KR101171576B1 - 용융 금속의 제조 방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

노 폭방향의 한쪽 단부에 상방으로부터 노내에 접속하는 원료 장입 슈트와, 노 폭방향의 다른쪽 단부에 있어서 노내 높이방향의 하부인 위치를 전기로 가열하는 가열기와, 노 상부로 있어서 상기 한쪽 단부와 상기 다른쪽 단부 사이에 마련된 2차 연소 버너를 구비한 정치식 비경동형 전기로를 이용하여 용융 금속을 제조하는 방법으로서, 상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 용융 금속으로 되는 비휘발성 금속 원소를 함유하는 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 노내 상방의 상기 한쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 다른쪽 단부로 향하는 하향 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성하고, 다음에 상기 원료 장입 슈트로부터 상기 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 상기 원료 충전층의 경사면상에 괴성화물층을 형성하고, 그 후 상기 괴성화물층의 하단부를 상기 가열기로 가열하여 상기 탄재 내장 괴성화물을 용융하는 것에 의해, 노내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 용융에 의해 상기 괴성화물층을 그 하단부를 향해서 상기 원료 충전층의 경사면을 따라 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 노내에 산소 함유 가스를 불어넣어서, 상기 괴성화물층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시키고, 그 방사열에 의해 상기 괴성화물층을 가열하여 환원하는 용융 금속의 제조 방법.

Description

용융 금속의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING MOLTEN METAL}
본 발명은, 탄재 내장 괴성화물(塊成化物)을, 예비 환원하는 일 없이, 직접, 전기식 가열 용해로에서 환원 용융하여 용융 금속을 제조하는 방법에 관한 것이다.
종래의 고로(高爐)법이나 용융 환원법을 대신하는 새로운 제철법으로서, 탄재 내장 산화금속 괴성화물을 회전 노상로에서 예비 환원하여 고체 환원금속으로 하고, 이 고체 환원금속을 아크로 또는 서브머지드 아크로(submerged arc furnace)에서 용해하여 용융 금속을 얻는 용융 금속 제조 프로세스가 여러가지 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 내지 4 참조).
그러나, 용해로로서 아크로를 이용하는 프로세스에서는, 그 용해 효율의 확보, 내화물의 보호, 슬래그 포밍(slag forming)의 억제 등의 관점에서, 고체 환원금속은 금속화율을 높게 유지하는 동시에, 분말율(粉率)을 낮게 유지할 필요가 있다. 이 때문에, 이 프로세스에서는, 회전 노상로의 생산성을 높이는 것이 어렵고, 설비가 대형화하는 문제가 남아 있었다.
한편, 용해로로서 서브머지드 아크로를 이용하는 프로세스에서는, 노내에 고체 환원금속이 퇴적층을 형성하기 위해서, 상기 아크로를 이용한 프로세스와 비교하여, 내화물의 손상이나 슬래그 포밍의 문제는 적어서, 고체 환원금속의 금속화율이나 분말율의 제약이 작아, 회전 노상로를 비교적 소형화할 수 있다. 그렇지만, 이 프로세스에서는, 고체 환원금속중에 잔류하는 산화금속의 환원에 따라 발생하는 CO 가스의 화학 에너지를 유효하게 이용하는 것이 곤란하기 때문에, 그 생산성을 충분히 높여서 조업 비용을 충분히 저감시킬 수 없다라는 문제가 남아 있었다.
또한, 서브머지드 아크로를 이용한 용융 금속의 제조 방법으로서, 회전 노상로에 의한 예비 환원을 생략하여, 미환원의 탄재 내장 산화금속 괴성화물을 직접, 서브머지드 아크로에 장입하고, 예비 환원 공정과 용융 공정을 하나의 노내에서 행하는 것도 고려된다. 그렇지만, 상기 탄재 내장 산화금속 괴성화물이, 용융 금속으로 되는 비휘발성 금속 원소 이외에 휘발성 금속 원소도 함유할 경우[즉, 제철소 더스트(dust) 등을 산화금속 원료로서 이용했을 경우]에는, 상기 휘발 금속 원소는 애써서 노 하부에서 고체 환원금속으로부터 휘발 제거되어도, 노 상부의 저온 영역에서 다시 응축하여, 고체 환원금속에 부착되어서 노내를 순환하거나, 노벽에 부착물을 형성한다. 이 때문에, 배기가스로부터 상기 휘발성 금속 원소를 효율적으로 회수할 수 없게 될 뿐만 아니라, 고체 환원금속의 강하 불량 등의 조업 트러블을 일으키는 것이 상정된다.
따라서, 종래의 프로세스에서는, 용해로로서 아크로, 서브머지드 아크로중 어느 것을 채용하는 경우에도, 회전 노상로에 의한 예비 환원 공정과 용해로에 의한 용해 공정의 2공정으로 이루어지는 구성을 필수로 하고 있다. 이에 따라서, 회전 노상로로부터 용해로로의 고체 환원금속의 이송 수단이 필요하게 되는 동시에, 배기가스 처리 계통도 회전 노상로와 용해로의 2계통이 필요하게 되어, 전체 프로세스로서, 설비 비용이 높아지는 것에 더하여, 열 손실도 크고, 에너지 원단위도 충분히 저감할 수 없다라는 문제가 있었다.
