(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器であって、金属層と該金属層の上のスラグ層とを有する溶融浴を含み、前記スラグ層の上方で連続したガス空間を有する容器において、
（ａ）外殻と、
（ｂ）溶融浴と接触した基部および側部を有し、かつ耐火材料で形成された炉床と、
（ｃ）炉床の側部から上方向に延在し、かつ前記スラグ層および前記連続したガス空間と接触している側壁と、
（ｄ）該容器中へ下方へ延在し、かつ前記金属層および前記スラグ層の上方で該容器中に酸素含有ガスを噴射する１つ以上のランス／羽口と、
（ｅ）該容器中へ下方、かつ内方に延在し、前記金属含有送入材料と炭素含有材料とを含む送入材料をキャリヤガスと共に前記溶融浴中へ噴射し且つ前記金属層中へ入り込ませ、更に前記溶融浴から出るガスの流れを発生させ、該ガスの流れは溶融材料の飛沫、滴、および流れとして該溶融材料を前記金属層および前記スラグ層から上方へ運ぶ、前記連続したガス空間において遷移ゾーンを形成するための、隣接関係で対をなす複数対のランス／羽口であって、前記複数対のランス／羽口が前記容器の周囲で隔置され、かつ、対をなすいずれのランス／羽口の組み合わせも前記容器内の同じ点に向って固形材料を噴射するように位置づけられており、前記複数対の各々である対をなすランス／羽口のうちの一つのランス／羽口が前記金属含有送入材料を少なくとも２００℃の温度で噴射し(以下「高温」ランス／羽口と称する)、前記複数対の各々である対をなすランス／羽口のうちの他方のランス／羽口が前記炭素含有材料を２００℃未満の温度で送入する（以下「冷温」ランス／羽口と称する）前記複数対のランス／羽口と、
（ｆ）溶融金属とスラグとを前記容器から出す手段とを含む直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項２】
高温ランス／羽口が送入材料を少なくとも６００℃の温度で噴射する、請求項１に記載された、直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項３】
高温ランス／羽口が揮発性の炭素含有材料を何ら噴射しない、請求項１または２に記載された、直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項４】
高温ランス／羽口が例えば木炭のような非揮発性炭素含有材料を噴射する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された、直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項５】
高温ランス／羽口が少なくとも２００℃の温度で金属含有送入材料と非揮発性炭素含有材料とを噴射する請求項４に記載された直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項６】
対をなすいずれの組の前記ランス／羽口も、該ランス／羽口が、前記対をなすランス／羽口から間隔を置いた同じ点に向かって送入材料を噴射するように、相互関係をもって位置づけられている請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された、直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項７】
前記送入材料が鉄含有材料である請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された、直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項８】
前記冷温ランス／羽口のキャリヤガスが酸素をなんら含有せず、あるいは酸素不足ガスである請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された、直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項９】
