JPH06505302A - 液浴中での鋼製造方法と同方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄冶金に関し、さらに詳しくは液浴中での鋼製造方法と同方法を実施す るための装置とに関する。

先行技術 多段階テクノロジー形式、凝集−コークス化学−平炉方法−製鋼方法（転炉−平 炉、電気的鋼溶融）による伝統的製鋼方法は先行技術において周知である。これ らの方法は全て下記の実質的な欠点を有する・複雑な補助装備を備えた、多量の 、費用のかかる主要処理単位：それらの保守と修理のための多額の総出費（労力 消費も含める）：中間生成物の冷却に伴う大きい工程間の熱損失、中間生成物の 工程間運搬のための実質的な費用：各処理単位の熱損失から成る実質的な総画損 失；抽出される鉄の実質的な総損失；出発金属材料の利用率における限定された 可能性、各処理段階における廃棄物発生による実質的な環境汚染。

鉄含有物質とスラグ形成フラックスとを含む供給材料の使用による液浴ての製鋼 方法は先行技術において公知である。この方法は本質的に、鉄酸化物と還元剤と の相互作用による低炭素鋼の製造、プロセスに熱を与えるための酸素含有ガス中 での燃料の燃焼、及び所定化学組成の鋼を製造するための低炭素鋼への炉外方法 （ｏｆｆ−ｆｕｒｎａｃｅ　ｍｅｔｈｏｄ）による添加剤の導入に在る。（Ｐｏ ｋｈｖｉｓｎｅｖ　Ａ、Ｎ、、Ｋｏｚｈｅｖｎｉｋｏｖ　１．Ｊｕ、、５ｐｅｋ ｔｏｒ　Ａ、Ｎ、、Ｙａｒｋｈｏ　Ｅ、Ｎ、、”０ｆｆ−Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｐｒ ｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｒｏｎ　Ａｂｒｏａｄ＋、Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ。

Ｍｏｓｃｏｗ、１９６４．３１４−３１５頁）。

公知方法では、最初に、金属鉄、例えば鋼スラグを溶融するために液浴を形成す る。鉄溶融物中に炭素電極を浸漬することによって又はメタンを用いて鉄溶融物 中に炭素パワー（ｐｏｗｅｒ）を注入することによって、鉄溶融物を連続的に又 は定期的に浸炭する。鉄鉱石の塊とスラグ形成フラックスとを連続的に又は定期 的に鉄−炭素溶融物の表面に供給する。鉄溶融物と還元剤との完全な接触のため に、すなわち鉄溶融物中に溶解した炭素のために、鉄は還元され、それによって 鉄−炭素溶融物の質量は増加する。この場合に、鉄鉱石中に含まれる廃鉱石（Ｗ ａｓｔｅ　ｏｒｅ）の酸化物がスラグ形成フラックスと共に溶融され、それによ って鉄溶融物の表面に溶融スラグを形成する。供給材料を溶融し、鉄を還元する プロセスには液浴上の酸素含有ガス中での燃料の燃焼によって得られる熱が与え られる。湯出しくｔａｐｐｉｎｇ）の前に、炭素含有還元剤の供給を予め停止す ることによって、鉄−炭素溶融物を脱炭する。得られた低炭素鋼は炉外方法を用 いてその化学組成を所定パラメータに修正するために供給する。

本質的に、供給材料を溶融して、低炭素鋼を製造するための液浴を形成するため の溶融スペースを含む平炉である、液浴中での製鋼装置は先行技術で公知である 。該溶融スペースは炉床、壁及び天井によって形成され、液浴中に鉄還元剤を導 入するためのデバイス、液浴中に供給材料を加えるための手段、液浴から鋼とス ラグとを場出しするための手段、酸素含有ガスを用いて溶融スペース内で燃料を 燃焼するための燃焼デバイス、及び溶融スペースから燃焼生成物を排出するため のダクトを備える。

該方法と該装！の本質的な特徴は酸化還元プロセスを実施するための共通処理帯 に在る。

この場合に、平炉処理スペース中の雰囲気は金属に対して非常に酸化性であり、 これは燃料の完全燃焼の必要性から生ずる。さらに、酸化性雰囲気は、酸化性ガ ス、すなわち燃焼生成物（ＣＯ２とＨ２Ｏ）と接触すると活発に酸化される鉄の 還元プロセスを遅延させる。このように、公知方法では、２種の対立的な冶金プ ロセスが同時に行われる。鉄酸化物含有スラグとの金属接触界面では鉄酸化物が 還元され、“金属−スラグ界面では鉄が酸化される。しかし、炉のガス雰囲気に よるスラグ中の鉄酸化物の再酸化を伴って、主として鉄が酸化される。結局は、 還元剤の比消費が増加し、還元プロセスの速度が低下する。

燃料の不完全燃焼による溶融物上の還元性雰囲気の形成は燃料の比消費を急激に 増加させる。スラグ層の厚さを高めることによって還元プロセスに対する炉酸化 性雰囲気の不利な影響を減する変形を用いる場合にも同様な結果が得られる、ス ラグ層は金属の酸化を遅延させるのみでなく、より大きな程度に、溶融物による 熱吸収を遅延させる。

反射炉内の熱伝達の条件は主に、燃焼炎ジェットと沸騰時にも非常に低い熱伝導 を有するスラグによって主として代表される溶融物との間の接触面積が比較的小 さいために、低い効果を有する。これは溶融プロセスの促進を不可能にし、主と してこの事実のために、低生産量、低熱効率、燃料の高い比／１！ＩｖＩｔを生 ずる。

反射炉は燃料の燃焼に用いる空気の酸素による置換を、前記炉の安定性を低下さ せずにかつ金属の溶融損なしには、可能にせず、そのためにプロセスの熱効率を 実質的に高めることができない。

発明の開示 本発明は本質的に、直接（単一工程）プロセスの使用によって金属供給材料から の製鋼の技術的及び経済的インデックスを改良する、液浴中てのこのような製鋼 方法と同方法を実施する装置とを提供することを目的とする。

この目的は、鉄含有原料物質とスラグ形成フラックスとを含む供給材料を用いる 液浴中での製鋼方法において、鉄酸化物と還元剤との相互作用による低炭素鋼の 製造と、プロセスに熱を与えるための酸素含有ガス中ての燃料の燃焼と、炉外方 法により低炭素鋼中へ注入される、鋼に所定化学組成を与えることを意図した添 加剤の導入とを含む方法によって達成される：本発明によると、液浴を低炭素鋼 の出発溶融物と、それと化学平衡にある製鋼用スラグとから形成し、酸化還元帯 を形成し、この帯を通して出発溶融スラグを、酸素含有ガス中での燃料の燃焼に よって形成され、酸化帯において溶融スラグ中に沈降する燃焼炎ジェットの動力 学的作用下の閉鎖回路によって低炭素鋼の表面上を移動させ、溶融スラグ中に空 気によって粉状供給材料を注入して、酸化鉄濃度を高め、精製スラグを形成し、 サムバーンプル（ｓｕｍｂｅｒｓｉｂｊｅ）燃料−酸素炎ジェットの熱を用いて 、前記粉状供給材料を溶融し、スラグ溶融物を低炭素鋼溶融物の温度に比例して 再熱し・鉄還元プロセスに溶融スラグから熱を与え、溶融スラグ中への粉状物質 の注入に用いられる空気中に含まれる酸素と燃料−酸素燃焼炎シェツトの酸素と を用いて、溶融スラグ中に含まれる硫黄を酸化して、ガス相中に取り出し、鉄還 元剤を還元帯に供給される再熱スラグ溶融物中に注入し、その結果、低炭素鋼が 溶融スラグから析出する粒子（ｄ　ｒ　ｏ　ｐ）として得られて、前記低炭素鋼 の出発溶融物に追加され、ガス状還元生成物が溶融スラグから溶融スラグ上のガ ス相に取り出され、この溶融スラグの化学組成が還元されて出発スラグ溶融物の 出発化学組成になり、出発スラグ溶融物の出発量（ｍａｓｓ）が次の処理サイク ルを実施するために酸化帯に供給され、形成された過剰な量の溶融スラグは次回 の（ｆｕｒｔｈｅｒ）プロセスから除去され、得られた低炭素鋼はその化学組成 を所定パラメータに炉外方法の使用によって修正するために供給される。

溶融スラグ中に入れられ、提案方法において製鋼プロセスに熱を与えるために用 いられる酸素中での燃料燃焼の火炎ジェットは、この燃料の熱利用効率を平炉型 の炉の空気中での燃料燃焼方法に比べて約２．５〜３．　０倍に高める。燃料の 利用のこの改良は、サブマージプル（ｓｕｂｍｅｒｓ　１ｂｌｅ）火炎ジェット が溶融スラグと完全に混合され、それらの間の区分の接触表面積の大きさを、平 炉中の溶融スラグと該溶融スラグ上の空気中で燃焼される燃料の火炎ジェットと の間の接触表面積に比べて、数十倍及び百倍に窩める。溶融物への熱伝達速度は 前記接触表面積の増加に直接比例して増加する。このようにして促進される熱交 換は、冶金プロセスの急激な促進と燃焼生成物の放出による熱損失の最少化とを 可能にする。これらの熱損失は燃料の燃焼に消費される空気を、実際に窒素を含 まない酸素と置換することによってさらに減少する。サブマージプル燃料−酸素 火炎ジェットを適用するために、製鋼プロセスは促進され、燃料の比消費は減少 する。

