JP2002523631A

JP2002523631A - 金属融液の製造方法ならびにその方法において使用される多機能ランス

Info

Publication number: JP2002523631A
Application number: JP2000567750A
Authority: JP
Inventors: エルンスト・フリッツ
Original assignee: ヴォエスト・アルピーネ・インデュストリーアンラーゲンバウ・ゲーエムベーハー
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2002-07-30
Anticipated expiration: 2019-02-22
Also published as: EP1108071B1; EP1304391A2; DE59905864D1; TR200100606T2; EG22660A; SA99200405B1; ATE242340T1; RU2219247C2; ATE302288T1; BR9913328A; EP1304391B1; JP4563583B2; EP1304391A3; ES2201667T3; DE59912441D1; ES2250755T3; AU2502799A; CN1324411A; US6558614B1; EP1108071A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、冶金学的容器内において特に鉄融液やスチール融液といったような金属融液を製造するための方法に関するものであり、冶金学的容器内には、金属および／または金属酸化物を含有した供給物質が、固体の形態で投入されまた場合によっては融液の形態で投入され、さらに、融解のために必要なエネルギーの大部分がまた場合によっては供給物質の最終還元のために必要なエネルギーの大部分が、電気的に供給されるおよび／または炭素含有材料の燃焼および／またはガス化によって供給されるようになっているような、金属融液の製造方法に関するものである。本発明は、さらに、本発明による方法において使用するための多機能ランスに関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、冶金学的容器内において金属融液を製造するための方法に関するも
のであり、冶金学的容器内には、金属および／または金属酸化物を含有した供給
物質が、固体の形態で投入されまた場合によっては融液の形態で投入され、さら
に、融解のために必要なエネルギーの大部分がまた場合によっては供給物質の最
終還元のために必要なエネルギーの大部分が、電気的に供給されるおよび／また
は炭素含有材料の燃焼および／またはガス化によって供給されるようになってい
る。本発明は、さらに、本発明による方法において使用される多機能ランスに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】

欧州特許出願公開明細書第０２５７４５０号には、製鉄のためのアーク炉に
おいてエネルギー導入量を増大させるための方法および電流を節約するための方
法が開示されている。この場合、吹付デバイスから自由酸素ジェットを放出する
ことによって、炉からの廃棄ガスの後燃焼が行われ、バス下ノズルを使用するこ
とによってバスを移動させる。ＣＯの形成のための石炭が、中空電極を通してま
たはバス下ノズルを通して供給され、ＣＯの形成のための酸素が、バス下ノズル
を通して融液に対して同様に供給される。

【０００３】この場合の欠点は、石炭導入装置やＣＯ形成装置や後燃焼装置としてみた場合
の、消費の大きさである。さらに、酸素導入のために必要とされているバス下ノ
ズルが大きな摩耗に曝され、そのため、使用寿命が短いことである。

【０００４】また、冶金学的な目的のための加熱や送風に利用可能なまた冶金学的反応炉内
における燃焼に利用可能な装置や方法として、多くの提案がなされている。

【０００５】英国特許出願公開明細書第１，０１５，５８１号には、中央酸素ダクトと、こ
のダクトを取り囲んで配置された燃料供給ダクトと、酸素のための外側環状ダク
トと、を有してなるバーナーが開示されている。燃料と酸素とは、それぞれの放
出口から放出された直後に相互混合することとなる。この文献においては、バー
ナーは、上方から酸素を供給するタイプのすべての製鉄方法において使用可能と
されている。

【０００６】しかしながら、そのようなバーナーは、後燃焼のために大量の炉ガスを吸入す
ることに関しては不適切である。そのため、エネルギー収支の向上に際しては、
全く寄与することができないあるいはごくわずかしか寄与することができない。

【０００７】オーストリア国特許明細書第４０２，９６３号には、特別に構成されたバーナ
ーによる燃料の燃焼が開示されている。バーナーのチャンバ内において燃料と酸
素とが迅速にかつ大いに渦巻混合されることの結果として、放出される混合体は
、混合ジェットの延在距離においてすぐに速度を落としてしまう。したがって、
そのようなバーナーの火炎長さは、比較的短い。この場合にも、炉ガスの吸入は
無視できる程度に小さなものであって、エネルギー収支の向上に対する寄与が小
さい。さらに、そのようなバーナーは、溶融スチールの精練に対しては、ごくわ
ずかしか適切ではない。

【０００８】国際特許出願第９１／００３６６号には、冶金学的炉を加熱するための方法お
よび装置が記載されており、この場合、内部酸素ダクトは、燃料ダクトによって
環状に包み込まれている。この場合、燃料は、不活性〜弱い還元性という程度の
キャリアガスによって供給される。この場合にも、バーナージェット内に炉廃棄
ガスを吸入することによる炉廃棄ガスの後燃焼が起こらず、融液の精練には不適
切である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

したがって、本発明の目的は、従来技術における欠点を回避し得るような、上
記方法において使用するための方法および装置を提供することである。特に、金
属融液を製造するに際して、公知方法よりも電力や化石燃料といったようなエネ
ルギー消費量が少ないとともにより短い時間で実行できるような方法が提供され
る。また、本発明による方法を実現するために使用するための多機能ランスであ
って、構成がコンパクトかつ単純であるとともに、修理が必要とされた場合には
容易にかつ単純に修理し得るような多機能ランスが提供される。

【００１０】上記目的は、本発明により、Ａ）燃焼ステップにおいて、供給物質に対して、１つまたは複数の多機能ランス
を使用したガス状および／または液体状の炭素含有材料と酸素含有ガスとの供給
さらには燃焼によって付加的なエネルギーを供給し、Ｂ）カッティングおよび融解ステップにおいて、１つまたは複数の多機能ランス
を使用した酸素含有ガスの集中的供給によって、固体供給材料をカットして部分
的に融解させ、Ｃ）精練ステップにおいて、１つまたは複数の多機能ランスを使用した酸素含有
ガスの集中的供給によって、融解させた供給材料を精練し、Ｄ）炭素供給ステップにおいて、１つまたは複数の多機能ランスを使用すること
により炭素含有材料および／または付加的エネルギーを前記供給材料に対して供
給し、場合によっては、微粒状および／またはダスト状の固体炭素含有材料の供
給ならびに燃焼によって供給材料に対して付加的エネルギーを供給し、Ｅ）後燃焼ステップにおいて、冶金学的容器からの廃棄ガスを、１つまたは複数
の多機能ランスによる冶金学的容器内の廃棄ガスの延在スペースに向けての少な
くとも２次元的な酸素含有ガスの放出によって後燃焼させ、Ｆ）固体導入ステップにおいて、１つまたは複数の多機能ランスによる微粒状お
よび／またはダスト状の固体凝集物および／または合金化剤の導入によって必要
な物質を供給材料に対して供給し、これにより、金属融液の組成を所望の組成と
する場合において、Ａ）ステップ〜Ｆ）ステップを、供給材料の組成に応じてまた金属融液の所望
組成に応じて、所望の組合せにおいて選択的に行い、特に、Ａ）ステップ〜Ｆ）
ステップを、この順に従って順次的に、および／または、この順とは逆の順に従
って順次的に、および／または、同時に、および／または、いくつかのステップ
を省略することによって、行うことを特徴とする方法によって得られる。

【００１１】本発明による方法により、有利な特徴点においては、金属融液を、例えば電気
炉または転炉または溶融ガス化器において、エネルギーを節約しかつ時間を短縮
できる態様でもって、得ることができる。さらに、杓またはスラグ転換用容器を
、冶金学的容器として使用することができる。それぞれの冶金学的容器は、加圧
状態または大気圧状態または減圧状態または真空状態とすることができる。

【００１２】本発明による方法において使用される多機能ランスは、個々のステップを、フ
レキシブルにかつ自由な選択性でもって行うことができ、特に、同時に行うこと
もできる。

【００１３】特にスチール融液といったような融液の製造のための固体金属キャリアは、こ
れら材料が既に金属的なものでありそのため大きなエネルギー消費を要すること
なく還元できることにより、使用度が増大する。したがって、そのような固体金
属キャリアは、大部分が再循環される。特に、例えばスクラップや銑鉄やキャス
ト鉄等といったようなそのような材料は、電気炉内において処理される。そのた
め、電気炉の動作特性を改良することが特に重要である。炉のサイクル時間を短
縮するために融解および精練を迅速に行うことは、熱損失を小さくするために重
要であり、電極の消費を少なくするために重要であり、さらに、近年の連続型キ
ャストプラントにおける連続的供給のために重要である。しかも、電気炉の融解
容量は、電気エネルギーと化石エネルギーとの並列的導入制御の結果として、増
大する。

【００１４】これら要求は、本発明による方法によって満足される。

【００１５】本発明による方法における有利な特徴点においては、１つまたは複数の多機能
ランスとして、バーナーと精練ランスと後燃焼ランスとのうちの任意のものを組
み合わせたものが使用され、特に電気炉の場合には、１つまたは複数の多機能ラ
ンスとして、バーナーと精練ランスと後燃焼ランスとバス下ノズルと中空電極と
のうちの任意のものを組み合わせたものが使用され、特に転炉の場合には、１つ
または複数の多機能ランスとして、バーナーと精練ランスと後燃焼ランスと任意
構成の側部ノズルとのうちの任意のものを組み合わせたものが使用される。

【００１６】よって、バーナーおよび／または精練ランスおよび／または後燃焼ランスは、
対応ステップの『基本負荷』に対応し、加えて、特に重要な観点においては、多
機能ランスを使用することにより、エネルギーが導入され、融解が行われ、精錬
が行われ、石炭および／または合金化剤が供給され、廃棄ガスが後燃焼される。
これにより、方法を迅速に行うことができる。

【００１７】本発明による方法における他の有利な実施形態においては、固体導入ステップ
において、部分的にまたは完全に溶融した供給材料の内部にまたは上面上に、例
えばクロム鉱石やニッケル鉱石やマンガン鉱石といったような金属鉱石、例えば
ニッケル酸化物やバナジウム酸化物やクロム酸化物といったような金属酸化物、
鉄カーバイド、カルシウムカーバイド、アルミニウム、ＦｅＳｉ、ＦｅＣｒ、Ｆ
ｅＭｎ、オイル含有スケール、スラグ、スラグ発泡体、ダスト除去システムから
のダスト、研磨ダスト、金属チップ、脱酸素剤、軽量シュレッダーダスト、石灰
、石炭、コークス、および、スポンジ状鉄の中から選択された１つまたは複数の
物質でありかつ微粒状およびダスト状とされた物質が導入される。

【００１８】複数の物質を導入する場合には、これら物質は、部分的にまたは完全に溶融し
た供給材料の内部にまたは上面上に、相互混合された状態でまたは個別的に、導
入される。物質の混合導入は、例えば、金属鉱石および／または金属酸化物を脱
酸素剤と一緒に導入する場合に、いささか有利である。

【００１９】好ましくは、後燃焼ステップにおいては、酸素含有ガスの供給は、周期的に変
動させて、および／または、パルス的に、行われる。

【００２０】その結果、冶金学的容器内の廃棄ガスの後燃焼を、特に効果的に行うことがで
きて、同時に放出されるエネルギーが、供給材料に対して高効率で伝達され、廃
棄ガス系内における損失となることがなく、熱負荷を軽減することができる。

【００２１】本発明による方法における他の実施形態においては、炭素供給ステップにおい
て、および／または、電気炉の場合における固体導入ステップにおいて、多機能
ランスからのジェットは、炉の屋根内の孔を通しての融液上への、固体材料の投
入落下箇所の近傍に、または、固体材料の投入落下箇所に、向けられる、あるい
は、融液上へのアークの近傍に向けられる。

【００２２】同等に有利な実施形態においては、炭素供給ステップにおいて、および／また
は、転炉の場合における固体導入ステップにおいて、多機能ランスからのジェッ
トは、他のランスからのまたは側部ノズルからの酸素ジェットの融液に対しての
衝突箇所の近傍にまたは衝突箇所に、向けられる。

【００２３】これら２つの実施形態は、大量の鉱石やＮｉＯや酸化性微粒およびダストを、
石炭と混合して、還元しなければならない場合に、特に有利である。供給材料の
還元および融解は、最大のエネルギーが同時に供給される場所に炭素を供給する
ことによって、特に加速される。

【００２４】本発明による方法の特に有利な特徴点においては、Ａ）、Ｂ）、Ｄ）、Ｅ）、
Ｆ）ステップのうちの１つまたは複数のステップが、多機能ランスを使用して、
精練ステップと実質的に同時に多機能ランスを使用して行われる。特に好ましく
は、燃焼ステップが、精練ステップと実質的に同時に行われる。『実質的に同時
に』という用語は、ここでは、２つのステップが少なくとも部分的に時間的にオ
ーバーラップしていることを意味している。

【００２５】酸素含有ガスを集中的に供給することによって、溶融した供給材料を精練する
ことに加えて、液体状のおよび／またはガス状の炭素含有物質と酸素含有ガスと
が導入され、炭素含有物質が燃焼される。

【００２６】本発明による方法における他の有利な特徴点においては、精練ステップにおい
て、炭素含有率の小さい好ましくは鉄合金融液を製造する場合に、酸素含有ガス
の集中的供給に加えて、スチーム、および／または、例えば窒素といったような
不活性ガス、および／または、希ガスが、部分的にまたは完全に溶融した供給材
料の内部にまたは上面上に供給される。

【００２７】したがって、ＣＯ分圧、ならびに、鉄のスラグ化および特にクロムのスラグ化
といったような合金材料のスラグ化が、大いに低減される。

【００２８】本発明による方法におけるある実施形態においては、炭素供給ステップにおい
て、炭素含有率の小さい鉄融液またはスチール融液を製造するために、融液の上
方に位置したスラグの内部と上面上とにだけ、低速で炭素含有材料が供給される
。

【００２９】これにより、融液の付加的な精練が避けられる。この場合、炭素含有材料は、
主に、スラグの発泡に寄与する。

【００３０】本発明による方法の他の有利な実施形態においては、Ａ）、Ｂ）、Ｃ）、Ｅ）
ステップのうちの１つまたは複数のステップを行う際に、可燃性および／または
不燃性の液体であるとともに可能であれば廃棄の困難な毒性の液体を、１つまた
は複数の多機能ランスを使用することによって導入し、これにより、液体の熱分
解を行って環境に適合しやすい（環境にやさしい）形態で廃棄するという液体導
入ステップ（Ｇ）が行われる。