１つ以上の酸素含有ガス噴射ランス／羽口を介して噴射された酸素含有ガスは、溶融浴の面の上方の（遷移ゾーンを含む）頂部空間において、溶融浴において発生した一酸化炭素および水素のような反応ガスを後燃焼させ、後燃焼によって発生した熱が金属の層に移送されて溶融浴の温度を保つ請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された、直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項１０】
前記容器が少なくとも２個の酸素含有ガス噴射ランス／羽口を含む請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された、直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載された前記容器で、金属含有送入材料から金属を生産する直接製錬方法において、
（ａ）前記容器内において金属層と、該金属層の上のスラグ層とを有する溶融浴を形成する段階と、
（ｂ）金属含有送入材料と炭素含有材料とを含む送入材料をキャリアガスと共に隣接関係で対をなす複数対のランス／羽口を介して溶融浴中へ噴射する段階であって、前記複数対の各々である対をなすランス／羽口のうちの一つのランス／羽口が金属送入材料を少なくとも２００℃の温度で噴射し、前記複数対の各々である前記対をなすランス／羽口のうちの他方のランス／羽口が炭素含有材料を２００℃未満の温度で噴射して、前記溶融浴中の金属含有材料を製錬し、その際、前記金属含有送入材料と前記キャリアガスとの噴射が前記金属層からガスの流れを発生させ、該ガスの流れが、前記金属層中の溶融材料を捕捉し、該溶融材料を飛沫、滴、流れ、として上方に運び、前記スラグ層の上方での前記容器内の連続したガス空間内に遷移ゾーンを形成する段階と、
（ｃ）１つ以上のランス／羽口を介して前記容器中に酸素含有ガスを噴射し、前記溶融浴から出る反応ガスを後燃焼させることによって、溶融材料の上昇し、その後降下する飛沫、滴、および流れが前記溶融浴への熱伝導を促進し、前記遷移ゾーンが該遷移ゾーンと接触している側壁を介する前記容器からの輻射熱損失を最小にする、前記容器中に酸素含有ガスを噴射する段階とを含む、金属含有送入材料から金属を生産する直接製錬方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶融浴を入れた容器（冶金用容器）内で、特に決して鉄だけではないが溶融金属(この用語は金属合金も含む)を、例えば鉱石、部分還元鉱石、および金属含有廃棄物の流れのような金属含有送入材料から生産する装置と方法とに関するものである。
【０００２】
本発明は特に、金属含有送入材料から溶融金属を生産するための、溶融金属浴に基づく直接製錬装置と方法とに関するものである。
【０００３】
鉱石（および部分還元鉱石）から溶融金属を生産する方法は一般に「直接製錬方法」と称されている。
【０００４】
【従来の技術】
一般にロメルト（Romelt）法と称されている周知の一つの直接製錬方法は、頂部から装入した金属酸化物を金属に製錬し、ガス状の反応生成物を後燃焼（post-combusting）させ、熱を必要に応じて金属酸化物の製錬を続けるための媒体として大量の高度に撹拌したスラグの浴を使用することに基づいている。ロメルト法はスラグを撹拌するために下側列の羽口を介して酸素富有空気あるいは酸素をスラグ中へ噴射し、後燃焼を促進させるために上側列の羽口を介して酸素をスラグ中へ噴射することを含む。ロメルト法においては、スラグの下方で形成される金属の層は重要な反応媒体ではない。
【０００５】
スラグをもとにした別の周知のグループの直接製錬法は一般に「デイープスラグ」法と称されている。例えばＤＩＯＳおよびＡＩＳＩ法のようなこれらの方法はスラグの深い層を形成することに基づいている。ロメルト法と同様に、スラグ層の下方の金属層は重要な反応媒体ではない。
【０００６】
