(57)【要約】金属の装入材料（８）を装入しつつ連続的なスチール製造をするための方法であって、装入材料が、溶解容器（２）の上の部分において予熱され、引き続き溶解容器（２）の下の部分（９）において化石燃料（２３）で溶解され、その際、溶解物（１６）が連続的に処理容器（３）内へと導出され、この処理容器内で、所望のスチール品質が調整され、その際、溶解容器（２）内へと、外から、溶解排気（１３）を再燃焼させるためのガス（２２）が導入される方法の場合、この再燃焼は、鉄を含有する装入材料の酸化を同時に最小化する場合でも改善されるべきである。このため、プロセスガス（１３）は、溶解容器（２）内を上昇する際に、装入材料柱の内部へと材料柱内へと突出する内部シャフト（５）により再燃焼ガス（２２）を導入することによって段階的に再燃焼され、この内部シャフトの壁部（２０）内に、ガス（２２）のための流入口（２１）が配設されており、これらの流入口は、上下に配設される再燃焼面（Ｅ１，Ｅ２）を構成する。加えて、装置が提案される。
2005517806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の装入材料（８）を装入しつつ連続的なスチール製造をするための方法であって、装入材料（８）が、溶解容器（２）の上の部分において予熱され、引き続き溶解容器（２）の下の部分（９）において化石燃料（２３）で溶解され、溶解物（１６）が連続的に処理容器（３）内へと導出され、この処理容器内で、所望のスチール品質が調整され、その際、溶解容器（２）内へと、外から、プロセスガス（１３）を再燃焼させるためのガス（２２）が導入される方法において、
プロセスガス（１３）が、溶解容器（２）内を上昇する際に段階的に上下に配設された再燃焼面（Ｅ１〜Ｅ４）内で再燃焼されること、このため、装入材料柱の内部へと、再燃焼ガス（２２）が、材料柱内へと突出する内部シャフト（５）によって、この内部シャフト（５）の壁部（２０）内の流入口（２１）を経て導入されることを特徴とする方法。
【請求項２】
再燃焼ガス（２２）の量、様式及び／又は組成が、溶解容器（２）の高さに関するプロセスガス（１３）の特性に依存して調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
化石燃料（２３）の量、様式及び／又は組成、並びに内部シャフト（５）内に移動可能に配設されている少なくとも１つのバーナ装置（１４）の位置が、溶解容器（２）の高さに関するプロセスガスの特性に依存して調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
再燃焼面が、高さにおいて溶解容器（２）に対する内部シャフト（５）の配設を変更することによって、及び／又はその長手方向軸を中心として内部シャフト（５）を回転させることによって調整されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
個々の再燃焼面（Ｅ１〜Ｅ４）に対する再燃焼ガス（２２）の配分が、酸化層を形成する酸化鉄の溶解温度の９０％以上の装入材料の表面の局所的な過熱が回避され、再燃焼度が、溶解容器からの上の出口において約１００％であるように調整されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
プロセスガス（１３）として、溶解排気以外に、スチール品質の調整をする際に処理容器（３）内に生じる、容器（２，３）のガス空間を接続することによって溶解容器（２）の下の部分へと流れる処理排気も、溶解容器内を上昇している間に装入材料（８）を予熱し、段階的に再燃焼されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
溶湯（１６）を処理するために処理容器（３）内に必要なエネルギが、少なくとも一部分が化石燃料によって提供されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
再燃焼ガス（２２）及び／又は溶解のために必要なガスが予熱されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
