KR20120085255A

KR20120085255A - 용융 금속 제조 장치

Info

Publication number: KR20120085255A
Application number: KR1020127008860A
Authority: KR
Inventors: 마사히코 데츠모토
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-07-31
Also published as: RU2510671C2; AU2010304229A1; TWI410598B; NZ601164A; TW201132919A; AU2010304229B2; EP2487265A4; US9453678B2; NZ598672A; KR101411172B1; CA2773239A1; CN102575305B; CA2783205C; CN102575305A; US20120193842A1; EP2487265A1; RU2012118640A; WO2011043472A1; RU2508515C2; RU2012132628A

Abstract

전기 가열로에서 덩어리형상 금속 원료층을 직접, 환원 용융하여 용융 금속을 제조하기에 즈음하여, 2차 연소 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 제조 장치를 제공한다. 원료 장입 슈트(4, 4)를 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에, 전극(5)을 로 폭방향의 중앙부에, 로 폭방향의 양 단부(2, 2)로부터 전극(5)을 향하는 내리막 계단형상의 부분을 갖는 로 상부(1)에 2차 연소 버너(6)를 각각 설치하고, 미리 슈트(4, 4)로부터 탄재(A)를 장입하여 전극(5) 하방을 향하는 내리막 경사면을 갖는 원료 충전층(12)을 형성하고, 이어서 덩어리형상 금속 원료(B)를 장입하며 원료 충전층(12) 경사면상에 덩어리형상 금속 원료층(13)을 형성하고, 그 후 전극(5)으로 아크 가열을 실행하고 덩어리형상 금속 원료층(13) 하단부를 순차 용융하여 용철을 제조하는 동시에, 덩어리형상 금속 원료층(13)을 원료 충전층(12) 경사면을 따라서 강하시키면서, 2차 연소 버너(6)로부터 취입된 함유 가스(C)로, 덩어리형상 금속 원료층(13)으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 덩어리형상 금속 원료층(13)을 가열한다.

Description

용융 금속 제조 장치{MOLTEN METAL PRODUCING DEVICE}

본 발명은, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물 등의 덩어리형상 금속 원료를 예비 환원하는 일 없이, 직접, 전기식 가열 용해로로 환원 용융하여 용융 금속을 제조하는 용융 금속 제조 장치의 개량에 관한 것이다.

종래의 고로법이나 용해 환원법을 대신하는 새로운 제철법으로서, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물을 회전 노상로로 예비 환원하여 고체 환원 금속으로 하고, 이 고체 환원 금속을 아크 로나 서브머지드 아크 로 등의 전기로로 용해하여 용융 금속을 얻는 용융 금속 제조 프로세스가 여러 가지 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 내지 4 참조).

그렇지만, 종래의 프로세스는, 회전 노상로에 의한 예비 환원 공정과 용해로에 의한 용해 공정의 2공정으로 이루어지는 구성을 필수로 하고 있다. 이것에 수반하여, 회전 노상로로부터 용해로에의 고체 환원 금속의 이송 수단을 필요로 하는 동시에, 배기 가스 처리 계통도 회전 노상로와 용해로의 2계통이 필요하고, 토탈 프로세스로서 설비 가격이 비싸지는 것에 부가하여 열 로스도 크고, 에너지 원 단위도 충분히 저감 할 수 없는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명자는, 회전 노상로를 이용하는 일 없이, 전기식 가열로만으로, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물을 환원하는 동시에 용해하여 용융 금속을 제조하는 구체적 방법에 대하여 여러 가지 검토를 실시한 결과, 이하의 발명을 완성시키기에 이르러, 이미 특허 출원을 실행했다[본 특허 출원 제 2009－105397호； 이하, 본 특허 출원에 따른 발명을 「선원 발명」이라고 함].

상기 선원 발명에 따른 용융 금속 제조 장치는, 도 5a 및 5b에 도시하는 바와 같이, 원료 장입 슈트(4, 4)를 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에, 전극(5)을 로 폭방향의 중앙부에, 평면상의 로 상부(1)에 2차 연소 버너(6)를 각각 설치한 정치식 비경동형(非傾動型) 전기식 가열로 단 여기에서는 아크 로를 이용하여, 미리 슈트(4, 4)로부터 탄재(A)를 장입하여 전극(5) 하방을 향하는 내리막 경사면을 갖는 탄재 충전층[본원 발명의 「원료 충전층」에 상당](12)을 형성해 두고, 이어서 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)을 장입하여 탄재 충전층(12) 경사면상에 괴성화물층[본원 발명의 「덩어리형상 금속 원료층」에 상당](13)을 형성하고, 그 후 전극(5)에서 아크 가열을 실행하여 괴성화물층(13) 하단부를 순차 용융하여, 로내에 용융 금속층(14)과 용융 슬래그층(15)을 형성하는 동시에, 괴성화물층(13)을 탄재 충전층(12) 경사면을 따라서 강하시키면서, 2차 연소 버너(6)로부터 취입한 산소 함유 가스(C)와, 괴성화물층(13)로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 괴성화물층(13)을 가열하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 선원 발명에 의하면, 로내에 형성한 원료 충전층의 경사면을 따라서 괴성화물층을 전극을 향하여 이동시키면서, 상기 괴성화물층으로부터 발생한 CO함유 가스를 2차 연소 버너로부터 취입한 산소 함유 가스로 연소하고, 그 방사열로 상기 괴성화물층 자신을 가열하고 예비 환원하여, 이 예비 환원된 괴성화물층을 상기 전극 근방에서 아크 가열에 의해 환원 용해하여 용융 금속으로 하므로, 단일의 공정에서, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물로부터 직접 용융 금속이 얻어져, 종래법에 비해 설비 가격 및 에너지원 단위가 함께 큰 폭으로 저감 할 수 있게 되었다.

그렇지만, 상기 선원 발명에 따른 용융 금속 제조 장치는, 로내에서 발생하는 CO 함유 가스와 평면상의 로 상부(1)에 설치한 2차 연소 버너(6)로부터 취입한 산소 함유 가스(C)와의 혼합 상태에 개선의 여지가 있으며, 새로운 2차 연소 효율의 향상, 나아가서는 새로운 에너지 효율의 향상이 요청되어 있었다.

또한, 평면형상의 로 상부(1)로부터 다량의 산소 함유 가스(C)를 취입하면 그 가스가 전극(5)과 접촉하여, 전극(5)의 소모를 현저하게 하기 때문에, 전극(5)과 2차 연소 버너(6)의 설치 장소 사이에 격벽(9)을 마련하는 것으로 했지만, 이 격벽(9)에 의해 전극(5)의 소모는 억제되지만, 격벽(9)이 손상된다는 과제가 남아 있었다.

한편, 로 폭방향의 단부(2)로부터의 산소 함유 가스(C)의 도입은, 탄재 충전층(12)이 존재하기 때문에 곤란했다. 또한, 로의 긴 측면 방향 단부로부터의 산소 함유 가스(C)의 도입은, 탄재 충전층(12)을 피하여 취입할 수 있으므로 가능하기는 하지만, 로의 긴 측면 방향 전체에 산소 함유 가스(C)를 골고루 퍼지게 하는 것은 곤란하므로, 2차 연소 효율이 저하하는 문제가 있었다.

또한, 상기 선원 발명에 따른 용융 금속 제조 장치에서는, 로에 장입하는 괴성화물에 가루가 많이 포함되어 있는 경우나, 로내에서 괴성화물 끼리가 소결 하거나 융착하거나 했을 경우에는, 괴성화물층의 스캐폴드가 생겨 그 원활한 강하가 저해되어 괴성화물을 적절히 가열하고 환원하여 용해할 수 없게 되어 장치의 성능이 저하할 우려가 남아 있었다. 그리고, 상기와 같은 괴성화물층의 스캐폴드가 생겼을 때에, 상기 선원 발명에 따른 용융 금속 제조 장치에서는, 이것을 강제적으로 해소하는 기계적 수단을 강구하는 것이 곤란했다.

일본 특허 공표 제 2000－513411 호 공보 일본 특허 공표 제 2001－515138 호 공보 일본 특허 공표 제 2001－525487 호 공보 일본 특허 공개 제 2003－105415 호 공보

그래서, 본 발명은, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물 등의 덩어리형상 금속 원료를 예비 환원하는 일 없이, 직접, 전기 가열 용해로로 환원 용융하여 용융 금속을 제조하는 장치로서, 2차 연소 효율을 더욱 향상할 수 있는 용융 금속 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 로내에서 덩어리형상 금속 원료층의 스캐폴드가 생겼을 때에 이것을 확실히 해소할 수 있는 기계적 수단을 용이하게 강구할 수 있는 용융 금속 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 태양은, 전기 가열 수단을 갖는 정치식 비경동형 전기로의 로 상부에 배기 가스 덕트와 원료 장입 슈트가 접속되는 동시에, 상기 원료 장입 슈트는 로 폭방향의 편단부에 설치되는 한편, 상기 전기 가열 수단은, 상기 전기 가열 수단으로 가열되는 전기 가열 영역이 로 폭방향의 타단부에 존재하도록 설치되는 동시에, 로 상부에 2차 연소 버너가 설치되고, 미리, 상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 덩어리형상 금속 원료를 소정량 로내에 장입하고, 상기 로 폭 방향의 편단부로부터 상기 전기 가열 영역을 향하는 내리막 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성해 두며, 이어서, 상기 원료 장입 슈트로부터 덩어리형상 금속 원료를 연속적 또는 간헐적으로 장입하고, 상기 원료 충전층의 경사면상에 덩어리형상 금속 원료층을 형성하며, 그 후, 상기 전기 가열 수단으로 전기 가열을 실행하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 하단부 근방의 덩어리형상 금속 원료를 순차 용융함으로써, 로내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 상기 원료 충전층의 경사면을 따라서 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 상기 덩어리형상 금속 원료층보다 상방의 로내 공간부에 산소 함유 가스를 취입하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층으로부터 발생하는 CO함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 상기 덩어리형상 금속 원료층을 가열하여 환원함으로써 용융 금속을 제조하는 용융 금속 제조 장치에 있어서, 상기 로 상부가, 상기 로 폭방향의 편단부로부터 상기 로 폭방향의 타단부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분인 경사로 상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 용융 금속 제조 장치를 제공한다.

여기에, 「전체적으로 내리막 구배가 되는 부분」이란, 상기 부분에 국소적으로 보면 수평부나 수직부 등의 내리막 구배가 아닌 부위의 존재를 허용하면서, 이들의 부위를 평균화하여 전체적으로 보면 내리막 구배가 되는 것을 의미한다(이하, 동일함).

본 발명의 제 2 태양은, 전기 가열 수단을 갖는 정치식 비경동형 전기로의 로 상부에 배기 가스 덕트와 원료 장입 슈트를 접속하는 동시에, 원료 장입 슈트는, 로 폭방향의 양 단부에 각각 설치되는 한편, 상기 전기 가열 수단은, 상기 전기 가열 수단으로 가열되는 전기 가열 영역이 로 폭방향의 중앙부에 존재하도록 설치되는 동시에, 로 상부에 2차 연소 버너가 설치되고, 미리, 상기 로 폭방향의 양 단부에 설치한 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 덩어리형상 금속 원료를 소정량 로내에 장입하고, 상기 로 폭방향의 양 단부로부터 상기 전기 가열 영역을 향하여 내리막 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성해 두고, 이어서, 상기 로 폭방향의 양 단부에 설치한 원료 장입 슈트로부터 덩어리형상 금속 원료를 연속적 또는 간헐적으로 장입하고, 상기 원료 충전층의 경사면상에 덩어리형상 금속 원료층을 형성하고, 그 후, 상기 전기 가열 수단으로 실행하여, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 하단부 근방의 덩어리형상 금속 원료를 순차 용융함으로써, 로내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 전기 원료 충전층의 경사면을 따라서 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 상기 덩어리형상 금속 원료층보다 상방의 로내 공간부에 산소 함유 가스를 취입하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층으로부터 발생하는 CO함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 상기 덩어리형상 금속 원료층을 가열함으로써 용융 금속을 제조하는 용융 금속 제조 장치에 있어서, 상기 로 상부가, 상기 로 폭방향의 양 단부로부터 상기 로 폭방향의 중앙부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분인 경사로 상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 용융 금속 제조 장치를 제공한다.