일본 공표 특허 제 2000-513411 호 공보 일본 공표 특허 제 2001-515138 호 공보 일본 공표 특허 제 2001-525487 호 공보 일본 공개 특허 제 2003-105415 호 공보
본 발명은, 이러한 상황에 비추어 이루어진 것으로서, 탄재 내장 괴성화물을 이용하여 용융 금속을 제조하는 방법으로서, 설비 비용 및 에너지 원단위를 종래 프로세스보다도 대폭 저감할 수 있는 용융 금속의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 국면은, 정치식(定置式) 비경동형(非傾動型) 전기로를 이용하여 용융 금속을 제조하는 방법으로서, 상기 전기로는, 노 폭방향의 한쪽 단부에 상방으로부터 노내에 접속하는 원료 장입 슈트(chute)와, 노 폭방향의 다른쪽 단부에 있어서 노내 높이방향의 하부인 위치를 전기로 가열하는 가열기와, 노 상부에 있어서 상기 한쪽 단부와 상기 다른쪽 단부 사이에 마련된 2차 연소 버너를 구비하고 있으며, 상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 용융 금속으로 되는 비휘발성 금속 원소를 함유하는 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 노내 상방의 상기 한쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 다른쪽 단부로 향하는 하향 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성하고, 다음에 상기 원료 장입 슈트로부터 상기 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 상기 원료 충전층의 경사면상에 괴성화물층을 형성하고, 그 후 상기 괴성화물층의 하단부를 상기 가열기로 가열하여 상기 탄재 내장 괴성화물을 용융하는 것에 의해, 노내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 용융에 의해 상기 괴성화물층을 그 하단부를 향해서 상기 원료 충전층의 경사면을 따라 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 노내로 산소 함유 가스를 불어넣어서, 상기 괴성화물층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시키고, 그 방사열에 의해 상기 괴성화물층을 가열하여 환원하는 용융 금속의 제조 방법이다.
또, 본 발명의 다른 일 국면은, 정치식 비경동형 전기로를 이용하여 용융 금속을 제조하는 방법으로서, 상기 전기로는, 노 폭방향의 한쪽 단부와 다른쪽 단부에 상방으로부터 노내에 각각 접속하는 복수의 원료 장입 슈트와, 노 폭방향에 있어서 상기 한쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트와 다른쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트 사이에서 노내 높이방향의 하부인 위치를 전기로 가열하는 가열기와, 높이방향에서는 노 상부이고 노 폭방향에서는 상기 한쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트와 상기 가열기 사이인 위치, 및 높이방향에서는 노 상부이고 노 폭방향에서는 상기 다른쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트와 상기 가열기 사이인 위치에 각각 마련된 2차 연소 버너를 구비하고 있으며, 상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 용융 금속으로 되는 비휘발성 금속 원소를 함유하는 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 노내 상방의 상기 한쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 가열기가 가열하는 위치로 향하는 하향 구배의 경사면과, 노내 상방의 상기 다른쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 가열기가 가열하는 위치로 향하는 하향 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성하고, 다음에 상기 원료 장입 슈트로부터 상기 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 상기 원료 충전층의 각 경사면상에 괴성화물층을 형성하고, 그 후 상기 괴성화물층의 하단부를 상기 가열기로 가열하여 상기 탄재 내장 괴성화물을 용융하는 것에 의해, 노내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 용융에 의해 상기 괴성화물층을 그 하단부를 향해서 상기 원료 충전층의 각 경사면을 따라 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로 노내에 산소 함유 가스를 불어넣어서, 상기 괴성화물층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시키고, 그 방사열에 의해 상기 괴성화물층을 가열하여 환원하는 용융 금속의 제조 방법이다.
본 발명의 목적, 특징, 국면 및 이점은 이하의 상세한 설명 및 도면에 의해 보다 명백해진다.
도 1은 실시형태에 따른 정치식 비경동형 아크로의 개략 구성을 도시하는 도면으로서, (a)는 종단면도, (b)는 평면도,
도 2는 정치식 비경동형 아크로에 구비된 외측 슈트를 갖는 원료 장입 슈트의 원료 투입구의 움직임을 도시하는 모식 종단면도.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.
[실시형태]
(정치식 비경동형 전기로의 구성)
도 1에, 본 발명의 일 실시형태에 따른 정치식 비경동형 전기로의 개략 구성을 도시한다. 본 실시형태에 따른 정치식 비경동형 전기로(이하, 단지 「노」라고 하는 것도 있음)는 수평 단면 형상이 대략 장방형의 아크로이며, 노 상부[본 실시형태에서는 노 천장부(1)]에는, 배기가스 덕트(3) 및 복수의 원료 장입 슈트(4)가 접속되는 동시에, 노내에는, 가열기로서, 노 천장부(1)를 거쳐서 복수개의 전극(5)이 삽입되어 있다. 원료 장입 슈트(4)는 노 폭방향의 양단부(한쪽 단부와 다른쪽 단부)(2, 2)에 각각 설치되는 한편, 전극(5)은 노 폭방향의 중앙부에 설치되어 있다. 또한, 노 상부[노 천장부(1)]에는, 복수개의 2차 연소 버너(6)가 마련되어 있다.
배기가스 덕트(3)는 전극(5)보다 원료 장입 슈트(4)에 가까운 측에 설치하는 것이 바람직하다. 2차 연소후의 산화성의 배기가스가 전극(5)의 방향으로 흘러서 전극(5)을 손상시키는 것을 억제하기 위해서이다.
전극(5)과 2차 연소 버너(6) 사이, 2차 연소 버너(6)와 배기가스 덕트(3) 사이, 배기가스 덕트(3)와 원료 장입 슈트(4) 사이에는, 노 천장부(1)로부터 노내로 수하(垂下)하는 격벽(9, 10, 11)을 마련하는 것이 바람직하다.
전극(5)과 2차 연소 버너(6) 사이에 격벽(9)을 마련하는 것이 추장되는 것은 상기와 같이 2차 연소후의 산화성 배기가스가 전극(5)에 접촉하는 것을 방지하기 위해서이다.
또, 2차 연소 버너(6)와 배기가스 덕트(3) 사이에 격벽(10)을 마련하는 것이 추장되는 것은 2차 연소후의 배기가스가 배기가스 덕트(3)로 질러가는 것을 방지하여, 괴성화물층(13)으로의 방사 전열량을 충분히 확보하기 위해서이다.
또한, 배기가스 덕트(3)와 원료 장입 슈트(4) 사이에 격벽(11)을 마련하는 것이 추장되는 것은 원료 장입 슈트(4)가 고온의 배기가스로 과열되어 손상되는 것을 방지하기 위해서이다.
격벽(9, 10, 11)은, 설치에 의한 상기 각 효과의 정도, 설치 비용, 유지보수의 노력 등을 종합적으로 감안하여, 그 전부를 설치하도록 해도 좋고, 그 일부를 설치하도록 해도 좋다.