反応媒体として溶融金属の層に依存していて、一般にヒスメルト（Hismelt）法と称されている別の周知の製錬方法は本発明の出願人の名前で出願している国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９６／００１９７（ＷＯ９６／３１６２７）に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記の国際特許出願に記載のヒスメルト法は
（ａ）金属層と該金属層の上のスラグ層とを有する溶融浴を容器において形成する段階と、
（ｂ）（ｉ）典型的には金属酸化物である金属含有送入材料と、
（ｉｉ）金属酸化物の還元剤およびエネルギ源として作用する典型的には石炭である固形の炭素含有材料とを前記溶融浴中へ噴射する段階と、
（ｃ）金属含有送入材料を金属層中で金属に製錬する段階とを含む。
【０００８】
ヒスメルト法はまた、前記浴の上方の空間において前記浴から解放された例えばＣＯおよびＨ2のような反応ガスを酸素含有ガスで後燃焼させ、後燃焼によって発生した熱を浴に移送して金属含有送入材料を製錬するために要する熱エネルギに役立たせることを含む。
【０００９】
ヒスメルト法はまた、浴の静止面の上方において遷移ゾーンを形成する段階を含み、前記遷移ゾーンにおいては溶融金属とスラグとの上昇し、その後降下する滴、飛沫、あるいは流れが存在し、これらは、前記溶融浴の上方での後燃焼反応ガスによって発生した熱エネルギを前記浴に移送する有効な媒体を提供する。
【００１０】
ヒスメルト法の好適形態は、容器の側壁を通して下方かつ内方に延在したランスを介して浴中へキャリヤガス（carrier gas）、炭素含有送入材料、固形炭素含有材料および任意にフラックスを噴射することによって遷移ゾーンを形成し、それによってキャリヤガスおよび固形材料が金属層へ浸透し（即ち入り込み）、溶融材料を前記溶融浴から放出させる（即ち投げ出させる）ようにすることを特徴とする。
【００１１】
ヒスメルト法のこの形態は、羽口を介してキャリヤガス（即ち担持ガス）および固形の炭素含有材料を底部から浴中に噴射することによって遷移ゾーンを形成し、固形材料の滴、飛沫、および流れが溶融浴から放出する（即ち投げ出す）ようにさせる従来方法の形態に対する改良である。
【００１２】
本発明の出願人は炉床径が２．７４メートルであるパイロットプラントの容器において前述のハスメルト法の好適形態に対する広範囲のパイロットプラント作業を実行した。年間１０万トンの溶融金属を生産するよう決めたパイロットプラントの容器のサイズ即ち寸法は商業規模の炉のそれよりは小さい。商業規模の容器は年間少なくとも５０万トンの溶融金属を生産できるようなものである。典型的には、商業規模の容器は年間１〜１．５百万トンの溶融金属を生産できるようなものである。そのような商業規模の炉底の径は必然的に２．７４メートル以上である。パイロットプラントでの作業の間およびその後の作業の間、本発明の出願人は商業的な操業用容器の開発作業を行った。本発明はそのような開発作業の過程で行われたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、直接製錬法によって金属含有送入材料から金属を生産する容器であって、該容器は金属層と該金属層の上にあるスラグ層とを有する溶融浴を入れ、前記スラグ層の上方に連続したガス空間を有する容器が提供され、該容器が
（ａ）外殻即ちシェル（shell）と、
（ｂ）溶融浴と接触した基部および側部を有し、耐火材料から形成された炉床と、
（ｃ）該炉床の側部から上方に延在し、スラグ層と連続したガス空間とに接触している側壁と、
（ｄ）該容器中へ下方に延在しており、酸素含有ガスを前記金属層およびスラグ層の上方で前記容器中へ噴射する１つ以上のランス／羽口と、
（ｅ）前記容器中へ下方、かつ内方に延在し、金属含有送入材料と炭素含有材料とを含む送入材料をキャリヤガス即ち担持ガスと共に溶融浴中へ噴射し且つ金属層中へ入り込ませて、浴から出るガスの流れを発生させ、該ガスの流れは溶融材料の飛沫、滴、および流れとして溶融金属を金属層およびスラグ層から上方へ運ぶ、連続したガス空間において遷移ゾーンを形成する隣接関係で対をなす複数対のランス／羽口であって、該複数対のランス／羽口は前期容器の周囲で隔置され、前記複数対の各々である一つのランス／羽口が少なくとも２００℃の温度で送入材料、特に金属含有送入材料を噴射し（以下「高温」ランス／羽口と称する）、前記複数対の各々である対をなすランス／羽口の他方のランス／羽口が２００℃未満の温度で送入材料、主として炭素含有材料を噴射する（以下「冷温」ランス／羽口と称する）該複数の対のランス／羽口と、
