JP2002527616A - 金属および金属合金を製造する方法および装置 - Google Patents

金属および金属合金を製造する方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 金属含有供給材料から金属を製造する方法が開示されている。本方法は、予備還元／溶融装置内で金属含有供給材料を部分的に還元しそして少なくとも部分的に溶融するステップおよび還元装置内で部分的に還元された供給材料を完全に還元するステップを含み、部分的に溶融し部分的に還元された供給材料が還元装置の中心領域中へと下方に流動するように、上記予備還元／溶融装置を還元装置上部に直接配置して還元装置と連動させ、上記還元装置は金属層および金属層上部にスラグ層を有する溶融浴を含有する容器を含み、そして本方法は、（ａ）溶融浴の金属高濃度領域中に搬送ガスを用いて固体炭素質材料を注入すること、（ｂ）金属層からの材料の小滴、飛沫および液流を上方に移動させて、（ｉ）スラグ層中で金属層からの材料を混合することおよび金属層中でスラグ層からの材料を混合することを促進し、および（ｉｉ）溶融浴上部の空間内に延びて移行帯を形成すること、（ｃ）酸素含有気体を容器中に注入し、および溶融浴中で発生した反応気体の一部を再燃焼すること、（ｄ）高温反応気体の少なくとも一部を還元気体として還元装置から予備還元／溶融装置に搬送し、そして金属含有供給材料を部分的に還元すること、および（ｅ）予備還元／溶融装置中に酸素含有気体を注入し、反応気体の一部を再燃焼させ、それにより部分的に還元された金属含有供給材料の少なくとも一部を溶融させる熱を発生させることであって、これによりステップ（ｃ）および（ｅ）において溶融浴中で発生した反応気体を少なくとも７０％の再燃焼濃度となるまで再燃焼すること、を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、溶融金属（本用語は金属合金を含む）を製造する方法、特に、決し
て鉄のみに限るわけではないが、溶融浴を含む冶金容器中で、鉱石、部分還元鉱
石および金属を含有する廃棄物等の金属含有供給材料から溶融金属を製造する方
法に関する。
【０００２】 本発明は、特に金属含有供給材料から溶融金属を製造する方法および装置に関
し、 （ａ）金属含有供給材料を部分的に還元しそして少なくとも部分的に溶融する装
置、および （ｂ）溶融し部分的に還元した供給材料を完全に還元する装置 を組み合わせることを基本とする。
【０００３】 予備還元／溶融装置の一例は、サイクロン変換器である。 還元装置の一例は、溶融浴を含む容器である。
【０００４】 Ｆａｓｓｂｉｎｄｅｒらの米国特許第４，８４９，０１５号およびＤｅｎ Ｈ
ａｒｔｏｇらの米国特許第５，８００，５９２号には、予備還元／溶融装置と還
元装置との上述した組み合わせを用いる、鉄鉱石から溶融鉄を製造する特定の方
法が開示されている。
【０００５】 本発明の１つの目的は、予備還元／溶融装置と還元装置との上述した組み合わ
せを基本とする、鉄鉱石から溶融鉄を製造する新規な方法／装置を提供すること
である。
【０００６】 本発明によれば、予備還元／溶融装置内で金属含有供給材料を部分的に還元し
そして少なくとも部分的に溶融するステップおよび還元装置内で部分的に還元さ
れた供給材料を完全に還元するステップを含む、金属含有供給材料から金属を製
造する方法が提供される。ここで、還元装置は金属層および金属層上部にスラグ
層を有する溶融浴を含有する容器を含み、そして上記方法は、 （ａ）溶融浴の金属高濃度領域中に搬送ガスを用いて固体炭素質材料を注入する
ステップと、 （ｂ）金属層からの材料の小滴、飛沫および液流を上方に移動させて、 （ｉ）スラグ層中で金属層からの材料を混合することおよび金属層中でスラグ
層からの材料を混合することを促進し、 （ｉｉ）溶融浴上部の空間内に延びて移行帯を形成するステップと、 （ｃ）酸素含有気体を容器中に注入し、および溶融浴中で生成した反応気体の一
部を再燃焼するステップと、 （ｄ）高温反応気体の少なくとも一部を還元気体として還元装置から予備還元／
溶融装置に搬送し、そして金属含有供給材料を部分的に還元するステップと、 （ｅ）予備還元／溶融装置中に酸素含有気体を注入し、反応気体の一部を再燃焼