그리고, 노 하부에는, 노 폭방향과 수직인 노 길이방향의 노 측벽에, 예를 들어 원료 장입 슈트(4)가 마련되어 있지 않은[즉, 노내에 원료 충전층(12)이 형성되어 있지 않은] 노 길이방향의 중앙부에, 출선(出銑) 구멍(7)과 배재(排滓) 구멍(8)을 마련하는 것이 바람직하다. 출선 및 배재시에 있어서의 개구 작업을 용이하게 하기 위해서이다.
또한, 배기가스 덕트(3)의 하류측에는, 주지의 열교환기(도시하지 않음)를 설치하면 좋고, 이에 의해 노로부터 배출된 고온 배기가스의 현열(顯熱)을 회수하여, 아크용 전력의 발전이나 펠릿(B)의 건조 등의 에너지로서 유효하게 이용할 수 있다.
전극(5)으로서는, 예를 들어 열효율이 우수한, 제강용 아크 전기로에서 상용되는 3상 교류형의 것이 추장된다. 예를 들면, 3상 전극의 각 2상의 조합으로 가능한 3조의 단상 전극으로부터 전극 6개를 만드는 구성을 채용할 수 있다.
또한, 전극(5)은, 그 선단부를 후기의 괴성화물층(13) 또는 용융 슬래그층(15)중에 위치시키면서(침지시키면서), 용해 조작을 실행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 아크에 의한 방사 가열과 저항 가열의 효과를 병존시킬 수 있어, 용해를 보다 촉진할 수 있는 동시에, 후기의 원료 충전층(12)에 의해 보호되고 있지 않는 노벽 내면의 손상을 억제할 수 있다.
이하, 이러한 정치식 비경동형 아크로를 사용하고, 노내에 원료 충전층을 형성하기 위한 충전층 형성용 원료로서 석탄을 이용하고, 상기 원료 충전층상에 적층하는 탄재 내장 괴성화물로서 탄재 내장 산화금속 괴성화물인 탄재 내장 산화철 펠릿을 이용하여, 용융 금속으로서 용융철(溶銑)을 제조하는 경우를 예에 들어서 설명한다.
(용융 금속의 제조 방법)
미리, 상기 노 폭방향의 양단부(2, 2)에 설치된 원료 장입 슈트(4, 4)로부터 소정량의 충전층 형성용 원료로서의 탄재인 석탄(A)을 노내에 장입하여, 상기 노 폭방향의 양단부(2, 2)로부터 전극(5)의 하단부의 하방으로 향하는 하향 구배의 경사면(12a)을 갖는 원료 충전층으로서의 탄재 충전층(12)을 형성하여 둔다. 여기에서, 석탄(A)의 입도(粒度)는 후기의 탄재 내장 산화철 펠릿(B)이 탄재 충전층(12)의 공극내로 잠입하지 않을 정도로 탄재 내장 산화철 펠릿(B)의 입도에 따라서 조정하여 두면 좋다.
다음에, 상기 노 폭방향의 양단부(2, 2)에 설치된 원료 장입 슈트(4, 4)로부터 탄재 내장 괴성화물로서의 탄재 내장 산화철 펠릿(이하, 단지 「펠릿」이라고도 함)(B)을 연속적 또는 간헐적으로 장입하여, 탄재 충전층(12)의 경사면(12a)상에 괴성화물층으로서의 펠릿층(13)을 형성한다. 펠릿(B)내의 내장 탄재의 배합량은 산화철이 금속철까지 환원되는데 필요한 이론 C 양에 용융철의 목표 C 농도를 가미하여 결정하면 좋다. 또한, 펠릿(B)은 노내 장입시에 폭렬(爆裂, bursting)하지 않도록 사전에 건조하여 두는 것이 바람직하다.
전극(5)은 상술한 바와 같이 그 하단부가 펠릿층(13)내로 침입된 상태가 되도록 미리 높이를 조절하여 두면 좋다.
그 후, 상기 전극에 통전하여 아크 가열을 행하는 것에 의해, 펠릿층(13)의 하단부 근방의 펠릿(B)이 급속하게 가열되어서 순차 환원 용융하고, 용융 금속으로서의 용융철과 용융 슬래그로 분리되어, 노 하부에 용융철층(14)과 용융 슬래그층(15)을 형성한다. 또한, 용융 슬래그층(15)의 염기도 등을 조정하기 위해서, 펠릿(B) 내에는, 미리 석회석이나 백운석(dolomite) 등의 CaO원이나 MgO원을 첨가하여 두는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 하여, 펠릿층(13)의 하단부 근방으로부터 펠릿(B)이 순차 용융되어 가면, 펠릿층(13) 자체는 그 자중에 의해 상기 탄재 충전층의 경사면을 따라 전극(5)의 하단부를 향해서 노내를 순차 강하하여 가게 된다. 또한, 만일 펠릿층(13)내의 펠릿의 일부가 탄재 충전층(12)의 공극내로 잠입하더라도, 상기 펠릿의 일부는 노내에 장시간 체류하기 때문에 가열 환원되어서 결국 용융하고, 용융철과 용융 슬래그로 분리되어 탄재 충전층(12)의 공극을 거쳐서 노 하부의 용융철층(14) 및 용융 슬래그층(15)으로 적하하므로 문제되지 않는다.
그리고, 펠릿층(13)내의 펠릿이 전극(5)에 가까이 가면, 전극(5)으로부터의 아크에 의한 방사열과 저항열에 의해 효율적으로 가열되어, 펠릿중의 산화철이 내장 탄재에 의해 고체 금속철로 예비 환원되는 동시에, CO 함유 가스(가연성 가스)를 생성한다. 내장 탄재로서 석탄 등 휘발분을 함유하는 탄재를 이용했을 경우에는, 가열에 의해 내장 탄재로부터 탈휘(脫煇)된 휘발분도 상기 CO 함유 가스에 더해진다.
