(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属含有成分および炭素含有成分を含む装入材料（１５）を、そのような金属含有成分を還元することを目的として、チャネル式誘導炉（１１）内で加熱する段階を含む金属の還元・溶融方法であり、前記装入材料（１５）を予熱するために、前記誘導炉で生じた、前記方法によるガス生成物の少なくとも一部を利用する、前記金属の還元・溶融方法において、
前記装入材料（１５）が、少なくとも１つの室（２０，２９）内で前記誘導炉（１１）に供給され、
前記少なくとも１つの室（２０，２９）には、その周囲または内部を延びる１つまたは複数の流路（２３，３０）が設けられており、
前記流路（２３，３０）を通って前記ガス生成物が流れて、前記室（２０，２９）内の前記装入材料（１５）を予熱し、
前記流路（２３，３０）は相互間で密閉されていて、ガス生成物が前記流路相互間を通過できないようになされている金属の還元・溶融方法。
【請求項２】
前記ガス生成物の少なくとも一部が、前記溶融方法の実施過程で生じたガスを空気および／または酸素によって前記誘導炉（１１）内で燃焼させることによって生じたガスを含むことを特徴とする請求項１に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項３】
前記流路（２３，３０）が、前記室（２０，２９）の周囲で長手方向に延在する環状ジャケットを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項４】
前記誘導炉（１１）内の溶融金属浴（１６）上を浮遊する前記装入材料（１５）から成る少なくとも１つの堆積状体（１７）が形成されるように実施される前記溶融方法において、
前記室（２０，２９）の一端または底端が、前記誘導炉（１１）内の前記装入材料（１５）から成る堆積状体（１７）に届くような距離だけ前記誘導炉（１１）内に延在していることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項５】
前記室（２０，２９）内で形成される前記ガス生成物の大部分が前記誘導炉（１１）内に流れるようにするために、前記室（２０，２９）内が正圧に維持されることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項６】
閉鎖装置（２２）によって前記装入材料（１５）を前記室（２０）内に導入することにより、前記圧力を生じさせることを特徴とする請求項５に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項７】
前記室（２０，２９）内に前記装入材料（１５）を装入する前に、窒素等の加圧された不活性ガスを前記装入材料（１５）に導入することによって、前記圧力が維持されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項８】
前記装入材料（１５）が前記誘導炉（１１）内に導入される前に、前記室（２９）内で前記装入材料（１５）中に形成される前記ガス生成物の少なくも若干量が、前記装入材料（１５）から除去されることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項９】
前記装入材料（１５）中に形成されるＣＯ2やＨ2Ｏの蒸気等の酸化性ガスの少なくとも若干量が、前記装入材料（１５）から前記のとおり除去されることを特徴とする請求項８に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１０】
前記ガス生成物が、前記室（２９）内を長手方向に延びる、端部が開放された細長い導管（３１）によって前記装入材料（１５）から除去され、そのため、前記導管（３１）の一端または底端（３４）が前記室（２９）の底端に向かって位置し、また、前記導管（３１）の他端または上端（３２）が、適切なガス排出系（３３，２７，２８）に連通しており、
前記導管（３１）は、その長さの範囲内で、前記室（２９）内の予め定められた高さ位置にある少なくとも１つのガス開口（３５）を含むことを特徴とする請求項８または請求項９に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１１】
前記装入材料（１５）中の酸化性ガスが前記装入材料（１５）の金属含有成分および炭素含有成分と反応を開始する直前の温度になる、前記室（２９）内の高さ位置に、前記導管（３１）の前記ガス開口（３５）が存在することを特徴とする請求項１０に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１２】