（ｆ）前記容器から溶融金属とスラグとを出す手段とを含む容器が提供される。
【００１４】
前記容器は年間少なくとも５０万トンの溶融金属を生産可能な商業規模の容器であることが好ましい。
【００１５】
高温のランス／羽口は送入材料を少なくとも６００℃の温度で噴射することが好ましい。
【００１６】
指定した送入材料に関連して使用する「主として」という用語は所定のランス／羽口を介して噴射される送入材料の重量比で少なくとも５０％が指定した送入材料であることを意味する。
【００１７】
送入材料は固形状態であることが好ましい。送入材料は液状、ガス状あるいは固形状でもよい。例えば、炭素含有材料は固形状、液状あるいはガス状でよい。
【００１８】
高温ランス／羽口は揮発性の炭素含有材料を何ら噴射しないことが好ましい。
【００１９】
高温ランス／羽口は例えば木炭のような非揮発性の炭素含有材料を噴射しうる。
【００２０】
典型的には、高温ランス／羽口は少なくとも２００℃の温度で金属含有送入材料と非揮発性炭素含有材料を噴射する。
【００２１】
冷温ランス／羽口を介しての送入材料の噴射は炭素含有材料に限らず、例えば工場での戻り物（plant revert）を含みうる。
【００２２】
いずれかの所定の対のランス／羽口におけるランス／羽口は、該ランス／羽口が、対をなすランス／羽口から間隔を置いた同じ点に向って噴射するように相互関係をもって位置づけされる。
【００２３】
「製錬」という用語は金属酸化物を還元して液状金属を生産する化学反応が行われる熱処理を意味するものと本明細書においては理解する。
【００２４】
「金属層」という用語は主として金属からなる浴の領域を意味するものと本明細書においては理解する。特に、その用語は連続した金属の容積における溶融スラグの拡散物を含む領域も網羅する。
【００２５】
「スラグ層」という用語は主としてスラグからなる浴の領域を意味するものと本明細書においては理解する。特に、前記用語はスラグの連続した容積部における溶融金属の拡散物を含む領域も網羅する。
【００２６】
金属含有送入材料はいずれかの適当な材料であり、いずれかの適当な形態でよい。好ましい金属含有送入材料は鉄分含有材料である。鉄分含有材料は鉱石、部分還元鉱石、ＤＲＩ（直接還元鉄）、炭化鉄、ミルスケール、高炉ダスト、焼結粉末、転炉ダスト、あるいはそのような材料の混合物でよい。
【００２７】
部分還元鉱石の場合、部分還元度は比較的低レベル（例えばＦｅＯ）から比較的高レベル（例えば、金属化率が７０から９５％）までの範囲がありうる。
【００２８】
高温ランス／羽口用のキャリヤガスは、冷温ランス／羽口用のキャリヤガスと同じかあるいは相違するものでよい。
【００２９】
冷温ランス／羽口用キャリヤガスは、酸素を何ら含有しないか、あるいは酸素不足ガスであることが好ましい。
【００３０】
キャリヤガスは、窒素を有することが好ましい。
【００３１】
遷移ゾーンはスラグ層とは極めて相違する。説明の便宜上、方法即ちプロセスの安定した作動状況の下では、スラグ層は、液体の連続した容積部においてガスの気泡を含み、一方遷移ゾーンはガスの連続した容積部内に主としてスラグである溶融材料の飛沫、滴、および流れを含む。
【００３２】
容器中へ噴射される酸素含有ガスは、溶融浴表面の上方の（遷移ゾーンを含む）頂部空間において溶融浴において発生した例えば一炭化酸素、および水素のような反応ガスを後燃焼し、後燃焼によって発生した熱は金属層まで移送され、当該層における吸熱反応の観点から必要である溶融浴の温度を保持することが好ましい。
【００３３】
例えば、金属含有送入材料および固形の炭素含有材料の形態の固形送入材料を対のをなすランス／羽口を介して金属層に向って、その後該金属層中へ噴射することは以下の結果をもたらす。
