JP2002521569A - 直接製錬方法および装置 - Google Patents

直接製錬方法および装置

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ドライ、ロドニー、ジェームズ
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Abstract

(57)【要約】 金属を含む供給材料を直接製錬するための方法を開示する。石炭を酸素含有ガスで前処理することによってチャーおよび燃料ガスを生成する。この燃料ガスを使って酸素含有ガスを加熱しおよび／または酸素装置で酸素含有ガスを生成する。金属を含む供給材料、チャーおよび酸素含有ガスを直接製錬槽に注入し、このチャーをエネルギー源としておよび還元体として使って、この金属を含む供給材料をこの直接製錬槽の中で溶融金属に製錬する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、溶融浴即ち湯を入れる冶金槽内の、鉱石、部分還元した鉱石および
金属を含む廃棄物流のような、金属を含む供給材料から、溶融金属（この用語は
金属合金を含む）、特に、決してこれに限定されるわけではないが、鉄を生産す
るための方法および装置に関する。
【０００２】 本発明は、特に、金属を含む供給材料から溶融金属を生産するための、溶融金
属浴に基づく直接製錬方法に関する。 金属を含む供給材料から直接溶融金属を生産する方法を、一般的に“直接製錬
法”と呼ぶ。
【０００３】 一般的にロメルト法と呼ばれる、公知の直接製錬法の一つは、上部装填金属酸
化物を金属に製錬し、気体反応生成物を後燃焼してその熱を金属酸化物の製錬を
続けるために必要に応じて移動するための媒体として大量の、高度に攪拌したス
ラグ浴を使うことに基づく。このロメルト法は、スラグの攪拌をもたらすために
羽口の下列を介するこのスラグの中への酸素富化空気または酸素の注入、および
後燃焼を促進するために羽口の上列を介するこのスラグの中への酸素の注入を含
む。このロメルト法で、金属層は、重要な反応媒体ではない。
【０００４】 スラグに基づく、直接製錬法のもう一つの公知のグループを、一般的に“深ス
ラグ”法と言う。ＤＩＯＳおよびＡＩＳＩのような、これらの方法は、三つの領
域、即ち：注入した酸素を伴う後燃焼反応ガスのための上領域；金属酸化物を金
属に製錬するための下領域；およびこの上および下領域から分離した中間領域を
備えるスラグの深い層を形成することに基づく。ロメルト法同様、このスラグ層
の下の金属層は、重要な反応媒体ではない。
【０００５】 反応媒体として溶融金属層に依存し且つ一般的にＨＩ製錬法と呼ばれる、もう
一つの公知の直接製錬法が、本出願人の名前の国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９６／
００１９７（ＷＯ９６／３１６２７）に記載してある。
【０００６】 この国際特許出願に記載してあるＨＩ製錬法は： （ａ） 槽内に金属層およびこの金属層の上のスラグ層を有する湯を形成す
る工程； （ｂ） この湯内に： （ｉ） 金属を含む供給材料、典型的には金属酸化物；および （ii） この金属酸化物の還元体およびエネルギー源として作用す
る固形炭素質材料、典型的には石炭； を注入する工程；並びに （ｃ） この金属層の中でこの金属を含む供給材料を金属に製錬する工程； を含む。
【０００７】 このＨＩ製錬法は、酸素含有ガスと共にこの湯の上の空間にこの湯から放出さ
れた、ＣＯおよびＨ2のような、後燃焼反応ガスも含み、この後燃焼によって発
生した熱をこの湯に伝えて金属を含む供給材料を製錬するために必要な熱エネル
ギーに寄与する。
【０００８】 このＨＩ製錬法は、湯の公称静止面の上に遷移領域を作る工程も含み、その中
