JPH07116498B2 - 冶金反応容器のガス空間内の耐火物内張りを保護する方法 - Google Patents
冶金反応容器のガス空間内の耐火物内張りを保護する方法Info
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- JPH07116498B2 JPH07116498B2 JP5259596A JP25959693A JPH07116498B2 JP H07116498 B2 JPH07116498 B2 JP H07116498B2 JP 5259596 A JP5259596 A JP 5259596A JP 25959693 A JP25959693 A JP 25959693A JP H07116498 B2 JPH07116498 B2 JP H07116498B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属およびスラグから
なる溶融体、浴表面下および上に配置される導入手段を
通り金属浴に供給される溶融体のための反応剤、ガス空
間内即ち静止溶融体の上方の空間内の酸化剤と２次燃焼
される金属浴から放出されるガスを有する冶金反応の容
器の耐火物内張りを保護する方法に関する。
なる溶融体、浴表面下および上に配置される導入手段を
通り金属浴に供給される溶融体のための反応剤、ガス空
間内即ち静止溶融体の上方の空間内の酸化剤と２次燃焼
される金属浴から放出されるガスを有する冶金反応の容
器の耐火物内張りを保護する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】先行技術は、燃焼可能なガスが浴表面の
上の溶融反応容器内で部分的にまたは全体的に燃焼され
る多くの冶金工程を有する。すでに広義には、溶融体上
方のこの充満したガスの燃焼は、その生じた熱が炉に伝
達されるジーメンス・マルチン（Ｓｉｅｍｅｎ−Ｍａｒ
ｔｉｎ）炉内で行われた。
上の溶融反応容器内で部分的にまたは全体的に燃焼され
る多くの冶金工程を有する。すでに広義には、溶融体上
方のこの充満したガスの燃焼は、その生じた熱が炉に伝
達されるジーメンス・マルチン（Ｓｉｅｍｅｎ−Ｍａｒ
ｔｉｎ）炉内で行われた。
【０００３】鉄鉱石の溶融還元のためこれから発達した
カルドー製鋼法およびドレッド法に関係して、高温度の
ため鉄溶融体上の反応ガスの２次燃焼が及ぼす耐火物内
張りに生ずるこの問題に初めて注意が引かれた。例え
ば、１９５８年８月のＩｒｏｎ＆ Ｓｔｅｅｌ、４１９
〜４２３頁のこのカルドー法に付いての刊行物が、１回
分当たり約４〜７ｍｍの消耗割合を示す回転式転炉の内
張りおよびその耐久力に付いての図表を示す。製鋼に対
して現在通用されている酸素転炉からの比較データーよ
り、これらの値は１０倍も高い。この場合は、回転式転
炉の高い内張りの消耗は、一方で溶融体と耐火物材料と
の湿潤のため温度変化、およびもう一方では内張り表面
上の鉄小滴の酸化に起因している。ドレッド法の大きな
耐火物の消耗の結果が、１９７６年に Ｍｉｎｉｎｇ
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｅｏｂｅｎによる鉄鉱石の直
接還元についての参照研究により印象的に示されてい
る。そこの最後には、「作業設備（ドレッド法）に於け
る耐火物物質の消耗は予め予期したよりも非常に大きか
った。この問題は特別な研究によっても解決することが
できなかったので、この作業設備は１９６８年に閉鎖さ
れた。」と記されている。
カルドー製鋼法およびドレッド法に関係して、高温度の
ため鉄溶融体上の反応ガスの２次燃焼が及ぼす耐火物内
張りに生ずるこの問題に初めて注意が引かれた。例え
ば、１９５８年８月のＩｒｏｎ＆ Ｓｔｅｅｌ、４１９
〜４２３頁のこのカルドー法に付いての刊行物が、１回
分当たり約４〜７ｍｍの消耗割合を示す回転式転炉の内
張りおよびその耐久力に付いての図表を示す。製鋼に対
して現在通用されている酸素転炉からの比較データーよ
り、これらの値は１０倍も高い。この場合は、回転式転
炉の高い内張りの消耗は、一方で溶融体と耐火物材料と
の湿潤のため温度変化、およびもう一方では内張り表面
上の鉄小滴の酸化に起因している。ドレッド法の大きな
耐火物の消耗の結果が、１９７６年に Ｍｉｎｉｎｇ
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｅｏｂｅｎによる鉄鉱石の直
接還元についての参照研究により印象的に示されてい
る。そこの最後には、「作業設備（ドレッド法）に於け
る耐火物物質の消耗は予め予期したよりも非常に大きか
った。この問題は特別な研究によっても解決することが
できなかったので、この作業設備は１９６８年に閉鎖さ
れた。」と記されている。
【０００４】基本的な上吹き転炉における製鋼法の急激
な発達後、転炉内の鉄溶融体からの反応ガスを２次燃焼
することおよび転炉内のエネルギー釣り合いを改良する
ためその結果得られる熱を利用することに付いての思想
が、底吹きＯＢＭ転炉の導入以後、ごく最近再び製鋼業
者に注目されている。最近、酸素を供給する転炉内で反
応ガス、主にＣＯおよびＨ2 の２次燃焼に関する１７件
の特許が出願された。代表例は米国特許第３，８３９，
０１７号および東ドイツ特許第１０１９１６号である。
しかしながら、これらの保護権利に説明されているよう
に、単なる２次燃焼は上側の転炉空間において耐火物の
消耗を早まらせ、且つ測定できるほどの改良が鋼の精錬
工程の熱釣り合いにおいて検出することができない。
な発達後、転炉内の鉄溶融体からの反応ガスを２次燃焼
することおよび転炉内のエネルギー釣り合いを改良する
ためその結果得られる熱を利用することに付いての思想
が、底吹きＯＢＭ転炉の導入以後、ごく最近再び製鋼業
者に注目されている。最近、酸素を供給する転炉内で反
応ガス、主にＣＯおよびＨ2 の２次燃焼に関する１７件
の特許が出願された。代表例は米国特許第３，８３９，
０１７号および東ドイツ特許第１０１９１６号である。
しかしながら、これらの保護権利に説明されているよう
に、単なる２次燃焼は上側の転炉空間において耐火物の
消耗を早まらせ、且つ測定できるほどの改良が鋼の精錬
工程の熱釣り合いにおいて検出することができない。
【０００５】ドイツ特許第２７５５１６５号において初
