边熔化精炼金属原料，通过控制上述O₂气体流量和其它气体流量以及炉内金属熔液液面的高度，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第十三实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含在碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口将该大直径的混合气体吹入炉内，一部分O₂气体未在金属熔液内燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其他气体流量）的比值和炉内压力，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第十四实施例方案的金属精炼法，是将金属原料，含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体，使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，以O₂气体流为中心在其外围通入N₂气体和空气等O₂以外的其它气体流而形成内外两层构造的气体流，通过从底部附近的风口将所说风外两层构造的气体能吹入炉内，在金属熔液内一部分的O₂气体没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比值和炉内压力，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第十五实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体，使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，使该混合气体分别从具有比以往风口最大直径还大的直径的底部附近的若干大直径风口以及具有与以往风口同程度直径的底部附近的若干大直径风口吹入炉内，一部分O₂气体未在金属溶液内燃烧，以未燃状态离开金属溶液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且一边分析炉内上部或炉出口部的气体中的CO浓度和CO₂浓度，一边熔化精炼金属原料，通过控制上述O₂气体流量和其它气体流量以及炉内压力，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

作为本发明第十六实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体，使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体中，从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口向炉内吹入该大直径的混合气体，一部分O₂气体在金属熔液内没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比值和炉内金属熔液液面高度和炉内压力，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的比值。

作为本发明第十七实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体，使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，以O₂气体流为中心在其外围通入N₂气体和空气等O₂以外的其它气体流而形成内外两层构造的气体流，通过从底部附近的风口将所说内外两层构造的气体流吹入炉内，在金属熔液内一部分的O₂气体没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比和炉内金属熔液液面高度和炉内压力，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的比值。

作为本发明第十八实施方案的金属精炼法，是将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，使该混合气体分别从具有比以往风口最大直径还大的直径的底部附近若干大直径风口以及具有与以往风口同程度直径的底部附近的若干小直径风口吹入炉内，一部分O₂气体未在金属溶液内燃烧，以未燃状态离开金属溶液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且一边分析炉内上部或炉出口部的气体中的CO浓度和CO₂浓度，一边熔化精炼金属原料，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比值和炉内金属熔液液面的高度以及炉内压力，可调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

附图的简单说明如下：

下面仅就适用于铁矿石熔融还原炉的情形，参照附图来适当说明本发明的实施例。

图1是实施本发明的金属精炼法所用装置的剖视图。

图2是实施具有顶吹O₂枪的本发明的金属精炼法所用的装置的剖视图。

图3是实施本发明的金属精炼法所用的装置剖视图，它示出了由大直径风口吹入长尾状氧气的情形。

图4示出了为在金属熔液出来的气体中，残留的未燃O₂气体的必须的最大金属熔液深度、风口直径、从风口吹入的气体流速之间的关系图。

图5是实施本发明的金属精炼法所用装置的剖面图，它示出了吹入O₂气体和惰性气体的混合气体的情形。

图6（a）是实施本发明的金属精炼法所用装置的剖视图，它示出了用双层管吹入O₂气体和惰性气体的情形;（b）是风口部的放大图。

图7是实施本发明的金属精炼法所用装置的剖视图，示出了从数个大直径风口和数个小直径风口吹入O₂气体和惰性气体的混合气体的情形。

图8是以往技术Ⅰ所用的金属精炼装置的剖视图。

图9是以往技术Ⅱ所用的金属精炼装置的剖视图。

图10是以往技术Ⅲ所用的金属精炼装置的剖视图。

图11是以往技术Ⅳ所用的金属精炼装置的剖视图。

实施例的详细说明如下：

在图1中，1是在内面上铺设有耐火砖2的铁矿石熔化还原炉，在炉底部相对于炉内金属溶液3设置有可以吹入气泡状氧气（G₁）的大直径底吹风口4与搅拌用气体的吹入喷嘴5，在其附近设置有排渣口6。相对于金属熔液3上面渣池7的位置，在炉侧壁上设置有排渣口8和搅拌用气体侧吹风口9，在炉顶部开口上连接了排气通道10，在此排气通道10附近设置有滑道11和滑道12，滑道11用于将在预热、预还原流化床炉（图中未表示出）内预热、预还原过的铁矿石装入炉内，而滑道12用于装入含碳燃料、造渣剂。13是检测炉内上部气体温度的温度计，14是气体取样装置，15是CO与CO₂的分析计，16是变换调节计，17是控制O₂吹入量的控制阀。此外，本实施例中的熔化还原炉就是金属精炼装置。另外，在本发明中，所谓在底部附近设置的风口，是指由炉底部到出铁口6的位置附近所设置的风口，在本实施例中，底吹风口4与此相当。