さらに、提案方法による製鋼の冶金方法を１つの共通帯ではなく２帯において連 続的に実施することは、溶融スラグからの鉄の還元プロセスの実施と、このプロ セスと熱による供給材料の溶融プロセスとの最も好都合な条件下での実施とを可 能にする。これらのプロセスを共通帯において半還元性−半数化性条件下で実施 する場合には、完全な燃料燃焼の生成物が鉄還元剤を酸化することによって、こ の“寄生的な（ｐａｒａｓｉｔｉｃ）”プロセスのために多量の燃料と還元剤と の付加的な消費を伴うので、これらのプロセスは燃料と鉄還元剤とを実質的に多 量に消費して遅延した速度で進行する。

従って、１つの共通帯ではなく２処理帯における提案方法による製鋼プロセスは 燃料と還元剤との比消費の実質的な低下と製鋼プロセスの促進とを可能ζこし、 他の要素は全て等しい。

提案製鋼方法では、還元プロセス実施に必要な熱が鉄酸化物と共に供給され、得 られる鋼の温度にそれぞれ再熱される溶融スラグによって還元帯るこ伝工窒され ろ。

前述したように、再熱は還元帯においでサブマー７プル燃焼炎ンエノトを用しＸ で高い効率で実施される。この効率はその出発部分を用いた溶融スラグ量の反復 増加と、必要な再熱温度の明白な低下と、その結果の、サブマーンブル火炎ジエ ・ノド中での燃料燃焼生成物の放出による熱損失の明白な低下とによって維持さ れる。

還元帯のこの効果的な熱供給を維持するために、次の処理サイクルのために出発 スラグ溶融物量を還元帯から再び酸化帯に送り、それによって出発スラグ溶融物 の形成のための熱の消費を除去する。熱発生剤として用いられ、閉鎖処理→ティ クルを通して循環形式で移動する多量の出発スラグ溶融物の使用は、２帯製鋼プ ロセスの提供による溶料及び鉄還元剤の低い比消費の最大限の維持を可能（こす る。

さらに、燃料と還元剤との低い比消費が燃焼生成物、含まれる二酸化炭素（こよ る環境汚染を減少させ、主要環境を改良する。

還元帯のための熱伝達剤として溶融スラグの使用に最大効率を与えるため１こ、 溶融スラグから還元され、低炭素鋼を形成する鉄１ｋｇにつき溶融スラグ′２− １５ｋｇの比からの量で出発スラグ溶融物を形成することが有利であり、溶融ス ラグを還元帯に供給する前の溶融スラグの再熱温度は５０〜３００°Ｃの範囲内 （こすることが適切である。これの全てが高い熱利用率を生じ、溶融スラグと接 触する場所で冷却される耐火ライニングの実質的に高い強度をもたらす。

鉄酸化物から鉄を還元するための作用剤の最少比消費を生ずるため（二、還元剤 １を還元帯に分散媒質によって、鉄酸化物から鉄を還元するプこめ（こ化学を論 的ｉ：必要な量以上の量で導入することが好ましい。

燃料の最少比消費を生ずるために、還元帯で形成される鉄還元のガス状生成物を 好ましくはサブマーンブル燃料−酸素炎ジエ、ノド中に排出し、そこで前記生成 物は酸素中で再燃焼する。

還元剤と燃料との比消費を最少にし、溶融室耐火ライニングの耐用寿命を延長さ 也プロセスを促進するため１こ、Ｆｅ５０．をＦｅＯに還元するために充分な量 の還元剤を酸化帯に含まれる溶融スラグ中に分散方法によって導入することが有 利である。

供給材料中に禽まれろ鋼スクラツプの処理を促進するｔ−めに、晴スクラップを 好ましくは溶融スラグ下の低炭素鋼溶融物中に加え、低炭素鋼の周囲溶融物に好 ましくは酸化性ガス流を吹き込んで、スクラ、ツブを溶融し、形成された鉄酸化 物を溶融スラグ中に移し、鉄酸化物をその後に低炭素鋼が得られるまで還元する 。

熱損失を最少にし、スクラップ溶融プロセスにおける燃料の比消費を減するｔ− めに、酸素を酸化性ガスとして有利に用いることができる。

スクラップ溶融プロセスにおけるレンドヒューム（ｒｅｃｉ　ｆｕｍｅ）発生を 最少にし、前記レソドヒコ、−ムによる熱損失を減するために、並び＋：ノｆス 洗浄のための出費を減するために、燃料−酸素炎′、）ヨ、ットの完全燃焼生成 物をを適切には酸化性ガスとして用いることができ、燃焼炎ジエソトヒを流れる 溶融スラグ中で、Ｆｅ３Ｏ４濃度をそれのＦｅＯへの転化のためにかつ形成さね るＣＯとＨ７のＣＯ２とＨ，Ｏへの転化のために充分な１度に維持すること力く 望まし７Ｌ八〇燃料−酸素炎ジェットによるスクラップ溶融に用いられる燃料を より効果的１こ利用するために、溶融スラグ中のＦｅａｒｓの必要濃度は溶融ス ラブ中への鉄鉱石材料の適当量の導入によって有利に維持される。

供給材料中の鉄鉱石材料の分率が小さく、燃料−酸素炎ンｓ、　ソ）の鋼溶融物 中への吹き込みを用いるスクラップ溶融に用いられる燃料をより効果的に利用す るために、溶融スラグ中のＦｅ３Ｏ４の必要１度は溶融スラグ中への酸素の吹込 み１；：よって有利に維持される。

製鋼プロセス中に偶発的に形成されるスラグの価値を高めるｔ−めｉこ、還元帯 の最後における溶融スラグの化学組成がポルトランドセメントの化学組成（二よ り近似する、ことを保証するように、溶融スラグ中に吹き入れる粉状スラグ形成 フラ・ンクスのこのような比を選択することが有利である。

合金鋼の製造を安価にするために、適当な合金元素の酸化物を含む鉱石原料物質 を酸化帯の溶融スラグ中に導入する。

この目的も、炉床、壁及び天井によって形成された、液浴を形成し、供給材料を 溶融するための溶融スペースを含み、液浴中に鉄還元剤を導入するためのデ／＜ イス、液浴中に供給材料を加えるための手段、溶融スペース内に燃料を供給し、 燃焼するだめのデバイス、装置の溶融スペースから鋼とスラグとを揚出［ツする ｔこめの手段を備える装置によって達成される、本発明によると、溶融ニア、ベ ース１才本質的に、冷却手段を備え、溶融スラグ上のガススペースをプロセスの チクノロノー帯に一致して酸化帯と還元帯とに密封分離するために天井と壁とに 固定されグー仕切りによって形成される閉鎖環状室であり：粉状供給材料の添加 手段と溶融スペース内での燃料の供給燃焼のためのデバイスとは酸化帯に配置さ れ、溶融スラグ中に沈降した羽Ｄ（ｔｕｙｅｒｅ）の形状に製造され、鉄還元剤 の導入デノλイスは還元帯のスラグ溶融物移動方向の最初の部分に配置され、溶 融スラグ中（こ１′Ｘ。

降した、少なくとも１一つの羽口の形状に製造され、溶融スペースから鋼とスラ グ′とを湯出しするための手段は還元帯に配置された、鋼の湯出しのための開口 と、還元帯の、スラグ溶融物移動方向から見て、最後に酸化帯との境胃にお（７ １て配置されたスラグの場出しのための開口とを含む。

仕切りを備えた閉鎖環状溶融室の形状の溶融スペースの実施態様は、溶融室力（ 環状回路に沿って複数の処理区分に分割され、これらの処理区分を通って溶融ス ラグが連続的に閉鎖回路内を移動し、これらの区分を連続的−通過する…１几己 溶融スラグの各粒子が適当な作用を受けるので、製鋼ブＵ−ｆｆセスのより効果 的な構成を可能にする。このように、溶融スラグは酸化帯に入った後に、前記溶 融スラグ′［ｔｌに粉状供給材料を注入するための羽口とサムパーツプル燃焼炎 ジェットの方１去（こよって酸素中で燃料を燃焼させるための羽口とを備える区 分を通過する。次（こ、溶融スラグは溶融スラグをサムノ＼−ノブル燃料−酸素 炎ジゴ、ノド（こよって再熱するための羽口を備えた区分に供給される。燃料− 酸素羽口内に配置され、溶融スラグ流動方向に配向したノズルのために、溶融ス ラグは燃焼炎ジェットによって動力学的に作用され、閉鎖環状溶融室を通って連 続的に移動する。還元帯に入つた漫に溶融スラグは前記溶融スラブに鉄還元剤を 注入するための羽目を備えた区分を通過した後に、この溶融スラグは低炭素鋼の 還元された粒子−（ｒ　ｅ　ｄ　ｕ　ｃ　ｅｄ　ｄｒｏｐ）を沈降させる四分を 通って流れる。還元帯と還元された粒子を？１”降させる区分との最後において 、処理サイクル中に形成された新たなスラグ量が湯出しデバイスを通して溶融室 から取り出される。閉鎖環状溶融室のために、出発スラグ１はプロセス中に保持 され、新たな処理サイクルに加わるために酸化帯に入る。従って、閉鎖環状、溶 融室は出発溶融スラグの反復使用を「可能にし、その製造のための材料とエネル ギーとを実質的に節約する６゜さらに、酸化帯に粉状供給材料と燃料−酸素炎ジ ェットとを才人するための羽口を備え、還元帯に鉄還元剤を導入するための羽口 を備えた閉鎖環の形状（−製造された溶融室のガススペースを横断仕切りによ− ］て酸化帯と還元帯と（こ密封分離した装置の実施態様は、提案製鋼方法の最大 効率による実施を可能に４″る。