に溶融金属および／またはスラグの上昇しおよびその後下降する溶滴または飛沫
または流れがあり、それがこの湯の上に後燃焼反応ガスによって発生した熱エネ
ルギーをこの湯に伝えるための有効媒体となる。
【０００９】 本発明の目的は、低級石炭を含む、広範囲の炭種に使うことができる直接製錬
方法および装置を提供することである。
【００１０】 本発明によれば、金属を含む供給材料を直接製錬するための方法であって： （ａ） 石炭を酸素含有ガスで前処理してチャーおよび燃料ガスを生成する
工程； （ｂ） 工程（ａ）で生成した燃料ガスの少なくとも一部をエネルギー源と
して使って酸素含有ガスを加熱しおよび／または酸素装置で酸素含有ガスを生成
する工程； （ｃ） この金属を含む供給材料、工程（ａ）で生成したチャー、および工
程（ｂ）で加熱または生成した酸素含有ガスを直接製錬槽に注入する工程；並び
に （ｄ） このチャーをエネルギー源としておよび還元体として使って、この
金属を含む供給材料をこの直接製錬槽の中で溶融金属に直接製錬し、この製錬方
法に於いて生成した反応ガスをこの酸素含有ガスで後燃焼する工程； を含む方法を提供する。
【００１１】 本発明の方法の利点は、前処理工程（ａ）が石炭の特性／組成を変え、それを
金属を含む供給材料の直接製錬に更に適するようにすることである。その結果、
この方法は、直接製錬槽の中に作った溶融金属の点から、低級石炭で高生産性に
作動させることができる。“低級石炭”という用語は、通常のスチーミング石炭
（ｓｔｅａｍｉｎｇ ｃｏａｌ）に比べて発熱量が低く且つ不純物のレベルが高
く、品質改善できる石炭を意味する。“不純物”という用語は、硫黄、塩基性物
質、塩類、揮発性物質のような不純物を意味する。これらの不純物は、前処理工
程（ａ）でチャーと燃料ガスに分れる。その結果、前処理工程（ａ）は、直接製
錬槽へ供給する不純物の配合量が減ることになる。この不純物配合量の減少は、
金属を含む供給材料を製錬する速度を増すことができ、この槽から放出される放
出ガス即ちオフガス（ｏｆｆ ｇａｓ）の量を減らすことができることを意味す
るので、利点である。両結果とも利点である。
【００１２】 更に、本発明の方法は、工程（ａ）で生成した燃料ガスを酸素含有ガス、好ま
しくは空気または酸素富化空気、を加熱するために使い、次にそのガスを直接製
錬槽で使うという有利な選択肢を含む。加熱した空気または酸素富化空気で反応
ガスを後燃焼するために作動できる、ＨＩ製錬法のような、直接製錬法では、加
熱した空気および酸素富化空気を発生する仕事が有意な問題である。工程（ａ）
で生成した燃料ガスは、空気を、例えば熱風ストーブ（ｈｏｔ ｂｌａｓｔ ｓ
ｔｏｖｅｓ）で、加熱するためのエネルギー源として良く適し、従って、このこ
とは、本発明の方法の重要な利点である。
【００１３】 “金属を含む供給材料”という用語は、ここでは、鉱石、部分還元した鉱石お
よび金属を含む廃棄物流のような、金属酸化物を含む、あらゆる金属を含む供給
材料を意味すると理解する。 “チャー”という用語は、ここでは、石炭から少なくとも５０％の水分／結合
酸素／揮発性物質を除去した後に残る固形物を意味すると理解する。
【００１４】 工程（ｂ）は、この燃料ガスを熱風ブラスト（ｈｏｔ ａｉｒ ｂｌａｓｔ）
手段へ供給し、この燃料ガスをこの熱風ブラスト手段で空気を加熱するためのエ
ネルギー源として使用する工程を含むのが好ましい。 この熱風ブラスト手段は、熱風ストーブであるのが好ましい。 この方法は、この金属を含む供給材料を直接製錬槽に注入する前に、工程（ａ
）で生成した燃料ガスの一部を使ってこの供給材料を予熱する工程を含むのが好
ましい。
【００１５】 組成に依って、この金属を含む供給材料を直接製錬槽に注入する前に、燃料ガ
