JPS59134482A - Metallurgical method and low furnace - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低炉の上ぶたを貫通するプラズマバーナ手段
で電気エネルギーを供給することによって低炉中で冶金
学的または化学的処理を行う方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for carrying out metallurgical or chemical processing in a blast furnace by supplying electrical energy with plasma burner means passing through the top of the blast furnace.

この種の既知の方法または従来のプラズマ溶融炉では、
一般に、プラズマトーチによって与えられたエネルギー
は満足な効果をもって装入原料に伝達できないという問
題が存在する。二原子プラズマガスを使用するときプラ
ズマトーチの中心部の温度は約１５，０００°Ｃ１一原
子プラズマガスを使用するとき温度は３０，０００’Ｃ
にまでなり、それ故、エネルギーの大部分は輻射によっ
て発散してしまう。この輻射の実質部は高温処理または
溶融処理には使用できす、さらには炉の裏張りを実・誓
約に熱的に疲れさせてしまう。In known methods of this kind or in conventional plasma melting furnaces,
In general, the problem exists that the energy imparted by the plasma torch cannot be transferred to the charge material with satisfactory effect. When using diatomic plasma gas, the temperature at the center of the plasma torch is approximately 15,000'C; when using monoatomic plasma gas, the temperature is approximately 30,000'C.
, and therefore most of the energy is dissipated by radiation. A substantial portion of this radiation cannot be used for high temperature processing or melt processing, and can even thermally fatigue the furnace lining.

放電領域の断面を拡大することによってプラズマ放電に
より導入されるエネルギーを有効に利用する試みはすて
に行われている。それで、米国特許第３．４０４．０７
８号明細許から、ブーラズマアークを生成する方法は知
られ、そこでは電極の一方は導電性１位子の流動床によ
って構成されている。Attempts have already been made to effectively utilize the energy introduced by plasma discharge by enlarging the cross section of the discharge region. So, U.S. Patent No. 3.404.07
From No. 8, a method for producing a Boulasma arc is known, in which one of the electrodes is constituted by a fluidized bed of conductive monomers.

プラズマ領域には種々の物・Ｕが導入でき、高温領欧で
得られる生成物は流動床に得られそこで冷却される。そ
れでこの米国特許による方法は、溶硼１状態で生成物を
得るには適していない。Various substances can be introduced into the plasma region, and the products obtained in the high temperature region are collected in a fluidized bed and cooled there. The process according to this US patent is therefore not suitable for obtaining products in the molten state.

本発明は、上記した困難性を避けるためになされたもの
であり、冶金学的処理を行うと共に化学的高温反応（こ
も両方に適する方法を得ることを目的としており、この
方法は、急速溶解および装入原料成分間の急速反応が達
成されるとともに、方法の継続性を改善して制御するこ
とができるものである。The present invention has been made to avoid the above-mentioned difficulties and aims to provide a method suitable for both metallurgical processing and chemical high-temperature reactions. A rapid reaction between the feedstock components is achieved and the continuity of the process can be improved and controlled.

本発明によると、この目的は、冒頭に定義した種類の方
法において、低炉の上ぶたを貫通する中火に配置された
電極と低炉の底部を貫通する反対側の炉底電極との間に
プラズマトーチを形成シ、低炉の内壁部で固形装入原料
成分の保護壁を積み重ねるとともに装入原料か保護壁の
内側からプラズマトーチの領域へ入るように、装入原料
をプラズマトーチの周囲で同心的に導入することによっ
て達成される。According to the invention, this object is achieved in a method of the type defined at the beginning, between an electrode placed on medium heat passing through the top lid of the blast furnace and an opposite bottom electrode passing through the bottom of the blast furnace. To form a plasma torch, a protective wall of solid charge components is stacked on the inner wall of the blast furnace, and the charge material is placed around the plasma torch so that the charge material enters the area of the plasma torch from inside the protective wall. This is achieved by concentrically introducing the

プラズマトーチ領域の周囲で同・目的に導入された装入
原料の粒子は、内壁、すなわち低炉の耐火性裏張りを熱
的疲労から保護する。本発明の特に・有益な点は、供給
された装入原料がトーチ領峡をカーテン状に取り囲み、
従来法の場合よりも多いエネルギーを吸収し、それによ
って冶金学的または化学的処理の速度が実質的に増大す
ることにある。Particles of the charge introduced for the same purpose around the plasma torch area protect the inner walls, ie the refractory lining of the blast furnace, from thermal fatigue. A particularly advantageous aspect of the invention is that the supplied charge material surrounds the torch canyon in a curtain-like manner;
The aim is to absorb more energy than in conventional methods, thereby substantially increasing the speed of the metallurgical or chemical process.

装入原料の粒子はカーテン状に降下し、炉の下方部のト
ーチ領域の周囲に同心的に積み重なった装入原料は熱輻
射の大部分を吸収して予熱される。The particles of the charge fall in a curtain-like manner, and the charge concentrically stacked around the torch area in the lower part of the furnace absorbs most of the thermal radiation and is preheated.