再燃焼させるべきプロセスガス（１１３）の少なくとも一部分が抜き取られ、その再燃焼が装入材料柱の外側で行なわれ、引き続き、再燃焼させられたプロセスガス（１１３’）が、再び挿入材料柱内へ、排出面よりも高く位置する面へと戻されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
再燃焼させるためのプロセスガス（１１３）が、溶解容器の容器壁（１０７）に沿って又は溶解容器の外側に及び／又は内部シャフト壁内に又は内部シャフト内に配設された再燃焼空間（１４６）内に案内され、これらの再燃焼空間（１４６）内へと、再燃焼ガス（１２２）が導入されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
再燃焼ガス（１２２）が、再燃焼空間（１４６）内へと適切にインジェクタ作用によって導入されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
化石燃料（２３）の燃焼が、装入材料を溶解するために化学量論の下に行なわれることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
金属の装入材料（８）を装入しつつスチールの連続的な製造をするための装置（１）であって、この装置が、金属の装入材料に溶解容器（２）の下の部分（９）において作用可能な少なくとも１つの化石燃料（２３）のためのバーナ装置（１４）を有する溶解容器（２）、並びに溶解容器（２）の下の部分（６）と出湯口（１０）を介して接続された処理容器（３）を有し、この処理容器内へと、溶解物（１６）が連続的に導出され、この処理容器内で、所望のスチール品質が調整され、その際、装入材料（８）が、溶解容器（２）の上の部分においてプロセスガス（１３）によって予熱され、溶解容器（２）内へと外からプロセスガス（１３）を再燃焼させるためのガス（２２）が導入される装置において、
溶解容器（２）が、中心に中空の内部シャフト（５）を備え、この内部シャフトが、溶解容器（２）の長手方向軸に沿って、この溶解容器内へと上から突出すること、
内部シャフト（５）が、その壁部（２０）内へと収容された再燃焼ガス（２２）を導入するための流入口（２１）を備え、これらの流入口が、上下に配設された再燃焼面（Ｅ１〜Ｅ４）においてプロセスガス（１３）を段階的に再燃焼させるために、内部シャフトジャケットに沿って上下に配設されていることを特徴とする装置。
【請求項１４】
装置が、溶解容器（２）の高さに関するプロセスガス特性を設定するための手段（３５）及び一定の再燃焼度でプロセスガス（１３）を段階的に再燃焼させるための再燃焼ガス（２２）の様式、量及び組成を調整するための手段（３９）を有することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
内部シャフト（５）の周囲に沿ってそれぞれ一定の高さで再燃焼ガス（２２）のための独立した供給ライン（１８）を有する多数の流入口（２１）が配設されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
それぞれの面（Ｅ３，Ｅ４）に配設された溶解容器（２）の流入口（４２）が、上下に配設された内部シャフト（５）の流入口（２１）の２つの面（Ｅ１，Ｅ２）に対してずらされて配設されていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１７】
溶解容器（２）の長手方向軸に沿って内部シャフトを変位させるための手段（４０）及び／又はその長手方向軸を中心として内部シャフト（５）を回転させるための手段（４１）が設けられていることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１８】
内部シャフト（５）が、その装入材料柱（８）内に突出する端部（１５）に、少なくとも１つのバーナ装置（１４）を備えることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１９】
内部シャフト（５）内でそれぞれのバーナ装置（１４）を変位させるための手段（４３）が設けられており、化石燃料（２３）及び酸化剤の様式、量及び組成を調整するための手段（３９）が設けられていることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２０】
