JPH086131B2

JPH086131B2 - 金属溶融物処理方法およびその方法を実施するための装置

Info

Publication number: JPH086131B2
Application number: JP62144989A
Authority: JP
Inventors: ポール・メツツ
Original assignee: セントレム・ソシエテ・アノニム
Priority date: 1986-06-12
Filing date: 1987-06-10
Publication date: 1996-01-24
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: EP0252308B1; US4891822A; ES2014276B3; CA1328563C; GR3000554T3; DE3762049D1; EP0252308A1; JPS62297424A; US4808219A; ATE51417T1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は金属溶融物を電磁力によって、好適な実質的
にシリンダ状容器中で運動状態にセツトし、化学的活性
物質または合金化元素を加えることにより金属溶融物を
処理する方法に関する。更に本発明はこの方法を実施す
るための装置に関する。

金属溶融物，特に鉄および銅溶融物は、固体、液体ま
たは気体状態で溶融物に加えられる化学的活性材料と均
質混合することによつて従来から処理されている。

例えば銑鉄溶融物は、好適な材料例えばソーダまたは
塩基性酸化性スラグと混合することによつて脱硫または
脱リンされる。銅溶融物は、通常取瓶中で、粉末状物質
またはスラグと混合することによつて、例えば脱酸素ま
たは脱硫のため同様に処理される。

合金化元素も溶融物と均密に混合することによつてそ
れらの中に導入される。化学反応も、金属溶融物と固体
物質の均質混合によつて達成できる。

例えば石炭は銑鉄溶融物中に導入することによつてガ
ス化することができ、これは同時にまたは引き続いて酸
化される。またルクセンブルグ特許第81330号で先に提
案されているように、亜鉛または亜鉛と鉛を含有するダ
スト（高炉ダスト）を、炭素加えてまたは加えずに、銑
鉄浴中に吹き込んで処理している、これは一方では鉛お
よび亜鉛の分離を可能にし、他方では鉄を還元した形で
回収できるようにする。

金属浴中に粉末状または粒状物質を導入するための従
来の方法は、ガス流中に導入すべき物質を懸濁させ、そ
れらをランスによつて浴上または浴中に導入することか
らなる。しかしながら、吹き込みのこの処理中に、処理
すべき物質の実質的な量がガス流によつて再び運び出さ
れ、従つて反応損失となることが判つている。

酸化性物質または還元性物質を吹き入れまたは頂部吹
き込みによつて高炉のタツピングスパウトで銑鉄の脱ケ
イ素、脱リン、または脱硫の如き金属反応を行なうこと
が同様に知られている。

更に従来の電磁スパウトで向流操作を行なうことがで
きることが知られている。しかしながら、殆んどの場
合、この方法では不適切な混合効果を達成できるだけで
あることが判つている。

本発明の目的は、添加物を固体、液体或いは気体の形
でさえ加えてもそれらに関係なく物質の導入を容易に
し、添加物と溶融物の良好な混合を可能にする方法およ
び装置を提供することにある。

この目的は本発明に従い、特許請求の範囲に記載した
特長を有する方法および装置によつて達成される。更に
本発明の具体例は実施態様項に見出される。

本発明の方法により、処理すべき金属と金属を処理す
るため使用する物質またはガスの間に均質な完全混合が
達成され、その結果として所望反応の実質的な促進が達
成され、それと共に同時に温度損失の減少を達成する。

本発明による方法は金属浴に最も広い範囲にわたる物
質の導入を容易にする、特に物質が微細に粉砕されてい
る場合にそうであり、本発明の場合何ら損失なしに金属
に導入できる。更に本発明による方法は、小さい設備で
操作することができ、或いは高炉スパウトの場合におけ
る如く、脱ケイ素化および続く脱リンまたは脱硫の如く
複数の反応を高炉と取瓶の間の限定された通路で実施で
きるような方法で、工程の実質的な促進をもたらす。

本発明による方法は、誘導を使用されるに当つて従来
知られている金属処理方法とは実質的に異なる。知られ
ているように、従来用いられていた方法における目的と
するものは全て均質化またはスラグ／浴の相対移動にあ
る、一方本発明の方法においては、金属浴と処理のため
使用する物質またはガスの間で適切な完全混合が達成さ
れる。

本発明による方法は、例えば高炉タツプと移送取瓶の
間を銑鉄を移送するため使用されるスパウト中、および
長さが少なくとも炉の直径に相当するチヤンネル型炉に
おいて実施できる。また本発明の範囲内で、金属の一部
量を、スパウトによつて表面の下短い距離で大きな炉の
一部から取り出し、炉の異なる部分または別の炉へ同じ
スパウトを介して再び流し戻すように炉を使用すること
もできる、それは金属の乱流を作るため使用されるイン
ダクターによりまたは別のインダクターにより炉からス
パウト中への出口とスパウトから炉中への入口の間を金
属を搬送できるようにする。大きな炉を使用するとき、
それは仕切で分けることができ、この仕切の下部で二つ
の炉区域間に連通を与えることができる。この仕切によ
り分割された組合せ炉は、下部を連結した二つの炉で代
えることもできる。