상기 경사로 상부는 경사면형상이어도 좋다.

상기 경사로 상부는 계단형상이어도 좋다.

상기 경사로 상부의 경사 각도는, ［상기 덩어리형상 금속 원료의 붕괴각 -15°] 이상 ［상기 덩어리형상 금속 원료의 정지 안식각 ＋15°] 이하의 범위내로 하여도 좋다.

상기 전기 가열 수단은 상기 로 상부로부터 로내에 삽입된 전극에 있어서, 또한, 상기 2차 연소 버너의 상기 로 상부에의 장착 각도가, 상기 2차 연소 버너로부터 취입된 산소 함유 가스의 흐름이 상기 전극으로부터 멀어지는 각도라도 좋다.

상기 2차 연소 버너의 가스 취입부, 상기 2차 연소 버너에 의해 취입된 산소 함유 가스가, 상기 2차 연소 버너의 축주위를 선회하는 선회류가 되도록 구성되어도 좋다.

상기 덩어리형상 금속 원료는, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물, 금속 스크랩, 환원 금속, 산화 금속덩어리 광석, 탄재 내장 염화 금속 괴성화물 및 산화 금속 괴성광으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상이어도 좋다.

본 발명의 제 3 태양은, 전기 가열 수단을 갖는 정치식 비경동형 전기 로의 로 상부에 배기 가스 덕트와 원료 장입 슈트가 접속되는 동시에, 상기 원료 장입 슈트는 로 폭방향의 편단부에 설치되는 한편, 상기 전기 가열 수단은, 상기 전기 가열 수단으로 가열되는 전기 가열 영역이 로 폭방향의 타단부에 존재하도록 설치되는 동시에, 로 상부에 2차 연소 버너가 설치되고, 미리, 상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 덩어리형상 금속 원료를 소정량 로내에 장입하고, 상기 로 폭방향의 편단부로부터 상기 전기 가열 영역을 향하는 내리막 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성해 두고, 이어서, 상기 원료 장입 슈트로부터 덩어리형상 금속 원료를 연속적 또는 간헐적으로 장입하고, 상기 원료 충전층의 경사면상에 덩어리형상 금속 원료층을 형성하며, 그 후, 상기 전기 가열 수단으로 전기 가열을 실행하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 하단부 근방의 덩어리형상 금속 원료를 순차 용융함으로써, 로내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 상기 원료 충전층의 경사면을 따라서 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 상기 덩어리형상 금속 원료층 보다 상방의 로내 공간부에 산소 함유 가스를 취입하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 상기 덩어리형상 금속 원료층을 가열하여 환원함으로써 용융 금속을 제조하는 용융 금속 제조 장치에 있어서, 상기 정치식 비경동형 전기 로의 로 저부가, 상기 로 폭방향의 편단부로부터 상기 로 폭방향의 타단부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분인 경사 로 저부를 구비하는 것을 특징으로 하는 용융 금속 제조 장치를 제공한다.

여기에, 「전체적으로 내리막 구배가 되는 부분」이란, 해당 부분에, 국소적으로 보면 수평부나 수직부 등의 내리막 구배가 아닌 부위의 존재를 허용 하면서, 이들의 부위를 평균화하여 전체적으로 보면 내리막 구배가 되는 것을 의미한다(이하, 동일함).

본 발명의 제 4 태양은, 전기 가열 수단을 갖는 정치식 비경동형 전기 로의 로 상부에 배기 가스 덕트와 원료 장입 슈트를 접속하는 동시에, 원료 장입 슈트는, 로 폭방향의 양 단부에 각각 설치되는 한편, 상기 전기 가열 수단은, 상기 전기 가열 수단으로 가열되는 전기 가열 영역이 로 폭방향의 중앙부에 존재하도록 설치되는 것과 동시에, 로 상부에 2차 연소 버너가 설치되고, 미리, 상기 로 폭방향의 양 단부에 설치한 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 덩어리형상 금속 원료를 소정량 로내에 장입하고, 상기 로 폭방향의 양 단부로부터 상기 전기 가열 영역을 향하는 내리막 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성해 두고, 이어서, 상기 로 폭방향의 양 단부에 설치한 원료 장입 슈트로부터 덩어리형상 금속 원료를 연속적 또는 간헐적으로 장입하여, 전기 원료 충전층의 경사면상에 덩어리형상 금속 원료층을 형성하고, 그 후, 상기 전기 가열 수단으로 전기 가열을 실행하여, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 하단부 근방의 덩어리형상 금속 원료를 순차 용융함으로써, 로내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 상기 원료 충전층의 경사면을 따라서 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 상기 덩어리형상 금속 원료층보다 상방의 로내 공간부에 산소 함유 가스를 취입하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층으로부터 발생하는 CO함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 상기 덩어리형상 금속 원료층을 가열함으로써 용융 금속을 제조하는 용융 금속 제조 장치에 있어서, 상기 정치식 비경동형 전기 로의 로 저부가, 상기 로 폭방향의 양 단부로부터 상기 로 폭방향의 중앙부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분인 경사 로 저부를 구비하는 것을 특징으로 하는 용융 금속 제조 장치를 제공한다.

상기 경사 로 저부는 경사면형상이어도 좋다.

상기 경사 로 저부는 계단형상이어도 좋다.

상기 경사 로 저부의 경사 각도는 ［상기 덩어리형상 금속 원료의 붕괴각 -25°] 이상 ［상기 덩어리형상 금속 원료의 정지 안식각 ＋5°] 이하의 범위내로 하여도 좋다.

상기 경사 로 저부와 상기 덩어리형상 금속 원료층의 표면 사이의 로내에, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 스캐폴드를 기계적으로 해소하기 위한 쇼크 발생 장치를 마련해도 좋다.

상기 쇼크 발생 장치는, 로의 긴 측면 방향을 따르는 회전축을 갖는 샤프트부와, 그 표면에 돌출된 파쇄 부재로 이루어지는 것이어도 좋다.

상기 쇼크 발생 장치는, 상기 회전축을 중심으로, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 강하시키는 방향으로만 회전하는 것, 또는, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 강하시키는 방향과 그 역방향으로 교대로 회전하는 것이어도 좋다.

상기 경사 로 저부는, 로의 긴 측면 방향을 향하여 경사면형상의 부분과 계단형상의 부분이 교대로 존재하도록 형성되고, 또한, 상기 경사 로 저부와 상기 덩어리형상 금속 원료층의 표면 사이의 로내에, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 스캐폴드를 기계적으로 해소하기 위한 쇼크 발생 장치를 적어도 로의 긴 측면 방향으로 복수대 마련하고, 상기 쇼크 발생 장치는, 로의 긴 측면 방향을 따르는 회전축을 갖는 샤프트부와, 그 표면에 돌출된 파쇄 부재로 이루어지고, 상기 샤프트부는, 적어도 그 편측부가 상기 경사 로 저부의 경사면형상의 부분의 하방 로 외측에 배치된 베어링으로 지지되는 동시에, 상기 파쇄 부재를 돌출된 부위가 상기 경사 로 저부의 계단형상의 부분의 상방 로 내측에 배치되어 있어도 좋다.

본 발명에 의하면, 로 폭방향의 단부로부터 전기 가열 수단을 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분을 갖도록 로 상부를 형성함으로써, 덩어리형상 금속 원료층 보다 상방의 로내 공간부(자유 공간)의 용적이 상기 선원 발명보다 감소하고, 로내에서 발생하는 CO 함유 가스와 로 상부에 설치한 2차 연소 버너로부터 취입한 산소 함유 가스의 혼합이 촉진되는 결과, 2차 연소 효율이 향상되어, 프로세스 전체의 에너지 효율이 향상한다.

또한, 로 상부를 전극측에서 보면 로 폭 방향의 단부를 향하여 전체적으로 오름 구배가 되는 부분을 갖도록 형성했으므로, 전기 가열 수단으로서 전극을 이용하는 경우에는, 로 상부에 설치한 2차 연소 버너로부터 취입한 산소 함유 가스는, 2차 연소 버너와 전극 사이에 격벽을 마련하지 않아도 전극과 반대의 방향으로 흐르기 쉬워져, 전극의 소모를 억제할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 로 폭방향의 한편의 단부로부터 전기 가열 수단이 존재하는 로 폭방향의 타단부 또는 로 폭방향의 중앙부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분을 갖도록 로 저부를 형성한 것에 의해, 로 저부와 덩어리형상 금속 원료층의 거리를 접근하는 것이 가능해지므로, 덩어리형상 금속 원료층의 스캐폴드가 발생했을 경우라도, 이 전체로서 내리막 구배가 되는 부분의 로 외측을 개구하고, 이 개구부로부터 기계적 수단을 이용하여 물리적 외력을 가했으므로, 덩어리형상 금속 원료층의 스캐폴드를 용이하고 확실히 해소할 수 있게 되었다.

또한, 상기와 같이 로 저부를 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분을 갖도록 형성한 것에 의해, 로 전체의 내용적이 삭감되고, 로내에 보지되는 장입 용량이 저감된 결과, 그 중량에 의한 원료 충전층 안에 축적한 가루의 압밀의 정도가 경감되어 원료 충전층 전체가 고착되어 버리는 것이 방지되는 동시에, 로체 강도의 관점으로부터도 경제적 설계가 가능하게 되었다.

도 1a는 본 발명의 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 종단면도,
도 1b는 본 발명의 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도,
도 1c는 본 발명의 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 부분 수평 단면도,
도 2a는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 종단면도,
도 2b는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도,
도 3a는 본 발명의 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 종단면도,
도 3b는 본 발명의 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 부분 수평 단면도,
도 4a는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 부분 사시도,
도 4b는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도,
도 5a는 선원 발명에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 종단면도,
도 5b는 선원 발명에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c에, 본 발명의 일 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시한다. 본 실시형태에 따른 장치는, 정치식 비경동형 전기 로의 전기로[이하, 단순히 「로」라고 하기도 함]는, 수평 단면 형상이 대략 직사각형의 아크 로이다. 로 상부(1)는 로 폭방향의 단부(2)로부터 로 폭방향의 중앙부를 향하여 내리막 구배가 되는 부분(경사로 상부)(1')을 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 이 경사로 상부(1')를 계단형상[본 예에서는 점(PQRS)을 연결하는 꺾인 선 부분]에 형성한 로에 대하여 설명한다. 그리고, 로 상부[본 예에서는 로 상부(1)]에는, 배기 가스 덕트(3) 및 복수의 원료 장입 슈트(4)가 접속되는 동시에, 로내에는, 전기 가열 수단(가열기)으로서 로 상부(1)를 거쳐서 복수 개의 전극(5)이 삽입되어 있다. 원료 장입 슈트(4)는, 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에 각각 설치되는 한편, 전극(5)은, 로 폭방향의 중앙부에 설치되어 있다. 또한, 로 상부(1)의 계단형상의 부분의 입상부(1a)에, 복수 개의 2차 연소 버너(6)가 마련되어 있다.

