(57)【要約】  本発明は、たとえば溶融金属の浴などの液体を含む炉に噴射され得る微粒状固体の制御可能な高速の空気圧ストリームの形成に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、前記装置は、
（Ａ）第１及び第２の対向端部を有する燃焼室と、
（Ｂ）前記対向端部のうちの一方の前記燃焼室内のバーナ、及び、前記バーナへの燃料及び酸化剤のための前記装置の外側からの入口と、
（Ｃ）入口及び出口を有するノズルであって、前記入口が前記燃焼室のもう一方の前記対向端部にある、ノズルと、
（Ｄ）前記ノズルの前記出口の周りで閉鎖した上流側端部、及び、開放した下流側端部を有するダクトと、
（Ｅ）前記装置の外側に入口を有し、且つ、前記ダクトの前記閉鎖端部と前記開放端部との間の前記ダクトの中に出口を有するフィーダ管とを備え、
前記燃焼室、前記ノズル、及び前記ダクトが同軸である、
装置。
【請求項２】
（Ａ）請求項１に記載の装置の前記燃焼室に、燃料及び酸化剤をそのそれぞれの入口を通して供給し、前記燃料及び酸化剤を前記燃焼室で燃焼させて、前記燃焼の生成物を含む高温ガスのストリームを生成するステップであって、前記ストリームが前記ノズルを通って前記ダクトに入る、ステップと、
（Ｂ）微粒状固体を前記フィーダ管を通して前記ダクトに供給し、前記固体を燃焼生成物の前記ストリームに同伴させて前記ダクトの前記開放端部から出る混合されたストリームを形成するステップと
を含む方法。
【請求項３】
固体を電気アーク炉に噴射する方法であって、前記電気アーク炉が溶融金属浴及び前記溶融金属浴の上部のスラグ層を含み、前記溶融金属浴と前記スラグ層との間にスラグと溶融金属の混合物を含む層があり、前記方法が、前記ガスと混合された前記固体の高速のストリームを生成するために請求項２に記載の方法を実施するステップと、前記ストリームを、前記ストリームが前記スラグ層内に、又は前記スラグ層を通してスラグと溶融金属の前記混合物内に、又は前記スラグ層及び前記混合物を通して前記溶融金属浴の表面内に貫入するように制御された速度で、前記溶融金属浴に向かって噴射するステップとを含む方法。
【請求項４】
固体を炉に噴射する方法であって、前記ガスと混合された前記固体の高速のストリームを生成するために請求項２に記載の方法を実施するステップと、前記ストリームを前記炉に噴射するステップとを含む方法。
【請求項５】
前記炉が溶融金属を含み、前記ストリームが前記溶融金属の表面を貫通する、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば溶融金属の浴などの液体に噴射され得る微粒状固体の制御可能な高速の空気圧ストリームの形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの工業プロセス、特に金属精錬は、微粒状固体の試薬を液体に供給することを伴う。顕著な実例として、電気アーク炉（ＥＡＦ）内の溶融金属への炭素材料の添加、石灰及び／又はその他のスラッギング剤の添加があり、電気アーク炉では、通常、溶融金属相の上に溶融スラグ相がある。本発明は、この種の作業を実施するために役立つ有利な装置及び方法を提供する。
【０００３】
ＥＡＦ工程では、（酸化鉄から金属鉄に還元することによって）酸化鉄を低減させるために炭素を噴射して溶融スラグと反応させ、泡立ちスラグ操作を最適にする。この操作により、電極の消耗が低下し、アーク・ノイズが低減し、耐火ライニングの寿命が増加し、電力の経済性及び固有の熱効率が全体的に改善する。スラグ層を通して噴射された炭素は、必要な場合に溶融金属の炭素レベルを意図的に上昇させることができる。
【０００４】
