JP3505623B2 - 連続的金属精練法及び装置 - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明は、冶金学、特に連続する装置による金属の精
練法に関する。本発明は、鋼鉄及び鉄合金の製造に特に
好適である。 従来の技術 現在、冶金学の分野では、連続的に金属を精練する装
置と方法を発展させることに重大な関心がある。 これらの装置と方法は、従来の環状の装置による方法
に比べ、大きな利点を有している。連続的金属製造の種
々の設計、型、原理としては、炉、フロー型、管路、ジ
ェット精練がある。これを（１）とする。 フロー型連続的金属精練法（２）の従来技術において
は、液状鉄とスラグ生成物が連続的に装置に送られ、仕
上げられた金属、スラグ及びガスは、特別な管路を介し
て除去される。 この方法の場合、精練率はそれ程、良くない。何故な
ら、接触相の表面が小さく、かつ酸化剤の消費が少ない
からである。 気体酸素と金属との接触面を増大させることにより、
高精製率を達成する試みは、ジェット精練法の装置によ
りなされた（３）。 この方法においては、ガスを使用し、金属は小滴とな
って拡散し、この小滴は、酸化剤との接触の間に相互に
作用する。金属小滴による流れは、取鍋に送られる。 しかし、この金属製造法は、溶融損失率が高く、そこ
で溶解金属の生成率が低く、また、廃ガスの拡散率が大
きい。 特に重要なことは、この方法における空間の時間の結
合と、精練工程の金属加熱を柔軟に制御出来ないため
に、産業廃棄物と、固体酸化剤の再生処理に限界のある
ことである。 このような連続的金属精練法と、これを実施する装置
を発展させて、金属は、２段階の工程を受けるようにな
った（４）。 この方法は、反応室に鉄を入れ、バルク材のとともに
酸化剤を加え、金属とスラグを泡状のエマルジョンに完
全に変換し、このエマルジョンを、精練油だめに入れ次
に、金属とスラグとガスに分離する段階よりなってい
る。 この方法を実施する装置は、鉄とバルク材を運ぶ管
路、及び酸素ガスを供給する装置を備える反応室と、金
属とスラグを排出する湯出口、及びガスを排出する分枝
管を備える精練油だめと、反応室から精練油だめに、泡
状エマルジョンを排出する連結管を備えている。 しかし、この方法と装置は、高収率の酸化精練法を達
成するものではなく、多量に鉄を損失し、廃棄物の利用
度が低く、廃ガスを高率で生成する。 精練法の低収率は、反応が平衡に近い領域では、大気
圧下で進行し、また「トップブラスト」が浴槽と作用す
る時に、相同士の特定の接触面が、ジェット精練に比
べ、小さな値しか持たないと云う事実により説明され
る。 さらに、自由なオーバーフロー溝によって、反応室か
ら精練油だめへの製造物の搬送が、精練油だめにおける
金属とスラグとの接触面を著しく減少させ、精練率を下
げさせる。 金属の損失は、酸化第二鉄よりなるタップの燃えかす
及び小滴、更には、槽と酸素との相互作用による茶色の
煙状の溶融損失、及び高温域における生成を生じる。 このような要素は、装置で実際に精練されなかった廃
ガス生成物の高い気状化の主要な理由である。何故な
ら、反応室から精練油だめに送られた時にのみ、これら
の生成物は泡状エマルジョンと接触し、このエマルジョ
ンを通り抜けるからである。 廃棄物の低利用度は、鉄の高い消費度、鉄と酸素とバ
ルク材との相互作用、及び化学反応の熱の低利用度、タ
ップの燃えかすと、微粒子を含んだ廃ガスの多量の生成
により説明される。 発明の開示 本発明の主要な目的は、精練を速め、溶融金属の生成
率を高め、廃ガスの生成を抑え、廃棄物の利用度を高
め、経費を減少させる金属精練法とその装置を提供する
ことにある。 この目的は、溶融金属を反応室に送り、バルク材の添
加材とともに、酸化剤を導入し、金属とスラグを泡状エ
マルジョンに完全に変換し、このエマルジョンを精練油
だめに送り、そこで金属とスラグを分離し、エマルジョ
ン層を介して、ガスを分離する方法において、使用され
る酸化剤が、固体オキシダントと酸素ガスであり、前記
酸化剤が、金属1kgに対して、0.06〜0.11kgの流量で導
入され、溶融金属が、反応室の体積の２〜60kg/cm3の流
量で送られ、反応室と油だめのそれぞれにおいて、0.4
〜3.0MPa、及び0.15〜0.20MPaの圧力が生成されること
を特徴とする方法により達成される。 前述の目的は、また、溶融金属とバルク材を供給する
管路及び酸素ガスを供給する装置を備える反応室と、金
属及びスラグを排出するタップ孔及びガスを排出する分
枝路を備える精練油だめと、円筒状連結管とを備える装
置において、前記反応室が球形であり、酸化剤を供給す
る装置が、反応室の壁面において、直径方向に対向して
対となったやりの形状であり、連結管の直径に対する反
応室の直径の比が、３と12との間であり、前記反応室
が、管によりバルク材を調製し、運搬する装置と、溶融
金属を供給する装置に連結され、前記バルク材と溶融金
属を運ぶ管が、前記酸化剤を供給する装置と同一平面で
延び、精練油だめが、酸素と供給するやり状の管と、ス
ラグ生成材を送る管を備え、このやり状の管が、反応室
からエマルジョンの出口の反対方向に、前記連結管と並
んだ油だめの底部に取り付けられており、前記スラグ生
成材を送る他のやり状の管と管路が、前記精練油だめの
丸屋根に設けられ、スラグを排出するタップ孔と、ガス
を排出する分枝管が連結され、水平管と直交する２本の
垂直管に分かれた水平管よりなっており、低い方の管
が、スラグ粒状化の装置に連結され、連結管の軸から、
金属を排出するタップ孔の高さまでの距離に対する前記
連結管の軸から、油だめのスラグを排出するタップ孔の
高さまでの距離の比が、５〜15であることを特徴とする
精練装置により達成される。 この精練法の実施例においては、化学反応を高率化
し、反応室と精練油だめにおける熱と質量の交換率を増
大させ、溶融とタップスラグにおけるFe損失を減少さ
せ、高温ダストガスを精製する媒体として、工程中に製
造される泡状スラグを使用し、小さな構造の精練装置を
提供し、原料として産業廃棄物を利用し、例えばセメン
トの生成に有用なタップスラグのように、廃棄物自体を
減少させることが出来る。 本発明による装置と方法においては、冶金学的に次の
ような発展をもたらした。 （１）複雑な装置の自らの組立ての機構と、反応工程の
自己調整化の性質と、圧力下における装置内におけるガ
ス生成物の放出の使用。 （２）反応を時間と空間を分離することにより、反応を
酸化させ、還元させるために、最適の力学的及び熱力学
的条件の生成。 （３）熱力学的平衡から、化学反応への顕著な偏位を実
施する条件の生成。 （４）２相流の発散の臨界性における「自己シャットオ
フ」ノズルの現象に基づくパルス増加圧の反応室内での
生成。 （５）精製装置の中央部に反応領域を設けること、及び
断熱媒体として使用するエマルジョンを充填することに
より、反応室における高安定性の確保。 （６）対向酸素ジェットにより、金属を小滴に変化させ
ることにより、反応室内で、相接触面を大きくして、十
分な利用度を達成すること。 （７）ガス状生成物の多量の流れを、エマルジョンを満
たした精練油だめで再燃焼することにより、化学反応の
熱の利用度を高め、多量の消費された固体酸化物と、原
鉱石の再処理の可能性の実現。 （８）反応室からの高速流により、精練油だめにおい
て、成分を有効に混合すること。 （９）ガスの接触と、泡状スラグとの相互作用を組織化
することにより生成したガス状生成物の技術的精製の２
段階の精練装置を提供すること。 （10）低含有率のFe酸化物と金属の小滴を含むタップの
燃えかすの生成。その組成物は、最終生成物を得るのに
好適である。 本発明による方法の利点を達成する精練装置の構造に
ついて、以下詳細に説明する。 他の生産ラインと設備の廃棄物（普通より小さい、ほ
こり状石灰、スケール、スライム、微小鉱石、グラファ
イト、コークス、チップ等）である鋳鉄、酸素、バルク
材を反応室に供給すると、２つの領域に分れる。即ち、
第１の反応領域と、エマルジョン含有主体積領域であ
る。 反応領域において、次式により、鋳鉄成分の主要な直
接酸化が行われる。 式中、 は鋳鉄のＪ成分である。 酸素と鋳鉄の対向ジェットが衝突すると、鋳鉄のジェ
ットが、小滴に粉砕され、ガス金属相に大きな接触面を
形成する。酸素が実際に完全に使用されることにより、
酸素が鉄及び鋳鉄の他の混合物を酸化させる主反応領域
内で消費される。 そこで、高強度の酸素同化作用に関して、ここで酸化
された鋳鉄の部分は、次式のようである。 式中、QO2＝酸素消費量（m3/s） Ｇc.i.＝鋳鉄消費量（kg/s） ▲αI O2▼＝鋳鉄と相互作用もする酸素の部分 Ｆ（ｃ）＝濃度関数（m3/kg） 濃度の関数は、処理される鋳鉄の組成により定義され
る。 式中、/Fe/c.i,/C/c.i,/Mn/c.i,/Si/c.i,/S/c.i,/P/
c.iは、それぞれFe,C,Mn,Si,S,Pの鋳鉄濃度である。 式（３）（４）より、その化学組成を考慮に入れ、鋳
鉄の一定量を酸化するのに必要な酸素の量を計算出来
る。 ジェットの接触領域における酸素との直接的相互作用
による鋳鉄の酸化率は、次式により与えられる。 連続的粉砕精練における実験データは、酸化ガスとス