배기 가스 덕트(3)는, 전극(5) 보다 원료 장입 슈트(4)에 가까운 측에 설치하는 것이 바람직하다. 2차 연소 후의 산화성의 배기 가스가 전극(5)쪽으로 흘러 전극(5)을 손상하는 것을 억제하기 때문이다.

본 실시형태에서는, 로 상부(1)를 전극(5)측, 즉, 로 폭방향의 중앙부측에서 보면, 로 폭방향의 단부(2)를 향하여 전체적으로 오름 구배의 부분(경사로 상부)(1')를 갖도록 형성했으므로, 상기 2차 연소 후의 산화성의 배기 가스는 경사로 상부(1')와 덩어리형상 금속 원료층(13) 사이에 형성되는 로 폭방향의 단부(2)를 향하는 전체적으로 오름 구배의 공간부(자유 공간)를 통하여 배기 가스 덕트(3)로 흐른다. 그 때문에, 상기 배기 가스와 전극(5)의 접촉이 보다 확실히 방지되어, 전극(5)의 손모가 억제된다.

또한, 상기 선원 발명에 따른 용융 금속 제조 장치에서는, 2차 연소 후의 산화성 배기 가스가 전극(5)에 접촉하는 것을 보다 확실히 방지하기 위해, 도 5a 및 5b에 도시하는 바와 같이, 전극(5)과 2차 연소 버너(6) 사이에, 로내에 수하하는 격벽(9)을 마련하는 것을 추천하고 있었다. 이것에 대하여, 본 실시형태에서는, 상기 작용 효과에 의해 상기 격벽(9)의 설치를 생략할 수 있다.

또한, 상기 선원 발명에서는, 2차 연소 후의 배기 가스가 배기 가스 덕트(3)에 쇼트컷하는 것을 방지하고, 덩어리형상 금속 원료층(13)에의 방사 전열량을 충분히 확보하기 위해, 도 5a 및 도 5b에 도시하는 바와 같이, 2차 연소 버너(6)와 배기 가스 덕트(3) 사이에 격벽(10)을 마련하는 것을 추천하고 있었다. 이것에 대하여, 본 실시형태에서는, 도 1a에 도시하는 바와 같이, 경사로 상부(1')를 마련한 것에 의해 로 상부(1)를 덩어리형상 금속 원료층(13)의 표면에 따르도록 접근시킬 수 있다. 그것에 의해 상기 2차 연소 후의 배기 가스가 덩어리형상 금속 원료층(13)의 표면에 가까운 곳을 통과하여, 덩어리형상 금속 원료층(13)에의 방사 전열량을 충분히 확보할 수 있으므로, 상기 격벽(10)의 설치도 생략 할 수 있다.

또한, 원료 장입 슈트(4)가 고온의 배기 가스로 과열되어 손상되는 것을 방지하기 위해, 상기 선원 발명과 같이, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 배기 가스 덕트(3)와 원료 장입 슈트(4) 사이에 격벽(11)을 마련하는 것은 추천된다(다만, 도 1a에서는 도시 생략).

상기와 같이, 본 실시형태에서는, 적어도 격벽(9, 10)의 설치를 생략할 수 있으므로, 격벽의 손상에 의한 트러블을 저감 할 수 있다.

또한, 2차 연소 버너(6)로부터 취입된 산소 함유 가스(C)가 로 상부(1)를 따라서 배기 가스 덕트(3)에 쇼트컷하지 않도록, 로 상부(1)와 덩어리형상 금속 원료층(13) 사이에 형성되는 공간부의 높이가 로 폭방향으로 가능한 한 일정해지록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 경사로 상부(1')의 경사 각도는, 덩어리형상 금속 원료층(13)의 표면의 경사 각도로 가능한 한 접근하는 것이 바람직하다. 덩어리형상 금속 원료층(13)의 표면의 경사 각도는, 덩어리형상 금속 원료(B)의 붕괴각과 정지 안식각의 사이의 각도가 되므로, 경사로 상부(1')의 경사 각도는,［덩어리형상 금속 원료(B)의 붕괴각 -15°(또한 -10°, 특히 -5°)］ 이상 ［덩어리형상 금속 원료(B)의 정지 안식각 ＋15°(또한 ＋10°, 특히 ＋5°)］ 이하의 범위내로 하는 것이 바람직하다. 여기에, 계단형상의 경사로 상부(1')의 경사 각도는, 계단의 각 스텝의 로내측 돌출 단부[도 1a에 있어서는(1b, 1b)]를 연결하는 직선의 경사 각도(도 1a에 있어서는 θ)로 정의되는 것으로 한다.

또한, 2차 연소 버너(6)로부터 취입된 산소 함유 가스(C)와 덩어리형상 금속 원료층(13)으로부터 발생한 CO 함유 가스는, 경사로 상부(1)의 계단형상에 의해 난류화 되기 때문에, 더욱 이들 가스의 혼합이 촉진된다.

다음, 2차 연소 버너(6)의 경사로 상부(1')에의 장착 각도는, 상기 2차 연소 버너(6)로부터 취입 된 산소 함유 가스(C)의 흐름이 전극(5)으로부터 멀어지는 각도로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 2차 연소 후의 배기 가스가 전극(5)에 접촉하는 것을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 2차 연소 버너(6)로부터의 산소 함유 가스(C)의 취입 방향은, 수직 하향을 기준(0°)으로, 전극(5)과 반대측에 10°내지 135°범위내에서 조정하면 좋다. 10°미만에서는 전극(5)측에의 흐름을 충분히 억제하지 못하고, 다른쪽 135°초과에서는 계단형상의 부분의 단계부(1c)의 내장 내화물을 손상할 우려가 높아지기 때문에 있다. 보다 바람직하게는 30°내지 120°특히 바람직하게는 45°내지 105°이다.

본 실시형태에서는, 2차 연소 버너(6)를 계단형상의 부분의 입상부(1a)에 대하여 직각으로 장착함으로써, 산소 함유 가스(C)의 취입방향은 전극(5)과 정반대방향(수직 하향을 기준으로 90°방향)이 되도록 구성하고 있다.

또한, 2차 연소 버너(6)의 가스 취입부의 구조를, 상기 2차 연소 버너(6)에 의해 취입된 산소 함유 가스(C)가, 상기 2차 연소 버너(6)의 축 주위를 선회하는 선회류가 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, CO 함유 가스의 2차 연소가 더욱 촉진된다. 버너 축주위의 선회류가 얻어지는 2차 연소 버너(6)로서는, 예를 들면 분출방향을 편심시킨 복수의 취출 구멍을 갖는 스월 노즐 형식의 버너나 선단부에 나선형상 홈을 갖는 버너 등을 이용할 수 있다.

또한, 전기로의 로 저부(16)와 덩어리형상 금속 원료층(13)의 표면 사이의 로내에, 상기 덩어리형상 금속 원료층(13)의 스캐폴드를 기계적으로 해소하기 위한 쇼크 발생 장치(18)를 마련해 두는 것이 바람직하다. 여기에, 「쇼크 발생 장치」란, 덩어리형상 금속 원료층(13)에 연속적 또는 간헐적으로 외력을 가하는 장치를 말한다.

이 쇼크 발생 장치(18)로서는, 예를 들면, 로의 긴 측면 방향을 따르는 회전축을 갖는 샤프트부(18a)와 그 표면에 돌출된 복수의 파쇄 부재(18b)로 이루어지는 것[Midrex법 직접 환원용 샤프트 로의 로내에 설치되며, 환원철의 스캐폴드 방지를 위해서 이용되는 버든 피더[burden feeder］에 근사 한 것]을 이용할 수 있다. 그리고, 쇼크 발생 장치(18)의 샤프트부(18a)를 연속적 또는 일정 시간 마다 간헐적으로 회전시킴으로써, 덩어리형상 금속 원료층(13)에 스캐폴드가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 만일 덩어리형상 금속 원료층(13)에 스캐폴드가 발생해 버렸을 경우라도, 샤프트부(18a)에 돌출된 복수의 파쇄 부재(18b)로 덩어리형상 금속 원료(B)끼리의 소결물이나 융착물을 파쇄하거나 파쇄가 충분하지 않은 경우라도 상기 소결물이나 융착물이 거대화되기 전에 강제적으로 전극(5)의 하부를 향하여 이송(강하)시킬 수 있으므로, 원활한 조업을 장기에 걸쳐 계속할 수 있다.

이와 같은 작용을 스캐폴드의 발생 상황 등에 따라 유효하게 발휘시키기 위해, 상기 버든 피더에 근사한 쇼크 발생 장치(18)로서는, 그 회전축 방향으로, 덩어리형상 금속 원료층(13)을 강하시키는 방향(정방향)으로만 회전하는 것, 또는, 덩어리형상 금속 원료층(13)을 강하시키는 방향(정방향)과 그 역방향으로 교대로 회전하는 것을 적절히 선택하면 좋다. 또한, 전자는 이송을 중시하고, 후자는 파쇄를 중시하는 것이다.

그리고, 로 하부에는, 로 폭방향과 수직인 로의 긴 측면 방향의 로 측벽에, 예를 들면, 원료 장입 슈트(4)가 마련되어 있지 않은[즉, 로내에 원료 충전층(12)가 형성되어 있지 않음] 로의 긴 측면측의 로 측벽에, 출선 구멍(7)과 찌꺼기 배출(출재) 구멍(8)을 마련하는 것이 바람직하다. 출선 및 찌꺼기 배출(출선재) 시에 있어서 개공 작업을 용이하게 하기 위해서이다.

또한, 배기 가스 덕트(3)의 하류측에는, 주지의 열교환기(도시하지 않음)를 설치하면 좋고, 이것에 의해 로로부터 배출된 고온 배기 가스의 현열을 회수하여, 예를 들면 2차 연소 버너(6)로부터 취입된 산소 함유 가스(C)의 예열, 아크용 전력의 발전, 펠릿(B)의 건조 등의 에너지로서 유효 이용할 수 있다.

전극(5)으로서는, 예를 들면, 열효율이 뛰어난 제강용 아크 전기로로 상용되는 삼상 교류형의 것이 추천된다. 그리고 예를 들면, 삼상 전극의 각 2상의 조합으로 완성되는 3조의 단상 전극으로부터 전극 6개를 만든다는 구성을 채용하는 것이 추천된다.

또한, 전극(5)은, 그 선단부를 덩어리형상 금속 원료층(13) 또는 용융 슬래그층(15) 가운데에 위치시키고(침지시켜), 용해 조작을 실행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 아크에 의한 방사 가열과 저항 가열의 효과를 병존시킬 수 있어, 용해를 보다 촉진할 수 있는 동시에, 후기 원료 충전층(12)으로 보호되어 있지 않은 노벽 내면의 손상을 억제할 수 있다.

이하, 이 정치식 비경동형 아크 로를 사용하여, 용융 금속으로서 용철을 제조하는 경우를 예를 들어 설명한다. 본 예에서는, 로내에 원료 충전층을 형성하기 위한 충전층 형성용 원료로서 석탄을, 상기 원료 충전층상에 적층하는 덩어리형상 금속 원료로서 탄재 내장 산화 금속 괴성화물인 탄재 내장 산화철 펠릿만을 각각 이용한다.