【００３１】この場合における液体という用語は、溶媒に対しての廃棄固体の溶液をも包含
している。

【００３２】好ましくは、液体導入ステップは、冶金学的容器内の最高温度箇所において行
われる。したがって、精練ステップ時に液体導入ステップを行うこと、あるいは
、液体ジェットを融液上のアークとの衝突箇所に向けること、が特に好ましい。

【００３３】例えばクエンチングや活性化された炭の供給等といったような、冶金学的容器
内の廃棄ガスに関する適切な処置と組み合わせることにより、廃棄困難な液体を
環境に適合した態様で廃棄できるだけではなく、有益に廃棄することができる。

【００３４】本発明による方法における他の実施形態においては、精練ステップ（Ｃ）時に
、酸素含有ガスからなる供給ジェットが、多機能ランスによる他のガスジェット
の導入によって、制御された形態で影響を受ける。

【００３５】本発明の主題は、また、本発明による方法において使用するための多機能ラン
スであって、互いに入れ子式に配置されるとともに長さ方向中心軸に対して同心
的なものとされさらに多機能ランスのヘッドを形成することとなる共通端部を有
しているような複数のチューブを具備している。

【００３６】本発明の目的を達成するための手段は、特に、多機能ランスが大量の固体を投
入するのに適しているか、あるいは、少量の固体を投入するのに適しているか、
に依存する。

【００３７】少量の固体を供給するに際しては、本発明における目的は、・供給ダクトを形成するための、特に、微粒〜ダスト状とされた固体物質のため
の供給ダクトを形成するための、第１チューブ（１）を備えているという特徴点
と、・第１チューブ（１）を囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給するための
、第１環状ギャップ（４）を形成する第２チューブ（３）であって、開口部材（
５）がラバルノズルとして構成されている第２チューブ（３）を備えているとい
う特徴点と、・第２チューブ（３）を囲むことによって、特にガス状および／または液体状の
燃料を供給するための、第２環状ギャップ（７）を形成する第３チューブ（６）
を備えているという特徴点と、・第３チューブ（６）を囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給するための
、第３環状ギャップ（９）を形成する第４チューブ（８）を備えているという特
徴点と、・第４チューブ（８）を囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給するための
、第４環状ギャップ（１１）を形成する第５チューブ（１０）であって、第４環
状ギャップ（１１）が、開口部材の側において、複数の流出ダクト（１２）を形
成するようにして終端しており、各流出ダクト（１２）を通しての流出の向きが
、前記長さ方向中心軸（２）から遠ざかる向きとされているような、第５チュー
ブ（１０）を備えているという特徴点と、を組み合わせることによって得られる。

【００３８】この場合、特に有利なのは、主に第１チューブを通して、微粒状および／また
はダスト状の固体を、融液またはスラグの内部および／または上面上に供給する
ことである。方法に依存して、炭素導入ステップにおいては、特に石炭といった
ような炭素含有材料の供給が行われ、ただし場合によっては、例えばコークスや
軽量シュレッダーダストといったような炭素含有材料の供給が行われ、固体供給
ステップにおいては、凝集物および／または合金化剤の供給が行われる。ここで
、凝集物および合金化剤という用語は、特にスチール融液や銑鉄融液といったよ
うな金属融液の製造において通常的に使用されるような、すべての従来的なスラ
グ形成剤や、スラグ発泡剤や、不要同伴材料のための酸化剤や、金属融液の所望
組成の硬化剤、等を意味している。第１チューブにより、本発明による多機能ラ
ンスは、炭素供給機能と固体供給機能とを行うことができる。

【００３９】上記特徴点を組み合わせたことを特徴とする多機能ランスを使用すれば、最大
１０ｋｇ／ｍｉｎという程度で、固体を供給することができる。

【００４０】第２チューブの開口部材がラバルノズルとして構成されていることにより、カ
ッティングおよび融解ステップ時におよび精練ステップ時に供給される酸素含有
ガスの流入圧力は、パルスに変換することができる。すなわち、速度に変換する
ことができる。第１チューブおよび第２チューブによって形成されている第１環
状ギャップにより、本発明による多機能ランスは、カッティング機能と融解機能
と精練機能とを行うことができる。

【００４１】酸素含有ガスという用語は、好ましくは、例えば空気分離プラントにおいて得
られる酸素といったような工業用酸素や、空気や、酸素が増量された空気、を意
味している。

【００４２】第２環状ギャップおよび第３環状ギャップは、燃焼ステップにおいて、例えば
天然ガスや燃料オイルといったようなガス状および／または液体状燃料の供給の
ために使用される、あるいは、燃料を燃焼させるための特に工業用酸素といった
ような酸素含有ガスの供給のために使用される。第２環状ギャップと第３環状ギ
ャップとを一緒に使用することにより、本発明による多機能ランスは、燃焼ステ
ップにおいてバーナー機能を行うことができる。

【００４３】第４チューブと第５チューブとによって形成された第４環状ギャップは、後燃
焼ステップにおいて、酸素含有ガスの供給のために使用される。よって、第４環
状ギャップを使用することにより、本発明による多機能ランスは、後燃焼機能を
行うことができる。

【００４４】好ましい実施形態においては、第４環状ギャップは、開口部材の側において、
２〜１６個の好ましくは４〜６個の流出ダクトを形成するようにして、終端して
いる。

【００４５】流出ダクトは、長さ方向中心軸から遠ざかる向きとされている。好ましくは、
流出ダクトは、長さ方向中心軸と流出ダクトの開口部材との双方を通る平面上に
対しての、各流出ダクトの中心軸の垂直投影が、長さ方向中心軸に対して、２．
５〜２５°という角度αを形成する好ましくは５〜１５°という角度αを形成す
るような、向きとされている。

【００４６】流出ダクトのこの構成に基づいて、流出ダクトを通して冶金学的容器内に供給
される酸素含有ガスにより、冶金学的容器内の幅広い領域をカバーすることがで
き、燃焼可能な廃棄ガスを後燃焼させることができる。

【００４７】有利な特徴点においては、流出ダクトの中心軸は、多機能ランスの長さ方向中
心軸に対して傾斜している。より詳細には、流出ダクトの中心軸は、長さ方向中
心軸に対して直交する平面上に対しての、各流出ダクトの中心軸の垂直投影が、
長さ方向中心軸と流出ダクトの開口部材との双方を通る平面に対して、２．５〜
６０°という角度βを形成する好ましくは５〜３５°という角度βを形成する要
にして、多機能ランスの長さ方向中心軸に対して傾斜している。

【００４８】流出ダクトのこの構成により、流出ダクトを通して供給される酸素含有ガスが
螺旋回転運動を行うことによりまた酸素ガスジェット内に巻き込まれる廃棄ガス
も螺旋回転運動を行うことにより、冶金学的容器内の廃棄ガスの総合的な後燃焼
が行われる。このことは、酸素含有ガスと廃棄ガスとの相互混合を促進し、後燃
焼を促進させる。

【００４９】また、個々の角度α、βは、それぞれの流出ダクトに対してそれぞれ異なるよ
うに選択することができる。これにより、多機能ランスを使用する場合の個別的
な境界条件を、最適に考慮することができるようになる。

【００５０】最も外側のチューブ、すなわち、第５チューブには、有利には、冷却機構が設
けられている。好ましくは、冷却機構は、水冷式の二重ケーシングとして構成す
ることができる。

【００５１】この特徴点において設けられる冷却機構により、多機能ランスの寿命が、延長
される。

【００５２】他の有利な特徴点においては、第２，第３チューブの開口部材が、外面にスロ
ットを有しており、これらスロットは、好ましくは、長さ方向中心軸に対して平
行に配置されている。これらスロットは、各開口部材の冷却性能を改良するよう
に機能する。

【００５３】有利な構成の変形例においては、第１チューブの開口部材と第２チューブの開
口部材と第３チューブの開口部材とは、長さ方向中心軸に対して直交する第１開
口平面内において終端しており、第４チューブの開口部材と第５チューブの開口
部材とは、長さ方向中心軸に対して直交する第２開口平面内において終端してお
り、第１開口平面は、第２開口平面よりも、奥の方に配置されている（セットバ
ックされている）。

【００５４】この場合、水冷式の二重壁ケーシングは、便宜的には、第２開口平面のところ
にまで先端側（前面側）へと延出される。

【００５５】これにより、多機能ランスの内部に配置されているチューブが、開口部材にか
かる機械的応力に対して、より良好に保護される。

【００５６】修理作業をより迅速にかつより単純に行い得るように、第２チューブの開口部
材は、第２チューブに対して、特にネジ連結といったようなものによって、着脱
可能であるように形成されている。

【００５７】有利な実施形態においては、第１チューブは、耐摩耗性のものとして構成され
ており、場合によっては、第２チューブも、耐摩耗性のものとして構成されてい
る。

【００５８】第１チューブの耐摩耗性構成、および、場合によっては第２チューブの耐摩耗
性構成は、好ましくは、クロムカーバイドと合金化されたスチールから、または
、硬質クロムメッキされたスチールから、または、硬質クロムメッキされた銅か
ら、または、銅から、または、セラミックインサートを有したスチールから、ま
たは、内面がカバーされている場合によっては外面もカバーされているスチール
から、形成される。

【００５９】このような耐摩耗性構成により、例えば微粒状石炭や金属酸化物やスラグ形成
剤等といったような摩耗性の媒質を、第１チューブを通して、場合によっては第
１チューブと第２チューブとによって形成されている環状ギャップを通して、融
液またはスラグの内部へとまたは上面上へと、キャリアガスを利用して、第１チ
ューブおよび第２チューブの寿命を著しく縮めることなく、供給することができ
る。

【００６０】さらに、修理をより迅速にかつより単純に行い得るように、有利には、第３チ
ューブおよび第４チューブは、長さ方向において分割されており、それぞれのチ
ューブ部分は、特にネジ連結といったような解除可能な連結によって、互いに固
定されている。

【００６１】他の有利な実施形態においては、第２チューブの開口部材に加えて、第１チュ
ーブの開口部材および／または第３チューブの開口部材および／または第４チュ
ーブの開口部材および／または流出ダクトが、ラバルノズルとして構成されてい
る。

【００６２】このことは、精練機能およびカッティング機能に加えて、特に、高速ジェット
を得るためには、好都合である。したがって、特にバーナー機能や炭素供給機能
や固体供給機能や後燃焼機能のうちの１つまたは複数の機能のために、ガスジェ
ット、および／または、ガスと固体との混合ジェットを、パルス的にある深さ範
囲で進入させに際して、好都合である。

【００６３】第２チューブの開口部材をなすラバルノズルが、第２チューブの開口部材の円
錐台形状部の開口角度γが０．１〜５°という角度とされている好ましくは０．
５〜３°という角度とされているように、構成されていると有利である。

【００６４】開口角度γの選択は、また、特に、融解容器内の条件にも依存する。この場合
、融解容器が加圧状態であれば、γとしては、やや小さめの角度が選択される。
逆に、融解容器が減圧状態または真空状態であれば、γとしては、大きめの値を
選択することが有利である。

【００６５】他の有利な実施形態においては、第１チューブが、第２チューブ内において、
長さ方向中心軸に沿って移動可能とされており、固体供給機能および炭素供給機
能に、さらなる影響を及ぼすことができる。さらに、第１チューブが第２チュー
ブに対して引っ込められると、与えられている流入圧力が一定である場合には、
酸素の供給量が多くなることとなる。

【００６６】多機能ランスにキャリアガスを供給するために、第１チューブと第１環状ギャ
ップと第２環状ギャップと第３環状ギャップと第４環状ギャップとには、特に不
活性ガス供給手段とされるキャリアガス供給手段が接続されている。

【００６７】現在実行されているステップに応じて、キャリアガスすなわち不活性ガスは、
炭素や固体の注入のための注入ガスとして機能することができる、あるいは、カ
ッティングおよび融解ステップや精練ステップや燃焼ステップにおいて供給され
る酸素含有ガスの特定酸素量を設定するための注入ガスとして機能することがで
きる。さらに、多機能ランスは、本発明による方法における使用前においてまた
は特定の目的のために使用されていない部分において、不活性ガスによる弱い流
れによってクリーニングすることができ、金属残留物のない状態に維持すること
ができる。

【００６８】方法において必要とされるすべてのまたは他のガスを多機能ランスに対して供
給するために、第１チューブと第１環状ギャップと第３環状ギャップと第４環状
ギャップとには、酸素供給手段と、空気供給手段と、場合によってはスチーム供
給手段と、固体供給手段と、が接続されており、固体供給手段は、着脱可能に構
成されている。第２環状ギャップには、液体状のおよび／またはガス状の燃料を
供給するための燃料供給手段が接続されている。

【００６９】主には第１チューブは石炭および固体を供給するものではあるけれども、カッ
ティングおよび融解ステップおよび／または精練ステップにおいて必要とされた
場合に、第１チューブを通して酸素を供給可能とするために、キャリアガス供給
手段および第１チューブの固体供給手段から、酸素供給手段への切換が、特に切
換バルブといったような切換デバイスによって、可能とされている。

【００７０】有利には、多機能ランスに対してのガス供給は、各ガスの流入圧力を設定する
ことによって制御可能とされている。

【００７１】これに代えて、あるいは、これに加えて、多機能ランスに対してのガス供給が
、個々のガスラインに対して取り付けられている単純な剛直ダイヤフラムおよび
／または迅速作用式のストップバルブによって設定可能とされる。