ラグの中に存在する間の、炭素小滴の巨大な酸化率を発
展させることが可能であることを示している。 高速フィルム化を使用すると、金属は気相で0.2sとな
り、炭素の酸化率は、変換槽よりも2/3大きくなり、小
滴（35％以上）は、0.15〜1.25mmの半径となる（５）。 バルク材の流れとの強力な混合により、生成した主生
成物は、反応領域から、反応室の主体積部に送られる。
ここで、鋳鉄混合物は、次式により、スラグと金属の界
面相において間接的に酸化される。 更に、他のレドックス反応、加熱及びバルク材同化作
用が生じる。 他の条件は等しいので、式（６）の反応速度は、より
大きくなり、システムが平衡より外れれば外れる程、相
接触の面は大きくなる。 現在の技術と比較して、本発明によるこれらの要因の
作用についての、定量的な評価を知ることが出来る。 すべての反応における最も一般的な熱力学的量は、そ
の段階の起動力であるギブズエネルギー における変化として知られている。 平衡定数 に対する作用の生成率は熱力学的平衡からのシステムの
偏位を定義し、金属とスラグの組成及び温度により定め
られる。 スラグ・金属相の界面における主体積における鋼鉄精
練反応のために、 の値は、文献に明らかである。 図４は、リン酸酸化反応の実施例を示し、 の値における金属、スラグ、温度（ｔ＝1500〜1600℃、
Ｐ＝0.010〜0.025、P2O5＝４〜６％）の組成の結果を示
している。 この図には、２つの領域がある。（１）は、鋼鉄精練
工程（原型を含む）のパラメータの組合せのための平衡
状態に接近して設けられた領域で、（２）は、本発明の
パラメータが発見された領域で、平衡状態から大きく偏
位している。 鋳鉄精練の他の反応の熱力学的分析は、現在の精練技
術において、混合物の酸化と還元の両方が可能なので、
高率の反応と、高品質の金属を生成する精練が、原理的
に不可能なことを示している。 特許請求された方法や発明においては、平衡状態から
のシステムの除去及び前記した領域への到達が、35％か
ら約75％までの範囲内で、スラグの中の鉄の酸化物の状
態で吸み出されている酸素によって生じている。 上限は、理論的に可能であり、かつ平衡状態からのシ
ステムのもっとも大きい偏向を与える。 しかしながら、スラグの中の鉄の酸化物の濃度が過剰
すぎることは望ましくない。その理由は、スラグの中に
は、他の構成要素もあり、それらは精製反応に必要であ
るからである。 35％以下の含有量は効果的でなくかつ無意味な偏向の
原因となり、これは、製練処理における鋼鉄存在の上限
である。 従って、もっとも望ましいのは、図４から分るよう
に、35％から50％であり、それに原動力が対応してお
り、かつ従来の技術による方法ける場合、即ちｎPa/Ce
＝４よりも４倍も大きい。 この含有量は、酸素の化学量論的に必要な量を供給す
ることによって（特定の鋳鉄の組成に対して）、システ
ムの自己組織化のメカニズムのために、反応チャンバの
中において、成分の必要な滞留時間及び圧力下で、気体
状生成物の発生を促進している化学反応を確実にするこ
とによって達成される。 反応チャンバの中の金属−スラグ相の接触部特有の表
面は、 ここでｒ＝水滴の平均半径、mm; ρme＝金属の密度、kg/m3である。 前記した水滴の半径は0.10〜1.0mmであり、発明者
は、カウンタ式窒素／酸素ジェットによって、実験的に
微粉状の鋳鉄について、特有表面が0.42〜4.2m2/kgを得
ている。これらのデータは、論文13.51の中における結
果と矛盾しない。 比較のために、酸素−変換装置処理における特有表面
は、もっとも過渡的なものとして、0.05から0.1m2/kgで
あり、即ちnSsp＝8.4 to 4.2である。ここで、nSsp＝35
とする。 この様に、今考えている事実が、以下の値による処理
方法の速度で増大し得ることである。即ち、変換装置処
理方法及びもっとも類似している従来技術と比較して、
nSsp＝35;nPa/Ce＝４としてnv＝ｎPa/Ce nSsp＝４×35
＝140倍である。 変換装置バスの中の炭素の酸化速度は、1.05/分また
は▲（Ｕcon s▼）0.0166％／秒である。ここで、特許請
求している発明の処理速度は、 ▲Ｕs s▼＝nv×▲Ｕcon s＝140×0.016＝2.32％/s 反応チャンバからの出口において、炭素の含有量が4.
0乃至4.5％から0.1乃至0.75％の間である場合の鋳鉄の
酸化に関して、平均の滞留時間は、 である。 結果として生ずるスラグの泡は、反応チャンバの半径
Rchよりも遙かに小さい半径Rcの円筒状の接続チャンネ
ルの形状のノズルを介して、反応チャンバから取り出さ
れる。 生成物はチャンネルを介して、臨界速度で取り除かれ
るので、過剰に圧力が、２相流の自己遮断（self−shut
off）効果により高くなる。 反応チャンバの中における圧力の変化の速度は、チャ
ンバの容積、媒体の温度、気体状の物質の内部流の速
度、及び反応生成物の２相流の接続チャンネルを介して
の排出の速度によって定まる。 ｛CO｝の状態の気体状の生成物の内部流は、炭素の直
接及び間接の酸化の速度、即ち、Uco＝▲ＵI co▼＋▲II
co▼に左右される。 （９） ここで、▲ＵI▼，▲ＵII co▼＝初期領域、及び主容
積からの｛CO｝発生の速度である。 初期領域からのCOの発生速度は、 である。 ｛CO｝は、以下の反応による炭素の間接酸化の結果と
して、反応チャンバの主容積の中で隔離される。即ち、 （FeO）＋/C/←→｛CO｝＋/Fe/ （11） 従って、 ▲ＵII co▼＝k1smet-s/C/（FeO）−k2S/Fe/｛CO｝,mo
l/s （12） ここで 直接反応速度定数 逆反応速度定数である。 この反応の平衡定数は、 である。 式（13）及び（14）から、生成物/C/（FeO）の増加は
PCOを増加することによって達成することができる。 図５は、異なるPCOによるスラグ酸化の状態に対する
Ｃ（炭素）の平衡状態の含有量の割合を示している。 圧力と温度とを考慮すると、一酸化炭素の全内部流
は、 である。 １秒間の滞留時間の間の連続的な流れ状態から、Ｔと
PCOによって発生した一酸化炭素の体積は、反応チャン
バの容積と等しくなければならない。 ここでＣc.i.＝鋳鉄の消費量、kg/秒、 /C/in＝到来流の中の炭素の含有量、％ /C/out＝反応チャンバからの出口における炭素
の含有量、％ Mc＝炭素の分子量、kg T,PCO＝反応チャンバの中の温度、圧力 次に、球状の反応チャンバの直径は、次の式から求め
られる。 図７は、異なる鋳鉄の消費量による圧力に関する反応
チャンバの直径の依存度を示している。 図面に示された内容を分析すると、所定の出力によっ
て、必要な直径は、圧力に左右され、かつ圧力が増加す
るにつれて、例えば、Ｃc.i.＝100kg/秒で、５から1.5m
まで減少する。 より小さい寸法の製練ユニットを使用すると、生産領
域が減少する。しかしながら、圧力を3.0MPa以上に増大
することは不適当である。その理由は、反応チャンバの
寸法を小さくすることは無意味であり、かつより高圧の
増量反応器には、一般に大きい資本投資を必要とする。
従って、資本投資の経済性の基準から考えて、3.0MPa
（メガパスカル）の値は、妥当な上限値であると考えら
れる。 0.4MPaの下限値は、接続チャンネルの中の２相流の状
態、及び熱力学的平衡状態からのシステムの偏向を与え
る条件、そして図５によるとスラグ中の鉄の酸化物の含
有量の下限値35％に関連している状態の条件の分析を基
準として選択されている。 チャンネルの中の２相流の数学的なモデルに関する研
究及び計算の実験結果は、“自己遮断”現象がおこる速
度が40から160m/秒であり、かつ混合物の密度、その状
態及び体積についてのガスの含有量に左右されることが
示されている。この様に、反応チャンバの中の圧力は、
0.4から3.0MPaの範囲である。 必要な平均滞留時間から進んで、チャンバの容積及び
流れが継続するように選択された逃げの臨界的な速度に
関して、接続チャンネルの直径が計算される。 これを基礎に、接続チャンネルの径に対する反応チャ
ンバの径の比が、上記の処理パラメータについて３乃至
12の範囲と定められている。 図６は、分析的な変数に関してこの指数が左右される
状態のグラフを示している。 製練用油溜の中における0.15から0.20MPaの圧力の動
作限度の実際が次に与えられている。 式（16）によれば反応チャンバの中の圧力は、 から求められている。 これから、0.4から3.0MPaの動作圧力を与えるため
に、鋼鉄の製練処理（温度1600から1620℃,/C/in＝4.0
乃至4.5％、/C/out＝0.10乃至0.75％）によって、金属
の固有の消費量は、２乃至60kg/cm3の範囲に特定されな
ければならない。 金属を生産するために必要な酸素の量は、材料のバラ
ンスによって決定され、かつ金属の0.06から0.12kg/kg
に等しい。 固体酸化物の部分（鉱石、金ごけ、スライム）は、熱
バランスによって決定されており、それは、金属塊の15
から50％に等しく、かつ全体の25乃至80％の酸素を与え
ている。 他の条件も同様であり、PCOは、金属の特有の消費量 によって設定され得る。 従って、全消費量の固体酸化物の一部は、0.25から0.