前記導管（３１）における前記ガス開口（３５）の好ましい高さ位置が、前記導管（３１）から引き出されるガスの中のＣＯおよびＣＯ2量を分析することによって決定されることを特徴とする請求項１１に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１３】
前記導管（３１）における前記ガス開口（３５）の温度が、熱電対等で測定されることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１４】
前記導管（３１）における前記ガス開口（３５）の前記好ましい高さ位置が一旦決定されると、その位置は固定されたままであり、その位置にある前記装入材料（１５）の温度が、前記酸化性ガスが前記導管（３１）から除去される速度、前記予熱の速度、および前記装入材料（１５）が前記室（２９）を通って供給される速度のうちの少なくとも１つを調整することによって制御されることを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１５】
前記のように除去される前記ガス生成物が、他の場所で利用されるか、または、前記装入材料（１５）を予熱するために用いられる前記流路に送られることを特徴とする請求項１０から請求項１４までのいずれか１項に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１６】
存在する全てのＣＯを燃焼させてＣＯ2にするために、予熱された酸素および／または空気が前記導管（３１）の前記底端（３４）に向かって前記導管（３１）内に導入されることを特徴とする請求項１０から請求項１５までのいずれか１項に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１７】
前記ガスが前記ガス開口（３５）に到達する前に、実質上すべてのＣＯがＣＯ2に変換されるように、前記ガス開口（３５）の直下の、前記室（２９）の壁が、前記室のその他の部分よりも低い温度に維持されることを特徴とする請求項１６に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１８】
前記低い温度が、前記室（２９）の適切な断熱によって、および／または、前記室（２９）内の前記装入材料（１５）が前記室壁のその箇所を移動する速度を遅くすることによって達成され、後者については、例えば、前記箇所において前記室の横断面幅を増大させることによって行なわれることを特徴とする請求項１７に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項１９】
前記装入材料（１５）の前記炭素含有成分に付随する揮発性物質の少なくとも若干量が、前記装入材料（１５）から前記導管（３１）の前記他端（３２）における前記少なくとも１つのガス開口（３５）を経て、さらに前記導管（３１）の前記一端（３４）に向かって循環し、その場所で、酸素および／または予熱された空気によって、前記揮発性物質が、同時に存在するＣＯとともに、燃焼することを特徴とする請求項１０から請求項１８までのいずれか１項に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項２０】
前記揮発性物質の前記循環が、端部が開放された細長い管（３６）によって生じ、前記細長い管（３６）は、その一端（３７）が、前記装入材料（１５）と連通する態様で前記導管（３１）の前記上端（３２）に向かって予め定められた高さ位置に存在し、かつ、その他端（３８）が、前記導管（３１）の前記底端（３４）に向かって存在することを特徴とする請求項１９に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項２１】
前記装入材料（１５）の前記炭素含有成分が、前記室（２０，２９）の壁側を流れるように、前記室（２０，２９）に装入されることを特徴とする請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項２２】
前記装入材料（１５）の鉄含有成分が、鉄鋼石と、前記炭素含有成分である石炭を含むことを特徴とする請求項１から請求項２１までのいずれか１項に記載された金属の還元・溶融方法。
【請求項２３】