したがって、電流の形態で導入されたエネルギーを最適
利用できる。Therefore, the energy introduced in the form of current can be optimally utilized.

本発明方法は、例えば鉄合金、カルシウムシリコン、銑
鉄を製造するとき、さらには高台金化鋼品質を組成溶融
するため、および製造される鋼と同種のスクラツフ゛を
再溶継するために好都合に利用することができる。しか
しながら、灰化カルシウムの製造のり１］き高温で化学
処理を行うためにもすはらしく適している。The method of the invention can be advantageously used, for example, in the production of iron alloys, calcium silicon, pig iron, as well as for the compositional melting of high-grade metalized steel grades and for re-melting of similar types of steel to the steel produced. can do. However, it is also excellently suited for high-temperature chemical treatments during the production of calcium ash.

作り上ける不活性ガスまたは還元雰囲気におし）て高速
化冶金処理に生じる金属溶融損をきわめて低くするため
に、本発明による方法はさらに、電気アーク溶融のクロ
き従来の溶融処理に比較して合金成分が高収率であるこ
とが特徴である。In order to achieve very low metal melting losses in high-speed metallurgical processing (in an inert gas or reducing atmosphere), the method according to the invention furthermore has the advantage that compared to traditional melting processes of electric arc melting It is characterized by a high yield of alloy components.

炭化力ルンウムを製造するために、Ｃａ’０またはＣａ
　Ｃ０３と石炭の混合物は、既知の技術（こよって卜解
され、ＣＯの放出下に還元され、その際番こ電気エネル
ギーは、大きな径を有する黒鉛また（まソーダーベルク
（Ｓｏｄｅｒｂｅｒｇ　）電極を介して供給される。こ
こては、電気アークは形成されなし）力Ｓ。In order to produce carbonizing power, Ca'0 or Ca
The mixture of C03 and coal is decomposed and reduced with the release of CO according to known techniques, the electrical energy being transferred via a graphite or Soderberg electrode with a large diameter. (here no electric arc is formed) force S.

装入物の抵抗加熱（・こよって加熱は実質的に行われる
。したがって、溶融領域が到達する温度は比較的低く、
溶融はそれだけ長時間を要するＯ米国特許第３．４０４
．０７８号明削書におし）で、すてに記載したが、Ｃａ
Ｃ２の製造のために、担体ガスとしてアルゴンを使用し
て黒鉛粒子の流動床を設け、この流動床と負電極間に生
成されるプラズマ放電にＣａＯとアルゴンとを吹き入れ
ることが提案されている。Ｃａ　ＣＯ２コーティングを
有する黒鉛粒子が得られ、２４．６％のみ転換が達成さ
れる。Resistance heating of the charge (thereby heating takes place substantially; therefore, the temperature reached by the melting zone is relatively low;
Melting takes a long time O U.S. Patent No. 3.404
．． Although it was already stated in the clarification letter No. 078), Ca
For the production of C2, it has been proposed to provide a fluidized bed of graphite particles using argon as carrier gas and to inject CaO and argon into the plasma discharge generated between this fluidized bed and the negative electrode. . Graphite particles with a CaCO2 coating are obtained and a conversion of only 24.6% is achieved.

好ましい実施例によると、冶金学的または化学的処理の
初めに少量の装入原料を炉底電極領域に導入でき、プラ
ズマトーチの点火後にさらに装入原料を連続的に導入で
きる。According to a preferred embodiment, a small amount of the charge material can be introduced into the bottom electrode area at the beginning of the metallurgical or chemical treatment, and further charge material can be introduced continuously after ignition of the plasma torch.

装入層か余りにも高いと、また固形である装入物質はプ
ラズマトーチの形成を妨害することになるが、それが少
量であればプラズマトーチを点火できるだけ充分に電気
的に伝導性がある。If the charge layer is too high, the charge material, which is also solid, will interfere with the formation of the plasma torch, but in small amounts it will be electrically conductive enough to ignite the plasma torch.

装入原料は、電極を環状に取り囲む複数の装入バイブか
、または電極を取り囲む環状の装入みぞを通して連続的
（・こ導入するのが好ましい。装入パイプは例えば６〜
１２本設けることができる。The charging material is preferably introduced continuously through a plurality of charging pipes which surround the electrode in an annular manner or through an annular charging groove which surrounds the electrode.
12 can be provided.

電極を取り囲む環状装入みぞを通して装入原料を導入す
ると、装入原料粒子の特に濃密で均質なカーテンが形成
される。When the charge is introduced through an annular charging channel surrounding the electrode, a particularly dense and homogeneous curtain of charge particles is formed.

２５ｍｍまでの粒度を葡する装入原料を使用するのが好
ましい。塊原料では１０／１ｌｆｆ！での粒度、小丸球
では５〜１５ｍｙ＋の小メＬ球を使用するのが特に好ま
しい。プラズマガスとしては、この目的のために通常使
用される全てのガス、例えばＡｒ、ｌ−１ｅ。Preference is given to using feedstock having a particle size of up to 25 mm. 10/1lff for lump raw materials! It is particularly preferable to use small round balls with a particle size of 5 to 15 my+. As plasma gases, all gases commonly used for this purpose are used, such as Ar, 1-1e.