80と仮定される。下限値は、鋳鉄混合物の酸化の際の化
学反応の熱、及び製練ユニットの中の炭素の酸化物の後
燃によって与えられ、また上限値は、熱キャリアのかさ
ばった材料の組成物を利用し、かつその消費量から前記
した材料及び熱バランスを基礎として成り立っている薬
品を減ずることによって決められている。 生石灰の消費量は、要求される基本量から計算され
る。 この様に、金ごけ、スライム、鉱石及び他のかさばっ
た材料、−そして、それらは現存しているユニットにお
いては利用され得ないものである−の相当部分が、前処
理によって生成廃棄物の多量を利用するために提供され
る。 0.4から3.0MPaの圧力範囲に関して、図５において、
熱力学的に限定値の領域を単純に示しており、それは、
35から75％のスラグの中の鉄の酸化物の含有量と、0.10
から0.75％の金属中の炭素の含有量の安定状態を得る事
を可能にしている。この事実は、現存の製練の処理方法
の原理においては得ることはできないものである。 ２相臨界流の状態における接続チャンネルの“自己遮
断”効果による反応チャンバの中に生ずる圧力は、脈動
的なものである。これを次に説明する。 初期ゾーンからの鉄酸化物の流入量は一定であり、か
つ消費の条件は、炭素の酸化反応の進む程度によって決
定される。従って、それが遅延する場合、システムにお
ける酸化物は蓄積し、かつガスの含有量が減少する。 これに伴って、圧力は、接続チャンネルを介しての生
成物を取り出す臨界速度の増大によって降下し始め、か
つ“自己加速”がある圧力において発生し、それがシス
テムの中の圧力を増大させる。 従って、特定の寸法のチャンバの脈動的な圧力特性
は、システムの中へ遅延吸み上げ酸素及びそれに続く加
速作用を含んでいる炭素の自己規制反応の繰り返しサイ
クルを介して、基本レベルに関係している反応チャンバ
の中に維持される。 システムの自己規制特性もまた、反応チャンバの中の
圧力の増大につれて、鋳鉄入力を変えることによって強
められる。 反応チャンバ、接続チャンネルの構造的な寸法を選択
すること、及び到来する流れの対応する値を特定化する
こと−そしてそのメカニズムは、それ自体２相の外出量
の臨界条件における接続チャンネルの“自己遮断”の効
果、及び圧力下における反応器の中のガス状生成物の発
生によって進む化学反応の“自己規制”としてそれらを
明らかにしている−によって、非平衡システムの自己組
織化メカニズムにより、過度の脈動的な圧力を作り出す
ことは、ごく当然のことである。 泡状のエマルジョンの形状で反応チャンバの中で得ら
れた生成物は、接続チャンネルを介して、金属、スラグ
とガスが分離されている製練油溜の中へ投入される。 接続チャンネルから逃げるエマルジョンの方向と反対
の方向の反応チャンバから生じた生成物のゾーンに対し
て、スラグの泡の柱の中の炭素酸化物の後燃えに関し
て、0.01及び0.04m3/kgの間の消費金属の量に従って酸
素が供給される。 この方法における酸素の供給は、反応チャンバから到
来する流れの運動エネルギーを抑制し、かつ化学反応の
熱を利用する高い要因を達成して、製練ユニットの容積
中の炭素酸化物の最良の後燃えを確実にし、かつまた、
金属の温度を自在に調節する可能性を提供するものであ
る。 金属の0.01から0.04m3/kgの範囲内の酸素消費量は、2
5から90％まで炭素酸化物の後燃えに役立っている。 反応チャンバからのエマルジョンは、金属及びスラグ
のインターフェイスのすぐ上方にあるゾーンに高速度、
高圧力で流入する。 高速度流、出口におけるキャビテーション現象、熱の
高速な流れによって、質量交換プロセスが行われ、また
さらに製練および泡沫生成のための条件が作られる。 さらに、スラグ泡沫生成は、炭素酸化物の数多くの小
さいバブルが発生することで強化され、それはノズルの
端部の下方の領域の中のスラグ中の浮遊している金属の
小滴によって生じている。油溜めのこの領域において
は、金属−スラグ相のインターフェイスにおいて、混合
物の製練が続いて行われる。 仕上られた金属の中の混合物の濃度は、反応チャンバ
からの出口におけるそれらの含有量、スラグの組成、接
触の特有な面、及び油溜の中の滞留時間などによって決
定される。油溜の中に精練特性を有している前記スラグ
の組成は、対応する材料を加えることによって得ること
が可能である。 燐は、反応チャンバ及び油溜の中で最初に酸化され、
前記油溜の中では、熱力学的平衡状態からの重大な偏り
が確実に行われており、一方、硫黄は、減少処理の結果
として、スラグ相が上るにつれて減少するスラグの低酸
化状態と必要なスラグの基本量が高温に達しているノズ
ルの端部の上方のゾーンの中の製練油溜めで酸化が行わ
れるのである。 必要な炭素の含有量は、チャンバに対する酸素の必要
量を供給することによって与えられ、その消費量は、コ
ンバータ処理方法と比較すると、全利用量に対して6m3/
tも少ない。 接続チャンネルの軸の上方に、炭素の酸化物の泡及び
スラグ薄膜から成るスラグの高い柱がある。 そのスラグ泡の底部に、金属の小滴があり、それとス
ラグ相との境界で反応が進んでおり、その結果、スラグ
の酸化状態が減少している。 さらに、スラグ状態が上昇するにつれて、その酸化状
態は、炭素酸化物の相互作用によって減少する。従っ
て、油溜から排出されるスラグは、金属のショット（小
球）を実際的には含んでいなく、かつ鉄の酸化物の含有
量は５から８％である。 特許請求されている方法によるスラグによる金属の損
失の指数は、表Ｉに示されているコンバータ処理方法16
1の下限値を取っている。 フルーガスによる損失は、スラグ泡の高い柱（コラ
ム）を介する通路によるコンバータ処理方法の平均の損
失量の1/7〜1/10である。 この様に、前記した要因で、コンバータ処理方法と比
較して、25乃至28kg/tの値の鉄の損失を少くできる。 精練油溜の基本的なパラメータ、即ち、タップホール
（スラグ泡の高さ）に対する接続チャンネルの軸からの
距離、及びその断面積（直径）は、第１にダストからの
廃棄ガスの浄化のあらかじめ設定された基準を与える条
件から決定される。 さらに、スラグ泡の中の鉄の酸化物を減ずるための精
練処理を終らせ、かつ金属及び隣り合っているスラグ層
の中の炭素及び有害な混合物を酸化させるのに必要な滞
留時間を油溜（サンプ）の中のスラグに与える条件も考
慮して決定される。 溶解されるべきガス精製物のために、精製溜（結合ノ
ズルの端部の上のスラグフォームの層）の頂部部分は、
殆ど近似値で、既に仕上げられたフォーム精製物として
考慮できる。 そのような精製物のパラメータを計算して、フォーム
状の条件は、レイノルズ数、８×104乃至28×104の範囲
内にあることが、生産性及び精製の効率の観点から最も
好適である。更に、これらの条件は、流体力学的に自己
類似のものである。装置中で低下したガス粘性（レイノ
ルズ数）は、下限より低く、低い効率で、粒径５μｍ以
上の粒子を捕らえるような、泡発生条件を決め、一方、
フォーム状の条件では、乱流内部機構により、粒径２μ
ｍ以上の粒子を効果的に捕らえることが可能である。レ
イノルズ数の上限より上になると、ガス分解する場合，
波動条件の範囲内で処理するようになり、泡立て、即
ち、精製の及び精製方法の効率が急激に低下する。 これらの条件を考慮に入れ、精製溜の断面積（直径）
を、泡状からガスの波条件に転換する臨界スピードか
ら、計算することが可能である。そのガスの波条件は、
2.0〜2.3m/秒の範囲内にでき、液層の高さは、3m/秒に
上昇し、それは、その溜の溶断面積及び直径を計算する
ための基礎を形成するものである。 F0＝（QCO/3）,m2 また、安定した泡層の高さを計算するための関係があ
り、それは、精製溜中の圧力が高まるときのものであ
る。然し乍ら、この条件での高さは、必要な最低値とし
てのみ考慮できる。 最初の液層及び泡の高さが上昇すると、フォーム状の
条件の存在範囲は広くなり、同時に、精製の程度は、そ
のフォーム層の高さにほとんど線形で依存していること
が見られ、成長は、相接触の表面を大きくするものであ
る。 精製溜とフォーム精製物の組合わせと同様なものが、
泡形成でき、ガスのダスト含有量が、スラグなしの吹き
込みと比較して、低下（I/7〜I/10に低下する）するコ
ンバータ内のスラグ条件となる。然し乍ら、コンバータ
ー内で安定して、長く、フォーム条件が存在すること
は、実現が困難である。 上記のものを配慮して、溜の頂部の高さの割合（結合
チャンネルの軸から、スラグタップホールのレベルにま
で）は、５〜15に選択される。下限は、コンバーターを
設計する理論及び実際に影響を与え、一方、フォームス
ラグの容量は、金属容量の約４〜５倍を超える。更に、
最低量（高さHS t）或いは溜▲Ｖt s▼の頂部は、ガスの
停留時間▲τres oにより決められ、それは反応室内に停
留する時間より短いものであってはならない。 VS t＝HS tF0＝QCOτo res フォーム条件の臨界スピードが、3m/秒になるよう
に、精製溜の領域は、F0＝（QCO/3）であると考慮し
て、τo res＝２秒、HS t＝6mとして、HS t＝γτo resを得
る。上限は、波条件になる可能性がなくなるように、そ
して、２μｍ以下のガス中の残る粒子と接する相表面を
２重−３重に増すことにより、コンバーターに比べて、
ダスト含有量を最大に減らすように、選択した。従っ
て、効果的にガスを精製するために、精製溜の頂部の高
さ（或いは容量）と、その底部の比率を、５〜15に選択
することが必要である。それは、0.15〜0.20MPaの圧力
を、精製溜中に作ることとなる。 スラグフォームのレベル（頂部の高さ）を更に上げる
ことは、構造的に配慮すると（使用する建物中に入る可
能性）、制限される。また、スラグフォームの上部層の
温度条件及び流動性を保持するという困難な点により、
制限される。 更に、連続スラグ造粒工程の条件を整備することによ
り、廃ガス精製を、更に高める。これは、ガス及びスラ
グを取り出す水平チャンネル中で内部清浄工程を行なう
２段階により、行なわれる。その水平チャンネルは、更
に、ガスとスラグを分離するための２つの垂直チャンネ
