JP2002515544A - 連続的金属溶解プロセスと装置 - Google Patents

連続的金属溶解プロセスと装置

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Abstract

(57)【要約】 連続的金属溶解プロセスと装置。多様な未使用とリサイクルされた含鉄及び非鉄金属の迅速な溶解を行う連続的プロセスを設ける。このことは、溶解の実行に利用可能な熱の配分にしたがい、未溶解装入原料と、それに伴う溶解熱に必要なものとの導入を回転式炉の中の細長いガス−固体−流体反応ゾーンに沿って配分することにより達成される。細かいサイズの金属装入原料、融剤、付加的試薬の場合、この装入物の配分は、金属とスラグとの浴に浸入するように固体装入ランスから仕向けられるノズルのジェットが連続的に前後に縦走することにより実行される。粗い原料の場合、振動するコンベヤからの放出により実行される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は金属の溶解、特に、金属主体の装入原料の連続溶解に適する回転式炉
のプロセスと装置に関する。
【０００２】 周知の商業的溶解プロセスは固有のプロセス上の難点と不利とがあり、これら
は、設計と操作の慣例とを改善することにより部分的に解消されているにすぎな
い。鉄溶解の実施例としては、鉄や鋼のスクラップを溶解するアーク炉（ＥＡＦ
）で、未溶解の装入原料を溶解温度まで加熱し、固体表面を周囲の空気や熱い酸
化ガスに触れさせる。そうすると酸化物の微粒子群が発生し、収量は低下する。
熱の投入は、装入原料が占有した全領域ではなく炉内の小領域に集中する。さら
に、金属浴への酸素注入により発生する一酸化炭素は、後燃焼により二酸化炭素
へ部分的にしか燃焼せずにＥＡＦから退出し、開放された熱のごく一部分が装入
物へ戻るだけである。キュポラ溶解も鋼より鋳鉄の製造に同様の不利や制限があ
る。非鉄の実施例として、反射式アルミニウム溶解炉が広く商業的に用いられる
が、未溶解装入物の場所は小領域に集中し、炉の有効な熱は供給されず広範囲に
配分されない。
【０００３】 固体の装入物を送り込む部分溶解浴を採用する細長の回転式溶解炉は、効果的
に火焔と壁とを組み合せ、連続的に浴をかき回すことと前進作用と、それに続く
炉の各回転中における壁と装入物との熱移転とにより上記の欠点の幾つかを解消
する。ところが金属の装入原料や融剤、試薬をプロセスに導入するためのアクセ
スはもっぱら環状の炉端開口を介するだけであるのに、処理塊の転送や熱の転送
、プロセス上の化学反応とに必要なものはいろいろあって、反応ゾーンの長さに
沿って配分されている。一例として、低温の装入原料がもっぱら入口開口に近い
部分溶解金属浴に導入されると、未溶解物質は集合し部分的に溶解した物質等の
島をつくることがあり、同時にいっそう炉沿いの装入物は完全に溶解し過熱状態
になる。高熱の炉のガスにさらされる金属の未溶解の島はまた、酸化の亢進と酸
化微粒子としのて損失とをうける。この問題は明らかにプロセス上の化学反応や
塊の転移、熱の転移における欠点を表徴し、達成可能な最大の装入や生産量の制
約ともなる。したがって本発明の主たる目的は、溶解を実行する有効熱の配分に
したがって未溶解装入原料の溶解熱に必要なものを細長い反応ゾーンに沿って配
分することにあり、付随的目的は金属装入原料の早期溶解にある。
【０００４】 金属装入原料は特性的に金属と；金属酸化物やその他の金属、その他の化合物
、溶解ガス、リンや硫黄などその他の元素としての他の不純物とのさまざまな割
合を持っている。融剤と付加的試薬は装入原料の成分として必要であり、処理中
に金属装入物と一緒にこれらの不純物と反応する。溶解後、有効なプロセスのパ
ラメータと所望の最終製品の組成とが得られる。多分付加的試薬の最も一般的な
例は炭素であろう。炭素は金属酸化物を還元して金属の収量を増加させ及び／ま
たは金属を合金化して溶融物における溶解炭素の特定範囲を得る。当然ながら炭
素は最も有効な場所にて導入され、金属酸化物や酸素との反応や一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）の炉内のガスへの放出など、所望のプロセス上の反応が得られるのが望まし
い。この時、高度のＣＯ後燃焼（ＰＣＤ）が実行され、炉内のガスの炉退出前に
開放された熱が炉装入物へ進入する良好な熱転移効果（ＨＴＥ）の下、製品の組
成は制御される。このため本発明の他の主たる目的は、プロセス上の化学反応に
必要なものの配分にしたがい、融剤と試薬との導入を細長い反応ゾーンに沿って
配分することにある。
【０００５】 本発明は水平に配置した細長い回転式炉の中で連続的に金属を溶解するプロセ
スと装置とを提供する。該炉は、炉内の金属とスラグとを通過する熱いガス流に
より加熱される、細長いガス−固体−流体反応ゾーンのスラグの浮遊層を担持す
る金属の部分溶解浴を維持することと、金属物質と融剤と付加的試薬とを含む固
体装入原料を環状の炉端開口を介しガス−固体−流体反応ゾーンに沿って運搬し
、これらを浴へと下方に投下することと、前記下方投下位置を連続的に前後に縦
走させて浴への装入原料の入口の場所を長手方向の縦走範囲に沿って配分し、流
動する金属をガス−固体−流体反応ゾーンから流出させて浴に新しい固体物質を
補充することとを含む。前記縦走範囲はガス−固体−流体反応ゾーンの長さの主
たる部分を含むのが好ましい。
【０００６】 大きさが約３ｃｍより小さい小粒のペレット状装入原料、例えばＤＲＩペレッ
ト、粒状炭化鉄、粉末石炭、石灰、粉砕され篩にかけられた石灰石、フェロアロ
イ添加物とに適用する場合、前記運搬は相応に、固体導入ランスを通る圧縮担体
ガスによる装入原料の伴出とこれらの推進とを含む。固体導入ランスはガス−固
体−流体反応ゾーンの熱いガス流の中で長手方向に片持ちされる。前記下方投下
は、ランスを連続的に後方前方に往復運動させながら装入原料の入口場所を前記
縦走範囲に沿って長手方向に配分し、装入原料のジェットと担体ガスとをランス
のノズルから部分溶解金属浴に至る下方へ流出させることを含む。大型の装入原
料、例えば、リサイクルのスクラップ金属、銑鉄、高温ブリケット鉄（ＨＢＩ）
、塊炭またはコークス、塊状融剤などに適応する場合、前記運搬は相応に、ガス
−固体−流体反応ゾーンに沿って同じく片持ちされた振動するコンベヤの振動に
より装入原料を推進させることを含む。前記下方投下は、コンベヤが後方前方を
往復する間、装入原料をコンベヤの装入リップから浴へと下方に落下させること
を含む。プロセスに必要なものは通常、振動するコンベヤと固体投入ランスとの
組み合せによって装入するするのが好都合であり、この場合一般的にランスとコ
ンベヤとの縦走範囲の幾分かの重なりは望ましい。この場合において本発明は、
ランスのノズルとコンベヤの排出リップとの移動サイクルの時間間隔及び相対的
位置との制御を含み、ランスのノズルから流出する装入原料とコンベヤの排出リ