图2是表示将顶吹氧枪18从炉顶部装入渣池7内的状态的图。

根据上述结构分别按金属熔液内与渣池内说明本发明的作用。

在金属熔液内的作用如下：

从炉底的底吹风口4吹入的气泡状氧气直径小时，此氧气的总量与熔化在金属熔液3内的碳按下述（1）式反应生成CO气体。

C+1/2 O₂→CO （1）

但是，在本发明中，由于气泡状氧气的直径大，所以只有气泡状氧气的表面部分与碳进行反应而生成CO气体，此CO气体的一部分在上升的同时，与气泡中残留的氧气进行下述（2）式的反应而生成CO₂，进而与C进行反应再次生成CO气体，但由于气泡大，所以在通过金属熔液的时间内没有结束反应。

CO+1/2 O₂→CO₂，CO₂+C→2CO （2）

就是说，由金属熔液中出来的气体成为CO、O₂与CO₂的共存气体而浮出到渣池7内。此共存气体在金属熔液内进行上述（1）与（2）式的反应的结果发生的热量传给金属熔液。

另一方面，从炉顶部的滑道11装入炉内的矿石，接受了由于上述（1）与（2）式反应所发生的热而熔化，借助金属熔液内所含的碳而还原成铁水。这样炼出的铁水，可从炉下部的出铁口6放出。

这样一来，金属熔液中的碳通过上述反应逐渐被消耗而减少，因此，为了补充此碳量，将煤从滑道12适量地装入炉内。

在渣池内的作用如下：

如上所述，从金属熔液3进入渣池7内的CO、O₂与CO₂的共存气体，以气泡状在渣池7内上升，在其上升中随着时间的推移，内部的气体被混合，气体的CO与O₂进行反应而生成CO₂。也就是说，如以往技术那样，二次燃烧用O₂气体与CO气体不是分开的，而各气泡是以一同内包燃烧用O₂和CO的状态进入熔渣中，因此在熔渣中的二次燃烧效率极好。其燃烧热量传给渣池7。渣池7借助由炉侧壁的侧吹风口9吹入渣池7内的搅拌气体激烈地搅拌或进行循环流动，因此，渣池7内发生的上述燃烧热量通过渣池7与金属熔液3的界面传导到金属熔液3内。

这样，将原料（碳）保持的燃烧热量极其有效地传导给金属溶液后的燃烧排气，从渣池7出来沿着炉内上部空间上升，经由排气通道10排放到炉外。

此外，在上述反应过程中，为保持炉内的熔渣量为规定量，要从设置在炉侧壁上的排渣口8适宜地进行排渣，从炉顶部的滑道12适宜地投入造渣剂。

底吹时的基本过程如上所述，但也可以与顶吹同时使用进行顶一底吹。例如，在作为向金属熔液3补充碳的补给源的煤中，含有某种程度的挥发成分，此挥发成分从金属熔液3中上升，到达渣池7内，上述挥发成分借助由顶吹氧枪18（参看图2）或侧吹风口9吹入渣池7内的氧气，进行燃烧而发热，由于如上述那样渣池7被充分地搅拌着，因此在渣池7内所发生的热量有效地传导给金属熔液。象这样，能有效地回收挥发成分保持的热。

不论是进行底吹的情形或进行顶一底吹的情形，在本发明中所共有的基本特征在于：在从金属熔液3进入渣池7内的气体中残留着未燃O₂气体，使此未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧。象这样的方法，除了上述以外，还可以采用下述的方法：

（1）吹入如图3所示的大直径的长尾状氧气（G₂）的方法。

随着吹入的氧气量增加而成为长尾状，在吹入的氧气直径小时，长尾状的氧气大部分成为CO气体。因此，通过加大吹入的氧气直径，就会只有表面部分变成CO气体，而在由金属熔液3进入渣池7内的气体内部残留有未燃氧气。结果可以期望有与上述同样有效的二次燃烧。