ルに分かれる。水平チャンネルの断面積は、15〜20m/秒
のガス流スピードに基づいて計算され、選択される。そ
のスピードは、液の内部循環でのガス洗浄器に接近した
条件（作用の原理）を実現できることとなる。更に、15
〜20m/秒のガス流スピードを、液相容量を、１×103m3/
m3にすることにより高めると、更に、１μｍの径の粒子
を捕らえる効率を、５〜75％にし、また、５μｍの粒子
では、99％にする。 ガスを内部洗浄工程を２段階で行なう結果、ダスト含
有量は、６〜10g/m3となる。 精製溜のドームでは、0.005〜0.01m3/金属1kg当りの
酸素を供給し、消費して、温度条件を整え、スラグ流度
を高める添加剤；即ち、SiO2及びAl2O3、ボーキサイ
ト、ほたる石、粉砕シャモット等を供給し、水平チャン
ネルに出て来るスラグフォームを液状態に保持する。ス
ラグ添加物を添加すると、造粒スラグ（CaO＝63〜67、S
iO2＝21〜24、Al2O3＝４〜７、FeO＝５〜８）を製造す
る目的が同時に果たされる。この組成は、セメントの組
成とほとんど同じものである。 従って、廃ガスのダスト含有量は、６〜10g/m3に低減
し、そして、セメントの製造のための原料としてスラグ
を製造でき、他の工程の廃棄物を原料として用い、高度
に利用できることとなる。 ［図面の簡単な説明］ 図面において、 図１は、連続精製ユニットのフロー・ダイヤグラムを
示す。 図２は、反応室の図１の横断面Ｉ−Ｉである。 図３は、90゜回転した反応室の図２の横断面II−IIで
ある。 図４は、スラグの酸化状態での脱燐反応の経路の熱力
学的な条件の依存性を示す。 図５は、スラグ中のFe金属中での炭素の平衡濃度と、
そのシステム中での種々の圧力との関係を示す。 図６は、反応室及び結合チャンネルのパラメータ（直
径比率）と反応室の圧力との間の関係を、出流を止めた
種々の条件で示すものである。 図７は、圧力下での反応室の寸法と設備の種々の容量
との依存性を示すものである。
練法に関する。本発明は、鋼鉄及び鉄合金の製造に特に
好適である。 従来の技術 現在、冶金学の分野では、連続的に金属を精練する装
置と方法を発展させることに重大な関心がある。 これらの装置と方法は、従来の環状の装置による方法
に比べ、大きな利点を有している。連続的金属製造の種
々の設計、型、原理としては、炉、フロー型、管路、ジ
ェット精練がある。これを（１）とする。 フロー型連続的金属精練法（２）の従来技術において
は、液状鉄とスラグ生成物が連続的に装置に送られ、仕
上げられた金属、スラグ及びガスは、特別な管路を介し
て除去される。 この方法の場合、精練率はそれ程、良くない。何故な
ら、接触相の表面が小さく、かつ酸化剤の消費が少ない
からである。 気体酸素と金属との接触面を増大させることにより、
高精製率を達成する試みは、ジェット精練法の装置によ
りなされた（３）。 この方法においては、ガスを使用し、金属は小滴とな
って拡散し、この小滴は、酸化剤との接触の間に相互に
作用する。金属小滴による流れは、取鍋に送られる。 しかし、この金属製造法は、溶融損失率が高く、そこ
で溶解金属の生成率が低く、また、廃ガスの拡散率が大
きい。 特に重要なことは、この方法における空間の時間の結
合と、精練工程の金属加熱を柔軟に制御出来ないため
に、産業廃棄物と、固体酸化剤の再生処理に限界のある
ことである。 このような連続的金属精練法と、これを実施する装置
を発展させて、金属は、２段階の工程を受けるようにな
った（４）。 この方法は、反応室に鉄を入れ、バルク材のとともに
酸化剤を加え、金属とスラグを泡状のエマルジョンに完
全に変換し、このエマルジョンを、精練油だめに入れ次
に、金属とスラグとガスに分離する段階よりなってい
る。 この方法を実施する装置は、鉄とバルク材を運ぶ管
路、及び酸素ガスを供給する装置を備える反応室と、金
属とスラグを排出する湯出口、及びガスを排出する分枝
管を備える精練油だめと、反応室から精練油だめに、泡
状エマルジョンを排出する連結管を備えている。 しかし、この方法と装置は、高収率の酸化精練法を達
成するものではなく、多量に鉄を損失し、廃棄物の利用
度が低く、廃ガスを高率で生成する。 精練法の低収率は、反応が平衡に近い領域では、大気
圧下で進行し、また「トップブラスト」が浴槽と作用す
る時に、相同士の特定の接触面が、ジェット精練に比
べ、小さな値しか持たないと云う事実により説明され
る。 さらに、自由なオーバーフロー溝によって、反応室か
ら精練油だめへの製造物の搬送が、精練油だめにおける
金属とスラグとの接触面を著しく減少させ、精練率を下
げさせる。 金属の損失は、酸化第二鉄よりなるタップの燃えかす
及び小滴、更には、槽と酸素との相互作用による茶色の
煙状の溶融損失、及び高温域における生成を生じる。 このような要素は、装置で実際に精練されなかった廃
ガス生成物の高い気状化の主要な理由である。何故な
ら、反応室から精練油だめに送られた時にのみ、これら
の生成物は泡状エマルジョンと接触し、このエマルジョ
ンを通り抜けるからである。 廃棄物の低利用度は、鉄の高い消費度、鉄と酸素とバ
ルク材との相互作用、及び化学反応の熱の低利用度、タ
ップの燃えかすと、微粒子を含んだ廃ガスの多量の生成
により説明される。 発明の開示 本発明の主要な目的は、精練を速め、溶融金属の生成
率を高め、廃ガスの生成を抑え、廃棄物の利用度を高
め、経費を減少させる金属精練法とその装置を提供する
ことにある。 この目的は、溶融金属を反応室に送り、バルク材の添
加材とともに、酸化剤を導入し、金属とスラグを泡状エ
マルジョンに完全に変換し、このエマルジョンを精練油
だめに送り、そこで金属とスラグを分離し、エマルジョ
ン層を介して、ガスを分離する方法において、使用され
る酸化剤が、固体オキシダントと酸素ガスであり、前記
酸化剤が、金属1kgに対して、0.06〜0.11kgの流量で導
入され、溶融金属が、反応室の体積の２〜60kg/cm3の流
量で送られ、反応室と油だめのそれぞれにおいて、0.4
〜3.0MPa、及び0.15〜0.20MPaの圧力が生成されること
を特徴とする方法により達成される。 前述の目的は、また、溶融金属とバルク材を供給する
管路及び酸素ガスを供給する装置を備える反応室と、金
属及びスラグを排出するタップ孔及びガスを排出する分
枝路を備える精練油だめと、円筒状連結管とを備える装
置において、前記反応室が球形であり、酸化剤を供給す
る装置が、反応室の壁面において、直径方向に対向して
対となったやりの形状であり、連結管の直径に対する反
応室の直径の比が、３と12との間であり、前記反応室
が、管によりバルク材を調製し、運搬する装置と、溶融
金属を供給する装置に連結され、前記バルク材と溶融金
属を運ぶ管が、前記酸化剤を供給する装置と同一平面で
延び、精練油だめが、酸素と供給するやり状の管と、ス
ラグ生成材を送る管を備え、このやり状の管が、反応室
からエマルジョンの出口の反対方向に、前記連結管と並
んだ油だめの底部に取り付けられており、前記スラグ生
成材を送る他のやり状の管と管路が、前記精練油だめの
丸屋根に設けられ、スラグを排出するタップ孔と、ガス
を排出する分枝管が連結され、水平管と直交する２本の
垂直管に分かれた水平管よりなっており、低い方の管
が、スラグ粒状化の装置に連結され、連結管の軸から、
金属を排出するタップ孔の高さまでの距離に対する前記
連結管の軸から、油だめのスラグを排出するタップ孔の
高さまでの距離の比が、５〜15であることを特徴とする
精練装置により達成される。 この精練法の実施例においては、化学反応を高率化
し、反応室と精練油だめにおける熱と質量の交換率を増
大させ、溶融とタップスラグにおけるFe損失を減少さ
せ、高温ダストガスを精製する媒体として、工程中に製
造される泡状スラグを使用し、小さな構造の精練装置を
提供し、原料として産業廃棄物を利用し、例えばセメン
トの生成に有用なタップスラグのように、廃棄物自体を
減少させることが出来る。 本発明による装置と方法においては、冶金学的に次の
ような発展をもたらした。 （１）複雑な装置の自らの組立ての機構と、反応工程の
自己調整化の性質と、圧力下における装置内におけるガ
ス生成物の放出の使用。 （２）反応を時間と空間を分離することにより、反応を
酸化させ、還元させるために、最適の力学的及び熱力学
的条件の生成。 （３）熱力学的平衡から、化学反応への顕著な偏位を実
施する条件の生成。 （４）２相流の発散の臨界性における「自己シャットオ
フ」ノズルの現象に基づくパルス増加圧の反応室内での
生成。 （５）精製装置の中央部に反応領域を設けること、及び
断熱媒体として使用するエマルジョンを充填することに
より、反応室における高安定性の確保。 （６）対向酸素ジェットにより、金属を小滴に変化させ
ることにより、反応室内で、相接触面を大きくして、十
分な利用度を達成すること。 （７）ガス状生成物の多量の流れを、エマルジョンを満
たした精練油だめで再燃焼することにより、化学反応の
熱の利用度を高め、多量の消費された固体酸化物と、原
鉱石の再処理の可能性の実現。 （８）反応室からの高速流により、精練油だめにおい
て、成分を有効に混合すること。 （９）ガスの接触と、泡状スラグとの相互作用を組織化
することにより生成したガス状生成物の技術的精製の２
段階の精練装置を提供すること。 （10）低含有率のFe酸化物と金属の小滴を含むタップの
燃えかすの生成。その組成物は、最終生成物を得るのに
好適である。 本発明による方法の利点を達成する精練装置の構造に
ついて、以下詳細に説明する。 他の生産ラインと設備の廃棄物（普通より小さい、ほ
こり状石灰、スケール、スライム、微小鉱石、グラファ
イト、コークス、チップ等）である鋳鉄、酸素、バルク
材を反応室に供給すると、２つの領域に分れる。即ち、
第１の反応領域と、エマルジョン含有主体積領域であ
る。 反応領域において、次式により、鋳鉄成分の主要な直
接酸化が行われる。 式中、 は鋳鉄のＪ成分である。 酸素と鋳鉄の対向ジェットが衝突すると、鋳鉄のジェ
ットが、小滴に粉砕され、ガス金属相に大きな接触面を
形成する。酸素が実際に完全に使用されることにより、