Ｉ（２、Ｎ　２　、　ＣＯを使用することができる。I(2, N2, CO can be used.

装入開口部を通して装入原料を供給するのに加え、装入
ＩｙｊＣ＊−１の微粒子成分を電極の内部通路を通して
供給することもできる。In addition to feeding the charge material through the charge opening, the particulate component of the charge IyjC*-1 can also be fed through the internal passages of the electrode.

酸化物鉱石と炭素含有物質とから鉄合金を製造するため
には、合金化成分および鉄が主として酸化状態で存在す
る各鉱石の混合物と、石炭またはコークスとを、装入原
料として使用する。To produce iron alloys from oxide ores and carbon-containing materials, the alloying components and a mixture of the respective ores, in which the iron is present primarily in the oxidized state, and coal or coke are used as raw materials.

ＣＯの放出下に、宍素含有物質てＣａＯまたはＣａ　Ｃ
Ｏａを還元するとともに溶解して炭化カルシウムを製造
するためには、ＣａＯまたはＣａ　Ｃｏ　３　　と石炭
またはコークスの混合物を装入原料として使用する。Under the release of CO, chlorine-containing substances such as CaO or CaC
To reduce and dissolve Oa to produce calcium carbide, a mixture of CaO or CaCo 3 and coal or coke is used as the feedstock.

プラズマトーチを用い、これらの還元処理を行う場合、
種々の゛粒度の装入物質、粉末状の装入物質でさえ困難
なく溶解し反応を誘導することができる。これに対して
、今まで、とりわけ抵抗加熱でＣａ　Ｃ２を前記したよ
うに製するとき、塊の装入物質しか使用できなかった。When performing these reduction treatments using a plasma torch,
Charge materials of various particle sizes, even powdered charges, can be dissolved and reactions induced without difficulty. In contrast, up to now, when producing Ca C2 as described above, in particular by resistance heating, only bulk charge materials could be used.

本発明による方法では、まだ固形状であるかまたはすで
に溶解した装入原料に、プラズマトーチの輻射熱たけで
なくトーチの衝撃点での環流熱も利用され、装入原料ま
たは荷を通る電流の流れから得られる抵抗加熱と組み合
わされる。反応中に生成する一酸化炭素は、プラズマト
ーチのエネルギー密度を増大するとともにエネルギー収
率をも増大させる。In the method according to the invention, not only the radiant heat of the plasma torch but also the reflux heat at the point of impact of the torch is applied to the charge material, which is still in solid form or has already been melted, and the current flow through the charge material or the load is utilized. Combined with resistance heating obtained from The carbon monoxide produced during the reaction increases the energy density of the plasma torch and also increases the energy yield.

本発明はさらに、本発明一方法を実施するためのもので
あって、特に鉄合金および炭化カルシウムの製造の如き
還元処理を行うための低炉にも関するものである。その
低炉は、耐火性に裏張りした炉体と、炉体に挿入された
プラズマバーナ手段用ガイドとを備え、ガイドと耐火性
裏張り間に装入原料または荷を供給するための環状空間
を設けている。本発明による低炉は、炉体に気密的に上
ぶたを取り付けることができ、上ぶたは耐火材製の内方
に突出する柱状ガイドを備え、柱状ガイドは電極を案内
するための中央孔と水冷部とを設け、炉底には炉底電極
を配置し、（プラズマバーナの）電極の口部と炉底電極
と固形装入原料成分の保護壁の内側部との間でプラズマ
トーチを生成するための円錐台空間を形成したことを特
徴としている。The invention furthermore relates to a blast furnace for carrying out the method of the invention, in particular for carrying out reduction processes such as the production of iron alloys and calcium carbide. The blast furnace comprises a refractory lined furnace body and a guide for plasma burner means inserted into the furnace body, with an annular space for feeding the charge material or load between the guide and the refractory lining. has been established. In the blast furnace according to the present invention, an upper lid can be airtightly attached to the furnace body, and the upper lid is equipped with a columnar guide made of a refractory material and protruding inward, and the columnar guide has a central hole for guiding an electrode. A water cooling section is provided, and a bottom electrode is placed at the bottom of the furnace, and a plasma torch is generated between the mouth of the electrode (of the plasma burner), the bottom electrode, and the inside of the protective wall for the solid charge raw material component. It is characterized by the formation of a truncated conical space.

耐火性裏張りと柱状ガイドとによって形成され装入原料
を収容する環状空間は、炉底の方向に向けて末広となる
ように設訂されているのが好都合である。The annular space formed by the refractory lining and the columnar guide and containing the charge material is advantageously widened in the direction of the furnace bottom.

耐火材製の柱状ガイドの中央孔を通して案内されるプラ
ズマバーナ手段を有する電極は、好都合な実施例では、
微粒子装入原料成分、特に石伏を供給するための内側通
路（みぞ）を設けている。In an advantageous embodiment, the electrode with plasma burner means guided through the central hole of the columnar guide made of refractory material is
An inner channel (channel) is provided for feeding the particulate charge raw material components, in particular the stone powder.