（2）如图7所示，使微小气泡状氧与大直径气泡氧并存的方法。

微小气泡状氧在金属熔渣3内大部分变成CO气体，但是，由于大直径气泡状氧中的未燃氧在渣池7内进行二次燃烧，可以期望提高二次燃烧率。

此外，作为与此方法类似的方法，也可以采取在上述（1）的方法中同时吹入微小气泡状氧或小直径长尾状氧的方法。

上面是有关本发明的二次燃烧方法的基本过程，为了实现作为本发明的特征：“从炉底部附近吹入的O₂气体的一部分能在未燃状态下从金属熔液中出来”，图4示出了其极限条件例。由该图可知，本发明的二次燃烧的进行受到“金属熔液深度”、“风口直径”、“从风口吹入的气体的流速”三个因素的影响。因此，若能将有关本发明的方法与这些因素适宜地组合，以便控制二次燃烧时，即能调节金属熔液的产量、降低辅助原料的单位消耗量、保护熔化还原炉设备等。下面仅就上述因素的效果加以说明。

（1）金属熔液深度

如果金属熔液的深度变浅，吹入的O₂气体与金属熔液接触的时间就变短，因此，从金属熔液中进入渣池内的CO-O₂-CO₂共存气体中的未燃氧的量的增加。但是，此金属熔液的深度过于浅时，未燃氧在渣池内就不能被消耗，此未燃氧往往是在渣池上面进行燃烧。因此，会导至辅助原料（煤）的单位消耗量上升与炉内耐火材料的损耗。反之，如果金属熔液的深度变深时，吹入的O₂气体与金属熔液接触的时间就会变长，因此，从金属熔液中进入渣池内的CO-O₂-CO₂共存气体中的未燃氧的量减少，从而往往会使二次燃烧率降低，金属熔液的产量降低。

因此，基于上述原因，金属熔液的深度要有一个适当的范围，为了维持稳定的操作，金属熔液的深度最好不要在300mm以下。另一方面，为使得从金属熔液中出来的气体中残留有未燃O₂气体，根据图4，金属熔液深度的上限最好是1000mm。

此外，由图4还可以得知，通过改变金属熔液深度，也可以控制二次燃烧率。

（2）风口直径（从炉底部吹入金属熔液内的氧的直径）与从风口吹入的气体的流速。

如上所述，为了有效地进行二次燃烧，氧的直径大一些为好，因此需要加大风口直径，还有，在此风口直径保持一定时，则二次燃烧率随着从风口吹入的气体的流速而变化。例如，根据图4，当金属熔液深度为300mm，风口直径为30mm，从风口吹入的气体的流速为液深度为300mm，风口直径为30mm，从风口吹入的气体的流速为200m/sec以下时，被吹入的全部O₂气体与金属熔液中的C进行反应，生成CO气体，反之，从风口吹入的气体的流速大于200m/sec时，未燃O₂气体将会混合在从金属熔液中出来的气体中，吹入气体流速越大，未燃O₂气体的量越增加。此未燃O₂气体在金属熔液之上与CO气体进行燃烧（即二次燃烧），生成CO₂。二次燃烧率与（未燃O₂气体量）/（吹入O₂气体总量）的比值一致。下面表1列出了金属熔液深度为300mm时的二次燃烧率的一个实例。

表1

风口直径（mm） 30 50

从风口吹入的气体 300 350 200 300

流速（m/sec）

二次燃烧率（%） 20 30 30 45

还有，增加或减少风口气体流速的方法，可举下述三种方法为例：

（1）增减吹入氧气的流量。

（2）如图5所示，增减混入到吹入氧中的气体流量。

（3）改变炉内压力，以改变风口进入气体的实际体积。

用分析计15分析用气体取样装置14采取的炉内上部气体中的CO浓度与CO₂浓度，可知改变上述因素对于二次燃烧率有何影响。就是说，“炉内上部气体中的CO₂浓度高而CO浓度低”表示“在高效率地进行二次燃烧”，相反，“上述气体中的CO₂浓度低而CO浓度高”说明“在低效率地进行二次燃烧”。因此，如果知道上述气体中（CO₂浓度）/（CO浓度+CO₂浓度）的比值（下面称为“排气中CO₂的比值”），就可以用此排气中CO₂的比值作为判断二次燃烧效率的依据，并可采取有效行动。其次，把此排气中CO₂的比值分为比当初设定的范围小或大两种情形来说明具体的操作方法。