【００７２】さらに、本発明の目的は、大量の固体を供給するに際しては、・供給ダクトを形成するための、特に、液体または酸素含有ガスのための供給ダ
クトを形成するための、第１チューブを備えているという特徴点と、・第１チューブを囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給するための、第１
環状ギャップを形成する第２チューブであって、開口部材がラバルノズルとして
構成されている第２チューブを備えているという特徴点と、・第２チューブを囲むことによって、特にガス状および／または液体状の燃料を
供給するための、第２環状ギャップを形成する第３チューブを備えているという
特徴点と、・第３チューブを囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給するための、第３
環状ギャップを形成する第４チューブを備えているという特徴点と、・第４チューブを囲むことによって、特に冷却水を供給するための、第４環状ギ
ャップを形成する第５チューブであって、第４環状ギャップが開口部材の側にお
いて閉塞されているような、第５チューブを備えているという特徴点と、・第５チューブを囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給するための、第５
環状ギャップを形成する第６チューブであって、第５環状ギャップが、開口部材
の側において、複数の流出ダクトを形成するようにして終端しており、各流出ダ
クトを通しての流出の向きが、長さ方向中心軸から遠ざかる向きとされているよ
うな、第６チューブを備えているという特徴点と、・第６チューブを囲むことによって、特に冷却水の抽出のための、第６環状ギャ
ップを形成する第７チューブであって、第６環状ギャップが、開口部材の側にお
いて、閉塞しているように構成されており、第６環状ギャップが、第４環状ギャ
ップに対して、流出ダクトに対しては交差していない孔を介して、ヘッドの領域
において連通しているような、第７チューブを備えているという特徴点と、・特に微粒〜ダスト状の固体物質を供給するために、耐摩耗性の構成とされたノ
ズルチューブであって、第５環状ギャップ内に配置されるとともに、それぞれの
中心軸が、長さ方向中心軸と平行なものとされ、孔とも流出ダクトとも交差する
ことなく、ヘッドにおいて開口しているような、１〜９個のノズルチューブを備
えているという特徴点と、を組み合わせることによって、得られる。

【００７３】この場合、特に有利なのは、ノズルチューブを通して、微粒状および／または
ダスト状の固体を、融液またはスラグの内部および／または上面上に供給するこ
とである。方法に依存して、炭素導入ステップにおいては、特に石炭といったよ
うな炭素含有材料の供給が行われ、ただし場合によっては、例えばコークスや軽
量シュレッダーダストといったような炭素含有材料の供給が行われ、固体供給ス
テップにおいては、凝集物および／または合金化剤の供給が行われる。ここで、
凝集物および合金化剤という用語は、特にスチール融液や銑鉄融液といったよう
な金属融液の製造において通常的に使用されるような、すべての従来的なスラグ
形成剤や、スラグ発泡剤や、不要同伴材料のための酸化剤や、金属融液の所望組
成の硬化剤、等を意味している。ノズルチューブにより、本発明による多機能ラ
ンスは、炭素供給機能と固体供給機能とを行うことができる。

【００７４】上記特徴点を組み合わせたことを特徴とする多機能ランスを使用すれば、最大
２００ｋｇ／ｍｉｎという程度で、固体を供給することができる。このことは、
従来までは融液の製造のために必要とされていた電気エネルギーの比較的大部分
を化石エネルギーによって代替する場合には、特に有利である。これにより、例
えば、幅広い様々な使用例においてスラグおよび／または融液内に気圧的に比較
的大量の上記固体を供給する場合に、製造効率を向上させることができる。

【００７５】第２チューブの開口部材がラバルノズルとして構成されていることにより、カ
ッティングおよび融解ステップ時におよび精練ステップ時に供給される酸素含有
ガスの流入圧力は、パルスに変換することができる。すなわち、速度に変換する
ことができる。第１チューブおよび第２チューブによって形成されている第１環
状ギャップにより、本発明による多機能ランスは、カッティング機能と融解機能
と精練機能とを行うことができる。

【００７６】酸素含有ガスという用語は、好ましくは、例えば空気分離プラントにおいて得
られる酸素といったような工業用酸素や、空気や、酸素が増量された空気、を意
味している。

【００７７】第１チューブは、ジェット伝搬がしたがってラバルジェットの精練効果が第１
チューブによって制御されるという点において、第１環状ギャップからのラバル
ジェットのパルスを再現性良く制御するように機能する。このことは、また、バ
ス高さが低い場合に冶金学的容器の耐火性底面が付加的な摩耗を受けないために
、または、スチール融液の上方におけるスラグ内の大きなＦｅＯ含有率を制御す
るために、使用される。これにより、融液の炭素含有率が比較的高い場合であっ
てさえも、金属融液の脱リン特性を大幅に改良することができる。したがって、
本発明による多機能ランスは、スラグ内の酸化鉄含有率を制御することができる
。したがって、脱リン特性を制御することができる。また、鉄融液の例えば脱バ
ナジウムを行うこともできる。

【００７８】廃棄すべき液体を、第１チューブを通して、多機能ランスの前方側のラバルジ
ェット内へとまたは焦点スポット内へと、注入することもできる。よって、第１
チューブにより、特に、本発明による多機能ランスは、液体供給機能を行うこと
ができる。

【００７９】しかしながら、通常は、第１チューブ内には、酸素ガスや酸素含有ガスが導入
される。合金融液の精練時には、第１チューブ内には、多機能ランスの前方側の
焦点スポットにおけるＣＯ分圧を低下させるためにしたがってクロムのスラグ化
を低減させるために、空気や不活性ガスやスチームを導入することができる。

【００８０】燃焼ステップにおいては、第２環状ギャップおよび第３環状ギャップは、例え
ば天然ガスや燃料オイルといったようなガス状および／または液体状燃料の供給
のために使用される、あるいは、燃料を燃焼させるための特に工業用酸素といっ
たような酸素含有ガスの供給のために使用される。第２環状ギャップと第３環状
ギャップとを一緒に使用することにより、本発明による多機能ランスは、燃焼ス
テップにおいてバーナー機能を行うことができる。

【００８１】第５チューブと第６チューブとによって形成された第５環状ギャップは、後燃
焼ステップにおいて、酸素含有ガスの供給のために使用される。よって、第５環
状ギャップを使用することにより、本発明による多機能ランスは、後燃焼機能を
行うことができる。

【００８２】多機能ランスの寿命は、多機能ランスのヘッド内に配置された冷却機構によっ
て、延長される。冷却機構は、第５環状ギャップと第６環状ギャップと、これら
ギャップ間を連通する孔と、によって形成されている。

【００８３】好ましい実施形態においては、第５環状ギャップは、開口部材の側において、
２〜１６個の好ましくは４〜６個の流出ダクトを形成するようにして、終端して
いる。

【００８４】流出ダクトは、長さ方向中心軸から遠ざかる向きとされている。好ましくは、
流出ダクトは、長さ方向中心軸と流出ダクトの開口部材との双方を通る平面上に
対しての、各流出ダクトの中心軸の垂直投影が、長さ方向中心軸に対して、２．
５〜２５°という角度αを形成する好ましくは５〜１５°という角度αを形成す
るような、向きとされている。

【００８５】流出ダクトのこの構成に基づいて、流出ダクトを通して冶金学的容器内に供給
される酸素含有ガスにより、冶金学的容器内の幅広い領域をカバーすることがで
き、燃焼可能な廃棄ガスを後燃焼させることができる。

【００８６】有利な特徴点においては、流出ダクトの中心軸は、多機能ランスの長さ方向中
心軸に対して傾斜している。より詳細には、流出ダクトの中心軸は、長さ方向中
心軸に対して直交する平面上に対しての、各流出ダクトの中心軸の垂直投影が、
長さ方向中心軸と流出ダクトの開口部材との双方を通る平面に対して、２．５〜
６０°という角度βを形成する好ましくは５〜３５°という角度βを形成する要
にして、多機能ランスの長さ方向中心軸に対して傾斜している。

【００８７】流出ダクトのこの構成により、流出ダクトを通して供給される酸素含有ガスが
螺旋回転運動を行うことによりまた酸素ガスジェット内に巻き込まれる廃棄ガス
も螺旋回転運動を行うことにより、冶金学的容器内の廃棄ガスの総合的な後燃焼
が行われる。このことは、酸素含有ガスと廃棄ガスとの相互混合を促進し、後燃
焼を促進させる。

【００８８】また、個々の角度α、βは、それぞれの流出ダクトに対してそれぞれ異なるよ
うに選択することができる。これにより、多機能ランスを使用する場合の個別的
な境界条件を、最適に考慮することができるようになる。

【００８９】第２チューブの開口部材をなすラバルノズルが、第２チューブの開口部材の円
錐台形状部の開口角度γが０．１〜５°という角度とされている好ましくは０．
５〜３°という角度とされているように、構成されていると有利である。

【００９０】開口角度γの選択は、また、特に、融解容器内の条件にも依存する。この場合
、融解容器が加圧状態であれば、γとしては、やや小さめの角度が選択される。
逆に、融解容器が減圧状態または真空状態であれば、γとしては、大きめの値を
選択することが有利である。

【００９１】他の有利な特徴点においては、第２，第３チューブの開口部材が、外面にスロ
ットを有しており、これらスロットは、好ましくは、長さ方向中心軸に対して平
行に配置されている。これらスロットは、各開口部材の冷却性能を改良するよう
に機能する。

【００９２】有利な構成の変形例においては、第２チューブの開口部材と第３チューブの開
口部材とは、長さ方向中心軸に対して直交する第１開口平面内において終端して
おり、第４チューブの開口部材と第５チューブの開口部材と第６チューブの開口
部材と第７チューブの開口部材とは、長さ方向中心軸に対して直交する第２開口
平面内において終端しており、第１開口平面は、第２開口平面よりも、奥の方に
配置されている（セットバックされている）。

【００９３】これにより、多機能ランスの内部に配置されているチューブが、開口部材にか
かる機械的応力に対して、より良好に保護される。

【００９４】他の有利な実施形態においては、第１チューブが、第２チューブ内において、
長さ方向中心軸に沿って移動可能とされており、第１環状ギャップからのラバル
ジェットに対して、さらなる影響を及ぼすことができる。さらに、第１チューブ
が第２チューブに対して引っ込められると、与えられている流入圧力が一定であ
る場合には、酸素の供給量が多くなることとなる。

【００９５】修理作業をより迅速にかつより単純に行い得るように、第２チューブの開口部
材は、第２チューブに対して、特にネジ連結といったようなものによって、着脱
可能であるように形成されている。

【００９６】さらに、修理をより迅速にかつより単純に行い得るように、有利には、第３チ
ューブおよび／または第４チューブおよび／または第５チューブおよび／または
第６チューブおよび／または第７チューブは、長さ方向において少なくとも１回
は分割されており、それぞれのチューブ部分は、特にネジ連結および／またはＯ
リングによってシールされたスライド連結といったような解除可能な連結によっ
て、互いに固定されている。

【００９７】他の有利な実施形態においては、第２チューブの開口部材に加えて、第３チュ
ーブの開口部材および／または第４チューブの開口部材および／または流出ダク
トおよび／または１つまたは複数のノズルチューブの開口部材が、ラバルノズル
として構成され、第１チューブの開口部材の径が、拡径されている。

【００９８】このラバルノズル構成は、精練機能およびカッティング機能に加えて、特に、
高速ジェットを得るためには、好都合である。したがって、特にバーナー機能や
炭素供給機能や固体供給機能や後燃焼機能のうちの１つまたは複数の機能のため
に、ガスジェット、および／または、ガスと固体との混合ジェットを、パルス的
にある深さ範囲で進入させに際して、好都合である。

【００９９】第１チューブの開口部材の口径の拡径は、特に融解容器が減圧状態または真空
状態とされている場合に、有利である。

【０１００】有利な実施形態においては、１つまたは複数のノズルチューブが、耐摩耗性の
ものとして構成されている。

【０１０１】ノズルチューブの耐摩耗性構成は、好ましくは、クロムカーバイドと合金化さ
れたスチールから、または、硬質クロムメッキされたスチールから、または、硬
質クロムメッキされた銅から、または、銅から、または、セラミックインサート
を有したスチールから、または、内面がカバーされている場合によっては外面も
カバーされているスチールから、形成される。

【０１０２】このような耐摩耗性構成により、例えば微粒状石炭や金属酸化物やスラグ形成
剤等といったような摩耗性の媒質を、ノズルチューブを通して、融液またはスラ
グの内部へとまたは上面上へと、キャリアガスを利用して、ノズルチューブの寿
命を著しく縮めることなく、供給することができる。

【０１０３】本発明による多機能ランスの他の有利な実施形態においては、１つまたは複数
のノズルチューブには、ヘッドから離れたところに、固体分散用チャンバが設け
られている。固体分散用チャンバは、全周を囲んでいる環状の実質的に円筒形の
中空ボディによって形成されているとともに、底面とカバーと側方限界とを有し
ている。１つまたは複数のノズルチューブは、固体分散用チャンバの底面に対し
て下方から開口しており、少なくとも１つの固体供給手段が、固体分散用チャン
バの側方限界内へと接線方向に開口している。

【０１０４】上記構成に加えて、さらなる環状の実質的に円筒形の中空ボディが、好ましく
は、設けられており、このさらなる中空ボディは、上面が開口しているとともに
、底面と側方限界とを有している。さらなる中空ボディは、固体分散用チャンバ
内において、固体分散用チャンバのカバーとさらなる中空ボディの側方限界との
間にギャップが形成されるようにして配置されている。１つまたは複数のノズル
チューブは、さらなる中空ボディの底面に対して開口している。

【０１０５】固体は、固体分散用チャンバ内へと接線方向に導入され、さらなる中空ボディ
の側方限界によって形成されている中間壁を介してギャップ内を流通し、その後
、ノズルチューブと連通している空間（つまり、さらなる中空ボディの内部空間
）内へと入る。ノズルチューブ内への進入部は、ノズルチューブ自身と同様に円
錐台形状であって、耐摩耗性のものとして構成されている。

【０１０６】固体分散用チャンバは、迅速作用式の固定具またはフランジによって、ランス
ボディに対して固定される。固体分散用チャンバは、固定を解除することによっ
て、取り外すことができる。耐摩耗性のノズルチューブは、固体分散用チャンバ
の底面を形成しているリング内に固定される。ノズルチューブは、容易に交換す
ることができる。

【０１０７】本発明による多機能ランスにおける固体分散用チャンバは、特に不活性ガス供
給手段といったようなキャリアガス供給手段に対して接続されているとともに、
１つまたは複数の固体供給手段に対して接続されていることが好都合である。

【０１０８】これに代えて、固体分散用チャンバが設けられない場合には、ノズルチューブ
自身が、特に不活性ガス供給手段といったようなキャリアガス供給手段に対して
接続されるとともに、１つまたは複数の固体供給手段に対して接続される。

【０１０９】さらに、多機能ランスからキャリアガスを供給するために、第１チューブと第
１環状ギャップと第２環状ギャップと第３環状ギャップと第５環状ギャップとは
、特に不活性ガス供給手段といったようなキャリアガス供給手段に対して接続さ
れる。