酸素が鉄及び鋳鉄の他の混合物を酸化させる主反応領域
内で消費される。 そこで、高強度の酸素同化作用に関して、ここで酸化
された鋳鉄の部分は、次式のようである。 式中、QO2＝酸素消費量（m3/s） Ｇc.i.＝鋳鉄消費量（kg/s） ▲αI O2▼＝鋳鉄と相互作用もする酸素の部分 Ｆ（ｃ）＝濃度関数（m3/kg） 濃度の関数は、処理される鋳鉄の組成により定義され
る。 式中、/Fe/c.i,/C/c.i,/Mn/c.i,/Si/c.i,/S/c.i,/P/
c.iは、それぞれFe,C,Mn,Si,S,Pの鋳鉄濃度である。 式（３）（４）より、その化学組成を考慮に入れ、鋳
鉄の一定量を酸化するのに必要な酸素の量を計算出来
る。 ジェットの接触領域における酸素との直接的相互作用
による鋳鉄の酸化率は、次式により与えられる。 連続的粉砕精練における実験データは、酸化ガスとス
ラグの中に存在する間の、炭素小滴の巨大な酸化率を発
展させることが可能であることを示している。 高速フィルム化を使用すると、金属は気相で0.2sとな
り、炭素の酸化率は、変換槽よりも2/3大きくなり、小
滴（35％以上）は、0.15〜1.25mmの半径となる（５）。 バルク材の流れとの強力な混合により、生成した主生
成物は、反応領域から、反応室の主体積部に送られる。
ここで、鋳鉄混合物は、次式により、スラグと金属の界
面相において間接的に酸化される。 更に、他のレドックス反応、加熱及びバルク材同化作
用が生じる。 他の条件は等しいので、式（６）の反応速度は、より
大きくなり、システムが平衡より外れれば外れる程、相
接触の面は大きくなる。 現在の技術と比較して、本発明によるこれらの要因の
作用についての、定量的な評価を知ることが出来る。 すべての反応における最も一般的な熱力学的量は、そ
の段階の起動力であるギブズエネルギー における変化として知られている。 平衡定数 に対する作用の生成率は熱力学的平衡からのシステムの
偏位を定義し、金属とスラグの組成及び温度により定め
られる。 スラグ・金属相の界面における主体積における鋼鉄精
練反応のために、 の値は、文献に明らかである。 図４は、リン酸酸化反応の実施例を示し、 の値における金属、スラグ、温度（ｔ＝1500〜1600℃、
Ｐ＝0.010〜0.025、P2O5＝４〜６％）の組成の結果を示
している。 この図には、２つの領域がある。（１）は、鋼鉄精練
工程（原型を含む）のパラメータの組合せのための平衡
状態に接近して設けられた領域で、（２）は、本発明の
パラメータが発見された領域で、平衡状態から大きく偏
位している。 鋳鉄精練の他の反応の熱力学的分析は、現在の精練技
術において、混合物の酸化と還元の両方が可能なので、
高率の反応と、高品質の金属を生成する精練が、原理的
に不可能なことを示している。 特許請求された方法や発明においては、平衡状態から
のシステムの除去及び前記した領域への到達が、35％か
ら約75％までの範囲内で、スラグの中の鉄の酸化物の状
態で吸み出されている酸素によって生じている。 上限は、理論的に可能であり、かつ平衡状態からのシ
ステムのもっとも大きい偏向を与える。 しかしながら、スラグの中の鉄の酸化物の濃度が過剰
すぎることは望ましくない。その理由は、スラグの中に
は、他の構成要素もあり、それらは精製反応に必要であ
るからである。 35％以下の含有量は効果的でなくかつ無意味な偏向の
原因となり、これは、製練処理における鋼鉄存在の上限
である。 従って、もっとも望ましいのは、図４から分るよう
に、35％から50％であり、それに原動力が対応してお
り、かつ従来の技術による方法ける場合、即ちｎPa/Ce
＝４よりも４倍も大きい。 この含有量は、酸素の化学量論的に必要な量を供給す
ることによって（特定の鋳鉄の組成に対して）、システ
ムの自己組織化のメカニズムのために、反応チャンバの
中において、成分の必要な滞留時間及び圧力下で、気体
状生成物の発生を促進している化学反応を確実にするこ
とによって達成される。 反応チャンバの中の金属−スラグ相の接触部特有の表
面は、 ここでｒ＝水滴の平均半径、mm; ρme＝金属の密度、kg/m3である。 前記した水滴の半径は0.10〜1.0mmであり、発明者
は、カウンタ式窒素／酸素ジェットによって、実験的に
微粉状の鋳鉄について、特有表面が0.42〜4.2m2/kgを得
ている。これらのデータは、論文13.51の中における結
果と矛盾しない。 比較のために、酸素−変換装置処理における特有表面
は、もっとも過渡的なものとして、0.05から0.1m2/kgで
あり、即ちnSsp＝8.4 to 4.2である。ここで、nSsp＝35
とする。 この様に、今考えている事実が、以下の値による処理
方法の速度で増大し得ることである。即ち、変換装置処
理方法及びもっとも類似している従来技術と比較して、
nSsp＝35;nPa/Ce＝４としてnv＝ｎPa/Ce nSsp＝４×35
＝140倍である。 変換装置バスの中の炭素の酸化速度は、1.05/分また
は▲（Ｕcon s▼）0.0166％／秒である。ここで、特許請
求している発明の処理速度は、 ▲Ｕs s▼＝nv×▲Ｕcon s＝140×0.016＝2.32％/s 反応チャンバからの出口において、炭素の含有量が4.
0乃至4.5％から0.1乃至0.75％の間である場合の鋳鉄の
酸化に関して、平均の滞留時間は、 である。 結果として生ずるスラグの泡は、反応チャンバの半径
Rchよりも遙かに小さい半径Rcの円筒状の接続チャンネ
ルの形状のノズルを介して、反応チャンバから取り出さ
れる。 生成物はチャンネルを介して、臨界速度で取り除かれ
るので、過剰に圧力が、２相流の自己遮断（self−shut
off）効果により高くなる。 反応チャンバの中における圧力の変化の速度は、チャ
ンバの容積、媒体の温度、気体状の物質の内部流の速
度、及び反応生成物の２相流の接続チャンネルを介して
の排出の速度によって定まる。 ｛CO｝の状態の気体状の生成物の内部流は、炭素の直
接及び間接の酸化の速度、即ち、Uco＝▲ＵI co▼＋▲II
co▼に左右される。 （９） ここで、▲ＵI▼，▲ＵII co▼＝初期領域、及び主容
積からの｛CO｝発生の速度である。 初期領域からのCOの発生速度は、 である。 ｛CO｝は、以下の反応による炭素の間接酸化の結果と
して、反応チャンバの主容積の中で隔離される。即ち、 （FeO）＋/C/←→｛CO｝＋/Fe/ （11） 従って、 ▲ＵII co▼＝k1smet-s/C/（FeO）−k2S/Fe/｛CO｝,mo
l/s （12） ここで 直接反応速度定数 逆反応速度定数である。 この反応の平衡定数は、 である。 式（13）及び（14）から、生成物/C/（FeO）の増加は
PCOを増加することによって達成することができる。 図５は、異なるPCOによるスラグ酸化の状態に対する
Ｃ（炭素）の平衡状態の含有量の割合を示している。 圧力と温度とを考慮すると、一酸化炭素の全内部流
は、 である。 １秒間の滞留時間の間の連続的な流れ状態から、Ｔと
PCOによって発生した一酸化炭素の体積は、反応チャン
バの容積と等しくなければならない。 ここでＣc.i.＝鋳鉄の消費量、kg/秒、 /C/in＝到来流の中の炭素の含有量、％ /C/out＝反応チャンバからの出口における炭素
の含有量、％ Mc＝炭素の分子量、kg T,PCO＝反応チャンバの中の温度、圧力 次に、球状の反応チャンバの直径は、次の式から求め
られる。 図７は、異なる鋳鉄の消費量による圧力に関する反応
チャンバの直径の依存度を示している。 図面に示された内容を分析すると、所定の出力によっ
て、必要な直径は、圧力に左右され、かつ圧力が増加す
るにつれて、例えば、Ｃc.i.＝100kg/秒で、５から1.5m
まで減少する。 より小さい寸法の製練ユニットを使用すると、生産領
域が減少する。しかしながら、圧力を3.0MPa以上に増大
することは不適当である。その理由は、反応チャンバの
寸法を小さくすることは無意味であり、かつより高圧の
増量反応器には、一般に大きい資本投資を必要とする。
従って、資本投資の経済性の基準から考えて、3.0MPa
（メガパスカル）の値は、妥当な上限値であると考えら
れる。 0.4MPaの下限値は、接続チャンネルの中の２相流の状
態、及び熱力学的平衡状態からのシステムの偏向を与え
る条件、そして図５によるとスラグ中の鉄の酸化物の含
有量の下限値35％に関連している状態の条件の分析を基
準として選択されている。 チャンネルの中の２相流の数学的なモデルに関する研
究及び計算の実験結果は、“自己遮断”現象がおこる速
度が40から160m/秒であり、かつ混合物の密度、その状
態及び体積についてのガスの含有量に左右されることが
示されている。この様に、反応チャンバの中の圧力は、
0.4から3.0MPaの範囲である。 必要な平均滞留時間から進んで、チャンバの容積及び
流れが継続するように選択された逃げの臨界的な速度に
関して、接続チャンネルの直径が計算される。 これを基礎に、接続チャンネルの径に対する反応チャ
ンバの径の比が、上記の処理パラメータについて３乃至
12の範囲と定められている。 図６は、分析的な変数に関してこの指数が左右される
状態のグラフを示している。 製練用油溜の中における0.15から0.20MPaの圧力の動
作限度の実際が次に与えられている。 式（16）によれば反応チャンバの中の圧力は、 から求められている。 これから、0.4から3.0MPaの動作圧力を与えるため
に、鋼鉄の製練処理（温度1600から1620℃,/C/in＝4.0
乃至4.5％、/C/out＝0.10乃至0.75％）によって、金属
の固有の消費量は、２乃至60kg/cm3の範囲に特定されな
ければならない。 金属を生産するために必要な酸素の量は、材料のバラ
ンスによって決定され、かつ金属の0.06から0.12kg/kg
に等しい。 固体酸化物の部分（鉱石、金ごけ、スライム）は、熱
バランスによって決定されており、それは、金属塊の15
から50％に等しく、かつ全体の25乃至80％の酸素を与え
ている。 他の条件も同様であり、PCOは、金属の特有の消費量 によって設定され得る。 従って、全消費量の固体酸化物の一部は、0.25から0.
