JPH0365414B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアーク加熱ガス流により、大型の金属
スクラツプのほかに鋼加工屑のような金属チツプ
を含む金属材料装入物を融解する炉に係わる。

鋳鉄または鋳鋼加工屑のような鉄系金属チツプ
は鋳鉄の鋳造にとつて豊富なかつ低コストの原料
である。ただしこのチツプはかさ密度が低いため
従来のキユーポラでも炉でも直接再融解処理する
ことはできない。即ち、従来の融解キユーポラの
炉頂に装入すると、融解温度に加熱されるまで
に、キユーポラを出る高速炉頂ガスによつて運び
去られてしまう。また誘導式融解炉に装入すると
ルースなチツプが浴面に浮き、融解する前に酸化
される。この結果生成する酸化鉄の鉄収率は低下
し、炉の耐火性を低下させる有害成分（ウスタイ
ト）が含まれることになる。そこでキユーポラま
たは誘導炉に装入するにはチツプを煉炭状に圧縮
しなければならない。

公知のキユーポラはコークス、石炭及びスクラ
ツプ鉄または鋼を炉頂付近の装入口から装入して
交互の層状に重ねたほぼ円筒状の垂直高炉であ
る。約1000〓の温度に予熱された空気が炉底の羽
口から注入される。高温の空気または風が装入コ
ークスを燃焼させて装入金属の融解に必要な熱を
提供する。コークス中に含まれる少量の炭素が湯
に溶けて鋳鉄の必要な炭素分、約３〜3.5％を提
供する。燃焼ガスが炉内を上昇するのに伴ない、
降下する装入材料層に対して逆流方向に熱伝達が
行なわれる。従つて、たとえば加工屑のようなか
さ密度の低い装入材料をキユーポラの頂部に装入
すれば炉頂から出るガス流中に捕捉されることに
なる。

炉またはキユーポラの最も重要な機能は鉄また
は鋼スクラツプを融解することである。キユーポ
ラの基本設計は耐火ライニングを支持する外側鋼
シエルまたは水冷鋼シエルを有する垂直高炉と同
じである。炉底は支持手段により閉鎖位置に維持
される２つのドアによつて囲まれるのが普通であ
る。次いでドアの頂面に砂床を約６〜10インチの
深さに重ね、砂床の頂面を湯出口に向かつて下方
に傾斜させる。シヤフトの周りに燃焼または噴射
空気を導入する一列の羽口を設ける。羽口はウイ
ンド・ボツクスと呼ばれる共通ダクトに接続さ
れ、この共通ダクトから噴射空気を供給される。
炉のシヤフト上端にはスクラツプ装入物及びコー
クスを装入するための装入ドアを設ける。

使用に際しては羽口の上方約60インチの高さま
で炉内にコークスを装入する。次いで装入ドアか
ら金属装入物及びコークスを交互の層が形成され
るようにシヤフトに充填する。コークスに点火
し、羽口からコークス層中に噴射空気を導入して
高熱を発生させる。コークス層の頂面において金
属が融解し、高温コークス中を通つて少量ずつ流
下して砂床上に集まる。装入材料の層が下降して
湯に取つて替わり、新しいコークス層がシヤフト
頂部に補給される。燃焼ガスの通過で未融解の材
料が予熱され、予備還元される。炉頂から出るガ
スは浄化と大気中への最終的な放出を制御する公
知の大気汚染防止装置に導入される。

炉に使用される噴射空気の温度は周囲温度でも
よいし、高温でもよい。これらはそれぞれコール
ド・ブラースト及びホツト・ブラーストと呼称さ
れる。コールド・ブラーストを利用しても炉は鉄
を融解するという基本的な機能を果たすが、炉の
使用中にホツト・ブラーストを利用することで多
くの利点が得られる。ホツト・ブラーストは鉄の
温度を高め、湯１トン当りのコークス消費両を節
減し、融解速度を高めると共に、二次的利点とし
て、融解損失が軽減され、硫黄混入が抑制され、
炭素含有率の低い原料を使用し易くなる。噴射空
気の加熱は別設の加熱式噴射空気ヒータまたは復
熱式噴射空気ヒータを使用することによつて達成
され、後者は炉頂ガス中一酸化炭素を燃焼させる
ことによつて噴射空気を加熱する。ホツト・ブラ
ーストを利用すれば湯の化学的特性に対する制御
も容易になる。噴射空気の温度は湯出し温度に、
ひいては炭素含有率に直接迅速かつ定量的に影響
を与える。即ち、燃焼空気の温度変化は湯の温度
を変え、湯の温度変化は湯の炭素含有率を変化さ
せる。

融解炉またはキユーポラのもつと詳細な構成及
び作用態様はオハイオ州メタルズ・パーク、アメ
リカン・ソサイエテイ・フオア・メタルズから刊
行されたメタルズ・ハンドブツク、第８版（1970
年）第５巻、フオージング・アンド・カースチン
グ、第335−348頁に記載されている。