本発明の範囲内で、インダクターはスパウトまたは炉
の軸に対してそれらの運動を垂直に作用させることがで
きる。平行に配置した複数のインダクターを使用すると
き、それらは同じ回転方向でそれらの運動を動作させる
ことができる。しかしながら個々の場合において、平行
に配置した複数のインダクターを使用する場合、それは
反対方向でそれら各々の運動を動作させるのが有利であ
ることがある。これはより強力な混合効を達成できるよ
うにする。

しかしながらこれらのインダクターは、スパウトの軸
の周りで金属を運ぶことに加えて、それらが実質的に水
平方向または上昇方向に金属を運ぶために同時に使用さ
れるような方法で配置でき、それが非常に有利である。

多くの場合、向流反応を促進するため、一定の傾斜を
もつ装置を設計することが適切でさえある。この傾斜は
反応速度によつて決り、少なくともパイロツトプラント
において０〜20゜の間で調整できるようにすべきであ
る。別の処理段階においては、単一スパウトに複数の傾
斜を与えることが適切であり、かかるスパウトの部分に
とつて、電磁輸送スパウトの形で使用することができ
る。

この最後に述べた応用は、例えば長手方向軸の周囲に
らせん形に配置したインダクターによつて達成でき、向
流で金属学的反応を行なう可能性をもたらし、平衡条件
に基づいて浴／スラグ反応の実質的な改良を達成でき
る。

インダクターは処理装置上に固定配置でき、耐火ライ
ニングの摩耗後地の処理装置にとりつけるだけである。
しかしながら多くの場合、処理容器をインダクター中に
容易に押し込むことができるような方法でインダクター
を配置することが特に有利である、かくすると多くの処
理を同じインダクターで実施できる。この場合、勿論処
理装置はインダクターの作用を妨害しないか或いは殆ん
どしない材料で作らなければならない。

誘導力によつて行なわれる均質混合を支持するため機
械的力を使用することも本発明の範囲外ではない。この
支持は、耐火ライニングの適当な設計によつて炉相互
に、または二つの炉の区域を連結する流動スパウトの場
合に行なうことができる。

複数の処理段階を直列に連結するとき、この方法で最
も完全な暫定的な脱スラグ化を達成するため、サイホン
装置によつて処理段階を相互に分離することが必要であ
る。

本発明を図面に示した例示的具体例を参照して以下に
詳細に説明する。

第１図、第1a図および第1b図に示した炉は金属12およ
びスラグ13を含有する耐火ライニング11からなる。それ
自体知られている一つ以上のインダクターが炉の最高点
へ金属を運び、そこで適当な設計の耐火シエルによつて
できるなら助けられ、それは金属浴またはスラグ上に落
し戻すか運び戻し、かくして均質金属／スラグ混合を生
ぜしめる。しかしながらインダクターは一つのセクター
に配置してよい、しかし平行に配置した複数のセクター
14,14aおよび14b上に分布させてもよい。

第１図に示したチヤンネル型炉は、例えば高炉タツピ
ングスパウトにおいて連続的に使用するために設計さ
れ、熱金属は15で示したスパウトを通つてチヤンネル型
炉中に流入し、サイホン16を通つた後スパウト17を経て
チヤンネル型炉を出る。スラグ13はスパウト18および18
aを通つて流出でき、炉はスパウト18を専ら用いるとき
には有利な向流で操作する。金属を処理するため使用す
る物質またはガスはノズルおよび／またはランス19,19
a,19bを通して炉中に供給する。

第１図から本発明による炉を使用するとき、浴／スラ
グまたは反応ガスの非常均質な混合と結果としての高効
率が達成されることが明らかに判る。

第１図に示した炉は連続流動操作用に設計されてい
る。不連続操作のため同じかまたは類似した装置を使用
することを所望するときには、サイホン16を湯出し口の
如きそれ自体知られている装置で置換するか、或いは揺
転炉の如く炉を設計する。

第２図は第１図と同様の炉を示すが、インダクターは
らせん状に配置され、向流操作を有利にしている。これ
は金属がインダクターによつて左から右へとより強力に
動かされ、スラグが右から左へ強制的に動かされるから
である。

高炉と鋼工場の間で銑鉄を輸送するため通常使用され
る標準トーピードー取瓶を、金属を処理するため、特に
脱硫のために本発明の範囲内で使用できる。この場合、
完全に充満されず、銑鉄の表面と取瓶の屋根の間に少な
くとも25cmの自由空間を有する取瓶を第１図または第２
図に示す如くインダクターと直接固定できる、或いはか
かるインダクターをとりつけた装置中に組入れることが
でき、これらのインダクターを取瓶壁に対して動かすこ
とができる。インダクターが動作を開始したとき、銑鉄
は前述した如く頂点へと送り、通常の添加剤例えばソー
ダ、炭化カルシウム、ライム粉末またはこれらの物質の
混合物で処理される浴上に落下し、銑鉄浴とこれらの物
質と強力な混合および反応性が達成される。