内部シャフト（５）が、それぞれのバーナ装置（１４）に化石燃料（２３）及び酸化剤を導くための供給ライン（１９）を備えることを特徴とする請求項１３〜１９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２１】
処理容器（３）の上の容器部分（１２）が、ガス流出ラインを備え、このガス流出ラインが、気密に溶解容器の下の部分（６）と接続しており、その際、スチール品質を調整する際に処理容器（３）内に生じるプロセスガス（１３）が、溶解容器（２）の下の部分内へと流れ、溶解容器内を上昇している間に装入材料（８）を予熱することを特徴とする請求項１３〜２０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２２】
溶解容器（２）の容器壁（７）内の流入口（４２）が、内部シャフト（５）内に配設された流入口（２１）に対して０．５φまでの角度ズレで配設されており、その際、φが、頂点としての内部シャフトの中心とした再燃焼面における容器壁（７）内の相並んで配設された２つの流入口（４２）の間の角度であることを特徴とする請求項１３〜２１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２３】
プロセスガス（１１３）を再燃焼させるために、装入材料柱の外側に配設された再燃焼空間（１４６）が、溶解容器の容器壁（１０７）に沿って又は溶解容器の外側に及び／又は内部シャフト壁内に又は内部シャフト内に配設されており、その際、再燃焼ガス（１２２）もしくは酸化剤のための流入口（１４２）が、燃焼空間（１４６）内へと合流することを特徴とする請求項１３〜２２のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２４】
装置が、熱交換ユニット（２４）を備え、この熱交換ユニットによって、再燃焼を支援するガス（２２）並びに燃焼装置（１４）のためのガス（２３）が、高温の排気（１３）に対して逆流で流れることを特徴とする請求項１３〜２３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２５】
処理容器（３）が、この処理容器が全体として又は部分として移動可能及び交換可能であり、溶解容器（２）と、特に連続鋳造設備の次処理をするプロセス部分との間の冶金学上のプロセスラインのためのバッファとして使用されるように形成されていることを特徴とする請求項１３〜２４のいずれか１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクラップ、海綿鉄等のような金属の装入材料を装入しつつ連続的なスチール製造をするための方法であって、装入材料が、溶解容器の上の部分において予熱され、引き続き溶解容器の下の部分において化石燃料で溶解され、溶解物が連続的に処理容器内へと導出され、この処理容器内で、所望のスチール品質が調整され、その際、溶解容器内へと、外から、プロセスガスを再燃焼させるためのガスが導入される方法に関する。
【０００２】
加えて、本発明は、金属の装入材料を装入しつつスチールの連続的な製造をするための装置であって、この装置が、金属の装入材料に溶解容器の下の部分において作用可能な少なくとも１つの化石燃料のためのバーナ装置を有する溶解容器、並びに溶解容器の下の部分と出湯口を介して接続された処理容器を有し、この処理容器内へと、溶解物が連続的に導出され、この処理容器内で、所望のスチール品質が調整され、その際、装入材料が、溶解容器の上の部分においてプロセスガスによって予熱され、溶解容器内へと外からプロセスガスを再燃焼させるためのガスが導入される装置に関する。処理容器内では、スチール製造をするための鉄の溶湯が、特に過熱され、合金処理を実施される。
【背景技術】
【０００３】