용융 금속의 제조 방법으로서는, 미리, 상기 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에 설치된 원료 장입 슈트(4, 4)로부터 충전층 형성용 원료로서 소정량의 석탄(A)을 로내에 장입한다. 본 예에서는, 상기 로 폭방향의 양 단부(2, 2)로부터, 전기 가열 수단으로서의 전극(5)으로 가열되는 전기 가열 영역인 [전극(5)의 하단부의 하부]를 향하는 내리막 구배의 경사면(12a)을 갖는 원료 충전층(12)을 석탄(A)으로 형성해 둔다. 여기서, 석탄(A)의 입도는, 후기 탄재 내장 산화철 펠릿(B)이 원료 충전층(12)의 공극내에 잠입하지 않는 정도로 탄재 내장 산화철 펠릿(B)의 입도에 따라 조정해 두면 좋다.

이어서, 상기 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에 설치된 원료 장입 슈트(4, 4)로부터 덩어리형상 금속 원료로서의 탄재 내장 산화 금속 괴성화물인 탄재 내장 산화철 펠릿[이하, 단순히 「펠릿」이라고도 말함] (B)만을 연속적 또는 간헐적으로 장입한다. 그리고, 원료 충전층(12)의 경사면(12a)상에 덩어리형상 금속 원료층으로서의 펠릿층(13)을 형성한다. 펠릿(B) 안의 내장 탄재의 배합량은, 산화철이 금속철까지 환원되는데 필요한 이론 C 량에, 용철의 목표 C 농도를 가미하여 결정하면 좋다. 또한, 펠릿(B)은, 로내 장입 시에 폭렬(버스팅) 하지 않도록, 사전에 건조해 두는 것이 바람직하다.

전극(5)은, 상술과 같이, 그 하단부가 펠릿층(13) 안에 침지된 상태가 되도록, 미리 높이를 조절해 두면 좋다.

그 후, 전기 전극에 통류하여 아크 가열을 실행함으로써, 펠릿층(13)의 하단부 근방의 펠릿(B)이 급속히 가열되어 순차 환원 용융하고, 용융 금속으로서의 용철과 용융 슬래그로 분리되어, 로 하부에 용철층(14)과 용융 슬래그층(15)을 형성한다. 또한, 용융 슬래그층(15)의 염기도 등을 조정하기 위해, 펠릿(B) 안에는, 미리 석회석이나 돌로마이트 등의 CaO원이나 MgO원을 첨가하여 두는 것이 바람직하다.

상기와 같이 하여, 펠릿층(13)의 하단부 근방으로부터 펠릿(B)이 순차 용융되면, 펠릿층(13) 자체는 그 자중에 의해 상기 원료 충전층(12)의 경사면을 따라서 전극(5)의 하단부를 향하여 로내를 순차 강하하게 된다. 또한, 만일 펠릿층(13) 안의 펠릿(B)의 일부가 원료 충전층(12)의 공극내에 잡입하였다고 해도, 상기 펠릿(B)의 일부는 로내에 장시간 체류하기 때문에 가열 환원 내지 가열되고 이윽고 용융 내지 용해하고, 용철과 용융 슬래그로 분리하여 원료 충전층(12)의 공극을 거쳐서 로 하부의 용철층(14) 및 용융 슬래그층(15)에 적하하므로 문제없다.

그리고, 펠릿층(13) 안의 펠릿(B)이 전극(5)에 가까워지면, 전극(5)으로부터의 아크에 의한 방사열과 저항 가열에 의해 효율적으로 가열되고, 펠릿(B) 안의 산화철이 내장 탄재에 의해 고체 금속철에 예비 환원되는 동시에, CO 함유 가스(가연성 가스)를 생성한다. 내장 탄재로서 석탄 등 휘발분을 함유하는 탄재를 이용했을 경우는, 가열에 의해 내장 탄재로부터 탈휘된 휘발분도 상기 CO함유 가스에 부가된다.

이 CO 함유 가스는, 경사로 상부(1')의 계단형상의 부분의 각 입상부(1a)에 마련된 2차 연소 버너(6)로부터 수평방향으로 취입된 산소 함유 가스(C)(예를 들면 산소 가스)에 의해 연소(2차 연소)가 촉진된다. 그리고, 그 연소(2차 연소)에 의한 방사열에서도 펠릿층(13)은 가열된다. 이와 같이 방사열로 가열된 펠릿층(13)은, 상기 전극(5)으로부터의 아크에 의한 방사 가열과 저항 가열에 의한 경우와 같이, 펠릿(B) 안의 산화철이 고체 금속철로 예비 환원되는 동시에 CO 함유 가스를 생성하므로, 더욱 상기 2차 연소에 의한 방사 가열이 더욱 촉진되게 된다.

상기와 같이 하여, 원료 장입 슈트(4)로부터 로내에 장입된 펠릿(B)은, 원료 충전층(12)의 경사면(12a)상을 강하하는 동안에, 상기 2차 연소에 의한 방사 가열[이하, 「2차 연소열」이라고도 말함]에 의해 고체 상태로 고금속화율까지 예비 환원된 후, 전극(5) 하단부 근방에서 아크 가열 및 저항 가열에 의해 용융하여, 용철과 용융 슬래그로 분리되게 된다.

따라서, 전극(5) 하단부 근방에 생성하는 용융 슬래그 중의 산화철 농도는 충분히 낮아져, 전극(5)의 손모를 억제할 수 있다.

용융 슬래그와 분리된 용철은, 펠릿(B)중에 잔존하는 탄재를 용해하여 목표(C) 농도의 용철이 된다.

이와 같이 하여 생성된 용철과 용융 슬래그는, 로 하부에 마련한 출선 구멍(7)과 찌꺼기 배출 구멍(8)으로부터, 예를 들면 용광로의 출선재 방법과 동일하게 하여, 간헐적으로 배출할 수 있다.

한편, 초기에 로내에 석탄(A)을 장입하여 형성된 원료 충전층(12)은, 로내에서 서서히 가열되고, 그 휘발분이 제거되어 이윽고 챠(char)화 내지 코크스화한다. 제거된 휘발분은, 펠릿층(13)으로부터 발생하는 CO 함유 가스와 함께, 2차 연소 버너(6)로부터 취입 된 산소 함유 가스로 연소되어, 펠릿층(13)의 방사 가열에너지로서 유효하게 이용된다. 상술한 바와 같이, 펠릿(B) 안의 내장 탄재의 탄소로 내장 산화철의 환원 및 용철에의 침탄이 제공되므로, 챠화 내지 코크스화된 원료 충전층(12)은, 이론상은 소비되지 않지만, 실 조업에서는, 원료 충전층(12) 안에 잡입한 펠릿(B)과의 직접 환원 반응이나, 용철에의 침탄 반응 등에 의해 장기간의 조업 중에 서서히 소비되어 간다. 따라서, 예를 들면 일정한 조업 기간마다, 원료 장입 슈트(4)로부터의 펠릿(B)의 공급을 정지한 상태에서, 적어도 아크 가열을 일정 시간 계속하여, 로내의 펠릿층(13)을 거의 완전하게 다 용융하고 원료 충전층(12)의 경사면(12a)을 노출시킨 후, 아크 가열 및 2차 연소를 중단한 상태에서, 원료 장입 슈트(4)로부터 석탄(탄재)(A)를 소정량 장입함으로써, 원료 충전층(12)의 로내 충전량을 유지할 수 있다.

로 폭방향의 양측벽의 내면은, 원료 충전층(12)로 덮여 있으므로, 이들의 부분의 내화물의 손모는 큰 폭으로 억제된다. 따라서, 원료 충전층(12)으로 덮이지 않은 로의 긴 측면 방향의 양측벽에만, 내부식성이 뛰어난 고품질의 내화물이나 수랭 구조를 채용하면 좋으며, 큰 폭으로 설비 가격를 저감 할 수 있게 된다.

상기 실시형태에서는, 로 상부(1)의 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분(경사로 상부)(1')을 계단형상으로 형성하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 도 2a 및 2b에 도시하는 바와 같이, 경사면형상으로 형성해도 좋다. 이 경우에는 2차 연소 버너(6)를 동 도면에 도시하는 바와 같이 예를 들면 로 상부(1)의 내리막 경사면(1d)의 부분에 대하여 직각으로 장착함으로써, 취입된 산소 함유 가스(C)의 흐름을 전극(5)으로부터 멀리할 수 있다. 다만, 2차 연소를 촉진하는 관점에서는, 상기 실시형태의 설명 중에 기술한 바와 같이, 계단형상으로 형성하는 편이 가스 흐름을 난류화 시키기 쉽고 혼합이 보다 촉진되므로 2차 연소 효율의 향상 효과가 크다. 또한, 본 변형예에 있어서의, 로 상부(1)의 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분의 경사 각도는, 내리막 경사면(1d)의 경사 각도로 정의되는 것으로 한다.