以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳細に説明す
る。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

図中、第１図は本発明による低炉の一実施例の縦断面図
、第２図は第１図の低炉の平面図、第３図は異なる形状
の装入口を有する低炉の平面図、第４図は上記した還元
法を実施するために特に適第１図において、低炉の炉体
１は耐火れんが２製の裏張りを備えている。低炉の底部
は黒鉛塊３で突き固められ、底部に側方から鋳込み口４
が設けられている。低炉上には、全周に伸張する砂みぞ
７に嵌才るふた突起６によって気密的に炉の内部を閉鎖
する上ぶた５が取り付けられている。炉ぶたの心型片８
は、水冷部を設けるとともに、多数の孔、すなわち、プ
ラズマバーナまたは電極ｌＯを案内する１つの中央水冷
孔９と、その中央水冷孔９を取り巻き、装入原料または
荷物成分を導入するための装入パイプ１２を案内する環
状に配置した６つの別の孔１１とを備えている。低炉の
底部には、プラズマバーナ１０の口の反対側に炉底電極
１３が配置されている。In the drawings, FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of a low furnace according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the low furnace shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of a low furnace having charging ports of different shapes. FIG. 4 is particularly suitable for carrying out the reduction process described above. In FIG. 1, the furnace body 1 of the blast furnace is provided with a lining made of refractory bricks 2. In FIG. The bottom of the blast furnace is tamped with graphite ingot 3, and a pouring port 4 is inserted into the bottom from the side.
is provided. An upper lid 5 is mounted on the low furnace to airtightly close the inside of the furnace with a lid protrusion 6 that fits into a sand groove 7 extending around the entire circumference. Furnace lid core piece 8
is provided with a water-cooled section and a number of holes, namely one central water-cooled hole 9 for guiding the plasma burner or electrode lO, and a device surrounding the central water-cooled hole 9 for introducing the charge material or cargo components. It has six other holes 11 arranged in an annular manner for guiding the inlet pipe 12. At the bottom of the blast furnace, a bottom electrode 13 is arranged opposite the mouth of the plasma burner 10.

製造の初めには、少量の装入原料が装入バイブ１２を通
して導入され、その後に放電が開始され、それによって
自由に燃焼するプラズマトーチ１４が形成され、溶融し
た装入原料の湯だめ１５が形成されて、溶融製錬が開始
する。その後、さらに装入原料が連続的に導入され、固
形装入原料成分の保護壁１６が低炉の耐火れんが製内壁
２の所で湯ため１５の周辺に積み上げられる。保護壁１
６は、過度の高温から耐火性裏張りを保護するとともに
、プラズマトーチ１４の輻射熱によって予熱される。At the beginning of production, a small amount of the charge material is introduced through the charging vibrator 12, after which an electric discharge is started, thereby forming a free-burning plasma torch 14, which causes a sump 15 of molten charge material to flow. Once formed, smelting begins. Thereafter, further charge material is continuously introduced and a protective wall 16 of solid charge material components is built up around the sump 15 at the refractory brick inner wall 2 of the blast furnace. protection wall 1
6 protects the refractory lining from excessively high temperatures and is preheated by the radiant heat of the plasma torch 14.

第３図において、炉体１上に気苦的に上ぶた５が載置さ
れている。さらに、炉の底部から側方へ鋳込み口４が見
うけられる。上ぶた５の水冷心型片８には、中央孔９が
設けられており、中央孔９を通してプラズマバーナ１０
が案内されている。In FIG. 3, the upper lid 5 is awkwardly placed on the furnace body 1. Furthermore, a pouring port 4 can be seen from the bottom of the furnace to the side. A central hole 9 is provided in the water-cooled core piece 8 of the upper lid 5, and a plasma burner 10 is inserted through the central hole 9.
is being guided.

環状装入みぞ１７が孔９を同心的に取り囲んでいる。装
入みぞ１７には、水冷用みぞを宵する４つのスペーサ１
８が設けられている。An annular charging groove 17 concentrically surrounds the bore 9. In the charging groove 17, there are four spacers 1 that form water cooling grooves.
8 is provided.

装入原料がみぞ１７を通して炉に連続的に導入されると
、装入原料の粒子は、バーナ１０の電極と低炉の底部を
貫通する反対側の炉底電極１３との間で燃焼するプラズ
マトーチ１４の領域の周囲に密なカーテンを形成する。As the charge material is continuously introduced into the furnace through the groove 17, the particles of the charge material are combusted in a plasma that burns between the electrode of the burner 10 and the opposite bottom electrode 13 which passes through the bottom of the blast furnace. A dense curtain is formed around the area of the torch 14.