スをこの供給材料を部分還元するためにも使ってよい。 工程（ｄ）は、適当な直接製錬法のどれを含んでもよい。
【００１６】 工程（ｄ）は、ＨＩ製錬法に従って金属を含む供給材料を直接製錬する工程で
： （ａ） この直接製錬槽内に金属層およびこの金属層の上のスラグ有する溶
融浴即ち湯を形成する工程； （ｂ） 複数のランス／羽口を介してこの金属を含む供給材料およびチャー
をこの金属層の中へ注入する工程； （ｃ） 実質的にこの金属層でこの金属を含む供給材料を溶融金属に製錬す
る工程； （ｄ） 溶融金属およびスラグを飛沫、溶滴、および流れとしてこの湯の公
称静止面上の空間に投出させて遷移領域を形成する工程；並びに （ｅ） この酸素含有ガスを一つ以上のランス／羽口を介してこの直接製錬
槽の中に注入し、この湯から放出された反応ガスを後燃焼し、それによってこの
遷移領域での溶融金属およびスラグの飛沫、溶滴、および流れの上昇およびその
後の下降がこの湯への熱の移動を容易にし、およびそれによってこの遷移領域が
この遷移領域に接触している側壁を介するこの槽からの熱損失を最小にする工程
； を含む工程を含むのが好ましい。
【００１７】 この湯の文脈での“静止面”という用語は、ここでは、ガス／固形物の注入が
無く、従って湯の攪拌がないプロセス条件下の湯の表面を意味すると理解する。
【００１８】 この方法は、この直接製錬槽内で高後燃焼レベルで作動させるのが好ましい。 この後燃焼レベルは、６０％を超えるのが好ましく、ここでは、後燃焼を次の
ように定義する： ［ＣＯ2］＋［Ｈ2Ｏ］ ［ＣＯ2］＋［Ｈ2Ｏ］＋［ＣＯ］＋［Ｈ2］ 但し： ［ＣＯ2］ ＝ オフガス中のＣＯ2の体積％； ［Ｈ2Ｏ］ ＝ オフガス中のＨ2Ｏの体積％； ［ＣＯ］ ＝ オフガス中のＣＯの体積％；および ［Ｈ2］ ＝ オフガス中のＨ2の体積％である。
【００１９】 本発明によれば、金属を含む供給材料を直接製錬するための装置であって： （ａ） この金属を含む供給材料を製錬するための直接製錬槽； （ｂ） 石炭および酸素含有ガスからチャーおよび燃料ガスを生成するため
の手段； （ｃ） この燃料ガスをエネルギー源として使って加熱した酸素含有ガスを
発生し、その後この加熱した酸素含有ガスをこの直接製錬槽へ供給するための手
段；並びに （ｄ） この金属を含む供給材料およびチャーをこの直接製錬槽へ供給する
ための手段； を含む装置も提供する。
【００２０】 本発明を、例として添付の図面を参照して更に詳しく説明する。 図１に示す好適実施例の説明は、鉄鉱から鉄を生産することに関連して説明す
る。しかし、この好適実施例は、他の金属を含む供給材料から金属（金属合金を
含む）を生産するためにも同等に適用できることを注記する。 図１を参照して、鉄鉱を予熱器３の中で加熱し、直接製錬槽１０５へ供給し、
その槽の中で溶融鉄即ち溶鉄に製錬する。
【００２１】 スラリーの形の石炭および酸素を石炭乾留装置７へ供給し、反応して８００〜
１０００℃の範囲の温度を発生する。この石炭（石炭の中の揮発性物質のような
成分を含む）と酸素の間の反応がチャーおよび燃料ガスを生成する。 “乾留ユニット”という用語は、ここでは中で石炭と酸素含有ガスを接触させ
てチャーおよび燃料ガスを発生できる、あらゆる適当な装置を意味すると理解す
る。
【００２２】 このチャーを乾留装置７から排出して冷却し、備蓄し、その後エネルギー源お
よび還元体として直接製錬槽１０５へ供給する。 石炭乾留装置７から１０００℃の程度の温度で排出した燃料ガスの少なくとも
一部を、湿式スクラバ（図示せず）を介して、熱風ストーブのような、熱風ブラ
ストシステム９へ供給し、燃焼して空気を１２００℃の程度の温度に加熱する熱
を発生する。
【００２３】 この加熱空気に酸素を富化し、直接製錬槽１０５へ供給する。図２に関連して