このような方法及びこのような装置は、特許文献１から公知である。スクラップ、海綿鉄等のような装入材料でスチールの連続的な製造をするための方法が記載され、これらの装入材料は、溶解容器としての竪炉内で連続的に下からバーナランスによって溶解され、溶湯は、過熱された流通容器内へと満たされ、この流通容器内で、連続的にスラグの分離が行なわれ、その際、容器内に存在する材料は、過熱され、相応の合金及び脱酸媒溶剤を付加することによって所望のスチール分析が調整される。この場合、過熱及びスラグの還元は電気的に行なわれる。このため、流通容器は、誘導により加熱されるか、又はアークによって加熱される。竪炉内へと、ランスガイドによってランス形のオイル−酸素バーナが溶解容器の内部へと垂直方向に可動に導入され、その際、バーナによって発生した火炎は、装入材料に下から作用し、連続的に溶解する。竪炉のジャケット内のリング状間隙によって、溶解排気を再燃焼させるための空気を導入することができ、この溶解排気は、溶解すべき材料の予熱をするために使用される。溶解容器は、内部は本質的にシリンダ形であり、下に向かって若干拡がる直径を備える。
【０００４】
非特許文献１には、逆流原理によるスクラップのこの連続的な溶解方法が同様に記載されている。この作業方法の場合、スクラップ柱は、下から石油／酸素バーナによって溶解される。溶解された金属は、形成された酸化鉄スラグと共に連続的に溶解容器から流出する。同時に、スクラップ柱は、継続的な追加によって充填される。この場合、確かにかなりの熱が利用されるが、しかしながら予熱のための化学的に結びついた排気熱の割合は、利用されないままであることが問題であると分かった。加えて、この方法は、酸素と組み合わせた化石燃料を使用することによる高い鉄のスラグ化の問題と結びついている。
【０００５】
これに対して他の発展方向は、非特許文献２に記載されている。この場合、スクラップは、予熱柱内で予熱され、鉄浴反応炉内で溶解される。予熱は、鉄浴反応炉自身内で時間的に溶解の前に行なわれるか、スクラップが、溶解反応炉の上に配設されたバスケット内で予熱され、引き続き反応炉内へと下ろされるかのいずれかである。溶解の際は、石炭が、酸素と共に鉄浴内へと吹き込まれ、その際、排気は、反応炉内の溶湯の上で更に再燃焼させることができる。予熱の際のスクラップの酸化を最小化するために、燃料ガスが予熱の際に段階的に燃焼される。
【特許文献１】ＤＴ２  ３２５  ５９３号明細書
【非特許文献１】鋼と鉄，９２（１９７２年），Ｎｏ．１１，５０１ページ
【非特許文献２】鋼と鉄、１１５（１９９５年），Ｎｏ．５，７５ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、この種の方法もしくはこの種の装置を、装入材料を予熱するために化石燃料による溶解エネルギを供給し、化学的な排気熱をも利用する際に最適化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１の特徴を有する方法によって、並びに請求項１３の特徴を有する装置によって解決される。有利な更なる発展形は、従属請求項並びに実施例の説明に示されている。
【０００８】
方法によれば、プロセスガスは、溶解容器内を上昇する際に段階的に上下に配設された再燃焼面（Ｅ１〜Ｅ４）内で再燃焼され、その際、このため、外から装入材料柱内へともたらされる再燃焼ガス以外に、装入材料柱の内部へも、再燃焼ガス、即ち、酸素、空気、又はこれらの混合物のような酸化剤が、材料柱内へと突出する内部シャフトを経て導入もしくは噴射される。
【０００９】
装入材料柱内へと外からも内からも再燃焼ガスを導入することと段階的な再燃焼を組み合わせることによって、装入材料の酸化が僅かである場合の最適な再燃焼、及びこれにより排気の化学的な熱を利用する場合の高い効率が得られる。内部シャフトに基づいて、化石燃料は、効果的に装入材料柱内へと導入され、従って、有利な熱伝導及び僅かな鉄の酸化が得られる。再燃焼ガスは、混合及びこれによりプロセスガスの再燃焼のための短い経路を進まなければならない。
【００１０】
有利なことに、再燃焼ガスの量、様式及び／又は組成は、溶解容器の高さに関する、特にそれぞれの又は大抵の再燃焼面におけるプロセスガスの特性、一定の高さでの任意の再燃焼度に依存して、例えば空気及び酸素の相応の配量及び混合によって調整される。同様に、特に酸化剤及び化石燃料の量、様式及び／又は組成を調整することによって、並びに内部シャフトに対するバーナ装置の位置によって、再燃焼に影響を与えることが提案される。
【００１１】