その粒子カーテンは、熱負荷から炉体れんがを保護する
とともにプラズマトーチによって放射された熱エネルギ
ーの大部分を吸収して、装入原料のかなりの量が、液状
となって炉の底部および溶融湯だめに到達する。溶解し
ない大きな粒子は、保護壁１６の積み上げに貢献する。The particle curtain protects the furnace bricks from heat loads and absorbs most of the thermal energy radiated by the plasma torch, allowing a significant amount of the charge material to be liquefied and deposited in the bottom of the furnace and into the molten water. reach no end. Large particles that do not dissolve contribute to the build-up of the protective wall 16.

第４図の実施例では、炉体を１で示し、耐火性裏張り部
を２で示している。炉の底部は黒鉛で突き固めた塊３で
形成され、その底部には、溶融材ち、炉壁は底部の方向
に発散し、水冷上ぶた１９を載置し、その上ぶた１９は
炉の内部へ向けて柱状ガイド２０を設け、ガイド２ｏは
耐火材から成る。□その円錐台柱は、水冷部２２を設け
た中央孔２１を備えている。中央孔２１を通ってプラズ
マバーナ１０が案内され、そのバーナの口部２３は、柱
状ガイド２０の下方端を越えて伸張している。In the embodiment of FIG. 4, the furnace body is designated at 1 and the refractory lining is designated at 2. The bottom of the furnace is formed by a mass 3 compacted with graphite, on the bottom of which the molten material is placed, the furnace walls diverge in the direction of the bottom, and a water-cooled top 19 is placed, the top 19 of the furnace being A columnar guide 20 is provided toward the inside, and the guide 2o is made of a refractory material. □The truncated conical column is provided with a central hole 21 in which a water cooling part 22 is provided. A plasma burner 10 is guided through the central hole 21, the mouth 23 of which extends beyond the lower end of the columnar guide 20.

柱状ガイドの円錐台デザインと低炉内壁の＃火柱裏張り
２の円錐形状とによって、環状で下方向への末広空間２
４が形成され、その末広空間２４中に、保護壁１６の機
能を有する固形装入原料または荷成分がＷＭされ、それ
は、上ぶた１９を貫通するとともに投入フラップを設け
た供給シュ一ト２５を通して導入される。還元処理中に
除去されるガス用のガス抜き管２６が設けられている。Due to the truncated conical design of the columnar guide and the conical shape of the #flame column lining 2 on the inner wall of the low furnace, an annular and downwardly diverging space 2 is created.
4 is formed, into which a widening space 24 a solid charge material or load component having the function of a protective wall 16 is WMed, which passes through the upper lid 19 and through a feed chute 25 provided with a dosing flap. be introduced. A venting pipe 26 is provided for gases removed during the reduction process.

炉底電極１３とプラズマバーナまたは電極１０の口部２
３間に、図示するように、円錐台状に下方向に先細の空
間２７が形成されている。この空間２７において、わず
かの縦の装入原料式たは荷が導入された後、プラズマト
ーチ１４は処理の開始時に点火し、さらに充填物を供給
することによってガス抜き管２６のわずかに下の環状空
間２４を荷成分で満たす。Hearth bottom electrode 13 and plasma burner or mouth 2 of electrode 10
3, a truncated conical space 27 is formed that tapers downward as shown in the figure. In this space 27, after a small vertical charge has been introduced, the plasma torch 14 is ignited at the beginning of the process and slightly below the degassing tube 26 by feeding a further charge. The annular space 24 is filled with cargo components.

還元処理を続けると、荷成分は連続的に溶解するととも
に自由空間２７中で反応する。ガス、特にＣＯが装入荷
層または保護壁１６を通して生成するとともに予熱およ
び予還元が行われる。As the reduction process continues, the charge components continuously dissolve and react in the free space 27. Gas, in particular CO, is generated through the charge layer or protective wall 16 and preheating and prereduction takes place.

鉄合金または炭化力ルンウムを製造する好ましい実施例
によると、運転中１ラズマバーナの１つまたはそれ以上
の内部通路を通して空間２７に微粉法を付加的に導入し
、付加的にＣＯを形成する。According to a preferred embodiment for producing iron alloys or carbonizing materials, a pulverization process is additionally introduced into the space 27 through one or more internal passages of one plasma burner during operation, and CO is additionally formed.

上記した実施例とは別ζこ、プラズマトーチを生成する
複数の１ラズマバーナを備えた低炉を使用することもで
きる。Apart from the embodiments described above, it is also possible to use a blast furnace with a plurality of single plasma burners for generating plasma torches.

実施例１：フェロマンガンの製造 フェロマンガン＆を石（Ｍｎ４５〜５５％、Ｆｅ１０％
まで、ＭｎおよびＦｅ−共に主に酸化物の状態で存在す
る）１．３００Ｋｇと、石炭、コークスまたは微小戻４
’ＯＯ〜５００　Ｋｇとを混合して、はｙｌ、５〜３　
Ｋｇ　ｌ　Ｓの速度で連続的に装入する。約１０〜２０
分後、Ｍｎ　７５％、酸化物２％、残り鉄を宥するフェ
ロマンガンはぼ１【を得る。Example 1: Production of ferromanganese
Up to 1.300 kg of Mn and Fe (both present mainly in the oxide state) and coal, coke or microreturn 4
'OO~500 Kg mixed, yl, 5~3
Charge continuously at a rate of Kg l S. Approximately 10-20
After 1 minute, 75% Mn, 2% oxide, and 1% ferromanganese with residual iron are obtained.