상기 실시형태에서는, 원료 장입 슈트(4) 및 전극(5)의 배치에 하여, 원료 장입 슈트(4)를 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에 각각 설치하는 한편, 전극(5)을 로 상부(1)의 로 폭방향의 중앙부에 설치하는 예를 도시했다. 또한 변형 예로서 원료 장입 슈트(4)를 로 폭방향의 편단부(2)에 설치하는 한편, 전극(5)을 로 폭방향의 타단부(2)에 설치하도록 해도 좋다. 본 변형예를 채용하면, 로내에 형성되는 원료 충전층(12)의 한쪽 편만 경사면이 되므로, 상기 실시 예에 비해, 내화물 보호의 관점에서는 불리하게 된다. 그렇지만, 본 변형예에서는 로폭이 축소되어 설비의 컴팩트화를 도모할 수 있는 메리트가 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 전극(5)을 로 폭방향의 중앙부에 설치하는 일 례로서 전극(5)을 로 폭방향의 중심 선상에 설치하는 예를 나타냈다. 그렇지만, 전극(5)은 반드시 엄밀하게 로 폭방향의 중심 선상에 설치하는 것에 한정되는 것이 아니고, 로 폭방향의 중심 선상에서 로 폭방향의 어느 하나의 단부에 어긋나게 설치하는 일도 허용된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 배기 가스 덕트(3)와 원료 장입 슈트(4)는, 모두 로 상부(1)에 접속하는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 어느 한쪽 또는 쌍방을 로 측벽의 상부에 접속하도록 해도 좋다. 또한, 원료 장입 슈트(4)를 로 측벽의 상부에 접속했을 경우는, 원료 장입 슈트(4)는 자동적으로 로 폭방향의 단부에 설치되게 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 정치식 비경동형 아크 로의 수평 단면 형상으로서 대략 직사각형의 것을 예시했지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 대략 타원인 것이나 진원인 것을 이용해도 좋다. 이 경우 단상 전극이 아니고, 삼상 전원의 각 상을 이용하여 3개의 전극을 만들도록 구성해도 좋다. 단, 대략 직사각형인 것을 이용했을 경우, 로 폭은 일정하게 하여 두고, 로의 긴 측면 방향(로 폭방향으로 수직인 방향)을 연장함으로써, 스케일 업을 용이하게 실행할 수 있는 메리트가 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 정치식 비경동형 전기 로에 이용하는 전기로의 형식으로서 아크 로를 예시했지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 서브머지드 아크 로, 전자 유도 가열로 등 전기 에너지에 의해서 가열하는 로이면 어느 형식이어도 좋다. 또한, 서브 머지드 아크 로를 이용하는 경우는, 전기 가열 수단으로서 상기 실시형태와 같이 전극을 이용할 수 있다. 또한, 전자 유도 가열로를 이용하는 경우는, 전기 가열 수단으로서 솔레노이드형 가열 코일을 이용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)의 형태로서 펠릿을 예시했지만, 브리켓(briquette)을 채용해도 좋다. 브리켓은, 직사각형의 펠릿보다 안식각이 크기 때문에, 원료 충전층(12)의 경사면(12a)상에 있어서의 체류 시간을 확보하기 위해서는, 펠릿을 이용했을 경우에 비해, 로고(爐高)는 높게 할 필요가 있지만, 로 폭은 축소할 수 있는 메리트가 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 덩어리형상 금속 원료로서 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)(탄재 내장 산화철 펠릿)만을 이용하는 예를 나타냈다. 그렇지만 이것에 한정되는 것이 아니고, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)을 대신하여, 덩어리형상 금속 원료로서 금속 스크랩(철스크랩), 환원 금속[환원철［DRI, HBI］], 덩어리형상 산화 금속 광석(덩어리형상 철광석), 염화 금속을 함유하는 탄재 내장 염화 금속 괴성화물 및 산화 금속 괴성광(소성 산화철 펠릿, 콜드 본드 산화철 펠릿, 산화철 소결광)을 이용해도 좋다. 혹은, 덩어리형상 금속 원료로서 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(탄재 내장 산화철 펠릿, 탄재 내장 산화철 브리켓), 금속 스크랩, 환원 금속, 덩어리형상 산화 금속 광석, 탄재 내장 염화 금속 괴성화물 및 산화 금속 괴성광으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 이용해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)로서 비휘발성의 금속 원소인 철만을 함유하는 것을 예시했지만, 비휘발성의 금속 원소의 외, 휘발성의 금속 원소, 예를 들면, Zn, Pb를 함유하는 것이어도 좋다. 즉, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)로서 휘발성의 금속 원소를 함유하는 제철소 더스트 등을 산화 금속 원료로서 이용할 수 있다. 휘발성의 금속 원소는, 로내에서 가열되어 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)로부터 휘발 제거되지만, 본 발명 방법의 채용에 의해, 2차 연소 버너(6)에 의한 연소열에 의해서 로 상부의 온도를 충분히 높게 보지할 수 있다. 그 때문에, 휘발 제거된 상기 휘발성 금속 원소가, 로 상부에서 재응축하는 것이 확실히 방지되어, 로로부터 배출된 배기 가스로부터 상기 휘발성 금속 원소를 효율적으로 회수할 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 휘발성 금속 원소와는 금속 단체 또는 그 소금 등의 화합물의 1기압의 융점이 1100℃ 이하의 금속 원소를 말한다. 금속 단체로서 예를 들면, 아연, 납 등을 들 수 있다. 휘발성 금속 원소의 화합물로서 예를 들면 염화 나트륨, 염화 칼륨 등을 들 수 있다. 휘발성 금속 원소의 화합물 중의 휘발성 금속은, 전기로(예를 들면, 아크 로, 서브머지드 아크 로)로 금속으로 환원되므로, 그 일부 또는 모든 것이 로내에 기체 상태로 존재한다. 또한, 휘발성 금속 원소의 염화물은, 전기로내에서 가열되고, 그 일부 또는 모든 것이 로내에 기체 상태로 존재한다. 한편, 비휘발성 금속 원소와는 금속 단체 또는 그 산화물 등의 화합물의 1 기압에서의 융점이 1100℃를 초과하는 금속 원소를 말한다. 금속 단체로서 예를 들면, 철, 니켈, 코발트, 크롬, 티탄 등을 들 수 있다. 비휘발성 금속의 산화물로서 예를 들면, CaO, SiO2, Al2O3 등을 들 수 있다. 비휘발성 금속 원소의 화합물은, 전기로로서 아크 로나 서브머지드 아크 로를 이용했을 때에는, 로내에서의 가열이나 환원 반응에 의해서, 환원된 금속 단체로 하고 또는 환원되지 않는 화합물로서 로내 아크 근방(아크 온도 영역)에서는 기체 상태로 존재할 수 있지만, 아크로부터 멀어진 곳은 액체 또는 고체 상태로 존재한다.

또한, 상기 실시형태에서는, 덩어리형상 금속 원료로서의 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B) 및 용융 금속층(14)을 구성하는 금속 원소로서 철(Fe)만을 예시했지만, Fe 이외, Ni, Mn, Cr 등의 비철 금속을 함유하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 용융 슬래그의 염기도 조정 수단으로서 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)에 미리 CaO원이나 MgO원을 첨가해 두는 수단을 예시했다. 이 수단을 대신하거나 또는 부가하여, 원료 장입 슈트(4)로부터 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)과 함께 석회석이나 돌로마이트를 장입하도록 해도 좋고, 별도 마련한 슛으로부터 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)과는 별도로 장입 하도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 원료 충전층(12)을 형성하는 탄재로서 석탄을 예시했지만, 코크스를 이용해도 좋다. 코크스를 이용했을 경우, 벌써 건류 되어 있어, 로내에서 휘발분이 발생하지 않기 때문에, 2차 연소에의 기여는 저하하지만, 석탄보다 분화(粉化)되기 어렵기 때문에, 비산 로스량을 저감 할 수 있는 메리트가 있다.

또한, 원료 충전층(12)을 형성하는 충전층 형성용 원료로서 석탄이나 코크스 등의 탄재를 대신하여 또는 부가하여 덩어리형상 금속 원료를 이용해도 좋다. 원료 충전층(12)을 형성하는 원료로서 덩어리형상 금속 원료를 이용하면, 용철과의 접촉 부분에 있어서는 환원?용융 내지는 침탄?용해가 진행된다. 한편, 상기 용철과의 접촉 부분으로부터 멀어진 부분에는 열이 전달되기 어려워, 덩어리형상 금속 원료는 고체 상태로 유지된다. 그 때문에, 일단 형성된 원료 충전층(12)은 장기간 충전층 상태로 유지되게 된다. 또한, 원료 충전층(12)내의 온도는 상기 용철과의 접촉 부분으로부터 멀어져 로벽에 가까워질수록 저하하므로, 용융 FeO의 형성에 의한 내화물의 손상도 문제가 되지 않는다.

또한, 상기 실시형태에서는, 출선 구멍(7)과 찌꺼기 배출 구멍(8)을 대향하는 측벽에 각각 나누어 설치하는 예를 나타냈지만, 동일한 측벽 측에 양자 모두 설치해도 좋다. 혹은, 찌꺼기 배출 구멍(8)을 생략하고 출선 구멍(7)만을 설치하여, 상기 출선 구멍(7)으로부터 용철과 용융 슬래그를 배출하도록 해도 좋다.

이하, 본 발명의 다른 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.

도 3a 및 3b에, 본 발명의 일 실시형태에 따른 용융 금속 제조 장치의 개략 구성을 도시한다. 본 실시형태에 따른 정치식 비경동형 전기 로[이하, 단지 「로」라고 하기도 함]는, 수평 단면형상이 대략 직사각형의 아크 로이다. 그리고, 로 상부[본 예에서는 로 상부(1)]에는, 배기 가스 덕트(3), 복수의 원료 장입 슈트(4)가 접속되는 동시에, 로내에는, 전기 가열 수단(가열기)으로서 로 상부(1)를 거쳐서 복수 개의 전극(5)이 삽입되어 있다. 원료 장입 슈트(4)는, 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에 각각 설치되는 한편, 전극(5)은, 로 폭방향의 중앙부에 설치되어 있다. 또한, 로 상부[본 예에서는 로 상부(1)]에는, 복수 개의 2차 연소 버너(6)가 마련되어 있다.

로 저부(16)는, 로 폭방향의 양 단부(2, 2)로부터 로 폭방향의 중앙부[즉, 전극(5)의 위치]를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분(경사로 저부) (16')를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 이 경사로 저부(16')를 계단형상(본 예에서는 점(PQRS)을 연결하는 꺾인 선 부분)에 형성한 로에 대하여 설명한다.

그리고, 이 계단형상의 부분의 입상부, 예를 들면 16a에 점검구(17)를 마련해 두면 좋다.

상기와 같이, 로 저부(16)가 로 폭방향의 단부로부터 전기 가열 수단으로서의 전극(5)이 존재하는 로 폭방향의 중앙부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분(경사로 저부) (16')을 갖도록 형성함으로써, 경사로 저부(16')와 덩어리형상 금속 원료층(13)의 거리를 접근시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 덩어리형상 금속 원료층(13)의 스캐폴드가 발생했을 경우라도, 안전을 위해 로의 조업을 일시 정지할 필요는 있지만, 이 계단형상의 부분의 입상부(16a)에 마련된 점검구(17)를 개구하고, 이 개구부로부터 예를 들면 브레이커 등의 기계적 수단을 이용하여 물리적 외력을 가하는 것에 의해, 덩어리형상 금속 원료층(13)의 스캐폴드를 용이하고 확실히 해소할 수 있다.

상기 덩어리형상 금속 원료층(13)의 스캐폴드의 해소 작업을 가능한 한 용이하게 하기 위해, 경사로 저부(16')와 덩어리형상 금속 원료층(13)의 거리를 가능한 한 가까이 해 두는 것이 바람직하다. 이것을 실현하기 위해, 경사로 저부(16')의 경사 각도는, 덩어리형상 금속 원료층(13)의 표면의 경사 각도로 가능한한 접근하는 것이 바람직하다. 덩어리형상 금속 원료층(13)의 표면의 경사 각도는, 덩어리형상 금속 원료(B)의 붕괴각과 정지 안식각의 사이의 각도가 되므로, 경사로 저부(16')의 경사 각도는,［덩어리형상 금속 원료(B)의 붕괴각-25°, (또한 붕괴각-20°, 특히 붕괴각-15˚)］ 이상［덩어리형상 금속 원료(B)의 정지 안식각＋5˚(또한 정지 안식각, 특히 붕괴각)］이하의 범위내로 하는 것이 좋다. 여기에, 경사로 저부(16')의 경사 각도는, 계단형상의 부분의 각 스텝의 로내측 돌출 단부[도 3a에 있어서는 (16b, 16b)]를 연결하는 직선의 경사 각도(도 3a에 있어서는 θ)로 정의되는 것으로 한다.

또한, 경사로 저부(16')와 덩어리형상 금속 원료층(13)의 표면 사이의 로내에, 상기 덩어리형상 금속 원료층(13)의 스캐폴드를 기계적으로 해소하기 위한 쇼크 발생 장치(18)를 마련해 두는 것이 바람직하다. 여기에, 「쇼크 발생 장치」란, 덩어리형상 금속 원료층(13)에 연속적 또는 간헐적으로 외력을 가하는 장치를 말한다.

이 쇼크 발생 장치(18)로서는, 예를 들면, 로의 긴 측면 방향을 따르는 회전축을 갖는 샤프트부(18a)와, 그 표면에 돌출된 복수의 파쇄 부재(18b)로 이루어지는 것(Midrex법 직접 환원용 샤프트 로의 로내에 설치되어, 환원철의 스캐폴드 방지를 위해서 이용되는 버든 피더［burden feeder］에 근사 한 것)을 이용할 수 있다. 그리고, 쇼크 발생 장치(18)의 샤프트부(18a)를 연속적 또는 일정 시간 마다 간헐적으로 회전시키는 것에 의해, 덩어리형상 금속 원료층(13)에 스캐폴드가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 만일 덩어리형상 금속 원료층(13)에 스캐폴드가 발생해 버렸을 경우라도, 샤프트부(18a)에 돌출된 복수의 파쇄 부재(18b)로 덩어리형상 금속 원료(B)끼리의 소결물이나 융착물을 파쇄하거나, 파쇄가 충분하지 않은 경우라도 상기 소결물이나 융착물이 거대화되기 전에 강제적으로 전극(5)의 하방을 향하여 이송(강하)시킬 수 있으므로, 원활한 조업을 장기에 걸쳐 계속할 수 있다.