更に詳しく説明するように、この加熱した酸素富化空気は、鉄鉱の直接製錬で発
生した、一酸化炭素および水素のような、反応生成物を後燃焼し、後燃焼によっ
て発生した熱が直接製錬槽１０５の内部の温度を維持するために寄与する。典型
的に、この方法は、６０％を超える後燃焼レベルで作動させる。
【００２４】 石炭乾留装置７で生成した燃料ガスの一部も鉱石予熱器３で鉄鉱を８００℃の
程度の温度に予熱するために使う。 直接製錬槽１０５で生成したオフガスを１６５０℃の程度の温度で排出し、１
０００℃に冷却し、次に冷気を加えることによって再燃焼し、更に冷却し、次に
、例えば、オフガス・スクラバ１１で処理し、その後大気に放出する。 随意に、このオフガスの一部を使って鉱石予熱器３の中で鉄鉱を予熱する。
【００２５】 上に説明した方法および装置は、公知の技術を超える多くの利点を有する。 例として、予還元段階および製錬段階を含む公知の二段直接製錬法は、製錬段
階からのオフガスを還元体としてまたは酸素含有ガスを加熱するためのエネルギ
ー供給として使用することによって総合エネルギー消費量を最少化することに焦
点を合わせる。本発明は、これらの公知の方法の代替案で、生産性を最大化する
ことに焦点を合わせる。例えば、石炭を別の乾留装置７で処理し、次にこの乾留
装置で作ったチャーを直接製錬槽１０５の中へ注入することは、直接製錬槽１０
５の中へ連れ込む、石炭の不純物の配合量を減らす。これは、不純物に関する製
錬問題を減らし、直接製錬槽の生産性を増大し且つこの槽で生成するオフガスの
量を減少することを可能にする。それは、鉄鉱の直接製錬に際して低級石炭を使
用することも可能にする。更に、乾留装置７で生成した燃料ガスは、熱風ストー
ブを加熱するための便利な燃焼ガス源である。ＨＩ製錬法のような、後燃焼反応
ガス用に酸素ではなく空気または酸素富化空気を使用する方法では、大量の加熱
空気または加熱酸素富化空気を作ることが重要な問題である。更に、本発明の方
法は、製錬還元槽１０５で発生したオフガスから価値を引出すことに拘束されず
、これが７０％を超える後燃焼レベルで作動させることを可能にする。
【００２６】 直接製錬槽１０５で作動する直接製錬法は、適当などの方法でもよい。 この直接製錬槽で作動する好適直接製錬法は、以下に図２を参照して一般的な
言い方で説明し且つ本出願人の名前の国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９９／００５３
８に更に詳しく説明するようなＨＩ製錬法であり、この国際特許出願に提出した
特許明細書の開示を相互参照のためにここに援用する。
【００２７】 この好適な直接製錬法は： （ａ） 直接製錬槽１０５内に金属層およびこの金属層の上のスラグ層を有
する湯を形成する工程； （ｂ） 複数のランス／羽口を介して予熱した鉄鉱およびチャーをこの金属
層の中へ注入する工程； （ｃ） 実質的にこの金属層でこの鉄鉱を溶鉄に製錬する工程； （ｄ） 溶鉄およびスラグを飛沫、溶滴、および流れとしてこの湯の通常静
止面上の空間に投出させて遷移領域を形成する工程；並びに （ｅ） この加熱した酸素富化空気を一つ以上のランス／羽口を介して直接
製錬槽１０５の中に注入し、この湯から放出された反応ガスを後燃焼し、および
この遷移領域で２０００℃以上の程度の気相温度を発生させ、それによってこの
遷移領域での溶融金属およびスラグの飛沫、溶滴、および流れの上昇およびその
後の下降がこの湯への熱の移動を容易にし、およびそれによってこの遷移領域が
この遷移領域に接触している側壁を介するこの槽からの熱損失を最小にする工程
； に基づく。
【００２８】 この直接製錬槽１０５は、適当な槽のどれでもよい。 この好適直接製錬槽は、以下に図２を参照して一般的な言い方で説明し且つ本