更に非常に興味ある本発明の応用分野は、キユポラの
前床、輸送または合金化取瓶または鋳型中に銑鉄を分配
するため使用される鋳物輸送容器中での脱硫または合金
化のため、鋳物用銑の処理にある。この場合、合金化剤
または接種剤は、取瓶を満す前または後銑鉄と強力に混
合できる、チヤンネル型炉の如く設計した取瓶はインダ
クターを取り付け、或いはトーピードー取瓶の場合に前
述した如く、インダクタースタンドに数分間導入し、合
金化および接種用元素と均質に混合する。この場合第３
図に示す如く、インダクターは取瓶の両側に配置してよ
く、より急速で強力な混合をこの方法で達成するため、
反対方向に動作させるとよい。

本発明は、特に廃石（refuse）の灰化または鋼の製造
において形成される如き金属含有廃物の除去において特
に価値を有することが判つた。これらの廃物は大きな困
難を伴つて処理できる微粉化ダストの形で提供される。
前述したルクセンブルグ特許に記載されている如く、こ
れらのダストは銑鉄浴中に吹き入れられることが知られ
ている。しかしながらこの方法は、微粉砕物質が部分的
に搬送ガスによつて連行され、再び運び出されることか
ら、使用することが困難である。本発明による方法は搬
送ガスの使用をせずに、銑鉄と金属含有廃物の間の均密
な接触を可能にする。このため、第１図、第1b図および
第２図に示した炉を使用でき、仕込みノズル15を除去
し、炉を閉じる。この時仕込みはサイホン15aを介して
行なう。この場合ダストは脱ガスノズル20で供給され
る。

この方法は例えば銑鉄スパウトにおける流動法でおよ
び純粋な処理法として実施できる。

この方法を流動法として用いるとき、銑鉄はチヤンネ
ル型炉中にサイホン15aを介して導入し、処理すべき廃
物はノズル19,19a,19bを介して装置中に導入する。均質
混合をインダクターの作用によつて装置中で生ぜしめ、
全ての金属を還元し、それらの中の幾らかはノズル20を
介して蒸気の形で逃散させ、一方他のもの例えば鉛の場
合には銑鉄中に蓄積させる。ノズル20を出た後、蒸気の
形での金属は、金属として凝縮させるか、或いは酸化後
標準フイルター装置中で沈澱させる。廃物中に含有され
た酸化鉄は同様に還元し、サイホン16および放出スパウ
ト17を介して銑鉄と共に装置から出る。鉛はタツプ21を
介して規則的な間隔で放出させる。スラグはスパウト18
または18aを介して装置から出る。

純粋処理炉としてチヤンネル型炉を使用するときに
は、銑鉄を炉が一杯になるまで導入するだけであり、次
いで処理を開始し、インダクターを開始させ、金属含有
廃物を導入できる。処理は前述した処理と同様であり、
銑鉄を廃物と共に所望によつて炭素を導入して一定値に
調整すべきであること、および温度を好適な加熱装置、
例えばチヤンネルインダクター22によつて維持しなけれ
ばならないことが異なる。混合インダクターはまたそれ
らが同時に加熱インダクターとして作用するような方法
で設計することもできる。

全ての実施態様において遭遇する最も重要な特長の一
つは、金属溶融物を誘導回転によつて、シリンダ状容器
または炉壁のほぼ頂点まで上昇させ、次いで金属浴上に
落し戻すか運び戻すことである。これは金属溶融物中に
二重の乱流を作り、これが烈しい混合を促進する。

容器が充満されるレベルが、効率、即ちエネルギーの
できる限り少ない消耗と組合せたできる限り最も烈しい
乱流についての本質的役割を果す。充満レベルをＨと
し、炉直径をＤとしたとき、最良の効率は、充満レベル
φ＝H/Dが0.75〜0.90にあるとき達成される。