ＥＡＦ工程では、石灰が側壁の噴射器を通して噴射されて、より優れたスラグ化学組成制御によりスラグ操作を改善する。この操作により、作業所の環境をより清浄にし（炉からのダストロスをより少なくし）、炉の排気システムへの石灰の損失を低下させ、固有の石灰消費を減少させ、機械システムと比較して保守費用を節減し、表面積が増加したことに関係して石灰の溶解を速くし、鋼処理能力を全体的に向上させることができる。石灰噴射は、硫黄及びリンの除去にも関与する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様は、装置であり、この装置は、
（Ａ）第１及び第２の対向端部を有する燃焼室と、
（Ｂ）前記対向端部のうちの一方の前記燃焼室内のバーナ、及び、前記バーナへの燃料及び酸化剤のための前記装置の外側からの入口と、
（Ｃ）入口及び出口を有するノズルであって、入口が前記燃焼室の前記対向端部のうちのもう一方にある、ノズルと、
（Ｄ）前記ノズルの前記出口の周りで閉鎖した上流側端部、及び、開放した下流側端部を有するダクトと、
（Ｅ）前記装置の外側に入口を有し、且つ、前記ダクトの閉鎖端部と開放端部との間の前記ダクトの中に出口を有するフィーダ管とを備え、
前記燃焼室、前記ノズル、及び前記ダクトが同軸である。
【０００６】
本発明の別の態様は、方法であり、この方法は、
（Ａ）燃料及び酸化剤を前記装置の燃焼室に、燃料及び酸化剤のためのそれぞれの入口を通して供給し、前記燃料及び酸化剤を燃焼室で燃焼させて、前記燃焼の生成物を含む高温ガスのストリームを生成するステップであって、そのストリームが前記ノズルを通って前記ダクトに入るステップと、
（Ｂ）微粒状固体を前記フィーダ管を通して前記ダクトに供給し、前記固体を燃焼生成物の前記ストリームに同伴させて前記ダクトの開放端部から出る混合されたストリームを形成するステップと
を含む。
【０００７】
本発明の別の態様は、固体を電気アーク炉に噴射する方法であり、電気アーク炉は溶融金属浴及び溶融金属浴の上部のスラグ層を含み、溶融金属浴とスラグ層との間にスラグと溶融金属の混合物を含む層があり、方法は、前記ガスと混合された前記固体の高速のストリームを生成するために前述の方法を実施するステップと、前記ストリームを、ストリームがスラグ層内に、又はスラグ層を通してスラグと溶融金属の前記混合物内に、又はスラグ層及び前記混合物を通して溶融金属浴の表面内に貫入するような速度で、溶融金属浴に向かって噴射するステップとを含む。ガスと混合された固体のストリームの速度は、前記ストリームの貫入深さを制御するように制御可能である。高速の噴射により、浴への移動時間の間、反応性粒子（燃焼ガスを伴う炭素）の消費を最小限に抑える。
【０００８】
本発明の別の態様では、本明細書に説明されるように固体がスラグ層を有しない溶融金属浴、又はキルン、炉、若しくは化学反応器に噴射され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による噴射器の外観図である。
【図２】図１の噴射器の断面図である。
【図３】本発明による噴射器の別の実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１及び図２は、噴射器１の外観図及び断面図を示す。図２に見られる噴射器は、図１に見られる図と比べて長手方向軸線の周りに９０度回転されている。
【００１１】