燃料−酸素羽口は有利には垂直に配置され、それらの丁部側面は注入ノズルを備 え、ノズルのオリフィスは溶融スラグの移動方向に配向する。

これはサブマー７プル燃焼炎ンエノトの溶融スラグ加熱と環状溶融室を通る・三 の移動とのための最左効率による使用を可能にする３、装置は適切には、その酸 化帯の中央区分にスクラップ添加［］と前記スクラップ添加口の両側に配置され たスクラップ溶融酸素羽Ｌ］又は燃料−酸τ羽に］を備左る。っこれは鋼スクラ ツプの非常に効果的な添加と溶融との構成を可能にする。

溶融スラグ中に還元剤を供給するだめの羽口と溶融物を再熱するための羽［■１ とは酸化帯の第２部分の発端（スラグ溶融物移動方向から見て）に、ｉ゛利に配 置される。

これは、溶融スラグを非常に効果的な再熱を構成し、溶融スラグ８Ｚ還元帯に供 給する前に鉄を予め還元することを可能１−する、１溶融スラグに液状鉄を導入 する手段を装置に備え、この手段を還元帯の届初の（スラグ溶融物移動方向から 見て）区分に配！し、その後に還元鉄を沈降さ（える区分を配置することが望ま しい。

これは液状鉄を鉄還元剤と（、て最も効果的に用いることを可能にする。

ガス圧解放弁を備えることが好都合である。

このような解決策は還元帯においてガス圧が急激に上昇する場合の緊急事態を阻 止する。

鉄還元のガス状生成物の可能な熱エネルギーを最大に利用するために、還元帯の ガススペースを溶融スラグへ酸素と燃料とを注入し、そこで燃料を燃焼させるた めの羽口に連結するためのガス輸送ダクトを装置に備えることが適切である。

図面の簡単な説明 次に、本発明を本発明の特定の実施態様に関して、添付図面に関連づけてさらに 詳述する 図１は提案製鋼装置の一般的平面図を概略的に示す：図２は図１のラインＩ　Ｉ −Ｉ　Ｉに沿った、一部切り欠き断面図である。

図３は製鋼装置の面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った展開図である。

発明を実施するための最も良い方法 提案製鋼方法は下記の通りである。

最初に、低炭素鋼の出発溶融物と、それと化学的平衡にある出発鋼溶融層スラグ とから液浴を形成する、この液浴は酸化帯と還元帯とに分離された閉鎖回路を通 って循環式に連続移動する。

酸化帯では、下記処理操作を連続的に実施する。

粉状供給材料と燃料−酸素炎ジェットとを空気によって出発スラグ溶融物中に導 入して、この供給材料を溶融し、酸素と空気とを用いてスラグから硫黄を同時に 除去する。

溶融スラグを還元帯に供給する前に、ＦｅＯから鉄を還元するプロセスに熱を与 えるためにサブマージプル燃料−酸素燃焼炎ジエ・ノドを用いて溶融スラグを再 熱し、その後に一定の条件下で溶融スラグを硫黄からさらに精製する。

酸化帯から還元帯に溶融スラグを供給した後に、下記操作を実施する。

還元剤を溶融スラグ中に導入する。還元剤はガス状（例えば、天然ガス又は水素 ）、又は液状（例えば燃料層）、又は粉状（例えば、炭素粉末）のＬＡずれでも よく、多量のスラグ流中に吹き込まれるか又は注入される。

これらの還元剤の組合せ使用も可能である。還元剤量はＦｅＯから鉄を、ＦｅＯ のスラグ中所定残留濃度まで還元するために化学量論的に必要な量以上であるべ きであり、この量は特に脱リン方法によって規定される。

還元剤を溶融スラグ中に導入した後に、溶融スラグは低炭素鋼の金属溶融物を含 む底部への金属粒子の沈降による最終溶融スラグからの穏やかな（ｑｕｉｅｔ） 金属分離区分を通って移動する。

還元金属の沈降が終了した後に、還元帯の最後における溶融スラグ量を２部分に 分割する＝最初の出発部分（このスラグ流の量は一定に留まる）は次の処理サイ クルに用いるために酸化帯に送り、溶融スラグのダンプ（ｄｕｍｐ）部分は次の 処理サイクルから除く。

得られる低炭素鋼はプロセスから取り出し、その化学組成の炉外修正のために送 る。

得られる技術的効果を最適にするために、提案方法はさらに複数の特徴を有する 。

第一に、鉱石−フラックス溶融物を混合した出発スラグを含む総（ｃｏｍｍ。

ｎ）スラグ流の最適再熱温度を維持してから、５０〜３００°Ｃの範囲内の金属 浴の温度よりも高いレベルにおいて、例えば１６５０〜１９００℃までのレベル において還元帯に供給する。

この場合に、ＦｅＯからの鉄還元区分を通って流れる出発溶融スラグの最適量は 還元鉄１ｋｇにつき２〜１５ｋｇの範囲内に維持される。

密接に相互関係するこれらの量的パラメータは、提案テクノロジー機構による製 鋼プロセスの熱バランスの分析と計算とに基づいて確立される。

この場合に、溶融スラグの再熱に適した最大温度は１９００°Ｃと判定される。

この温度を越えると、溶融スラグと接触する場所における溶融プラント耐火ライ ニングの強度は急激に損なわれ、溶融プラントの熱効率はかなり低下し、燃料の 比消費は実質的に増加する。

第二に、提案テクノロジー機構による溶融スラグの化学組成の調節の可能性を考 慮すると、ＣａＯ含量（５５〜６０％）と、Ｆｅ０（６〜８％）とＭｇｏ　（２ 〜４％）との減少した濃度とを有する塩基度の上昇した（２５〜３５）典型的な 鋼溶耐用スラグに近い、再生出発溶融スラグの最適化学組成を維持することが有 利である。このスラグは良好な精錬特性を有するのみてなく、その組成によって ポルトランドセメント製造の殆ど調製ずみの原料物質としての使用にも適する。

第三に、供給材料と共に導入される酸化鉄を含む溶融スラグ中に、前記鉄酸化物 をＦｅＯのみに還元するために化学量論的に必要な量以上の量の還元剤を吹き込 む。

第四に、供給材料中に用いた鋼スクラツプの溶融プロセスを促進するために、ガ ス状酸素による鉄酸化方法を用いる。このために、スラグ下方の低炭素鋼溶融物 中に等量ずつ（ｂｙ　ｕｎｉｆｏｒｍ　ｐｏｒｔｉｏｎｓ）スクラップを添加し 、酸素ジエ’ｙトによってセタラップ添加帯中に鋼を吹き入れる。その結果、液 状金属、主として鉄は酸化され、金属浴の温度はそれぞれ上昇する。この浴の高 い熱伝導と酸素ジェットによるバブリング（ｂｕｂｂ　１　ｉｎｇ）とのために 、熱は急速にスクラップに伝達され、スクラップは加速された速度で溶融する。

計算が意味するように、スクラップの完全溶融のためには、鉄スクラ・ノブ量か ら鉄の１／３を酸化することが必要である。

このような吹き込みによって、鉄の蒸発を減することが必要になるならば、金属 浴に燃料−酸素炎ジエ’ｙトを吹き込む。

金属浴に燃料−酸素炎ジェットを吹き込む場合には、完全燃焼の生成物（ＣＯ２ とＨ２Ｃ）が金属を酸化し、Ｃ○とＨ２によって解離される。完全燃焼の前記生 成物の熱と化学エネルギーとをさらに利用するために、溶融スラグ（スラグ溶融 の付近）中のＦｅ３０４ａ度はｃｏとＨ２によるバブルをＣＯ２とＨ２Ｃに酸化 する（約９５〜９９％まで）ために充分であるような量で維持される。計算が意 味するように、Ｃ○とＨ２と相互作用するスラグ中のＦｅ３Ｏ４量はスクラップ を溶融するサブマーノプル燃焼炎シェツト中の酸素量を少なくとも７．５倍越え る。

このようなＦｅ３Ｏ４濃度は、スクラップの他にこのために充分な量で鉱石コン セントレートを含む供給材料から鋼を溶融する場合に、自動的に得られる（例え ば、鉄をスクラップから鋼に２０〜２５％を越えない量で転化する場合に）。鋼 がスクラップのみから溶融される場合には、Ｆｅ３０ａの必要な濃度を維持する ために、スクラップ溶融用燃料−酸素羽口の付近においてのみ溶融スラグに同じ 羽口に配置された酸素ノズルの上部列を通して酸素を供給することによって酸素 を吹き込むことを含む方法を用いる。これらの酸素ジェットを用いて、酸化第一 鉄（ＦｅＯ）をＦｅ３Ｏ４に酸化し、スラグ中に実質的な量の熱を発生させる。