【０１１０】現在実行されているステップに応じて、キャリアガスすなわち不活性ガスは、
炭素や固体の注入のための注入ガスとして機能することができる、あるいは、カ
ッティングおよび融解ステップや精練ステップや燃焼ステップにおいて供給され
る酸素含有ガスの特定酸素量を設定するための注入ガスとして機能することがで
きる。さらに、多機能ランスは、本発明による方法における使用前においてまた
は特定の目的のために使用されていない部分において、不活性ガスによる弱い流
れによってクリーニングすることができ、金属残留物のない状態に維持すること
ができる。

【０１１１】方法において必要とされるすべてのまたは他のガスを多機能ランスに対して供
給するために、第１チューブと第１環状ギャップと第３環状ギャップと第５環状
ギャップとには、酸素供給手段と、空気供給手段と、場合によってはスチーム供
給手段と、が接続されている。第２環状ギャップには、液体状のおよび／または
ガス状の燃料を供給するための燃料供給手段が接続されている。

【０１１２】酸素および／または空気の供給に加えて、あるいは、酸素および／または空気
の供給に代えて、第１環状ギャップおよび／または第５環状ギャップには、高温
ガス供給手段を設けることができる。この場合には、高温ガスとは、約２００℃
〜約１２００℃という温度の、例えば酸素過剰とされた空気といったような酸素
含有ガスを意味している。

【０１１３】有利には、多機能ランスに対してのガス供給は、各ガスの流入圧力を設定する
ことによって制御可能とされている。

【０１１４】これに代えて、あるいは、これに加えて、多機能ランスに対してのガス供給が
、個々のガスラインに対して取り付けられている単純な剛直ダイヤフラムおよび
／または迅速作用式のストップバルブによって設定可能とされる。

【０１１５】本発明による多機能ランスのすべての実施形態に共通して、金属融液から放射
される特に可視光から近赤外領域の範囲といったような電磁波が、第１チューブ
および／または第１環状ギャップを通して、光学システムによって検出可能とさ
れているとともに、金属融液の温度および／または化学組成を決定するための検
出器に対して送信可能とされている。

【０１１６】そのような測定の際には、好ましくは、不活性ガスが、第１チューブおよび／
または第１環状ギャップを通して供給され、同時に、多機能ランスのバーナー機
能を、駆動状態のままとすることができる。この場合、金属融液の温度の決定お
よび／または金属融液の化学組成の決定のための、電磁波の評価手法は、高温測
定法および／またはスペクトル解析法によって行うことができる。同様の方法は
、国際特許出願第９７／２２８５９号において既に提案されている。この文献と
の相違点は、本発明においては、この文献において実施されているようなバス内
での測定を、行わないことである。

【０１１７】少量向けの実施形態においても多量向けの実施形態においても、本発明による
多機能ランスは、有利には、長さ方向軸に沿って移動可能であるようにして配置
される、または、長さ方向軸回りに回転可能に配置される。したがって、一方に
おいては、それぞれのガスジェットの、融液内への進入深さを、制御することが
できるとともに、バス面の高さが可変とされている場合には、ガスジェットの延
在長さを設定することができ、他方においては、より広範なバス面に対してアク
セスすることができるあるいは掃引することができる。

【０１１８】さらに、冶金学的容器内へと挿入された銅パネルの下方に、多機能ランスを、
移動可能および／または回転可能としつつ配置することが有利であることがわか
った。それは、多機能ランスが、より良好に保護されるからである。

【０１１９】本発明による方法において冶金学的容器内に設置される多機能ランスの数は、
冶金学的容器のタイプとサイズと、使用している多機能ランスの実施形態と、に
依存して変化する。１〜１０個の多機能ランスを使用することができる。数を多
くすると高くなってしまう設備コストは、炭素および固体によってエネルギーが
導入されることと、炉内空間全体にわたってまたは融液表面全体にわたって実質
的に均等に後燃焼が起こることと、各冶金学的容器の製造効率が向上することと
、によって、それ以上に補償される。

【０１２０】例えば５個といったような比較的数の多い多機能ランスの場合には、多機能ラ
ンスを小さな寸法のものとして構成することが有利である。これにより、供給に
関しての合計断面積が、例えば１個や２個の多機能ランスを使用するといったよ
うな少数の多機能ランスを設ける場合と、ほぼ同じとなる。

【０１２１】以降、電気炉および転炉が、本発明を限定することのない非制限的な例示とし
ての典型例として採用される。

【０１２２】特に断らない限り、以下においては、比較的大量の固体を供給するのに適した
多機能ランスを例にとって説明する。

【０１２３】用語を簡略化するために、それぞれ関連する開口部材や流出ダクトも含めて、
第１チューブ、第１環状ギャップ、第２環状ギャップ、第３環状ギャップ、第５
環状ギャップ、および、ノズルチューブに対して、それぞれ、ノズル１、ノズル
２、ノズル３、ノズル４、ノズル５、および、ノズル６という表現を使用する。

【０１２４】本発明においては、１つの多機能ランスが、あるいは、大きな炉の場合には複
数の多機能ランスが、融液の取出前の時点で測ったときのバス表面の上方に、好
ましくは、側壁に、ベイ領域、あるいは、炉の屋根から送風し得るような他の位
置に、設置される。多機能ランスが側壁にあるいはベイ領域に設置される場合に
は、多機能ランスの長さ方向中心軸は、バス表面に対して、３５°以上という傾
斜を有しているものとされる。多機能ランスは、一般的には、固定式に設置され
る。スラグ領域に長い耐火構造を有した電気炉の場合には、または、よくあるよ
うにベイ領域に長い耐火構造を有した電気炉の場合には、直線的に移動可能とさ
れた多機能ランスが、側壁におよび／またはベイ領域にまたは炉の屋根に設置さ
れる。この場合、多機能ランスは、回転可能であっても回転不可能であっても良
い。

【０１２５】電気炉が従来技術におけるようなバーナーや後燃焼ランスを備えているかどう
かに応じて、多機能ランスは、好ましくは、炉内の低温領域（低温スポット）ま
たはベイ領域において使用される。しかしながら、原理的には、多機能ランスは
、すべての炉内環境において使用することができ、また、炉の屋根から下方に移
動することができる。第５屋根孔から大量のスポンジ状鉄が例えば連続的に供給
されるような電気炉の場合には、多機能ランスからのジェットが、融液上へのス
ポンジ状鉄の落下衝撃箇所の近傍に位置するように構成することが有利である。
なぜなら、落下衝撃箇所においては、速やかにエネルギーを必要とするからであ
る。ＣＯが発生するものの、このＣＯは、後燃焼させることができ、石炭の供給
によってＦｅＯの形成が低減される。

【０１２６】側壁におけるランスの設置高さ位置に関しては、融液の特定の精練が重要であ
って融液内への酸素ジェットの進入が重要である場合には、例えばノズル２から
のジェットの延在長さが、２ｍ以下である必要がある。電気炉のベイ領域におい
ては、ジェットの延在長さは、最大でも１．２ｍである。転炉や同様の反応炉に
おいては、ジェットの延在長さは、実質的に２ｍよりも長いものとすることもで
きる。

【０１２７】多機能ランスを側壁に設置する場合には、電極の消費を最適化するために、多
機能ランスは、好ましくは、仮想円筒に対して接線方向を向くようにして設置さ
れる。円筒直径は、電極配置円と炉壁との間である。

【０１２８】多機能ランスは、好ましくは、一辺の長さが約０．５ｍとされたほぼ正方形を
なす銅パネルであって強度の冷却がなされている銅パネルの内部に、挿入される
。これにより、ランスの周辺部分の寿命が延びる。このことは、特に、大きなス
クラップ破片が使用され、ノズル４から酸素を供給しかつノズル３から燃料を供
給しながらの予熱時間が短いものとされる場合に、重要である。その場合、特に
、ノズル５からの酸素ジェット、および、付加的にはノズル２からの酸素ジェッ
トは、従来型バーナーにおいて行われているように、短時間にわたって偏向させ
ることができ、供給量の一部をパネルに向けることができる。炉の内方に向けて
楔形状として挿入された銅パネルの下方に多機能ランスを設置することが特に重
要であることがわかった。というのは、多機能ランスが特に効果的に保護される
からである。

【０１２９】本発明による多機能ランスの動作について、以下説明する。

【０１３０】待機状態においては、各ノズルには媒体を導入する。すなわち、空気を導入し
（ノズル１）、空気を導入し（ノズル２）、Ｎ₂ を導入し（ノズル３）、空気を
導入し（ノズル４）、空気を導入する（ノズル５）。この場合、例えば０．２ｂ
ａｒでもって導入するといったように、流量は最小量とする。

【０１３１】供給時には、ランスが炉内空間からの痕跡量に曝されることにより、ノズルに
対しての圧力を、約１．５ｂａｒへと増大させる。

【０１３２】例えばスクラップおよび／またはキャスト鉄といったような鉄キャリアや塊状
石炭や直接還元鉄やスラグ形成剤等の供給後に、多機能ランスを、段階的に駆動
する。まず最初は、クリア量に維持する（流入圧力は、１ｂａｒ以下）。これは
様々な目的のために適用される。しかしながら、各ステップの時間フローは、特
に、供給材料の塊状度合い、融液の所望炭素含有率、スラグ内の金属酸化物含有
率、融液の所望脱リン特性、等に依存して、変化することとなる。極端な例にお
いては、開始時点からすべての機能が駆動状態とされ、所定時間にわたって一定
に維持される。

【０１３３】従来的なスクラップといったような平均的な供給材料の場合には、典型的な動
作は、以下のようなものである。

【０１３４】まず最初に、アークの点火および廃棄ガスエルボー内における火炎形成後に、
ノズル４を通しての酸素供給を開始し、その直後に、ノズル３からの、例えば天
然ガスといったような燃料（０．６〜０．７Ｎｍ³／ｍｉｎ）を、接続する。ス
クラップは、ランスの上流側において、予熱する（バーナー機能）。

【０１３５】使用されているスクラップ混合体に応じた短時間後に、例えば２分後に、スク
ラップのカッティングおよび酸化融解のために、ノズル２を通しての平均的酸素
導入を開始する。精練のために予め計算されたＯ₂ 量に応じて、例えば２０ｃｍ
という深さの金属溜まりが形成された後に、融液を、第１チューブによって制御
される酸素ジェットパルスによる大量の酸素でもって、脱炭素化する。この場合
、たいていの使用例においては、バーナー機能は、駆動状態のままである。これ
は、融解効率を最適化するためであり、融液の脱炭素化を最適化するためであり
、さらに、融液の部分的酸化を最適化するためである。

【０１３６】ノズル５からの酸素供給を接続した後に、可燃性の炉ガスを、個々の酸素ジェ
ット内に巻き込み、部分的に燃焼させる。同時に放出される熱は、高効率でもっ
てスクラップやスラグや融液に対して伝達され、廃棄ガス系内における損失とな
ることがなく、廃棄ガス系内における熱負荷を軽減することができる。ノズル５
からの酸素ジェット、すなわち、１個の多機能ランスあたりにつき２個〜１６個
のジェットは、ランスの長さ方向中心軸から遠ざかる向きに傾斜して、スクラッ
プ駆動ギア内に向けて下向きに、導入される。

【０１３７】固体を少量供給するのに適したランスにおいては、ノズルの入口部分に特別の
切換バルブが設置されている場合には、中央ノズルは、例えば石炭供給に関して
の窒素による洗浄後に、空気モードから酸素モードへと切り換えることができる
。精練のために酸素供給が要望された場合には、石炭供給が中止され、切換バル
ブを使用することにより、ノズルがＮ₂ でもってクリーニングされ、ノズル１お
よびノズル２から、所定量の酸素が供給される。

【０１３８】ノズル２を通しての酸素量は、炉のサイズや多機能ランスの数に依存して、１
時間あたり４００〜３０００Ｎｍ₃ とされる。ノズル６を通しては、１ｍｍ₂ と
いう供給断面積あたりにつき最大０．３ｋｇ／ｍｉｎの石炭が供給される。した
がって、動作モードに応じて、融液を即座に精練することも、あるいは、脱炭素
化することもできる。１２ｍｍという公称幅を有したノズル６を通しては、例え
ば、ノズル２から少量のＯ₂ が供給されている場合には、最大３４ｋｇ／ｍｉｎ
でもって石炭を供給することができる。石炭の吹込により、スラグは、非常に迅
速にかつ大いに発泡し、スラグ内におけるＦｅＯ含有率が、２０％以下という低
レベルで安定化される。融液内の炭素含有率が例えば０．０４％という場合であ
ってさえも、スチール内の酸素含有率は、約１０００ｐｐｍから、約６００ｐｐ
ｍへと、低減される。これにより、特に、合金化剤の消費量が低減され、純粋な
鉄が得られることとなる。このような効果は、窒素と、アルゴンおよびＣＨ₄ の
混合ガスと、の一方または双方を供給するクリーニング用（清掃用）ノズルを正
確に制御することにより融液をクリーニングすることによって、増強することが
できる。

【０１３９】例えば０．０３％といったように、融液内の炭素含有率を低く設定しなければ
ならず、かつ、融液の過熱期間内にスラグを発泡させなければならないという場
合には、石炭が、ごく小さな圧力でもってかつ小さな流量でもってノズル６を通
してスラグ上に供給され、その後、再度、精錬が行われる。

【０１４０】比較的大量の炭素を、融液に対して、あるいは、条件調整のためにスラグに対
して、供給する場合には、不活性ガスまたは空気または少量の酸素が、ノズル２
を通して供給され、大量の石炭が、ノズル６を通して供給される。ノズル６の入
口における圧力は、次の式に従って、石炭供給につれて（固体供給につれて）増
大する。

【数１】ここで、ｆは、キャリアガス量が一定の場合における圧力上昇係数を示しており
、Ｂは、単位をｋｇ／Ｎｍ³ としたときにキャリアガス濃度を示している。

【０１４１】特にＣｒ合金融液の場合には、ＣＯ分圧の減少、および、ノズル１，ノズル２
，ノズル４からの酸素に対しての不活性ガスまたはスチームの混合によって炭素
含有率が例えば１％以下である場合におけるＣｒスラグ化の減少が、特に有利で
ある。