させ、それにより部分的に還元された金属含有供給材料の少なくとも一部を溶融
させる熱を発生させるステップと、を含んでなることを特徴とする。
【０００７】 用語「金属高濃度領域」とは、金属が高濃度に存在する溶融浴の領域（または
複数領域）を意味するとここでは理解されている。例として、金属層は１つの金
属高濃度領域である。
【０００８】 用語「金属層」とは、大部分が金属である浴の領域を意味するとここでは理解
されている。具体的には、本用語は、金属の連続的容量中における溶融スラグの
分散を含む領域または帯域を範囲とする。
【０００９】 用語「スラグ層」とは、大部分がスラグである浴の領域を意味するとここでは
理解されている。具体的には、本用語は、スラグの連続的容量中における溶融金
属の分散を含む領域または帯域を範囲とする。
【００１０】 用語「移行帯」とは、本明細書に示す（少なくとも大部分がスラグである）溶
融材料の小滴、飛沫および液流を有する気体の連続的容量を意味するとここでは
理解されている。
【００１１】 ステップ（ｂ）において金属層からの溶融材料の小滴、飛沫および液流を上方
に移動させる１つの選択肢は、金属層に対して下方に延びる１つまたは１つ以上
のランス／羽口を介して、ステップ（ｂ）において固体炭素質材料および搬送ガ
スを注入することである。
【００１２】 より好ましくは、１つまたは１つ以上のランス／羽口が容器の側壁に沿って延
びており、金属層に対して内側へかつ下方に位置している。
【００１３】 金属層への固体炭素質材料および搬送ガスの注入は、噴射法において溶融材料
の小滴、飛沫および液流を上方に移動させるのに充分であることが好ましい。
【００１４】 下方に延びるランス／羽口を介して金属層中へ固体炭素質材料および搬送ガス
を注入することは、以下の結果を有する。
【００１５】 （ｉ）固体炭素質材料／搬送ガスの勢いにより固体炭素質材料およびガスが金属
層に浸透する； （ｉｉ）主として石炭等の固体炭素質材料から揮発成分が除去され、それにより
金属層で気体が発生する； （ｉｉｉ）炭素は大部分が金属に溶解し、そして一部は固体として残存する； （ｉｖ）金属層中に移動しそして揮発成分の除去により発生した気体は、金属層
からの材料に大きく浮力を与え、その結果、上述のように材料の小滴、飛沫およ
び液流を上方に移動させることとなり、そしてこれらの小滴、飛沫および液流が
スラグ層を通って移動する際にさらにスラグと混合する。
【００１６】 段落（ｄ）で示した材料は、固体／気体注入の結果として金属層上部から金属
層中に引き込まれる溶融金属（これは溶解した炭素を含む）および溶融スラグを
含む。
【００１７】 唯一の選択肢という訳ではないけれども、上述した材料の小滴、飛沫および液
流を上方に移動させる他の選択肢は、金属層と接触する容器底部中または容器側
壁中の１つまたは１つ以上の羽口を介して固体炭素質材料および搬送ガスを注入
することである。
【００１８】 好ましくは、少なくとも部分的に溶融し部分的に還元された金属含有供給材料
が還元装置中に下方に流動するように、より好ましくは溶融浴中スラグ層の激し
く攪拌された中心領域中に流動するように、予備還元／溶融装置を還元装置の上
部に位置させて還元装置と連動させる。
【００１９】 好ましくはこの配置で、還元装置内で生成した高温反応気体は、予備還元／溶
融装置中へと上方に流動する。
【００２０】 以上示したように、金属層からの材料の小滴、飛沫および液流の上方への移動
は、スラグ層中での金属層からの材料の混合および金属層中でのスラグ層中の材
料の混合を促進する。好ましくは、混合の程度は、スラグ層が組成および温度に
ついてほぼ均一であるのに充分な程度である。
【００２１】 層間で材料を混合すると、金属中に溶解している炭素により溶融浴中に存在す
る金属酸化物の還元を促進する。これに関連して、金属層中へ固体炭素質材料を
注入すると、金属層中に炭素（およびできる限り固体炭素）が高濃度に溶解し、
その結果金属層が極めて還元されることになる。
【００２２】 金属中に３．５重量％より高い濃度で炭素が溶解していることが好ましい。
【００２３】 予備還元／溶融装置中に金属含有供給材料を供給する前に、金属含有供給材料