特に、再燃焼面を、高さにおいて溶解容器に対する内部シャフトの配設を変更することによって、及び／又はその長手方向軸を中心として内部シャフトを回転させることによって調整することが提案される。この方法で、再燃焼ガスの流入によって外及び内から形成される再燃焼面は、互いに可変に調整することができる。
本発明の特に好ましい更なる発展形によれば、再燃焼させるべきプロセスガスの少なくとも一部分は、装入材料柱から抜き取られ、その再燃焼は、装入材料柱の外側で、特に溶解容器の外側で、行なわれる。引き続き、再燃焼させられたプロセスガスは、再び挿入材料柱内へ、排出面よりも高く位置する面を介して戻される。
【００１２】
再燃焼は、材料柱から分離された相応の燃焼空間内で行なわれ、これらの燃焼空間内へと、再燃焼ガスが導入される。このため、再燃焼ガスのための供給ラインは、燃焼空間内へと合流し、その際、再燃焼ガスは、燃焼ガスによって循環するプロセスガスと接触する。特に有利であるのは、連動効果に基づくインジェクタ作用による再燃焼ガスの導入である。
【００１３】
装置によれば、溶解容器は、中心に中空の内部シャフトを備え、この内部シャフトは、溶解容器の長手方向軸に沿って、この溶解容器内へと上から突出する。この方法で、リング状竪炉が生じる。内部シャフトは、内部シャフトの壁部内へと収容された再燃焼ガスのための流入口を有し、これらの流入口は、内部シャフトジャケットに沿って上下に配設されており、上下に配設された再燃焼面を構成する。流入口は、特に独立した供給ガスラインと接続されている。この方法で、再燃焼ガスもしくは酸化剤を、内からスクラップ柱の装入材料内へと任意の再燃焼配分に応じて導入することが得られる。
【００１４】
特に、溶解容器のそれぞれの高さに関する、特にそれぞれの又は選択された再燃焼面における、プロセスガス特性の設定をするための測定装置と、再燃焼をさせるための流入するガスの様式、量及び／又は組成を相応に調整するための手段とが設けられている。
【００１５】
それぞれの面に配設された溶解容器内の流入口が、上下に配設された内部シャフトの流入口の２つの面に対してずらされて配設されていることが提案される。即ち、交互にそれぞれ内部シャフト流入口及び容器壁内の流入口によって上下に配設された再燃焼面が形成され、これらの再燃焼面は、溶解容器に対して内部シャフトを変位させることによって可変である。この方法で、再燃焼ガスの様式／量及び組成が調整可能であるばかりでなく、再燃焼面も調整可能である。
【００１６】
特に好ましい実施形態によれば、溶解の際に生じるプロセスガスが、化学的なエネルギを利用するために再燃焼させられるばかりでなく、溶湯を処理する際に処理容器内に形成されるプロセスガスも再燃焼させられる。このため、両方の容器のガス空間は、互いに気密に接続されている。
【００１７】
エネルギの使用は、主に、例えば天然ガスもしくは石油／酸素混合物のような酸化剤と組み合わせた化石燃料によって、電気の形に変換することなく行なわれる。この場合、処理容器も、少なくとも一部分は、化石エネルギによって運転されるべきであり、他の部分は、電気エネルギによって提供される。
【００１８】
再燃焼の間の鉄を含有する装入材料の望ましくない酸化を更に低減するために、ガスの再燃焼の少なくとも一部分は、特に大部分は、装入材料柱から空間的に分離された場所で実施されるべきであり、しかも再燃焼空間もしくは中間空間内で実施されるべきであり、これらの空間は、溶解容器の容器壁内へと又は溶解容器の外に及び／又は内部シャフト内に統合されており、これらの空間内へと、再燃焼ガスのための供給ラインが合流し、これらの空間内で、流入口から流出するガスが、再燃焼を支援するために中間空間内へと循環する排気と接触する。特に、これらの中間空間は、内部シャフトの壁部内の流入口の合流領域内にも設けることができる。加えて、スクラップ柱から分離された燃焼空間内での排気の再燃焼は、スクラップが過熱されないという利点を有する。特に好ましい実施形態によれば、燃焼空間が溶解容器を中心としてリング状に延在する。選択的に、複数の独立した、特に同じ高さで相並んで配設された空間が設けられていてもよい。他の実施形態によれば、燃焼空間が、導管として形成されており、これらの導管内へと、１つの（下の）面のプロセスガスが吸引され、これらの導管が、高い位置に置かれた面の再燃焼させられたプロセスガスを再びシャフト内へと導く。排出効果は、プロセスガスのための材料柱による流動抵抗が、導管による流動抵抗よりも高いことによって理由付けされている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の更なる詳細及び利点を、従属請求項、及び図に図示した本発明の実施形態を詳細に説明する後続の説明から明らかにする。この場合、上で述べた特徴の組合せ以外に、単独又は他の組合せをした特徴も本発明にとって本質的なことである。