【０１４２】その結果、０．４％以下という炭素含有率を効果的に得ることができる。すな
わち、低温において高効率で合金要素の低レベルのスラグ化を得ることができる
。このため、その後のＶＯＤ（真空による酸素の脱ガス）処理を、大幅に短縮す
ることができ、ＥＡＦによる方法の全体的製造効率を、１つまたは複数の多機能
ランスを使用しＶＯＤ処理を行うことで、実質的に増大させることができる。多
機能ランスと組み合わせて、酸素や不活性ガスやスチームの底面吹込を行うこと
は、例えばステンレススチールといったような合金スチールを、ＥＡＦ内におい
て本発明による方法を使用して製造するに際しては、特に適切な組合せである。
極端な例においては、ステンレススチールは、ＶＯＤ処理なしであっても、その
ようなＥＡＦ内において製造することができる。

【０１４３】

【発明の実施の形態】

本発明による多機能ランスおよびその使用について、以下、図１〜図９を参照
してより詳細に説明する。

【０１４４】この場合、図１〜図３には、比較的少量の固体を供給するための多機能ランス
が示されている。また、図４〜図７には、比較的大量の固体を供給するための本
発明による多機能ランスが示されている。

【０１４５】図１に示す多機能ランスは、第１チューブ（１）を備えている。この第１チュ
ーブ（１）は、特に、気圧的に搬送することができるような、微小粒〜ダスト状
の固体物質を供給するために使用される。この第１チューブ（１）は、多機能ラ
ンスの長さ方向中心軸（２）に沿って延在しており、第１環状ギャップ（４）を
介して第２チューブ（３）によって囲まれている。第１環状ギャップ（４）は、
第１チューブと第２チューブとの間に形成されており、この第１環状ギャップ（
４）を通しては、特に、酸素含有ガスが供給される。

【０１４６】第２チューブ（３）の内部は、ラバル（Laval）ノズルのようにして構成され
ている。第２チューブの端部開口は、ネジ結合によって第２チューブ（３）に対
して容易に着脱可能とされた特定の開口部材（５）によって形成されている。こ
のため、酸素含有ガスまたは酸素は、開口部材（５）から超音速で噴出する。

【０１４７】第２チューブ（３）は、第３チューブ（６）によって囲まれている。これによ
り、第２チューブと第３チューブとの間には、第２環状ギャップ（７）が形成さ
れている。この第２環状ギャップを通しては、気体状および液体状の燃料が供給
される。

【０１４８】第４チューブ（８）が、第３チューブ（６）を囲んでいる。これにより、第３
チューブと第４チューブとの間には、第３環状ギャップ（９）が形成されている
。この第３環状ギャップを通しては、特に、酸素含有ガスが供給される。

【０１４９】さらに、第４チューブ（８）は、第５チューブ（１０）によって囲まれている
。これにより、第４チューブと第５チューブとの間には、第４環状ギャップ（１
１）が形成されている。この第４環状ギャップを通しては、特に、酸素含有ガス
が供給される。

【０１５０】第４環状ギャップ（１１）は、開口部材の側において、複数の流出ダクト（１
２）でもって終端している。流出ダクト（１２）の中心軸（１３）は、多機能ラ
ンスの長さ方向中心軸（２）に対して傾斜している。長さ方向中心軸（２）と流
出ダクト（１２）の開口部材との双方を通る平面（この平面は、図２の紙面に等
しい）上に対しての、各流出ダクト（１２）の中心軸（１３）の垂直投影は、長
さ方向中心軸（２）に対して、２．５〜２５°という角度αを形成する。傾斜の
ために、長さ方向中心軸（２）に対して直交する平面（この平面は、図３の紙面
に等しい）上に対しての、各流出ダクト（１２）の中心軸（１３）の垂直投影（
この垂直投影は、図３の図示における中心軸と一致する）は、長さ方向中心軸（
２）と流出ダクト（１２）の開口部材との双方を通る平面に対して、２．５〜６
０°という角度βを形成する。

【０１５１】その結果、流出ダクト（１２）から吹き込まれる酸素含有ガスは、螺旋状混合
運動を行い、これに伴い、冶金学的容器内の廃棄ガスが酸素ガスジェット内に巻
き込まれて螺旋状混合運動内に巻き込まれる。この結果、酸素含有ガスと廃棄ガ
スとの十分な相互混合が起こり、廃棄ガスの総合的な後燃焼が起こる。

【０１５２】第５チューブ（１０）の外側は、水冷式の二重壁ケーシング（１４）によって
囲まれている。水冷ケーシング（１４）は、従来のものと同様に、第１，第２，
第３チューブ（１，３，６）またはこれらの開口部材と同じ開口平面（１５）で
もって終端している。第４チューブ（８）と第５チューブ（１０）とは、水冷二
重壁ケーシング（１４）と一体的に、第２開口平面（１６）でもって終端するこ
とができる。この場合、第１開口平面は、（破線（１７）によって示されている
ように）第２開口平面よりも奥に配置されている。

【０１５３】第２チューブ（３）の開口部材（５）と第３チューブ（６）の開口部材（１８
）とには、外面上に、複数のスロット（１９）が形成されている。このため、第
２環状ギャップ（７）および第３環状ギャップ（９）を通して供給されるガスに
対して、増強された冷却効果が得られる。

【０１５４】第１チューブ（１）は、内面が、耐摩耗性であるように構成される。この目的
のために、第１チューブは、内面上にセラミックインサートを有している。この
第１チューブ（１）は、また、例えば気圧式の駆動手段によって、矢印IIで示す
ように長さ方向中心軸に沿って移動可能とされている。

【０１５５】第３チューブ（６）と第４チューブ（８）との双方は、長さ方向において分割
されている。この場合、チューブ部分（６ａ、６ｂ）どうしは、ネジ連結によっ
て互いに固定されており、チューブ部分（８ａ、８ｂ）どうしも、ネジ連結によ
って互いに固定されている。その結果、チューブ部分（６ｂ、８ｂ）は、修理を
必要とした際には、迅速に交換することができる。例えばＯリングを使用したシ
ールが採用されている。

【０１５６】図４に示す多機能ランスは、第１チューブ（２０）を備えている。この第１チ
ューブ（２０）は、特に、酸素含有ガスを供給するために使用される。この第１
チューブ（２０）は、多機能ランスの長さ方向中心軸（２１）に沿って延在して
おり、第１環状ギャップ（２３）を介して第２チューブ（２２）によって囲まれ
ている。第１環状ギャップ（２３）は、第１チューブと第２チューブとの間に形
成されており、この第１環状ギャップ（２３）を通しても、特に、酸素含有ガス
が供給される。

【０１５７】第１チューブ（２０）を通して酸素含有ガスが供給されたときには、第１チュ
ーブは、主に、第１環状ギャップ（２３）から噴出するガスジェットのパルスを
制御するように機能する、あるいは、スラグのＦｅＯ含有率を制御するように機
能する。この目的のために、第１チューブ（２０）は、例えば気圧式の駆動手段
によって、矢印III で示すように長さ方向中心軸（２１）に沿って移動可能とさ
れている。しかしながら、第１チューブ（２０）を使用して、液体の注入ステッ
プを行うこともできる。

【０１５８】第２チューブ（２２）の内部は、端部開口部材（２４）のところにおいて、ラ
バル（Laval）ノズルのようにして構成されている。このため、酸素含有ガスま
たは酸素は、開口部材（２４）から超音速で噴出する。

【０１５９】第２チューブ（２２）は、第３チューブ（２５）によって囲まれている。これ
により、第２チューブと第３チューブとの間には、第２環状ギャップ（２６）が
形成されている。この第２環状ギャップを通しては、気体状および液体状の燃料
が供給される。

【０１６０】第４チューブ（２７）が、第３チューブ（２５）を囲んでいる。これにより、
第３チューブと第４チューブとの間には、第３環状ギャップ（２８）が形成され
ている。この第３環状ギャップを通しては、特に、酸素含有ガスが供給される。

【０１６１】さらに、第４チューブ（２７）は、第５チューブ（２９）によって囲まれてい
る。これにより、第４チューブと第５チューブとの間には、第４環状ギャップ（
３０）が形成されている。この第４環状ギャップを通しては、冷却水が供給され
る。

【０１６２】さらに、第５チューブ（２９）は、第６チューブ（３１）によって囲まれてい
る。これにより、第５チューブと第６チューブとの間には、第５環状ギャップ（
３２）が形成されている。この第５環状ギャップを通しては、特に、酸素含有ガ
スが供給される。

【０１６３】第５環状ギャップ（３２）は、開口部材の側において、複数の流出ダクト（３
３）でもって終端している。流出ダクト（３３）の中心軸（３４）は、多機能ラ
ンスの長さ方向中心軸（２１）に対して傾斜している。長さ方向中心軸（２１）
と流出ダクト（３３）の開口部材との双方を通る平面（この平面は、図５の紙面
に等しい）上に対しての、各流出ダクト（３３）の中心軸（３４）の垂直投影は
、長さ方向中心軸（２１）に対して、２．５〜２５°という角度αを形成する。
傾斜のために、長さ方向中心軸（２１）に対して直交する平面（この平面は、図
６の紙面に等しい）上に対しての、各流出ダクト（３３）の中心軸（３４）の垂
直投影（この垂直投影は、図６の図示における中心軸と一致する）は、長さ方向
中心軸（２１）と流出ダクト（３３）の開口部材との双方を通る平面に対して、
２．５〜６０°という角度βを形成する。

【０１６４】その結果、流出ダクト（３３）から吹き込まれる酸素含有ガスは、螺旋状混合
運動を行い、これに伴い、冶金学的容器内の廃棄ガスが酸素ガスジェット内に巻
き込まれて螺旋状混合運動内に巻き込まれる。この結果、酸素含有ガスと廃棄ガ
スとの十分な相互混合が起こり、廃棄ガスの総合的な後燃焼が起こる。

【０１６５】第６チューブ（３１）の外側は、第７チューブ（３５）によって囲まれている
。これにより、第６環状ギャップ（３６）が形成されている。この第６環状ギャ
ップを通しては、冷却水が抽出される。

【０１６６】第４環状ギャップ（３０）と第６環状ギャップ（３６）とは、開口部材の側に
おいて閉塞するように構成されており、多機能ランスのヘッド（３７）内の孔（
３８）を通して連通している。第４環状ギャップ（３０）と第６環状ギャップ（
３６）とは、孔（３８）も含めて、水冷式の二重壁ケーシングを形成している。
動作時には、この二重壁ケーシングを通して、約６０ｍ³／ｈという量の水が流
れる。

【０１６７】ダスト状〜微粒という固体を供給するための複数のノズルチューブ（３９）が
、第５環状ギャップ（３２）内に設置されている。図４および図５においては、
選択した断面の都合により、断面内にただ１つのノズルチューブ（３９）だけが
図示されている。ノズルチューブ（３９）は、内面が、耐摩耗性であるように構
成される。この目的のために、第１チューブは、内面上にセラミックインサート
が設けられている。ノズルチューブ（３９）は、多機能ランスのヘッド（３７）
において開口している。つまり、ヘッドに孔を開けている。ノズルチューブ（３
９）の開口は、この場合には円筒形状とされているけれども、わずかに円錐台形
状に拡径することもでき、また、ラバルノズルの形状とすることもできる。

【０１６８】場合によって、後燃焼のために流出ダクト（３３）が使用されないときには、
第５環状ギャップ（３２）の全体を使用して、キャリアガスおよび固体を付加的
に導入することができる。その場合、固体は、この場合には耐摩耗性のものとし
て構成されている流出ダクト（３３）を通して、吹き込まれる。

【０１６９】第２チューブ（２２）の開口部材（２４）と第３チューブ（２５）の開口部材
（４０）とには、外面上に、複数のスロット（４１）が形成されている。このた
め、第２環状ギャップ（２６）および第３環状ギャップ（２８）を通して供給さ
れるガスに対して、増強された冷却効果が得られる。

【０１７０】第４，第５，第６，第７チューブ（２７，２９，３１，３５）は、第１開口平
面（４２）でもって終端している。第２チューブ（２２）の開口部材（２４）と
第３チューブ（２５）の開口部材（４０）とは、第２開口平面（４３）でもって
終端している。この場合、第２開口平面は、第２開口平面よりも、いくらか奥に
配置されている。

【０１７１】第４チューブ（２７）と第５チューブ（２９）との双方は、長さ方向において
分割されている。この場合、第４チューブ（２７）は、２カ所で分割されており
、第５チューブ（２９）は、１カ所で分割されている。それぞれのチューブ部分
どうしは、ネジ連結（４４）によって互いに固定されている。その結果、それぞ
れのチューブ部分は、修理を必要とした際には、迅速に交換することができる。
例えばＯリングを使用したシールが採用されている。

【０１７２】多機能ランスのヘッド（３７）の水冷部分は、換言すれば、第４〜第７チュー
ブ（２７，２９，３１，３５）の開口部材は、好ましくは、銅から形成されてお
り、より詳細には、溶接または鍛造されており、好ましくはキャストされている
。いずれにしても溶接痕が１つだけであるので、これら部材は、容易に取り外す
ことができ、したがって、容易に交換することができる。

【０１７３】ノズルチューブ（３９）には、多機能ランスのほぼ中央に、固体分散用チャン
バ（４５）が設けられている。このチャンバは、環状中空ボディとして構成され
ていて、多機能ランスを囲んでいる。固体分散用チャンバ（４５）内には、さら
なる環状中空ボディ（４６）が配置されている。しかしながら、この環状中空ボ
ディ（４６）は、上面が開口しているものとして構成されている。ここで、この
ため、固体分散用チャンバ（４５）のカバー（４７）と、環状中空ボディ（４６
）の側方境界（４８）と、の間には、ギャップが形成されている。ノズルチュー
ブ（３９）は、固体分散用チャンバ（４５）の底面を孔開けしており、中空ボデ
ィ（４６）の底面（５０）内において開口している。固体供給口（５１）は、固
体分散用チャンバ（４５）に対してほぼ接線方向に開口している。送り込まれた
固体は、固体分散用チャンバ（４５）内において分散され、さらなる中空ボディ
（４６）の側方境界（４８）を通して流通する。ここで、側方境界は、一種のオ
ーバーフロー部を形成している。固体は、このようにしてまず中空ボディ（４６
）内に流入し、その後、ノズルチューブ（３９）内へと流入する。