めて説明された、単なる新しい酸素上吹き技術で、生じ
た熱を溶融体すなわいち精錬工程における熱的均衡十分
に利用されるよな製鋼転炉において、２次燃焼が実行す
ることができる。この方法の本質的な特徴は、転炉のガ
ス空間内で自由な噴流として動く浴の表面に向かう１個
或いはそれ以上のガス噴流を通して精錬期間の実質的な
部分の間に、外部からの酸素量の２０〜８０％を溶融体
に供給すること、および残りの量の酸素を浴の表面の下
側に注入することである。
めて説明された、単なる新しい酸素上吹き技術で、生じ
た熱を溶融体すなわいち精錬工程における熱的均衡十分
に利用されるよな製鋼転炉において、２次燃焼が実行す
ることができる。この方法の本質的な特徴は、転炉のガ
ス空間内で自由な噴流として動く浴の表面に向かう１個
或いはそれ以上のガス噴流を通して精錬期間の実質的な
部分の間に、外部からの酸素量の２０〜８０％を溶融体
に供給すること、および残りの量の酸素を浴の表面の下
側に注入することである。
【０００６】このガス空間において、これらの自由な噴
流が、それらが相当量の転炉廃ガスを吸収する一定な距
離を覆う。主にＣＯおよびＣＯ2 を含むこのガス噴流
は、浴温度より相当高く且つ２５００℃と見積もられる
温度で溶融体の表面に打ち当たる。この方法は転炉のガ
ス空間内の内張りの消耗を明らかに増加させないが、約
８０〜９０％の溶融体への熱再返送に対し２０〜２５％
の高さの効率で２次燃焼の程度達成するにすぎない。
流が、それらが相当量の転炉廃ガスを吸収する一定な距
離を覆う。主にＣＯおよびＣＯ2 を含むこのガス噴流
は、浴温度より相当高く且つ２５００℃と見積もられる
温度で溶融体の表面に打ち当たる。この方法は転炉のガ
ス空間内の内張りの消耗を明らかに増加させないが、約
８０〜９０％の溶融体への熱再返送に対し２０〜２５％
の高さの効率で２次燃焼の程度達成するにすぎない。
【０００７】ドイツ特許第３９０３７０５号は、２次燃
焼反応ガスのための方法および装置およびこの装置の使
用方法に関していて、ガス噴流または酸化ガスの噴流が
傾斜した１個以上の羽口を通って浴の表面に向けて吹き
付けられることを特徴としている。この方法は、製鋼、
鉄鉱石の溶融還元および鉄浴内の石炭のガス化において
使用される。渦巻き係数の可変により、４０〜８０％の
間に確実に２次燃焼を制御することができ、鉄溶融体へ
の２次燃焼で得られたエネルギーの再返送する効率は８
０〜９０％である。
焼反応ガスのための方法および装置およびこの装置の使
用方法に関していて、ガス噴流または酸化ガスの噴流が
傾斜した１個以上の羽口を通って浴の表面に向けて吹き
付けられることを特徴としている。この方法は、製鋼、
鉄鉱石の溶融還元および鉄浴内の石炭のガス化において
使用される。渦巻き係数の可変により、４０〜８０％の
間に確実に２次燃焼を制御することができ、鉄溶融体へ
の２次燃焼で得られたエネルギーの再返送する効率は８
０〜９０％である。
【０００８】これらの２次燃焼の高い比率での溶融体へ
の良好な熱再返送にもかかわらず、非常に高い温度が反
応容器のガス空間部に発生する。この関係で分かってい
る限りでは、２７００℃以上のガス温度が計算できる。
この工程は、過度の熱的歪により耐火物容器の内張りに
早期消耗の大きな危険性を含む２次燃焼を高い比率で制
御する。
の良好な熱再返送にもかかわらず、非常に高い温度が反
応容器のガス空間部に発生する。この関係で分かってい
る限りでは、２７００℃以上のガス温度が計算できる。
この工程は、過度の熱的歪により耐火物容器の内張りに
早期消耗の大きな危険性を含む２次燃焼を高い比率で制
御する。
【０００９】反応容器内のガス空間内の高温度およびこ
れに関する潜在的問題を避けるため、ヨーロッパ特許明
細書第０４１８６２７号の溶融還元方法は別の方針を進
む。この反応の２次燃焼は泡立つスラグ層の中で実行さ
れる。特許明細書に従えば、酸素はランスで上吹きされ
且つ循環ガスは浴表面の下に配置された羽口を通って供
給される。この工程は、浴表面のｍ2 当たり２０００ｋ
ｇの最小スラグ量が存在しなければならない。これで９
０％の熱再返送でもって４０％を越える２次燃焼が達成
できる。
れに関する潜在的問題を避けるため、ヨーロッパ特許明
細書第０４１８６２７号の溶融還元方法は別の方針を進
む。この反応の２次燃焼は泡立つスラグ層の中で実行さ
れる。特許明細書に従えば、酸素はランスで上吹きされ
且つ循環ガスは浴表面の下に配置された羽口を通って供
給される。この工程は、浴表面のｍ2 当たり２０００ｋ
ｇの最小スラグ量が存在しなければならない。これで９
０％の熱再返送でもって４０％を越える２次燃焼が達成
できる。
【００１０】先行技術により示されるように、鉄溶融体
の上での２次燃焼の高い比率を得るための方法が公知さ
れている。また、全ての方法において経済性を悪くさせ
ないため約４５％以下の２次燃焼に制限して容器内張り
の早期消耗を守るための構想である。しかしながら、２
０００℃を越えるガス空間温度に対してそれに適応する
耐性の耐火材料、またはそのような高い温度から容器内
張りを防御するための方法はない。
の上での２次燃焼の高い比率を得るための方法が公知さ
れている。また、全ての方法において経済性を悪くさせ
ないため約４５％以下の２次燃焼に制限して容器内張り
の早期消耗を守るための構想である。しかしながら、２
０００℃を越えるガス空間温度に対してそれに適応する
耐性の耐火材料、またはそのような高い温度から容器内
張りを防御するための方法はない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、したがっ
て、反応ガスの２次燃焼中の高温度にもかかわらずガス
空間の耐火物内張りの早期消耗を防止するため冶金反応
容器のガス空間内の耐火物内張りを保護することを可能
することができる方法を提供する問題を基にしている。
さらに本発明の目的は冶金反応容器の寿命を延ばすこと
ことであり、それにより、鋼および鉄合金の製造方法、
鉄浴内の石炭ガス化、鉄鉱石の溶融還元および非鉄金属
の製造方法の経済性を改善する。
て、反応ガスの２次燃焼中の高温度にもかかわらずガス
空間の耐火物内張りの早期消耗を防止するため冶金反応
容器のガス空間内の耐火物内張りを保護することを可能
することができる方法を提供する問題を基にしている。