第４図は同時に脱ケイ素、脱リンおよび脱硫するチヤ
ンネル単位のダイアグラムを示す。それは三つのサイホ
ン壁30a,30bおよび30cを有する三つのサイホンS1,S2お
よびS3、および三つの混合区域32a,32bおよび32cを有す
る。この種の単位は高炉と輸送取瓶の間の高炉スパウト
で使用できる、しかしトーピードー取瓶と鋼工場取瓶の
間の中間部としても使用できる。例えば銑鉄Ｒは銑鉄取
瓶から第一サイホン装置に空けられ、そこからスラグは
開口34aを通つて流れ落ちることができる。サイホン壁3
0aを通過した後、銑鉄は本発明による第一電磁混合装置
32aの影響の下に来る、そしてインダクターのらせん配
置のため、サイホン装置S2中に傾斜α＝５゜で運ばれ
る。このサイホンに達する前にフラツクスＷを有する予
備加熱されたロールスケールが仕込まれ、これはサイホ
ンS1に向つて向流の形で流れ戻し、大きく銑鉄を脱ケイ
素する。この区域は酸性ライニングまたは高アルミナラ
イニングを有する。高シリカ含有率のスラグは開口34b
を通つて沈着する。銑鉄がサイホンS2中に落下し、ここ
でケイ素含有スラグ残渣は開口34c中に流れ落ちる。サ
イホンを通過した後、脱リン化が次の電磁混合装置32b
（これはカーブした形を有する）中で生起する。サイホ
ンS2の区域におけるこの単位の下部は水平に対して傾斜
β＝７゜を有し、その頂部端で２゜に平らにされ、ここ
でらせん状に配置された混合インダクターは、僅かに傾
斜した装置上および／または底で配置されたインダクタ
ーに線状搬送を与える。この配置はソーダＳを与えるた
めに選択された、この例においてこれは脱リン化剤とし
て加えた、そしてそれがS2に向流の形で運ばれる前に液
化する機会を与える、ここでそれは完全に反応し、開口
34dを通つて放出できる。脱リン化反応は酸素または酸
素含有ガスの導入（図示せず）によつて混合装置中で助
長される。それが実質的に脱リンされた後処理された銑
鉄はサイホン装置S3中に流入し、そこでスラグの残存痕
跡は開口34eを通つて流出できる。サイホンS3を通つて
後、銑鉄は電磁混合装置32cに入る、これは下流方向に
向つて水平であるか僅かに下方に傾斜している（１〜３
゜）、ここで炭化カルシウムＫをサイホン壁30cの直ぐ
後で加える。装置32cを出た後、その脱硫化スラグと銑
鉄は取瓶36中に流入し、そこで必要ならばフラツシング
ガス38によつて支持されたそれ以上の脱硫を生起させる
ことができる。この操作の主目的はしかしながら脱硫化
スラグ層によつて輻射線損失に対し銑鉄を保護すること
にある。同時に脱硫化スラグを除くことが望まれる場合
には、電磁混合装置32cを約７゜傾斜させ、放出端の直
前で炭化カルシウムを加え、スラグをサイホンS3中にと
りつけたオーバーフローの形で流出させる。脱硫効果は
少量の還元性ガスを噴出させることによつて装置32cで
支持させることができる。

装置32bおよび32cには塩基性ライニングを設けるのが
好ましい。

溶融物の回転運動を生ぜしめる電磁力の作用は、動か
される金属浴の軸中に電流を通すことによつて実質的に
増大させることができることも見出された。この電流は
動かされる点の上流および下流に置いた電極（図示せ
ず）によつて金属浴中に導入するのが好ましい。電流は
交流または直流であることができる、しかし最高の効率
は直流によつて達成される。

更に周波数変化によつて、または正常電流供給時にパ
ルス電流を重ねることによつてインダクターへの電流の
供給を変化させることは実質的に混合効果を増大させる
ことが判つた。

本発明による方法は、相対的に長い炉に関するばかり
でなく、それぞれの場合において部分的な量のみが動か
され、炉に戻される取瓶または別の炉、或いは連続法を
生ぜしめるような方法で組合せて操作される炉にも関係
する。

一方で部分量の処理に関係し、他方で複数の連結され
た炉の使用に関係するこれらの装置および方法を以下に
詳述する。

部分量を処理するための可能な装置との関係におい
て、平面図を示す第5a図、前立面図を示す第5b図、およ
び側面図と断面図を組合せた第5c図を参照する。

これら三つの図において、取瓶または炉51は耐火物質
でライニングされており、レベルＮまで取瓶を満す金属
52を含有している。スラグＳのフイルムまたは層は通常
金属浴上に浮いている。

しばしば鋼および銑鉄の場合に行なわれるように、例
えば脱硫剤を加えることによつて金属52を処理すること
を望むときには、装置53を金属浴中に導入する、それは
殆んどの場合、スラグが装置中に入らぬことを確実にす
る必要がある。この装置の入口そしてできるならば出口
を浴中に導入した後、装置53を金属で満す。この充填は
インダクター55にスイツチを入れることによつて行なう
ことができる、インダクター55は、それらが金属浴上に
ポンプ作用を働かせ、かくして処理インダクター54を設
けてある混合区域中に金属を運ぶように設計してある。

インダクター54の動作方法は前述した動作に相当し、
この場合のインダクターは、それらが図に見られるよう
に右から左へと金属を運ぶように設計するのが好まし
い。それらはまた混合および搬送効果に加えて加熱効果
も出すような方法で設計してもよい。金属がインダクタ
ー54に達し、これらのインダクターによる均質混合運動
を生ぜしめた時、処理するために必要な固体または液体
物質または気体は開口またはノズル59,59aおよび59bを
介して金属浴に供給でき、上記浴と均質的に混合でき
る。

未処理量から処理量を分離することを望むときには、
底で開いている仕切Ｔを取瓶に設けることができる。

上述した装置に類似した装置には、インダクターを設
けた混合区域を直接的に、即ち吊り上げインダクター55
を設けた上昇区域なしに、取瓶中に作つた少なくとも一
つまたは二の開口を設け、滑り閉止装置を設けて連結し
たような装置があり、これも前述した結果と同様の結果
をもたらす。この種の装置は、傾斜取瓶と、特にトーピ
ードー取瓶と共に使用すると非常に有利な結果をもたら
す。これらの場合、混合装置は取瓶を単に傾斜させるこ
とによつて容易に満すことができ、それは開口を通つて
取瓶中へのオーバーフローによつて充填を達成すること
ができ、インダクター54による昇揚作用と適切なポンプ
作用を与えることで達成できる。