計算が意味するように、このための酸素量はスクラップの溶融に用いるサブマー ジプル燃焼炎ジエ’ｙト中て消費される酸素量の少なくとも半分（５０％）を成 す。

実際に、スクラップ溶融帯において溶融物から発生したガスの連続高速分析に基 づいて溶融スラグ中のＦｅ３Ｏ４の最適濃度が維持される。

スラグ吹込みプロセス中に又は金属浴に酸素と燃料−酸素炎ジェットとの両方を 吹き込む時に形成される鉄酸化物を溶融スラグ中に通し、溶融スラグから還元帯 において鉄を取り出し、前述した方法によって低炭素鋼中に加える。

計算が示すように、スクラップから鋼への加速転化は、公知方法に比べて、最少 のエネルギー総消費量を必要とするに過ぎず、スクラップから鉄の最大収量を得 ることを可能にする。

供給材料中のスクラップ対鉱石コンセントレートの比は如何なる値（０〜１００ ％）をも取りうる。

得られた鋼中に実質的な量で保持される合金元素を含むスクラップを溶融するた めに、同じテクノロジー機構を用いる。

スクラップへの酸素ジェット又は燃料−酸素炎ジェットの直接吹込み方法も有利 に用いられる。

第五に、合金元素を含む鋼を溶融する場合に、硬質もしくは液状合金鉄としての 合金元素を鋼充満し一ドル（ｌａｄｌｅ）に湯出しされる低炭素鋼中に必要量で 加えられる。鋼中に炭素の必要濃度を得るために、適当量の炭素含有物質を前記 低炭素鋼中に加える。

第六に、合金鋼、特に低合金鋼を溶融する場合には、鉄還元に用いた前記テクノ ロジー機構に従って前記合金元素を還元することによって、合金元素を溶融プロ セス中にその中に加えることができる。このために、鋼合金化のために必要な元 素の酸化物を含む鉱石又はコンセントレートの適当量を出発スラグ流中に鉄鉱石 コンセントレートと共に吹き込むことができる。

同じテクノロジー機構に従って、提案装置を鉄合金の溶融に有利に用いることが でき、必要に応じて、金属浴（例えば、１８５０℃まで）と溶融スラグ（例えば 、２０００℃まで）との上限温度レベルを上げることができる。

第七に、還元剤として液状鉄を用いる場合には、小滴として液状鉄を多量の溶融 スラグ中に加える。

第八に、還元プロセス中に形成される可燃性ガスを特別な排気デバイスによって 還元性ガススペースから吸引して、酸化帯内のサブマージプル火炎ジェットの燃 料−酸素羽口中に送り、そこで燃料又は還元剤として用いる。

原型（ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ）の比較分析によって、提案製鋼方法は、上記で開示 したそのテクノロジー機構が鉄還元の反応帯における熱供給に関する問題の根本 的に新しい技術的解決に基づ（ことを特徴とするものであると結論することがで きる。この解決策は溶融スラグに新しい付加的機能、すなわち前記帯の単独伝熱 体（ｈｅａｔ　ｃａｒｒｉｅｒ）の機能を与えることを含む。

スラグのこの機能は方法の新しい組合せ：溶融スラグ量の人為的増加と、得られ る鋼の温度に関するその再熱との組合せによって生ずる。この場合に、溶融スラ グ量は鉱石−フラックス溶融物と出発溶融スラグとの混合を用いて増加し、鋼を 一定方法によって製造する場合に出発溶融スラグの化学組成は化学平衡にある最 終スラグの化学組成に一致する。一定のテクノロジー機構において、出発溶融ス ラグを再循環式に絶えず用いる。

溶融スラグ（流動）の再熱は鉄還元プロセスの前にサブマージプル燃料−酸素炎 ジェットを用いて実施され、還元帯から排出される可燃性ガスは補充燃料として 用いられる。

溶融スラグが再熱される環状溶融室の酸化帯ガススペースがＦｅＯから鉄を還元 する反応帯を有する還元帯のガススペースから密封分離されるために、鉄は燃焼 生成物の酸化作用を受けず、このことがプロセスの効率を高める。

′　さらに、提案テクノロジー機構の根本的に新規な特徴は、供給材料の鉱石成 分のいずれかの量（０〜１００％）と組み合わせた鉄スクラツプからの高効率で の鋼製造を可能にする、複数の方法の新しい組合せである。この組合せはガス状 酸化剤（ＯｘもしくはＣ０２とＨ２Ｏ）による鉄の完全な酸化と、引き続いての 、前記テクノロジー機構による鉄酸化物の還元とを用いた、スクラップの加速溶 融を含む。

これは、如何なる金属供給材料からも高い生産量、燃料の低い比消費、軽度の雰 囲気汚染で、かつポルトランドセメントの半製品としてスラグを生産して、高品 質の鋼をコークスを用いずに（ｃｏｋｕｌｅｓｓ）単工程で直接製造するために 提案方法を用いることを可能にし、ロングランでは、これは燃料の比消費と燃焼 生成物による雰囲気の汚染とを１．５〜２．５分の１に減少することを可能にす る。

提案製鋼方法は、本質的に、何らかの外形の中空輪郭の形状に、好ましくは環状 に製造された溶融室１（図１）である装置において最大効率で実施される。溶融 室１は環状外壁２と環状内壁３と、底部４（図２）と、天井５とから構成される 。断面図では、溶融室１は好ましくは方形である。環状溶融室１は２つの処理帯 ・酸化帯６（図３）と還元帯７を含む。酸化帯６内の溶融スラグ９上に配置され たガススペース８は、還元帯７内の溶融スラグ９上に配置されたガススペース１ ０から横断仕切り１１によって密封的に分離される。溶融スラグ９と接触する場 所における壁２と３及び仕切り１１には、外部から、冷却手段、例えばパネル１ ２を備える。好ましくは、湿った水蒸気が冷却剤として用いられる。

溶融スラグ（非発泡）上に配置された壁２と３は軸方向環状面Ｉ　Ｉ　Ｉ−Ｉ　 Ｉ　Ｉから斜めに傾斜することができ、これは溶融室１が定常な高さである場合 にガススペース８と１０の容積を増大させ、これらのスペースから発泡溶融スラ グ９が溢流するのを阻止する。

溶融室１は、その酸化帯６において、内部に垂直サブマージプル燃料−酸素羽口 １３（図１）を含み、羽口１３の下部側面には溶融スラグ９の移動方向（矢印Ａ に沿って）に配向したオリフィス１４（図３）を有する吹込みノズルを備える。

羽口１３は２グループとして配置する：１グループは溶融スラグの移動方向（矢 印Ａに沿って）から見て帯６の最初の１／２に配置され、他のグループは前記帯 の第２半分に存在する。開幕６は内部に、粉状供給材料を空気輸送ユニット１７ によるバイブライン１６を通して溶融スラグ９中に吹き込むために設計されたガ ス−粉末羽口１５を有する。このようなユニット数は特定の操作条件と前記ユニ ットの容量とによって決定される。

溶融スラグの移動方向（矢印Ａに沿って）から見て羽口］３と１５の直後に配！ される垂直サブマージプル吹込み羽口１８は、Ｆｅ３Ｏ４をＦｅＯに還元するた めに溶融スラグ９中に粉状還元剤を吹き込むように設計される。粉状還元剤は空 気輸送ユニット１９によるバイブライン２０を通して羽口１８中に供給される。

ガス状又は液状還元剤を用いる場合には、これをバイブライン２１を通して羽口 １８中に導入される。

装置内の羽口１３，１５及び１８の総数、環状溶融室１中に配置された１列のそ れらの数、及びこれらの列の数はこの溶融室の大きさ、装置の生産量、及び製鋼 プロセスの特定の形式に依存する。或いは、羽口１５と１８は羽口１３と一列に 配置される。

酸化帯６の中央部分には、天井５に初期液体浴を形成するために鋼溶融物と溶融 スラグとを注入するように及び、スクラップが鉄含有物質の成分部分である場合 には、鋼スクラツプ２２１を添加するように設計されたスクラップ添加口２２を 備える。さらに、この間口２２は塊状の供給材料を装入するために用いることが できる。可動なスクラップ溶融用酸素／燃料−酸素羽口２３はスクラップ添加口 ２２の周囲に配置される。これらの羽口２３並びに羽口１３．１５．１８はそれ らの垂直移動機構（図面に示さず）を備える。さらに、羽口２３は揺動機構２４ （図２）を備え、この機構によって前記羽口２３は垂直から所定角度αをなして 振り子運動を実施することができる。全ての羽口は水又は湿った蒸気によって冷 却される。

装置は還元帯７のガススペース１０を燃料−酸素羽口１３と２３と連結するガス 伝達突出型ダクト２５（図３）を備える。このダクト２５は鉄還元で形成され羽 口において前記生成物は酸素と混合され、サブマージプル燃焼炎ジェット中で燃 焼する。

溶融室］の内部スペースは酸化帯６から溶融スラグ９を受け取る側の還元帯７に おいて鉄還元剤を溶融スラグ９中に吹き込むための羽口２６を有する。

粉状還元剤を用いる場合には、羽口２６は還元剤を空気輸送ユニット１９から供 給するためのバイブライン２０と連結する。これらのユニット１９と羽口２６の 数と、帯７の一定区分への羽口の特定配置とは製鋼装置の特定の全体大きさ、装 置の生産量及びテクノロジーパラメータによって決定される。ガス状又は液状還 元剤を用いる場合には、これをバイブライン２１から羽口２６へ導入する。