【００２０】
図１は、金属の装入材料を、特にスクラップを、装入しつつスチールの連続的な製造をするための装置１を示す。この装置は、溶解容器２と、この溶解容器の隣に配設された過熱及び処理容器３、即ち、その内部で溶解容器２内で製造される溶湯の過熱並びにスチールの合金調整が実施される炉と、から成る。溶解容器３は、シャフト４から成り、このシャフト内へと、上から気密に内部シャフト５が、シャフト４の下の部分６、ここでは底部にまで完全には至らないが突出する。この方法で、リング状竪炉が生じる。溶解容器３は、以下では竪炉と呼ばれる。示された実施形態では、竪炉の容器壁部７が、少なくとも未だ固体のスクラップ柱の領域内では、下に向かって拡がる円錐性で形成されているのに対し、内部シャフト５は、この形状に対して逆方向の円錐性で形成されている。この拡がる竪炉の構造によって、上から装入されるスクラップ柱８が上から下に向かって可動であり、下に向かって構成される自由空間によって十分にスクラップが上から下に向かって詰まることができることが得られる。溶湯９の領域内で、即ち、竪炉の下の３分の１内で、竪炉は、再びシリンダ形に、又は逆方向の円錐性で形成されていてもよい。内部シャフト５の逆方向の円錐性は、この自由空間を下に向かって強化し、しかしながらまた、内部シャフトは、シリンダ形に形成されていてもよい。
【００２１】
竪炉は、下の部分に備えられた出湯口１０及び耐火シールを介して処理容器３と接続されている。この処理容器は、ここでは示されてない実施形態にあっては、本質的に下の溶解浴容器部分１１と上の容器部分１２とから成る。プロセスのため、スクラップ８は、上から竪炉内に装入される。スクラップ柱は、逆方向に流れる高温の処理容器３及び竪炉からの排気１３によって予熱され、竪炉の下の部分９内で、内部シャフト５の先端部１５内に統合されている燃焼装置１４によって溶解される。溶湯１６は、連続的に出湯口１０を経て処理容器３の下の溶解浴容器部分１１内へと流出する。反対の方向には、処理容器３からの排気が、開口部１０又は独立した溶解容器内のガスラインを経て流れることができる。
【００２２】
中心でスクラップ柱８内へと突出する内部シャフト５は、その中空の内部空間１７内に供給ライン１８，１９を備え、並びにその壁部２０内には、供給ライン１８によってこちらに搬送される再燃焼ガスもしくは酸化剤２２を適切に内部シャフト５からスクラップ柱８内へと送るために、流入口２１を備える。流入口２１は、それぞれ上下に配設された面Ｅ１，Ｅ２上で内部シャフト５の長手方向軸に対して横断方向に内部シャフト壁部２０内で半径方向に配設されており、この方法で、排気の流れによって複数の部分に拡大することができる再燃焼面Ｅ１，Ｅ２を構成する。同様に、直接上下に配設されている複数の開口部を１つの部分に配設することもできる。スクラップ８を経て流れる高温の排気１３は、それぞれの再燃焼面Ｅ１，Ｅ２並びにそれぞれの再燃焼面のために調整される再燃焼ガス２２の混合物に応じて再燃焼される。
【００２３】
付加的に、内部シャフト５は、その竪炉４の底部６に指向する先端部１５に、化石燃料２３のためのバーナ装置１４を備え、これらの化石燃料は、独立した供給ライン１９によって供給される。化石エネルギキャリヤ２３は、特にガス／オイルであり、これらは、酸化剤（例えば酸素、空気又はこれらの混合物）によって、独立した導管を介して案内されて、燃焼装置内で混合及び燃焼される。特に、スクラップ８を溶解するための化石燃料の燃焼は、化学量論の下で行なわれる。この方法で、鉄をスラグ化してしまう酸素は、僅かしか使用可能でない。
【００２４】
再燃焼を支援するガス２２並びに溶解のために必要な燃料２３の内部シャフト５による供給に基づいて、これらは、既に予熱されている。予熱度を高めるために、熱交換ユニット２４が、内部シャフト５の外側に配設されていてもよく、この熱交換ユニット内で、ガスもしくは燃料２２，２３は、案内される高温の排気１３によって予熱される。