이와 같은 작용을 스캐폴드의 발생 상황 등에 따라 유효하게 발휘시키기 위해, 상기 버든 피더에 근사한 쇼크 발생 장치(18)로서는, 그 회전축을 중심으로, 덩어리형상 금속 원료층(13)을 강하시키는 방향(정방향)으로만 회전하는 것, 또는, 덩어리형상 금속 원료층(13)을 강하시키는 방향(정방향)과 그 역방향으로 교대로 회전하는 것을 적절히 선택하면 좋다. 또한, 전자는 이송을 중시하고, 후자는 파쇄를 중시하는 것이다.

전극(5)과 2차 연소 버너(6) 사이, 2차 연소 버너(6)와 배기 가스 덕트(3) 사이, 배기 가스 덕트(3)와 원료 장입 슈트(4) 사이에는, 로내에 수하하는 격벽(9, 10, 11)을 마련하는 것이 바람직하다.

전극(5)과 2차 연소 버너(6) 사이에 격벽(9)을 마련하는 것이 추천되는 것은, 2차 연소 후의 산화성 배기 가스가 전극(5)에 접촉하는 것을 방지하기 위해서이다.

또한, 2차 연소 버너(6)와 배기 가스 덕트(3) 사이에 격벽(10)을 마련하는 것이 추천되는 것은, 2차 연소 후의 배기 가스가 배기 가스 덕트(3)에 쇼트컷되는 것을 방지하고, 덩어리형상 금속 원료층(13)에의 방사 전열량을 충분히 확보하기 위해서이다.

또한, 배기 가스 덕트(3)와 원료 장입 슈트(4) 사이에 격벽(11)을 마련하는 것이 추천되는 것은, 원료 장입 슈트(4)가 고온의 배기 가스로 과열되어 손상되는 것을 방지하기 위해서이다.

격벽(9, 10, 11)은, 설치에 의한 상기 각 효과의 정도, 설치 가격, 유지, 보수의 수고 등을 종합적으로 감안하여, 그 전부를 설치하도록 해도 좋고, 그 일부를 설치하도록 해도 좋다.

또한, 배기 가스 덕트(3)는, 전극(5)보다 원료 장입 슈트(4)에 가까운 측에 설치하는 것이 바람직하다. 2차 연소 후의 산화성의 배기 가스가 전극(5)쪽에 흘러 전극(5)을 손상하는 것을 억제하기 위해서이다.

그리고, 로 하부에는, 원료 장입 슈트(4)가 마련되어 있지 않은[즉, 로내에 원료 충전층(12)이 형성되어 있지 않음] 로 직사각형측의 로 측벽에, 출선 구멍(7)과 찌꺼기 배출 구멍(8)을 마련하는 것이 바람직하다. 출선재 시에 있어서 개공 작업을 용이하게 하기 위해서이다.

또한, 배기 가스 덕트(3)의 하류측에는, 주지의 열교환기(도시하지 않음)를 설치하면 좋고, 이것에 의해 로로부터 배출된 고온 배기 가스의 현열을 회수하여, 아크용 전력의 발전이나 펠릿(B)의 건조 등의 에너지로서 유효 이용할 수 있다.

전극(5)으로서는, 예를 들면, 열효율이 뛰어난, 제강용 아크 전기로로 상용되는 삼상 교류형의 것이 추천된다. 그리고 예를 들면, 삼상 전극의 각 2상의 조합으로 완성되는 3조의 단상 전극으로부터 전극 6개를 만든다는 구성을 채용하는 것이 추천된다.

또한, 전극(5)은, 그 선단부를 덩어리형상 금속 원료층(13) 또는 용융 슬래그층(15) 가운데에 위치시키고(침지시켜), 용해 조작을 실행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 아크에 의한 방사 가열과 저항 가열의 효과를 병존시킬 수 있어, 용해를 보다 촉진할 수 있는 동시에, 원료 충전층(12)으로 보호되어 있지 않은 노벽 내면의 손상을 억제할 수 있다.

이하, 이 정치식 비경동형 아크 로를 사용하여, 용융 금속으로서 용철을 제조하는 경우를 예를 들어 설명한다. 본 예에서는, 로내에 원료 충전층을 형성하기 위한 충전층 형성용 원료로서 탄재 내장 산화철 펠릿을 상기 원료 충전층상에 적층하는 덩어리형상 금속 원료로서 동일하게 탄재 내장 산화철 펠릿을 각각 이용한다.

용융 금속의 제조 방법으로서는, 미리, 상기 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에 설치된 원료 장입 슈트(4, 4)로부터 충전층 형성용 원료로서 소정량의 탄재 내장 산화철 펠릿(A')을 로내에 장입한다. 그리고, 상기 로 폭방향의 양 단부(2, 2)로부터 전극(5)의 하단부의 하부를 향하는 내리막 구배의 경사면(12a)을 갖는 원료 충전층(12)을 형성해둔다. 원료 충전층(12)을 형성하는 원료로서 탄재(A)를 대신하여 탄재 내장 산화철 펠릿(A') 등의 덩어리형상 금속 원료를 이용하여도, 용철과의 접촉 부분에 있어서는 환원?용융 내지는 침탄?용해가 진행된다. 한편, 상기 용철과의 접촉 부분으로부터 멀어진 부분에는 열이 전달되기 어려워, 덩어리형상 금속 원료는 고체 상태로 유지된다. 그 때문에, 일단 형성된 원료 충전층(12)은 장기간 충전 층 상태로 유지된다. 또한, 원료 충전층(12)내의 온도는 상기 용철과의 접촉 부분으로부터 멀어져 로 벽에 가까워질수록 저하하므로, 용융 FeO의 형성에 의한 내화물의 손상도 문제가 되지 않는다.

이어서, 상기 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에 설치된 원료 장입 슈트(4, 4)로부터 덩어리형상 금속 원료로서의 탄재 내장 산화 금속 괴성화물인 탄재 내장 산화철 펠릿[이하, 단순히 「펠릿」이라고도 말함](B)을 연속적 또는 간헐적으로 장입하여, 원료 충전층(12)의 경사면(12a)상에 덩어리형상 금속 원료층으로서의 펠릿층(13)을 형성한다. 펠릿(B) 안의 내장 탄재의 배합량은, 산화철이 금속철까지 환원되는데 필요한 이론(C)량에, 용철의 목표(C) 농도를 가미하여 결정하면 좋다. 또한, 펠릿(B)은, 로내 장입시에 폭렬(버스팅) 하지 않도록, 사전에 건조해 두는 것이 바람직하다.

그 후, 상기 전극에 흐르게 하여 아크 가열을 실행하는 것에 의해, 펠릿층(13)의 하단부 근방의 펠릿(B)이 급속히 가열되어 순차 환원 용융하고, 용융 금속으로서의 용철과 용융 슬래그로 분리되어, 로 하부에 용철층(14)과 용융 슬래그층(15)을 형성한다. 또한, 용융 슬래그층(15)의 염기도 등을 조정하기 위해, 펠릿(B) 안에는, 미리 석회석이나 돌로마이트 등의 CaO원이나 MgO원을 첨가하여 두는 것이 바람직하다.

상기와 같이 하여, 펠릿층(13)의 하단부 근방으로부터 펠릿(B)이 순차 용융되면, 펠릿층(13) 자체는 그 자중에 의해 상기 원료 충전층의 경사면을 따라서 전극(5)의 하단부를 향하여 로내를 순차 강하하게 된다.

그리고, 펠릿층(13) 안의 펠릿(B)이 전극(5)에 가까워지면, 전극(5)으로부터의 아크에 의한 방사열과 저항 가열에 의해 효율적으로 가열되고, 펠릿(B) 안의 산화철이 내장탄재에 의해 고체 금속철로 예비 환원되는 동시에, CO 함유 가스(가연성 가스)를 생성한다. 내장탄재로서 석탄 등 휘발분을 함유하는 탄재를 이용한 경우는, 가열에 의해 내장탄재로부터 탈휘(脫揮)된 휘발분도 상기 CO함유 가스에 부가한다.

이 CO함유 가스는, 로 상부(1)에 마련된 2차 연소 버너(6)로부터 취입된 산소 함유 가스(예를 들면 산소 가스)에 의해 연소(2차 연소)된다. 그리고, 그 연소(2차 연소)에 의한 방사열로도 펠릿층(13)은 가열된다. 이와 같이 방사열에서 가열된 펠릿층(13)은, 상기 전극(5)으로부터의 아크에 의한 방사 가열과 저항 가열에 의한 경우와 마찬가지로, 펠릿 중의 산화철을 고체 금속철에 예비 환원하는 동시에 CO 함유 가스를 생성하므로, 상기 2차 연소에 의한 방사 가열이 더욱 촉진되게 된다.

상기와 같이 하여, 원료 장입 슈트(4)로부터 로내에 장입된 펠릿(B)은, 원료 충전층(12)의 경사면(12a)상을 강하하는 사이, 상기 2차 연소에 의한 방사 가열[이하, 「2차 연소열」이라고도 말함]에 의해 고체 상태로 고 금속화율까지 예비 환원된 후, 전극(5) 하단부 근방에서 아크 가열 및 저항 가열에 의해 용융되어, 용철과 용융 슬래그로 분리되게 된다.

따라서, 전극(5) 하단부 근방에 생성하는 용융 슬래그 안의 산화철 농도는 충분히 낮아져, 전극(5)의 손모를 억제할 수 있다.

용융 슬래그와 분리된 용철은, 펠릿(B) 안에 잔존하는 탄재를 용해하여 목표(C) 농도의 용철이 된다.

이와 같이 하여 생성한 용철과 용융 슬래그는, 로 하부에 마련한 출선 구멍(7)과 찌꺼기 배출 구멍(8)으로부터, 예를 들면 용광로의 출선재 방법과 마찬가지로, 간헐적으로 배출할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 경사로 저부(16')를 계단형상으로 형성하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 경사면형상으로 형성해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 상기 버든 피더에 근사한 쇼크 발생 장치(18)를 로의 긴 측면 방향에는 1대만 설치하는 예를 나타냈다. 그렇지만, 이 버든 피더에 근사한 쇼크 발생 장치(18)는, 그 구조상, 자중 및 장입물 하중에 의한 변형을 위해 샤프트부(18a)의 길이에 제약이 있으므로, 로의 길이가 이 쇼크 발생 장치(18)의 샤프트부(18a)의 길이로 제약되어, 로의 길이방향에의 스케일 업이 제한되는 문제가 남아 있었다. 이 문제를 해결하는 수단으로서 이하와 같은 구성을 채용하는 것이 더욱 바람직하다.