金属との直接接触で、換言すれば昇揚インダクターを
用いずに、上述した混合区域をヨーロツパ特許出願第83
/630074号に記載されている如く鋳造前に金属溶融物を
処理するための装置に取り付けることができ、それはこ
の特許出願に記載された加熱のため、本発明による金属
の同時処理と組合せることができる。

第5a図、第5b図および第5c図は、処理すべき金属を取
瓶から本発明による混合装置への磁気ポンプ輸送効果で
運ぶような装置を示す。

磁気ポンプ輸送効果は他の既知の手段で助けることま
たは置換することができる。例えばトーピードー取瓶の
例を参照して後述する如く、磁気ポンプ輸送効果はガス
昇揚効果または真空により取瓶中で過圧によつて助長も
しくは置換でき、それは四つの手段、即ち取瓶中の高
圧、ガス昇揚効果、真空および電気誘導ポンプ輸送を、
単独でまたはそれぞれのまたは別のまたは全ての上述手
段の組合せで使用することができる。

第６図および第6a図はトーピードー取瓶と組合せたこ
の種の装置を示し、この装置において、脱ケイ素、脱硫
および脱リンの如き所望の操作は継続的に実施できる。

正規のランナーゲートに加えて、トーピードー取瓶は
第二開口62を有し、それは好ましくは気密な方法で、両
開口のため封止することができる。もしこれができぬと
きには、トーピードー取瓶のほぼ中央に達する仕切63を
設ける。

装置には立ち管65を含み、これはトーピードー取瓶の
底の僅か上の点に向つて突出しており、ガスリフト単位
を設けるのが好ましい。立ち管の上部には吸入ライン66
を設けることができる。第５図に示した電磁ポンプを同
様に立ち管65中に組入れることができる。トーピードー
取瓶自体は、銑鉄がパイプ65を満し、混合区域64または
64aおよび64b中に通ずるような方法で、僅かに加圧を浮
けさせることができる。トーピードー取瓶がその入口で
容易に封止できないとき、仕切63を組立てた後に、加圧
下にトーピードー取瓶の右手部を置くだけで充分であ
る。完成装置と連結した充填装置69はトーピードー取瓶
61の入口コネクター中に導入する。この装置はスラグオ
ーバーフロー67、取瓶入口コネクター68、仕切を持つた
サイホン容器を有する。コネクター68は操作開始時に
は、溶融板68aまたはプラグ69bで封止できる。

電磁混合区域64は第６図の上方に、そして第6a図の下
方に破線で示すように65aから69の方向へ導くことがで
きる。しかしながらより長い混合通路を達成するため、
混合区域は回り道64aおよび64bを介して65から69に達せ
させることもできる。上昇および降下装置によつてトー
ピードー取瓶中に全体として導入されたこの装置（系）
の操作の形式は第６図からそして以下の説明から容易に
明らかになるであろう。

銑鉄は前述した四つの手段の一つまたはそれ以上によ
つてパイプ65を介して65aへと上昇させる、次いでそれ
は混合区域64または64aおよび64bを介して、また通常の
処理物質またはガスを添加してサイホン部69中に連続的
に運ばれ、そこを充満し、69aを溶融し或いは69bを上昇
させた後、処理後68を介してトーピードー取瓶中に銑鉄
を流し戻す。

処理中に形成されたスラグは自動的にオーバーフロー
67を介して流れ出る。かくして脱硫、脱ケイ素および脱
リンの如き処理が何の問題もなしに連続的に実施でき
る。

混合区域64または64aおよび64bが、スラグが金属の流
れで連行されないような方法で適切な傾斜、例えば２゜
以上の傾斜を有するとき、それは向流の形で実施でき、
添加物の機能は混合区域の各端で行なわれ、スラグはサ
イホンとして示したコネクター65aからオーバーフロー6
7aを介して流出する。

取瓶の右手側にとりつけた単位は取瓶の左手側に対し
て対称的に取りつけることができる、この場合二つの単
位は一緒に仕事をすることができ、同じサイホン装置69
の使用をする。

図示する如く、コネクター62に対する個々のトーピー
ドー取瓶を、円錐区域で取りつけることができ、それは
トーピードー取瓶が後方向に傾斜しているとき金属で自
動的に充満するような方法でとりつけ、次いでこの金属
を65aを介して混合装置に案内し、次いで説明したよう
に継続させることができる。この場合先に説明した四つ
の上昇装置は包囲することができる。

上述した装置は銑鉄、鋼または他の金属を含有する通
常の取瓶に同様に使用できた。

第5a図、第5b図、第5c図および第６図に示した装置を
使用して、非常に広い範囲の冶金処理操作が可能になる
ことは容易に判る。

例えば銑鉄の場合、脱ケイ素、脱リンおよび脱硫の如
き所望の操作を、それ自体知られている手段を備えた同
じ装置を用いて、例えばトーピードー取瓶の如き同じ取
瓶で連続的に好ましく実施できる。個々の操作は自動的
なスラグの中間除去によつて有利になされる。