【００２５】
スクラップ８の予熱及び溶解の後、溶湯１６は、連続的に処理容器３内へと移送される。処理容器３は、回転可能に構成されている。スチールの処理の終了後、底部２５に対して水平に延在する旋回軸２６を中心とする容器の回転によって、先ずスラグが、その後スチール溶湯が、下の容器部分１１内の出湯口２７を介して出湯される。このため、下の容器部分１１は、回転装置２８内に支承されている。処理容器は、移動可能な底部プレート２５によって溶解容器２に近づけることができる。示された実施形態の場合、処理容器３は、アーク炉として形成されており、保持装置３１を介して炉内に位置決めされている２つの電極２９，３０を有する。しかしながらまた、エネルギ供給は、三相交流で３つの電極を介して実施することもできる。必要な溶湯を処理するためのエネルギは、化石燃料を介して提供することもできる。処理容器３は、上の容器部分１２もしくはカバーによって閉鎖される。カバー内には、過熱の実施及びスラグの泡形成のため、炭素キャリヤ及び／又は酸素又は空気を付加するためのランス３２が設けられている。加えて、容器３は、溶湯の冶金学上の処理のための媒溶剤を付加するために、装入装置３４を備える。
【００２６】
溶解容器に対する、これにより再燃焼面Ｅ２，Ｅ４に対する再燃焼面Ｅ１，Ｅ２の位置決め並びに流出するガス２２の特性は、それぞれの再燃焼面での溶解容器の高さに関するプロセスガスの特性に依存して制御もしくは調整される。これは、図２に図示されている。それぞれの又は個々に選択される再燃焼面内には、溶解容器のそれぞれの高さにおいてそれぞれのプロセスガス特性を設定するための手段３５が配設されており、これらの手段は、ガス試料を採取及び転送するか、又は高温のプロセスガスの組成及び温度を設定もしくは測定する。再燃焼面内で測定されるプロセスガス試料は、分析器３６ａ内で分析される。測定ライン３６を介して計算ユニット３７に転送されるこれらの結果に依存して、流入する再燃焼のためのガス２２の特性が計算され、制御ライン３８を介して相応の調整のための手段３９が起動される。これらの手段は、例えば空気及び酸素のための配量及び混合装置を、即ち個々の再燃焼面のための酸化剤の分配器を、有する。
【００２７】
再燃焼への影響の付与は、ガス２２のパラメータの調整以外に、竪炉に対する内部シャフト５の配設を変化させることによっても、又は内部シャフト５内でのバーナ装置１４の位置を変化させることによっても行なわれる。内部シャフト５は、移動手段もしくは移動装置４０によって竪炉の長手方向軸に沿って移動可能である。加えて、回転手段４１が存在していてもよく、従って、内部シャフト５は、その長手方向軸を中心として回転させることができる。特に、内部シャフト５は、内部シャフト５内の流入口２１を外部シャフトの容器壁部７内の流入口４２に対して有利に位置決めするために、竪炉に対して少なくとも０．５φの角度にまで回転可能である（図３参照）。流入口４２には、更に下で立ち入る。１つもしくは複数のバーナ装置１４は、それぞれ内部シャフト５内で移動手段４３によって変位可能である。
【００２８】
同時に、測定装置４４は、竪炉に対する内部シャフト５の位置を検出するために、また測定装置４５は、内部シャフト５内でのバーナ装置１４の位置を検出するために設けられている。これらの測定結果も、計算ユニット３７に導かれ、移動もしくは回転手段４０，４１，４３の相応の駆動機構による再燃焼のためのガス２２，２３の特性の制御部又は調整部へと入る。これは、特に、いかなる再燃焼面においても、又はいかなる再燃焼部分においても、酸化鉄の溶解温度の９０％以上のスクラップの表面の局所的な過熱が得られず、溶解容器から流出する排気の再燃焼度は、約１００％であるように行なわれる。
【００２９】