を予備加熱するステップを含むことが好ましい。
【００２４】 廃棄ガスとして予備還元／溶融装置から反応気体を放出し、そして高温であれ
低温であれこの廃棄ガスで金属含有供給材料を予備加熱するステップを含むこと
が好ましい。
【００２５】 酸素含有気体を容器および予備還元／溶融装置に注入するステップ（ｃ）およ
び（ｅ）において、溶融浴中で生成した反応気体を少なくとも７０％の再燃焼濃
度になるまで再燃焼させることが好ましい。
【００２６】 用語「再燃焼」は、 を意味する。（式中、 ［ＣＯ2］は反応気体中のＣＯ2容量％； ［Ｈ2Ｏ］は反応気体中のＨ2Ｏ容量％； ［ＣＯ］は反応気体中のＣＯ容量％；および ［Ｈ2］は反応気体中のＨ2容量％である）。
【００２７】 より好ましくは、容器中での再燃焼という面での用語「再燃焼」とは、他の目
的では補助的な炭素質材料を何ら添加せずに再燃焼することも意味している。
【００２８】 ステップ（ｃ）における容器中への酸素含有気体の注入は、容器中下方におよ
び内部に延びる１つまたは１つ以上のランス／羽口を介することが、および予備
還元／溶融装置から容器中へと下方に流動する材料をきれいにして充分に戻すこ
とが好ましい。
【００２９】 移行帯は３つの理由より重要である。 第１に、材料の小滴、飛沫および液流を上昇させてその後下降させることは、
容器中の反応気体を再燃焼することにより発生する熱を溶融浴に移行する効果的
な方法である。
【００３０】 第２に、移行帯中での材料および特に溶融スラグは、容器の側壁を介しての放
射による熱損失を最小化させる効果的な方法である。
【００３１】 第３に、移行帯中の粉塵含有炭素は、容器の側壁への放射による熱損失を減少
させる。
【００３２】 好ましくは、容器は、 （ａ）容器から溶融金属およびスラグを放出する蛇口、および （ｂ）反応気体を予備還元／溶融装置に移行する１つまたは１つ以上の排気口、
を含有する。
【００３３】 酸素含有気体が酸素であることが好ましい。 本発明によれば、上述したステップを行うための装置も提供される。
【００３４】 より具体的には、本発明は、金属含有供給材料から金属を製造する装置を提供
し、これは金属含有供給材料を部分的に還元し少なくとも部分的に溶融する予備
還元／溶融装置、および少なくとも部分的に溶融し部分的に還元された供給材料
を完全に溶融し還元する還元装置を含み、この還元装置は金属層および金属層上
部にスラグ層を有する溶融浴を含む容器を含有し、この予備還元／溶融装置は容
器上部に直接配置されて容器と連動しており、これによって少なくとも部分的に
溶融し部分的に還元された供給材料が容器の中心領域中へと下方に流動され、そ
してこの還元装置はさらに、 （ａ）溶融浴の金属高濃度領域に搬送ガスを用いて固体炭素質材料を注入する１
つまたは１つ以上のランス／羽口、 （ｂ）容器中で発生した反応気体を再燃焼する容器中に酸素含有気体を注入する
１つまたは１つ以上のランス／羽口、容器中に下方におよび内部に延び、そして
予備還元／溶融装置から下方に流動している、少なくとも部分的に溶融し部分的
に還元された供給材料との接触が最小となるように配置されている１つまたは１
つ以上のランス／羽口、および （ｃ）容器からの反応気体の少なくとも一部を再燃焼する予備還元／溶融装置中
に酸素含有気体を注入する１つまたは１つ以上のランス／羽口、 を含む。
【００３５】 本発明は例として添付図面を参照して更に説明される。
【００３６】 以下の記述は鉄鉱石から溶融鉄を製造することに関連し、本発明はこの用途に
制限されず、如何なる適切な金属含有材料にも適用可能であることが理解される
。
【００３７】 図１に関して、鉄鉱石は一連の貯蔵器３からサイクロン変換器５の形状である
予備還元／溶融装置中に搬送され、サイクロン変換器５中で（一例としてＦｅＯ
にまで）部分的に還元し少なくとも部分的に溶融される。
【００３８】 サイクロン変換器５は還元装置上部に直接配置されており、この還元装置は、
（ａ）金属層およびスラグ層を有する溶融浴１５を含み、溶融金属およびスラグ
を引き出すために適切な装置（示していない）を有し、そしてサイクロン変換器
５中に直接開口している反応気体の出口を有する冶金容器７、および （ｂ）容器７中に固体炭素質材料および任意には融剤を注入するためのランス／