さらに本発明の目的は冶金反応容器の寿命を延ばすこと
ことであり、それにより、鋼および鉄合金の製造方法、
鉄浴内の石炭ガス化、鉄鉱石の溶融還元および非鉄金属
の製造方法の経済性を改善する。
【００１２】この問題は、浴表面の下の溶融体にガス状
反応剤および／または金属浴内で不活性に振る舞うガス
を供給されること、および冶金反応容器のガス空間内の
耐火物内張り表面全体が、噴水状のおよび／または溶融
体の波または跳ね返り運動により且つ爆発的に上昇また
は噴出する溶融体の溶滴、飛沫、断片により湿潤される
ことによる本発明の方法により解決される。
反応剤および／または金属浴内で不活性に振る舞うガス
を供給されること、および冶金反応容器のガス空間内の
耐火物内張り表面全体が、噴水状のおよび／または溶融
体の波または跳ね返り運動により且つ爆発的に上昇また
は噴出する溶融体の溶滴、飛沫、断片により湿潤される
ことによる本発明の方法により解決される。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、金属お
よびスラグからなる溶融体と、浴表面下側および上側に
配置された導入手段を通り金属浴に供給される溶融体の
ための反応剤と、浴表面下で溶融体に供給されるガス状
反応剤および／または金属浴内で不活性に振る舞うガス
と、ガス空間すなわち静止溶融体上方のガス空間に溶融
体から放出され酸化剤と２次燃焼されるガスとを収容す
る冶金反応容器の耐火物内張りを保護する方法におい
て、冶金反応容器のガス空間内の耐火物内張り表面全体
が、噴水状におよび／または波または跳ね返り運動によ
り爆発的に上昇または噴出する溶融体の溶滴、飛沫、断
片により湿潤される冶金反応容器のガス空間内の耐火物
内張りを保護する方法により達成される。
よびスラグからなる溶融体と、浴表面下側および上側に
配置された導入手段を通り金属浴に供給される溶融体の
ための反応剤と、浴表面下で溶融体に供給されるガス状
反応剤および／または金属浴内で不活性に振る舞うガス
と、ガス空間すなわち静止溶融体上方のガス空間に溶融
体から放出され酸化剤と２次燃焼されるガスとを収容す
る冶金反応容器の耐火物内張りを保護する方法におい
て、冶金反応容器のガス空間内の耐火物内張り表面全体
が、噴水状におよび／または波または跳ね返り運動によ
り爆発的に上昇または噴出する溶融体の溶滴、飛沫、断
片により湿潤される冶金反応容器のガス空間内の耐火物
内張りを保護する方法により達成される。
【００１４】さらに本発明は、鋼および鉄合金の製造、
鉄鉱石の溶融還元、鉄浴内の石炭ガス化および非鉄金属
の精錬と製造のために明確にされた方法を使用する。
鉄鉱石の溶融還元、鉄浴内の石炭ガス化および非鉄金属
の精錬と製造のために明確にされた方法を使用する。
【００１５】
【作用】上記の従来技術とは逆に、本発明は、ガスを浴
表面の下で溶融体に供給することにより溶融体の部分
が、噴水状におよび／または波または跳ね返り運動によ
り爆発的に上昇または噴出する溶融体の溶滴、飛沫、断
片で耐火物ガス空間の耐火物を打ち付ける溶融体の部分
と共に溶融体の浴の運動を強くすると、反応ガス空間内
の耐火物の消耗が減少するという発見に基づいている。
本発明に従えば、反応容器のガス空間内の壁表面に向か
い噴水状に噴出する溶融体部分を有する沸騰した浴運動
が望ましい。この発見は、先行技術が内張り表面を溶融
体で湿潤したとき、例えば、回転式ドラム転炉おいて上
吹き噴出における高温ガス温度のため、反応容器のガス
空間内の耐火物内張りが明らかに消耗の増加を示すとい
う仮定に驚かされる。
表面の下で溶融体に供給することにより溶融体の部分
が、噴水状におよび／または波または跳ね返り運動によ
り爆発的に上昇または噴出する溶融体の溶滴、飛沫、断
片で耐火物ガス空間の耐火物を打ち付ける溶融体の部分
と共に溶融体の浴の運動を強くすると、反応ガス空間内
の耐火物の消耗が減少するという発見に基づいている。
本発明に従えば、反応容器のガス空間内の壁表面に向か
い噴水状に噴出する溶融体部分を有する沸騰した浴運動
が望ましい。この発見は、先行技術が内張り表面を溶融
体で湿潤したとき、例えば、回転式ドラム転炉おいて上
吹き噴出における高温ガス温度のため、反応容器のガス
空間内の耐火物内張りが明らかに消耗の増加を示すとい
う仮定に驚かされる。
【００１６】公知の方法において、例えば、回転運動中
の溶融体による内張り表面の湿潤と、２次燃焼ガス噴流
に伴うその後の大きな熱の負荷とが急速に繰り返される
回転式カルドー転炉の場合には、特にこの上側の転炉領
域の耐火物消耗がこの工程の経済性を悪くする形で構成
されている。組み合わせ吹き付けＫＭＳ製鋼転炉におい
て、同様に約３０％までの２次燃焼の増加は容器のガス
空間またはフード内の早期消耗をもたらす。
の溶融体による内張り表面の湿潤と、２次燃焼ガス噴流
に伴うその後の大きな熱の負荷とが急速に繰り返される
回転式カルドー転炉の場合には、特にこの上側の転炉領
域の耐火物消耗がこの工程の経済性を悪くする形で構成
されている。組み合わせ吹き付けＫＭＳ製鋼転炉におい
て、同様に約３０％までの２次燃焼の増加は容器のガス
空間またはフード内の早期消耗をもたらす。
【００１７】冶金反応容器のガス空間内の耐火物の耐久
性が、３０％〜８５％に渡る値で容器内で２次燃焼と７
０％〜９０％に渡る溶融体内への高い熱再返送との比率
の増加で、および内張りの表面に向かう噴水状の噴出す
る溶滴、飛沫および断片とともに溶融体に大きな浴運動
を起させる浴下羽口内のガス流速度とで同時に向上され
ことを基にした本発明の方法の発見は全く驚かされ予期
できない。噴出する溶融体の一部分の大きさ関係は、例
えば、それらが噴水状および波および跳ね返り運動によ
る爆発的に上昇または噴出する内張り表面に運ばれる溶
滴、大きな飛沫、断片、であるかどうかは見極めができ
る部位ではない。ただ単に反応容器のガス空間内の内張
り表面の全体が溶融体で湿潤されることが重要である。
この層の厚さは、厚いまたは薄い、平らまたは凸凹が見
られるので、この湿潤される層の厚さは現在まで検知で
きるほど明らかでない。
性が、３０％〜８５％に渡る値で容器内で２次燃焼と７
０％〜９０％に渡る溶融体内への高い熱再返送との比率
の増加で、および内張りの表面に向かう噴水状の噴出す
る溶滴、飛沫および断片とともに溶融体に大きな浴運動