図１を最初に参照すると、噴射器１は、１１に配置された水冷式の密閉された燃焼室を含む。ダクト１２が、燃焼室１１の一方の端部から延在し、酸化剤供給ライン１３及び燃料供給ライン１５が、燃焼室１１のもう一方の端部から延在する。酸化剤供給ライン１３は、酸化剤入口１４を含み、酸化剤入口１４は、酸化剤の供給源に連結され得る。燃料供給ライン１５は、燃料入口１６を含み、燃料入口１６は、燃料の供給源に連結され得る。下記により完全に説明されるように、管１７が使用されて、固体を噴射器１に供給する。噴射器１は、好ましくは、燃焼室１１及びダクト１２の壁の中の通路を通って循環する水によって冷却される。冷却水は、好ましくは冷却水入口１８などの入口を通して供給され、好ましくは冷却水出口１９などの出口を通して噴射器１を出る。
【００１２】
次に、図２を参照すると、噴射器１のさらなる詳細を見ることができる。燃焼室１１の一方の端部において、バーナ２３が、燃焼室１１内に確立される。酸化剤供給ライン１３及び燃料供給ライン１５は、バーナ２３に（それぞれ）酸化剤及び燃料を供給する。好ましくは、ライン１３及び１５は、同心に配置され、燃料供給ライン１５が酸化剤供給ライン１３内に同軸に整列される。燃焼室１１の中のライン１３及び１５の開放端部は、バーナ２３の好ましい形態を有する。火花点火器作動式のパイロット・フレーム装置２４が設けられて、燃焼室１１の中の燃料と酸化剤の可燃性混合物を点火する。燃焼室１１の中へ入り込む圧力ポート２５も設けられる。
【００１３】
バーナ２３が配置される端部の反対側にある燃焼室１１の端部にノズル２６がある。収束／発散ノズル構成が示されているが、本発明は、たとえば収束／発散ではなく（ノズルを通るガス流れの方向に）収束する、任意の膨張ノズルによって実施されてもよい。ノズル２６は、燃焼室１１の内側に開口するノズル入口２７を有する。入口２７に入るガスはノズル２６を通過し、次いでノズル出口２８を通ってノズル２６を出る。
【００１４】
噴射器１の任意の所与の実施例に関する最適のノズル寸法は、所与の噴射器によって噴射される固体微粒子の量を推進させるために必要な推進力の量に依存する。固体供給量がより高くなると、効果的な粉体の速度を与えるために必要な推進ガスの量がそれに応じてより多くなる。ノズル設計は、利用可能な実用上の燃料供給圧力の広い範囲を考慮する。利用可能な供給圧力を上昇させるためにコンプレッサを加えることは、１つの選択肢であり、利益がその費用を見合ったものにするかどうかによって決まる。燃料供給圧力が十分に高くない状況下では、燃焼室圧力はこのパラメータによって制限される。十分に推進させるために必要なガスの量を発生させるための条件に対しては、ノズル寸法は比較的大きくなる。
【００１５】
ノズル２６の出口２８は、ダクト１２の一方の端部に開口する。ダクト１２のもう一方の端部２９は、電気アーク炉の内側などの周囲環境に開口する。
【００１６】
前述の管１７は、ダクト１２内にある開口部３０で終端し、好ましくは、ノズル２６の出口２８にあるダクト１２の端部の付近で終端する。開口部３０における管１７の軸線は、ダクト１２の軸線及びノズル２６の軸線に対して傾斜しており、好ましくは１０から８０度の角度を形成する。好ましくは、燃焼室１１、ノズル２６、及びダクト１２は、互いに同軸である。
【００１７】
別の実施例が、図３に示される。さらなる入口３１が設けられ、それを通って追加のガス、好ましくは２１ｖｏｌ％よりも高い酸素含有量を有する酸化流体が加えられ、固体とダクト１２の中に形成された燃焼生成物との混合物と混合し、又は、その混合物を囲む。追加のガスは、周囲温度であることが可能であり、又は、既に予熱されていてもよい。
【００１８】
「実例１」
この実例は、噴射器の１つの実施例を示すものとして、より具体的な詳細を提供する。
【００１９】
燃焼室１１の壁は、好ましくは金属（この実例では銅など）で作製されており、燃焼反応からの熱をより素早く放散させ、装置の損傷を防止する。この実例の燃焼室は、長さが約３０．４８センチメートル（約１２インチ）で、内径が５．３９７センチメートル（２．１２５インチ）である。
【００２０】