金属を還元・溶融する処理における装入材料（１５）を予熱する装置であり、前記金属を還元・溶融する処理が、前記金属含有成分の還元を行なうための、チャネル式誘導炉（１１）内での金属含有成分および炭素含有成分を含む装入材料（１５）の加熱と、前記誘導炉（１１）内で形成されたガス生成物の少なくとも一部を前記装入材料（１５）の予熱のために利用することを含む、金属を還元・溶融する処理における装入材料（１５）を予熱する前記装置において、
前記装置が、少なくとも１つの室（２０，２９）と、前記室（２０）の周囲または内部に延在する１つ以上の流路（２３，３０）とを有し、
前記室（２０，２９）を通って、前記誘導炉（１１）内に、前記装入材料（１５）が供給され、また、
前記室（２０，２９）内の前記装入材料（１５）を予熱するために、前記処理中に前記誘導炉（１１）内で形成されたガス生成物が前記流路（２３，３０）を通って流れ、
前記流路（２３，３０）が相互間で密閉されていて、ガス生成物が前記流路相互間を通過できないようになされている、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項２４】
前記流路（２３，３０）が、前記室（２０，２９）の周囲を長手方向に延びる環状ジャケット（２３，３０）を含むことを特徴とする請求項２３に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項２５】
前記誘導炉（１１）内の溶融金属浴（１６）上を浮遊する装入材料（１５）の堆積状体（１７）に届くような距離だけ、前記室（２０，２９）の一端が前記誘導炉（１１）内に延びていることを特徴とする請求項２３または請求項２４に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項２６】
前記室（２０）内に正圧を維持し、かつ、大半の前記ガス生成物を前記誘導炉（１１）内に流入させるために、前記室（２０）に前記装入材料（１５）を供給するための閉鎖装置（２２）を、前記室（２０）が含むことを特徴とする請求項２３から請求項２５までのいずれか１項に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項２７】
前記室内の正圧を維持するために、前記装入材料（１５）を前記室（２９）内に装入する前に、窒素等の加圧された不活性ガスを前記装入材料（１５）に導入するための手段（３０，１）を、前記室が含むことを特徴とする請求項２３から請求項２５までのいずれか１項に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項２８】
前記室が、端部が開放された細長い導管（３１）を含み、この導管（３１）が、前記室（２９）内で長手方向に延在し、さらに、前記導管（３１）の一端または底端（３４）が前記室（２９）の底端に向かって位置づけられ、かつ、その他端または上端（３２）が適切なガス引き出し装置（３３，２７，２８）に連通し、また
前記導管（３１）が、その長さの範囲内で、前記室（２９）内の予め定められた高さ位置にある少なくとも１つのガス開口（３５）を含み、
前記装入材料が前記誘導炉内に導入される前に前記装入材料中に生じる前記ガス生成物の少なくとも若干量が、前記誘導炉（１１）内に進入する前に、前記ガス開口（３５）を通して前記装入材料（１５）から除去されることを特徴とする請求項２３から請求項２７までのいずれか１項に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項２９】
前記装入材料（１５）中の酸化性ガスが前記装入材料（１５）の金属および炭素含有成分と反応を開始する直前の温度になる、前記室（２９）内の高さ位置に、前記導管（３１）の前記ガス開口（３５）が存在することを特徴とする請求項２８に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項３０】
存在する全てのＣＯを燃焼させてＣＯ2にするために、酸素および／または予熱された空気を前記導管（３１）の前記底端（３４）に向かって前記導管（３１）内に導入するための手段（３９）を、前記室（２９）が含むことを特徴とする請求項２８または請求項２９に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項３１】
前記ガスが前記ガス開口（３５）に到達する前に、実質上すべてのＣＯがＣＯ2に変換されるように、前記ガス開口（３５）の直下の、前記室（２９）の壁が、前記室（２９）のその他の部分よりも低い温度に維持されることを特徴とする請求項３０に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項３２】