ップから落下する装入原料との、共通の移動範囲を通過する時の流入中の衝突を
常に回避する。
【０００７】 さらに装入原料の流量は中断も含む縦走範囲に沿う異なる配置でも変更でき、
所望のプロセスパラメータにしたがった装入原料入口の長手方向の配分が実現さ
れる。このことは往復運動の速度の変更や、ランスの場合のランス入口の給送量
の変更でも実行できる。
【０００８】 金属は通常、表面の酸化物、例えば鉄のちりを保有する。ＤＲＩまたはその他
還元前の未使用物質はまた、かなりの内容の未還元残留金属酸化物を含有するこ
とがある。金属はまた高温の酸化過程にさらされる。さらに、溶解炭素は鉄や鋼
の溶解などとの組成物として望まれることが多い。その結果装入原料は典型的に
は付加的な試薬として炭素を担持する炭素質物質を含んで金属とスラグの浴の中
で酸化物を還元し、未燃焼の可燃性物質すなわち燃料を表徴する熱いガスの流れ
へと一酸化炭素（ＣＯ）を放出する。熱いガスの流れに酸素を選択的に投入する
ことは、従来技術の工程で達成しうるより高いＰＣＤとＨＴＥとで、プロセスの
細長い反応ゾーン内のこのＣＯの大部分の後燃焼と、部分溶解浴への直接的工程
内の熱移転により開放された熱の回復とを容易にする。
【０００９】 本発明のプロセスと装置は、ガス−固体−流体反応ゾーンに隣接してガス−流
体反応ゾーンを組込みさらに長くなった回転式炉の長さに最も相応しく適応する
。ガス−流体反応ゾーンには流動する金属が流入しかつ蓄積し、炉から放出され
る前に反応と温度調節とが高められる。このゾーンはバーナーにより加熱され、
その燃焼の産物は、ガス−固体−流体反応ゾーンを流れる熱いガスの流れを形成
する。熱いガスの流れは、原料の全体的な動きと、ガス−固体−流体反応ゾーン
に隣接する環状の端部開口を通る排出とに逆流する。流動する金属は、周期的に
炉の回転を停止し、取瓶へ排出するねじタップの孔を開放することで放出するこ
とができる。また、金属に挿入された耐熱性の管を介して金属を連続的または半
連続的にサイフォンで吸い上げても放出可能である。耐熱性の管は炉の外側の隣
接する真空容器に進入する環状の端部開口に通じ、金属は鋳造あるいはさらなる
工程へと真空容器から退出する。スラグは、小角度傾斜するエンドワイズ（end-
wise）の炉により所望であれば任意に供せられる掬い取りを含む、環状の端部開
口リップをあふれさせて排出することができる。また、私の米国特許第５，３０
５，９９０号に記述された真空スラグ取出装置によっても可能である。
【００１０】 該プロセスと装置は各種金属、例えば鉄や鋼のスクラップ、銑鉄、ＤＲＩペレ
ット、ＨＢＩを含む含鉄金属；さらに各種未使用のあるいはリサイクル形の非鉄
金属、例えば銅、アルミニウム、鉛、亜鉛、クロミウム、ニッケル、錫、マンガ
ンなどの溶解に適している。金属と金属酸化物との混合物は加工することができ
、該プロセスと装置は酸性あるいは塩基性のスラグ及び耐熱性操作とに適応する
。該プロセスと装置は、空気作用投入による微粒子の装入物からリサイクルされ
たスクラップ金属のコンベヤサイズの部片に至るまで広範囲の装入原料のサイズ
を受容する。該プロセスと装置は連続溶解を容易にする一方で、製品を連続的に
も、間歇的にも一括的にも放出するオプションを保持する。これはまた、プロセ
スの反応ゾーンを通じて高い熱転移速度を容易にし、局在する過熱あるいは過剰
冷却を回避し、また化学的平衡に近づく組成物を得るために良好な金属対スラグ
の相互作用を提供し、高い製品収量と安定した化学的組成物とを実現させる。し
たがって本発明は、金属溶解に必要なものに対して高速、清潔、静寂な、熱的に
有効かつ多目的な技術を表徴する。
【００１１】 本発明のプロセスと装置とのその他の様々な目的、特徴及び利点とは、以下の
詳細な記述および特許請求の範囲から、並びに添付図面を参照することにより明
らかになる。
【００１２】 図１について説明する。耐熱性ライニング６付きの、制限された環状の端部開
口４、５を組み込んだ細長の回転式炉１は、ライディングリング２の中で水平方
向にあるいは幾分傾斜して支持される。リングは周知の方法によりローラ３によ
り支持されこの上で回転する。図示した実施形態において、部分溶解金属浴７は
ガス−固体−流体反応ゾーン８に、さらに流動金属浴９はガス−流体反応ゾーン
１０に維持され、各浴はスラグ１１の浮遊層を担持する。炉はバーナー１２によ
り加熱され、燃焼する燃料１３からの燃焼の産物と酸素及び／または空気１４と
が熱いガスの流れ１５を形成する。ガスの流れ１５は全体的な装入物の動きに逆
流し、環状の端部開口４を通って調整チャンバ１６へと排出され、排気ダクト４
２に進入してからガス清浄装置へ至り大気へ排出される。プロセスの産物の流体
金属は、炉の回転を周期的に中断し、タップねじの孔１７を介して取瓶１８等へ
放出することによって排出することができる。また、回転中に耐熱性サイフォン
管１９を介して隣接する真空容器２０に吸い上げても同様である。この容器は任
意に加熱することができ、ガス注入物、合金と融剤の添加物２１及び、取瓶の技
術と真空冶金学とによるスライドゲート２２を介する規定の放出物とを装着でき
る。
【００１３】 リサイクルのスクラップ金属や練炭状の還元された金属酸化物などの大きくて
不規則な形の装入原料は、振動するコンベヤ２４に沿って運搬することにより導
入される。コンベヤ２４は端部開口４を通りガス−固体−流体反応ゾーンに沿っ
て片持ちされ、原料をコンベヤの放出リップ２５から部分溶解金属浴７へと下方
に落下させる。給送量は各種の手段、例えば含鉄金属用のつり上げ磁石５７を運
ぶ、図示したウエイブロック５８により、あるいは制御された間隔で既知量を装
入するその他の手段により制御可能である。各種タイプのウエイフィーダは、コ
ンベヤ２４に積み込む非磁性物質、特に融剤や付加的試薬にも適用される。
【００１４】 コンベヤ２４の好ましい実施形態はコンベヤデッキ２７を水平方向に振動する
タイプである。このタイプにおいて発振ドライブ２６は、コンベヤ技術における
周知の操作にしたがって高い周波数と制御されたサイクルにて基盤２８に対し短
い行程で前後に振動する。コンベヤデッキの片持ち部分は二重壁になっており、
かつ内部の強制的水冷のためバッフルがつけられる。コンベヤ２４はまた、炉１
の軸線に平行な軌道３０を走るローラ２９に乗っている。シリンダ３１を縦走す
る水圧コンベヤあるいは同等のものを往復運動させることで、装入金属の入口３
２の位置はガス−固体−流体反応ゾーン８の縦走範囲３３に沿って長手方向に配
分される。
【００１５】 約３ｃｍより小さい微小サイズの金属は、担体ガスの中に伴出させ、それらを
固体投入ランス３４を介して空気的に運搬することにより導入されるのが好まし
い。固体投入ランス３４は装入原料を十分な速度でランスのノズル３５から浴７
へと下方に投入し、金属とスラグとの浴への浸入を実行する。図示した実施形態
において、ランス３４はキャリッジ３６に締め付けられており、キャリッジ３６