燃焼室１１のバーナ端部は、冷却水回路によって冷却される黄銅の端部ピースである。この黄銅の端部ピースは、酸素／天然ガスバーナ２３の装着のための設備である。燃料ダクト１５は、１．９０５センチメートル（３／４インチ）ＳＳ３１６管材のものであり、環状の酸素パイプ１３は、３．８１センチメートル（１．５インチ）ＳＣＨ４０ステンレス鋼ニップルである。２つのパイプ１３及び１５の同心度は、一組のスパイダによって維持される。このバーナ機構は、燃焼室１１の一方の端部の黄銅の端部ピースにねじ込まれる。バーナ２３の端部の燃料ノズルはドーム形状のノズルであり、燃焼を安定化させるためのものであり、より優れた耐高温酸化性のためにＩｎｃｏｎｅｌ６０１から作製されている。しかし、本発明の本装置のその他の実施例は、燃焼室１１の水冷を含む必要はない。
【００２１】
燃焼室１１のもう一方の端部に、収束発散（Ｃ／Ｄ）ノズル２６を含む、銅から作製されたフランジがある。このフランジは、ノズルの周りに円周方向に配置され幅方向に横切って延在する貫通孔を有し、その孔を通って冷却水が流れ、ノズルの過熱を防止する。この実例のノズルスロート径は、２．０３２センチメートル（０．８インチ）であり、その出口径は２．５４センチメートル（１．０インチ）である。このノズル２６の発散角度はノズル軸線に対して８．３度であり、ノズルスロートの長さは約２．００７センチメートル（約０．７９インチ）である。
【００２２】
ノズル・フランジに隣接して、固体入口パイプ１７及びダクト１２を収容する黄銅部材がある。黄銅部材は、貫通孔を有し、貫通孔は、冷却水が流れるようにその厚さ方向に延在する。固体入口パイプ１７は、噴射器軸線に対して５０度の角度で入る。高温の燃焼生成物によって燃焼室から固体を運ぶダクト１２は、３．８１センチメートル（１．５インチ）ＳＣＨ８０の黄銅パイプから作製される。好ましくは、ダクトは、噴射器１１の残りの部分に取り付けられるが、他の部材には物理的に溶接されず、それによって、それを交換可能な構成要素にする。この部材を使い捨て型の構成要素にする理由は、パイプの壁に対する固体粒子の摩耗作用に起因して、次第に摩損及び破損するからである。冷却水はこのパイプの長手方向に沿った通路内を流れ、冷却水出口に流れて戻る前にダクトの前面部でＵターンする。ダクト出口を示すダクトの前面部は、銅で作製され、それと緊密に接触した状態で流れる冷却水により過熱するのが防止されるように設計される。
【００２３】
動作：噴射器１の動作は、燃焼室１１に供給される燃料及び酸化剤を燃焼させるステップと、その燃焼で形成されたガス状の燃焼生成物のストリームを収束／発散ノズル２６を通して流し、膨張させるステップと、固体を管１７を通してダクト１２に供給し、固体を燃焼生成物のストリームに同伴させるステップと、結果として生じる固体とガスの組み合わされたストリームをダクト１２から所望の適用箇所へ流すステップとを含む。
【００２４】
最初に燃焼を参照すると、燃料及び酸化剤が燃焼室１１に供給される。好ましい燃料は、天然ガス、並びに、周囲大気状態においてガス状の他の任意の炭化水素（プロパン、コークス炉ガス、高炉排ガス、他の化学工程又は石油化学工程からの排ガス、及びこれらの任意の混合物など）などの、任意の可燃性のガス状組成物である。本発明は、灯油、燃料油、又は周囲大気状態で液体である他の可燃性組成物などの霧状の液体炭化水素を燃料として使用しても実施され得る。
【００２５】
酸化剤は、当然ながら酸素を含有するものでなければならない。空気、及び酸素リッチの空気が有用ではあるが、酸化剤は、好ましくは少なくとも５０ｖｏｌ％、より好ましくは少なくとも９０ｖｏｌ％などのより高い酸素含有量を有する。
【００２６】
燃焼室に供給される酸化剤に対する燃料の比率は、化学量論的に完全な燃料の燃焼をもたらすのに十分なものであることが好ましい。