80と仮定される。下限値は、鋳鉄混合物の酸化の際の化
学反応の熱、及び製練ユニットの中の炭素の酸化物の後
燃によって与えられ、また上限値は、熱キャリアのかさ
ばった材料の組成物を利用し、かつその消費量から前記
した材料及び熱バランスを基礎として成り立っている薬
品を減ずることによって決められている。 生石灰の消費量は、要求される基本量から計算され
る。 この様に、金ごけ、スライム、鉱石及び他のかさばっ
た材料、−そして、それらは現存しているユニットにお
いては利用され得ないものである−の相当部分が、前処
理によって生成廃棄物の多量を利用するために提供され
る。 0.4から3.0MPaの圧力範囲に関して、図５において、
熱力学的に限定値の領域を単純に示しており、それは、
35から75％のスラグの中の鉄の酸化物の含有量と、0.10
から0.75％の金属中の炭素の含有量の安定状態を得る事
を可能にしている。この事実は、現存の製練の処理方法
の原理においては得ることはできないものである。 ２相臨界流の状態における接続チャンネルの“自己遮
断”効果による反応チャンバの中に生ずる圧力は、脈動
的なものである。これを次に説明する。 初期ゾーンからの鉄酸化物の流入量は一定であり、か
つ消費の条件は、炭素の酸化反応の進む程度によって決
定される。従って、それが遅延する場合、システムにお
ける酸化物は蓄積し、かつガスの含有量が減少する。 これに伴って、圧力は、接続チャンネルを介しての生
成物を取り出す臨界速度の増大によって降下し始め、か
つ“自己加速”がある圧力において発生し、それがシス
テムの中の圧力を増大させる。 従って、特定の寸法のチャンバの脈動的な圧力特性
は、システムの中へ遅延吸み上げ酸素及びそれに続く加
速作用を含んでいる炭素の自己規制反応の繰り返しサイ
クルを介して、基本レベルに関係している反応チャンバ
の中に維持される。 システムの自己規制特性もまた、反応チャンバの中の
圧力の増大につれて、鋳鉄入力を変えることによって強
められる。 反応チャンバ、接続チャンネルの構造的な寸法を選択
すること、及び到来する流れの対応する値を特定化する
こと−そしてそのメカニズムは、それ自体２相の外出量
の臨界条件における接続チャンネルの“自己遮断”の効
果、及び圧力下における反応器の中のガス状生成物の発
生によって進む化学反応の“自己規制”としてそれらを
明らかにしている−によって、非平衡システムの自己組
織化メカニズムにより、過度の脈動的な圧力を作り出す
ことは、ごく当然のことである。 泡状のエマルジョンの形状で反応チャンバの中で得ら
れた生成物は、接続チャンネルを介して、金属、スラグ
とガスが分離されている製練油溜の中へ投入される。 接続チャンネルから逃げるエマルジョンの方向と反対
の方向の反応チャンバから生じた生成物のゾーンに対し
て、スラグの泡の柱の中の炭素酸化物の後燃えに関し
て、0.01及び0.04m3/kgの間の消費金属の量に従って酸
素が供給される。 この方法における酸素の供給は、反応チャンバから到
来する流れの運動エネルギーを抑制し、かつ化学反応の
熱を利用する高い要因を達成して、製練ユニットの容積
中の炭素酸化物の最良の後燃えを確実にし、かつまた、
金属の温度を自在に調節する可能性を提供するものであ
る。 金属の0.01から0.04m3/kgの範囲内の酸素消費量は、2
5から90％まで炭素酸化物の後燃えに役立っている。 反応チャンバからのエマルジョンは、金属及びスラグ
のインターフェイスのすぐ上方にあるゾーンに高速度、
高圧力で流入する。 高速度流、出口におけるキャビテーション現象、熱の
高速な流れによって、質量交換プロセスが行われ、また
さらに製練および泡沫生成のための条件が作られる。 さらに、スラグ泡沫生成は、炭素酸化物の数多くの小
さいバブルが発生することで強化され、それはノズルの
端部の下方の領域の中のスラグ中の浮遊している金属の
小滴によって生じている。油溜めのこの領域において
は、金属−スラグ相のインターフェイスにおいて、混合
物の製練が続いて行われる。 仕上られた金属の中の混合物の濃度は、反応チャンバ
からの出口におけるそれらの含有量、スラグの組成、接
触の特有な面、及び油溜の中の滞留時間などによって決
定される。油溜の中に精練特性を有している前記スラグ
の組成は、対応する材料を加えることによって得ること
が可能である。 燐は、反応チャンバ及び油溜の中で最初に酸化され、
前記油溜の中では、熱力学的平衡状態からの重大な偏り
が確実に行われており、一方、硫黄は、減少処理の結果
として、スラグ相が上るにつれて減少するスラグの低酸
化状態と必要なスラグの基本量が高温に達しているノズ
ルの端部の上方のゾーンの中の製練油溜めで酸化が行わ
れるのである。 必要な炭素の含有量は、チャンバに対する酸素の必要
量を供給することによって与えられ、その消費量は、コ
ンバータ処理方法と比較すると、全利用量に対して6m3/
tも少ない。 接続チャンネルの軸の上方に、炭素の酸化物の泡及び
スラグ薄膜から成るスラグの高い柱がある。 そのスラグ泡の底部に、金属の小滴があり、それとス
ラグ相との境界で反応が進んでおり、その結果、スラグ
の酸化状態が減少している。 さらに、スラグ状態が上昇するにつれて、その酸化状
態は、炭素酸化物の相互作用によって減少する。従っ
て、油溜から排出されるスラグは、金属のショット（小
球）を実際的には含んでいなく、かつ鉄の酸化物の含有
量は５から８％である。 特許請求されている方法によるスラグによる金属の損
失の指数は、表Ｉに示されているコンバータ処理方法16
1の下限値を取っている。 フルーガスによる損失は、スラグ泡の高い柱（コラ
ム）を介する通路によるコンバータ処理方法の平均の損
失量の1/7〜1/10である。 この様に、前記した要因で、コンバータ処理方法と比
較して、25乃至28kg/tの値の鉄の損失を少くできる。 精練油溜の基本的なパラメータ、即ち、タップホール
（スラグ泡の高さ）に対する接続チャンネルの軸からの
距離、及びその断面積（直径）は、第１にダストからの
廃棄ガスの浄化のあらかじめ設定された基準を与える条
件から決定される。 さらに、スラグ泡の中の鉄の酸化物を減ずるための精
練処理を終らせ、かつ金属及び隣り合っているスラグ層
の中の炭素及び有害な混合物を酸化させるのに必要な滞
留時間を油溜（サンプ）の中のスラグに与える条件も考
慮して決定される。 溶解されるべきガス精製物のために、精製溜（結合ノ
ズルの端部の上のスラグフォームの層）の頂部部分は、
殆ど近似値で、既に仕上げられたフォーム精製物として
考慮できる。 そのような精製物のパラメータを計算して、フォーム
状の条件は、レイノルズ数、８×104乃至28×104の範囲
内にあることが、生産性及び精製の効率の観点から最も
好適である。更に、これらの条件は、流体力学的に自己
類似のものである。装置中で低下したガス粘性（レイノ
ルズ数）は、下限より低く、低い効率で、粒径５μｍ以
上の粒子を捕らえるような、泡発生条件を決め、一方、
フォーム状の条件では、乱流内部機構により、粒径２μ
ｍ以上の粒子を効果的に捕らえることが可能である。レ
イノルズ数の上限より上になると、ガス分解する場合，
波動条件の範囲内で処理するようになり、泡立て、即
ち、精製の及び精製方法の効率が急激に低下する。 これらの条件を考慮に入れ、精製溜の断面積（直径）
を、泡状からガスの波条件に転換する臨界スピードか
ら、計算することが可能である。そのガスの波条件は、
2.0〜2.3m/秒の範囲内にでき、液層の高さは、3m/秒に
上昇し、それは、その溜の溶断面積及び直径を計算する
ための基礎を形成するものである。 F0＝（QCO/3）,m2 また、安定した泡層の高さを計算するための関係があ
り、それは、精製溜中の圧力が高まるときのものであ
る。然し乍ら、この条件での高さは、必要な最低値とし
てのみ考慮できる。 最初の液層及び泡の高さが上昇すると、フォーム状の
条件の存在範囲は広くなり、同時に、精製の程度は、そ
のフォーム層の高さにほとんど線形で依存していること
が見られ、成長は、相接触の表面を大きくするものであ
る。 精製溜とフォーム精製物の組合わせと同様なものが、
泡形成でき、ガスのダスト含有量が、スラグなしの吹き
込みと比較して、低下（I/7〜I/10に低下する）するコ
ンバータ内のスラグ条件となる。然し乍ら、コンバータ
ー内で安定して、長く、フォーム条件が存在すること
は、実現が困難である。 上記のものを配慮して、溜の頂部の高さの割合（結合
チャンネルの軸から、スラグタップホールのレベルにま
で）は、５〜15に選択される。下限は、コンバーターを
設計する理論及び実際に影響を与え、一方、フォームス
ラグの容量は、金属容量の約４〜５倍を超える。更に、
最低量（高さHS t）或いは溜▲Ｖt s▼の頂部は、ガスの
停留時間▲τres oにより決められ、それは反応室内に停
留する時間より短いものであってはならない。 VS t＝HS tF0＝QCOτo res フォーム条件の臨界スピードが、3m/秒になるよう
に、精製溜の領域は、F0＝（QCO/3）であると考慮し
て、τo res＝２秒、HS t＝6mとして、HS t＝γτo resを得
る。上限は、波条件になる可能性がなくなるように、そ
して、２μｍ以下のガス中の残る粒子と接する相表面を
２重−３重に増すことにより、コンバーターに比べて、
ダスト含有量を最大に減らすように、選択した。従っ
て、効果的にガスを精製するために、精製溜の頂部の高
さ（或いは容量）と、その底部の比率を、５〜15に選択
することが必要である。それは、0.15〜0.20MPaの圧力
を、精製溜中に作ることとなる。 スラグフォームのレベル（頂部の高さ）を更に上げる
ことは、構造的に配慮すると（使用する建物中に入る可
能性）、制限される。また、スラグフォームの上部層の
温度条件及び流動性を保持するという困難な点により、
制限される。 更に、連続スラグ造粒工程の条件を整備することによ
り、廃ガス精製を、更に高める。これは、ガス及びスラ
グを取り出す水平チャンネル中で内部清浄工程を行なう
２段階により、行なわれる。その水平チャンネルは、更
に、ガスとスラグを分離するための２つの垂直チャンネ
ルに分かれる。水平チャンネルの断面積は、15〜20m/秒