は炉１の軸線に同様に平行な軌道３８を走るローラ３７に乗っている。駆動シリ
ンダ３９を縦走する水圧ランスを往復運動させることで、装入金属の入口４０の
位置はガス−固体−流体反応ゾーン８の縦走範囲４１に沿って長手方向に配分さ
れる。ランス３４は通常水冷されるが、アルミニウムや鉛の合金などの低融点合
金に特に適合する耐熱物質を含んだり、投入ランスの技術において周知の消耗し
やすいタイプを含むことも可能である。正面の支え８７はピボット８８を含み、
これを中心としてランス３４の傾斜が、後部支え９０に支持されるシリンダ８９
により調節される。これにより、スラグと浴とに対するノズル３５の高さの調節
、ノズル３５のスラグへの浸入の調節、あるいはスラグと浴との調節が可能にな
る。これらはスラグ発泡操作など一定のプロセス条件にとって好ましいものとな
ろう。支え８７、９０はそれぞれ、固定されたジブあるいはＡフレームに支持さ
れたり、共通のキャリッジフレームに接続されることができる。これらを車輪あ
るいは軌道に乗るようにさらに装備して、組立体全体が炉の端部開口４に接近離
反する長手方向の動きをするようにすることもできる。
【００１６】 ゾーン８はまた、図２に示す固体投入ランス３４と併設されるバーナー４４に
より直接加熱されるのも好ましい。バーナー４４はまた調整可能な長手方向の位
置に取り付けることもできる。後燃焼用の補充酸素はバーナー４４を介しても、
任意に調節可能に配置される別個の後燃焼ランス４５によっても導入可能である
。排出口ダクト４３内の熱いガスは大気圧に近くなるから、コンベヤやランス、
バーナーのダクト開口、及び端部開口４との境界面の封止にはガスカーテンなど
力学的封止手段が適している。
【００１７】 図示した実施形態において、流動金属はガス−固体−流体反応ゾーン８から送
り出され、環状の耐熱性ダム２３により制限された通路を通ってガス−流体反応
ゾーン１０へ流出する。ダム２３はまた、装入原料の未溶解部片を遮断する役目
もする。ダム２３により制限された径路での増加した流速もまた、金属がゾーン
１０からゾーン８へと逆流するのを阻止する。きめ細かい温度の管理や、浴内で
の化学的平衡とスラグとを得るための精製時間が必要ではないプロセスの場合、
及び／または補助容器での処理が必要な場合は、炉１は、ゾーン１０と中間ダム
２３とを排除して実質的に短縮されるだろう。この場合、環状の制限された開口
４から開口５まで伸長する部分溶解浴は維持され、金属とスラグとはガス−固体
−流体反応ゾーン８から直接を排出される。
【００１８】 スラグ１１は、制限された開口５のリップでの掬い取りや溢れ出しにより、あ
るいは金属に逆流するスラグの流れがプロセスにとって有益である場合は開口４
でのそれらによっても除去できる。炉１の縦方向の小角度の傾斜は、スラグのリ
ップ排出に有用な任意の特徴である。私の米国特許第５，３０５，９９０号に記
述された除去方法である真空スラグ取出しも同様に適用可能である。
【００１９】 図１並びに図３は、振動コンベヤと固体投入ランスとの組み合わせにより装入
原料が導入される縦走サイクルを例示している。コンベヤの排出リップ２５は、
秒速１フィート（０．３０４８ｍ）で前方に縦走した後ＬＣmax に達し、そこか
ら秒速３フィート（０．９１４４ｍ）で逆進しＬＣmin に戻り、サイクルが反復
される。同じ時間間隔中、ランスのノズル３５は前方に秒速４フィート（１．２
１９２ｍ）でＬＬmax まで縦走し、秒速１．３３（０．４０５４ｍ）で逆進して
ＬＬmin に戻る。この例では、ランスとコンベヤとは指向的に共同で移動するが
、別の範囲では速度が異なる。これらの範囲もまた重なり、コンベヤとランスの
両方から浴へ至る装入原料の入口の共通の縦走範囲を含む。このサイクルの例は
前進方向での相対速度の増加を用いて、縦走の逆転ポイント近傍の「二重投薬」
の遷移効果を薄めている。広い範囲の縦走サイクルの変形、例えば、行程の加速
と減速、段階的な速度の変更とによる選択された領域に沿って給送口を集中させ
ること、一方向のみに移動中に給送すること、他方向へ移動中の給送を中断させ
ることなどが利用できる。流動金属とスラグにおける溶解時間が、ランスにより
投入された個々のパレットや小片に対して、例えばＤＲＩパレットの１分以下、
細かい粒子の１０秒など、極めて短いが、固体装入原料のジェットが１つの場所
に集中する際に吸収される熱は流体の温度を急速に融点以下に低下させ、プロセ
ス動作の邪魔をする固体金属の凍結した島をつくる。本発明の特徴である周期的
なランスの縦走は、この問題を排除するだけでなく、任意の与えられた通常の金
属とスラグの浴の温度で溶解速度とプロセス反応速度を確実に維持する。
【００２０】 固体投入ランス３４に加えて、ガス−固体−流体反応ゾーン８は典型的には、
溶解用に集中された熱を供給するバーナー（図示せず）により加熱され、また、
好ましくは私の共願第０８／９１６，３９５号（図２、８、９に図示）に記述し
たような、比較的低圧で後燃焼酸素を供給するランスも利用する。相互作用する
プロセス上の数多の典型的な関連変数を仮定すると、これらのランスをガス−固
体−流体反応ゾーンへ挿入する最適の距離は、当初不明でもプロセス処理中に変
更できるから、操作中の試行錯誤によって最も適切に確立される。したがってこ
れらのランスは、例としての図２の断面により示されるように平行に整列したラ
ンス３４と同様に可変配置のキャリッジに取り付けられるのが好ましい。図２に
は振動コンベヤ２７の上に平行に支持される固体投入ランス３４や、バーナー４
４、後燃焼酸素ランス４５とが示される。高速度浴の酸素投入ランスはまた、個
別に、あるいは周知の結合された酸素投入ランス技術の変形形態としてランス４
５と組合せて導入される。
【００２１】 縦走速度、縦走行程の範囲、範囲の長手方向位置とにおける変化に加えて、本
プロセスと装置はさらに、縦走範囲のさまざまな区分に沿って投入される固体の
組成（makeup）を変更する。例えば、付加的な炭素は、注入炭素供給ライン上の
遠隔操作弁を開閉することで調節して、ランスの前進行程の後半の５０％、後退
行程の前半の５０％の間しか投入されないようにプログラム化できるだろう。こ
のことは他の別個の炭素注入ランスの必要性を回避させる一方、浴への炭素の入
口が所望通りに配分され高度の後燃焼が得られる。
【００２２】 操作方法と装置の構成は、装入原料の組成と実行されるプロセスの機能とによ
り変更できる。このことは図４と５とにより示され、装入原料入口の配分と溶解
プロセスへの他の投入物とが例示される。図４のケースＡにおいて、リサイクル
の含鉄スクラップは融剤と付加的試薬とともに、振動する装入原料給送コンベヤ
の周期的往復運動によりガス−個体−流体反応ゾーンの最初の５０％に沿って配
分される。未溶解原料の残りのゾーンへの配分は、炉の回転と傾斜とによる。炭
素はゾーンの入口近傍で個別に注入されるものとして示されている。これにより