羽口１１、および容器７中に酸素を注入するためのランス／羽口１３であり、容
器の側壁に沿って容器中下方に内部に延びているランス／羽口１１，１３、 の形状である。
【００３９】 容器７およびランス／羽口１１，１３の適切な形状および容器７中で金属含有
供給材料を還元する適切な方法は、本出願者名で国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９９
／００５３７およびＰＣＴ／ＡＵ９９／００５３８に総括的に記載されている。
これらの出願特許に提供されている特許明細書中の開示事項は相互参照として組
み込まれる。
【００４０】 図１のプロセスフローシートは、ランス／羽口１１を介しての金属層１５中へ
の固体材料および搬送ガスの注入を含む。好ましいプロセスフローシートの特徴
は、注入された固体材料が固体炭素質材料（典型的には石炭）および好適には１
つまたは１つ以上のスラグ形成剤（典型的には石灰）に限定されることである。
金属層中への固体炭素質材料および搬送ガスの注入の結果として生成し金属層に
移動した気体は、金属層からの（固体／気体注入の結果として金属層中に引き出
される）溶融金属、固体炭素および溶融スラグに大きな浮力を与え、これは溶融
材料および固体炭素の小滴、飛沫および液流を上方へ移動させ、そしてこれらの
小滴、飛沫および液流はスラグ層を通って移動する際にスラグと混合される。
【００４１】 溶融材料および固体炭素の浮力は、金属層およびスラグ層中を実質的に攪拌し
、その結果スラグ層の容量が増大する。攪拌の程度は、スラグ層中で金属層から
の材料を強く混合する程度および金属層中でスラグ層からの材料を強く混合する
程度である。
【００４２】 加えて、溶融金属、固体炭素および溶融スラグの浮力により引き起こされる、
材料の小滴、飛沫および液流の上方への移動は、容器中溶融材料上部の気体空間
に延びて移行帯を形成する。
【００４３】 サイクロン変換器５の直径は、容器７の直径に比べて比較的小さく、サイクロ
ン変換器５は容器７の上部中央に配置されている。したがって、サイクロン変換
器５中で製造される少なくとも部分的に溶融し部分的に還元された鉄鉱石は、溶
融浴１５の中央領域中へと下方に流動し、溶融浴１５中で完全に還元される。金
属層とスラグ層との間の材料を混合すると、完全な還元が効率的かつ効果的に行
われる。
【００４４】 容器７内の溶融浴１５中で起こっている反応は、（ＣＯおよびＨ2等の）反応
気体を発生させ、そして気体は容器７を通して上方へ移行する。酸素設備１９で
製造された酸素を、ランス／羽口１３を介して溶融浴１５上部の容器７内の気体
空間に注入し、そして移行帯およびその他の気体空間部分中にある反応気体の一
部を再燃焼する。材料の小滴、飛沫および液流を上昇させその後下降させるため
に熱を遷移し、そして金属／スラグが金属層に戻る際に熱を金属層に遷移させる
。サイクロン変換器５から下方に流動する材料との接触による損傷を回避するた
めに、材料が下方に流動するようにランス／羽口５をきれいに戻しておく。
【００４５】 容器７中で発生した再燃焼された反応気体は、サイクロン変換器５中へと上方
に流動し、サイクロン変換器５に供給された鉄鉱石を部分的に還元する還元気体
として作用する。
【００４６】 加えて、酸素設備１９で製造された酸素を、サイクロン変換器５中に注入し、
サイクロン変換器５中の少なくとも一部の反応気体を再燃焼させ、そして部分的
に還元された鉄鉱石を溶融させる熱を発生させる。 容器７およびサイクロン変換器５中での合わせた再燃焼濃度は、少なくとも７
０％である。
【００４７】 廃棄ガスはダクト１７を介してサイクロン変換器５から放出される。ダクト１
７は、水パネルにより最初に廃棄ガスを冷却しその後廃棄ガスを急冷する水冷装
置９を含み、これにより廃棄ガスから混入固体を除去し廃棄ガス中の水蒸気含有
率を低下させる。
【００４８】 急冷された廃棄ガスは、ライン２７を介して遷移され、燃料ガスまたは燃焼排
ガスとして使用される。
【００４９】 図２に示したプロセスフローシートは、図に示したフローシートの成分全てを
含む。
【００５０】 加えて、図２に示したプロセスフローシートにおいて、鉄鉱石をサイクロン変