内部シャフト５内の流入口２１以外に、溶解容器４の容器壁７内には流入口４２が配設されており、これらの流入口は、それぞれ再燃焼ガス２２のための供給ラインと接続されている。この場合、内部シャフト流入口２１もしくは容器壁流入口４２によって形成される面Ｅ１，Ｅ２もしくはＥ３，Ｅ４は、それぞれ互いにずらされて配設されており、従って、それぞれ下から上に向かって交互に、流入口４２による再燃焼面が外から、内部シャフト５からの流入口２１による再燃焼面が内から形成される。この場合、ズレは、流入口の面の間の間隔の５０％までである。このずらされた配設によって、スクラップ柱８内の個々の位置で過度に高温になるのに対し、他の領域は過度に低温のままであり、従って、いかなる再燃焼も行なわれないことが回避される。外側及び内側の噴射口もしくは噴射スリットの配設は、開口部が反対側が邪魔になのではなく、その互いの配設によってスクラップ柱内での有利なガス分布を提供するように行なわれる。更に、図３は、互いの開口部２１，４２の角度の好ましい配設を明示する。溶解容器２の容器壁７内の流入口４２は、内部シャフト５内に配設された流入口２１に対して０．５φまでの角度ズレで、特に０．５φの角度ズレで配設されており、その際、φは、相並んで配設される再燃焼面内の２つの流入口４２の間の角度である。
【００３０】
図４及び５で明示される特に好ましい実施形態によれば、竪炉の容器壁部１０７が流入口１４２の高さで、リング状の中間又は燃焼空間１４６を備えている。
【００３１】
この燃焼空間１４６は、示された構成にあっては、外に向かって湾曲させられた容器壁部１０７の折返し部１４７から成り、その際、燃焼空間１４６の内部空間は、容器壁７の内面１４８を延長する中間壁１４９によって、竪炉の内部空間から、これによりスクラップ柱８から制限されている。この場合、この中間壁１４９は、下では、通過して流れるプロセスガス１１３のための流入領域１５０が、また上では、再燃焼させられたガス１１３’のための流出領域１５１が生じるように燃焼空間１４６に位置決めされている。この方法で、プロセスガス１１３が燃焼もしくは中間空間１４６を経て循環し、再燃焼は、大部分が燃焼もしくは中間空間１４６内で行なわれることが得られる。図５では、中間壁１４９に対する竪炉の容器壁１０７内の流入口１４２の配設が明示される。流入口１４２もしくは流入スリットの合流部によって得られる、中間壁１４９と合流直線の延長部の間の角度αは、９０〜−９０°の値を採る。特に、合流角度は、流入するプロセスガスのための連動効果が得られるように設定される。即ち、流入口１４２は、ガスの加速を得るために、先ず狭まり、次に再び拡がるノズルのラバルノズルとして形成されていてもよい。
【００３２】
全体的に、提案した方法もしくは装置は、化石エネルギを利用したスチール製造の効果的な可能性を提供し、従って、不十分にしか電気エネルギを供給されない配備場所にとって重要である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】溶解容器及び処理容器でスチールを製造するための本発明による装置に対する部分的に断面にした側面図を示す。
【図２】段階的な再燃焼を実施するための測定及び調整技術を図示するための図１の部分図を示す。
【図３】内部シャフトを有する溶解容器を経る横断面図を示す。
【図４】リング状の燃焼空間を有する溶解容器の好ましい実施形態の断面図を示す。
【図５】図４の詳細図を示す。
【符号の説明】
【００３４】
１      装置
２      溶解容器
３      処理容器
４      シャフト
５      内部シャフト
６      下の部分
７      容器壁部
８      スクラップ柱
９      溶湯
１０    出湯口
１１    下の溶解浴容器部分
１２    上の容器部分
１３    排気
１４    燃焼装置
１５    内部シャフトの先端部
１６    溶湯
１７    内部空間
１８    供給ライン
１９    供給ライン
２０    壁部
２１    流入口
２２    酸化剤
２３    化石燃料
２４    熱交換ユニット
２５    底部
２６    旋回軸
２７    出湯口
２８    回転装置
２９    電極
３０    電極
３１    保持装置
３２    ランス
３４    装入装置
４２    流入口
Ｅ１    面
Ｅ２    面
Ｅ３    面
Ｅ４    面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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