出願人の名前の国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９９／００５３８で更に詳しく説明す
る槽であり、この国際特許出願に提出した特許明細書の開示を相互参照のために
ここに援用する。
【００２９】 図２に示す槽１０５は、耐火煉瓦で作った基部即ちベース３および側部５５を
含む炉床；この炉床の側部５５から上方に伸びる全体として円筒形の胴を形成し
且つ上胴部５１および下胴部５３を含む側壁５；屋根７；オフガス用出口９；溶
融金属を連続的に排出するための前炉５７；この炉床と前炉５７を相互連結する
前炉接続部７１；並びに溶融スラグを排出するための湯出口６１を有する。
【００３０】 使用中、定常状態プロセス条件で、槽１０５には、鉄とスラグの湯が入ってい
て、それは溶融金属の層１５およびこの金属層１５上の溶融スラグ層１６を含む
。数字１７を付けた矢線が金属層１５の公称静止面の位置を示し、数字１９を付
けた矢線がスラグ層１６の公称静止面の位置を示す。“静止面”という用語は、
この槽にガスおよび固形物の注入がないときの表面を意味すると理解する。
【００３１】 槽１０５は、側壁５を通してスラグ層１６の中へ垂線に対して３０〜６０°の
角度で下方且つ内方に伸びる固定物注入ランス／羽口１１も含む。ランス／羽口
１１の位置は、下端が定常状態プロセス条件で金属層１５の静止面１７の上にあ
るように選択する。
【００３２】 使用中、定常状態プロセス条件で、搬送ガス（典型的にはＮ2）に混入した予
熱した鉄鉱、チャー、およびフラックス（典型的には石灰およびマグネシア）を
ランス／羽口１１を介して金属層１５の中へ注入する。この固形物／搬送ガスの
勢いがこの固形物およびガスを金属層１５に浸透させる。炭素が一部金属の中へ
溶解し、一部は固形炭素のままである。この鉄鉱を金属に製錬し、この製錬反応
が一酸化炭素ガスを発生する。金属層１５に運び込まれ且つ製錬によって発生し
たガスが溶融金属、固形炭素、およびスラグ（固形物／ガス／注入の結果として
金属層１５の中へ引込まれた）を金属層１５からかなり浮力上昇し、それが溶融
金属およびスラグの飛沫、溶滴および流れの上方運動を発生し、これらの飛沫、
および溶滴、および流れは、それらがスラグ層１６を通過するときスラグを同伴
する。
【００３３】 溶融金属、固形炭素およびスラグの浮力上昇は、金属層１５およびスラグ層１
６をかなり攪拌し、その結果、スラグ層１６の体積が膨らみ、矢線３０で示す表
面を有する。この攪拌の程度は、この金属領域とスラグ領域の温度がかなり均一
で−典型的には、１４５０〜１５５０℃で、各領域の温度差が３０°以下である
程である。
【００３４】 その上、溶融金属、固形炭素およびスラグの浮力上昇によって生ずる溶融金属
、およびスラグの飛沫、溶滴および流れの上方運動は、この槽内の溶融材料上の
上部空間３１の中へ延在し： （ａ） 遷移区域２３を形成し；並びに （ｂ） 幾らかの溶融材料（主としてスラグ）をこの遷移区域を越えて、こ
の遷移区域２３の上にある側壁５の上胴部５１の一部へおよび屋根７へ投出する
。
【００３５】 一般的な言い方で、スラグ層１６は、中にガス気泡がある液体連続量であり、
遷移区域２３は、溶融金属およびスラグの飛沫、溶滴、および流れを伴う気体連
続量である。
【００３６】 槽１０５は、更に、この槽１０５に加熱した酸素富化空気を注入するためのラ
ンス１３を含む。このランス１３は、中央に位置し、この槽の中へ垂直に下方に
延在する。ランス１３の位置およびランス１３を通るガス流量は、定常状態プロ
セス条件で、酸素含有ガスが遷移区域２３の中央領域に浸透し、このランス１３
の端の周りに本質的に金属／スラグの無い空間２５を維持するように選択する。
【００３７】 使用中、定常状態プロセス条件で、ランス１３を介する酸素含有ガスの注入は