즉, 도 4a 및 도 4b에 도시하는 바와 같이, 경사로 저부(16')를 로의 긴 측면 방향을 향하여 경사면형상의 부분(19)과 계단형상의 부분(20)이 교대로 존재하도록 형성한다[또한, 동 도면에 있어서는 구조의 이해를 용이하게 하기 위해, 경사면형상의 부분(19)을 반투명의 것으로 하여 그림]. 그리고, 상기 경사로 저부(16)와 상기 덩어리형상 금속 원료층(13)의 표면 사이의 로내에, 상기 버든 피더에 근사한 쇼크 발생 장치(18)를 복수대(본 예에서는 2대), 그들의 회전축이 로의 긴 측면 방향을 따르도록 직렬로 늘어놓아 설치한다. 상기 쇼크 발생 장치(18)는, 상술한 바와 같이, 로의 긴 측면 방향을 따르는 회전축을 갖는 샤프트부(18a)와, 그 표면에 돌출된 파쇄 부재(8b)로 이루어지는 것이다[또한, 도 4a에서는 파쇄 부재(18b)의 도시를 생략했음). 그리고, 경사로 저부(16')의 경사면형상의 부분(19)의 하부 로 외측에, 쇼크 발생 장치(18)의 샤프트부(18a)의 적어도 편단부(본 예에서는 편단부만)를 지지하는 베어링(21)을 배치한다(본 예에서는, 샤프트부(18a)의 타단부를 지지하는 베어링(21')은, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 측벽의 로 외측에 배치했음). 그리고, 쇼크 발생 장치(18)의 샤프트부(18a) 중 파쇄 부재(18b)를 돌출한 부위는 경사로 저부(16)의 계단형상의 부분(20)의 상방 로 내측에 배치한다.

상기 구조를 채용함으로써, 로의 긴 측면 방향에 버든 피더에 근사한 쇼크 발생 장치(18)를 직렬로 늘어놓아 몇 대라도 설치하는 것이 가능해져, 덩어리형상 금속 원료층(13)의 스캐폴드의 해소(내지 발생 방지) 작용을 유효하게 발휘시키면서, 로의 길이방향에의 스케일 업을 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 쇼크 발생 장치(18)로서 회전축 중심의 회전운동에 의해 덩어리형상 금속 원료층(13)에 외력을 가하는 형식의 장치인, 버든 피더에 근사 한 것[샤프트부(18a)와 그 표면에 돌출된 복수의 파쇄 부재(18b)로 이루어지는 것]만을 예시했다. 그렇지만 이것에 한정되는 것이 아니고, 덩어리형상 금속 원료층(13)에 연속적 또는 간헐적으로 외력을 가할 수 있는 것이면 어느 형식의 장치라도 채용할 수 있다. 예를 들면, 회전축 중심의 회전운동에 의해 외력을 가하는 별도 형식의 장치로서 스크류를 이용해도 좋고, 실린더 등의 왕복 운동에 의해 외력을 가하는 형식의 장치로서 푸셔를 이용해도 좋다. 또한, 가스압에 의해 외력을 가하는 형식의 장치로서 가스를 로내에 직접 취입하는 장치나 가스압에 의해 다이어프램을 변형시키는 장치를 이용해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 원료 장입 슈트(4) 및 전극(5)의 배치에 관하여, 원료 장입 슈트(4)를 로 폭방향의 양 단부(2, 2)에 각각 설치하는 한편, 전극(5)을 로 상부(1)의 로 폭방향의 중앙부에 설치하는 예를 나타냈다. 또한 변형예로서 원료 장입 슈트(4)를 로 폭방향의 편단부(2)에 설치하는 한편, 전극(5)을 로 폭방향의 타단부(2)에 설치하도록 하여도 좋다. 본 변형예를 채용하면, 로내에 형성되는 원료 충전층(12)의 한쪽 편만 경사면이 되므로, 상기 실시예에 비해, 내화물 보호의 관점에서는 불리하게 된다. 그렇지만, 본 변형예에서는 로폭이 축소되어, 설비의 컴팩트화를 도모할 수 있는 메리트가 있다. 또한, 상기 실시형태에서는, 전극(5)을 로 폭방향의 중앙부에 설치하는 일례로서 전극(5)을 로 폭방향의 중심선상에 설치하는 예를 나타냈다. 그렇지만, 전극(5)은 반드시 엄밀하게 로 폭방향의 중심선상에 설치하는 것에 한정되는 것이 아니고, 로 폭방향의 중심선상에서 로 폭방향의 어느 하나의 단부에 어긋나게 하여 설치하는 일도 허용된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 정치식 비경동형 아크 로의 수평 단면 형상으로서 대략 직사각형의 것을 예시했지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 대략 타원의 것이나 진원의 것을 이용해도 좋다. 이 경우 단상 전극이 아니고, 삼상 전원의 각 상을 이용하여 3개의 전극을 만들도록 구성해도 좋다. 단, 대략 직사각형의 것을 이용했을 경우, 로 폭은 일정하게 해 두고, 로의 긴 측면 방향(로 폭방향으로 수직인 방향)을 연장함으로써, 스케일 업을 용이하게 실행할 수 있는 메리트가 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)의 형태로서 펠릿을 예시했지만, 브리켓를 채용해도 좋다. 브리켓은, 직사각형의 펠릿보다 안식각이 크기 때문에, 원료 충전층(12)의 경사면(12a)상에 있어서의 체류 시간을 확보하기 위해서는, 펠릿을 이용했을 경우에 비해, 로 고는 높게 할 필요가 있지만, 로 폭은 축소할 수 있는 메리트가 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 덩어리형상 금속 원료로서 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(탄재 내장 산화철 펠릿)만을 이용하는 예를 나타냈지만, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(탄재 내장 산화철 펠릿, 탄재 내장 산화철 브리켓)을 대신하여, 금속 스크랩(철 스크랩), 환원 금속[환원철［DRI, HBI］], 덩어리형상 산화 금속 광석(덩어리형상 철광석), 염화 금속을 함유하는 탄재 내장 염화 금속 괴성화물 및 산화 금속 괴성광(소성 산화철 펠릿, 콜드 본드 산화철 펠릿, 산화철 소결광)을 이용하여도 좋고, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물, 금속 스크랩, 환원 금속, 덩어리형상 산화 금속 광석, 탄재 내장 염화 금속 괴성화물 및 산화 금속 괴성광으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 이용해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)로서 비휘발성의 금속 원소인 철만을 함유하는 것을 예시했지만, 비휘발성의 금속 원소의 이외, 휘발성의 금속 원소, 예를 들면, Zn, Pb를 함유하는 것이어도 좋다. 즉, 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)로서 휘발성의 금속 원소를 함유하는 제철소 더스트 등을 산화 금속 원료로서 이용할 수 있다. 휘발성의 금속 원소는, 로내에서 가열되어 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)로부터 휘발 제거되지만, 본 발명 방법의 채용에 의해, 2차 연소 버너(6)에 의한 연소열에 의해서 로 상부의 온도를 충분히 높게 보지할 수 있으므로, 휘발 제거된 상기 휘발성 금속 원소가, 로 상부에서 재응축하는 것이 확실히 방지되어, 노로부터 배출된 배기 가스로부터 상기 휘발성 금속 원소를 효율적으로 회수할 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 휘발성 금속 원소란 금속 단체 또는 그 염 등의 화합물의 1기압에서의 융점이 1100℃ 이하의 금속 원소를 말한다. 금속 단체로서 예를 들면, 아연, 납 등을 들 수 있다. 휘발성 금속 원소의 화합물로서 예를 들면 염화 나트륨, 염화 칼륨 등을 들 수 있다. 휘발성 금속 원소의 화합물 중의 휘발성 금속은, 전기로(예를 들면, 아크 로, 서브머지드 아크 로)에서 금속으로 환원됨으로써, 그 일부 또는 모든 것이 로내에서 기체 상태로 존재한다. 또한, 휘발성 금속 원소의 염화물은, 전기로내에서 가열되고, 그 일부 또는 모두가 로내에서 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 들면, 철, 니켈, 코발트, 크롬, 티탄 등을 들 수 있다. 비휘발성 금속의 산화물로서 예를 들면, CaO, SiO2, Al2O3 등을 들 수 있다. 비휘발성 금속 원소의 화합물은, 전기로로서 아크 로나 서브머지드 아크 로를 이용했을 때에는, 로내에서의 가열이나 환원 반응에 의해서, 환원된 금속 단체로서 또는 환원되지 않는 화합물로서 로내 아크 근방(아크 온도 영역)에서는 기체 상태로 존재할 수 있지만, 아크로부터 멀어진 곳은 액체 또는 고체 상태로 존재한다.

또한, 상기 실시형태에서는, 덩어리형상 금속 원료로서의 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B) 및 용융 금속(14)을 구성하는 금속 원소로서 철(Fe)만을 예시했지만, Fe의 이외, Ni, Mn, Cr 등의 비철 금속을 함유해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 용융 슬래그의 염기도 조정 수단으로서 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)에 미리 CaO원이나 MgO원을 첨가하여 두는 수단을 예시했지만, 이 수단을 대신하여 또는 부가하여, 원료 장입 슈트(4)로부터 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)과 함께 석회석이나 돌로마이트를 장입하도록 하여도 좋고, 별도 마련한 슛으로부터 탄재 내장 산화 금속 괴성화물(B)과는 별도로 장입하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 원료 충전층(12)을 형성하는 충전층 형성용 원료로서 탄재 내장 산화철 펠릿을 예시했지만, 다른 덩어리형상 금속 원료를 이용하여도 좋고, 그들을 2종류 이상 병용하여도 좋다.

또한, 원료 충전층(12)을 형성하는 충전층 형성용 원료로서 덩어리형상 금속 원료를 대신하고 또는 부가하여 석탄이나 코크스 등의 탄재를 이용해도 좋다. 단, 탄재를 이용하는 경우에는, 그 입도는, 탄재 내장 산화철 펠릿(B)이 원료 충전층으로서의 원료 충전층(12)의 공극내에 잡입하지 않는 정도로, 탄재 내장 산화철 펠릿(B)의 입도에 따라 조정해 두면 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 출선 구멍(7)과 찌꺼기 배출 구멍(8)을 대향하는 측벽에 각각 나누어 설치하는 예를 나타냈지만, 동일한 측벽측에 양자 모두 설치해도 좋고, 혹은, 찌꺼기 배출 구멍(8)을 생략하고 출선 구멍(7)만을 설치하여, 상기 출선 구멍(7)으로부터 용철과 용융 슬래그를 배출하도록 하여도 좋다.

본 출원을 상세하게 또한 특정의 실시형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일 없이 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 분명하다. 본 출원은, 2009년 10월 8일 출원의 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제 2009-234362 호) 및 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제 2009-234363 호)에 근거하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.