【０１７４】図７は、（比較的大量の固体を供給するための）多機能ランスに対してのガス
と固体との供給システムを示している。

【０１７５】すべての使用例において必要なすべてのガスと固体とを供給するために、燃料
供給手段（５２）と、キャリアガス供給手段（５３）と、酸素供給手段（５４）
と、空気供給手段（５５）と、１つまたは複数の固体供給手段（５６）と、が設
けられており、さらに、特定の使用例においては、スチーム供給手段（５７）が
設けられる。

【０１７６】例えばメタンやエタンやプロパンやブタンやあるいはこれらの混合ガスといっ
たような炭化水素を、主に、燃料として使用することができる。しかしながら、
利用可能性によっては、例えば燃料オイルといったような液体燃料を使用するこ
とが適切であることもある。液体燃料を使用する場合、液体燃料が高粘性オイル
であるときには、使用前に予熱することが有利である。

【０１７７】典型的には、例えば窒素やアルゴンやこれらの混合ガスといったような不活性
ガスが、キャリアガスとして使用される。しかしながら、使用例によっては、例
えば空気や天然ガスといったような他のガスを、キャリアガスとして使用するこ
ともできる。

【０１７８】第１チューブ（２０）、第１環状ギャップ（２３）、第２環状ギャップ（２６
）、第３環状ギャップ（２８）、および、第５環状ギャップ（３２）には、それ
ぞれガス供給ライン（５８，５９，６０，６１，６２）が設けられている。第２
環状ギャップ（２６）には、燃料供給手段（５２）とキャリアガス供給手段（５
３）とが接続されている。残りの環状ギャップ（２３，２８，３２）および第１
チューブ（２０）には、キャリアガス供給手段（５３）と酸素供給手段（５４）
と空気供給手段（５５）とが接続されている。特定の使用例においては、残りの
環状ギャップ（２３，２８，３２）および第１チューブ（２０）には、スチーム
供給手段（５７）が接続される。

【０１７９】本発明による多機能ランスの石炭供給機能および固体供給機能のために、固体
分散用チャンバ（４５）に対してのキャリアガス供給ライン（６３）には、また
、場合によっては第１，第３，第５環状ギャップに対してのガス供給ライン（５
９，６１，６２）には、総合的な機能融通性の効果のために、固体供給手段（５
６）を連結することも、連結解除することも、できる。

【０１８０】そのような場合であっても、主に石炭とされる固体の大部分の量は、ノズルチ
ューブ（３９）を通して導入される。しかしながら、場合によっては、ある程度
の量の固体を、環状ギャップ（２３，２８，３２）のうちの１つまたは複数のも
のを通して、任意のタイミングで導入することもできる。その場合、固体の導入
のための各キャリアガスは、酸素や空気やスチームやあるいはこれらの混合ガス
とすることができる。

【０１８１】さらに、多機能ランスには、すなわち、第４環状ギャップ（３０）および第６
環状ギャップ（３６）には、冷却水流入口（６４）と冷却水排出口（６５）とが
設けられている。冷却水は、多くの使用例においては、省略することができる。
そのため、ランスヘッドの耐久性を維持する必要がなければ、冷却水の省略は、
電気炉においても可能である。

【０１８２】図８は、電気炉（６６）の鉛直方向断面図を示しており、本発明による多機能
ランス（６７，６８）が設置されている。さらに、融液（７０）またはスラグ（
７１）内へのジェット（６９）の進入が示されており、また、炉廃棄ガスの後燃
焼のための酸素ジェット（短い矢印（７２））が示されている。その上、電気炉
（６６）内には、従来のものと同様の、バーナー／後燃焼ランス（７５）と、ド
アバーナー（７４）と、底面清掃ノズル（７５）と、が設置されている。また、
取出口（７６）が設けられている。多機能ランス（６８）は、炉内部に向けて前
方側に湾曲したパネル（７７）によって保護されている。

【０１８３】図８ａは、図８の電気炉（６６）の水平方向断面を示している。多機能ランス
（６８）は、電極配置円（７８）に対して偏心している円に関してのほぼ接線方
向に配置されている。これにより、過度の電極消費や早すぎる摩耗を防止してい
る。他の多機能ランス（６７）は、電気炉（６６）の副室（ベイ）（７９）内に
配置されている。

【０１８４】図９および図９ａは、偏心したシャフトとバーナー／後燃焼ランス（７３）と
底面ノズル（７５）とを備えてなる電気炉（８０）内における、多機能ランス（
６７，６８）の設置を示している。さらなる多機能ランス（８１）が、上下動ギ
ア（図示せず）を介して、設置されている。このさらなる多機能ランスは、電気
炉（８０）の外部に設置されるもので、一時的通風の目的のために、炉の屋根内
の複数のオリフィスを通して、１つまたは複数の位置から炉内に連通する。この
タイプの炉においては、予熱されて既に部分的にペースト状となったスクラップ
（８２）を、スカルを形成させることなく電極（８６）に向けて移動させること
が、特に重要である。

【０１８５】このことは、図示のノズル構成によって、特に効果的に得られる。図示の構成
では、取出時間を４０分以内へと短縮することができた。また、液体スチールに
関して電流消費を２９０ｋＷｈ／ｔ以下に低下させることができた。炉の屋根を
通して設置されているさらなる多機能ランスも、また、この成果に貢献している
。

【０１８６】［実際の実験例］以下の実験例においても、第１チューブ、第１環状ギャップ、第２環状ギャッ
プ、第３環状ギャップ、第５環状ギャップ、および、ノズルチューブまたはそれ
ぞれの開口部材に対して、ノズル１、ノズル２、ノズル３、ノズル４、ノズル５
、および、ノズル６という表現が使用される。

【０１８７】［実験例１］８０ＭＶＡという変圧器容量の１１５ｔタイプの電気炉において、図５および
図５ａに示したような３個の多機能ランス（４９および５０）が実装された。炉
には、さらに、２個の底面清掃用ノズルと、４個の後燃焼／バーナーランス（５
５）と、ドアバーナー（５７）と、が実装された。

【０１８８】ノズル１、ノズル２、ノズル４、および、ノズル５を、空気でもって動作させ
つつ、約２０ｔの金属溜まり上に、４９ｔの第１スクラップバスケットと、１９
ｔの固体銑鉄と、１０００ｋｇの塊状石炭と、を投入した後に、ノズル３および
ノズル４を使用して、Ｏ₂を６Ｎｍ³／ｍｉｎという流量で（ノズル４）、また、
ＣＨ₄を３Ｎｍ³／ｍｉｎという流量で（ノズル３）、導入した。２分後に、ノズ
ル２とノズル５とが、空気供給から酸素供給へと変更され、６Ｎｍ³／ｍｉｎと
いう流量（ノズル２）と４．５Ｎｍ³／ｍｉｎという流量（ノズル５）とで酸素
が供給された。空気と５ｋｇ／ｍｉｎという量の微粒石炭とが、ノズル６を通し
て導入された。これにより、スクラップの溶融が加速されるとともにスクラップ
の酸化が制御された。５分後の電力が通電された。すなわち、溶融金属の量が増
えた後に通電された。ノズル２を通しての酸素量は、１６Ｎｍ³／ｍｉｎへと増
やされ、ノズル１を通しての石炭導入量は、１２ｋｇ／ｍｉｎへと倍増された。
第１バスケットに関しての溶融操作の終了に向けては、ノズル５を通しての酸素
導入量が、減らされた。

【０１８９】５７ｔのスクラップが第２バスケット内に供給され、多機能ランスと後燃焼ラ
ンスとを使用することによって、予熱やカッティングや溶融加速や炉廃棄ガスの
後燃焼といったような先と同じ操作が、行われた。３個の多機能ランスのノズル
５からの酸素ジェットにより、集中的な精練が行われた。２個の底面ノズル（５
７）は、０．４Ｎｍ³／ｍｉｎという流量でＮ₂を供給するように、および、０．
２Ｎｍ³／ｍｉｎという流量でＣＨ₄を供給するように、駆動された。これらガス
は、ガス制御ステーションにおいて事前に混合された。ただし、２つのフラット
バス期間においては、流量は、半分とされた。すべての後燃焼ランス（５５）を
通しての酸素量は、廃棄ガス中のＣＯ含有率が１０％を超えないように、廃棄ガ
スの分析結果に合わせて行われた。

【０１９０】石炭の供給は、とりわけ、発泡スラグを形成したいという要求に応じて、また
、約１５８０℃という融液内における炭素含有率を約０．３０％にしたいという
要求に応じて、セットされた。３分間の間に、石炭は、粒状の軽量シュレッダー
ダストへと置き換えられた。スラグの発泡も、また、この手段によって行われた
。過熱期間においては、精練は、Ｏ₂流量が全体で最大４５００Ｎｍ³／ｈである
ようにして行われた。一方、多機能ランス（４９，５０）の後燃焼ノズル（ノズ
ル５）およびバーナー（５５）は、空気によるクリーニング状態に維持された。
スラギングオフ（slagging-off）後かつ取出の２分前には、最小の精練効果でも
って融液の酸素含有率を約６００ｐｐｍへと低下させるために、石炭が、再度大
量に供給された。

【０１９１】融液（融解物）内のＣの量が０．３％であると、スラグ内のＦｅＯ含有率は、
１８％であり、したがって、液体スチールの収率は、９２％と高いものであった
。取出フォローアップ時間は、約５２分であり、溶融能力は、１３２ｔ／ｈ以上
であった。液体スチール１ｔあたりの消費量は、石灰が３９ｋｇ、電極が２．１
ｋｇ、塊状石炭が９ｋｇ、石炭吹込量が１２ｋｇ、Ｏ₂が５５Ｎｍ³、ＣＨ₄ が４
Ｎｍ³、電力が２９０ｋＷｈであった。この場合に使用された多機能ランスは、
８００バッチに及ぶ耐久性を有していた。石炭供給用のノズルだけが、用心のた
めに、一度だけ交換された。

【０１９２】［実験例２］６０ｔの容量の電気炉内におけるクロムによる合金化融液の製造においては、
３個の小流量タイプの多機能ランスを使用することにより、融液内の炭素含有率
を、０．８％から０．３％へと低下させることができた。スラグ内のＣｒ₂Ｏ₃量
は、精練期間の終了前の３分の１の期間にわたって、４０％のＯ₂と６０％のＮ₂ とを供給することにより、１２％以下に維持することができた。これらのテスト
においては、電気炉の底面において、３個の清掃用ノズルが、Ｎ₂とＣＨ₄とを供
給するというようにして駆動されることにより、使用された。多機能ランスを使
用したこの精練期間により、その後のＶＯＤ処理を１バッチあたり３０分ずつ短
縮することができた。スラグは、スラグ発泡器内に吹き込むことによって、発泡
された。しかしながら、この目的のために、固体供給量は、全体で９０ｋｇ／ｍ
ｉｎへと増大させる必要があった。最終的な炭素含有率は、０．０３％であった
。

【０１９３】［実験例３］８０％ＤＲＩおよび２０％スクラップの溶融においては、炉のベイ部（副室）
内の取出領域に、１個の多機能ランスが設置され、炉の屋根を通して移動可能で
あるようにして炉内に開口するようにして、２個の多機能ランスが設置された。
これら２個のランスは、炉内へと連続的に投入されるＤＲＩの投入落下箇所に向
けて配置された。このバス領域は、炉の底面に設置されてＮ₂＋ＣＨ₄を導入する
よう駆動される２個の清掃用ノズルによってより効果的に相互混合された。主な
利点は、この１５０ｔ容量の電気炉からの取出時間を、１０５分から８３分へと
短縮できたことであった。製造効率は、２０％も向上した。

【０１９４】［実験例４］底部に酸素と石灰ダストとが導入されるようになっている６５ｔ容量の転炉に
おいて、転炉の径方向外側に固定式に多機能ランスが設置された。底部に、Ｏ₂
が、２００Ｎｍ³／ｍｉｎで供給され、メインの脱炭素期間には、多機能ランス
によって、Ｏ₂が、最大１０５Ｎｍ³／ｍｉｎで供給された。３分間のスクラップ
予熱と、１ｔあたりにつき１５ｋｇという石炭の供給と、転炉内の廃棄ガスの部
分的後燃焼および熱伝達と、により、（液体スチールの収率に関しての）スクラ
ップ速度を、２２％から２７％へと増大させることができた。底面ノズルの数を
減少させることができ、ノズルどうしの間の間隔を広げることができ、さらに、
底面ノズルの耐久性を７００バッチから８２０バッチへと向上させることができ
た。また、転炉の上部円錐領域内に位置している金属とスラグ外皮とが、時間の
かかる態様で燃焼させたり破砕したりすることによって除去する必要がない程度
にまで、減少されていることも、また、特に重要である。これにより、転炉の利
用効率が、向上した。多機能ランスの格別の特徴点により、酸素供給を、転炉壁
内に設置される側壁ノズルから、転炉の径方向外側へと、移行させることができ
た。形成されるジェットの自由長さは、悪影響をもたらすことなく、２．４ｍも
長くなった。

【０１９５】［実験例５］金属性の供給物質が、微量成分（トレース成分）の少ない液体銑鉄が５２％と
スクラップが４８％とから構成されている場合に、１２０ｔ容量のＤＣ電気炉内
において多機能ランスを使用することが、特に有利であることがわかった。しか
しながら、銑鉄は、リン成分を０．１５％含有している。９５ＭＶＡという変圧
器容量のこの電気炉においては、炉の側壁内に、４個の多機能ランスが実装され
た。４個のランスのうちの２つのものは、液体銑鉄が十分な量の炭素を含有して
いることにより、石炭供給を行わなかった。しかしながら、リンのスラグ化を補
助するために、ノズル６を使用することにより、石灰ダストが周期的に導入され
た（合計で１００ｋｇ／ｍｉｎ）。さらに、いくつかの通風（吹込）期間に、高
圧（８バール）の酸素を多機能ランスのノズル１から導入するための手段が設け
られた。その結果、スラグ内のＦｅＯ含有率は、２０％から３５％へと増大した
。これにより、スラグと融液との間におけるリンの分散度合いを、５０から９０
へと上昇させることができた。つまり、脱リン性能が明確に改良された。その結
果、時間的な損失をもたらすことなく、最終サンプル内において、０．０１５％
というリン濃度を達成することができた。スラグ量は、液体スチール１ｔあたり
につき１２０ｋｇであった。