（ａ）噴射された固形材料／キャリヤガス（および、いずれかの液体状あるいはガス状の送入材料）の慣性によって固形材料／キャリヤガスを金属層へ浸透即ち入り込ませる。
（ｂ）炭素含有材料、典型的には石炭の揮発成分が取り除かれることによって金属層中でガスが発生する。
（ｃ）炭素が金属中へ大部分が固溶し、一部は固体状態に留まる。
（ｄ）金属含有材料は、前記（ｃ）の項目で述べたように噴射された炭素によって金属に製錬され、製錬反応によって一酸化炭素ガスが発生する。
（ｅ）金属層中へ運ばれ且つ揮発成分の取り除きおよび製錬を介して発生したガスは、溶融金属、固形炭素および金属層からの（固体／ガス噴射の結果として金属層中へ引き込まれた）スラグの顕著な上昇浮動作用を発生させ、その結果、溶融材料の飛沫、滴、および流れの上方向運動をもたらし、これらの飛沫、滴、および流れは、これらが上方へ動くにつれて更に該スラグを捕捉する。
【００３４】
酸素含有ガスを噴射する１つ以上のランス／羽口の位置および作動パラメータおよび遷移ゾーンを制御する作動パラメータは、
（ａ）酸素含有ガスが遷移ゾーンに向って噴射され、該遷移ゾーンの内部に入り込み、
（ｂ）遷移ゾーンが各ランス／羽口の下部分の周りで上方へ延在していることによって、各ランス／羽口の端部で発生した燃焼ゾーンから容器の側壁をある程度遮蔽し、
（ｃ）各ランス／羽口の端部の周りで事実上なんら金属やスラグを含有しない「自由空間」として説明した連続したガス空間ができるように選択されることが好ましい。
【００３５】
前記（ｃ）の項目は、容器の頂部空間での反応ガスが各ランス／羽口の端部の領域中へ引き込まれ、該領域において後燃焼を可能とするので重要な特徴である。
【００３６】
前記容器は少なくとも２つの酸素含有ガス噴射ランス／羽口を含むことが好ましい。
【００３７】
前記容器は比較的高い（ただし、過度に高くはない）スラグ量を包含していることが好ましく、スラグの量はプロセスを制御する手段として使用されることが好ましい。
【００３８】
「比較的高いスラグ量」という用語は、容器中の金属の量と比較したスラグの量との関連で理解すればよい。
【００３９】
本発明によればまた、前述した冶金学的容器における金属含有送入材料から金属を生産する直接製錬方法であって、
（ａ）前記容器において金属の層と該金属層の上のスラグ層とを有する溶融浴を形成する段階と、
（ｂ）金属含有送入材料と炭素含有材料とを含む送入材料をキャリヤガスと共に隣接関係で対をなす複数対のランス／羽口を介して溶融浴中へ噴射する段階であって、前記複数対の各々である対をなすランス／羽口のうちの一つのランス／羽口が主として金属含有送入材料である送入材料を少なくとも２００℃の温度で噴射し、前記複数対の各々である前記対をなすランス／羽口のうちの他方のランス／羽口が主として炭素含有材料である送入材料を２００℃未満の温度で噴射して、前記溶融浴中の金属含有材料を製錬し、その際、前記送入材料とキャリヤガスの噴射は、前記金属層からガスの流れを発生させ、該ガスの流れが、前記金属層中の溶融材料を捕捉し、該溶融材料を飛沫、滴、および流れとして上方へ運び、前記スラグ層の上方での容器内の連続したガス空間内に遷移ゾーンを形成する段階と、
（ｃ）１つ以上のランス／羽口を介して前記容器中に酸素含有ガスを噴射し、前記溶融浴から出る反応ガスを後燃焼させることによって、溶融材料の上昇し、その後降下する飛沫、滴、および流れが前記溶融浴への熱伝導を促進し、前記遷移ゾーンが該遷移ゾーンと接触している側壁を介する前記容器からの輻射熱損失を最小にする、前記容器中に酸素含有ガスを噴射する段階とを含む直接製錬方法が提供される。
【００４０】
以下、添付図面を見ながら、例示として、本発明の細目を説明する。
【００４１】
（発明の実施の形態）
以下の説明は溶融鉄を生産するために鉄鉱石を製錬することに関するが、本発明はこの用途に限定されるのではなく、部分還元した鉱石および再生廃棄材料即ち廃棄物からの戻り材料を含むいずれかの適当な鉄鉱石および／または精鉱にも適用可能であることが理解される。
【００４２】