炉内のスクラツプ金属は燃焼ガス流に対して逆
流方向に移動しなければならないから、炉内を確
実に下降できるサイズでなければならない。従つ
て、スクラツプ金属は多くの場合その重量が50〜
150ポンドである。従つて、金属チツプまたは金
属粉を使用する場合には逆流に同伴することなく
炉内を下降するのに必要な重量を具えるように煉
炭状に圧縮する。米国特許第4160867号及び第
4311519号は金属チツプ原料融解炉の例である。
この２つの米国特許は炉内の湯浴を直接加熱し、
金属チツプの予備還元に利用される材料送りガス
を加熱するのにアーク・ヒータを利用する。ただ
し、この米国特許のいずれにも、炉内の逆流ガス
に細かい金属チツプが同伴するという問題があ
り、原料を煉炭状に圧縮しなければならない。

金属粉及び金属チツプは豊富かつ低コストであ
るから、煉炭状に圧縮せずにこのような材料を利
用できる融解炉を実現できれば好都合である。

本発明は金属チツプを含む金属材料装入物の融
解炉であつて、排気口を有し、金属装入物を融解
するためのシヤフト手段と、金属装入物及び金属
チツプを融解するための高温ガス流を供給するた
めのシヤフト手段内部と連通関係に配置したアー
ク・ヒータ手段と、高温ガス流中に金属チツプを
供給するためのアーク・ヒータ手段及びシヤフト
手段と連通関係に配置した金属チツプ供給手段と
から成り、高温ガスが金属チツプを融解してから
金属装入物中を通過しながらこれに熱を伝達する
ことにより金属装入物を融解し、チツプから生ず
る湯と金属装入物から生ずる湯がシヤフト手段内
に回収され、ガス流が排気口を通つてシヤフト手
段から排出されることにより金属チツプの酸化と
金属チツプがガス流と同伴するのをほぼ完全に防
止する一方、金属装入物への高温ガスの熱伝達を
可能にするように構成したことを特徴とする金属
チツプを含む金属材料装入物の融解炉を提供す
る。好ましくは、炉の羽口に流入するアーク加熱
ガス流中にスクラツプ鉄または鋼のルースな金属
チツプを導入する。アーク加熱ガス流は高温であ
るから、金属チツプは炉から移すまでに融解され
る。次いで高温ガス流は炉に装入されている比較
的大きい金属スクラツプ片に対して逆流方向に流
動する。従つて、高温ガス中のかなりの熱が装入
物への熱伝達という形で回収され、炉のエネルギ
ー効率を高める。また、本発明の炉は金属チツプ
または金属粉も、比較的大きいサイズのスクラツ
プ材料も融解させることができる。

アーク加熱ガス流は空気、酸素または装置内を
再循環する頂面ガスでよい。その選択はチツプ表
面の酸化、表面湯（燃料の節減につながる潜在的
な燃料供給源）の量、及び電力、コーストのコス
トを考慮して行なう。たとえば、炉頂ガスの代り
に空気を利用すればコークスの消費量が増大す
る。

好ましくは、融解ゾーンをセラミツクで裏張り
することにより高温にも耐え得るようにし、アー
ク・ヒータと羽口との間に介在させる。金属チツ
プまたは金属粉はアーク加熱ガス流に注入され、
炉に導入されるまでにチツプが一部または全部融
解するのに必要な時間だけ滞留できるように寸法
設定した融解ゾーンに流入する。湯は融解ゾーン
から炉内に放出され、集められる。この融解ゾー
ンは生成する湯が重力作用化に残らず炉内に流入
するように位置ぎめする。アーク・ヒータが炉の
羽口として作用するように構成することもでき
る。この構成では炉への導入と同時にチツプがア
ーク加熱ガス流中に導入される。従つて、対流に
よりガス流からチツプに熱が伝達され、炉内で対
流加熱され、燃焼するコークス表面からの放熱に
より補足的な熱がチツプに伝達される。この構成
はサイズが１ 1/4インチ以下の金属チツプに好適
である。なお、以上に述べた２つの実施例ではい
ずれも従来の方法によつて炉内に比較的大きいス
クラツプ金属片が装入されている。本発明の炉を
使用すれば炉によつて生成される湯の総量の70％
以上を金属チツプから得ることができる。

炉に供給される金属チツプは乾燥していること
が好ましい。なぜなら、金属チツプの表面に水分
が存在するとチツプ融解に利用し得る熱量を低下
させる作用をするからである。しかし、金属チツ
プは風雨にさらされたり、機械油の影響で湿り易
い場所に貯蔵されるから、上記実施例ではいずれ
の場合にも金属チツプ乾燥機を設ければよい。こ
のチツプ乾燥機は湿つた金属チツプを予熱しかつ
予備還元するのに融解炉から出る高温炉頂ガスを
利用する。乾燥したチツプはアーク加熱ガス流中
に送入されて融解する。チツプ予熱器に供給され
る炉頂ガスはこれに含まれる還元ガスである一酸
化炭素の燃焼によつて加熱される。この燃焼はチ
ツプ予熱器への炉頂ガス送入口よりも手前の位置
で炉に設けたバーナによつて行なわれる。バーナ
は炉頂ガスの燃焼を開始させてその温度を約1600
〓に上昇させる。チツプ予熱器において、チツプ
の温度は約1000〓まで高まる。チツプ予熱器のほ
かに、どちらの実施例でも炉頂ガス・リサイクル
系を組み込むことができる。この場合、炉頂ガス
は燃焼の前に炉から引き出され、アーク・ヒータ
の高温ガス流中に再循環させられ、ここで燃焼す
る。従つて、炉頂ガス、即ち、還元ガスである一
酸化炭素中に含まれる熱量の一部を回収すること
になる。