を起させる浴下羽口内のガス流速度とで同時に向上され
ことを基にした本発明の方法の発見は全く驚かされ予期
できない。噴出する溶融体の一部分の大きさ関係は、例
えば、それらが噴水状および波および跳ね返り運動によ
る爆発的に上昇または噴出する内張り表面に運ばれる溶
滴、大きな飛沫、断片、であるかどうかは見極めができ
る部位ではない。ただ単に反応容器のガス空間内の内張
り表面の全体が溶融体で湿潤されることが重要である。
この層の厚さは、厚いまたは薄い、平らまたは凸凹が見
られるので、この湿潤される層の厚さは現在まで検知で
きるほど明らかでない。
【００１８】本発明によれば、ガス空間内の耐火物内張
り表面の湿潤は、浴下羽口を通り溶融体に導かれるガ
ス、すなわち、ガス状反応剤および溶融浴内で不活性に
振る舞うガスの流速度を介して反応容器内に位置する溶
融体により制御される。０．２Ｎｍ3 ／ｍｉｎ．ｔ〜３
０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ．ｔの流速度、望ましくは２Ｎｍ3 ／
ｍｉｎ．ｔ〜１０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ．ｔの流速度が、反応
容器内の溶融体の最小充填高さで効果的であることが分
かった。溶融体の最小充填高さは静止浴の表面を基準に
していて、０．３ｍより大、望ましくは０．５ｍより大
であるべきである。
り表面の湿潤は、浴下羽口を通り溶融体に導かれるガ
ス、すなわち、ガス状反応剤および溶融浴内で不活性に
振る舞うガスの流速度を介して反応容器内に位置する溶
融体により制御される。０．２Ｎｍ3 ／ｍｉｎ．ｔ〜３
０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ．ｔの流速度、望ましくは２Ｎｍ3 ／
ｍｉｎ．ｔ〜１０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ．ｔの流速度が、反応
容器内の溶融体の最小充填高さで効果的であることが分
かった。溶融体の最小充填高さは静止浴の表面を基準に
していて、０．３ｍより大、望ましくは０．５ｍより大
であるべきである。
【００１９】本発明のさらに重要な特徴は、浴表面下側
の溶融体に向かって導かれるガスの流速度が示され、溶
融浴の浴高さと最大反応容器高さに関連して制御される
ことである。最初の段階は、反応容器内の溶融浴の１ト
ン当たりの流速度と反応容器内の溶融体の最小充填高さ
との関係である。ガス流速度、浴の浴面高さおよびガス
空間の高さとの間の関係を詳細に取り扱う前に、溶融体
およびその上のガス空間の作用について本願出願時の知
見を説明する。ガスは、溶融体の一部分が浴の表面から
噴水のように上昇するような高い流速度で浴下羽口を通
り、溶融体に吹き込まれる。このガスと溶融体の速さ
は、噴水状の単一または複数の自由噴流として内張り表
面に液体を吹き飛ばし、それにより内張り表面を湿潤す
る十分な速さである。この作用は、単なる離れ離れの飛
沫および溶滴を伴う沸騰、例えば、製鋼転炉の吹き付け
のような、公知の溶融浴の運動とは明確に区別しなけれ
ばならない。冶金反応容器内の溶融体の作用を調整する
ことは本発明の本質的特徴であり、溶融体の部分が噴水
状の浴の表面から十分な速度で離れて、ガス空間内の容
器内張りの表面に伝わり、それにより内張り表面を湿潤
する。
の溶融体に向かって導かれるガスの流速度が示され、溶
融浴の浴高さと最大反応容器高さに関連して制御される
ことである。最初の段階は、反応容器内の溶融浴の１ト
ン当たりの流速度と反応容器内の溶融体の最小充填高さ
との関係である。ガス流速度、浴の浴面高さおよびガス
空間の高さとの間の関係を詳細に取り扱う前に、溶融体
およびその上のガス空間の作用について本願出願時の知
見を説明する。ガスは、溶融体の一部分が浴の表面から
噴水のように上昇するような高い流速度で浴下羽口を通
り、溶融体に吹き込まれる。このガスと溶融体の速さ
は、噴水状の単一または複数の自由噴流として内張り表
面に液体を吹き飛ばし、それにより内張り表面を湿潤す
る十分な速さである。この作用は、単なる離れ離れの飛
沫および溶滴を伴う沸騰、例えば、製鋼転炉の吹き付け
のような、公知の溶融浴の運動とは明確に区別しなけれ
ばならない。冶金反応容器内の溶融体の作用を調整する
ことは本発明の本質的特徴であり、溶融体の部分が噴水
状の浴の表面から十分な速度で離れて、ガス空間内の容
器内張りの表面に伝わり、それにより内張り表面を湿潤
する。
【００２０】種々の冶金反応容器に対して明瞭に再現で
き、浴の表面下側のガスに対する最適噴出条件を含んで
なる内張り表面の十分な湿潤を行う本発明の作用を説明
するために、溶融体内の運動エネルギーおよびガス浮力
を考慮して実験的および数学的模型の種々の模型に基づ
いて関係式を開発した。噴水状の吹き付け高さｈ
f （ｍ）は、羽口１個当たりのガス流速度ＱV （ｍ3 ／
ｓｅｃ）を浴面高さｈb （ｍ）で割った商の指数２／３
にほぼ相当する。
き、浴の表面下側のガスに対する最適噴出条件を含んで
なる内張り表面の十分な湿潤を行う本発明の作用を説明
するために、溶融体内の運動エネルギーおよびガス浮力
を考慮して実験的および数学的模型の種々の模型に基づ
いて関係式を開発した。噴水状の吹き付け高さｈ
f （ｍ）は、羽口１個当たりのガス流速度ＱV （ｍ3 ／
ｓｅｃ）を浴面高さｈb （ｍ）で割った商の指数２／３
にほぼ相当する。
【００２１】 ｈf ≒（ＱV ／ｈb ） 2/3 またはｈf ＝２．３（ＱV ／ｈb ） 2/3 上式から、最適ガス噴射条件を基に壁を湿潤するための
次の関係式が導かれる。 （ｈr ／ｈf ）または（ｈr ／（（ＱV ／ｈb ） 2/3 ））≦２．３ 望ましくは＜１．７ ここで、ｈf はｈr より大であり、ｈr ガス空間高さ
（ｍ）に相当する。
次の関係式が導かれる。 （ｈr ／ｈf ）または（ｈr ／（（ＱV ／ｈb ） 2/3 ））≦２．３ 望ましくは＜１．７ ここで、ｈf はｈr より大であり、ｈr ガス空間高さ
（ｍ）に相当する。
【００２２】この関係式にしたがって、２．３より小さ
いか或いは等しい値、望ましくは１．７より小さい値に
調整されることになる。ＱV は、羽口の口での圧力と温
度に適した１個当たりの羽口に対するガス流速度であ