図示した容器は、耐火煉瓦から形成された基部３と側部５５とを含む炉床と、炉床の側部５５から上方へ延在する全体的に円筒形のバレル即ち胴体を形成し且つ上側バレル部分即ち上側胴体部分５１と下側バレル部分即ち下側胴体部分５３とを含む側壁５と、屋根７と、排ガス用の出口９と、溶融鉄を連続的に排出しうる前床８１と、炉床と前床８１とを相互に接続する前床接続部７１と、溶融スラグを排出する排出孔６１とを有する。
【００４３】
使用時、前記容器は溶融鉄の層１５と該金属層１５の上の溶融スラグ層１６とを含む鉄とスラグとの溶融浴を収容する。数字１７で指示する矢印は鉄の層１５の呼称静止面の位置を指示し、数字１９で指示する矢印はスラグ層１の公称静止面を示す。「静止面」という用語はガスや固体が容器に何ら噴射されないときの面を意味するものと理解される。
【００４４】
前記容器はまた、側壁５を貫通して、スラグ層１６中へ垂直方向に対して３０〜６０度の角度で下方、かつ内方に延在する４対の固体噴射ランス／羽口１１ａ，１１ｂを含む。隣接関係で対をなす複数対のランス／羽口の各々である対をなすランス／羽口のうちの一方である「高温」ランス／羽口１１ａは少なくとも２００℃の温度で鉄鉱石とキャリヤガスとを容器中へ噴射するように配置され、前記一方のランス／羽口と対をなす他方の「冷温」ランス／羽口１１ｂは２００℃未満の温度で容器中へ冷温の石炭とキャリヤガスとを噴射するように配置されている。典型的には、キャリヤガスは窒素あるいはその他のいずれかの適当な不活性ガスである。対を成す各々のランス／羽口１１ａ，１１ｂの位置は、対をなすいずれのランス／羽口の組み合わせも、容器の概ね同じ点に向って固形材料を噴射するように選定される。更に、ランス／羽口１１ａ，１１ｂの位置は安定した状態のプロセス条件下で下端が鉄の層１５の静止面１７の上方にくるように選定される。
【００４５】
高温ランス／羽口１１ａ用の鉄鉱石とキャリヤガスとはいずれかの適当な手段（図示せず）によって少なくとも２００℃の温度まで加熱してよい。
【００４６】
使用時、鉄鉱石と、固形の炭素含有材料（典型的には石炭）と、キャリヤガス（典型的には窒素）に捕捉されたフラックス（典型的には石灰石とドロマイト）とはランス／羽口１１ａ，１１ｂを介して鉄の層１５中へ噴射される。固形材料／キャリヤガスの慣性によって固形材料とガスとを鉄の層１５の内部に入り込ませる。石炭の揮発成分が取り除かれて鉄の層１５においてガスを発生させる。炭素が金属中に部分的に固溶しまた一部は固形炭素として残留する。鉄鉱石が金属に製錬され、製錬反応によって一酸化炭素ガスを発生させる。金属の層１５中へ運ばれ、揮発成分の除去と製錬とを介して発生したガスは溶融金属、固形炭素、および（固体／ガス／噴射の結果鉄の層１５中へ引き込まれた）スラグとの著しい上昇浮動を発生させ、これが溶融材料の飛沫、滴および流れの上方運動を発生させ、これらの飛沫、滴および流れがスラグ層を通して運動するにつれてスラグを捕捉する。
【００４７】
本発明の発明者はパイロットプラントでの作業において、（静止金属レベル１７において計算した）鉄の層１５の領域での少なくとも０．３０Ｎｍ3／ｇ／ｍ2の鉄層１５からのガス流量を発生させることによって鉄の層１５とスラグの層１６とにおいて顕著な撹拌をもたらし、その結果、
（ａ）スラグの層１６の容積部が拡張し、矢印３０で指示する面を有するようになり、
（ｂ）鉄の層１５とスラグの層１６とは、各層を通して典型的には１４５０−１５５０℃である適度に均一な温度と、各層を通して適度に均一な成分が得られるという点で、それぞれ実質的に均質であることを発見した。
【００４８】
浴から発生したガスの前述の上方向運動と、その結果の鉄層１５からの溶融材料と固形炭素との上昇浮動とによって
（ａ）遷移ゾーン２３を形成し、
（ｂ）ある溶融材料（主としてスラグ）を、遷移ゾーンを超えて、前記遷移ゾーン２３の上方にある側壁５の上側バレル部分５１の一部と屋根７まで投げ出す。
【００４９】
一般に、スラグ層１６はその中にガスの気泡が含まれた液体の連続した容積部であり、遷移ゾーン２３は溶融金属およびスラグの飛沫、滴および流れの入ったガスの連続した容積部である。
【００５０】