還元剤として液状鉄を用いる場合には、羽０２６を配置する区分に小滴に粉砕さ れた鉄を溶融スラグ中に導入するための微粉砕機付きロート２７を含む手段を備 える。

製鋼装置は得られた１１２９を湯出しするために用いられる開口２８を備え、還 元帯７に、好ましくはその中央部分に配置された、鋼の連続揚出しを保証する湯 出しデバイスを備える。鋼２９を製造するプロセス中に形成される溶融スラグ量 ９（ダンプ　スラグ）を湯出しするための開口３０を溶融スラグ９の移動方向か ら矢印Ａに沿って見て帯７の最後に配置される。

装置は、酸化帯６に配置され、矢印Ｄ（図３）によって示す方向に燃焼生成物を 排出するように設計されたガス排出ダクト３１を備える。

このダクトは開口２３と排出ガスによってスクラップを加熱するためのユニット （図面に示さず）とに結合し、また前記排出ガスによって酸素と燃料とを加熱す るための回復器（ｒｅｃｕｐｅｒａｔｏｒ）　（図面に示さず）と結合する。

装置の操作に安全性を確保するために、還元帯７は圧力解放弁３２を備え、これ はこの帯のガスの圧力を所定値を越えないレベルに自動的に維持させる。

提案方法による製鋼プロセスは下記のように進行する：最初に、環状溶融室１内 にこの室を別の製鋼装置で製造された低炭素鋼を充填することによって、液浴を 形成する。次に、溶融スラグ９、例えば溶鉱炉スラグを鋼溶融物上に注入し、燃 料−酸素羽口１３を前記溶鉱炉スラグ中に沈降させ、予めオンに切り換えた前記 羽口１３中に燃料と酸素とを供給する。溶融スラグを１６００〜１７５０℃の最 適作用温度に加熱した後に、その化学組成と量とを出発スラグの組成を得るため の所定パラメータに適合するように修正する。この修正は適当な粉状供給材料の 必要量を溶融スラグ９中に空気輸送ユニｙ　ｈ　１．７と羽口１５どを用いて吹 き込むことによって実施される。この場合に、羽口］、３は溶融スラグ′ｒ４】 に導入される物質を溶融するために充分な、適当量の熱を溶融スラグに与えるた め（−用いられる。液浴が形成された後に、鋼を得るために必要な粉状供給＋Ａ 料をガス−粉末羽口１５と空気輸送ユニット１７とを用いて溶融スラグ９中に吹 き入れる。

帯６の最初の半分に配置された燃料−酸素羽口］３を用いて、これらの物質を１ ６００〜１６５０℃の範囲内の溶融スラグ９の最適温實を維持することによ−っ て溶融して、前記溶融スラグ９をスクラップ２２’の溶融帯方向に流動させる状 態を形成する。スクラップ添加機構（ごよって開口２２から炉床４に添加された スクラップ２２’の第２部分は、スクラップ溶融羽口２３と、必要に応じて、そ れらの揺動機構２４とを作動に切り換えることによって、完全に溶融されるの羽 口２３のノズルがスクラップ表面に又は金属浴に最大に接近するために、スクラ ップ２２１が溶融され、同時に鉄はその表面から又は低炭素鋼２９の溶融物から 完全に酸化され、ＦｅＯの形状で、スラグ中に達する。この場合に、溶融金属中 の不純物は重度に（ｄ　ｅ　ｅ　ｐ）酸化され、それによって金属スクラップは 低炭素鋼に変化する。

酸化帯゛６では硫黄から溶融スラグ９を精製する、激しいプロセスが行われ、硫 黄は燃焼炎ジェットの酸素、空気輸送ユニットからの空気及びスクラップ酸化剤 のジェットによって酸化され、硫黄ガス（ｓｕｌｆｕｒｏｕｓ　ｇａｓ）とじて 燃焼生成物と共に装置から（矢印りに沿って）除去される。このような溶融スラ グ脱硫プロセスは低炭素鋼の溶融を可能にする。次に、溶融スラグ９が予備還元 （Ｆｅ、Ｏ，→Ｆｅｄ）のために前記羽口１８の位百に供給された時に、還元剤 を羽口１８によって溶融スラグ９中に吹き入れる。

粉状還元剤を使用する場合には、これを空気輸送ユニット１９を用いて羽口１８ に供給する。ガス状又は液状還元剤を用いる場合には、これをパイプライン２１ から羽ロゴ、８に供給する。

ＦｅＯの形状でのみ酸化鉄を含む溶融スラグ９を燃料−酸素羽口］３の第２グル ープを有する区分に供給する場合には、前記溶融スラグ９は羽口１３によって１ ６５０〜１９００℃の温度に再熱されて、還元帯７中に移動する。溶融スラグが この帯に入ると、羽口２６を用いて前記溶融スラグ中に還元剤が吹き込まれる。

還元剤が粉末の形状である場合には、これは羽目２６中に空気輸送ユニツｈ　１ ９によって供給される。ガス状又は液状還元剤を用いる場合には、これをバイブ ライン２１から羽口２６に供給する。還元剤として液状鉄を用いる場合には、前 記液状鉄を微粉砕機付きローＩ−２７を通して溶融スラグ上に（矢印Ｃに沿って ）注入する。小滴に微粉砕された液状鉄は溶融スラグを通って沈降し、鉄を還元 する。

この場合に、鉄の量と鉄と相互作用する溶融スラグの量との間には明確な平衡が 維持され、前記平衡は鉄から低炭素鋼に所定の精錬をすること及び同時に溶融ス ラグ９から所定量の鉄を還元することを可能にする。沈降プロセスでは、鋼小滴 がリンと硫黄とから精製され、低炭素鋼の溶融物中に入れられる。溶融スクラッ プからの金属も低炭素鋼の溶融物中に入れられる７、にれらの金属溶融物を混合 する場合には、直接溶融と、酸化された部分の還元との両方によってスクラップ から得られた金属が不純物へ量に関して完全に純粋であることを考慮に入れるべ きである。液状鉄を使用して、中炭素鋼と高炭素＠Ｊ−を得ることが必要である 場合には、残留炭素を含める必要性から鉄を精錬する、残留炭素は残留低炭素鋼 と混合した場合に、鋼中に炭素の所定濃度を得ることを可能にする。得られた鋼 の化学組成は、前記鋼が湯出し口（ｔａｐ　ｏｐｅｎｉｎｇ）　２８から湯出し 、された後に、例えば取鍋（ｌａｄ］、ｅ）中で炉外方法を用いて、最終的に修 正される。製鋼装置において金属中に沈降した羽口２６を用いて炭素含有粉末を 吹き込むことによって、金属を浸炭することもできる。沈降帯を通過した後に、 鋼小滴を除去された溶融スラグ９は湯出し口３０から湯出しされるダンプ部分と 、装置内に残留して、連続再循環式に進行する次の製鋼サイクルで溶融スラグ９ の出発部分を用いる酸化帯６に送られる出発部分とに分割される。

曳ＰＩ　１．− Ｃ＝０．３％、Ｓｌ−二〇　１５％；Ｍｎ＝、０．３％；Ｐ＝０．０４５％７Ｓ ：００４５％を含＊４−’る純粋な鋼スクラツプのみを含む鉄含有原ｆ４物質か ら、鋼を製造した。。

酸化帯の前方部分ては、適当な粉状スラグ形成フランクス物質（石灰石、ホーギ ザ（ｈ、鉄スケール等）を出発スラグ溶融物中に吹込み、出発スラグ溶融物と同 じ組成（Ｃａ　Ｏ−６０％：　Ｓ　ｉｏ、、＝２０％：　Ａ　１２０３”’８． 　０％：　Ｍｇ０＝：３０％；Ｆｅ０＝７．０％；Ｍｎ０＝１．０％、塩基度３ ．０）を有する新鮮な溶融スラグ部分（リフフイ升リースラグ）を形成した。リ フフイナリースラグ量は２５０ｋｇ／ｌのスクラップに等しか、）だ。出発スラ グ溶融物の量は還元鉄１−　ｋ　ｇに一つき７．５ｋｇの１ノベルに維持され、 ニオ１は被溶融スクラップ１トンにつき２４　：３０　ｇに相当し７だ。この帯 の溶融スラグ（：、燃料−酸素炎′−ｊ・ソト（α・−＝１０〜１．１）の助け て吹き込むことによって、この溶融物に吹き入れるスラグ形成物質を溶融するｔ −め（効さ一］溶融スラグの温度ｔ−１６００−４６５０℃のｌノベルに維持す るために必要な熱を、溶融物に与えた。燃料としマは、排出、ノズルを用い℃燃 ネ）−酸素量［−１中（、−酸素にＪ、って排出される、還元帯か１らの可燃性 カスを用いた。にのツノ゛スＩは還元プロ）−゛、スス中形成されるガス総量の 約３８％を成シ、、、（二〇、）（２、Ｃ０２、Ｈ２０及び窒素から構成された 。前記可燃性ガスの排出と燃焼のために消費される酸素量は３０．０ｍ３．／ｌ であった。発生した熱の一部は空気輸送ユニットの空気の加ｔＩ〜と、二の帯に おける装置の）１つ５Ｉング（−よる軌損失の補償とのｔ、めＩＪ−用いられた １、′ナブーＪ−ソブル燃燐炎：；　、・ノド（α〉１０、但り、＜１．１）中 の遊離酸素を用いて、溶融スーラグは硫酵を８０２に酸化；、：Ｏれを溶融物か ら完全燃焼生成物と−ｊｆに除去すること１こよ一部て、激Ｉ、ベガ９硫さｔｌ 、　ｆ二。