이러한 CO 함유 가스는 노 천장부(1)에 마련된 2차 연소 버너(6)로부터 불어넣어진 산소 함유 가스로서의 예컨대 산소 가스에 의해 연소(2차 연소)되고, 그 방사열에 의해서도 펠릿층(13)은 가열된다. 이렇게 방사열에 의해 가열된 펠릿층(13)에서는, 상기 전극(5)으로부터의 아크에 의한 방사 가열과 저항 가열에 의한 경우와 같이 해당 펠릿층(13)내의 산화철이 고체 금속철로 예비 환원되는 동시에 CO 함유 가스가 생성되므로, 상기 2차 연소에 의한 방사 가열이 더욱 촉진되게 된다.
상기한 바와 같이 하고, 원료 공급 슈트(4)로부터 노내에 장입된 펠릿(B)은, 탄재 충전층(12)의 경사면(12a)상을 강하하는 동안에, 상기 2차 연소에 의한 방사 가열(이하, 「2차 연소열」이라고도 함)에 의해 고체 상태로 고금속화율까지 예비 환원된 후, 전극(5) 하단부 근방에서 아크 가열 및 저항 가열에 의해 용융하여, 용융철과 용융 슬래그로 분리되게 된다.
따라서, 전극(5) 하단부 근방에 생성하는 용융 슬래그중의 산화철 농도는 충분히 낮아져서, 전극(5)의 손모(損耗)를 억제할 수 있다.
용융 슬래그와 분리된 용융철은 펠릿중에 잔존하는 탄재를 용해하여 목표 C 농도의 용융철로 된다.
이렇게 하여 생성된 용융철과 용융 슬래그는 노 하부에 마련한 출선 구멍(7)과 배재 구멍(8)으로부터, 예를 들어 고로의 출선 및 배재 방법과 동일하게 하여, 간헐적으로 배출할 수 있다.
한편, 초기에 노내에 석탄(A)을 장입하여 형성한 탄재 충전층(12)은 노내에서 서서히 가열되어서, 그 휘발분이 제거되고, 결국 챠콜화 또는 코크스화한다. 제거된 휘발분은 펠릿층(13)으로부터 발생하는 일산화탄소(CO) 함유 가스와 함께, 2차 연소 버너(6)로부터 불어넣어진 산소 함유 가스에 의해 연소되어, 펠릿층(13)의 방사 가열 에너지로서 유효하게 이용된다. 상술한 바와 같이, 펠릿(B)내의 내장 탄재의 탄소(C)에 의해 내장 산화철의 환원 및 용융철로의 침탄이 제공되므로, 챠콜화 또는 코크스화한 탄재 충전층(13)은 이론상으로는 소비되지 않지만, 실제로 조업에서는, 탄재 충전층(12)내로 잠입한 펠릿과의 직접 환원 반응이나, 용융철로의 침탄 반응 등에 의해 장기간의 조업중에 서서히 소비되어 간다. 따라서, 예를 들어 일정한 조업 기간마다, 원료 장입 슈트(4)로부터의 펠릿(B)의 공급을 정지한 상태에서, 적어도 아크 가열을 일정 시간 계속하여, 노내의 펠릿층(13)을 거의 완전히 용융해서 탄재 충전층(12)의 경사면(12a)을 노출시킨 후, 아크 가열 및 2차 연소를 중단한 상태에서, 원료 장입 슈트(4)로부터 석탄(탄재)(A)을 소정량 장입하는 것에 의해, 탄재 충전층(12)의 노내 충전량을 유지할 수 있다.
노 폭방향의 양측벽의 내면은 탄재 충전층으로 덮여 있으므로, 이들 부분의 내화물의 손모는 대폭 억제된다. 따라서, 탄재 충전층으로 덮여 있지 않은 노 길이방향의 양측벽에만, 내부식성이 우수한 고품질의 내화물이나 수냉 구조를 채용하면 좋으므로, 대폭 설비 비용을 저감할 수 있게 된다.
(변형예)
상기 실시형태에서는, 원료 장입 슈트(4) 및 전극(5)의 배치에 관하여, 원료 장입 슈트(4)를 노 폭방향의 양단부(2, 2)에 각각 설치하는 한편, 전극(5)을 노 천장부(1)의 중앙부에 설치하는 예를 개시했지만, 원료 장입 슈트(4)를 노 폭방향의 일단부(한쪽 단부)(2)에 설치하는 한편, 전극(5)을 노 폭방향의 타단부(다른쪽 단부)(2)에 설치하도록 해도 좋다. 본 변형예를 채용하면, 노내에 형성되는 탄재 충전층(12)의 경사면이 한쪽만에 있으므로, 상기 실시형태에 비하여, 내화물 보호의 관점에서는 불리해지지만, 노 폭이 축소되어, 설비의 콤팩트화를 도모할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 전기로로서 아크로를 이용한 예를 개시했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 서브머지드 아크로, 전자 유도 가열로 등 전기 에너지에 의해 가열하는 노이면 좋다. 아크로에서는, 가열기로서 전극을 이용할 수 있고, 전자 유도 가열로에서는, 가열기로서 솔레노이드형 가열 코일)을 사용할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 배기가스 덕트(3)와 원료 장입 슈트(4)는 모두 노 천장부(1)에 접속하는 예를 개시했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 어느 한쪽 또는 양쪽을 노 측벽의 상부에 접속하도록 해도 좋다. 또한, 원료 장입 슈트(4)를 노 측벽의 상부에 접속했을 경우에는, 원료 장입 슈트(4)는 자동적으로 노 폭방향의 단부에 설치되게 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 정치식 비경동형 아크로의 수평 단면 형상으로서, 대략 장방형의 것을 예시했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 대략 타원의 것이나 진원의 것을 이용해도 좋다. 이러한 경우 단상 전극이 아니라, 3상 전원의 각 상을 이용하여 3개의 전극을 만들도록 구성해도 좋다. 단, 대략 장방형의 것을 이용했을 경우, 노 폭은 일정하게 하여 두고, 노 길이방향(노 폭방향에 수직인 방향)을 연장하는 것에 의해, 크기 확대(scale-up)를 용이하게 행할 수 있는 이점이 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 탄재 내장 괴성화물(B)로서, 탄재 내장 산화금속 괴성화물인 탄재 내장 산화철 펠릿을 이용한 예를 개시했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 산화금속을 대신하여 염화금속을 함유하는 탄재 내장 염화금속 괴성화물을 이용해도 좋고, 산화금속, 염화금속 등의 금속화합물을 복수 함유하는 탄재 내장 금속화합물 괴성화물을 이용해도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, 탄재 내장 괴성화물(B)로서, 비휘발성의 금속 원소인 철만을 함유하는 것을 예시했지만, 비휘발성의 금속 원소 이외의, 휘발성의 금속 원소, 예를 들어 Zn, Pb를 함유하는 것이어도 좋다. 