前記室の壁に適用される適切な断熱によって、前記低い温度が達成されることを特徴とする請求項３１に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【請求項３３】
前記室（２９）が、端部が開放された細長い管（３６）を含み、
この細長い管（３６）の一端（３７）が、前記導管（３１）の前記上端（３２）に向って、予め定められた高さ位置にあり、かつ、その他端（３８）が、導管（３１）の前記底端（３４）に向かって位置しており、
前記細長い管（３６）は、前記装入材料（１５）の前記炭素含有成分に付随する揮発性物質の少なくとも若干量が、前記装入材料（１５）から前記導管（３１）の前記他端（３２）における前記少なくとも１つのガス開口（３５）を経て、さらに前記導管（３１）の前記他端（３４）に向かって循環し、その場所で、酸素および／または予熱された空気によって、前記揮発性物質が、同時に存在するＣＯとともに、燃焼するように機能することを特徴とする請求項２３から請求項３２までのいずれか１項に記載された、金属を還元・溶融する処理における装入材料を予熱する装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、金属の還元および溶融方法、即ち例えば装入材料（または装荷材料）の金属含有部分を還元しかつ溶融するために金属および炭素含有装入材料をチャンネル型誘導炉（溝型誘導炉）で加熱する製鋼方法と、そのような予熱を行う装置に関する。
従来技術
これに関する既知のプロセスでは、装入材料の金属含有成分は、金属鉱石または部分的に還元した金属鉱石（鉄含有装入材料の場合はスポンジ鉄など）と、炭素含有石炭成分とを含む。
この既知のプロセスでは、装入材料は、炉の側面に沿って配置された１または複数の供給孔を通じて実質上垂直方向で炉内に供給され、炉内の溶融金属浴上に浮遊して連続して長手方向に延在する堆積状体を、炉の各側部に沿って形成する。
この既知のプロセスでは、得られるガス状生成物、即ち主にＣＯと石炭に付随する揮発性物質とが、浮遊している装入材料上の炉内に位置するキャビティ内で、炉の外側からその領域に導入される酸素とともに燃焼せしめられる。
前記燃焼によって得られる燃焼ガスは、典型的には温度１６００℃程度であり、炉から取り出されて他の場所で利用される。
発明の目的
本発明の目的は、このような燃焼ガスがより良く利用される、金属の還元および溶融方法を提供することである。
発明の概要
本発明によれば、金属含有成分を還元するために金属含有成分および炭素含有成分を含む装入材料をチャンネル型誘導炉で加熱する段階を伴う、金属の還元および溶融プロセスが、装入材料を予熱するために（即ち、装入材料を炉に導入する前に）前記プロセスにおけるガス生成物の少なくとも一部を利用する段階を包含する。
このような予熱の結果、装入材料の温度が予め決められた値を超えて上昇すると、装入材料の金属含有成分は、装入材料が炉に投入される前に還元が始まることが理解されよう。
従って装入材料が炉に導入される前に、還元したガス生成物の少なくとも若干量が装入材料中に形成される。
装入材料が炉に投入される前に、装入材料中でこのような還元が開始する特定の温度は、当然ながら装入材料に含まれる特定の金属含有成分の性質によって決定される。
さらに、装入材料をこのように予熱する結果、装入材料の炭素含有化合物に付随する少なくとも若干の揮発性物質も、装入材料が炉に投入される前に装入材料中に放出される。
従って炉内に入る前記ガス生成物は、前記還元プロセスで形成されるＣＯおよびＣＯ2とともに前述の揮発性物質を含み得る。
装入材料の斯かる予熱によって、プロセス全体に必要なエネルギーが削減されるだけではなく、炉の生産量も増加することが理解されよう。
さらに本発明によれば、前述のガス生成物の少なくとも一部が空気および／または酸素とともに炉内で燃焼し、生じる燃焼ガスが装入材料の前記予熱に利用される。
さらに本発明によれば、装入材料が細長い室（室）内で炉に供給される。この室にはその周囲または中を通って延びる１または複数の流路が設けられており、この流路を前記燃焼ガスが通過して、室内の装入材料を予熱することができる。
室、および１または複数の流路は、それらの相互間をガス生成物が通過できないように、互いに密封遮断されることが好ましい。
本発明の好ましい形態では、このような流路は、室の周囲を長手方向に延在する環状ジャケットを含むことができる。
さらに本発明によれば、前記室の一端または底端が炉内の溶融金属浴上を浮遊する堆積状装入材料に係合するような長さで炉内に延在してもよい。