溶融スラグ中の硫黄の残留、！１度は００１％以上てあ−）だ。う酸化帯では、 スクラップをスクラップ添加口から添加し、鋼浴中に沈降さヒ”、鋼浴には６８ ．５ｍ′／ｌ　スクラップの比消費′Ｔ″酸素を吹き入れた。低炭素鋼溶融物（ ３２４，５ｋｇ／ｌ　スクラップ）の鉄の酸化によ−）で、それから成る量の熱 か発生し、そのためにスクラップは迅速に溶融し、１６００〜１６３０℃の温度 に加熱された。その結果、溶融スラグとの激（バ発泡する接触のために、溶融金 属は硫黄とリンとを除去され、酸素を用いて溶融金属は炭素、ケイ素及びマンガ ンを除去された。

酸素の吹込みによる低炭素鋼の酸化によって形成された鉄酸化物、主と１．７て ＦｅＯと、スクラップ１トンにつき約６０ｋｇのＦｅを含む一定量のＦｅ、、、 Ｏ，とを富化されて、溶融スラグは酸化帯の末端方向に移動し、末端において溶 融スラグは予備還元と再熱とを受けた４、このために、Ｒ５已溶融スラグに酸素 が明確に不足した燃焼炎ジェット（α＝０９６〜０９８）を吹き入れた。還元帯 からの可燃性ガスの残留部分（６２％）は燃料として用いた。前記可燃性ガスの 燃焼１″′要する酸素１は４３．０ｍ３／ｌ　スクラップであった。その結果、 この処理区分を通過した後に、溶融スラグは酸化物Ｆ’ｅ３０４を含ます（酸化 物ＦｅＯのみが溶融スラグ中に残留１−だ）、１．７３５℃の温度にまで（１３ ５℃だけ）再熱された。

このような処理後に、ＦｅＯ含量の増加した（この濃度はスクラップ溶融によ、 〕で７％から２２５％まで一１二昇ｊまた）溶融スラグを還元帯の最初の区分に 入り、そこで微粉砕石炭が窒素の助けで前記溶融スラグ中に吹き入れられた（ス クラップ１トンは、Ｃ＝９０％：Ｈ２＝４％：及びＳ＝０．４％；湿分く２％、 灰分−・・１０％を含む石炭６８　ｋ　ｇを必要とじｔ−）。スクラップ溶融プ ロセス中に酸化された、スクラップ１トンにつき鉄３２４．５ｋｇの量は溶融ス ラグがら還元され、低炭素鋼の精錬溶融物（ｒｅｆｉｎｅｄ　ｍｅｌｔ）中に戻 された。スラグ形成物質（ボーキサ・ｒ［・、スケール）の鉄を考慮した金属収 率は９８％であ−、た。得られた金属の化学組成（％：’　：Ｃ＝０．０５；Ｓ ｉ＝痕跡量、〜１ｎ＝０．０５　；Ｐ＝Ｏ１００４％；ｓ＝ｏ、００４％０゜沈 降区分における低炭素鋼の溶融物中にスラグ流から還元鉄が沈降した後に、溶融 スラグ（この化学組成は出発スラグ溶融物の化学組成（、：一致した）を２部分 に分割し、た　２６０ｋｇ／ｌ　スクラップの量（スラグ形成物質２５０ｋｇ− （−スクラップカラノ不純物−５ｉＯ□；ＭｎＯ；Ｐ、０．；Ｓ等１０ｋｇ）を 有す６１部分は装置からダンブスラゲとし７て取り出（，２、ボルト・ランドセ メントのクリンヵ−として用いた、一方では溶融スラグの残留量（２４３０ｋｇ ／ｌ　スクラップ）は次の製鋼サイクルの酸化帯に流入した。前記組成の低炭素 鋼は１６２０°Ｃの温度において鋼充満し一ドル中に湯出しして、そこで前記低 炭素鋼中に必要な添加剤と脱酸剤とを導入することによって、炭素その他の元素 に関して修正した。

この実施例では、高品質鋼１トンの製造はスクラップ１ｔ、スラグ形成物質（石 灰石、ボーキサイト、スケール）２５０ｋｇ、エネルギー発生石炭６８ｋｇ及び 純度９５％酸素１３７ｍ３を消費した。製鋼プロセスの総エネルギー消費（酸素 を得るためのエネルギー消費を考慮）はこの実施例では同等の（ｅｑｕｉｖａｒ ｅｎｔ）燃料９２．９ｋｇであり、これは通常の電気的製鋼プロセスに比べて（ 火力発電所における燃料消費と電力供給組織と変圧器とにおける損失とを考慮） 、供給材料の１成分（１０％）としての鉄製造のためのエネルギー消費が約２゜ ５〜３分の１でありた。

実施例２ Ｆｅｒ、＋ａ１＝６７．７％；Ｆｅ２０ａ＝６５．４６％；Ｆｅ０＝２８．１７ ％；ＳｉＯ□＝５．１２％：Ｓ＝０．０９６％、Ｐ２ｏ５＝ｏ、０２９％を含有 する鉄鉱石コンセントレートから、液状低炭素鋼を製造した。

酸化帯の前方部分では、適当な粉状鉱石コンセントレート（石灰石　１５０８ｋ ｇ／ｌとボーキサイト　１１４ｋｇ／ｌ　鋼）を１６００℃の温度において出発 スラグ溶融物中に吹込んだ。これらの物質を溶融するため、これらの物質の吹き 入れに用いる空気を溶融温度に加熱するため、反応Ｆｅ５０．→ＦｅＯを実施す るため、及び酸化帯における装置のハウジングによる熱損失の５０％の補償のた めに必要な熱は、溶融スラグ中に沈降させた燃焼炎ジェットを用いて得られた。

燃料としては、天然ガス（７６，４ｍ３／ｌ　＠）と、天然ガスと酸素と（２２ ２、０ｍ３）を用いて燃料−酸素羽口中に排出される、還元帯からのガス（３６ ゜２％総量）とを用いた。供給材料の吹き入れに用いる圧縮空気と燃焼生成物と 溶融スラグとの間の展開された接触面積のために、溶融スラグは強度に脱硫され る（０．０１％まで）。

１６００°Ｃにおいて溶融スラグを酸化帯の区分に入れ、そこで還元反応Ｆｅ３ Ｏ４→ＦｅＯが天然ガス（４７，２ｍ３／ｌ　鋼）を用いて完成され、溶融スラ グは再熱された（７７°Ｃだけ）。このために、還元帯からの可燃性ガスの６３ ．８％と天然ガス１３６ｍ３とが前記溶融スラグ中で純度９５％の酸素３９０ｍ ３を消費して燃焼された。ＦｅＯからの鉄の還元に関しては、第１実施例と同様 の、但し硫黄含量の高い（１，７％）石炭を用い、出発スラグ溶融物の比は最大 限に（１５ｋｇ／ｋｇ　還元鉄）選択した、これは１５．３１５ｋｇ／ｌ　鋼で あった。

溶融スラグが還元帯に入ると、スラグ温度は１７７０’Ｃに等しくなった（７０ ０Ｃだけ再熱）。スラグ中のＦｅＯ濃度は１５％に等しくなった。鉄の還元のた めに炭素粉末（２２１，１ｋｇ／ｌ　ＩＩ）を窒素を用いて前記溶融スラグ中に 吹き入れた。このプロセスによって、溶融スラグが金属浴への液状鋼小滴の沈降 を伴いながらさらに移動する間に、溶融スラグの温度は１６００’Ｃに低下しく 再熱−０℃）、Ｆｅｏｆｉ度は７％に低下した。その化学組成がスラグの出発部 分と同じであり、第１実施例と同じである、すなわちセメントクリンカ−の化学 組成と一致する、溶融スラグのダンプ部分（５８２ｋｇ／ｌ　鋼）は装置から取 り出し、一方では残留部分を次の製鋼サイクルの酸化帯に供給した。

液状ＩＩ　（Ｃ＝０．０５％；　Ｓ　ｉ＝痕跡量；Ｍｎ＝０．０５％；ｐ＝ｏ、 ００２％；Ｓ＝０．００４５％）１トンの製造は、石炭２２１．１ｋｇ；天然ガ ス２５８．７ｍ’；純度９５％酸素６１２ｍ３を消費した。鉄鉱石コンセントレ ートからのみの製鋼のためのこの実施例でのエネルギー消費（酸素とセメントク リンカ−とを得るためのエネルギー消費を考慮）は、通常の方法（凝集、コーク ス化学、溶鉱炉、転炉プロセス、スクラップを用いず、凝塊を用いる）に比べて ４０〜５０％低下することが判明した。提案方法の実質的な他の利点はリン及び 硫黄に関して完全に純粋な鋼が得られることである。通常の方法では、この純度 レベルは鉄と鋼を特別に処理する方法をさらに用いて達せられる。