換器５に供給する前に、予備加熱装置２９中で鉄鉱石を予備加熱する。予備加熱
装置２９は、ライン３１を介して供給される水冷装置９からの燃料ガスの一部を
用いて運転される。予備加熱装置２９を用いることは、生産性および運転費の面
において、特に鉄鉱石の発火損失の程度が大きい場合（例えば結晶水）に有利で
ある。更には、鉄鉱石の発火損失の程度が大きい場合、予備加熱装置２９は、鉄
鉱石粒子がサイクロン変換器５中で高温に曝される時に鉄鉱石粒子の熱焼け（th
ermal decrepitation）を最小化するという利点を有している。
【００５１】 下記に示した表は、記載した運転条件下において、図１および２のプロセスフ
ローシートに関しての熱および物質バランスを提供している。
【００５２】
【００５３】 鉄鉱石は北アメリカで産出され、乾燥状態で鉄６８．２％、ＳｉＯ2０．６％
およびＡｌ2Ｏ3０．９５％を含有していた。
【００５４】 石炭は、発熱量３３．９ＭＪ／Ｋｇ、灰分５．４％および揮発成分濃度１４％
であった。他の特徴として、全炭素９０．０％、Ｈ2Ｏ ２．０％、Ｎ2 １．３
％、Ｏ2 ３．２％およびＨ2 ４．０％を含んでいた。
【００５５】 本発明の精神および意図から逸脱せずに、上述のように本発明の方法および装
置の好適な実施形態のため多くの修飾を行うことができる。
【００５６】 一例として、本発明はサイクロン変換器の使用に制限されるのではなく、如何
なる適切な予備還元／溶融装置にも広げることができる。
【００５７】 さらにその上、上述した実施形態は容器７内の金属層中に全ての固体炭素質材
料を注入することを含み、本発明は固体炭素質材料の一部を容器７に上部充填ま
たは他の方法で供給する実施形態に範囲を広げることが容易に理解される。
【００５８】 さらにその上、上述した実施形態はランス／羽口１１を介して金属層中に搬送
ガス、固体炭素質材料および任意にはスラグ形成剤を注入することを含み、金属
含有供給材料等の他の固体材料を金属層中に注入する実施形態に範囲を広げるこ
とが容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法および装置の１つの好ましい実施形態の概略図でのフローシート
である。
【図２】 本発明の方法および装置の他の好ましい実施形態の概略図でのフローシートで
ある。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月９日（２０００．３．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ 【要約の続き】 還元装置から予備還元／溶融装置に搬送し、そして金属 含有供給材料を部分的に還元すること、および（ｅ）予 備還元／溶融装置中に酸素含有気体を注入し、反応気体 の一部を再燃焼させ、それにより部分的に還元された金 属含有供給材料の少なくとも一部を溶融させる熱を発生 させることであって、これによりステップ（ｃ）および （ｅ）において溶融浴中で発生した反応気体を少なくと も７０％の再燃焼濃度となるまで再燃焼すること、を特 徴とする。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 予備還元／溶融装置内で金属含有供給材料を部分的に還元し
    且つ少なくとも部分的に溶融するステップ、および還元装置内で部分的に還元さ
    れた供給材料を完全に還元するステップを含む、金属含有供給材料から金属を製
    造する方法であって、部分的に溶融され且つ部分的に還元された供給材料が還元
    装置の中心領域中へと下方に流動するように、上記予備還元／溶融装置を還元装
    置上部に直接配置して還元装置と連動させ、上記還元装置は金属層および金属層
    上部にスラグ層を有する溶融浴を含有する容器を含み、 （ａ）溶融浴の金属高濃度領域中に搬送ガスを用いて固体炭素質材料を注入する
    ステップと、 （ｂ）金属層からの材料の小滴、飛沫および液流を上方に移動させて、 （ｉ）スラグ層中で金属層からの材料を混合することおよび金属層中でスラグ
    層からの材料を混合することを促進し、および （ｉｉ）溶融浴上部の空間内に延びて移行帯を形成するステップと、 （ｃ）酸素含有気体を容器中に注入し、且つ溶融浴中で発生した反応気体の一部