、私の米国特許第５，１６３，９９７号に記述したように、浴の温度は低下し熱
転移量は増加する。金属の装入物は通常幾分かの表面酸化物を保有するが、別注
入の後燃焼用酸素は、この場合においては任意的操作として補充的浴酸素の注入
の場合にしか一般に意味をなさないだろう。そうでない場合は、発生した比較的
少量のＣＯやＨ２は補充のバーナー酸素と反応できる。
【００２３】 ケースＢにおいて、主たる装入原料としてのＤＲＩ及び／または炭化鉄は残留
酸化鉄を還元するための炭素とともに空気作用の固体投入ランスにより給送され
、縦走範囲をガス−固体−流体反応ゾーンの主部分に沿って伸長させるのが好ま
しい。ケースＣは、コンベヤ装入のリサイクルスクラップと固体投入ランスによ
り空気作用で装入された粒状原料との組合せと、縦走移動の重複範囲とを示す。
図５のケースＤは、補充浴酸素注入の追加と、熱いガス流への後燃焼用酸素の別
個の注入とを示す。排出ガスの温度と組成、並びに産物の組成を観察する動作中
の温度と生産速度は、最適の投入物とそれらの配分との選択を容易になる。ケー
スＡ乃至Ｄのいずれの例においても装入原料としてはさらに、例えば鉄の溶解に
おける金属酸化物、酸化鉄皮膜、ＢＯＦスラグ、生あるいは前処理したＥＡＦダ
スト、酸化物を金属へ還元する付加的試薬としての追加的炭素がある。
【００２４】 例としてのケースＥは、通常振動コンベヤにより適切に送入される大きさであ
るリサイクルアルミニウム及び／または初生アルミニウムのインゴット等の溶解
を示している。未溶解や溶解したアルミニウムの露出面は上昇した温度で急速に
酸化し、酸化アルミニウムのドロスを形成する。融剤は酸化の進行を遅らせるの
に、また含有物の除去の促進や、ドロスからの遊離アルミニウムの奪回、炉壁か
らの蓄積酸化物の除去に必要とされる。図の例にあるような送入原料の入口の配
分は未溶解アルミニウムの酸化を最少にし、実質的に早急な投入を得る。熱い炉
のガスにより溶解アルミニウムの酸化を防止するカバー融剤は典型的には、フッ
化添加物、塩化あるいは炭酸塩化合物も含むことが多い近共融ＫＣＬ／Ｎａｃｌ
混合物を含む。アルミニウム溶解技術において各種の融剤、例えば放熱反応のた
めのＭｇＣｌ2 、各種のアルカリフッ化物やクロライド塩類、並びに酸素含有化
合物もまた、ドロス融剤（drossing fluxes ）、洗浄融剤、ガス抜き融剤として
用いられる。周知のように、これらの融剤は通常、融剤の注入により運ばれると
さらに効果的。これにより融剤は浴内で小さい液滴に溶解され、表面に浮遊する
につれて溶解物と接触する大きな特殊な表面を呈する。注入融剤を連続反応ゾー
ンに沿って長手方向に配分することは、本発明の図面にあるように、融剤の液滴
が直接接触する溶解表面の割合を大きくする。一般に「マグ抜き」（demagging
）と呼ばれるマグネシウムの含有を少なくすることはまた、二次的アルミニウム
溶解の共通の要求でもあり、通常、簡単なガス注入ランスを用いて塩素含有ガス
、または融剤とガスとの結合体を表面下に注入することで実行される。あるいは
、回転するノズルと水面下の多孔プラグとを備え、融解物にさらに一様かつ広範
囲に配分される小さい泡を得ることによっても達成される。ケースＥのイラスト
は、表面に広がるスラグと、ガス抜き、洗浄、マグ抜き機能の少なくとも一部と
がいかにして固体とガスとの注入を、本発明による回転式炉内の細長い連続的反
応ゾーンに沿う長手方向に配分することで実施できるか、を示している。
【００２５】 図６は、後燃焼酸素を熱いガスの流れ１５に流出させるランスのノズル４５の
好ましい実施形態を示す。酸素は環４６を介して、酸素ジェットの流量、方向及
び配分制御ディスク４９を支持する水冷式円筒形外管４７と水冷式内管４８との
間を導入される。環状のスリットノズルの開口５０はこれにより、外管４７とデ
ィスク４９の後面との間に画定される。酸素ジェット５１はディスク４９を介し
て半径方向外方に酸素の連続カーテンの状態で扇形に広がり、軸方向に流動する
ガス流を縦走横方向に伸長する。ディスク４９は、内部水管５２により供給され
内管の環５３を介して戻される冷却水などによる水冷式が好ましい。開口５０は
整形して、ガスとの混合効果を強化し可燃性物質との反応を強くすることができ
る。例えば図において、スリット開口５０は垂線に対し約３０°上流に向けられ
、全体的なガス流の流れ１５に対し同じく逆流となる円錐形のカーテンを半径方
向外方に放出する。また、酸素ジェット５１を浴７に向かって下方に仕向ける開
口５０のセクタはジェットを上方に仕向けるセクタより広く作られており、これ
によりさらに多量の酸素を配送し、浴表面から生成するＣＯを直接封鎖する。開
口５０の幅とこれにより選択された圧力と速度での酸素の流量は、管４８軸方向
位置の調節により変更可能である。調整は、例えば別の厚さのスペーサのワッシ
ャーを内管４８の入口端部フランジに当てはめるなどして、内管の配置案内５４
を外管４７内の異なる位置へ軸方向に摺動させる。図７はガス流酸素ランスの注
入ノズルの変形形態を示す。同様に取り付けられたディスクはもっぱらデフレク
タディスク５５として作用し、酸素ジェット５６を外方に偏向させ環状の酸素カ
ーテンを炉ガス流の断面を横切って放出するようにされている。
【００２６】 このガス流酸素の注入は後燃焼酸素を供給し、該酸素は浴表面を金属の流れの
方向と完全なガス流の断面とに対して横方向に封鎖する。熱い反応したガス混合
物は次にかなりの距離を流れ、同時に部分溶解浴と炉の壁とに接触しこれらを加
熱する。今度は炉壁が浴の下を回転する際、浴を連続的に攪拌し後燃焼からのこ
の壁の熱を浴に送る。本発明はこのようにすることで従来技術のプロセス、例え
ばアーク炉や酸素コンバータプロセス技術、より優れてＰＣＤとＨＴＥとを高め
る明瞭な利点を提供する。
【００２７】 図１に関して先述した様々な特徴は図８に反復される。図８もまた追加的ある
いは代替的任意の特徴を示している。スラグの掬い取りと端部開口４あるいは５
のリップからスラグポット６０などへの放出とを容易にするために、また炉１の
内部への全体的アクセスを容易にするために、炉は、水圧シリンダ６２や線形ア
クチュエータなどによりピボット支え６１の周りを長手方向に傾けることができ
る。また、支え６１は一方の組のローラ３の直下に配置でき、他の組はアクチュ
エータ６２が支持する。いくつかのプロセス上の要件においては、ゾーン８のス
ラグより、個別の層の厚さと組成とを持つゾーン１０のスラグを使用する方が好
都合である。スラグのゾーン８とゾーン１０間の転送は、スラグ表面の最高位か
ら突出する大きさに作られた環状ダム６３の峰により制限することができる。ダ
ム６３を通る１以上の径路６５は、流動金属がダム径路の入口開口８１からダム
径路の出口開口８２まで自由に通過するのを可能にする一方でスラグの通過を制
限する。図９及び１０について説明する。スラグの径路６５を通る移動を回避す
るため、開口８１、８２はスラグ層を通過することができ、炉１の回転中径路６