、遷移区域２３およびランス１３の端の周りの自由空間２５の反応ガスＣＯおよ
びＨ2を後燃焼し、このガス空間に２０００℃以上の程度の高気相温度を発生す
る。この熱は、ガス注入領域で溶融材料の上昇および下降する飛沫、溶滴、およ
び流れに伝達され、次にこの熱は、この金属／スラグが金属層１５へ戻るとき、
一部この金属層１５に伝達される。
【００３８】 自由空間２５は、それが遷移区域２３の上の空間にあるガスをランス１３の端
領域に引込むことを可能にし、それによって利用できる反応ガスの後燃焼への曝
露を増すので、高レベルの後燃焼を達成するために重要である。
【００３９】 ランス１３の位置、ランス１３を通るガス流量、並びに溶融金属およびスラグ
の飛沫、溶滴および流れの上方運動の複合効果が、ランス１３の下部領域の周り
−全体として数字２７で識別する−に遷移区域２３を形成することである。この
成形領域が輻射による側壁５への熱伝達に対する部分障壁となる。
【００４０】 更に、定常状態プロセス条件で、金属およびスラグの上昇および下降する溶滴
、飛沫および流れが遷移区域２３からこの湯に熱を伝達するための有効な手段で
、側壁５の領域での遷移区域２３の温度が１４５０℃〜１５５０℃の程度である
結果となる。
【００４１】 槽１０５は、この方法を定常状態プロセス条件で作動させるときのこの槽１０
５内の金属層１５、スラグ層１６、および遷移区域２３のレベルを基準に、およ
びこの方法を定常状態稼動条件で作動させるときの遷移区域２３の上の上部空間
３１へ投出される溶融金属およびスラグの飛沫、溶滴および流れを基準に構成し
、それで： （ａ） 金属／スラグ層１５／１６と接触する炉床および側壁５の下胴部５
３を耐火材の煉瓦（図にクロスハッチングで示す）で作り； （ｂ） 側壁５の下胴部５３の少なくとも一部を水冷パネル８で裏打ちし；
並びに （ｃ） 遷移区域２３および上部空間３１と接触する側壁５の上胴部５１お
よび屋根７を水冷パネル５８、５９で作る。；
【００４２】 側壁５の上胴部５１の各水冷パネル８、５８、５９（図示せず）は、平行な上
および下縁並びに平行な側縁を有し、円筒形胴の一部を形成するように湾曲して
いる。各パネルは、内側水冷管および外側水冷管を含む。これらの管は、蛇のよ
うな形状に作り、水平部を湾曲部によって相互連結する。各管は、更に水入口お
よび水出口を含む。これらの管は、垂直方向にずらして、このパネルの露出面、
即ち、この槽の内部に露出される面から見たときに、外側管の水平部が内側管の
水平部の直ぐ後ろに無いようにする。各パネルは、更に、各管の隣接する水平部
間およびこれらの管間の空間を埋める、突き固めた耐火材料を含む。各パネルは
、更に、このパネルの外面を形成する支持板を含む。
【００４３】 これらの管の水入口および水出口は、給水回路（図示せず）に接続し、これら
の管を通して高流量で水を循環する。
【００４４】 上に説明した好適実施例に、本発明の精神および範囲から逸脱することなく多
くの修正を施すことができる。 例として、この好適実施例は、燃料ガスの少なくとも一部を石炭乾留装置７へ
供給することを含むが、本発明はそのようには限定されず、この燃料ガスを酸素
を作るためのエネルギー源として酸素装置へ供給することのような、他の選択肢
を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法および装置の一好適実施例の、大幅に概略的な形の、流れ図であ
る。
【図２】 図１に示す方法／装置に使うための好適形態の直接製錬槽の縦断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属を含む供給材料を直接製錬するための方法であって： （ａ） 石炭を酸素含有ガスで前処理してチャーおよび燃料ガスを生成する