このようにして、室内の装入材料がそのような端部を通って炉内に無拘束に流下するのを防止することができる。
本発明の一形態では、前記室内が正圧に維持されて、室内で形成されるガス生成物の大部分が炉内に確実に移動する。
このような圧力は、例えば適切なロックシステム（lock system）を用い、装入材料を室内に導入することによって発生させることができる。
さらに、あるいは、代替的に、このような正圧は、装入材料が室内に移動する前に、窒素などの加圧された不活性ガスを装入材料中に導入することによって維持することができる。
本発明の一形態では、装入材料が炉内に導入される前に装入材料中に形成される。前述のガス生成物の少なくとも若干を、装入材料が炉内に入る前に装入材料から除去することができる。
従って、例えばＣＯ2やＨ2Ｏの蒸気など、装入材料中で形成される酸化ガスの少なくとも若干を、上述のように装入材料から除去することができる。
このような酸化ガスを除去する理由は、装入材料中の温度が予め決められた値に到達すると、このような酸化ガスが装入材料の金属および炭素含有成分と反応する場合があり、従って炭素含有化合物が消費される結果になるという事実に関係する。
さらに本発明によれば、前記細長い室内を長手方向に延びてその端部が開いている細長い導管（conduit）によって、このような酸化ガスを装入材料から除去することができる。該導管の一端または底端は室の底端に向かって位置し、その他端または上端は、適切なガス除去システムに通じている。また導管はその長さ上に、室内の予め決められたレベルに位置する少なくとも１個のガス排出口を含む。
使用時に導管は、装入材料と、装入材料の予め決められたレベルに位置する前記ガス排出口によって、しかるべく取り囲まれる。
さらに本発明によれば、導管の前記ガス排出口は、室内のあるレベル、即ち装入材料が、前記酸化ガスと装入材料の金属および炭素含有成分とがちょうど反応を開始する前の温度になるレベルに位置する。
このような好ましいレベルは、例えば導管から取り出されるガスを分析することによって、実験的に決定することもできる。
さらに、または、代替的に、導管のガス排出口での温度は、例えば熱電対などによって測定することができる。
実際問題として、導管の前記ガス排出口の好ましいレベルがいったん決定されると、その位置は固定されたままになり、前記位置での装入材料の温度は、例えば導管から除去される酸化ガスの速度、および／または予熱の速度、および／または装入材料が室を通って供給される速度を調節することによって制御される。
金属含有化合物が、鉄、および炭素含有石炭成分を含む場合、前述の温度は６００℃程度である。
このように除去される酸化ガスは、例えば他の場所で利用することができ、あるいはその酸化ガスは、装入材料を予熱するために利用される１または複数の前記流路に流れることができる。
さらに本発明によれば、予熱した酸素および／または空気は導管の前記底端に向かって導入され、装入材料のその部分に存在するいかなるＣＯも燃焼させてＣＯ2とし、次いで前記ガス排出口を通って取り除かれる。
ガスが前記ガス排出口に到達する前に、実質上すべてのＣＯを確実にＣＯ2に変換するため、ガス排出口の直下にある室の壁を、室のその他の部分よりも低温に維持する。
このような低温は、適切な断熱材によって得ることができ、かつ／または室内の装入材料が導管の壁のそのような部分を通過する速度を遅くすることによって得ることができる。この後者の操作は、例えばそのような領域にある室の横断面の幅を広げることによって達成される。
さらにまた、本発明によれば、装入材料の炭素含有成分に関係する揮発性物質の少なくとも若干量は、導管の前記上端からその前記底端に向かって循環し、酸素および／または予熱された空気によって、ＣＯとともに同時に燃焼させることができる。
理解されるように、そのような変換と燃焼によって供給される熱は、装入材料の予熱を補助する。
揮発性物質の前記循環は、端部が開いた細長い管によって実現され、その一端は導管の前記上端に向かって予め決められたレベルに位置し、その他端は導管の前記底端に向かって位置するものである。
またさらに本発明によれば、装入材料の炭素含有成分が室の壁側を流れ、かつ、装入材料の金属含有成分が導管の外壁側を流れるように、装入材料の炭素含有成分を室に充填することができる。
このようにして、炭素含有成分（吸熱Boudouard反応に必要であるとともに二酸化炭素の一酸化炭素への変換にも必要とされ、最終的には装入材料の金属含有成分中の金属を還元するために必要とされる炭素を提供する）は金属含有成分よりも予熱源に近く、発熱を伴って一酸化炭素と反応する場合がある。