５は、開口８１、８２から径路内部の峰（図８、１１には図示せず）まで炉の回
転軸に向けて半径方向に全体の方向を上方に傾けることができる。開口８１、８
２がスラグ層を通過する炉の各回転中の２つの位置において、径路内部の峰のイ
ンバート８６は、開口８１、８２のそれぞれの頂部８３、８４より、好ましくは
少なくともスラグ層の最大厚さに等しい距離だけ高くすべきである。インバート
８６はこれにより、図示するように、動作中ゾーン８及び１０間の両方向へのス
ラグ交換を制限するに適した障壁として作用する。
【００２８】 ゾーン１０での金属組成の調節や精製に必要な融剤、合金、ガスはまた、実質
的にランス３４と類似する長手方向に縦走するランス組立体６６を用いて注入す
ることもできる。細いガス流をノズルから２メータ以上の距離に亘って高速度で
維持することで周知の、酸素やその他処理用ガスを注入する一貫性ジェットラン
スはまた、あまり長くない機械的組立体をランスの操作に用いて、長手方向の適
用を広げるために用いることもできる。
【００２９】 目的は制御された特定の組成と特性とを持つ広範囲の製品を産出することにあ
るから、任意の後処理プロセスの段階はこれを含むことができる。例えば、容器
２０内に維持される規定の真空圧により制御される、その頂部面６９が浴９の上
のレベルにある流動金属のコラム６８の下方部分は、横方向に張出して、横方向
径路の囲い７１内に画定される冶金的後処理プール７０を備えることができる。
金属はプール７０を流れてから放出され、プールの表面７２は表面６９より低い
標高と高い圧力とで維持される。大気圧やそれに近い圧力のとき、表面７２は典
型的に金属とスラグ９、１１の表面レベルにさらに接近し、ベルヌーイの定理が
支配する。金属は水面下のノズル７３を介して放出できる。ノズルを絞るスライ
ドゲート７４や調整はり弁、ストッパ棒の調整可能な流量制御器は、ノズルを介
する金属の放出と同じ標準速度でサイフォン管１９を通る炉の放出流をも制御す
る。また、金属は溢れさせることでプール７０からのリップ放出が可能である。
この場合炉の放出量は、囲い２０内の真空圧や後処理組立体の傾斜制御を変更す
るなど、他の方法による制御を必要とする。さらに、囲い２０内の高真空圧は、
プール７０へ通行前に大量の金属に溶解したガスを除去できる。他の変形形態に
おいて、頂部面６９の上のカラの空間７６へのサイフォン管１９の直接放出を可
能にし、スプレーガス抜き（spray degassing ）の一段階を実現するが、管１９
を介する放出流量を真空圧の変更やその他の手段で直接調節する必要もある。径
路の囲い７１や密閉絞り弁７４、その他の出口開口の封止は容器２０の最初の排
出を容易にし、金属の流出を開始する。容器２０はまた、放出中は閉じその後開
いて流出を開始する入口弁６７も具備できる。
【００３０】 実施例（図８参照）のように、アルミニウム加工は一般的に不活性ガスと反応
ガスとの混合物の使用を伴い、溶解に続いて溶解金属のガス抜きとマグ抜きとを
行う。混合物は、金属が一連のバッフル７７を流れ、後処理の径路の有効な長さ
を増すにつれて、多孔プラグにより、あるいは透過性耐火物７６を通る処理ガス
チャンバ７５から導入することができる。金属は次に非金属等を除去するために
フィルタ７８を上方に通過し、次に流れ制御ピンやストッパ棒、絞りスライドゲ
ート弁７４により放出量を制御するノズル７３を介して下方に放出される。処理
中の金属は、電気抵抗器加熱要素７９と表面７２などにより加熱することができ
る。これらは、補充ブランケットガス８０を導入することや、またこれらのガス
を排出ガス操作及び処理装置へ排出させることにより酸化から保護される。この
金属処理装置は数多の変形形態が実行可能である。例えば注入された処理ガスを
小さな泡に剪断する回転式ガスデフューザは、透過性耐火物７６を通して導入さ
れるガスに加えて、あるいはこれの代わりに利用できるだろう。様々な処理ガス
が利用できる。例えばアルミニウム処理ガスは、鋳造の鋳込みに先行するガス抜
きと濾過精製システムとの技術によれば、典型的には不活性の窒素とアルゴンと
、反応する塩素とフッ素化合物との混合物である。
【００３１】 アルミニウムや鉛など比較的低い融点を持つ金属を溶解する際、極めて高温特
性を持つ酸素燃料の火焔は強過ぎるきらいがある。図１１に示すようなオフガス
の再循環はこの問題を緩和する。オフガスの実質的な制御部分は、通常耐火物で
補強されたオフガス再循環ダクト９２を通って、通常水冷式羽根車を具備するオ
フガス再循環ブロワ９３により再循環することができる。ブロワ９３は制御され
た調節可能な速度で作動でき、流量もまたダンパ９４により制御可能である。再
循環されないオフガスを含む排出ガス９９は、同様にダンパ９６を具備するのが
好ましい排気ダクト９５を直通する。ダクト９２は炉に直通でき、図示するよう
に同様に前燃焼チャンバ９７へ至る別個の酸素燃料バーナーを具備する。チャン
バ９７はもまた酸素燃料バーナー９８により点火され、燃焼の産物を炉の反応ゾ
ーンに放出し熱いガスの流れを作る。全体の成果は、概要すれば標準的な炉と排
出ガスの温度を低くして、プロセスの熱効果を改善し、さらに局在する過熱と不
要な窒素酸化物の形成を回避することである。排出ガス９９は回復により装入原
料や燃料、酸素を予熱するのにさらに利用でき、なおいっそうプロセスの省熱を
改善する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のプロセスと装置との典型的特徴を説明する、一部断面の略側面図であ
る。
【図２】 図１の面２−２での断面図である。
【図３】 振動するコンベヤと固体投入ランスとの組み合せにより装入原料を導入する場
合の縦走サイクルの例を示すグラフである。
【図４】 装入原料入口の全体的な長手方向配分と３つの場合の他のプロセス上の投入と
の説明図である。
【図５】 別の２つの例を示す図である。
【図６】 ガスの流れを横切って後燃焼用の酸素を配分するようにされたガス流酸素ラン
スの射出ノズル示す部分断面側面図である。
【図７】 図８にある別の実施形態のノズルを示す図である。
【図８】 本発明のプロセスと装置との追加的な他の特徴を説明する、一部断面の略側面
図である。
【図９】 図８の面９−９での断面図である。
【図１０】 水面下の径路６５への入口がスラグ層と一致する際、炉の中心軸線の下の面の
一部分が約４５度回転して見える、図９の面１０−１０での断面図である。
【図１１】 プロセスの熱要件の部分を含む、オフガスの熱いガスの流れへの再循環を示す
一部断面の略側面図である。
【符号の説明】