第１図に関して説明した銑鉄での亜鉛および鉛含有廃
物の処理の如き操作を上述した単位で同様に実施でき
る。

また生産炉自体においてまたは鋳造取瓶もしくはタン
デイツシユ（tundish）において、上述した方法および
装置で、鋼浴を通常の剤で処理することもできる。例え
ば鋼浴を粉末合金化元素を用いて容易に合金化できる、
或いは固体または液体ペラン（Perrin）スラグの如き通
常の処理スラグで脱硫または脱酸素することができる。

同じ装置をテルミツト法によつて鋼溶融物を急速加速
するために使用できる。同じ時間で作られるスラグの処
理効果と浴の急速加熱を組合せたこの方法はルクセンブ
ルグ特許第84272号に記載されている。

この方法に記載されている反応は第5a図、第5b図また
は第5c図について説明した本発明による装置と組合せる
ことができ、例えば／ズル59を介してアルミニウムを加
えることができ、続いて必要な酸素をノズル59aおよび5
9bを介して導入できる。本発明による装置によつて達成
できるアルミニウムおよび続いて導入する酸素と処理さ
れる鋼との均質混合は、反応中に生成するスラグから生
ずる同時精製効果と組合された非常に急速な加熱効果を
生ぜしめる。

複雑な反応、例えば同時脱硫を伴う銑鉄浴中での石炭
の気化、銑鉄の同時生産と直接還元、または非鉄系冶金
に使用する方法の場合、組合せて使用する二つ以上の炉
の間の中間段階として本発明による方法または装置を使
用すると有利である。大きな利益を伴うこの形の本発明
の応用は、以下の二つの実施例を参照して詳細に説明す
る。

第一の実施例を第７図および第7a図に示し、これは比
較的低い硫黄含有率の石炭に対する石炭気化プラントに
関する。原則的に、このプラントは二つの容器71および
72からなり、これらはそれらの上部で混合区域74で連結
されている。パイプ75はそれらの下部で二つの容器を連
結している。全体としてプラントは耐熱ライニング73を
設けてある。プラントは、加圧下にも操作できるように
カバー76によつて密封されている。

容器71には、79で示す銑鉄浴中に、粉末石灰石と共に
または用いずに、酸素を頂部吹き込むランス85を備えて
いる。石灰石を加えまたは加えない酸素は、底部ジエツ
ト15aを介して銑鉄浴79に供給することもでき、このジ
エツトは油冷却または気体冷却した環状間隙ジエツトと
して設計できる。

この酸素供給の結果として、ガスが銑鉄中に含有され
る炭素の燃焼によつて形成される。このようにして発生
した熱は吹き込まれる酸素に水蒸気を加えることによつ
て制御できる。この方法で形成される熱はまた開口86を
介して容器71中に導入されるスクラツプまたは予備還元
された鉱石を溶融するためにも使用できる。更に生成さ
れるガスは全部をまたは一部を鉱石の予備還元に使用で
きる。

プラントの心臓部は上方連結チヤンネル74にあり、こ
れは第１図に関して説明した如き誘導混合装置として設
計されている。例えば非磁性鋼の如き透磁性の殻、また
は有利には非磁性複合材料から本来なるべきであるこの
チヤンネルは、高度に耐熱性で耐摩耗性の材料の内部ラ
イニングを有する。このチヤンネル74は金属79が71から
72へ運ばれるような方法で設計すべきである。このため
インダクター81を、それらの強力混合効果に加えて、そ
れらが71から72へ金属を運ぶ作用をするような方法で設
計する。チヤンネル74は仕込みコネクター82を有し、こ
れを介して炭素を系中に導入する。

図に示す如く、チヤンネル74は炉71中に主として石灰
石からなり、できるなら蛍石を加えたスラグ（この場合
脱硫スラグ）を71から72へと運ぶような方法で置くこと
ができる。この方法で82を介して導入された石炭は予備
溶融された脱硫スラグおよび銑鉄と直ちに接触された状
態になり、かくして銑鉄が炭素によつて炭化されるばか
りでなく同時に脱硫されるようになる。

この方法に従つて、石炭の揮発性成分はガスライン83
を介してリツチ石炭ガスとして価値あるタールと共に別
々に取り出すことができ、酸素／水蒸気の注入により71
で形成されたガスは83aを介して取り出される。明確な
ガスの分離が所望されるときには、連結かつ混合パイプ
74を浴のレベルの下で容器71中に導入しなければならな
い。しかしながらこの場合、液体スラグ脱硫効果をぎせ
いにし、石炭と共に脱硫剤を導入する必要がある。

混合ガスのみを得ることを望むときには、廃ガスライ
ン83を閉じ、全てのガスを83aを介して取り出す。この
ときタールは容器71中の浴79の上の熱ガス空間中で粉砕
される。