以下の実施例２および３において、１秒当りの装入原料
１〜５　Ｋｇ、好ましくは３　Ｋｇを連続的に導入し、
１時間当り３〜１５【を製造する。In Examples 2 and 3 below, 1 to 5 Kg of feedstock per second, preferably 3 Kg, are introduced continuously;
Produces 3-15 per hour.

低炉では、可能なバーナの最高性能によって炉の大きさ
は制限される。常套バーナを備えた炉は１時間に約５ｔ
の製造能力を有する。In low furnaces, the furnace size is limited by the highest possible burner performance. A furnace equipped with a conventional burner produces approximately 5 tons per hour.
production capacity.

実施例２：同種スクラップのＣｒＮｉＭｏＮｂ鋼の溶融 以下の成分、すなわち、Ｃ０，０４９％・５ｉＯ１２１
％、Ｍｎ　　１．２６％、Ｐｏ、０１７％、ＳＯ，０３
１％、Ｃｒ　　１８，８％、Ｎｉ　　１１．０３％ＩＭ
Ｏ２，２％　、　Ｃｕ　Ｑ、１１％、Ｎｂ０．６０％の
細片スクラップ５　、Ｏ’ＯＯＫｇを、ＦｅＭｏ（Ｍｏ
　５９．７　％　）３２．６１くｇ　、　純１４’Ｎｉ
　　　（９９，０％　　）　　２　１．７Ｋｇ　　、　
　ＦｅＣｒ（Ｃ・−００３３％、Ｃｒ７．３．１％）８
’３．３ＫｇおよびＦｅＮｂＴａ（Ｎｂ６０．７％）１
６．３Ｋｇと共に装入して、以下の成分、すなわち、Ｃ
０，０５５％、ＳｉＯ，３２％、Ｍｌ　　１．２２％、
　Ｐｏ、０２３％　、　５０．０１１％、Ｃｒ１９，２
２％、　Ｎｉ１１．１５　％　、Ｍｏ２．５　％　。Example 2: Composition below melting of homogeneous scrap CrNiMoNb steel, namely C0,049%・5iO121
%, Mn 1.26%, Po, 017%, SO, 03
1%, Cr 18.8%, Ni 11.03%IM
O2, 2%, Cu Q, 11%, Nb 0.60% strip scrap 5, O'OOKg, FeMo (Mo
59.7%) 32.61 kg, pure 14'Ni
(99.0%) 2 1.7Kg,
FeCr (C・-0033%, Cr7.3.1%)8
'3.3Kg and FeNbTa (Nb60.7%)1
6.3Kg together with the following ingredients: C.
0,055%, SiO, 32%, Ml 1.22%,
Po, 023%, 50.011%, Cr19.2
2%, Ni 11.15%, Mo 2.5%.

Ｃｕ０．１１％、ＮｂＱ、７５％の鋼５０７２Ｋｇを得
る。全部で２％の金属溶融損かあり、以下の程度の、谷
合金化成分の収率、すなわちＮｉ９９％。5072 kg of steel containing 0.11% Cu and 75% NbQ is obtained. There is a total metal melting loss of 2%, and the yield of the valley alloying component is less than or equal to 99% Ni.

Ｃｒ９７％、Ｍｏ９８％、　Ｍｎ　９８％、　Ｎｂ　９
６ｆＯを得る。Cr97%, Mo98%, Mn 98%, Nb 9
Get 6fO.

実施例３：組成溶融ニよるＸ５ＣｒＮｉＭｏＮｂ１９１
１タイプ鋼の製造 海綿鉄５，０００Ｋｇ、純粋Ｎｉ　　９３４Ｋｇ　、　
ＦｅＭ。Example 3: X5CrNiMoNb191 by composition melting
Manufacturing of type 1 steel: 5,000 kg of sponge iron, 934 kg of pure Ni,
FeM.

（Ｍｏ　５６％　）　３５０Ｋｇ、　ＦｅＣ’ｒ（Ｃ０
，０３６％。(Mo 56%) 350Kg, FeC'r (C0
,036%.

Ｃｒ７３．８％）２２０５Ｋｇ、Ｍｎ金属（９９％９１
０８　ＫｇおよびＦｅＮｂＴａ（Ｎｂ５Ｑ、７％）８７
Ｋｇを炉に装入して、以下の組成、すなわち、Ｃ０，０
４１％。Cr73.8%) 2205Kg, Mn metal (99%91
08 Kg and FeNbTa (Nb5Q, 7%) 87
Kg is charged into the furnace and has the following composition, namely C0,0
41%.

Ｓｉ０．３５％、Ｍｎｌ、２７％、Ｐｏ、０１６％、５
Ｏ１０１％、Ｃｒ１８．５７％、Ｎｉ１Ｏ，９５％。Si0.35%, Mnl, 27%, Po, 016%, 5
101% O, 18.57% Cr, 95% Ni1O.