のガス流スピードに基づいて計算され、選択される。そ
のスピードは、液の内部循環でのガス洗浄器に接近した
条件（作用の原理）を実現できることとなる。更に、15
〜20m/秒のガス流スピードを、液相容量を、１×103m3/
m3にすることにより高めると、更に、１μｍの径の粒子
を捕らえる効率を、５〜75％にし、また、５μｍの粒子
では、99％にする。 ガスを内部洗浄工程を２段階で行なう結果、ダスト含
有量は、６〜10g/m3となる。 精製溜のドームでは、0.005〜0.01m3/金属1kg当りの
酸素を供給し、消費して、温度条件を整え、スラグ流度
を高める添加剤；即ち、SiO2及びAl2O3、ボーキサイ
ト、ほたる石、粉砕シャモット等を供給し、水平チャン
ネルに出て来るスラグフォームを液状態に保持する。ス
ラグ添加物を添加すると、造粒スラグ（CaO＝63〜67、S
iO2＝21〜24、Al2O3＝４〜７、FeO＝５〜８）を製造す
る目的が同時に果たされる。この組成は、セメントの組
成とほとんど同じものである。 従って、廃ガスのダスト含有量は、６〜10g/m3に低減
し、そして、セメントの製造のための原料としてスラグ
を製造でき、他の工程の廃棄物を原料として用い、高度
に利用できることとなる。 ［図面の簡単な説明］ 図面において、 図１は、連続精製ユニットのフロー・ダイヤグラムを
示す。 図２は、反応室の図１の横断面Ｉ−Ｉである。 図３は、90゜回転した反応室の図２の横断面II−IIで
ある。 図４は、スラグの酸化状態での脱燐反応の経路の熱力
学的な条件の依存性を示す。 図５は、スラグ中のFe金属中での炭素の平衡濃度と、
そのシステム中での種々の圧力との関係を示す。 図６は、反応室及び結合チャンネルのパラメータ（直
径比率）と反応室の圧力との間の関係を、出流を止めた
種々の条件で示すものである。 図７は、圧力下での反応室の寸法と設備の種々の容量
との依存性を示すものである。
連続的な鋼生産を実施例として考える。
本発明による連続鉄鋼製造方法は、円筒形チャンネル
２を通して精製溜３と結合している球形の反応室１によ
り、成される。反応室１と結合チャンネル２の直径の比
率は、必要に応じて、装置の出力と反応室中の操作圧力
に依存して、３〜12の範囲に選択される。反応室は、相
当するチャンネル４、５を通してバルク材料を供給する
装置６及び溶融金属を供給する装置７と結合している。
ラドル８は、鉄を注入するために必要であり、供給バン
カー９は、バルク材料を受けるために使用される。装置
７は、金属を反応室に分配する機構を果たし、過剰な圧
力下で過程が進行する。この装置は、例えば、スライド
ゲート、中間フンネル及び垂直チャンネルにより、実現
され、充填されると、液カラムと反応室１中の過剰な圧
力より大きな密度により特定された静水圧力をかける。
それは、供給ラドル中に過剰圧力をかけることにより実
現できる。製造され、反応室に分配されるバルク材料
（固体酸化剤、還元剤、スラグ形成材料）に対して、既
知の組立と装置に基づいて、設けた装置、例えば、バッ
チャー、ミキサー、中間バンカー、ネジ型供給機或いは
ポンプ及び制御ユニットを設ける。 ガス酸素を反応室に供給する装置10は、直径方向に室
壁中に、１対で設けられたランス（槍形状）として形成
される。金属−ガス相の接触の比表面積を大きくし、バ
ルク（嵩ばった）材料を同化するための条件を最も好適
にし、そして、干渉する本質的な領域内の温度を低下さ
せるために、その条件を最も好適にするために、バルク
材料及び溶融された金属供給物のためのチャンネル４、
５は、前記装置10と共通する面で延びている（図３）。 精製溜３において、ランス11を、結合チャンネルの軸
と軸を一致させて設ける。ランスの方向は、結合チャン
ネルから懸濁物が出る方向と逆にする。このランスは、
酸素を、精製溜３の底部に供給し、精製ユニットの容量
中で、Ｃ酸化物をアフターバーンするために必要であ
る。そして、反応室１から、出る流れの運動エネルギー
を抑制するためである。これは、設備の面と酸素流れの
方向の選び方法を説明するものである。 精製溜３のドームにおいて、ランス12が、酸素供給の
ために設けられ、温度条件を調節する。組成物の精製に
必要なスラグ−フォーム混合物を分配するためのチャン
ネル13があり、スラグの物性を調整でき、装置14で造粒
し、例えば、セメント製造に用いる。 精製溜に入るガスを技術的に洗浄する２段階を構成す
るために、ガスとスラグを除去する水平チャンネル15を
設ける。２つの垂直チャンネル16、17は、前記の水平チ
ャンネル15と直角であり、スロットル手段18、蒸気の供
給のためのスプレイ19を設ける。 タップホール20は、金属が、脱酸素剤と合金化剤22を
供給するシステムとシュートを通して結合しているラド
ル21中に入るようにする。 この方法は、次のように行なわれる。 供給ラドル８から金属供給のための装置７により供給
された液鉄は、連続的に、チャンネル５を通して、酸素
ガスとバルク材料との反応のために反応室１に入れられ
る。前記の酸素ガスは、逆向きのランス10を通して供給
される。バクル材料は、供給バンカー９から装置６によ
り、反応室１内に入れられる。反応室の直径、結合チャ
ンネルの直径及び精製ユニットの予め決めた出力に依存
して、鉄消費量を、反応室の容量1m3当り、２〜60kg/秒
・m3の範囲にされ、酸素の量は、金属1kg当り、0.11kg/
kgの範囲であり、そたい酸化剤量は、0.25〜0.80であ
る。スラグ形成材料、還元剤、加熱担体を燃やすための
更なる酸素の消費量は、スラグの必要な塩基性、本方法
の材料及び熱平衡に基づいて、最終金属組成と温度から
計算される。反応室及び精製溜において、各々、0.4〜
3.0MPa及び0.15〜0.20MPaの圧力を、選択した寸法及び
容量に依存して、かける。 得られた２相の流れは、反応室Ｉから、水平な円筒状
のチャンネル２を沿って、精製溜３に行く、そこで、金
属、スラグ及びガスの分離が行なわれる。金属は、精製
溜３の底部に溜まり、タップホール20によりラドル21中
にタップされ、脱酸素と合金化が行なわれる。鉄鋼の収
率は、94〜95％である。金属の化学的組成とその温度
は、必要な鉄鋼量により決められる。 精製溜３の底部に対して、反応室１から生産物収率領
域に、酸素ガスが、ランス11を用いて、0.01〜0.04m3/
金属1kg当りの速度で、供給され、Ｃ酸化物をアフター
バーンさせ、温度条件を調節し、ジェット流の運動エネ
ルギーを抑制することができる。精製溜３のドーム下
で、ランス12を用いて、酸素を0.005〜0.01m3/金属1kg
当りの割合で、供給し、温度条件を調整し、スラグ形成
材料を、チャンネル13により、特定の組成物のスラグを
製造するために、そして、造粒に必要な物性を得るため
に、供給する。 廃ガスは、２工程の技術処理（清浄）にかけられる。
この第１工程は、精製溜３のために選択した構造的寸法
によって形成された、スラグフォームのカラムにより行
なわれる。行なわれる第２の工程では、チャンネル15〜
17、蒸気供給のスプレイ19及びガスからダストを除去
し、そして、スラグ／ガス選択に役立つスロットル装置
18を使用する。ガス中の残留ダスト含有量は、６〜10g/
m3を超えない。スラグは、最終生産物となる出口で造粒
機14に入り、即ち、セメント製造に必要な成分と混合さ
れた造粒物となる。
２を通して精製溜３と結合している球形の反応室１によ
り、成される。反応室１と結合チャンネル２の直径の比
率は、必要に応じて、装置の出力と反応室中の操作圧力
に依存して、３〜12の範囲に選択される。反応室は、相
当するチャンネル４、５を通してバルク材料を供給する
装置６及び溶融金属を供給する装置７と結合している。
ラドル８は、鉄を注入するために必要であり、供給バン
カー９は、バルク材料を受けるために使用される。装置
７は、金属を反応室に分配する機構を果たし、過剰な圧
力下で過程が進行する。この装置は、例えば、スライド
ゲート、中間フンネル及び垂直チャンネルにより、実現
され、充填されると、液カラムと反応室１中の過剰な圧
力より大きな密度により特定された静水圧力をかける。
それは、供給ラドル中に過剰圧力をかけることにより実
現できる。製造され、反応室に分配されるバルク材料
（固体酸化剤、還元剤、スラグ形成材料）に対して、既
知の組立と装置に基づいて、設けた装置、例えば、バッ
チャー、ミキサー、中間バンカー、ネジ型供給機或いは
ポンプ及び制御ユニットを設ける。 ガス酸素を反応室に供給する装置10は、直径方向に室
壁中に、１対で設けられたランス（槍形状）として形成
される。金属−ガス相の接触の比表面積を大きくし、バ
ルク（嵩ばった）材料を同化するための条件を最も好適
にし、そして、干渉する本質的な領域内の温度を低下さ
せるために、その条件を最も好適にするために、バルク
材料及び溶融された金属供給物のためのチャンネル４、
５は、前記装置10と共通する面で延びている（図３）。 精製溜３において、ランス11を、結合チャンネルの軸
と軸を一致させて設ける。ランスの方向は、結合チャン
ネルから懸濁物が出る方向と逆にする。このランスは、
酸素を、精製溜３の底部に供給し、精製ユニットの容量
中で、Ｃ酸化物をアフターバーンするために必要であ
る。そして、反応室１から、出る流れの運動エネルギー
を抑制するためである。これは、設備の面と酸素流れの
方向の選び方法を説明するものである。 精製溜３のドームにおいて、ランス12が、酸素供給の
ために設けられ、温度条件を調節する。組成物の精製に
必要なスラグ−フォーム混合物を分配するためのチャン
ネル13があり、スラグの物性を調整でき、装置14で造粒
し、例えば、セメント製造に用いる。 精製溜に入るガスを技術的に洗浄する２段階を構成す
るために、ガスとスラグを除去する水平チャンネル15を
設ける。２つの垂直チャンネル16、17は、前記の水平チ
ャンネル15と直角であり、スロットル手段18、蒸気の供
給のためのスプレイ19を設ける。 タップホール20は、金属が、脱酸素剤と合金化剤22を
供給するシステムとシュートを通して結合しているラド
ル21中に入るようにする。 この方法は、次のように行なわれる。 供給ラドル８から金属供給のための装置７により供給