１ 長い回転式炉 ２ ライディングリング ３、２９、３７ ローラ ４、５ 環状の端部開口 ６ 耐熱性ライニング ８ ガス−固体−流体反応ゾーン ７ 部分溶解金属の浴 ９ 流動金属の浴 １０ ガス−流体反応ゾーン １１ スラグ １２ バーナー １３ 燃料 １４ 酸素及び／または空気 １５ 熱いガスの流れ １６ 調整チャンバ １７ タップねじの孔 １８ 取瓶 １９ サイフォン管 ２０ 真空容器 ２１ 添加物 ２３ 環状耐熱ダム ２４ コンベヤ ２５ コンベヤの排出リップ ２６ 発振ドライブ ２７ コンベヤデッキ ２８ 基盤 ３０、３８ 軌道 ３１ 水圧コンベヤの縦走シリンダ ３２、４０ 装入原料入口 ３３、４１ 縦走範囲 ３４ 固体投入ランス ３５ ランスノズル ３６ キャリッジ ３９ 水圧ランス縦走駆動シリンダ ４２ 排気ダクト ４３ 排出口ダクト ５７ つり上げ磁石 ５８ ウエイブロック ８６ ピボット ８７ 正面支え ８９ シリンダ ９０ 支え
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＵ ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＩＤ，ＩＮ，ＪＰ， ＫＲ，ＭＸ，ＮＺ，ＰＬ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水平な長手方向の配置と環状の端部開口とを有する細長い回
    転式炉における連続的金属溶解のプロセスにおいて、 前記炉内の金属とスラグとに熱いガスの流れを送りながら、細長いガス−固体
    −流体反応ゾーンにてスラグの浮遊層を担持する、前記金属を部分的に溶解する
    浴を維持する段階と、 金属材料を含む固体の装入用原料と融剤、付加的試薬とを少なくとも１つの前
    記端部開口を介して前記ガス−固体−流体反応ゾーンに沿って前記熱いガスの流
    れへと運搬する段階と、 前記装入原料を前記浴へと下方に投入する段階と、 前記下方投入の少なくとも一部の場所を縦走しこれにより前記装入原料の前記
    浴への入口の場所を、前記ガス−固体−流体反応ゾーンの長手方向縦走範囲に沿
    って連続的に前方後方に配分する段階と、 前記装入原料の前記運搬と下方投入とにより前記浴に補給するため、流動金属
    を前記ガス−固体−流体反応ゾーンから流出させる段階との組み合せを特徴とす
    るプロセス。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のプロセスにおいて、前記コンベヤは、加圧
    担持ガスにより前記固体装入原料のランス給送部分を含む少なくとも一部分を、
    前記熱いガス流の中の長手方向の片持ち梁状の固体投入ランスを通って伴出し推
    進することを含み、前記下方投入は、前記装入原料と担持ガスとのジェットを前
    記ランスのノズルから前記浴へ流出させることを含み、前記縦走は前記ランスを
    連続的に長手方向に前後へと往復運動させ、前記ノズルの位置、すなわち前記入
    口の場所を前記縦走範囲に沿って配分することを含むことを特徴とするプロセス
    。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のプロセスにおいて、前記運搬は、前記固体
    装入原料のコンベヤ給送部分を含む少なくとも一部を、前記熱いガスの流れの中
    の長手方向の片持ち梁状の振動するコンベヤの長手方向の振動により推進させる
    ことを含み、前記下方投入は前記装入原料を前記コンベヤの排出リップから前記
    浴へと落下させることを含み、前記縦走は前記コンベヤを連続的に長手方向に前
    後へと往復運動させ、前記排出リップの位置、すなわち前記入口の場所を前記縦
    走範囲に沿って配分することを特徴とするプロセス。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のプロセスにおいて、前記運搬は、前記固体
    装入原料の一部を、前記熱いガスの流れの中の長手方向の片持ち梁状の振動する
    コンベヤの長手方向の振動により推進させることを含み、前記下方投入は前記装
    入原料を前記コンベヤの排出リップから前記浴へと落下させることを含み、前記
    縦走は、前記コンベヤを連続的に長手方向に前後へと往復運動させ、前記排出リ
    ップの位置すなわち装入原料の前記一部の前記入口場所を前記縦走範囲のコンベ
    ヤ給送部分に沿って配分することを含み、さらに加圧担持ガスにより前記固体装
    入原料の他の部分を、前記熱いガス流の中の長手方向の片持ち梁状の固体投入ラ
    ンスを通って伴出し推進させることをも含み、前記下方投入は、装入原料と担持
    ガスとの前記他の部分のジェットを前記ランスのノズルから前記浴へ流出させる
    ことを含み、前記縦走は前記ランスを連続的に長手方向に前後へと往復運動させ
    、前記ノズルの位置、すなわち前記装入原料の前記他の部分の前記入口場所を前
    記縦走範囲のランス給送部分に沿って配分することを含むことを特徴とするプロ
    セス。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のプロセスにおいて、前記ランス供給部分は
    、前記長手方向縦走範囲の共通の縦走範囲部分において前記縦走範囲の前記コン
    ベヤ給送部分と重なり、前記排出リップに対する移動サイクルの時間間隔と前記
    ランスのノズルの配置とは調整され、これにより縦走中に前記共通の縦走範囲に
    おける、前記ランスから流出する装入原料と前記排出リップから落下する原料と
    の間のクロスオーバーを回避することを特徴とするプロセス。
  6. 【請求項６】 前記ジェットから流出する装入原料の給送量を前記縦走範囲
    の前記ランス給送部分に沿って、前記ランスの行程中伴出された装入原料の流量
    を変更することにより不均衡に配分する一方、前記ランス給送部分の全長に亘っ
    て装入原料の一定の標準的全給送量を維持することを含む請求項２、４あるいは
    ５に記載のプロセス。
  7. 【請求項７】 前記ジェットから流出する装入原料の給送量を前記縦走範囲
    の前記ランス給送部分に沿って、前記ランスの前記行程の速度を変更することに
    より不均衡に配分する一方、前記ランス給送部分の全長に亘って装入原料の一定
    の標準的全給送量を維持することを含む請求項２、４あるいは５に記載のプロセ
    ス。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のプロセスにおいて、前記金属材料は金属酸
    化物を含み、前記付加的試薬は炭素物質を含んで、前記炭素物質に含有の炭素に
    より前記浴とスラグとにおける前記金属酸化物の還元が実行され、これにより前
    記ガス−固体−流体反応ゾーンにおいて流動金属が形成され、そして一酸化炭素
    は前記熱いガスの流れへと放出されることを特徴とするプロセス。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のプロセスにおいて、前記金属材料は金属酸
    化物を含み、前記付加的試薬は炭素物質を含んで、前記炭素物質に含有の炭素に