다시 말해, 괴성화물(B)로서, 휘발성의 금속 원소를 함유하는 제철소 더스트 등을 산화금속 원료로서 사용할 수 있다. 휘발성의 금속 원소는 노내에서 가열되어 탄재 내장 괴성화물(B)로부터 휘발되지만, 본 발명에서는, 노 상부에 마련된 2차 연소 버너(6)로부터 공급되는 산소 함유 가스가 노내의 CO 가스를 연소함으로써, 노 상부의 온도를 충분히 높게 유지할 수 있으므로, 탄재 내장 괴성화물(B)로부터 휘발된 휘발성 금속 원소가 노 상부에서 재응축하는 것이 확실하게 방지되어, 노로부터 배출된 배기가스로부터 상기 휘발성 금속 원소를 효율적으로 회수할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 휘발성 금속 원소이란 금속 단체(單體) 또는 그 염 등의 화합물의 1기압에서의 융점이 1100℃ 이하인 금속 원소를 말한다. 금속 단체로서, 예를 들어 아연, 납 등을 들 수 있다. 휘발성 금속 원소의 화합물로서, 예를 들어 염화나트륨, 염화칼륨 등을 들 수 있다. 휘발성 금속 원소의 화합물중 휘발성 금속은, 전기로(예를 들면, 아크로, 서브머지드 아크로)에서 금속으로 환원되는 것에 의해, 그 일부 또는 모두가 노내에서 기체 상태로 존재한다. 또한, 휘발성 금속 원소의 염화물은 전기로내에서 가열되어, 그 일부 또는 모두가 노내에서 기체 상태로 존재한다. 한편, 비휘발성 금속 원소란 금속 단체 또는 그 산화물 등의 화합물의 1기압에서의 융점이 1100℃를 초과하는 금속 원소를 말한다. 금속 단체로서, 예를 들어 철, 니켈, 코발트, 크롬, 티타늄 등을 들 수 있다. 비휘발성 금속의 산화물로서, 예를 들어 CaO, SiO2, Al2O3 등을 들 수 있다. 비휘발성 금속 원소의 화합물은, 전기로로서 아크로나 서브머지드 아크로를 이용했을 때에는, 노내에서의 가열이나 환원 반응에 의해 환원된 금속 단체로서 또는 환원되지 않은 화합물로서, 노내 아크 근방(아크 온도 영역)에서는 기체 상태로 존재할 수 있지만, 아크로부터 떨어진 곳에서는 액체 또는 고체 상태로 존재한다.
또, 상기 실시형태에서는, 탄재 내장 괴성화물(B)의 형태로서, 펠릿을 예시했지만, 브리켓(briquette)을 채용해도 좋다. 브리켓은 구형상의 펠릿보다 안식각(安息角)이 크므로, 탄재 충전층(12)의 경사면(12a)상에 있어서의 체류 시간을 확보하기 위해서는, 펠릿을 이용했을 경우에 비하여, 노 높이는 높게 할 필요가 있지만, 노 폭은 축소할 수 있는 이점이 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 탄재 내장 괴성화물(B) 및 용융 금속(14)을 구성하는 비휘발성 금속 원소로서 철(Fe)만을 예시했지만, Fe 이외에 Ni, Mn, Cr 등의 비철 금속을 함유해도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, 용융 슬래그의 염기도 조정 수단으로서, 탄재 내장 괴성화물(B)에 미리 CaO원이나 MgO원을 첨가해 두는 수단을 예시했지만, 이러한 수단을 대신하여 또는 그에 부가하여, 원료 장입 슈트(4)로부터 탄재 내장 괴성화물(B)과 함께 석회석이나 방해석을 장입하도록 해도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, 원료 충전층으로서의 탄재 충전층(12)을 형성하는 탄재로서, 석탄을 예시했지만, 코크스를 사용해도 좋다. 코크스를 사용했을 경우, 이미 건류되어 있어, 노내에서 휘발분이 발생하지 않기 때문에, 2차 연소에의 기여는 저하하지만, 석탄보다 분말화되기 어려우므로, 비산 손실량을 저감할 수 있는 이점이 있다.
더욱이, 원료 충전층(12)을 형성하는 충전층 형성용 원료로서, 석탄이나 코크스 등의 탄재를 대신하여 또는 그에 부가하여 탄재 내장 괴성화물(B)을 이용해도 좋다. 원료 충전층(12)을 형성하는 원료로서 탄재 내장 괴성화물(B)을 이용하여도, 용융철과의 접촉 부분에 있어서는 환원?용융이 진행하지만, 상기 용융철과의 접촉 부분으로부터 떨어진 부분에는 열이 전해지기 어려워서, 괴성화물(B)은 고체 상태로 유지되기 때문에, 일단 형성된 원료 충전층(12)은 장기간 충전층 상태로 유지된다. 또한, 원료 충전층(12)내의 온도는 상기 용융철과의 접촉 부분으로부터 떨어져서 노벽에 가까워질수록 저하하므로, 용융 FeO의 형성에 의한 내화물의 손상도 문제가 되지 않는다.
또, 상기 실시형태에서는, 2차 연소 버너(6)는 노 천장부에만 설치하는 예를 개시했지만, 이것에 부가하여 길이방향의 측벽 상부에 더 마련해도 좋고, 또한 예를 들어 노 길이가 짧을 경우에는, 길이방향의 측벽 상부에만 마련해도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, 출선 구멍(7)과 배재 구멍(8)을 대향하는 측벽에 각각 나누어 설치하는 예를 개시했지만, 동일한 측벽쪽에 양자 모두 설치해도 좋고, 혹은 배재 구멍(8)을 생략하여 출선 구멍(7)만을 설치하여, 상기 출선 구멍(7)으로부터 용융철과 용융 슬래그를 배출하도록 해도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, 원료 장입 슈트로서, 원료 투입구의 노내 높이를 고정한 원료 장입 슈트(4)를 이용한 예를 개시했지만, 노내의 높이방향의 다른 위치에 원료를 장입할 수 있는 원료 장입 슈트를 사용할 수 있다.