Ｍｏ　２．２９　’％　、　Ｃｕ　ｏ、ｉ　１％、Ｎｂ
０．６３％の銅８４５８　Ｋｇを得る。Mo 2.29'%, Cu o, i 1%, Nb
8458 Kg of 0.63% copper is obtained.

全金Ｒ溶融損は３％である。各合金化成分の収率は、Ｎ
１ｇｇ％、Ｃｒ９９％、Ｍｏ９９％。Total gold R melting loss is 3%. The yield of each alloying component is N
1gg%, Cr99%, Mo99%.

Ｍｎ９９％、Ｎｂ１００％とナル。Mn99%, Nb100% and null.

実施例４：灰化カルシウムの製造 最初に炉の底部を貫通する炉底電極め嶺域に少量の装入
物を供給するとともにプラズマトーチを点火して後、焼
石灰３．０．０　’ＯＫｇと、最大２５闘までの断続的
粒度分布を有する石、ｆｆ１．９ｓｏＫｇとの混合物を
、第４図に示す低炉に、３　Ｋｇ／　Ｓ’の装入速度で
連続的に導入する。フ”ラズマガスとしてアルゴンを使
用する。得られた灰化カルシウムは純度が９０．２％で
ある。Example 4: Preparation of Ashed Calcium After first feeding a small amount of charge into the bottom electrode ridge area passing through the bottom of the furnace and igniting the plasma torch, 3.0.0' OKg of burnt lime was added. and ff 1.9 so Kg of stone with an intermittent particle size distribution of up to 25 kg are continuously introduced into the blast furnace shown in FIG. 4 at a charging rate of 3 Kg/S'. Argon is used as the plasma gas. The resulting calcium ash has a purity of 90.2%.