る。本発明の方法は、噴流水柱が約２０°口径角度で浴
下羽口の上の溶融体内に形成されたとき、少なくとも噴
流水柱が重ならないような羽口の間の距離で、もちろん
１個以上の羽口でもって操作される。また、浴面高さｈ
b （ｍ）と羽口直径ｄ（ｍ）の関係は注意しなければな
らない。ｈb ／ｄの商は２０より大きな値に設定しなけ
ればならない。この関係に注意すれば、ガスが通常の操
作条件の基で溶融体を吹き抜けないので、いわゆる吹き
抜けが回避される。
いか或いは等しい値、望ましくは１．７より小さい値に
調整されることになる。ＱV は、羽口の口での圧力と温
度に適した１個当たりの羽口に対するガス流速度であ
る。本発明の方法は、噴流水柱が約２０°口径角度で浴
下羽口の上の溶融体内に形成されたとき、少なくとも噴
流水柱が重ならないような羽口の間の距離で、もちろん
１個以上の羽口でもって操作される。また、浴面高さｈ
b （ｍ）と羽口直径ｄ（ｍ）の関係は注意しなければな
らない。ｈb ／ｄの商は２０より大きな値に設定しなけ
ればならない。この関係に注意すれば、ガスが通常の操
作条件の基で溶融体を吹き抜けないので、いわゆる吹き
抜けが回避される。
【００２３】この示された関係式に従うことなく選択的
に反応容器のガス空間内の内張り表面を湿潤するため、
ある場合に於いては、不活性に振る舞うガスとともに浴
下羽口を付加的に操作することもまた本発明の範囲内で
ある。不活性ガスまたは溶融体内で不活性に振る舞うガ
スとして、例えば、アルゴン、窒素、ＣＯまたは同類の
ガスおよびそれらの混合ガスを用いることができる。こ
れらの特別に湿潤するための羽口は、通常の浴下羽口で
無調整の角度で内張り表面を湿潤するために利用するこ
とができる。またそれらは例えば低い浴の深さの領域に
用いることができる。これらの特別な湿潤する羽口は上
記の関係式にしたがって設計されていなく、したがっ
て、運動エネルギーに支配され噴水状に上昇する溶融体
の部分に爆発を起こさない。この湿潤羽口は、高速度で
溶融体に入る不活性ガスの運動エネルギーを代わりに利
用して、飛沫および溶滴を内張り表面に吹き飛ばす。こ
れらの湿潤羽口は個別に、主に低い浴の深さ領域に用い
られ、そして、この注入された不活性ガスは溶融体と反
応しないので、これらの特別な羽口の操作は本発明の方
法の工程を妨げない。
に反応容器のガス空間内の内張り表面を湿潤するため、
ある場合に於いては、不活性に振る舞うガスとともに浴
下羽口を付加的に操作することもまた本発明の範囲内で
ある。不活性ガスまたは溶融体内で不活性に振る舞うガ
スとして、例えば、アルゴン、窒素、ＣＯまたは同類の
ガスおよびそれらの混合ガスを用いることができる。こ
れらの特別に湿潤するための羽口は、通常の浴下羽口で
無調整の角度で内張り表面を湿潤するために利用するこ
とができる。またそれらは例えば低い浴の深さの領域に
用いることができる。これらの特別な湿潤する羽口は上
記の関係式にしたがって設計されていなく、したがっ
て、運動エネルギーに支配され噴水状に上昇する溶融体
の部分に爆発を起こさない。この湿潤羽口は、高速度で
溶融体に入る不活性ガスの運動エネルギーを代わりに利
用して、飛沫および溶滴を内張り表面に吹き飛ばす。こ
れらの湿潤羽口は個別に、主に低い浴の深さ領域に用い
られ、そして、この注入された不活性ガスは溶融体と反
応しないので、これらの特別な羽口の操作は本発明の方
法の工程を妨げない。
【００２４】冶金反応容器のガス空間内の溶融体から出
現する反応ガスの２次燃焼の高比率のための最適前条件
を得るため、酸化剤、主に空気、酸素またはそれらの混
合物を、傾斜して浴の表面に向かっておよび／または周
囲のガス噴流のように噴出する。この酸化するガスは予
備加熱してもよく、例えば、大気から１２００〜１５０
０℃の温度までである。
現する反応ガスの２次燃焼の高比率のための最適前条件
を得るため、酸化剤、主に空気、酸素またはそれらの混
合物を、傾斜して浴の表面に向かっておよび／または周
囲のガス噴流のように噴出する。この酸化するガスは予
備加熱してもよく、例えば、大気から１２００〜１５０
０℃の温度までである。
【００２５】この冶金反応容器のガス空間は、噴水状に
爆発的に上昇あるいは噴出する溶滴、飛沫、溶融体の形
状で「溶融体の部分」として蓄積される液体部分を含ん
でなる。これらの液体微小片は２次燃焼ガス噴流内で加
熱されて、溶融体内に落下し、それによって、溶融体へ
の２次燃焼により生じる熱の相当量のエネルギー輸送が
実行さる。溶融体の表面は、種々の大きさで深く広がっ
たガス水柱のガスの気泡の形状で、溶融体、反応ガスお
よび２次燃焼ガスの一部分の混合物で構成される遷移領
域内のこの工程の作業中に溶融される。またこの遷移領
域は溶融体に２次燃焼熱を再返送するためにかなりの重
要性を有する。２次燃焼ガスおよび溶融体の一部がしみ
込むガス空間および遷移領域のため、有利な上吹き技術
の共通の効果が、特に２次燃焼の高い度合いで７０％を
越える望ましい効果を有して溶融体に熱再返送を引き起
こす。
爆発的に上昇あるいは噴出する溶滴、飛沫、溶融体の形
状で「溶融体の部分」として蓄積される液体部分を含ん
でなる。これらの液体微小片は２次燃焼ガス噴流内で加
熱されて、溶融体内に落下し、それによって、溶融体へ
の２次燃焼により生じる熱の相当量のエネルギー輸送が
実行さる。溶融体の表面は、種々の大きさで深く広がっ
たガス水柱のガスの気泡の形状で、溶融体、反応ガスお
よび２次燃焼ガスの一部分の混合物で構成される遷移領
域内のこの工程の作業中に溶融される。またこの遷移領
域は溶融体に２次燃焼熱を再返送するためにかなりの重
要性を有する。２次燃焼ガスおよび溶融体の一部がしみ
込むガス空間および遷移領域のため、有利な上吹き技術
の共通の効果が、特に２次燃焼の高い度合いで７０％を
越える望ましい効果を有して溶融体に熱再返送を引き起
こす。
【００２６】ガス空間内の２次燃焼のための説明された
酸化剤の上吹きガス噴流に於ける温度は２７００℃より
高い値と仮定することができるので、本発明の方法が実
行される場合、溶融体の温度は通常１３００〜１６００
℃、望ましくは１３５０℃〜１５００℃に調整される。
冶金反応容器内のガス空間温度以下に明確に溶融体の温
度を調整することは本発明の本質的特徴である。反応容
器内の溶融体とガス空間の間の温度の相違は、１００℃