された液鉄は、連続的に、チャンネル５を通して、酸素
ガスとバルク材料との反応のために反応室１に入れられ
る。前記の酸素ガスは、逆向きのランス10を通して供給
される。バクル材料は、供給バンカー９から装置６によ
り、反応室１内に入れられる。反応室の直径、結合チャ
ンネルの直径及び精製ユニットの予め決めた出力に依存
して、鉄消費量を、反応室の容量1m3当り、２〜60kg/秒
・m3の範囲にされ、酸素の量は、金属1kg当り、0.11kg/
kgの範囲であり、そたい酸化剤量は、0.25〜0.80であ
る。スラグ形成材料、還元剤、加熱担体を燃やすための
更なる酸素の消費量は、スラグの必要な塩基性、本方法
の材料及び熱平衡に基づいて、最終金属組成と温度から
計算される。反応室及び精製溜において、各々、0.4〜
3.0MPa及び0.15〜0.20MPaの圧力を、選択した寸法及び
容量に依存して、かける。 得られた２相の流れは、反応室Ｉから、水平な円筒状
のチャンネル２を沿って、精製溜３に行く、そこで、金
属、スラグ及びガスの分離が行なわれる。金属は、精製
溜３の底部に溜まり、タップホール20によりラドル21中
にタップされ、脱酸素と合金化が行なわれる。鉄鋼の収
率は、94〜95％である。金属の化学的組成とその温度
は、必要な鉄鋼量により決められる。 精製溜３の底部に対して、反応室１から生産物収率領
域に、酸素ガスが、ランス11を用いて、0.01〜0.04m3/
金属1kg当りの速度で、供給され、Ｃ酸化物をアフター
バーンさせ、温度条件を調節し、ジェット流の運動エネ
ルギーを抑制することができる。精製溜３のドーム下
で、ランス12を用いて、酸素を0.005〜0.01m3/金属1kg
当りの割合で、供給し、温度条件を調整し、スラグ形成
材料を、チャンネル13により、特定の組成物のスラグを
製造するために、そして、造粒に必要な物性を得るため
に、供給する。 廃ガスは、２工程の技術処理（清浄）にかけられる。
この第１工程は、精製溜３のために選択した構造的寸法
によって形成された、スラグフォームのカラムにより行
なわれる。行なわれる第２の工程では、チャンネル15〜
17、蒸気供給のスプレイ19及びガスからダストを除去
し、そして、スラグ／ガス選択に役立つスロットル装置
18を使用する。ガス中の残留ダスト含有量は、６〜10g/
m3を超えない。スラグは、最終生産物となる出口で造粒
機14に入り、即ち、セメント製造に必要な成分と混合さ
れた造粒物となる。
連続金属精製方法は、最小、鉄鋼;600kgの容量を有す
るユニットで実現される。このユニットは、鋳鉄、スケ
ール、スラグ、他の鉄含有廃棄材料の1kg当り、0.5kgま
で処理することが可能である。スラグ−形成材料、還元
剤及び使用した加熱担体は、ダストライム、花崗岩、コ
ークスブリーズシフチングス等の廃棄物である。得られ
た金属は、0.1〜0.5％の炭素を含有し、スラグ中のFe酸
化物の含有量は、６〜８％である。 文献 1.カザコフ（Kazakov A.A.）連続鉄鋼スメルチング方
法：モスクワ,Metallugiya Publishers,1977.272頁 2.ソ連特許第382693号,C21C 7/00,1970. 3.シゾフ（Sizov A.M.）冶金学的方法でのガス力学及び
ガスジェット熱交換．モスクワ:Metallugiya Publisher
s,1987,225頁 4.ソ連特許第480218号,C21C 1/00,1965. 5.メズイボスキイ（Medzhibozhsky M.Ya.）鉄鋼精練方
法の熱力学と運動力学 Kiev−Donetsk:Vishcha Shkol
a,1986,217頁 6.バプチスマンスキイ（baptizmansky V.I.），コノバ
ロフ（Konovalov V.S.）,Isaev E.I.鉄鋼精練製造での
適切な金属の出力の増加.Kiev:Tekhnika,1984,175頁 7.ウジョフ（Uzhov V.N.）,Valdenberg A.Yu.濡れたフ
ィルターでのガス洗浄.Moscow.Khimiya Publishers,197
2,p.p.108〜121. 8.ユルロフ（Yurlov A.M.）,Yaroshenko Yu.G.内部液循
環によりガス洗浄でのダスト捕獲の内部モデル.Izvesti
ya vuzov.Ferrous metallurgy,1988,p.p.131〜135.
るユニットで実現される。このユニットは、鋳鉄、スケ
ール、スラグ、他の鉄含有廃棄材料の1kg当り、0.5kgま
で処理することが可能である。スラグ−形成材料、還元
剤及び使用した加熱担体は、ダストライム、花崗岩、コ
ークスブリーズシフチングス等の廃棄物である。得られ
た金属は、0.1〜0.5％の炭素を含有し、スラグ中のFe酸
化物の含有量は、６〜８％である。 文献 1.カザコフ（Kazakov A.A.）連続鉄鋼スメルチング方
法：モスクワ,Metallugiya Publishers,1977.272頁 2.ソ連特許第382693号,C21C 7/00,1970. 3.シゾフ（Sizov A.M.）冶金学的方法でのガス力学及び
ガスジェット熱交換．モスクワ:Metallugiya Publisher
s,1987,225頁 4.ソ連特許第480218号,C21C 1/00,1965. 5.メズイボスキイ（Medzhibozhsky M.Ya.）鉄鋼精練方
法の熱力学と運動力学 Kiev−Donetsk:Vishcha Shkol
a,1986,217頁 6.バプチスマンスキイ（baptizmansky V.I.），コノバ
ロフ（Konovalov V.S.）,Isaev E.I.鉄鋼精練製造での
適切な金属の出力の増加.Kiev:Tekhnika,1984,175頁 7.ウジョフ（Uzhov V.N.）,Valdenberg A.Yu.濡れたフ
ィルターでのガス洗浄.Moscow.Khimiya Publishers,197
2,p.p.108〜121. 8.ユルロフ（Yurlov A.M.）,Yaroshenko Yu.G.内部液循
環によりガス洗浄でのダスト捕獲の内部モデル.Izvesti
ya vuzov.Ferrous metallurgy,1988,p.p.131〜135.
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 モチャロフ，セルゲイ パヴロヴィッチ
ロシア連邦 654080 ノヴォクズネツク
ウーリッツァ キロヴァ デー123
カーヴェー２
(72)発明者 シャキロフ，キム ムルタゾヴィッチ
ロシア連邦 654066 ノヴォクズネツク
ウーリッツァ トランスポルトナヤ
デー131 カーヴェー26
(72)発明者 アザツロフ，ラフィック サビロヴィッ
チ
ロシア連邦 654018 ノヴォクズネツク
ウーリッツァ キロヴァ デー56 カ
ーヴェー46
(72)発明者 クストフ，ボリス アレクサンドロヴィ
ッチ
ロシア連邦 654000 ノヴォクズネツク
ウーリッツァ メタルールゴフ デー
25 カーヴェー69
(72)発明者 ミクヒーフ，ニコライ イワノヴィッチ
ロシア連邦 654080 ノヴォクズネツク
ウーリッツァ キロヴァ デー73 カ
ーヴェー102
(72)発明者 トロポフ，アナトリー イワノヴィッチ
ロシア連邦 654041 ノヴォクズネツク
ウーリッツァ クツゾヴァ デー31
カーヴェー53
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21C 5/56
C21C 7/00
Claims (2)
- 【請求項１】連続的に金属を精製する方法において、 溶融金属を反応室に供給し； 酸化剤を、バルク材料の添加とともに、導入し； 金属とスラグをフォーム懸濁物に完全に変換し； 懸濁物を精製溜に引き上げ； その中で金属とスラグを分離し； ガスを懸濁物の層を通して取り出し、そして、 用いた酸化剤は、0.06〜0.11kg/金属1kg当りの酸素流速
で導入され、該固体酸化剤の割合は、0.25〜0.80であ
り、 溶融金属は、反応室容量1m3当り、60kg/秒の特定の流速
で供給し、 圧力は、各々、反応室内と精製溜内で0.4〜3.0MPa乃至
0.15〜0.20MPaであることを特徴とする前記の精製方
法。 - 【請求項２】溶融金属を供給するチャンネル５を備える
反応室１、 バルク材料を供給し、ガス酸素を供給する装置10を備え
るチャンネル４、タップホール15、20を備え、各々、引
き上げるべきスラグ及び金属のための精製溜３を有し、
そして、ガスを除去するための分枝管を備え、円筒形結
合チャンネルを有し、そして、 反応室１は、球形であり、ガス酸素を供給する装置は、
反応室１の壁中に一対で設けられたランス10の形状にあ
り、反応室１の直径と結合チャンネル２の直径の割合
は、３〜12の範囲であり、反応室１は、相当するチャン
ネル４、５を通して、バルク材料を用意し、供給し、溶
融金属を分配する装置に結合しており、各々、バルク材
料と溶融金属供給チャンネル４、５は、ガス酸素供給装
置と共通した面に延びており、更に、精製溜３は、酸素
を供給するランス11、12を備え、そして、スラグ形成材
料を分配するチャンネル13を備え、ランスの１つ11は、
結合チャンネル２の軸に、懸濁液出口の方向とは逆に、
反応室から、配置された精製溜３の底部内に設けられ、
そして、他のランス12とスラグ形成材料分配チャンネル
13は、該精製溜３のドーム内に配置されてい、スラグの
ためのタップホールとガスを引き上げるための該分枝
は、２つの水平チャンネル16、17に分かれる水平チャン
ネル15として組合わせ、形成されてい、その上部チャン
ネル17は、蒸気を供給するスロットル装置18とスプレイ
ヤ19に配置され、その下部チャンネル16は、スラグを造
粒するための装置14と結合され、精製溜中にある結合チ
ャンネル２の軸から該スラグ引き上げタップホールのレ
ベルまでの距離と、該結合チャンネルの軸から該金属引
き上げタップホール20のレベルまでの距離との割合は、
５〜15の範囲であることを特徴とする連続的に金属を精
製する装置。
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