さらに本発明によれば、装入材料の鉄含有組成物は、鉄鉱石と、炭素含有成分である石炭とを含む。
次に本発明について、添付の図面を参照しながら具体例に基づきさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による予熱装置を備えた炉の、一実施形態の概略を示す横断面図である。
図２は、前記装置の他の実施形態の、分離して示される部分を有する、図１と類似の図である。
発明の実施形態の詳細な説明
本発明の両方の実施形態において、本発明による装入材料予熱装置１０は、チャネル式誘導炉１１に利用されるものとして示される。
炉１１は細長い管状容器１２を含み、その横断面が円形形状であって、平行に間をあけて配置された少なくとも２列の装入材料供給孔の列を含む。この各列は、容器１２の壁を通ってその反対側に沿って延び、その中の１つの列１３のみが、図面に詳細に示されている。
容器１２は、平行に間をあけて配置された２列の電気誘導ヒータ１４によって、下から加熱される。
製鋼プロセスで使用する場合、容器１２を多量の溶鋼で充填して浴１６を形成する。石炭と鉄鉱石の混合物を含む装入材料１５を、供給孔１３を通して容器１２に導入し、２つの部分に分離した堆積状体（または堆積状体状体）１７の形態で溶鋼浴１６上を浮遊させる。この各堆積状体１７は、容器１２の長手方向の側面に沿って延び、その上方の容器１２内にはキャビティ１８が形成される。
容器１２には、複数の酸素バーナ１９と、還元しかつ溶融した鋼を容器１２から除去するための少なくとも１つのポート（図示せず）も設けられている。
図１に示される具体例では、装置１０は細長い室２０を含んでおり、その一端は供給孔１３を通って堆積状体１７の上端部に届く深さまで炉１１の内部に延びている。
装入材料１５は、装入材料供給用バンカ（装入器）２１と一連のロックシステム（閉鎖装置）２２によって、室２０に供給される。
室２０は、ジャケット２３の形態の細長い環状流路で取り囲まれ、このジャケット２３はノズル２５を備えた底部注入口２４を有し、このノズル２５は容器１２の壁を通過して炉１１の領域１８に通じるものである。
ジャケット２３は最上部排出口２６も含み、管２７を介してガス排気システム（図示せず）のダクト２８に接続する。
室２０およびジャケット２３は、互いに適切に密閉され、いかなるガスもその場所から他の場所に移動するのが妨げられる。
運転中、容器１２は供給される溶鋼１６で充填され、誘導ヒータ１４が作動する。石炭と鉄鉱石の混合物を含む装入材料１５は、バンカ２１からロックシステム２２と供給ホール１３を通って容器１２に供給され、液体金属浴１６の最上部を浮遊する堆積状体１７を形成する。堆積状体１７の上端は、堆積状体の最上部の装入材料が室２０の開口端を塞ぐように室２０の底端に届き、従って装入材料１５が室２０の開口端から無拘束に流下するのを防止することができる。
ロックシステム２２は、装入材料１５の冷たい上部表面から室２０の外に実質上ガスが漏出しないように、室２０内を確実に正圧に維持する。
ガス、即ち装入材料１５の鉄含有成分の加熱と、引き続き行われる還元によって主に生じるＣＯ、ＣＯ2、および揮発性物質は、バーナ１９で供給される酸素によって、キャビティ１８内で燃焼する。
得られる燃焼生成物は、領域１８からノズル２５および注入口２４を通ってジャケット２３に供給され、そこで、室２０の内側に位置する装入材料１５を予熱する働きをする。
装入材料１５をこのように予熱する結果、炉１１の生産量が著しく増加する。
ジャケット２３から排出口２６および管２７を通ってダクト２８に流れる使用済み燃焼ガスは、それらの化学的および／または熱的特性を利用するために、このプロセスの他の部分で使用することができる。
同時に、室２０内に位置する揮発性物質に関係する石炭は、装入材料１４をそのように予熱する結果、炭素、ＣＯ、およびＨ2に分解され、次いで管２０内の装入材料１５の還元に直接関与することができる。この結果、このプロセスにおける生成物１トン当たりの石炭および酸素の消費量も、著しく減少させることができる。
図２に示される具体例では、図１に示されるものに対応する部分は同じ番号で示されており、装入材料１５が供給バンカ２１から細長い室２９の上端へと供給され、その底端は、炉１１の容器１２の注入口１３に通じている。
室２９は、細長いジャケット３０によって環状に取り囲まれており、その底端には排出口２４が設けられて、ノズル２５を介して容器１２の領域１８に通じている。
ジャケット３０の上端には排出口２６が設けられ、管２７を介してガス除去システム（図示せず）のダクト２８に通じている。