本発明による方法では、完全に消費される電気エネルギ
ーの利用度は、一般に、既知の溶融および還元法よりも
はソ２０％改善されている。In the method according to the invention, the utilization of completely consumed electrical energy is generally improved by 20% over known melting and reduction methods.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明による低炉のいくつかの実施例を示ｒもの
で、第１図は低炉の一実施例の縦断面図、第２図は第１
図の低炉の平面図、第３図は異なる形状の装入口を有す
る低炉の平面図、第４図は低炉の鯰の実施例の縦断面図
である。 １・・・炉体、　２・・・耐火れんが製内壁、　３・・
・黒鉛塊、　４・・・鋳込み口、　５・・・上ぶた、　
６・・・ふた突起、　　７・・・砂みぞ、　　８・・・
心型片、　　９・・・水冷孔、１０・・・電極またはプ
ラズマバーナ、１１・・・６つの別の孔、１２・・・装
入バイブ、１３・・・炉底電極、　　１４・・・プラズ
マトーチ、１５・・・湯だめ、　　１６・・・保護壁、
　　１７・・・環状装入みぞ、　　１８・・・４つのス
ペーサ、　　１９・・・水冷上ぶた、　　２０・・・柱
状ガイド、　　２１・・・中火孔、２２・・・水冷部、
　　２３・・・口部、　２４・・・末広空間、２５・・
・供給ンユート、　　２６・・・ガス抜き管、２７・・
・先細空間。The drawings show several embodiments of the low furnace according to the present invention, FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of one embodiment of the low furnace, and FIG.
FIG. 3 is a plan view of a low furnace having charging ports of different shapes, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the low furnace for catfish. 1...Furnace body, 2...Inner wall made of refractory brick, 3...
・Graphite ingot, 4... Casting port, 5... Top lid,
6... Lid protrusion, 7... Sand groove, 8...
Core mold piece, 9... Water cooling hole, 10... Electrode or plasma burner, 11... Six other holes, 12... Charging vibe, 13... Hearth bottom electrode, 14... Plasma torch, 15...hot water tank, 16...protective wall,
17... Annular charging groove, 18... Four spacers, 19... Water cooling upper lid, 20... Column guide, 21... Medium fire hole, 22... Water cooling section,
23...Mouth, 24...Wide space at the end, 25...
・Supply unit, 26... Gas vent pipe, 27...
・Tapered space.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、低炉の上ぶた５、１９を貫通するプラズマバーナ手
段１０て電気エネルギーを供給することによって低炉中
で冶金学的または化学的処理を行う方法において、低炉
の上ぶた５、１９を貫通する中央に配置された電極１０
と、低炉の底部を貫通する反対側の炉底電極１３との間
にフ”ラズマトーチ１４を形成し、低炉の内壁部で固形
装入原料成分の保護壁１６を積み重ねるとともに装入原
料が保護壁１６の内側からプラズマトーチ１４の領域へ
入るように、装入原料をプラズマトーチ１４の周囲で同
心的に導入することを特徴とする冶金法。 ２、冶金学的または化学的処理の開始時に、少量の装入
原料を炉底電極１３の領域に導入し、その　。 後にプラズマトーチ１４を点火し、さらに装入原料を連
続的に供給する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、装入原料は電極１０を環状に取り囲む複数の装入パ
イプ１２を通して連続的に導入する特許請求の範囲第１
項または第２項記載の方法。 ４、装入原料は電極１０を取り囲む環状の装入みぞ１７
を通して連続的に導入する特許請求の範囲第１項または
第２項記載の方法。 ５．２５門までの粒度を有する装入原料を使用する特許
請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の方法。 ６、装入原料の微粒子成分を電極１０の内側通路を通し
て供給する特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに
記載の方法。 ７、合金化要素および鉄が主として酸化状態に存在する
各鉱石の混合物および石炭またはコークスを装入原料と
して使用し、酸化物鉱石および炭素材料から鉄合金を製
造する特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載
の方法。 ８、ＣａＯまたはＣａ　ＣＯ３の混合物および石炭また
はコークスを装入原料として使用し、ＣＯの放出下にＣ
ａＯまたはＣａ　ｃｏ　ａを炭素材料で還元し溶解する
ことで炭化力ルンウムを製造する特許請求の範囲第１項
〜第６項のいずれかに記載の方法。 ９、耐火性に裏張りした炉体と、炉体に挿入されたプラ
ズマバーナ手段用ガイド２０とを備え、ガイ゛ド２１０
．と耐・天性裏張り２間に装入原料または荷を供給する
ための環状空間２４を設けて成る低炉において、炉体に
気密的に上ぶた１９を取り付けることができ、上ぶた１
９は耐火材製の内方に突出する仲秋ガイド２０を備え、
柱状ガイド２０は電極１０を案内するための中央孔２１
と水冷部２２とを設け、炉底３には炉底電極１３を配置
し、電極またはプラズマバーナ１０の口部２３と炉底電
極１３と固形装入原料成分の保護壁１６の内側部との間
でプラズマトーチ１４を生成するための円錐台空間２７
を形成したことを特徴とする低炉。 １０、耐火性裏張り２と柱状ガイド２０とによって形成
され装入原料を収容する環状空間２４は、炉底３の方向
に向けて末広となるように設訂されている特許請求の範
囲第９項記載の低炉。 １１、電極１０には、微粒子装入原料成分、特に石炭を
供給するための内側通路が設けられている特許請求の範
囲第９項記載の低炉。[Claims] 1. A method for carrying out metallurgical or chemical processing in a low furnace by supplying electrical energy through a plasma burner means 10 passing through the upper lid 5, 19 of the low furnace. A centrally located electrode 10 passing through the upper lid 5, 19
A plasma torch 14 is formed between the bottom electrode 13 on the opposite side that penetrates through the bottom of the blast furnace, and a protective wall 16 for the solid charge material component is stacked on the inner wall of the blast furnace, and the charge material A metallurgical process characterized in that the raw material charge is introduced concentrically around the plasma torch 14 so that it enters the area of the plasma torch 14 from inside the protective wall 16. 2. Start of the metallurgical or chemical treatment 3. The method according to claim 1, wherein a small amount of the charge material is sometimes introduced into the area of the bottom electrode 13, after which the plasma torch 14 is ignited and the charge material is continuously fed. , the charging material is continuously introduced through a plurality of charging pipes 12 surrounding the electrode 10 in an annular manner.
or the method described in paragraph 2. 4. The charging material is placed in an annular charging groove 17 surrounding the electrode 10.
3. A method as claimed in claim 1 or 2, wherein the method is introduced continuously through the process. 5. A process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a charge having a particle size of up to 5.25 particles is used. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the particulate component of the raw material charge is fed through the inner passage of the electrode 10. 7. Producing iron alloys from oxide ores and carbon materials using alloying elements and a mixture of ores in which iron is primarily in an oxidized state and coal or coke as charging materials Claims 1- The method according to any of paragraph 6. 8. Using a mixture of CaO or CaCO3 and coal or coke as charging raw materials, with the release of CO
7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein carbonizing power is produced by reducing and dissolving aO or Ca co a with a carbon material. 9. A furnace body lined with a refractory lining and a guide 20 for plasma burner means inserted into the furnace body, the guide 210
．． In a low furnace comprising an annular space 24 for feeding raw materials or loads between a lining 2 and a weather-resistant lining 2, an upper lid 19 can be attached to the furnace body airtightly, and the upper lid 1
9 includes an inwardly protruding mid-autumn guide 20 made of fireproof material,
The columnar guide 20 has a central hole 21 for guiding the electrode 10.
and a water cooling section 22, and a furnace bottom electrode 13 is arranged at the hearth bottom 3, and between the mouth part 23 of the electrode or plasma burner 10, the furnace bottom electrode 13, and the inner side of the protection wall 16 for the solid charging raw material component. A truncated conical space 27 for generating a plasma torch 14 between
A low furnace characterized by forming. 10. The annular space 24 formed by the refractory lining 2 and the columnar guide 20 and accommodating the charging material is configured to widen toward the furnace bottom 3. Low furnace as described in section. 11. A blast furnace according to claim 9, wherein the electrode 10 is provided with an inner passage for feeding a particulate charging raw material component, in particular coal.