구체적으로는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 원료 장입 슈트로서, 원료 투입구(40)를 상하방향으로 이동 가능한 외측 슈트(42)를 구비한 원료 장입 슈트(41)를 이용하는 것이 바람직하다. 원료 장입 슈트(41)는, 원료를 축적하는 호퍼(44)와, 호퍼(44)에 연결한 내측 슈트(43)와, 내측 슈트(43)에 미끄럼운동 가능하게 상하방향에 이동 가능한 외측 슈트(42)로 이루어진다. 탄재 및 탄재 내장 괴성화물의 안식각에 따라서 외측 슈트(42)를 상하 이동시키는 것에 의해, 괴성화물층(13)의 하단부를 적정한 위치로 조정할 수 있다.
원료 장입 슈트로서, 노내의 높이방향의 다른 위치에 원료를 장입 가능한 원료 장입 슈트(41)를 이용했을 경우에는, 예를 들어 용해중에 장입 원료를 안식각이 다른 것으로 변경해도 원료 투입구를 상하 이동시키는 것에 의해, 가열기의 가열부[가열기로서 전극(5)을 이용했을 경우에는, 하단부]와 괴성화물층(13)의 하단부의 거리를 일정하게 조정할 수 있어, 원료 투입구의 노내 높이를 고정한 원료 장입 슈트(4)를 이용했을 경우와 비교하여, 용해 특성 및 열효율을 한층더 적정화할 수 있다.
구체적으로는, 원료를 안식각이 보다 큰 것으로 변경하여, 괴성화물층(13)의 하단부와 가열기의 가열부의 거리가 떨어지기 시작했을 때에는, 외측 슈트(42)[원료 투입구(40)]를 상승시켜서 괴성화물층(13)의 하단부와 가열기의 가열부를 지나치게 떨어지지 않도록 함으로써, 슬래그 온도의 상승 및 그 복사열에 의한 배기가스 온도의 상승을 방지할 수 있다. 또한, 전기로의 천장을 수냉하고 있는 경우에도 그 냉각수 출구측 온도의 상승을 방지할 수 있다. 한편, 원료를 안식각이 보다 작은 것으로 변경했을 때에는, 괴성화물층(13)의 하단부와 가열기의 가열부의 거리가 접근하므로, 외측 슈트(42)[원료 투입구(40)]를 하강시키는 것에 의해, 괴성화물층(13)의 하단부와 가열기의 가열부의 접촉을 방지할 수 있다. 그 결과, 원료의 금속화율이 낮을 경우에도, 그 FeO 중의 산소와 전극 재료인 그래파이트의 반응에 의한 전극의 소모를 방지할 수 있다.
또, 일정 전압의 조건하에서 조업할 경우에는, 전류를 모니터링하여, 전류값이 상승했을 경우에는 외측 슈트(42)를 하강시켜서, 괴성화물층(13)의 하단부와 가열기의 가열부의 거리를 떨어지게 하여, 전류값의 상승과 전극의 이상 손모를 방지할 수 있다.
또한, 괴성화물층(13)의 하단부와 가열기의 가열부의 거리는 배기가스 온도, 천장 온도, 냉각수 온도, 슬래그 온도, 및 카메라 등에 의해 모니터링할 수 있다. 가열기로서 전극을 이용했을 경우에는, 전극 소모량이나 전극간 저항에 의해서도 모니터링할 수 있다.
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 국면은, 정치식 비경동형 전기로를 이용하여 용융 금속을 제조하는 방법으로서, 상기 전기로는, 노 폭방향의 한쪽 단부에 상방으로부터 노내에 접속하는 원료 장입 슈트와, 노 폭방향의 다른쪽 단부에 있어서 노내 높이방향의 하부인 위치를 전기로 가열하는 가열기와, 노 상부에 있어서 상기 한쪽 단부와 상기 다른쪽 단부 사이에 마련된 2차 연소 버너를 구비하고 있으며, 상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 용융 금속으로 되는 비휘발성 금속 원소를 함유하는 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 노내 상방의 상기 한쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 다른쪽 단부로 향하는 하향 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성하고, 다음에 상기 원료 장입 슈트로부터 상기 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 상기 원료 충전층의 경사면상에 괴성화물층을 형성하고, 그 후 상기 괴성화물층의 하단부를 상기 가열기로 가열하여 상기 탄재 내장 괴성화물을 용융하는 것에 의해, 노내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 용융에 의해 상기 괴성화물층을 그 하단부를 향해서 상기 원료 충전층의 경사면을 따라 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 노내에 산소 함유 가스를 불어넣어서, 상기 괴성화물층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시키고, 그 방사열에 의해 상기 괴성화물층을 가열하여 환원하는 용융 금속의 제조 방법이다.
또한, 본 발명의 다른 일 국면은, 정치식 비경동형 전기로를 이용하여 용융 금속을 제조하는 방법으로서, 상기 전기로는, 노 폭방향의 한쪽 단부와 다른쪽 단부에 상방으로부터 노내에 각각 접속하는 복수의 원료 장입 슈트와, 노 폭방향에 있어서 상기 한쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트와 다른쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트의 사이에서 노내 높이방향의 하부인 위치를 전기로 가열하는 가열기와, 높이방향에서는 노 상부이며 노 폭방향에서는 상기 한쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트와 상기 가열기 사이인 위치, 및 높이방향에서는 노 상부이며 노 폭방향에서는 상기 다른쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트와 상기 가열기 사이인 위치에 각각 마련된 2차 연소 버너를 구비하고 있으며, 상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 용융 금속으로 되는 비휘발성 금속 원소를 함유하는 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 노내 상방의 상기 한쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 가열기가 가열하는 위치로 향하는 하향 구배의 경사면과, 노내 상방의 상기 다른쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 가열기가 가열하는 위치로 향하는 하향 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성하고, 다음에 상기 원료 장입 슈트로부터 상기 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 상기 원료 충전층의 각 경사면상에 괴성화물층을 형성하고, 그 후 상기 괴성화물층의 하단부를 상기 가열기로 가열하여 상기 탄재 내장 괴성화물을 용융하는 것에 의해, 노내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 용융에 의해 상기 괴성화물층을 그 하단부를 향해서 상기 원료 충전층의 각 경사면을 따라 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 노내에 산소 함유 가스를 불어넣어서, 상기 괴성화물층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시키고, 그 방사열에 의해 상기 괴성화물층을 가열하여 환원하는 용융 금속의 제조 방법이다.