供給バンカ２１の排出口には、窒素ガスなどの不活性ガスが装入材料１５に流れるように、また室２９にも流れるように、ガス注入管３０が付されており、この結果、室２９には正圧が加えられる。
室２９には、端部が開いた細長い導管３１が設けられ、その上端３２は管３３および管２７を通ってダクト２８に通じている。
導管３１の下端３４は、室２９内の予め決められた深さまで延びている。この詳細については後で述べる。
装入材料１５が室２９を通って容器１２に供給される場合、室２９内の装入材料は、導管３１を環状に取り囲み、その底部開口端３４に届く。
導管３１はその長さの中間付近に一連の開口３５が設けられ、それらは、ガスは通過できるが固体の装入材料１５は通過できないようなサイズである。
導管３１には、端部が開いた細長い管３６も配設され、管３６の上端３７が、導管３１の上端３２に向かって配置されて装入材料１５と連通し、管３６の下端３８が、導管３１の下端３４に向かって配置されている。
導管３１にはその開口端３４に、酸素予熱／空気バーナ（図示せず）の注入口３９も備えられている。
導管３１は、装入材料１５の温度が６００℃程度になる部分にその開口３５が位置するように、室２９内に位置している。導管３１はさらに、装入材料１５の温度が２００℃程度になる部分にその上端３２が位置し、また装入材料１５の温度が８００℃を超える部分にその下端３４が位置するような長さである。
炉１２は、図１の例について上述したのと同様にして運転される。
このような運転中、室２９の下端をジャケット３０によって８５０℃程度の温度に予熱すると、装入材料１５のこの部分にブードアード（Boudoard）反応、即ちＣ＋ＣＯ2→２ＣＯが生じる。
このようなＣＯの一部は、装入材料１５の鉄成分と反応してＣＯ2を形成し、従って鉄成分に部分還元、
即ち３Ｆｅ2Ｏ3＋ＣＯ→２Ｆｅ3Ｏ4＋ＣＯ2を引き起こす。
形成されたＣＯ2は、装入材料１５を上方に流れて、導管３１の開口３５に到達する。次いでその内部と管３３および２７を通り、ガス排気システム（図示せず）のダクト２８へと引き出される。
ＣＯの他の部分は導管３１の内部を上方に流れ、酸素／予熱空気バーナ３９で燃焼してＣＯ2となり、
即ち２ＣＯ＋Ｏ2→ＣＯ2が生じる。
このＣＯ2は、次いで開口３５から流れてくるＣＯ2とともに管３３および２７を通ってダクト２８に移動する。
同時に、室２９内の装入材料１５の上方部分に存在するいかなる揮発性物質および水蒸気も、管３６の上端３７からその底端３８を通って導管３１の内部に流れ、そこでは揮発性物質が、酸素／予熱空気バーナ３９によって燃焼する。
ＣＯからＣＯ2への変換によって発生した熱と、揮発性物質の燃焼とによって、室２９内の装入材料１５の加熱が補助されることが理解されよう。
装入材料１５の温度が６００℃程度になる位置に開口３５が位置している室２９内の前記位置に、導管３１を配置することによって、装入材料１５の金属および／または炭素含有成分と反応する前に、前記ＣＯ2が装入材料１５から除去されることがさらに理解されよう。
このような反応が生じることをさらに防ぐために、開口３５の真下に位置する導管３１の壁のこれらの部分は、その壁の他の部分よりも低い温度に維持される。これは、例えば壁の断熱材自体によって、かつ／またはそのような領域の室２９を通る装入材料１５の流速を遅くすることによって、達成される。後者の操作は、例えばそのような領域内の室２９の横断面の幅を広げることによって達成される。
導管３１の下端３４における装入材料の温度は、以下の整数の１つまたは複数を調節することによって、即ち（１）装入材料１５が室２９を通って供給される速度と、（２）導管３１内での燃焼の性質と、（３）燃焼ガスがジャケット３０を通過する速度とを調節することによって制御できることが、さらに理解されよう。
炉１２の溶融金属生成物はさらに処理されて、従来の方法で回収することができる。
本発明は、実質上本明細書中に記載されるように、その範囲内に本発明の方法を実行する装置も含むことが理解されよう。請求の範囲の精神および／または範囲から逸脱することなく、本発明による方法および装置を用い、その詳細に多数の変更が可能であることに疑義がないことがさらに理解されよう。
従って例えば、前記理由から、装入材料１５の炭素含有成分が室２９の壁側を流れ、かつ、装入材料１５の金属含有成分が導管３１の外壁側を流れるように、室２９に装入材料１５を充填することができる。
【図１】
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【図２】
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