〜１４００℃の間にできる。これらの相違する値は２次
燃焼中の熱変化、すなわち２次燃焼の程度によって、初
めに決定される。またもちろん反応ガスを２次燃焼する
ために用いられる酸化剤の予備加熱温度は効果を有し、
此処では、主に大気、酸素またはその他の混合ガスを含
む混合物の予備加熱温度であり、これらは酸化剤として
適切でありまたは酸化剤ガスを予備加熱することに役立
つ。
酸化剤の上吹きガス噴流に於ける温度は２７００℃より
高い値と仮定することができるので、本発明の方法が実
行される場合、溶融体の温度は通常１３００〜１６００
℃、望ましくは１３５０℃〜１５００℃に調整される。
冶金反応容器内のガス空間温度以下に明確に溶融体の温
度を調整することは本発明の本質的特徴である。反応容
器内の溶融体とガス空間の間の温度の相違は、１００℃
〜１４００℃の間にできる。これらの相違する値は２次
燃焼中の熱変化、すなわち２次燃焼の程度によって、初
めに決定される。またもちろん反応ガスを２次燃焼する
ために用いられる酸化剤の予備加熱温度は効果を有し、
此処では、主に大気、酸素またはその他の混合ガスを含
む混合物の予備加熱温度であり、これらは酸化剤として
適切でありまたは酸化剤ガスを予備加熱することに役立
つ。
【００２７】本発明に従えば、溶融体の噴水状の部分
が、浴の表面下側の溶融体に導入されるガスの流速度に
より制御されて、反応容器のガス空間内の内張り表面に
まき散らされ、そしてこの内張りの湿潤がその場でその
表面を冷却する耐火材料となる。もし溶融体で湿潤され
ていないならば、反応ガスの２次燃焼のため高温度にさ
らされるであろうその場所の直接冷却は、反応容器のガ
ス空間内の耐火物材料の耐久性に明らかな改良をもたら
す。本発明の方法が適用しない場合、反応容器の浴の上
方にあるガス空間内張りが早く消耗するが、本発明では
反応容器全体に渡って内張りの均一の消耗が達成され
る。本発明の方法は、反応容器のガス空間内を隙間なし
に溶融体で耐火物内張り表面を湿潤して、そしてその場
でそれを完全に冷却する。
が、浴の表面下側の溶融体に導入されるガスの流速度に
より制御されて、反応容器のガス空間内の内張り表面に
まき散らされ、そしてこの内張りの湿潤がその場でその
表面を冷却する耐火材料となる。もし溶融体で湿潤され
ていないならば、反応ガスの２次燃焼のため高温度にさ
らされるであろうその場所の直接冷却は、反応容器のガ
ス空間内の耐火物材料の耐久性に明らかな改良をもたら
す。本発明の方法が適用しない場合、反応容器の浴の上
方にあるガス空間内張りが早く消耗するが、本発明では
反応容器全体に渡って内張りの均一の消耗が達成され
る。本発明の方法は、反応容器のガス空間内を隙間なし
に溶融体で耐火物内張り表面を湿潤して、そしてその場
でそれを完全に冷却する。
【００２８】本発明の方法による冶金反応容器のガス空
間内の耐火物内張りの保護は、とりわけ２点で公知の方
法より明らかに優れている。第１に、内張り表面の冷却
がその場で、特に連続的に、すなわち壁表面上の繰り返
し起こる温度歪を無く実行できる。第２に、内張りにま
き散らされる溶融体の部分が、２次燃焼ガス噴流の熱輻
射から内張りを遮蔽して、そして溶融体の温度よりほと
んど無視できる程度高い均一の内張り温度が得られる。
それらの高還元性潜在力を有する金属溶滴が内張り表面
を打ち付け、そして内張りを明瞭な耐火物消耗を生じる
過加熱、酸化スラグ（高ＦｅＯ成分）から保護する。
間内の耐火物内張りの保護は、とりわけ２点で公知の方
法より明らかに優れている。第１に、内張り表面の冷却
がその場で、特に連続的に、すなわち壁表面上の繰り返
し起こる温度歪を無く実行できる。第２に、内張りにま
き散らされる溶融体の部分が、２次燃焼ガス噴流の熱輻
射から内張りを遮蔽して、そして溶融体の温度よりほと
んど無視できる程度高い均一の内張り温度が得られる。
それらの高還元性潜在力を有する金属溶滴が内張り表面
を打ち付け、そして内張りを明瞭な耐火物消耗を生じる
過加熱、酸化スラグ（高ＦｅＯ成分）から保護する。
【００２９】さらに、壁表面に連続的に吹きつけられる
溶融体の部分および溶融体の波および跳ね返り運動によ
る耐火物内張りに運ばれる溶融体が本発明の内張りの冷
却と遮蔽を生ずる。それらの一定な回復により、新しい
溶融体に取り変わる前に、湿潤層は大きな割合まで加熱
できない。それらがガス空間を通過するとき、溶融体の
部分の温度増加の見積額は最大約５０℃をもたらす。
溶融体の部分および溶融体の波および跳ね返り運動によ
る耐火物内張りに運ばれる溶融体が本発明の内張りの冷
却と遮蔽を生ずる。それらの一定な回復により、新しい
溶融体に取り変わる前に、湿潤層は大きな割合まで加熱
できない。それらがガス空間を通過するとき、溶融体の
部分の温度増加の見積額は最大約５０℃をもたらす。
【００３０】対照的に、表面は公知の方法、すなわち、
回転式転炉の溶融体で完全に湿潤されるが、すぐに内張
りが溶融浴から現れ、２次燃焼反応ガスの高温度に熱輻
射および対流によって曝される。この温度の周期的変化
は、そのようなガス空間内で良く知られている早期耐火
物消耗に対して恐らく責任がある。本発明に従えば、冶
金反応容器のガス空間内の耐火物内張りの表面は、容器
内の溶融体から噴出される新しい部分で完全に置き換え
られる溶融体で完全に湿潤され、その後内張り表面から
落下するかまたは流れ落ちる。内張り表面に吹きつけら
れる溶融体の部分の見積額は、壁表面に少なくとも約５
０ｋｇ／ｍｉｎ．ｍ 2 の値をもたらす。もちろんこれは
単なる大まかな近似値であり、本発明の本質的なこと
は、内張り表面が隙間なく湿潤され、異なる溶融体の容
量部分が反応容器のガス空間の異なる領域の耐火物内張
りの表面を湿潤できる。
回転式転炉の溶融体で完全に湿潤されるが、すぐに内張
りが溶融浴から現れ、２次燃焼反応ガスの高温度に熱輻
射および対流によって曝される。この温度の周期的変化
は、そのようなガス空間内で良く知られている早期耐火
物消耗に対して恐らく責任がある。本発明に従えば、冶
金反応容器のガス空間内の耐火物内張りの表面は、容器
内の溶融体から噴出される新しい部分で完全に置き換え
られる溶融体で完全に湿潤され、その後内張り表面から
落下するかまたは流れ落ちる。内張り表面に吹きつけら
れる溶融体の部分の見積額は、壁表面に少なくとも約５