実施例３ その量の５０％はスクランプから得られ、他の半量は実施例２と同じ組成の鉄鉱 石コンセントレートから得られた、上記実施例と同じ鋼を溶融した・酸化帯の前 方部分では、適当な粉状鉱石コンセントレー）（７５４に、ｇ／を鋼）と、鋼１ トンにつき４９０ｋｇの量のスラグ形成フラックス（石灰石、ボーキサイト）と を１６００℃の温度を有する出発スラグ溶融物中に吹き入れた。同時に、溶融ス ラグにサブマージプル燃焼炎ジェットから熱を与えた、燃焼炎ジェット中では天 然ガス３８．２ｍ３と還元帯から排出される可燃性ガスの３４％とが燃焼され（ 鋼１トンにつき）、９５％純度の酸素１２１．２５％が前記ガスの燃焼のために 消費された。

同時に、添加スクラップは酸化帯において金属浴中への酸素（３４，２５ｍ３／ ｌ　鋼）吹込みによって完全に溶融された。前記吹込みと鉄鉱石コンセントレー トとの両方によって鉄酸化物で富化された、溶融スラグはスクラップ溶融帯を通 過した後にＦｅ３Ｏ４をＦｅＯに還元し、溶融スラグを再熱する区分に入った。

このために、溶融スラグにα＝０．９６〜０．９８を有する燃焼炎ジェットを吹 き入れた。天然ガス（２３，６ｍ３／ｌ　鋼）と還元帯からの可燃性ガス（６６ ％）とを燃料として用いた。酸素はこの場合に鋼１トンにつき２５３ｍ３の量で 消費された。

実施例２と同様に、鉄を還元するために（ＦｅＯ→Ｆｅ）、高硫黄炭を用いた、 従って、この実施例では９．９３３ｋｇ／ｌ　鋼である、高い比の出発スラグ溶 融物（１５ｋｇ／ｌ　還元鉄）を用いた。４２０ｋｇであるダンプスラグを考慮 すると、溶融スラグの比質量（ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｍａｓｓ）は１０．３５０ｋ ｇ／ｌ　鋼）に等しかった。還元帯に熱を完全に与えるために、溶融スラグを７ ５°Ｃだけ再熱した（１６７５°Ｃに）。鋼１トンにつき１４４．５ｋｇの量の 微粉砕炭を窒素の助けで、溶融スラグがこの帯に入った時に、溶融スラグ中に吹 き入れた。

沈降区分の最後では、還元鉄の小ａ（約６６２ｋｇ／ｌ　鋼）が低炭素鋼溶融物 中に沈降し、溶融スラグは出発スラグ溶融物（実施例１と２に同様）の化学組成 に一致した化学組成を得た。溶融スラグのダンプ部分（４２０ｋｇ／ｌ　鋼）は 装置から取り出し、残留部分は次の製鋼サイクルに用いるために酸化帯中に流入 させた。

浄書（内容に変更なし） この実施例に述べた鋼製造は、同等の燃料的３５０ｋｇを必要とした、従って、 平炉での鋼製造（供給材料中のスクラップの同じ分率を用い、全ての転化工程の 燃料の消費を考慮する）に比較して、この実施例での製鋼はエネルギー消費量が ２分の１であることが判明した。この実施例で得られた鋼の高品質と、セメント クリンカーとしてスラグを製造するための熱の消費とに関して、この差異はさら 下記化学組成（％）の鋼を溶融した：Ｃ−０．２；Ｓｉ＝痕跡量；Ｍｎ＝０゜３ 、Ｐ≦Ｏ，Ｏｆ；Ｓ＜０．０１゜この金属供給材料は鋼スクラツプ（４２，５％ ）と、液状製鋼用鉄（５７，５％）とを１３００℃の温度において含有した。

製鋼屑鉄の化学組成（％）：Ｃ＝４．５Ｈ５ｉ＝０．５；Ｍｎ＝０．３；Ｐ＝０ ゜１．３＝０．０４゜ 上記実施例で述べたものと同じ種類の新鮮な溶融スラグ（２２０ｋｇ／ｌ　鋼） を酸化帯中に形成し、還元帯からのガス状生成物の全量（Ｃｏ−８５％とＣ０ｚ −１５％とのみから成る）と、鋼１トンにつき酸素（純度９５％）３３．３ｍと を用いて、溶融スラグに熱を供給した。スクラップ溶融は得られた鋼１トンにつ き酸素２９．１ａ１′を消費した。低硫黄供給材料は溶融スラグの出発部分の比 を２　ｋｇ／ｋｇ還元鉄（２８３，５ｋｇ／ｌ　鋼）に減少することを可能にし た。溶融スラグの熱容量（約０．　５６１５ｋｃａｌ／℃）を考慮すると、溶融 スラグは３００℃だけ再熱された（１９００℃まで）。溶融スラグ量（６９０ｋ ｇ／ｌ　鋼）は、鉄の３００℃だけの再熱を含めて、還元帯における全てのプロ セスに熱を与えることを可能にした。再熱は鋼１トンにつき天然ガス　２２．　 ５ａｌ’と、純度９５％の酸素４３ゴとを消費した。還元帯では、溶融スラグを 製鋼屑鉄によって処理した、製鉄用鋼はＦｅＯからＦｅを、スラグ中ＦｅＯの残 留含量、その初期レベル３２゜５％に比べてＦｅ０＝５％までに、還元した。鉄 自体は低炭素鋼に酸化された。

金属の収率は９７％であった。溶融スラグ中に湯出しされる鉄の質量速度はスク ラップ溶融プロセスに用いられる酸素の消費と、スラグと鋼と最終溶融物の化学 的高速分析とによって制御された。低炭素鋼１トンの製造は全体で、スクラップ ＃書（内容に変更なし） ４７３．１ｋｇ；鉄５９３．８ｋｇ；天然ガフ２２．　５ｆ１１′；純度９５％ 酸素１０５゜４ｍ’を消費した。同じ供給材料を加えた平炉内での溶融（同等燃 料の消費−１４４ｋｇ／ｌ）に比べて、この実施例での燃料消費（酸素を得るた めの燃料の消費を考慮）はＷＩ４１トンにつき同等燃料４０鴫に等し５いことが 判明した、すなわち３．５分の１であった。

実施例５ この実施例での溶融は、出発スラグ溶融物の比が最大限に維持され（１５ｋｇ／ −還元鉄、又ｉ；！２．　１２８ｋｇ／ｌ　鋼）、ソノために高硫黄鉄（Ｓ−０ ，２）ノ使用が得られた鋼に硫黄＜０．０１％の濃度を与えることを可能にした 。さらに、溶融スラグと混合する前の鉄の且度は１５００℃に等しかった。上記 に関して、還元帯に入る溶融スラグの再熱は５０℃に低下すべきであった。（１ ６５０’Ｃまで）。他の点では、この実施例は実施例４と異ならなかった。

実施例６ 鋼を実施例１と全く同様に溶融（、た。但し、この場合にはスクラップは酸素ジ ェットを用いて溶融したのではなく、低炭素鋼溶融物に燃料−酸素完全燃炎のジ ェットを吹き入れることによって溶融した。サブマージプル燃焼炎ジェットの生 成物は、低炭素鋼溶融物から溶融スラグ中に発生した実質的な量の一酸化炭素（ Ｃｏ）と水素（Ｈ２）を含み、これらは溶融スラグ中で第２酸素を用いてさらに 酸化された。概して、この付加的酸化は、前記酸素がＦｅＯをＦｅ、０４に酸化 する中間プロセスによって実施され、次にＦｅｑＯ４とＣＯ及びＨ２との相互作 用によって実施される。溶融スラグは実質的な量の熱を受容し、この熱はスラグ 形成フラックスの溶融に用いられる。還元帯から排出される還元プロセ久生成物 の再燃焼からの熱の平衡に従って、熱の約７０％は溶融スラグの再熱に用いられ 、残りの部分がスラグ形成フラックスの溶融に用いられた。

スクラップか完全燃焼炎ジェット自体の熱を用いては不完全に溶融されるという 事実のために、この実施例の酸化鉄の量は実施例１のスクラップ１トンにつき３ ２４．５ｋｇではなく、僅か２３５聴におよそ等しくした。還元帯ではそれぞれ 、少量の石炭が必要であった（６８ｋｇの代わりに４９．３ｋｇ）。しかし、こ の実施まれる燃料−酸素完全燃焼炎のジェットによるスクラップ溶融の性質によ って定められる天然ガスのかなり一（４８゜１７ｒｎ’／ｉ　スクラップ）の消 費のために、実質的に大きい。酸素中の天然ガスの燃焼から受容される熱エネル ギーの大きい部分が溶融スラグ中で発生し、スラグ形成フラックスをさらに溶融 するために有利に用いられた。その結果、スクラップ１トンあたり新鮮なスラグ 溶融物５６２ｇが得られ、製鋼プロセスの最後にポルトランドセメンＩ・と一致 する化学組成を有して取り出された、ポルトランドセメントの通常の焼結力法に よる製造は１３６〜１７２ｋｇの燃料を必要とする。この実施例におけるエネル ギー消費はスクラップ１トンにつき燃料１４４．３ｋｇに等しかった、すなわち これはポルトランドセメントのみを製造する通常のエネルギー消費に大体相当す るが、電気アーク炉におけるスクラップからの製鋼に比較すると約１．５分の１ 〜２分の１であった。