    より前記浴とスラグとにおける前記金属酸化物の還元が実行され、これにより前
    記ガス−固体−流体反応ゾーンにおいて流動金属が形成され、一酸化炭素が前記
    熱いガスの流れへと放出され、そして主たる部分の後燃焼を行う前記熱いガス流
    へ酸素が注入され、前記熱いガス流が前記ガス−固体−流体反応ゾーンから退去
    する前に、前記一酸化炭素は二酸化炭素を形成することを特徴とするプロセス。
  10. 【請求項１０】 前記ガス−固体−流体反応ゾーンに隣接するガス−流体反
    応ゾーンを維持することと、 前記部分溶解金属浴内の原料の、前記ガス−固体−流体反応ゾーンに向かう方
    向への全体の動きを維持して、前記流動金属の前記ガス−流体反応ゾーンへの流
    動を可能ならしめることと、 前記ガス−流体反応ゾーンを燃料と酸素との燃焼により加熱して、流動金属の
    温度を調節しさらに前記熱いガスの流れを形成することと、 原料の前記全体的動きに逆流する前記熱いガス流の全体的流動を実行して、前
    記ガス−固体−流体反応ゾーンに隣接する環状の端部開口を通って排出すること
    と、 熱い流動金属を前記ガス−流体反応ゾーンから排出することとを含む請求項１
    、２、３、４、７、８あるいは９に記載のプロセス。
  11. 【請求項１１】請求項１あるいは２、３、４、７、８、９に記載のプロセス
    において、前記長手方向の縦走範囲の全体の距離は前記ガス−固体−流体反応ゾ
    ーンの長さの５０パーセント以上を含むことを特徴とするプロセス。
  12. 【請求項１２】 制御された真空圧の下、流動金属のコラムを収容する真空
    チャンバへ吸込管を介して吸い上げることにより前記流動金属を放出し、前記制
    御された真空圧より高い圧力で、前記熱い流動金属を前記真空チャンバから横方
    向径路の囲いの中の後処理用プールへ流動させ、冶金処理ガスを金属含有の前記
    プールへ導入し、前記流動金属を前記プールから放出することを含む請求項１、
    ２、３、４、７、８あるいは９に記載のプロセス。
  13. 【請求項１３】 前記流動金属の前記プールを通る連続的流動を維持するこ
    とと、前記金属を水面下のノズルを介して放出することとを含み、さらに、ノズ
    ルの開口を絞ることで前記ノズルを介する放出流量を調節し、これにより前記サ
    イフォン管を通る標準的金属流量をさらに制御することを特徴とする請求項１２
    に記載のプロセス。
  14. 【請求項１４】 請求項１２あるいは１３に記載のプロセスにおいて、前記
    制御された真空圧より高い前記圧力は大気圧を含むことを特徴とするプロセス。
  15. 【請求項１５】 前記放出前に、前記プールを流動する金属の非金属含有物
    と不純物とを前記金属の多孔性フィルタを介する通過により濾過する段階を含む
    ことを特徴とする請求項１２、１３あるいは１４に記載のプロセス。
  16. 【請求項１６】 前記ガス−固体−流体反応ゾーンに隣接するガス−流体反
    応ゾーンを維持することと、 前記ガス−流体反応ゾーンを燃料と酸素との燃焼により加熱して、流動金属の
    温度を調節しさらに前記熱いガスの流れを形成することと、 原料の前記全体的動きに逆流する前記熱いガス流の全体的流動を実行して、前
    記ガス−固体−流体反応ゾーンに隣接する環状の端部開口を通って排出すること
    と、 前記ガス−固体−流体反応ゾーンと前記ガス−流体反応ゾーンとの間の前記ス
    ラグの流動を、前記スラグ層の頂面の上に環状ダムの内側周辺を維持することに
    より遮ることと、 各回転の一部分の間、前記浴内に浸入する前記ダムを通る少なくとも１つの径
    路により、前記流動金属の前記ガス−流体反応ゾーンへの流動を可能ならしめる
    ことと、 前記ガス−固体−流体反応ゾーンに隣接する前記環状の端部開口を通って所望
    のスラグを放出することと、 熱い流動金属を前記ガス−流体反応ゾーンから排出することとを含む請求項１
    、２、３、４、７、８あるいは９に記載のプロセス。
  17. 【請求項１７】 融剤と付加的添加物とを含む基から選択される原料を前記
    ガス−流体反応ゾーンへ導入し、前記ガス−流体反応ゾーン内で前記ガス−固体
    −流体反応ゾーンに含まれる前記スラグとは異なる組成を持つスラグの層を形成
    することをさらに含む請求項１６に記載のプロセス。
  18. 【請求項１８】 水平な長手方向の配置と環状の端部開口とを有する細長い
    回転式炉を備える連続的金属溶解のプロセスを遂行する装置において、 ガス−固体−流体反応ゾーンを金属の部分的溶解浴を含むようにされた前記炉
    内に維持する手段であって、前記浴は浮遊スラグ層を担持し、前記スラグ層は前
    記浴を通過する熱いガスの流れにより加熱され手段と、 固体装入原料を少なくとも１つの前記端部開口を通り前記ガス−固体−流体反
    応ゾーンに沿って前記熱いガス流へと運搬し、前記装入原料を前記浴へと下方に
    投入する手段と、 前記装入原料の前記運搬及び下方投入との前記手段を連続的に前後に縦走する
    手段であって、前記ガス−固体−流体反応ゾーンの長手方向縦走範囲に沿って前
    記装入原料の入口の場所を長手方向に配分するようにされた縦走手段と、 前記固体装入原料により前記浴を補充するようにされた、流体金属の前記ガス
    −固体−流体反応ゾーンからの流出を可能にする流体金属退出手段と、の組み合
    せを特徴とする装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の装置において、前記装入原料を運搬し
    下方に投入する前記手段は、前記ガス−固体−流体反応ゾーンに沿って前記熱い
    ガス流へ長手方向に片持ちされた空気作用固体投入ランスを含み、前記ランスの
    出口ノズルは下方に向けられて前記固体装入原料を前記部分溶解金属浴へ投入す
    るようにされ、前記縦走手段は、前記ランスを前記縦走範囲に沿って連続的に前
    後に往復運動させる逆進ランスドライブを備えることを特徴とする装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１８に記載の装置において、前記装入原料を運搬し
    下方に投入する前記手段は、前記ガス−固体−流体反応ゾーンに沿って前記熱い
    ガス流へ長手方向に片持ちされた振動するコンベヤを含み、前記コンベヤの排出
    リップは前記固体装入原料を前記部分溶解金属浴へと下方に落下させるようにさ
    れ、前記縦走手段は、前記振動コンベヤを前記縦走範囲に沿って連続的に前後に
    往復運動させる逆進コンベヤドライブを備えることを特徴とする装置。
  21. 【請求項２１】 請求項１８に記載の装置において、前記装入原料を運搬し