０ｋｇ／ｍｉｎ．ｍ 2 の値をもたらす。もちろんこれは
単なる大まかな近似値であり、本発明の本質的なこと
は、内張り表面が隙間なく湿潤され、異なる溶融体の容
量部分が反応容器のガス空間の異なる領域の耐火物内張
りの表面を湿潤できる。
【００３１】本発明は図表および制限されない実施例を
参照してさらに詳細に説明される。
参照してさらに詳細に説明される。
【００３２】
【実施例】図１は、鉄および鉄合金を製造する鉄鉱石お
よび鉄含有鉱石の溶融還元のためのドラム状反応容器を
貫通する横断面を示す。このドラム状反応容器は、鋼板
でできた外側ジャケット１を有し、且つ断熱層２及び耐
消耗性内張り３から組み立てられた耐熱性内張りを有し
ている。反応ガスは、浴下羽口６を通りスラグ層５と共
に鉄浴４を形成する溶融体へと吹き付けら、そして溶融
体内に噴流水柱７を形成する。湿潤羽口８も見ることが
できる浴面高さｈb は寸方９で、ガス空間高さｈr は寸
法１０で記されている。さらに、寸方１１は遷移領域を
示している。
よび鉄含有鉱石の溶融還元のためのドラム状反応容器を
貫通する横断面を示す。このドラム状反応容器は、鋼板
でできた外側ジャケット１を有し、且つ断熱層２及び耐
消耗性内張り３から組み立てられた耐熱性内張りを有し
ている。反応ガスは、浴下羽口６を通りスラグ層５と共
に鉄浴４を形成する溶融体へと吹き付けら、そして溶融
体内に噴流水柱７を形成する。湿潤羽口８も見ることが
できる浴面高さｈb は寸方９で、ガス空間高さｈr は寸
法１０で記されている。さらに、寸方１１は遷移領域を
示している。
【００３３】上吹き羽口１３には、熱風送風パイプ１２
を経て熱風、すなわち、１２５０℃の前もって加熱され
た空気が供給される。この２次燃焼の羽口１３は、２次
燃焼噴流１４をこの溶融還元容器のガス空間１０に吹き
込む。溶融体９からの２次燃焼反応ガスは、溶融源及び
溶滴及び飛沫１６のような一部の飛び出した溶融体１５
で打ちつけられる。溶滴、飛沫１６、及び爆発的に噴出
した部分１５の形の溶融体の部分、及び波又ははね返り
運動１７中の溶融体の部分が、矢印１８で示される内張
り表面を湿潤する。湿潤される内張り表面１８の現象が
本発明の本質的な特徴であり、そのスプレー噴流１９を
有す湿潤羽口８が関与する。
を経て熱風、すなわち、１２５０℃の前もって加熱され
た空気が供給される。この２次燃焼の羽口１３は、２次
燃焼噴流１４をこの溶融還元容器のガス空間１０に吹き
込む。溶融体９からの２次燃焼反応ガスは、溶融源及び
溶滴及び飛沫１６のような一部の飛び出した溶融体１５
で打ちつけられる。溶滴、飛沫１６、及び爆発的に噴出
した部分１５の形の溶融体の部分、及び波又ははね返り
運動１７中の溶融体の部分が、矢印１８で示される内張
り表面を湿潤する。湿潤される内張り表面１８の現象が
本発明の本質的な特徴であり、そのスプレー噴流１９を
有す湿潤羽口８が関与する。
【００３４】鉄鉱石の溶融還元のための試験転炉は、３
％の炭素成分および１４５０℃の温度で約８ｔの鉄溶融
体を収容する。１．５ｔのスラグ層がこの溶けた浴の上
に浮遊し、１．３のアルカリ度に従い、３４％のＣａ
Ｏ、２６％のＳｉＯ2 、５％のＦｅＯ、１２％のＭｇＯ
の成分を有する。６２％の鉄成分をを有す鉄鉱石を約４
６ｋｇ／ｍｉｎでこの鉄溶融体中に浴下羽口を通って吹
き込まれる。同時に８５％のＣ、３％のＨ2 、１．６％
のＯ2 、０．７％のＳおよび７％の灰分の組成を有す粉
砕石炭を２２ｋｇ／ｍｉｎでこの浴に導入される。約３
時間の操作時間後、５ｔの鉄および１、８ｔのスラグ
が、頂部ホールを経て溶融還元容器から出鋼された。
％の炭素成分および１４５０℃の温度で約８ｔの鉄溶融
体を収容する。１．５ｔのスラグ層がこの溶けた浴の上
に浮遊し、１．３のアルカリ度に従い、３４％のＣａ
Ｏ、２６％のＳｉＯ2 、５％のＦｅＯ、１２％のＭｇＯ
の成分を有する。６２％の鉄成分をを有す鉄鉱石を約４
６ｋｇ／ｍｉｎでこの鉄溶融体中に浴下羽口を通って吹
き込まれる。同時に８５％のＣ、３％のＨ2 、１．６％
のＯ2 、０．７％のＳおよび７％の灰分の組成を有す粉
砕石炭を２２ｋｇ／ｍｉｎでこの浴に導入される。約３
時間の操作時間後、５ｔの鉄および１、８ｔのスラグ
が、頂部ホールを経て溶融還元容器から出鋼された。
【００３５】約３０Ｎｍ3 ／ｍｉｎの反応ガスおよび１
０Ｎｍ3 ／ｍｉｎの不活性ガスが、溶融体からガス空間
に放出され、且つ１１５０℃に予め加熱した温度の１０
５Ｎｍ3 ／ｍｉｎの熱風と共にそこで２次燃焼される。
５７％の２次燃焼の平均比率を得られ、８５％の熱効率
で溶融体に再返送される。３Ｎｍ3 ／ｍｉｎの窒素ガス
で操作される６個の浴下羽口および２個の付加的な湿潤
羽口を通り、おおよその見積もりで、溶融体の部分の５
０ｋｇ／ｍｉｎ．ｍ2 が、反応容器のガス空間の内張り
表面にまき散らされ、且つその場で耐火物材料を冷却す
る。この試験設備は６か月間操業された後、均一な耐火
物消耗量がこの溶融還元容器の浴およびガス領域で検出
することが出来た。
０Ｎｍ3 ／ｍｉｎの不活性ガスが、溶融体からガス空間
に放出され、且つ１１５０℃に予め加熱した温度の１０
５Ｎｍ3 ／ｍｉｎの熱風と共にそこで２次燃焼される。
５７％の２次燃焼の平均比率を得られ、８５％の熱効率
で溶融体に再返送される。３Ｎｍ3 ／ｍｉｎの窒素ガス
で操作される６個の浴下羽口および２個の付加的な湿潤
羽口を通り、おおよその見積もりで、溶融体の部分の５
０ｋｇ／ｍｉｎ．ｍ2 が、反応容器のガス空間の内張り
表面にまき散らされ、且つその場で耐火物材料を冷却す
る。この試験設備は６か月間操業された後、均一な耐火
物消耗量がこの溶融還元容器の浴およびガス領域で検出
することが出来た。
【００３６】冶金反応容器のガス空間内の内張り耐火物
を保護する方法は、鉄および鉄合金の製造において鉄鉱
石の溶融還元に対して、鉄浴内の石炭ガス化においてお
よび非鉄金属の精製において応用することができる。反
応剤、特にガス状反応剤を溶融浴の浴表面下に供給する
冶金的方法全てに対して、本発明の方法がこれらの方法
の特別な操作条件に非常に柔軟に適合することを特徴と
する。この方法および上述の種々の操作条件に対する特
別な適合性および同様の冶金的方法の改良は、本発明の
範囲に含まれる。冶金反応容器のガス空間内の内張り表
面が、ガス空間内の温度よりも低い温度の溶融体当たっ