前記容器は更に、酸素含有ガス（典型的には予熱した酸素富有空気である）を容器中へ噴射する２個の垂直方向に延在したランス１３を含む。ランス１３の位置と該ランス１３を通るガスの流量とは安定した状態のプロセス条件下で酸素含有ガスが遷移ゾーン２３へ入り込み、ランス１３の端部の周りで基本的に金属／スラグの無い自由空間２５を保持するように選定される。
【００５１】
使用時、ランス１３を介する酸素含有ガスの噴射によって遷移ゾーン２３内で且つランス１３の端部の周りの自由空間２５内で反応ガスＣＯおよびＨ2を後燃焼させ、ガス空間において２０００℃以上の高温を発生させる。この熱は、ガス噴射領域において溶融材料の上昇および降下する飛沫、滴および流れに伝えられ、ついで、熱は、金属／スラグが鉄の層１５まで戻るときに鉄の層１５まで部分的に伝えられる。
【００５２】
各ランス１３の端部の周りの自由空間２５は、遷移ゾーン２３の上方の空間におけるガスをランス１３の端部領域中へ捕捉することを可能にし、且つこれによって、利用可能な反応ガスを後燃焼可能にするので、該自由空間２５は、４０％以上である高いレベルの後燃焼を達成する上で重要である。
【００５３】
ランス１３の位置、ランス１３を通るガスの流量、溶融材料の飛沫、滴、および流れの上方運動との組み合わされた効果は、全体的に数字２７で示している、ランス１３の下部領域の周りでの遷移ゾーン２３を形成することである。このように形成された領域は側壁５への輻射による伝熱に対する部分的な障壁を提供する。
【００５４】
更に、溶融材料の上昇および降下している滴、飛沫および流れは遷移ゾーン２３から溶融浴まで熱を移送する有効な手段であり、その結果、側壁５の領域における遷移ゾーン２３の温度は１４５０℃〜１５５０℃の範囲である。
【００５５】
前記容器は安定した状態のプロセス条件下でプロセス即ち方法が進行している場合の鉄の層１５、スラグの層１６および遷移ゾーン２３のレベルや、プロセスが安定した作動条件下で進行している場合の遷移ゾーン２３の上方の頂部空間３１中へ突出した即ち投げ出された溶融材料の飛沫、滴および流れを参考にして構成される。そのため、
（ａ）鉄／スラグの層１５／１６と接触する炉床および側壁５の下側バレル部分５３は（図において交差ハッチングで示す）耐火材料のレンガから形成されている。
（ｂ）側壁５の下側バレル部分５３の少なくとも一部は水冷パネル８で裏打ちしている。
（ｃ）遷移ゾーン２３および頂部空間３１と接触する側壁５の上側バレル部分５１と屋根７とは水冷パネル５７，５９で形成されている。
【００５６】
各水冷パネル８，５７，５９は平行の上下縁部および平行の側縁部とを有しており、円筒形バレル部分を画成するよう湾曲している。各パネルは内側の水冷パイプと外側の水冷パイプとを含んでいる。前記パイプは螺旋状に形成され、水平部分が湾曲部分によって相互接続されている。各パイプは更に、水入口と水出口とを含む。前記パイプはパネルの露出面、すなわち容器の内部に露出された面から見れば、内側パイプの水平部分のすぐ後ろにこないように垂直方向にずらされている。各パネルは更に、各パイプの隣接する真直部分の間とパイプの間の空間を充填している打ち固めた耐火材料を含む。
【００５７】
前記パイプの水入口と水出口とは、前記パイプを通して高い流速で水を循環させる水供給回路（図示せず）に接続されている。
【００５８】
本発明の精神と範囲とか逸脱することなく前述した本発明の好適実施例に対して多数の修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  容器の屋根を外した状態で、前記容器の周囲の対となったランス／羽口の全体的な配置を示す、本発明による容器の好適実施例の概略上面図である。
【図２】  図１の線Ａ−Ａに沿って見た前記容器の垂直断面図である。
【符号の説明】
３  基部
５  側壁
７  屋根
８  水冷パネル
９  排ガス出口
１１  ランス／羽口
１３  ランス
１５  溶融鉄の層
１６  スラグの層
１７  鉄の層の公称静止面
１９  スラグの層の公称静止面
２３  遷移ゾーン
２５  自由空間
６１  排出孔
８１  前床
【図１】
0004883833.tif 000002
【図２】
0004883833.tif 000003