【００２７】
ロケット推進ガスの組成は、酸化から還元まで制御可能である。たとえば、燃料リッチの推進ガスを流して、炭素粒子との反応性を最小限に抑え、又は酸化鉄を含有する炉ダストの噴射のための前還元反応を促進することが有用であり得る。
【００２８】
燃焼室１１の燃料及び酸化剤の燃焼は、概して、燃焼ラジカル、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、及び酸素、並びに窒素などの燃焼に関与しない可能性のある不活性成分を含有するガス状燃焼生成物を生成する。
【００２９】
燃料及び酸化剤は、十分な量で燃焼室に供給され、それによって燃焼室１１内のすべてのガス状成分の圧力が１３８から１０３４ｋＰａ（２０から１５０ｐｓｉｇ）となるようになっている。ガス状の燃焼生成物は、収束／発散ノズルに入り、そこを通り、１５２．４から１５２４メートル毎秒（ｍｐｓ）（５００から５０００フィート毎秒（ｆｐｓ））の程度の速度、好ましくは６０９．６から１２１９ｍｐｓ（２０００から４０００ｆｐｓ）の速度でノズルから現れる。このストリームの温度は、典型的には、１９２７°Ｃ（３５００°Ｆ）から２７６０°Ｃ（５０００°Ｆ）である。管１７を通ってダクト１２に供給される固体は、所望の目標の材料（すなわちスラグ層及び／又はスラグ及び溶融金属の混合物、及び／又は溶融金属浴）に到達及び接触すると、任意の化学反応及び物理的効果に関与することが可能な任意のものであることが可能である。固体の例には、元素の形態及び／又は高度に還元された形態で炭素を提供する材料（木炭及びコークスなど）；石灰などの他の固体試薬；ケイ酸ナトリウム、塩化ナトリウム、ケイ酸カリウム、塩化カリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、又はその他のハロゲン化合物などを含む、二酸化ケイ素、アルカリ、又はアルカリ土類金属化合物などの反応性又は不活性の材料がある。好ましい固体には、炭素含有材料（石炭、石油コークスなど）、石灰、及びＥＡＦ炉ダストがある。
【００３０】
固体は、好ましくは２ｍｍまでの粒子サイズの範囲の粒子の形態である。固体は、ロトフィーダ機構などの適切な機構の使用により、管１７内に入り、管１７を通ってダクトに移送される。当業者は、多くの知られている市販の機構を認識することとなり、それらは、そのような材料を、管１７などの供給管を通して、噴射器１などの装置内に供給することができる。固体は、空気又は窒素などの搬送ガスと組み合わせて供給されてもよい。固体は、典型的には、噴射器当たりに２２．６８ｋｇ／ｍｉｎ（５０ｌｂｓ／ｍｉｎ）から１３６．１ｋｇ／ｍｉｎ（３００ｌｂｓ／ｍｉｎ）の範囲の流量で供給され、噴射のために必要な材料、並びに、固体を利用するバッチ処理（そこで、特定の量の材料が処理されこととなる）のサイズに応じて、いくつかの噴射器をＥＡＦに装着可能であるということが留意される。
【００３１】
管１７からの固体と、ノズル２６からのガス状ストリームとが組み合わせられ、組み合わされたストリームとしてダクト１２を通って流れ、ダクト１２の端部２９から出る。
【００３２】
噴射器１は、その全長に沿って冷却されて、異なる部材の完全性だけでなく、接合部の密閉ガスケットの完全性を維持する。冷却水回路は、１つが使用された場合、好ましくは圧力を上昇させるために、その中に遠心ポンプを有する。典型的には、噴射器１を通る水の流量は、一分間当たり約１５１．４〜１７０．３リットル（約４０〜４５ガロン）である。
【００３３】