【０１９６】２つの水冷式酸素ランスは、除去された。これらランスは、通常、精練および
スラグ発泡に際して、スラグドアを通して、炉内へと導入される。炉のドアは、
スラギングオフのときにだけ開放された。これにより、窒素を含有した冷たい空
気の流入が、実質的に低減された。以下の操作モードが採用された。

【０１９７】ただ１つの第１バスケットの投入後に、電極よりも下方のスクラップ領域を、
５分で融解させた。炉の屋根が開放され、銑鉄用の杓を使用して、液体銑鉄がこ
の融解領域内に迅速に移された。電流供給のこの中断時までは、多機能ランスは
、バーナーモードで使用され、銑鉄が移される前には、多機能ランスは、後燃焼
モードおよびスクラップカッティングモードで使用された。銑鉄の投入後には、
精錬が行われた。その場合、Ｏ₂を１７００Ｎｍ³／ｈで供給することによって多
機能ランスの精練ジェットが、４カ所で形成され、融液内に進入した。炉廃棄ガ
スの後燃焼のためのノズル５は、スクラップを１００％投入するという炉駆動時
よりも、多機能ランスの長さ方向軸からあまり離れることなく、使用された。こ
れにより、後燃焼時に放出される熱は、スラグおよび融液に対して、より効率的
に伝達された。

【０１９８】結局、液体スチール１ｔあたりの電流消費が２２０ｋＷｈから１９０ｋＷｈへ
と低減され、取出フォローアップ時間が１０％も短縮され、最終スチールにおけ
る窒素含有率が平均で５８ｐｐｍから４９ｐｐｍへと低減された。この使用時に
も、多機能ランスの耐久性は、水冷式の精練ランスよりも、ずっと大きなもので
あった。

【０１９９】本発明は、添付図面および実験例において例示された実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の実施に際して使用可能であるような当業者に公知のすべて
の手段をも包含するものである。

【０２００】よって、多機能ランスおよびその動作モードにおいて利用可能であるような様
々な可能性を組み合わせたものも本発明の範囲内であり、例えば炭素含有率の小
さな鉄合金の融液といったような様々な融液の製造のための他の反応炉の動作条
件に対しての多機能ランスおよびその動作モードの適用も、本発明の範囲内であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】中央長さ方向軸に沿って多機能ランスを示す長さ方向断面図であ
る。

【図２】多機能ランスのヘッドを示す長さ方向断面図である。

【図３】図２に示すヘッドを、図２における矢印I 方向において示す図で
ある。

【図４】比較的大量の固体を供給するための本発明による多機能ランスの
構成全体にわたっての長さ方向断面図である。

【図５】図４の多機能ランスのヘッドを示す長さ方向断面図である。

【図６】図５に示すヘッドを、図５における矢印IV方向において示す図で
ある。

【図７】比較的大量の固体を供給するための多機能ランスを、ガス供給ラ
インとともに示す図である。

【図８】冶金学的容器内への本発明による多機能ランスの設置状況を示す
図である。

【図９】冶金学的容器内への本発明による多機能ランスの設置状況を示す
図である。

【符号の説明】

１第１チューブ２長さ方向中心軸３第２チューブ４第１環状ギャップ５開口部材６第３チューブ６ａチューブ部分６ｂチューブ部分７第２環状ギャップ８第４チューブ８ａチューブ部分８ｂチューブ部分９第３環状ギャップ１０第５チューブ１１第４環状ギャップ１２流出ダクト１４水冷式の二重ケーシング１５第１開口平面１６第２開口平面２０第１チューブ２１長さ方向中心軸２２第２チューブ２３第１環状ギャップ２４開口部材２５第３チューブ２６第２環状ギャップ２７第４チューブ２８第３環状ギャップ２９第５チューブ３０第４環状ギャップ３１第６チューブ３２第５環状ギャップ３３流出ダクト３５第７チューブ３６第６環状ギャップ３７ヘッド３８孔３９ノズルチューブ４２第１開口平面４３第２開口平面４４ネジ連結４５固体分散用チャンバ４６中空ボディ（さらなる固体分散用チャンバ）５１固体供給手段５３キャリアガス供給手段５４酸素供給手段５５空気供給手段５６固体供給手段５７スチーム供給手段６３キャリアガス供給ライン８３中心軸