この実施例における限り、ダンプ（リファイナリー）スラグ量が実施例１の２倍 以上多く、得られた金属中のリンと硫黄の濃度はそれぞ看ν１＼さく、リン〈０ ゜００２％、硫黄＜０．００２％であった。

本発明は、製鋼に用いられるデバイス数を減じ、エネルギーの比消費を減少させ 、液状金属の収量を増加させる。さらに、本発明は供給材料中の如何なる綱スク ラップ含量であっても製鋼を可能にするが、平炉方法と特に転炉方法は、技術的 及び経済的指標の実質的な劣化（生産量の低下とエネルギー消資量の上昇）のた めに、これを可能にしない。本発明はまた、製鋼用鉄なしに、金属供給材料中の 如何なる比のスクラップ対鉄鉱石物質によっても、製鋼を可能にする。提案力法 を実施する環状溶融室を備えた装置の生産量は実質的に如何なる値をもとること ができ、小型製鋼炉に特徴的なレベルから酸素転炉及びこれ以上に大きい装置の レベルまでに成りうる。

産業上の利用可能性 本発明は、圧延製品（シート、レール、ビーム、アングル等の形材）の製造のた めの製鋼に従事する冶金企業において有利に実施されることができる。

＃ご（内容に変更なし） さらに、本発明は公知方法及び装置と共に、鋼鋳造物を製造する装置建造産業に 利用可能である。

手続補正書彷幻　し 平成　６年　２月　ｌ　日

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．鉄酸化物と還元剤との相互作用と、製鋼プロセスに熱を応えるための酸素含 有ガス中での燃料の燃焼と、鋼の所定化学組成を得るための炉外方法による低炭 素鋼中ヘの添加剤の導入とを含む、鉄含有物質とスラグ形成フラックスとを含む 供給材料を用いる液浴での製鋼方法において、低炭素鋼の出発溶融物と、それと 化学平衡にある製鋼スラグの出発溶融物とから液浴を形成する工程と：酸化帯と 還元帯とを形成し、これらを通して出発スラグ溶融物が閉鎖回路を通って、酸素 含有ガス中での燃料の燃焼によって形成され、酸化帯において溶融スラグ中に沈 降した燃焼炎ジェットの動力学的作用下で低炭素鋼の表面上を移動し、前記溶融 スラグには鉄酸化物の濃度を高め、リファイナリースラグを形成するために粉状 供給材料が空気によって吹き込まれて供給される工程と；サブマーシブル燃料− 酸素炎ジェットからの熱を用いて、前記粉状供給材料が溶融され、溶融スラグが 低炭素鋼溶融物の温度に応じて再熱されて、溶融スラグから鉄を還元するプロセ スに熱を与える工程と；溶融スラグヘの粉状供給材料の吹込みに用いられる空気 の酸素と燃料−酸素炎ジェットの酸素とを用いて、溶融スラグに含まれる硫黄を 酸化し、取り出して、ガス相に送る工程と：還元帯に入る、再熱されたスラグ溶 融物に鉄還元剤を供給して、低炭素鋼を製造し、これが小滴の形状で溶融スラグ から沈降し、それによって前記低炭素鋼の出発溶融物を補充し、他方ではこの還 元プロセスのガス状生成物を溶融スラグから取り出して、溶融スラグ上に存在す るガス相に送る工程と；この溶融スラグの化学組成が出発スラグ溶融物の出発化 学組成に回復したならば、その最初の量を次の製鋼プロセスに用いるために酸化 帯に送り、形成された溶融スラグの過剰量は次の製鋼プロセスから除去する工程 と：得られた低炭素鋼をその化学組成を所定パラメータに炉外修正するために送 る工程とを特徴とする方法。
2. ２．出発スラグ溶融物が溶融スラグから還元されて低炭素鋼を形成する鉄１ｋｇ につき出発スラグ溶融物量２−１５ｋｇの比に由来する量で形成され、還元帯に 供給される前の溶融スラグの再熱温度が５０〜３００℃の範囲内で得られること を特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．鉄還元剤を還元帯中に存在する再熱されたスラグ溶融物中に分散方法によっ て、鉄酸化物から鉄を還元するために化学量論的に必要な量以上の量で導入され ることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. ４．還元帯で形成される鉄還元のガス状生成物がサブマーシブル燃焼炎ジェット 中に排出され、該ジェット中で再燃焼きれることを特徴とする請求項１記載の方 法。
5. ５．ＦｅａＯ４をＦｅＯに還元するための必要量の還元剤を分散方法によって、 酸化帯中に存在する溶融スラグ中に導入することを特徴とする請求項１記載の方 法。
6. ６．酸化帯において、溶融ラグ下の低炭素鋼溶融物中に鋼スクラツプを添加し、 後者を囲む低炭素鋼溶融物に酸化性ガスのジェットを吹込み、スクラツプを溶融 し、形成された鉄酸化物を低炭素鋼にさらに還元するために溶融スラグ中に通す ことを特徴とする請求項１記載の方法。
7. ７．酸化性ガスとして酸素を用いることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. ８．燃料−酸素炎ジェットの完全燃焼生成物を酸化剤として用い、ＦｅＯにＦｅ ３Ｏ４を転化させるために充分であり、かつ形成されたＣＯとＨ２とをそれぞれ ＣＯ２とＨ２Ｏとに転化させるために充分であるＦ６３Ｏ４濃度を燃焼炎ジェッ ト上を流れる溶融スラグ中に維持することを特徴とする請求項６記載の方法。
9. ９．適当量の鉄鉱石物質を溶融スラグ中に導入することによって、Ｆｅ３Ｏ４の 必要濃度を溶融スラグ中に維持することを特徴とする請求項８記載の方法。
10. １０．溶融スラグ中のＦｅ３Ｏ４の必要濃度を酸素を溶融スラグ中に吹き込むこ とによって維持することを特徴とする請求項６記載の方法。
11. １１．溶融スラグ中に吹き入れる粉状スラグ形成フラックス物質の比を還元帯の 最後においてボルトランドセメントの化学組成に近似した、前記溶融スラグの化 学組成が得られるように選択することを特徴とする請求項１記載の方法。
12. １２．適当な合金元素の酸化物を含む鉱石原料物質を合金鋼溶融プロセスにおい て酸化帯内の溶融スラグ中に導入することを特徴とする請求項２記載の方法。
13. １３．炉床（４）、壁（２，３）及び天井（５）を有する、液浴を形成し、供給 材料を溶融するための溶融スペース（１）を含み、液浴中に鉄還元剤を導入する ためのデバイス、粉状供給材料を加えるための手段、溶融スペース中に燃料を供 給し、溶融スペース内で燃焼させるためのデバイス、溶融スペースから鋼とスラ グとを湯出しするための手段を備えた、請求項１記載の方法を実施するための装 置において、溶融スペース（１）が本質的に、冷却要素（１２）を備え、かつ溶 融スラグ（９）上のガススペース（８，１０）を処理帯に一致して酸化帯（６） と還元帯（７）とに密封分離するために天井（５）と壁（２，３）とに固定され た仕切り（１１）によって形成される閉鎖環状室であることと；粉状供給材料の 添加手段と、溶融スペース（１）内に燃料の供給し、燃焼させるためのデバイス とが酸化帯（６）に配置され、溶融スラグ（９）中に沈降した羽口（１５，１３ ）の形状に製造されることと：鉄還元剤の導入デバイスが還元帯の溶融スラグ（ ９）の移動方向から見て最初の部分に配置され、溶融スラグ中に沈降した少なく とも１つの羽口（２６）の形状に製造されることと：溶融室（１）から鋼とスラ グとを湯出しするための手段が鋼の湯出しのために還元帯（７）に配置された開 口（２８）と、スラグの湯出しのために還元帯（７）のスラグの移動方向から見 て最後において酸化帯（６）との境界に配置された開口（３０）とを含むことと を特徴とする装置。
14. １４．燃料−酸素羽口（１３）が垂直に配置され、それらの下部側面が吹込みノ ズル（１４）を備え、該ノズルのオリフィスが溶融スラグの移動方向に配向する ことを特徴とする請求項１３記載の装置。
15. １５．酸化帯の中央区分に配置されたスクラップ添加口（２２）と、前記スクラ ップ添加口（２２）の両側に配置されたスクラップ溶融用酸素及び／又は燃料− 酸素羽口（２３）とを備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
16. １６．溶融スラグ中に還元剤を供給するための羽口（１８）と、スラグを再熱す るように設計された燃料−酸素羽口（１３）とが、溶融スラグの移動方向から見 て、酸化帯（６）の第２半分の最初に配置されることを特徴とする請求項１３記 載の装置。
17. １７．液状鉄を溶融スラグ中に導入するように設計され、溶融スラグの移動方向 から見て還元帯（７）の最初の区分に配置された手段を含み、その後に、還元さ れた鉄を沈降させる区分が続くことを特徴とする請求項１３記載の装置。
18. １８．還元帯（７）にガス圧解放弁（２３）が備えられることを特徴とする請求 項１３記載の装置。
19. １９．還元帯（７）のガススペース（１０）を、酸素と燃料とを溶融スラグ中に 吹込み、そこで燃料を燃焼させるための羽口（１３）と連結するがス輸送エゼク タ−型ダクト（２５）を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。