排气中CO₂的比值比当初设定的范围小的情形。

这时，由于二次燃烧率低，因此，可增加从风口吹入的O₂气体的流速（氧流量）。于是，O₂气体与金属溶液的接触时间变短，因此，在从金属熔液出来的气体中未燃O₂同CO、CO₂一起残留很多。此未燃O₂在金属熔液上面与CO进行二次燃烧而生成CO₂。结果排气中CO₂的比值提高。

排气口CO₂的比值比当初的设定范围大的情形。

这时，表示二次燃烧正在非常高效地进行，同时炉内气体温度有时过度升高，从保护设备的角度来看，往往需要控制二次燃烧。因此，可减小从风口吹入的气体的流速（氧流量）。于是，O₂气体与金属熔液的接触时间变长，因此，O₂气体在跟金属熔液内的熔化碳的反应上几乎消耗尽，从金属出来的共存气体的主要成分是CO+CO₂，未燃O₂气体减少，结果排气中CO₂的比值下降。

另外，通过改变炉内压力也能增减排气中CO₂的比率。之所以那样，是由于如上所述通过改变炉内压力可以改变风口气体的实际容积。即，炉内压力一减少，就能增加风口气体的实际容积，所以风口吹入O₂气体的流速增加，如上所述，排气口CO₂比率提高。相反，炉内压力一增加，风口气体的实际容积就减少，所以风口吹入O₂气体流速降低，如上所述，排气中CO₂比率降低。

这样，氧流量是影响二次燃烧率的重要因素，此氧流量在调节产量与保护设备上也是重要的管理项目。就是说，氧量是决定二次燃烧发生的总热量的因素，通过吹入氧量的大小可以调节金属熔液的产量。另一方面，氧量从保护设备的角度来看也是必须考虑的。例如，为了保护炉内耐火材料，如果用温度计13检测出炉内上部的气体温度达到了耐火材料的耐热温度（约1700-1800℃）时，应调节控制阀17，减少吹入炉内的氧流量，控制燃烧总热量，即能降低炉内最高温度。

象以上详细说明那样，为了达到本发明的目的，从炉底部附近的大直径风口吹入的O₂气体是最大的要点，是以“利用搅拌作用来促进反应”与“由于O₂的反应量降低导至的二次燃烧率提高”为目的，还可以利用惰性气体。因此，下面详细说明将惰性气体吹入炉内时的方法及其作用。

溶液搅拌

（a）金属熔液的上部有渣池，从冶金效果（例如，为了使金属熔液中的S吸附在熔渣上等）的角度来看，有必要提高金属熔液与渣池的接触性，因此，将惰性气体吹入金属熔液与渣池内进行搅拌时，可提高两者的接触性。

（b）在本发明中，二次燃烧是在渣池内进行，因此，能提高渣池的温度。于是，为了将此渣池的热传给金属熔液而的效地促进反应，如果将惰性气体吹入金属熔液与渣池内进行搅拌，就能提高两者的接触性，在金属熔液内很好地保持一部分O₂跟C进行反应时的发热量、氧化铁被还原时的吸热量以及从渣池传导给金属熔液的热量之间的平衡，就能有效地进行反应。

为了实现上述（a）、（b）的搅拌，可将N₂等惰性气体由图1所示的侧吹风口9或底吹喷嘴5吹入炉内。

二次燃烧率的提高

最终，都是以二次燃烧率的提高为目的，但根据其反应过程，可以分为下述两种方法：

（c）由于将惰性气体混合到O₂气体内导致O₂反应量的降低。

这时，还可以分为使吹入炉内的气体总流量增加与不增加两种情形。

（1）使吹入炉内的气体总流量增加的情形：

添加与O₂气体量相同量的N₂气体等惰性气体时，由于吹入炉内气体总流量增加，所以由风口吹入的气体流速增大，结果能提高二次燃烧率。例如表1所示，风口直径50mm，金属熔液深度300mm，从风口吹入的气体流速200m/sec，吹入O₂气体时，二次燃烧率为30%，但是，如果将相当于此O₂气体流量的50%的N₂添加混合到O₂气体内而吹入炉内时，从风口吹入的气体流速就成为300m/sec，二次燃烧率达到45%以上。达到45%以上的问题，还可以从下面的说明来解释，这是由于添加到O₂气体内的是惰性的N₂气体，同时也起到在金属熔液内抑制O₂气体与C反应的效果。