본 발명에서는, 괴성화물층의 하단부가 가열기로 가열되어서 용융하는 것에 의해, 아직 용융하지 않고 있는 괴성화물층을 원료 충전층의 경사면을 따라 괴성화물층의 하단부, 즉 가열기의 가열부 근방을 향해서 이동시키면서, 상기 괴성화물층으로부터 발생한 CO 함유 가스를 2차 연소 버너에 의해 불어넣어진 산소 함유 가스로 연소시켜서, 그 방사열로 상기 괴성화물층 자신을 가열하여 예비 환원한다. 그리고, 이 예비 환원된 괴성화물층을 상기 가열기의 가열부 근방에서 환원 용융하여 용융 금속으로 하므로, 미환원의 탄재 내장 괴성화물로부터 직접 용융 금속을 얻을 수 있다. 이 때문에, 종래법에 비하여 설비 비용 및 에너지 원단위를 함께 대폭 저감할 수 있다. 또한, 상기 2차 연소 버너에 의한 연소열이 노 상부의 온도를 충분히 높게 유지하므로, 탄재 내장 괴성화물이 휘발성 금속 원소를 함유할 경우에는, 휘발된 상기 휘발성 금속 원소의 재응축을 방지할 수 있다.
이들 제조 방법에 있어서, 상기 가열기로 가열할 때에, 상기 원료 장입 슈트로부터 상기 탄재 내장 괴성화물을 연속적 또는 간헐적으로 노내에 장입하고, 상기 괴성화물층중, 상기 괴성화물층의 하단부에 위치하는 상기 탄재 내장 괴성화물을 순차 용융시키는 것이 바람직하다. 탄재 내장 괴성화물을 연속적 또는 간헐적으로 장입하는 것에 의해, 용융 금속을 계속해서 제조할 수 있다.
이들 제조 방법에 있어서, 상기 전기로가 배기가스 덕트를 구비하고 있으며, 상기 탄재 내장 괴성화물이 휘발성 금속 원소를 더 함유할 때에는, 상기 배기가스 덕트에 의해 배출된 배기가스로부터 상기 휘발성 금속을 분리 및 회수하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 배기가스 덕트를 거쳐서 노로부터 배출된 배기가스중에서, 휘발 제거된 휘발성 금속 원소를 효율적으로 회수할 수 있다.
이들 제조 방법에 있어서, 상기 전기로로서, 상기 가열기는 상방으로부터 노내에 삽입되는 전극이며, 통전에 의해 상기 가열기의 하단이 아크 가열되는 아크로를 이용할 수 있다. 그리고, 상기 전극의 하단부를 상기 괴성화물층내 또는 상기 용융 슬래그층내에 침지하여 아크 가열을 실행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 아크에 의한 방사 가열과 저항 가열의 효과를 병존시킬 수 있어, 탄재 내장 괴성화물의 용해를 보다 촉진할 수 있는 동시에, 원료 충전층에 의해 보호되고 있지 않은 노벽 내면의 손상을 억제할 수 있다.
이들 제조 방법에 있어서, 상기 전기로의 노 상부에 있어서, 상기 배기가스 덕트와 상기 원료 장입 슈트의 거리가 상기 배기가스 덕트와 상기 전극의 거리보다 짧은 것이 바람직하다. 배기가스 덕트와 원료 장입 슈트의 거리가 배기가스 덕트와 전극의 거리보다 짧으므로, 전극에 의해 가열됨으로써 발생한 가연성 가스를 순차적으로 2차 연소시키는 것이 가능해지는 영역이 넓어지는 동시에, 2차 연소후의 산화성의 배기가스가 배기가스 덕트의 방향으로 흐르게 되어, 이러한 배기가스가 전극으로 흘러 전극을 손상시키는 것을 억제할 수 있다.
이들 제조 방법에 있어서, 상기 전기로는 상기 배기가스 덕트와 상기 원료 장입 슈트 사이에 노내로 수하하는 격벽을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 격벽에 의해, 원료 장입 슈트가 고온의 배기가스에 의해 과열되어 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이들 제조 방법에 있어서, 상기 전기로는 상기 전극과 상기 2차 연소 버너 사이에 노내로 수하하는 격벽을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 격벽에 의해, 2차 연소후의 산화성 배기가스가 전극에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
이들 제조 방법에 있어서, 상기 전기로는 상기 2차 연소 버너와 상기 배기가스 덕트 사이에 노내로 수하하는 격벽을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 격벽에 의해, 2차 연소후의 배기가스가 배기가스 덕트로 질러가는 것을 방지하여, 괴성화물층으로의 방사 전열량을 충분히 확보할 수 있다.