    工程； （ｂ） 工程（ａ）で生成した燃料ガスの少なくとも一部をエネルギー源と
    して使って酸素含有ガスを加熱しおよび／または酸素装置で酸素含有ガスを生成
    する工程； （ｃ） この金属を含む供給材料、工程（ａ）で生成したチャー、および工
    程（ｂ）で加熱または生成した酸素含有ガスを直接製錬槽に注入する工程；並び
    に （ｄ） このチャーをエネルギー源としておよび還元体として使って、この
    金属を含む供給材料をこの直接製錬槽の中で溶融金属に直接製錬し、この製錬方
    法に於いて生成した反応ガスをこの酸素含有ガスで後燃焼させる工程； を含む方法。
  2. 【請求項２】 請求項１による方法に於いて、工程（ｂ）は、この燃料ガス
    を熱風ブラスト手段へ供給し、この燃料ガスをこの熱風ブラスト手段で酸素含有
    ガスを加熱するためのエネルギー源として使用することによってこの酸素含有ガ
    スを加熱することを含む方法。
  3. 【請求項３】 請求項２による方法に於いて、この熱風ブラスト手段が熱風
    ストーブである方法。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れか一つによる方法に於いて、
    この酸素含有ガスが空気または酸素富化空気である方法。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の何れか一つによる方法において、
    この金属を含む供給材料を直接製錬槽に注入する前に、工程（ａ）で生成した燃
    料ガスの少なくとも一部を使ってこの供給材料を予熱する工程を含む方法。
  6. 【請求項６】 請求項５による方法であって、更に、この金属を含む供給材
    料を直接製錬槽に注入する前に、工程（ａ）で生成した燃料ガスの少なくとも一
    部を使ってこの供給材料を予還元する工程を含む方法。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６の何れか一つによる方法に於いて、
    直接製錬工程（ｄ）が： （ａ） この直接製錬槽内に金属層およびこの金属層の上のスラグを有する
    溶融浴即ち湯を形成する工程； （ｂ） 複数のランス／羽口を介してこの金属を含む供給材料およびチャー
    をこの金属層の中へ注入する工程； （ｃ） 実質的にこの金属層でこの金属を含む供給材料を溶融金属に製錬す
    る工程； （ｄ） 溶融金属およびスラグを飛沫、溶滴、および流れとしてこの湯の公
    称静止表面上の空間に投出させて遷移領域を形成する工程；並びに （ｅ） この酸素含有ガスを一つ以上のランス／羽口を介してこの直接製錬
    槽の中に注入し、この湯から放出された反応ガスを後燃焼し、それによってこの
    遷移領域での溶融金属およびスラグの飛沫、溶滴、および流れの上昇およびその
    後の下降がこの湯への熱の移動を容易にし、およびそれによってこの遷移領域が
    この遷移領域に接触している側壁を介するこの槽からの熱損失を最小にする工程
    ； を含む方法。
  8. 【請求項８】 金属を含む供給材料を直接製錬するための装置であって： （ａ） この金属を含む供給材料を製錬するための直接製錬槽； （ｂ） 石炭および酸素含有ガスからチャーおよび燃料ガスを生成するため
    の手段； （ｃ） この燃料ガスをエネルギー源として使って加熱した酸素含有ガスを
    発生し、その後この加熱した酸素含有ガスをこの直接製錬槽へ供給するための手
    段；並びに （ｄ） この金属を含む供給材料およびチャーをこの直接製錬槽へ供給する
    ための手段； を含む装置。
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