1 : 로 상부 1' : 경사 로 상부
1a : 입상부 1b : 돌출 단부
1c : 단계부 1d : 내리막 경사
2 : 로 폭방향의 단부 3 : 배기 가스 덕트
4 : 원료 장입 슈트 5 : 전극
6 : 2차 연소 버너 7 : 출선 구멍
8 : 찌꺼기 배출 구멍 9, 10, 11 : 격벽
12 : 연료 충전층 12a : 경사면
13 : 덩어리형상 금속 원료층(펠릿층)
14 : 용융 금속층(용철층) 15 : 용융 슬래그층
16 : 로 저부 16' : 경사 로 저부
16a : 입상부 17 : 점검구
18 : 쇼크 발생 장치 18a : 샤프트부
18b : 파쇄 부재 19 : 경사면형상 부분
20 : 계단형상의 부분 21, 21' : 베어링
A : 탄재(석탄)
A' : 충전층 형성용 원료(탄재 내장 산화철 펠릿)
B : 덩어리형상 금속 원료(탄재 내장 산화 금속 괴성화물, 탄재 내장 산화철 펠릿)
C : 산소 함유 가스(산소)

Claims

전기(電氣) 가열 수단을 갖는 정치식 비경동형(非傾動型) 전기로의 로 상부에 배기 가스 덕트와 원료 장입 슈트가 접속되는 동시에,
상기 원료 장입 슈트는 로 폭 방향의 편단부에 설치되는 한편, 상기 전기 가열 수단은 상기 전기 가열 수단으로 가열되는 전기 가열 영역이 로 폭방향의 타단부에 존재하도록 설치되는 동시에, 로 상부에 2차 연소 버너가 설치되고,
미리, 상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 덩어리형상 금속 원료를 소정량 로내에 장입하고, 상기 로 폭방향의 편단부로부터 상기 전기 가열 영역을 향하는 내리막 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성해 두며,
이어서, 상기 원료 장입 슈트로부터 덩어리형상 금속 원료를 연속적 또는 간헐적으로 장입하고, 상기 원료 충전층의 경사면상에 덩어리형상 금속 원료층을 형성하며,
그 후, 상기 전기 가열 수단으로 전기 가열을 실행하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 하단부 근방의 덩어리형상 금속 원료를 차례차례 용융함으로써, 로내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 상기 원료 충전층의 경사면을 따라서 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 상기 덩어리형상 금속 원료층보다 상방의 로내 공간부에 산소 함유 가스를 취입하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 상기 덩어리형상 금속 원료층을 가열하고 환원함으로써 용융 금속을 제조하는 용융 금속 제조 장치에 있어서,
상기 로 상부가, 상기 로 폭방향의 편단부로부터 상기 로 폭방향의 타단부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분인 경사 로 상부를 구비하는 것을 특징으로 하는
용융 금속 제조 장치.
전기(電氣) 가열 수단을 갖는 정치식 비경동형 전기로의 로 상부에 배기 가스 덕트와 원료 장입 슈트를 접속하는 동시에,
원료 장입 슈트는 로 폭방향의 양 단부에 각각 설치되는 한편, 상기 전기 가열 수단은 상기 전기 가열 수단으로 가열되는 전기 가열 영역이 로 폭방향의 중앙부에 존재하도록 설치되는 동시에, 로 상부에 2차 연소 버너가 설치되고,
미리, 상기 로 폭방향의 양 단부에 설치한 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 덩어리형상 금속 원료를 소정량 로내에 장입하고, 상기 로 폭방향의 양 단부로부터 상기 전기 가열 영역을 향하여 내리막 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성해 두고,
이어서, 상기 로 폭방향의 양 단부에 설치한 원료 장입 슈트로부터 덩어리형상 금속 원료를 연속적 또는 간헐적으로 장입하고, 상기 원료 충전층의 경사면상에 덩어리형상 금속 원료층을 형성하며,
그 후, 상기 전기 가열 수단으로 전기 가열을 실행하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 하단부 근방의 덩어리형상 금속 원료를 순차 용융함으로써, 로내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 상기 원료 충전층의 경사면을 따라서 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 상기 덩어리형상 금속 원료층보다 상방의 로내 공간부에 산소 함유 가스를 취입하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 상기 덩어리형상 금속 원료층을 가열함으로써 용융 금속을 제조하는 용융 금속 제조 장치에 있어서,
상기 로 상부가 상기 로 폭방향의 양 단부로부터 상기 로 폭방향의 중앙부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분인 경사로 상부를 구비하는 것을 특징으로 하는
용융 금속 제조 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 경사 로 상부가 경사면형상인
용융 금속 제조 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 경사 로 상부가 계단형상인
용융 금속 제조 장치.
제 1 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경사 로 상부의 경사 각도를［상기 덩어리형상 금속 원료의 붕괴각 -15˚] 이상 ［상기 덩어리형상 금속 원료의 정지 안식각 ＋15˚] 이하의 범위내로 하는
용융 금속 제조 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 가열 수단이 상기 로 상부에서 로내에 삽입된 전극이며, 또한, 상기 2차 연소 버너의 상기 경사 로 상부에의 장착 각도가, 상기 2차 연소 버너로부터 취입된 산소 함유 가스의 흐름이 상기 전극으로부터 멀어지는 각도인
용융 금속 제조 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 연소 버너의 가스 취입부의 구조가, 상기 2차 연소 버너에 의해 취입된 산소 함유 가스가, 상기 2차 연소 버너의 축주위를 선회하는 선회류가 되도록 구성된
용융 금속 제조 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정치식 비경동형 전기 로의 로 저부와 상기 덩어리형상 금속 원료층의 표면 사이의 로내에, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 스캐폴드를 기계적으로 해소하기 위한 쇼크 발생장치를 마련한
용융 금속 제조 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 쇼크 발생 장치는, 로의 긴 측면 방향을 따르는 회전축을 갖는 샤프트부와, 그 표면에 돌출된 파쇄 부재로 이루어지는
용융 금속 제조 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 쇼크 발생 장치는, 상기 회전축을 중심으로, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 강하시키는 방향으로만 회전하는 것, 또는, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 강하시키는 방향과 그 역방향으로 교대로 회전하는 것인
용융 금속 제조 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 덩어리형상 금속 원료로서 탄재 내장 산화 금속 괴성화물, 금속 스크랩, 환원 금속, 산화 금속덩어리 광석, 탄재 내장 염화 금속 괴성화물 및 산화 금속 괴성광으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인
용융 금속 제조 장치.
상기 가열 수단을 갖는 정치식 비경동형 전기 로의 로 상부에 배기 가스 덕트와 원료 장입 슈트가 접속되는 동시에,
상기 원료 장입 슈트는 로 폭방향의 편단부에 설치되는 한편, 상기 전기 가열 수단은 상기 전기 가열 수단으로 가열되는 전기 가열 영역이 로 폭방향의 타단부에 존재하도록 설치되는 동시에, 로 상부에 2차 연소 버너가 설치되고,
미리, 상기 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 덩어리형상 금속 원료를 소정량 로내에 장입하고, 상기 로 폭방향의 편단부로부터 상기 전기 가열 영역을 향하는 내리막 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성해 두고,
이어서, 상기 원료 장입 슈트로부터 덩어리형상 금속 원료를 연속적 또는 간헐적으로 장입하고, 상기 원료 충전층의 경사면상에 덩어리형상 금속 원료층을 형성하며,
그 후, 상기 전기 가열 수단으로 전기 가열을 실행하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 하단부 근방의 덩어리형상 금속 원료를 순차 용융함으로써, 로내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 상기 원료 충전층의 경사면을 따라서 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 상기 덩어리형상 금속 원료층 보다 상방의 로내 공간부에 산소 함유 가스를 취입하여, 상기 덩어리형상 금속 원료층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 상기 덩어리형상 금속 원료층을 가열하여 환원하는 것에 의해 용융 금속을 제조하는 용융 금속 제조 장치에 있어서,
상기 정치식 비경동형 전기 로의 로 저부가, 상기 로 폭방향의 편단부로부터 상기 로 폭방향의 타단부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분인 경사로 저부를 구비하는 것을 특징으로 하는
용융 금속 제조 장치.
전기(電氣) 가열 수단을 갖는 정치식 비경동형 전기 로의 로 상부에 배기 가스 덕트와 원료 장입 슈트를 접속하는 동시에,
원료 장입 슈트는, 로 폭방향의 양 단부에 각각 설치되는 한편, 상기 전기 가열 수단은 상기 전기 가열 수단으로 가열되는 전기 가열 영역이 로 폭방향의 중앙부에 존재하도록 설치되는 동시에, 로 상부에 2차 연소 버너가 설치되고,
미리, 상기 로 폭방향의 양 단부에 설치한 원료 장입 슈트로부터 탄재 및/또는 덩어리형상 금속 원료를 소정량 로내에 장입하고, 상기 로 폭방향의 양 단부로부터 상기 전기 가열 영역을 향하는 내리막 구배의 경사면을 갖는 원료 충전층을 형성해 두며,
이어서, 상기 로 폭방향의 양 단부에 설치한 원료 장입 슈트로부터 덩어리형상 금속 원료를 연속적 또는 간헐적으로 장입하고, 전기 원료 충전층의 경사면상에 덩어리형상 금속 원료층을 형성하며,
그 후, 상기 전기 가열 수단으로 전기 가열을 실행하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 하단부 근방의 덩어리형상 금속 원료를 순차 용융함으로써, 로내에 용융 금속층과 용융 슬래그층을 형성하는 동시에, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 전기 원료 충전층의 경사면을 따라서 강하시키면서, 상기 2차 연소 버너로부터 상기 덩어리형상 금속 원료층 보다 상방의 로내 공간부에 산소 함유 가스를 취입하고, 상기 덩어리형상 금속 원료층으로부터 발생하는 CO 함유 가스를 연소시켜, 그 방사열에 의해 상기 덩어리형상 금속 원료층을 가열하는 것에 의해 용융 금속을 제조하는 용융 금속 제조 장치에 있어서,
상기 정치식 비경동형 전기 로의 로 저부가, 상기 로 폭방향의 양 단부로부터 상기 로 폭방향의 중앙부를 향하여 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분인 경사로 저부를 구비하는 것을 특징으로 하는
용융 금속 제조 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 경사 로 저부가 경사면형상인
용융 금속 제조 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 경사 로 저부가 계단형상인
용융 금속 제조 장치.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경사 로 저부의 경사 각도를 ［상기 덩어리형상 금속 원료의 붕괴각 -25˚] 이상 ［상기 덩어리형상 금속 원료의 정지 안식각 ＋5˚] 이하의 범위내로 하는
용융 금속 제조 장치.
제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경사 로 저부와 상기 덩어리형상 금속 원료층의 표면 사이의 로내에, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 스캐폴드를 기계적으로 해소하기 위한 쇼크 발생 장치를 마련한
용융 금속 제조 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 쇼크 발생 장치는, 로의 긴 측면 방향을 따르는 회전축을 갖는 샤프트부와 그 표면에 돌출된 파쇄 부재로 이루어지는 것인
용융 금속 제조 장치.
제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
상기 쇼크 발생 장치는, 상기 회전축을 중심으로, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 강하시키는 방향으로만 회전하는 것, 또는, 상기 덩어리형상 금속 원료층을 강하시키는 방향과 그 역방향으로 교대로 회전하는 것인
용융 금속 제조 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 경사 로 저부가, 로의 긴 측면 방향을 향하여 경사면형상의 부분과 계단형상의 부분이 교대로 존재하도록 형성되고,
또한, 상기 로 저부의 전체적으로 내리막 구배가 되는 부분과 상기 덩어리형상 금속 원료층의 표면 사이의 로내에, 상기 덩어리형상 금속 원료층의 스캐폴드를 기계적으로 해소하기 위한 쇼크 발생 장치를 적어도 로의 긴 측면 방향으로 복수대 마련하고,
상기 쇼크 발생 장치는, 로의 긴 측면 방향을 따르는 회전축을 갖는 샤프트부와, 그 표면에 돌출된 파쇄 부재로 이루어지고, 상기 샤프트부는, 적어도 그 편단부가 상기 경사 로 저부의 경사면형상의 부분의 하방 로 외측에 배치된 베어링으로 지지되는 동시에, 상기 파쇄 부재를 돌출한 부위가 상기 경사 로 저부의 계단형상의 부분의 상방 로 내측에 배치되어 있는
융용 금속 제조 장치.