이들 제조 방법에 있어서, 원료에 따른 위치부터 원료를 장입하는 것이 바람직하고, 원료의 안식각에 따라서 상기 원료 장입 슈트의 원료 투입구의 높이를 변경하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 원료 장입 슈트가 원료 투입구를 상하방향으로 이동 가능한 외측 슈트를 구비하고 있으면 좋다. 이에 의해, 원료의 안식각에 따라서 원료 장입 슈트의 외측 슈트를 상하방향으로 이동시켜서 원료 투입구의 높이를 변경하는 것에 의해, 괴성화물층의 하단부와 가열기의 가열부의 거리를 적정하게 유지할 수 있으므로, 용해 특성 또는 열효율을 적정화할 수 있다. 예를 들면, 가열기로서 아크로(전기로)의 상방으로부터 노내로 삽입되는 전극을 이용했을 경우에 있어서, 탄재 내장 괴성화물을 브리켓으로부터 안식각이 보다 작은 펠릿으로 바꾸었을 때에, 펠릿의 용해가 가장 효과적으로 진행하도록 외측 슈트를 하방으로 이동시켜서, 전극과 펠릿층(괴성화물층)의 하단부의 거리를 조정하는 것에 의해, 에너지 원단위를 상승시키지 않고, 또한 전극을 이상 소모시키는 일없이, 펠릿을 용해하는 것을 적정화할 수 있다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 용융 금속의 제조 방법을 이용하면, 설비 비용 및 에너지 원단위를 종래의 용융 금속의 제조 방법보다도 대폭 저감해서 용융 금속을 제조할 수 있다.

Claims (13)

  1. 정치식 비경동형 전기로를 이용하여 용융 금속을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 전기로는, 노 폭방향의 한쪽 단부에 상방으로부터 노내에 접속하는 원료 장입 슈트와, 노 폭방향의 다른쪽 단부에 있어서 노내 높이방향의 하부인 위치를 전기로 가열하는 가열기와, 노 상부에 있어서 상기 한쪽 단부와 상기 다른쪽 단부 사이에 마련된 2차 연소 버너를 구비하고 있으며,
    상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 용융 금속으로 되는 비휘발성 금속 원소를 함유하는 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 노내 상방의 상기 한쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 다른쪽 단부로 향하는 하행 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성하고,
    다음에, 상기 원료 장입 슈트로부터 상기 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 상기 원료 충전층의 경사면상에 괴성화물층을 형성하고,
    그 후, 상기 괴성화물층의 하단부를 상기 가열기로 가열하여 상기 탄재 내장 괴성화물을 용융하는 것에 의해, 노내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 용융에 의해 상기 괴성화물층을 그 하단부를 향해서 상기 원료 충전층의 경사면을 따라 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 노내에 산소 함유 가스를 불어넣어서, 상기 괴성화물층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시키고, 그 방사열에 의해 상기 괴성화물층을 가열하여 환원하는
    용융 금속의 제조 방법.
  2. 정치식 비경동형 전기로를 이용하여 용융 금속을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 전기로는, 노 폭방향의 한쪽 단부와 다른쪽 단부에 상방으로부터 노내에 각각 접속하는 복수의 원료 장입 슈트와, 노 폭방향에 있어서 상기 한쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트와 다른쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트 사이에서 노내 높이방향의 하부인 위치를 전기로 가열하는 가열기와, 높이방향에서는 노 상부이며 노 폭방향에서는 상기 한쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트와 상기 가열기 사이인 위치, 및 높이방향에서는 노 상부이며 노 폭방향에서는 상기 다른쪽 단부에 접속하는 원료 장입 슈트와 상기 가열기 사이인 위치에 각각 마련된 2차 연소 버너를 구비하고 있으며,
    상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 용융 금속으로 되는 비휘발성 금속 원소를 함유하는 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 노내 상방의 상기 한쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 가열기가 가열하는 위치로 향하는 하향 구배의 경사면과, 노내 상방의 상기 다른쪽 단부로부터 노내 하방의 상기 가열기가 가열하는 위치로 향하는 하향 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성하고,
    다음에, 상기 원료 장입 슈트로부터 상기 탄재 내장 괴성화물을 소정량 노내에 장입하여, 상기 원료 충전층의 각 경사면상에 괴성화물층을 형성하고,
    그 후, 상기 괴성화물층의 하단부를 상기 가열기로 가열하여 상기 탄재 내장 괴성화물을 용융하는 것에 의해, 노내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 용융에 의해 상기 괴성화물층을 그 하단부를 향해서 상기 원료 충전층의 각 경사면을 따라 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 노내에 산소 함유 가스를 불어넣어서, 상기 괴성화물층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시키고, 그 방사열에 의해 상기 괴성화물층을 가열하여 환원하는
    용융 금속의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열기로 가열할 때에, 상기 원료 장입 슈트로부터 상기 탄재 내장 괴성화물을 연속적 또는 간헐적으로 노내에 장입하고, 상기 괴성화물층중, 상기 괴성화물층의 하단부에 위치하는 상기 탄재 내장 괴성화물을 순차 용융하는
    용융 금속의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기로는 노 상부에 접속하여 노내에 생성된 배기가스를 배출하는 배기가스 덕트를 더 구비하고 있는
    용융 금속의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄재 내장 괴성화물은 휘발성 금속 원소를 더 함유하고, 상기 배기가스 덕트에 의해 배출된 배기가스로부터 상기 휘발성 금속을 분리 및 회수하는
    용융 금속의 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열기는 상방으로부터 노내에 삽입되는 전극이며, 통전에 의해 상기 가열기의 하단이 아크 가열되는
    용융 금속의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전극의 하단부를 상기 괴성화물층내 또는 상기 용융 슬래그층내에 침지하여 아크 가열을 행하는
    용융 금속의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기로의 노 상부에 있어서, 상기 배기가스 덕트와 상기 원료 장입 슈트의 거리가 상기 배기가스 덕트와 상기 전극의 거리보다 짧은
    용융 금속의 제조 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기로는 상기 배기가스 덕트와 상기 원료 장입 슈트 사이에 노내로 수하하는 격벽을 더 구비하고 있는
    용융 금속의 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기로는 상기 전극과 상기 2차 연소 버너 사이에 노내로 수하하는 격벽을 더 구비하고 있는
    용융 금속의 제조 방법.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 전기로는 상기 2차 연소 버너와 상기 배기가스 덕트 사이에 노내로 수하하는 격벽을 더 구비하고 있는
    용융 금속의 제조 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 원료 장입 슈트는 노내의 높이방향의 다른 위치에 원료를 장입하는
    용융 금속의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 원료 장입 슈트는 원료 투입구를 상하방향으로 이동 가능한 외측 슈트를 구비하고 있는
    용융 금속의 제조 방법.
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