スラグ80はできるならば僅かに余分の銑鉄と共に、出
口77から系外に出る。スクラツプまたは予備還元した鉱
石によつて冷却が生起したときには、これらの物質から
形成された銑鉄を湯出し口78または84を介して取り出
す。

銑鉄は混合チヤンネル74を通つて71から72へ連続的に
運ばれ、連結パイプ75を介して容器71に流れ戻るから、
プラントは連続的に仕事をする。

第７図および第7a図に示したプラントは、広い範囲に
わたる冶金作業に使用できる。

例えば、このプラントは前述した如く、鉛および亜鉛
含有冶金廃物のために使用でき、このプラントでの電気
加熱は、酸素による炭素の燃焼によつて置き換える。こ
の場合、混合および搬送チヤンネル74のコネクターは浴
レベルＮの下で容器中に置き、炭素を加えまたは加えず
に、処理すべき物質は82を通して導入する。鉛および亜
鉛含有ガスはコネクター83を通つて系を出る。温度は、
底部ノズル15aを通しておよび／またはランス85を通し
て少量の酸素を注入することによつて制御する。できる
なら銑鉄と共にスラグはオーバーフロー77を介して容器
72を出る。銑鉄は出口78を介してまたは出口84を介して
鉛と共に取り出すことができる。

第８図および第8b図は三つの容器および二つの混合区
域を有するプラントの略図である。このプラントはそれ
自体において、相対的に高い硫黄含有率の石炭の気化と
セメントの同時生産の如きより複雑な処理を可能にす
る。

前実施例における如く、石炭は容器91中で酸素で、そ
して水蒸気を用いまたは用いずに気化される。混合区域
94でコネクター102を介して粉末石灰石と共に炭素を導
入する、そしてインダクター101の前述した作用によつ
て銑鉄と強力に混合する。石灰石の添加はセメントの製
造に好適である組成物を作るため、石炭灰分と組合せて
計算する。かくして形成されたスラグはスパウト97から
分離される、所望によつて底で中断されたサイホン壁96
はこのスラグを混合区域94a中に連行するのを防止す
る。

主たる脱硫操作はこの混合区域94aで生起し、既知の
脱硫剤例えばソーダまたは石灰石／蛍石混合物はノズル
102aを介して導入し、インダクター101aの作用によつて
銑鉄と均質混合する。形成された脱硫スラグは97aを介
して分離され、銑鉄は95を介して容器91中に戻る。流れ
戻る量はソレノイド圧送バルブ95aで制御できる。

形成されるガスおよび銑鉄は第６図について説明した
如く系から除去する。

より複雑な金属処理の場合、例えば普通非鉄金属冶金
の場合には、必要に応じて容器および誘導混合チヤンネ
ルの数を増加させることができる。

第8b図に示す如く、これらのチヤンネルは、真直ぐな
パイプとして作る、これは第7a図に示した例に比較して
チヤンネルを煉瓦で内張りするのを容易にする。第7a図
に示したアーチ状のチヤンネルは真直ぐなチヤンネルで
置換でき、成功した。