（2）使吹入炉内的气体总流量不增加的情形：

这时，混合到O₂气体内的N₂气体量越多，O₂气体与金属熔液中的C的反应量越低，相反二次燃烧率却提高。例如，如上所述，风口直径30mm，金属熔液深度300mm，从风口吹入的气体流速为300m/sec的情况下，吹入气体只有O₂时，二次燃烧率为20%，但吹入气体中有50%为O₂，其余的50%为N₂时，二次燃烧率提高到30%。

以上述方式将N₂气体混合到吹入炉内的O₂气体内所用设备的一侧如图5所示，与输送O₂用的O₂供给管路19平行地设置输送N₂用的N₂供给管路20，根据用分析计15获得的炉内上部气体中的CO₂浓度与CO浓度的分析值，使变换调节计16或21的指示值改变，增减通过控制阀17的O₂流量或通过控制阀22的N₂流量，用混合器23混合两种气体之后，即可从炉底的大直径底吹风口4将其吹入炉内。

此图5所示的底风口4是大直径的，但还有如图7所示，分别与3个大直径底吹风口4并排设置的小直径底吹风口4″，O₂供给管路19与N₂供给管路20连接在大直径底吹风口4上，O₂供给管路26与N₂供给管路27连接在小直径底吹风口4″上，通过调节上述各气体供给管路的气体流量，也能改变排气中的CO₂比值，与上述方式相同地调节二次燃烧率。这时，作为小直径底吹风口的效果，除了“由直径大小所决定的、从金属熔液到渣池内的气体中的未燃O₂量的多少”之外，基本上可以期待与上述大直径底吹风口的效果相同的效果。另外，28、29分别是变换调节计，30是混合器。

（d）由于使O₂气体与金属熔液隔绝而导致O₂气体的反应量降低，

如图6（a）所示，沿O₂供给管路19平行地设置N₂供给管路20的同时，将炉底的三个大直径底吹风口4分别直接与O₂供给管路19、N₂供给管路20连接。图6（b）是风口4的放大图，它是双层管结构，O₂气体由内管24吹入，如果使N₂气体包围着O₂气体由外管25吹入时，则在风口附近，O₂气体与金属熔液被N₂气体所隔绝，结果O₂气体在金属熔液内的反应量降低，从金属熔液中出来的气体中含有大量的未燃O₂气体，二次燃烧率提高。

此外，通过在氧内添加N₂等惰性气体，达到降低O₂的反应量的效果，能使炉内最高温度降低，保护炉内耐火材料。另外，在上述各实施例中，是用N₂气作为惰性气体，但是除了N₂以外，也可使用空气。由于空气中也含有O₂，所以在这时也可期待减少价格较高的O₂的使用量的效果。

本发明的上述结构具有下述的效果：

（1）由于二次燃烧用O₂气体与被燃烧气体（CO气体）的接触、反应极其有效地进行，所以可以获得高的二次燃烧率。

（2）二次燃烧率主要是在渣池内进行，由于二次燃烧所发生的热量有效地被渣池吸收，此热量通过与渣池连接的金属熔液界面有效地传导给金属熔液。因此，从炉排放出的气体中保留的反应热量少，炉内发生热量的回收效率极高。

（3）由于二次燃烧是在渣池内或金属熔液内均匀地进行，金属熔液没有被局部加热的现象，因此，炉内耐火材料的损耗少。

（4）通过控制从炉底部附近吹入的O₂气体流量或是惰性气体的流量，或者是通过用惰性气体包围O₂气体的办法，能使O₂气体的反应量降低，容易控制二次燃烧率。

（5）通过控制从炉底部附近吹入的O₂气体流量或是惰性气体流量，可使炉内最高温度降低，保护炉内耐火材料。

Claims

1、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料；其特征在于，通过从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口吹入大直径的O₂气体或包含O₂气体的气体，在金属熔液内一部分O₂气体不燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧。

2、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，使N₂气体与空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，通过从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口将该大直径的混合气体吹入炉内，在金属熔液内一部分O₂气体不燃烧，以未燃烧态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且通过控制（O₂气体流量）/（其他气体流量）的比值，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

3、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，以O₂气体流为中心在其外围通入N₂气体和空气等O₂以外的其它气体流而形成内外两层构造的气体流，通过从底部附近的风口将所说内外两层构造的气体流吹入炉内，在金属熔液内一部分的O₂气体没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

4、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，使N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，将此混合气体从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的数个大直径风口及具有与以往风口同程度直径的底部附近的数个小直径风口分别吹入炉内，一部分O₂气体未在金属熔液内燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且一边进行炉内上部或炉出口部气体中的CO浓度与CO₂浓度分析，一边熔化精炼金属原料，通过调节上述O₂气体流量与其它气体流量，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