    下方に投入する前記手段は、前記ガス−固体−流体反応ゾーンに沿って前記熱い
    ガス流へ長手方向に片持ちされた空気作用固体投入ランスを含み、前記ランスの
    出口ノズルは下方に向けられて前記固体装入原料を前記部分溶解金属浴へ投入す
    るようにされ、前記縦走手段は、前記ランスを前記縦走範囲のランス給送部分に
    沿って連続的に前後に往復運動させる逆進ランスドライブを備え、さらに、前記
    ガス−固体−流体反応ゾーンに沿って前記熱いガス流へ長手方向に片持ちされた
    振動するコンベヤを含み、前記コンベヤの排出リップは前記固体装入原料を前記
    部分溶解金属浴へと下方に落下させるようにされ、前記縦走は、前記振動コンベ
    ヤを前記縦走範囲のコンベヤ給送部分に沿って連続的に前後に往復運動させる逆
    進コンベヤドライブを備えることを特徴とする装置。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の装置において、前記ランス供給部分は
    、前記長手方向縦走範囲の共通の縦走範囲部分において前記縦走範囲の前記コン
    ベヤ給送部分と重なり、縦走の間前記排出リップに対する移動サイクルの時間間
    隔と前記ランスのノズルの配置とを制御するようにされる移動調整手段が含まれ
    、これにより縦走中に前記共通の縦走範囲における、前記ランスから流出する装
    入原料と前記排出リップから落下する原料との間のクロスオーバーを回避するこ
    とを特徴とする装置。
  23. 【請求項２３】 前記炉の中の前記ガス−固体−流体反応ゾーンに隣接する
    、もっぱら熱い流動金属とスラグとを担持するガス−流体反応ゾーンを維持する
    手段と、 前記ガス−流体反応ゾーンの金属の温度を燃焼により加熱し調節するに適した
    燃料と酸素とを導入し前記熱いガスの流れを形成する手段と、 原料の全体的動きに逆流する前記熱いガス流の前記ガス−固体−流体反応ゾー
    ンを通る全体的流動を実行し、前記熱いガス流を隣接する前記炉の環状の端部開
    口を通って排出し、前記ガス−流体反応ゾーンから熱い流動金属を放出する手段
    と、を含む請求項１８、１９、２０あるいは２１に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 前記環状の端部開口の１つに隣接して延長された真空容器
    であって、前記容器に接続する出口と前記端部開口を通って前記炉内の流動金属
    へ挿入するようにされた入口とを有するサイフォン管を備える真空容器と、 排出のためと、流動金属をして前記吸込管を流動せしめる前記容器内の制御さ
    れた真空圧を維持するための手段であって、前記容器内に流動金属のコラムを形
    成し維持するのに適する手段と、 前記制御された真空圧より高い圧力をうけて前記コラムから流出する金属の後
    処理プールを支持するようにされた、前記金属のコラムと連通する横方向径路の
    囲いと、 前記流動金属を前記後処理プールから放出する手段と、をさらに含むことを特
    徴とする請求項１８に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記プール内を流動する金属に処理ガスを導入するように
    された後処理ガス供給手段を含むことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
  26. 【請求項２６】 請求項２４に記載の装置において、前記流動金属を前記後
    処理プールから放出する前記手段は、絞り弁を具備して前記金属の放出量を調節
    する水面下のノズルを含むことを特徴とする装置。
  27. 【請求項２７】 請求項２４に記載の装置において、前記径路の囲いは、流
    動金属が前記コラムからの入口と前記放出の出口との間を移動する全体の距離を
    長くするようにされたバッフルを含むことを特徴とする装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２４に記載の装置において、前記後処理プールから
    前記流動金属を放出する前記手段は、前記径路囲いからのあふれリップを備え、
    さらに前記吸込管を通る前記流れを絞る手段をも含むことを特徴とする装置。
  29. 【請求項２９】 請求項２４、２５、２６、２７、あるいは２８に記載の装
    置において、前記制御された真空圧より高い前記圧力は大気圧を含むことを特徴
    とする装置。
  30. 【請求項３０】 前記後処理プールの表面への空気の進入を締め出すように
    された、前記横方向径路囲いを封止する手段を含むことを特徴とする請求項２４
    、２５、２６、２７、２８あるいは２９に記載の装置。
  31. 【請求項３１】 前記ガス−固体−流体反応ゾーンと前記ガス−流体反応ゾ
    ーンとの接合点に隣接する環状ダムであって、炉の完全な回転において、内部の
    炉の側壁から、スラグ層の表面より高いレベルにてインバートを有する環状ダム
    の峰まで半径方向内方に伸長し、これにより前記２つのゾーン間のスラグの長手
    方向転送が遮られる環状ダムをさらに含む請求項２３に記載の装置。
  32. 【請求項３２】 請求項３１に記載の装置において、前記ダムは、前記ガス
    −固体−流体反応ゾーンからの前記ダム径路の入口開口と前記ガス−流体反応ゾ
    ーンへのダム径路の出口開口とに前記ダムを介して長手方向に連通する、前記流
    体金属を前記ガス−固体−流体反応ゾーンから退出させる少なくとも１つの径路
    を含むことを特徴とする装置。
  33. 【請求項３３】 請求項３２に記載の装置において、前記径路は全体的方向
    において、炉の回転軸に向かって半径方向上方に勾配をつけられて前記径路の中
    の峰に達し、前記ダム径路の入口開口の頂部がスラグの前記層を通過する際、前
    記峰のインバートは前記炉の各回転の部分において前記頂部の標高より高いから
    、前記峰は作動中に前記径路を通る前記ガス−固体−流体反応ゾーンから前記ガ
    ス−流体反応ゾーンへの転送を実質的に遮断するようにされることを特徴とする
    装置。
  34. 【請求項３４】 請求項３３に記載の装置において、前記峰は前記入口開口
    と前記出口開口との中間にあり、これにより前記ガス−固体−流体反応ゾーンと
    前記ガス−流体反応ゾーンの間の両方向へのスラグの転送を遮断するようにされ
    ることを特徴とする装置。
  35. 【請求項３５】 前記熱いガスの流れの一部を構成するためオフガスの一部
    を再循環させることを含む請求項１、２、３、４、７、８、９、１０、１６ある
    いは１７に記載の装置。
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