例えば高灰分石炭を使用するとき、追加のエネルギー
を供給すること、例えばインダクションコイルまたはア
ークによりまたは処理インダクター自体によつて電気エ
ネルギーの形で供給することは本発明の範囲外ではな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はチヤンネル型炉の長手方向断面図であり、第1a
図は開放チヤンネル型炉の断面図であり、第1b図は閉鎖
チヤンネル型炉の断面図であり、第２図はらせん状に配
置したインダクターを備えた第１図と同様の炉を示し、
第３図は両側にインダクターを配置した炉の断面図を示
し、第４図は複数の処理段階を有するチヤンネル装置の
略図であり、第5a図、第5b図、第5c図は一部量を処理す
るための単位の平面図および一部断面側面図を示し、第
６図および第6a図はトーピードー取瓶用単位のそれぞれ
断面図および平面図を示し、第７図は石炭ガス化プラン
トの第一実施例の縦断面図を示し、第7a図はその平面図
であり、第８図は石炭ガス化プラントの第二実施例の縦
断面図であり、第8b図はその平面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属溶融物を電磁力により、好適な実質的
にシリンダ状の容器中で運動状態にセツトし、化学的活
性物質または合金化元素を加えて金属溶融物を処理する
方法であって、容器を処理すべき溶融物で少なくとも半
分より上まで満し、容器の軸の周りの回転運動によって
容器の頂点まで溶融物を上昇させ、次いで実質的に容器
の軸方向で、溶融物の面上に落し戻すかまたは運び戻
し、このとき上記物質または元素を加えることを特徴と
する方法。
【請求項２】容器の充填度φ＝H/Dが0.75〜0.90の間に
あり、ＨおよびＤはそれぞれ溶融物の充填レベルおよび
容器の直径である特許請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項３】溶融物を容器の全長に沿って均一回転方向
で動かす特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
法。
【請求項４】少なくとも二つの区域を容器の長さに沿っ
て設け、それらの区域中で溶融物をそれぞれ反対方向に
動かす特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
【請求項５】誘導的に行なう混合を機械力で助ける特許
請求の範囲第１項〜第４項の何れか一つに記載の方法。
【請求項６】金属溶融物の追加軸方向運動を電磁力で開
始させ、これで回転運動を作り、この方法で混合区域を
形成する特許請求の範囲第１項〜第５項の何れか一つに
記載の方法。
【請求項７】混合区域を、容器または流動部材に流れの
方向で上昇する傾斜を与えることによって形成し、混合
区域の端で物質を導入することにより落下物質と上昇金
属溶融物の間に向流を生成させる特許請求の範囲第６項
記載の方法。
【請求項８】電流、好ましくは直流を混合区域の帯域で
溶融物中に通す特許請求の範囲第６項または第７項記載
の方法。
【請求項９】部分量を一つの冶金容器から取り出し、こ
れを少なくとも一つの混合区域で処理し、同じ容器に運
び戻す特許請求の範囲第６項〜第８項の何れか一つに記
載の方法。
【請求項１０】部分量を一つの冶金容器から取り出し、
これを混合区域で処理し、第二容器に運び入れる特許請
求の範囲第６項〜第８項の何れか一つに記載の方法。
【請求項１１】インダクター（14）をシリンダ状の水平
または僅かに傾斜した容器（11）の壁の外側に配置し、
インダクターが金属溶融物（12）上に回転力および軸方
向力を作用させ、容器（11）に金属の表面上に添加物質
を導入するための手段（19）を設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項〜第10項の何れか一つに記載の方
法を実施する装置。
【請求項１２】複数のインダクター（14,14a,14b）を容
器の軸に対して平行に配置した特許請求の範囲第11項記
載の方法。
【請求項１３】複数のインダクター（14,14a,14b）を容
器の軸の周囲をらせん状に延びる線に沿って配置した特
許請求の範囲第11項記載の装置。
【請求項１４】容器（11）が閉じられた管状炉である特
許請求の範囲第11項〜第13項の何れか一つに記載の装
置。
【請求項１５】容器（11）が開放チヤンネル型炉である
特許請求の範囲第11項〜第13項の何れか一つに記載の装
置。
【請求項１６】容器（11）が仕切によって部屋に分けら
れ、部屋間を連結してある特許請求の範囲第１項〜第15
項の何れか一つに記載の装置。
【請求項１７】容器（11）が蒸気化した物質を引き出す
ためのコネクタ（20）を有する特許請求の範囲第11項〜
第16項の何れか一つに記載の装置。
【請求項１８】容器が浴を加熱するための装置、好まし
くはチヤンネル型インダクターを有する特許請求の範囲
第11項〜第16項の何れか一つに記載の装置。
【請求項１９】混合インダクターを、それらが同時に加
熱インダクターとして作用するように設計してある特許
請求の範囲第11項〜第18項の何れか一つに記載の装置。
【請求項２０】インダクターへの電流供給が正常電流供
給上に重ねたパルス電流のためまたは電流周期において
短時間交番のための手段を含む特許請求の範囲第11項〜
第19項の何れか一つに記載の装置。
【請求項２１】流動部材が金属入口および金属出口との
組合せにおいて傾斜し、金属出口を高い位置に置いた特
許請求の範囲第11項〜第20項の何れか一つに記載の装
置。
【請求項２２】金属溶融物を誘導的に動かす混合区域
（53）が壁（Ｔ）によって二つの部分に分けられている
容器（51）の二つの部分間に延びている特許請求の範囲
第11項〜第20項の何れか一つに記載の装置。
【請求項２３】混合区域（74）が二つの容器（73）を相
互に連結し、金属の循環について見て、二つの冶金容器
（73）の下部がパイプ（75）で相互に連結されている特
許請求の範囲第11項〜第20項の何れか一つに記載の装
置。
【請求項２４】複数の冶金容器（91,92,93）を幾つかの
混合区域（94,95）により相互に連結し、個々の容器（9
1,92,93）および混合区域（94,95）中で各種の冶金反応
を行う特許請求の範囲第11項〜第20項の何れか一つに記
載の装置。
【請求項２５】複数の混合区域（32a,32b,32c）を直列
に配置し、特定冶金処理を各混合区域（32a,32b,32c）
中で行ない、反応スラグまたは廃ガスを除くため取り出
しコネクタ（34）を設けたサイホン装置（S1,S2,S3）を
個々の混合区域間に配置する特許請求の範囲第11項〜第
20項の何れか一つに記載の装置。
【請求項２６】混合区域が真直ぐな設計である特許請求
の範囲第11項〜第25項の何れか一つに記載の装置。
【請求項２７】混合区域がカーブした設計である特許請
求の範囲第11項〜第25項の何れか一つに記載の装置。
【請求項２８】混合区域または容器が傾斜可能な設計で
ある特許請求の範囲第11項〜第25項の何れか一つに記載
の装置。
【請求項２９】混合区域または容器が、それ自体傾斜可
能な設計である相互反応冶金容器に連結されている特許
請求の範囲第11項〜第25項の何れか一つに記載の装置。