て冷却される限り本発明の範囲内に含まれている。この
方法の本質的な特徴は満たされる。
を保護する方法は、鉄および鉄合金の製造において鉄鉱
石の溶融還元に対して、鉄浴内の石炭ガス化においてお
よび非鉄金属の精製において応用することができる。反
応剤、特にガス状反応剤を溶融浴の浴表面下に供給する
冶金的方法全てに対して、本発明の方法がこれらの方法
の特別な操作条件に非常に柔軟に適合することを特徴と
する。この方法および上述の種々の操作条件に対する特
別な適合性および同様の冶金的方法の改良は、本発明の
範囲に含まれる。冶金反応容器のガス空間内の内張り表
面が、ガス空間内の温度よりも低い温度の溶融体当たっ
て冷却される限り本発明の範囲内に含まれている。この
方法の本質的な特徴は満たされる。
【図１】鉄および鉄合金を製造する鉄鉱石および鉄含有
鉱石の溶融還元のためのドラム状反応容器を貫通する横
断面を示す。
鉱石の溶融還元のためのドラム状反応容器を貫通する横
断面を示す。
１…外側ジャケット ２…断熱層 ３…耐消耗性内張り ４…鉄浴 ５…スラグ層 ６…浴下羽口 ７…噴流水柱 ８…湿潤羽口 ９…浴面高さの寸法 １０…ガス空間高さの寸法 １１…遷移領域の寸法 １２…熱風送風パイプ １３…上吹き羽口 １４…２次燃焼噴流 １５…飛び出し溶融体の部分 １６…飛沫 １７…跳ね返り運動 １８…矢印または湿潤される内張り表面 １９…スプレー噴射
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク フィリップ シュワルツ オーストラリア国，ビクトリア 3169，ロ ーズバンク エムディーシー クレイト ン，ボックス 312 (56)参考文献 特開 昭63−266015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−56223（ＪＰ，Ａ)
Claims (12)
- 【請求項１】 金属およびスラグからなる溶融体と、浴
表面下側および上側に配置された導入手段を通り金属浴
に供給される溶融体のための反応剤と、浴表面下で溶融
体に供給されるガス状反応剤および／または金属浴内で
不活性に振る舞うガスと、ガス空間すなわち静止溶融体
上方のガス空間に溶融体から放出され酸化剤と２次燃焼
されるガスとを収容する冶金反応容器の耐火物内張りを
保護する方法において、前記冶金反応容器のガス空間内
の耐火物内張り表面全体が、噴水状におよび／または波
または跳ね返り運動により爆発的に上昇または噴出する
溶融体の溶滴、飛沫、断片により湿潤されることを特徴
とする冶金反応容器のガス空間内の耐火物内張りを保護
する方法。 - 【請求項２】 前記溶融体の部分が、前記耐火物ガス空
間の表面を打ち付け、且つ噴水状におよび／または波ま
たは跳ね返り運動により爆発的に上昇または噴出する溶
融体の溶滴、飛沫、断片で前記内張りを湿潤することを
相互に異なる比に調整することを特徴とする請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】 前記溶融体による前記反応容器のガス空
間内の耐火物内張り表面の湿潤が、浴下羽口を通り溶融
体に供給されるガス状反応剤および／または溶融体内で
不活性に振る舞うガスの流速度を介して制御されること
を特徴とする請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 前記浴下羽口を通る前記ガス状反応剤の
流速度が、溶融浴の浴面高さと前記反応容器のガス空間
内の内張り表面全体を湿潤するための最大反応容器高さ
とに関連して制御されることを特徴とする請求項１から
３までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 前記反応容器のガス空間内の内張り表
面を湿潤するたに、前記浴下羽口のガス流速度ＱV 〔Ｎ
ｍ3 ／ｍｉｎ〕と、溶融浴の浴面高さｈb 〔ｍ〕とガス
空間高さｈr 〔ｍ〕との間に次の式の関係、 （ｈr ／（（ＱV ／ｈb ） 2/3 ））≦２．３ が維持されることを特徴とする請求項１から４までのい
ずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 前記溶融体の浴面深さｈb に対して各浴
下羽口の内径ｄを、ｈb ／ｄの商が２０よりも大きくな
るように設計することを特徴とする請求項１から５まで
のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 前記浴下羽口が、前記の式の関係に依存
せず不活性に振る舞うガスと共に前記反応容器のガス空
間内の内張り表面を選択的に湿潤するためだけに付加的
に操作されることを特徴とする請求項１から５までのい
ずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 前記反応容器内の溶融体およびガス空間
との間の温度差が、１００〜１４００℃の間に調整され
ることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項９】 前記反応容器のガス空間内の耐火物内張
り表面が、少なくとも５０ｋｇ／ｍｉｎ．ｍ2 表面の前
記溶融体の部分で湿潤されることを特徴とする請求項１
から８までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１０】 前記容器内の溶融体が、前記ガス空間
の温度より僅かに低い浴温度に調整されることを特徴と
する請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１１】 前記反応容器のガス空間内の内張り表
面上の耐火物材料が前記溶融体で湿潤されることにより
その場で冷却されることを特徴とする請求項１から１０
までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１２】 前記反応容器のガス空間内の耐火物内
張り表面が、連続的且つ完全に前記溶融体で湿潤される
ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項
記載の方法。
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