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年７月１１日（２０００．７．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項５１】請求項１６〜５０のいずれかに記載の多機能ランスの
、冶金学的容器に対しての使用であって、１〜１０個の前記多機能ランスを使用することを特徴とする多機能ランスの使
用。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年８月１１日（２０００．８．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２１Ｃ 7/072 Ｃ２１Ｃ 7/072 Ａ 7/10 7/10 ＪＣ２２Ｂ 9/04 Ｃ２２Ｂ 9/04 9/05 9/05 9/20 9/20 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ，ＰＬ，ＲＵ，ＴＲ，ＵＳＦターム(参考） 4K001 AA10 DA05 EA02 EA03 FA10 FA11 FA14 GB03 JA01 4K013 AA01 CA04 CA16 CD02 CE04 4K014 CC00 CC01 CD18 4K070 AA03 AB13 AB18 BA05 BB02 BB06 BB08 BE05 BE12 CF02 CF03 CF04 CF05 DA05 DA07 EA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冶金学的容器内において特に鉄融液やスチール融液といった
ような金属融液を製造するための方法であり、前記冶金学的容器内には、金属お
よび／または金属酸化物を含有した供給物質が、固体の形態で投入されまた場合
によっては融液の形態で投入され、さらに、融解のために必要なエネルギーの大
部分がまた場合によっては供給物質の最終還元のために必要なエネルギーの大部
分が、電気的に供給されるおよび／または炭素含有材料の燃焼および／またはガ
ス化によって供給されるようになっているような、金属融液の製造方法であって
、Ａ）燃焼ステップにおいて、前記供給物質に対して、１つまたは複数の多機能ラ
ンスを使用したガス状および／または液体状の炭素含有材料と酸素含有ガスとの
供給さらには燃焼によって付加的なエネルギーを供給し、Ｂ）カッティングおよび融解ステップにおいて、前記１つまたは複数の多機能ラ
ンスを使用した酸素含有ガスの集中的供給によって、前記固体供給材料をカット
して部分的に融解させ、Ｃ）精練ステップにおいて、前記１つまたは複数の多機能ランスを使用した酸素
含有ガスの集中的供給によって、融解させた前記供給材料を精練し、Ｄ）炭素供給ステップにおいて、前記１つまたは複数の多機能ランスを使用する
ことにより炭素含有材料および／または付加的エネルギーを前記供給材料に対し
て供給し、場合によっては、微粒状および／またはダスト状の固体炭素含有材料
の供給ならびに燃焼によって前記供給材料に対して付加的エネルギーを供給し、
Ｅ）後燃焼ステップにおいて、前記冶金学的容器からの廃棄ガスを、前記１つま
たは複数の多機能ランスによる前記冶金学的容器内の前記廃棄ガスの延在スペー
スに向けての少なくとも２次元的な酸素含有ガスの放出によって後燃焼させ、Ｆ）固体導入ステップにおいて、前記１つまたは複数の多機能ランスによる微粒
状および／またはダスト状の固体凝集物および／または合金化剤の導入によって
必要な物質を前記供給材料に対して供給し、これにより、前記金属融液の組成を
所望の組成とする場合において、前記Ａ）ステップ〜前記Ｆ）ステップを、前記供給材料の組成に応じてまた前
記金属融液の所望組成に応じて、所望の組合せにおいて選択的に行い、特に、前
記Ａ）ステップ〜前記Ｆ）ステップを、この順に従って順次的に、および／また
は、この順とは逆の順に従って順次的に、および／または、同時に、および／ま
たは、いくつかのステップを省略することによって、行うことを特徴とする方法
。
【請求項２】請求項１記載の方法において、前記冶金学的容器として、電気炉またはスチール転炉または溶融ガス化器また
は杓またはスラグ転換用容器を、使用することを特徴とする方法。
【請求項３】請求項１または２記載の方法において、前記冶金学的容器を、加圧状態または大気圧状態または減圧状態または真空状
態とすることを特徴とする方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の方法において、前記１つまたは複数の多機能ランスとして、バーナーと精練ランスと後燃焼ラ
ンスとのうちの任意のものを組み合わせたものを使用し、特に電気炉の場合には、前記１つまたは複数の多機能ランスとして、バーナー
と精練ランスと後燃焼ランスとバス下ノズルと中空電極とのうちの任意のものを
組み合わせたものを使用し、特に転炉の場合には、前記１つまたは複数の多機能ランスとして、バーナーと
精練ランスと後燃焼ランスと任意構成の側部ノズルとのうちの任意のものを組み
合わせたものを使用することを特徴とする方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の方法において、前記固体導入ステップにおいては、部分的にまたは完全に溶融した前記供給材
料の内部にまたは上面上に、例えばクロム鉱石やニッケル鉱石やマンガン鉱石と
いったような金属鉱石、例えばニッケル酸化物やバナジウム酸化物やクロム酸化
物といったような金属酸化物、鉄カーバイド、カルシウムカーバイド、アルミニ
ウム、ＦｅＳｉ、ＦｅＣｒ、ＦｅＭｎ、オイル含有スケール、スラグ、スラグ発
泡体、ダスト除去システムからのダスト、研磨ダスト、金属チップ、脱酸素剤、
軽量シュレッダーダスト、石灰、石炭、コークス、および、スポンジ状鉄の中か
ら選択された１つまたは複数の物質でありかつ微粒状およびダスト状とされた物
質を導入することを特徴とする方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の方法において、前記後燃焼ステップにおいては、酸素含有ガスの供給を、周期的に変動させて
、および／または、パルス的に、行うことを特徴とする方法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の方法において、前記炭素供給ステップにおいては、および／または、電気炉の場合における固
体導入ステップにおいては、多機能ランスからのジェットを、炉の屋根内の孔を
通しての前記融液上への、固体材料の投入落下箇所の近傍に、または、固体材料
の投入落下箇所に、向ける、あるいは、前記融液上へのアークの近傍に向けるこ
とを特徴とする方法。
【請求項８】請求項１〜６のいずれかに記載の方法において、前記炭素供給ステップにおいては、および／または、転炉の場合における固体
導入ステップにおいては、多機能ランスからのジェットを、他のランスからのま
たは側部ノズルからの酸素ジェットの前記融液に対しての衝突箇所の近傍にまた
は衝突箇所に、向けることを特徴とする方法。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の方法において、前記Ａ）、Ｂ）、Ｄ）、Ｅ）、Ｆ）ステップのうちの１つまたは複数のステッ
プを、精練ステップと実質的に同時に多機能ランスを使用して行うことを特徴と
する方法。
【請求項１０】請求項９記載の方法において、燃焼ステップを、精練ステップと実質的に同時に多機能ランスを使用して行う
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載の方法において、精練ステップにおいて、炭素含有率の小さい好ましくは鉄合金融液を製造する
場合には、酸素含有ガスの前記集中的供給に加えて、スチーム、および／または
、例えば窒素といったような不活性ガス、および／または、希ガスを、部分的に
または完全に溶融した前記供給材料の内部にまたは上面上に供給することを特徴
とする方法。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載の方法において、炭素供給ステップにおいて、炭素含有率の小さい鉄融液またはスチール融液を
製造する場合には、前記融液の上方に位置したスラグの内部と上面上とにだけ、
低速で炭素含有材料を供給することを特徴とする方法。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかに記載の方法において、前記Ａ）、Ｂ）、Ｃ）、Ｅ）ステップのうちの１つまたは複数のステップを行
う際には、可燃性および／または不燃性の液体であるとともに可能であれば廃棄
の困難な毒性の液体を、１つまたは複数の多機能ランスを使用することによって
導入し、これにより、前記液体の熱分解を行って環境に適合しやすい形態で廃棄
するという液体導入ステップ（Ｇ）を行うことを特徴とする方法。
【請求項１４】請求項１３記載の方法において、精練ステップ時に前記液体導入ステップを行う、あるいは、前記液体ジェット
を前記融液上のアークとの衝突箇所に向けることを特徴とする方法。
【請求項１５】請求項１〜１４のいずれかに記載の方法において、前記精練ステップ（Ｃ）時には、酸素含有ガスからなる前記供給ジェットが、
前記多機能ランスによる他のガスジェットの導入によって、制御された形態で影
響を受けることを特徴とする方法。
【請求項１６】請求項１〜１５のいずれかに記載された方法において使用
するための多機能ランスであって、互いに入れ子式に配置されるとともに長さ方向中心軸（２）に対して同心的な
ものとされさらに多機能ランスのヘッドを形成することとなる共通端部を有して
いるような複数のチューブを具備してなり、・供給ダクトを形成するための、特に、微粒〜ダスト状とされた固体物質のため
の供給ダクトを形成するための、第１チューブ（１）を備えているという特徴点
と、・前記第１チューブ（１）を囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給するた
めの、第１環状ギャップ（４）を形成する第２チューブ（３）であって、開口部
材（５）がラバルノズルとして構成されている第２チューブ（３）を備えている
という特徴点と、・前記第２チューブ（３）を囲むことによって、特にガス状および／または液体
状の燃料を供給するための、第２環状ギャップ（７）を形成する第３チューブ（
６）を備えているという特徴点と、・前記第３チューブ（６）を囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給するた
めの、第３環状ギャップ（９）を形成する第４チューブ（８）を備えているとい
う特徴点と、・前記第４チューブ（８）を囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給するた
めの、第４環状ギャップ（１１）を形成する第５チューブ（１０）であって、前
記第４環状ギャップ（１１）が、前記開口部材の側において、複数の流出ダクト
（１２）を形成するようにして終端しており、前記各流出ダクト（１２）を通し
ての流出の向きが、前記長さ方向中心軸（２）から遠ざかる向きとされているよ
うな、第５チューブ（１０）を備えているという特徴点と、を兼備していることを特徴とする多機能ランス。
【請求項１７】請求項１６記載の多機能ランスにおいて、前記第５チューブ（１０）の外側には、冷却機構が設けられている、特に、水
冷式の二重ケーシング（１４）が設けられていることを特徴とする多機能ランス
。
【請求項１８】請求項１６または１７記載の多機能ランスにおいて、前記第１チューブ（１）の開口部材と前記第２チューブ（３）の開口部材と前
記第３チューブ（６）の開口部材とは、前記長さ方向中心軸（２）に対して直交
する第１開口平面（１５）内において終端しており、前記第４チューブの開口部材と前記第５チューブの開口部材とは、前記長さ方
向中心軸（２）に対して直交する第２開口平面（１６）内において終端しており
、前記第１開口平面（１５）は、前記第２開口平面（１６）よりも奥の方に配置
されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項１９】請求項１６〜１８のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第１チューブ（１）は、耐摩耗性のものとして構成されており、場合によ
っては、前記第２チューブ（３）も、耐摩耗性のものとして構成されていること
を特徴とする多機能ランス。
【請求項２０】請求項１９記載の多機能ランスにおいて、前記第１チューブ（１）は、場合によっては前記第２チューブ（３）も、クロ
ムカーバイドと合金化されたスチールから、または、硬質クロムメッキされたス
チールから、または、硬質クロムメッキされた銅から、または、銅から、または
、セラミックインサートを有したスチールから、または、内面がカバーされてい
る場合によっては外面もカバーされているスチールから、形成されていることを
特徴とする多機能ランス。
【請求項２１】請求項１６〜２０のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第３チューブ（６）および前記第４チューブ（８）は、長さ方向において
分割されており、それぞれのチューブ部分（６ａ、６ｂ）（８ａ、８ｂ）は、特にネジ連結とい
ったような解除可能な連結によって、互いに固定されていることを特徴とする多
機能ランス。
【請求項２２】請求項１６〜２１のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第２チューブ（３）の前記開口部材に加えて、前記第１チューブ（１）の
開口部材および／または前記第３チューブ（６）の開口部材および／または前記
第４チューブ（８）の開口部材および／または前記流出ダクト（１２）が、ラバ
ルノズルとして構成されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項２３】請求項１６〜２２のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第１チューブ（１）と前記第１環状ギャップ（４）と前記第２環状ギャッ
プ（７）と前記第３環状ギャップ（９）と前記第４環状ギャップ（１１）とには
、特に不活性ガス供給手段とされるキャリアガス供給手段（５３）が接続されて
いることを特徴とする多機能ランス。
【請求項２４】請求項１６〜２３のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第１チューブ（１）と前記第１環状ギャップ（４）と前記第３環状ギャッ
プ（９）と前記第４環状ギャップ（１１）とには、酸素供給手段（５４）と、空
気供給手段（５５）と、場合によってはスチーム供給手段（５７）と、固体供給
手段（５６）と、が接続されており、前記固体供給手段（５６）は、着脱可能に構成されていることを特徴とする多
機能ランス。
【請求項２５】請求項１６〜２４のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記キャリアガス供給手段（５３）および前記第１チューブ（１）の前記固体
供給手段（５６）から、前記酸素供給手段（５４）への切換が、特に切換バルブ
といったような切換デバイスによって、可能とされていることを特徴とする多機
能ランス。
【請求項２６】請求項１〜１５のいずれかに記載された方法において使用
するための多機能ランスであって、互いに入れ子式に配置されるとともに長さ方向中心軸（２１）に対して同心的
なものとされさらに多機能ランスのヘッド（３７）を形成することとなる共通端
部を有しているような複数のチューブを具備してなり、・供給ダクトを形成するための、特に、液体または酸素含有ガスのための供給ダ
クトを形成するための、第１チューブ（２０）を備えているという特徴点と、・前記第１チューブ（２０）を囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給する
ための、第１環状ギャップ（２３）を形成する第２チューブ（２２）であって、
開口部材（２４）がラバルノズルとして構成されている第２チューブ（２２）を
備えているという特徴点と、・前記第２チューブ（２２）を囲むことによって、特にガス状および／または液
体状の燃料を供給するための、第２環状ギャップ（２６）を形成する第３チュー
ブ（２５）を備えているという特徴点と、・前記第３チューブ（２５）を囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給する
ための、第３環状ギャップ（２８）を形成する第４チューブ（２７）を備えてい
るという特徴点と、・前記第４チューブ（２７）を囲むことによって、特に冷却水を供給するための
、第４環状ギャップ（３０）を形成する第５チューブ（２９）であって、前記第
４環状ギャップ（３０）が、前記開口部材の側において、閉塞されているような
、第５チューブ（２９）を備えているという特徴点と、・前記第５チューブ（２９）を囲むことによって、特に酸素含有ガスを供給する
ための、第５環状ギャップ（３２）を形成する第６チューブ（３１）であって、
前記第５環状ギャップ（３２）が、前記開口部材の側において、複数の流出ダク
ト（３３）を形成するようにして終端しており、前記各流出ダクト（３３）を通
しての流出の向きが、前記長さ方向中心軸（２１）から遠ざかる向きとされてい
るような、第６チューブ（３１）を備えているという特徴点と、・前記第６チューブ（３１）を囲むことによって、特に冷却水の抽出のための、
第６環状ギャップ（３６）を形成する第７チューブ（３５）であって、前記第６
環状ギャップ（３６）が、前記開口部材の側において、閉塞しているように構成
されており、前記第６環状ギャップ（３６）が、前記第４環状ギャップ（３０）
に対して、前記流出ダクト（３３）に対しては交差していない孔（３８）を介し
て、前記ヘッド（３７）の領域において連通しているような、第７チューブ（３
５）を備えているという特徴点と、・特に微粒〜ダスト状の固体物質を供給するために、耐摩耗性の構成とされたノ
ズルチューブ（３９）であって、前記第５環状ギャップ（３２）内に配置される
とともに、それぞれの中心軸（８３）が、前記長さ方向中心軸（２１）と平行な
ものとされ、前記孔（３８）とも前記流出ダクト（３３）とも交差することなく
、前記ヘッド（３７）において開口しているような、１〜９個のノズルチューブ
（３９）を備えているという特徴点と、を兼備していることを特徴とする多機能ランス。
【請求項２７】請求項２６記載の多機能ランスにおいて、前記第２チューブ（２４）の開口部材と前記第３チューブ（４０）の開口部材
とは、前記長さ方向中心軸（２１）に対して直交する第１開口平面（４２）内に
おいて終端しており、前記第４，第５，第６，第７チューブ（２７，２９，３１，３５）の開口部材
どうしは、前記長さ方向中心軸（２１）に対して直交する第２開口平面（４３）
内において終端しており、前記第１開口平面（４２）は、前記第２開口平面（４３）よりも奥の方に配置
されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項２８】請求項２６または２７記載の多機能ランスにおいて、前記第３チューブ（２５）および／または前記第４チューブ（２７）および／
または前記第５チューブ（２９）および／または前記第６チューブ（３１）およ
び／または前記第７チューブ（３３）は、長さ方向において少なくとも１回は分
割されており、それぞれのチューブ部分は、特にＯリングによってシールされているようなネ
ジ連結（４４）および／またはスライド連結といったような解除可能な連結によ
って、互いに固定されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項２９】請求項２６〜２８のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第３チューブ（２５）の開口部材および／または前記第４チューブ（２７
）の開口部材および／または前記流出ダクト（３２）および／または前記ノズル
チューブ（３９）の開口部材が、ラバルノズルとして構成され、前記第１チューブ（２０）の開口部材の径が、拡径されていることを特徴とす
る多機能ランス。
【請求項３０】請求項２６〜２９のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記ノズルチューブ（３９）は、耐摩耗性のものとして構成されていることを
特徴とする多機能ランス。
【請求項３１】請求項３０記載の多機能ランスにおいて、前記ノズルチューブ（３９）は、クロムカーバイドと合金化されたスチールか
ら、または、硬質クロムメッキされたスチールから、または、硬質クロムメッキ
された銅から、または、銅から、または、セラミックインサートを有したスチー
ルから、または、内面がカバーされている場合によっては外面もカバーされてい
るスチールから、形成されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項３２】請求項２６〜３１のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記ノズルチューブ（３９）には、前記ヘッド（３７）から離れたところに、
固体分散用チャンバ（４５）が設けられており、該固体分散用チャンバ（４５）は、全周を囲んでいる環状の実質的に円筒形の
中空ボディによって形成されているとともに、底面（４９）とカバー（４８）と
側方限界（８４）とを有し、前記ノズルチューブ（３９）は、前記固体分散用チャンバ（４５）の前記底面
（４７）に対して下方から開口しており、少なくとも１つの固体供給手段（５１）が、前記固体分散用チャンバ（４５）
の前記側方限界（８４）内へと接線方向に開口していることを特徴とする多機能
ランス。
【請求項３３】請求項３２記載の多機能ランスにおいて、さらなる環状の実質的に円筒形の中空ボディ（４６）が設けられており、該さらなる中空ボディ（４６）は、上面が開口しているとともに、底面（５０
）と側方限界（４８）とを有し、該さらなる中空ボディ（４６）は、前記固体分散用チャンバ（４５）内におい
て、前記固体分散用チャンバの前記カバー（４７）と該さらなる中空ボディ（４
６）の前記側方限界（４８）との間にギャップ（８５）が形成されるようにして
配置され、前記ノズルチューブ（３９）は、前記さらなる中空ボディ（４６）の前記底面
（５０）に対して開口していることを特徴とする多機能ランス。
【請求項３４】請求項２６〜３３のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記固体分散用チャンバ（４５）は、キャリアガス供給ライン（６３）を介し
て特に不活性ガス供給手段といったようなキャリアガス供給手段（５３）に対し
て接続されているとともに、１つまたは複数の固体供給手段（５６）に対して接
続されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項３５】請求項２６〜３１のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記ノズルチューブ（３９）は、特に不活性ガス供給手段といったようなキャ
リアガス供給手段（５３）に対して接続されているとともに、固体供給手段（５
６）に対して接続されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項３６】請求項２６〜３５のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第１チューブ（２０）と前記第１環状ギャップ（２３）と前記第２環状ギ
ャップ（２６）と前記第３環状ギャップ（２８）と前記第５環状ギャップ（２９
）とは、特に不活性ガス供給手段といったようなキャリアガス供給手段（５３）
に対して接続されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項３７】請求項２６〜３５のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第１チューブ（２０）と前記第１環状ギャップ（２３）と前記第３環状ギ
ャップ（２８）と前記第５環状ギャップ（２９）とは、酸素供給手段（５４）と
、空気供給手段（５５）と、場合によってはスチーム供給手段（５７）と、に対
して接続されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項３８】請求項１６〜３７のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、２〜１６個の、好ましくは４〜６個の、流出ダクト（１２，３３）が設けられ
ていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項３９】請求項１６〜３８のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記長さ方向中心軸（２または２１）と前記流出ダクトの開口部材との双方を
通る平面上に対しての、各流出ダクト（１２または３３）の中心軸（１３または
３４）の垂直投影は、前記長さ方向中心軸（２または２１）に対して、２．５〜
２５°という角度αを形成する好ましくは５〜１５°という角度αを形成するこ
とを特徴とする多機能ランス。
【請求項４０】請求項１６〜３９のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記長さ方向中心軸（２または２１）に対して直交する平面上に対しての、各
流出ダクト（１２または３３）の中心軸（１３または３４）の垂直投影は、前記
長さ方向中心軸（２または２１）と前記流出ダクトの開口部材との双方を通る平
面に対して、２．５〜６０°という角度βを形成する好ましくは５〜３５°とい
う角度βを形成することを特徴とする多機能ランス。
【請求項４１】請求項１６〜４０のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第２チューブ（３，２２）の開口部材の円錐台形状部の開口角度が、０．
１〜５°という角度とされている好ましくは０．５〜３°という角度とされてい
ることを特徴とする多機能ランス。
【請求項４２】請求項１６〜４０のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第２，第３チューブ（３，６、または、２２，２５）の開口部材（５，１
８、または、２４，４０）が、外面にスロット（１９または４１）を有しており
、これらスロット（１９，４１）は、好ましくは、前記長さ方向中心軸（２，２
１）とほぼ平行に配置されていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項４３】請求項１６〜４２のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第１チューブ（１，２０）が、前記第２チューブ（３，２２）内において
、前記長さ方向中心軸（２，２１）に沿って移動可能とされていることを特徴と
する多機能ランス。
【請求項４４】請求項１６〜２３のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第２チューブ（３，２２）の開口部材（５，２４）が、前記第２チューブ
（３，２２）に対して着脱可能に連結されており、特に、Ｏリングによってシー
ルされているようなネジ連結やスライド連結によって連結されていることを特徴
とする多機能ランス。
【請求項４５】請求項１６〜４４のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、前記第２環状ギャップ（７，２６）には、液体状のおよび／またはガス状の燃
料を供給するための燃料供給手段（５２）が接続されていることを特徴とする多
機能ランス。
【請求項４６】請求項１６〜４５のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、多機能ランスに対してのガス供給が、各ガスの流入圧力を設定することによっ
て制御可能とされていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項４７】請求項１６〜４６のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、多機能ランスに対してのガス供給が、個々のガスラインに対して取り付けられ
ている単純な剛直ダイヤフラムおよび／または迅速作用式のストップバルブによ
って設定可能とされていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項４８】請求項１６〜４７のいずれかに記載の多機能ランスにおい
て、金属融液から放射される特に可視光から近赤外領域の範囲といったような電磁
波が、第１チューブ（１，２０）および／または第１環状ギャップ（４，２３）
を通して、光学システムによって検出可能とされているとともに、前記金属融液
の温度および／または化学組成を決定するための検出器に対して送信可能とされ
ていることを特徴とする多機能ランス。
【請求項４９】請求項１６〜４８のいずれかに記載の多機能ランスの、冶
金学的容器に対しての使用であって、前記多機能ランスを、固定式に配置する、または、長さ方向軸に沿って移動可
能であるようにして配置する、または、回転可能に配置することを特徴とする多
機能ランスの使用。
【請求項５０】請求項１６〜４９のいずれかに記載の多機能ランスの、冶
金学的容器に対しての使用であって、前記冶金学的容器内へと挿入された銅パネルの下方に、前記多機能ランスを配
置することを特徴とする多機能ランスの使用。
【請求項５１】請求項１６〜５０のいずれかに記載の多機能ランスの、冶
金学的容器に対しての使用であって、１〜１０個の前記多機能ランスを使用することを特徴とする多機能ランスの使
用。