収束／発散ノズルの設計は、通常の火炎ジェット稼動下のダクトの固体入口３０での負のよどみ点圧力状態の実現も可能にする。この位置での負圧の範囲は、特定のノズル設計に関するバーナ燃焼速度に依存する。負圧状態は、固体フィーダから噴射器への固体流れ、並びに噴射器から固体移送ホースを通って固体フィーダに入る高温ガスの逆流を防止する保護安全対策に肯定的な影響を有するので重要である。
【００３４】
装置は、特定のノズル設計に対して、異なるバーナ燃焼量で稼動可能であり、異なるバーナ燃焼量のそれぞれは、関連する燃焼室圧力に対応する。燃焼量が増加すると、燃焼室圧力及び火炎ジェットによって生成された、結果として生じる推進力も増加する。粒子の加速に向けての装置の性能はダクトの長さに強く依存することが分かっており、それによってダクト内の推進ガスと接触する粒子の滞留時間が注目される。ダクトがより長いことにより、滞留時間がより長くなることで、ガス相と粒子間の運動量の交換がより大きくなることが促進される。しかし、これらの状態の下で粒子がその終端速度を得ると、ガス相とそれ以上接触しても、大幅な速度の増加は保証されない。したがって、ダクトの長さを増加させ続けると、ある点に達し、ある点を超えた先には、組み合わされたストリームの速度に関して、それ以上の利点は存在しない。
【００３５】
現在の設計の燃焼室圧力は、必要な推進力のレベルに応じた特定の収束／発散ノズル設計に対して１３８〜６８９ｋＰａ（２０〜１００ｐｓｉｇ）の間で柔軟に稼動可能である。天然ガスなどのガス状燃料を使用したより高いチャンバ圧での稼動は、通常その供給圧力によって制限される。したがって、天然ガス供給圧力が十分でない位置では、必要な推進力の量を維持するためにノズル設計を相応して変え、又はコンプレッサを介して圧縮を加えるなど他のステップをとるべきである。
【００３６】
本発明は、電気アーク炉を含む製鋼炉にあるような溶融金属の浴などの液体浴に固体を噴射するのに特に有用である。木炭及び／又はコークスなどの炭素材料が、溶融金属の表面に通常存在するスラグの層も貫通して、溶融金属内に推進させられ得る。
【００３７】
本発明は、以下のものを含む多くの利点を提供する。
【００３８】
高濃度相移送レジームの下で、２２．６８ｋｇ／分（５０ｌｂｓ／分）を超える供給流量の固体の反応性粒子を、超音速酸素燃料火炎ジェットを使用して、１５２．４センチメートル（５フィート）を超える距離の目標物への移送を援助するのに十分に速い速度まで加速すること。
【００３９】
火炎ジェットによって与えられた推進力、又は、酸素／燃料燃焼の量を制御することによって、粒子運動量を制御すること。
【００４０】
粒子試薬の特定の噴射流量を加速するために生成された高温推進ガスの量を調整することによって、二相流の粒子質量負荷を制御すること。
【００４１】
本発明は、火炎ジェット化学組成を変えることによって、ジェットの近接場において、スクラップ溶融／切断装置として利用可能である。
【００４２】
本発明は、現場で熱活性化及び化学的活性化を受ける固体燃料ストリームとの、（周囲温度の）酸素ストリームの燃焼反応を利用する酸素／固体燃料バーナとして利用可能である。
【００４３】
本発明は、海綿鉄キルンでの石炭つり上げ装置などの装置の可変の推進力生成能力を利用することによって、長い範囲の反応区域にわたる反応のための固体試薬を移送するために利用可能である。
【００４４】
本発明は、より高い貫入能力のために粒子速度を向上させ、散在する（ｓｔｒａｙ）空気力学的な力の影響を最小限に抑える。この点で、炉の雰囲気の内側の移動の軌道及び最短時間の維持が主要な利点である。
【００４５】
装置に密接し、又は装置からいくつかの直径だけ下流にあることができる反応領域へ、予熱された化学試薬を移送することによって、その化学試薬の反応能力が改善されること。
【００４６】