5、根据权利要求1的金属精炼法，其特征在于，通过控制吹入的氧气或含有氧气的气体流量，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

6、根据权利要求1的金属精炼法，其特征在于，通过控制炉内金属熔液的液面，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

7、根据权利要求1的金属精炼法，其特征在于，通过控制炉内压力，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

8、根据权利要求1的金属精炼法，其特征在于，从上部或侧部也吹入O₂气体或含有O₂气体的气体。

9、根据权利要求1的金属精炼法，其特征在于，将惰性气体吹入金属熔液和熔渣池中进行搅拌。

10、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口将该大直径的混合气体吹入炉内，一部分O₂气体未在金属熔液内燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比和炉内金属熔液的液面高度，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

11、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再借助O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，以O₂气体流为中心在其外围通入N₂气体和空气等O₂以外的其它气体流而形成内外两层构造的气体流，通过从底部附近的风口将所说内外两层构造的气体流吹入炉内，在金属熔液内一部分的O₂气体没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比和炉内金属熔液液面高度，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

12、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，使该混合气体分别从具有比以往风口最大直径还大的直径的底部附近若干大直径风口以及具有与以往风口同程度直径的底部附近的若干小直径风口吹入炉内，一部分O₂气体未在金属溶液内燃烧，以未燃状态离开金属溶液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且一边分析炉内上部或炉出口部的气体中的CO浓度和CO₂浓度，一边熔化精炼金属原料，通过控制上述O₂气体流量和其它气体流量以及炉内金属熔液液面的高度，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

13、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口将该大直径的混合气体吹入炉内，一部分O₂气体未在金属熔液内燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃OO₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其他气体流量）的比值和炉内压力，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

14、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体，使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，以O₂气体流为中心在其外围通入N₂气体和空气等O₂以外的其它气体流而形成内外两层构造的气体流，通过从底部附近的风口将所说内外两层构造的气体流吹入炉内，在金属熔液内一部分的O₂气体没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比值和炉内压力，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

15、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体，使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，使该混合气体分别从具有比以往风口最大直径还大的直径的底部附近若干大直径风口以及具有与以往风口同程度直径的底部附近的若干小直径风口吹入炉内，一部分O₂气体未在金属溶液内燃烧，以未燃状态离开金属溶液，该未燃O₂气体在溶渣内进行二次燃烧，而且一边分析炉内上部或炉出口部的气体中的CO浓度和CO₂浓度，一边熔化精炼金属原料，通过控制上述O₂气体流量和其它气体流量以及炉内压力，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。

16、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体，使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体中，从具有比以往风口的最大直径还大的直径的底部附近的大直径风口向炉内吹入该大直径的混合气体，一部分O₂气体在金属熔液内没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比值和炉内金属熔液液面高度和炉内压力，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的比值。

17、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体，使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，以O₂气体流为中心在其外围通入N₂气体和空气等O₂以外的其它气体流而形成内外两层构造的气体流，通过从底部附近的风口将所说内外两层构造的气体流吹入炉内，在金属熔液内一部分的O₂气体没有燃烧，以未燃状态离开金属熔液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比和炉内金属熔液液面高度和炉内压力，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的比值。

18、一种金属精炼法，将金属原料、含碳燃料、造渣剂与O₂气体引导到金属熔液内，借助O₂气体，使从含碳燃料中熔化到金属熔液内的碳进行燃烧，在获得热量的同时发生CO气体，再利用O₂气体使此CO气体进行二次燃烧而发生热量，利用这些热量熔化精炼金属原料;其特征在于，将N₂气体和空气等O₂以外的其它气体混合在O₂气体内，使该混合气体分别从具有比以往风口最大直径还大的直径的底部附近若干大直径风口以及具有与以往风口同程度直径的底部附近的若干小直径风口吹入炉内，一部分O₂气体未在金属溶液内燃烧，以未燃状态离开金属溶液，该未燃O₂气体在熔渣内进行二次燃烧，而且一边分析炉内上部或炉出口部的气体中的CO浓度和CO₂浓度，一边熔化精炼金属原料，通过控制（O₂气体流量）/（其它气体流量）的比值和炉内金属熔液液面的高度以及炉内压力，调节炉内上部或炉出口气体的CO₂/（CO+CO₂）的值。