    を再燃焼するステップと、 （ｄ）高温反応気体の少なくとも一部を還元気体として還元装置から予備還元／
    溶融装置に搬送し、且つ金属含有供給材料を部分的に還元するステップと、 （ｅ）予備還元／溶融装置中に酸素含有気体を注入し、反応気体の一部を再燃焼
    させ、それにより部分的に還元された金属含有供給材料の少なくとも一部を溶融
    させる熱を発生させるステップとを含んでなり、これによりステップ（ｃ）およ
    び（ｄ）において溶融浴中で発生した反応気体を少なくとも７０％の再燃焼濃度
    となるまで再燃焼することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 ステップ（ａ）において溶融浴の金属高濃度領域に固体炭素
    質材料および搬送ガスの注入により、ステップ（ｂ）において金属層から材料の
    小滴、飛沫および液流を上方に移動させる、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 固体炭素質材料および搬送ガスの注入が、金属層に対して下
    方に延びている１つまたは１つ以上のランス／羽口を介して行われる、請求項２
    に記載の方法。
  4. 【請求項４】 固体炭素質材料およびガスの注入が、金属層と接触している
    容器底部または容器側壁中の１つまたは１つ以上のランス／羽口を介して行われ
    る、請求項２または請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 還元装置内で発生した高温反応気体が予備還元／溶融装置中
    へと上方に流動する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 予備還元／溶融装置中に金属含有供給材料を供給する前に、
    金属含有供給材料を予備加熱するステップを含む、請求項１から請求項５のいず
    れかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 予備還元／溶融装置からの反応気体を廃棄ガスとして放出し
    、この廃棄ガスで金属含有供給材料を予備加熱する、請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 酸素含有気体の容器への注入が、容器中下方および内部に延
    びている１つまたは１つ以上のランス／羽口を介して行われ、且つ予備還元／溶
    融装置から容器中へ下方に流動する材料の殆どを清浄しつつ戻す、請求項１から
    請求項７のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 金属含有供給材料を部分的に還元し且つ少なくとも部分的に
    溶融する予備還元／溶融装置、および少なくとも部分的に溶融し部分的に還元さ
    れた供給材料を完全に溶融し還元する還元装置を含み、この還元装置は金属層お
    よび金属層上部にスラグ層を有する溶融浴を含む容器を含有し、この予備還元／
    溶融装置は容器上部に直接配置されて容器と連動しており、これによって少なく
    とも部分的に溶融し部分的に還元された供給材料が容器の中心領域中へと下方に
    流動され、 （ａ）溶融浴の金属高濃度領域に搬送ガスを用いて固体炭素質材料を注入する１
    つまたは１つ以上のランス／羽口と、 （ｂ）容器中で発生した反応気体を再燃焼する容器中に酸素含有気体を注入する
    １つまたは１つ以上のランス／羽口、容器中に下方におよび内部に延び、そして
    予備還元／溶融装置から下方に流動している、少なくとも部分的に溶融し部分的
    に還元された供給材料との接触が最小となるように配置されている１つまたは１
    つ以上のランス／羽口と、 （ｃ）容器からの反応気体の少なくとも一部を再燃焼する予備還元／溶融装置中
    に酸素含有気体を注入する１つまたは１つ以上のランス／羽口と、を含む金属含
    有供給材料から金属を製造する装置。
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