バーナ火炎化学組成が、必要であれば高温の酸素ジェットを生成するように変えることができ、それが酸素との化学反応能力を必要とする他の目的に関して実質的に利用され得る。
【００４７】
バーナ燃焼、したがって推進力生成及び粒子運動量が制御され得る。
【００４８】
推進媒体の固有のより高い推進力。言い換えれば、酸素／燃料燃焼の本手法を使用して、低温の推進媒体と比べて推進ガスの単位質量当たりに生成される推進力がはるかに高くなる。
【００４９】
より低い量の高温の推進ガス（二相ストリームでのより高い粒子質量負荷）を使用して、低温の推進媒体を使用した通常の空気圧手法と比べて、同様又はより高い程度の粒子加速度が可能である。
【００５０】
本発明は、空気を推進媒体として使用する他の空気圧手段の欠点を回避し、他の空気圧手段では、エア・コンプレッサのための価格、並びに、周囲温度から炉温度に低温の推進空気を加熱することに対するエネルギー要件を原因とした費用を支出しなければならない。また、空気からの窒素が、鋼の清浄度の問題を生じさせる可能性がある。
【００５１】
反応性の固体試薬粒子が可燃性である場合に、固体試薬の単位質量当たりに利用可能な高温の反応性ガスの量を変えることによって、それらの粒子の燃焼を制御する能力。したがって、本発明は、高温の推進ガスストリームにある自由酸素の量を低減することによって、固体粒子試薬を噴射するために使用可能である。或いは、本発明は、炉に追加の熱が必要になった場合に、固体試薬を燃料として燃焼させるために使用可能である。
【００５２】
予熱された組み合わされたガス／固体ストリームは、密度差がより小さいため、高温の炉ガスを同伴する傾向が少なく、それによって二相ストリームの緻密度／整合性を改善する。他方で、低温の推進媒体の使用はこの観点から不利である。
【００５３】
超音速の高運動量高温の酸素／燃料火炎ジェットの存在によりスラグ／液体金属が飛び散ることにより生じる噴射器バレル出口の詰まりの問題を最小限に抑える。
【００５４】
組み合わされた固体含有ストリームの液体浴に対する改善された噴射及び反応能力が安定的なスラグ泡立ちのより速い開始を生じる。これは、処理収率及びより低い電力消費に強い影響を与える可能性があり得る。
【００５５】
通常の処理空費ストリーム（回収されたＥＡＦダスト）、又はその後の処理利益を伴う目標反応物（融液又はガス状ストリーム）との化学反応に関与し得る化学反応物ストリームであり得る固体を使用する能力。
【００５６】
高速の噴射は、粒子の噴射効率を改善するのも補助し、炉の排気によって固体が運び去られることが少なくなる。
【００５７】
本発明の他の利点には以下のものがある。
【００５８】
固体ストリームを分解する乱流現象の影響が従来の粉体噴射方法よりも低下する。
【００５９】
予熱された炭素粒子により、化学反応が制御されている場合にスラグＦｅＯとの反応動力学を向上させることができる。
【００６０】
最終的なスラグＦｅＯに関して収率損失を低減させることができる。
【００６１】
スラグ（キャリーオーバ）にわたる非反応炭素損失を低減することができる。
【００６２】
超音速火炎ジェットが装置の付近のスクラップを予熱及び溶融することができる。
【００６３】
処理分裂の後に所望の泡立ちスラグ層を再確立する。
【００６４】
炭素噴射効率がより高くなり、第４の穴を通る炭素の損失が低下する。
【００６５】
電力消費の削減、及びより優れたスラグ泡立ちによる耐火性物質の摩耗が低減する。
【００６６】
必要であれば、溶融金属浴の復炭化に有用である。
【図１】
2015510542.tif 000003
【図２】
2015510542.tif 000004
【図３】
2015510542.tif 000005
【国際調査報告】
2015510542.tif 000006
2015510542.tif 000007