以下添付図面に示した実施例に沿つて本発明を
説明する。

第１図は融解炉またはキユーポラ１０を示し、
外側鋼製シエル１２及び内側耐火ライニング１４
を有する垂直シヤフト１１を含む。シヤフト１１
の頂部付近に上部排気口１６及び装入口１８があ
り、シヤフト１１と連通している。シヤフト１１
の底部は底部ドア２０によつて囲まれ、底部ドア
には傾斜砂床２２が載置されている。砂の代りに
黒鉛でシヤフト１１の底部をライニングしてもよ
い。シエル１２及び耐火ライニング１４を貫通し
て鉄及びスラグ湯出口２６のための通路２４を設
けてある。この通路２４は傾斜砂床２２の下端付
近に配置する。シヤフト１１の周囲に複数の羽口
２８を設けてシヤフト１１と連通させることによ
りシヤフト１１内に空気またはその他のガスを供
給する。炉にはこのような羽口を一列または二列
以上設ければよい。第１図には二列の羽口２８を
図示してある。羽口２８の位置は炉の容量に応じ
て設置される。多くの場合これらの羽口は砂床の
上方12〜36インチに配置される。後述の場合を除
いて各羽口２８は導管３０を介してウインドボツ
クス３２と接続しており、このウインドボツクス
が個々の羽口２８にガス流を供給する。

金属チツプ供給は羽口２８の周りにこれと連通
関係に配置された前室３４及び融解ゾーン３６を
含む構造によつて行なわれる。前室３４の入口３
８に金属チツプが供給される。前室３４の周りに
前室３４の内部を連通する１期または２基以上の
アーク・ヒータ４０が配置され、各アーク・ヒー
タ４０は（図示しないが）電力、ガス及び冷却水
の供給源と接続している。アークは各アーク・ヒ
ータ４０において発生し、ガス流を加熱する。加
熱されたガス流はアーク・ヒータ４０を出て前室
３４に流入し、ここで金属チツプ材料と接触す
る。冷却水はアーク・ヒータ４０から余剰熱を除
去するのに利用される。加熱されたガス流と金属
チツプ材料が前室３４を出て融解ゾーン３６に流
入し、ここでガス流の熱の一部が対流によつて金
属チツプ材料に伝達され、チツプを融解させる。
融解した金属チツプと加熱されたガス流は羽口２
８を通つてシヤフト１１に流入し、融解金属チツ
プはシヤフトの底部２２に集められ、高温ガス流
はシヤフト１１内を上昇する。シヤフト１１にお
いて高温ガス流が装入材料に熱を伝達することに
より炉のエネルギー効率を最大限に高める。

融解ゾーン３６の長さをチツプ供給速度、平均
粒子サイズ及び炉の設計パラメータに応じて調整
することにより、融解金属及び高温ガス流がシヤ
フト１１に流入するまでに融解させ、規定量だけ
融解金属を過熱することができる。長さを調節で
きる融解ゾーンを使用するかまたはゾーン数を増
やせば融解に当てられる総長を適宜変えることが
できる。ただし、生産及び供給速度は既知である
から、所要の生産及び供給速度を達成するための
規定の長さに融解ゾーンを構成するのが普通であ
る。好ましくは前室３４及び融解ゾーン３６を下
向きに傾斜させて、融解チツプが重力作用下に前
室及び融解ゾーンからシヤフト１１内に放出され
るようにする。第１図に示す炉はチツプ供給用に
２つの羽口を具備しているが、それぞれが１基ま
たは２基以上のアーク・ヒータを有する１つまた
は２つ以上の異なる態様の羽口を使用してもよ
い。

シヤフト１１に流入するアーク加熱ガス流の全
熱量は高いから、ウインド・ボツクス３２を通つ
て流入するガス量を著しく減少させることがで
き、場合によつてはゼロにしてもよい。従つて、
シヤフト１１の排気口１６を出る炉頂ガスの浄化
になんらの大気汚染防止装置を使用するとすれば
そのサイズを縮小することができる。

金属チツプ材料のほかに、交互に層を形成する
コークス、フラツクス及び比較的大きい金属スク
ラツプ片の混合物を装入口１８から炉内に装入す
る。コークスとアーク加熱ガス流の燃焼が還元ガ
ス、代表的な例として一酸化炭素ガスを発生さ
せ、これが炉内を上昇して炉内に装入されている
スクラツプとコークスの交互層を予熱する。高温
ガス流が装入物中を通過するに従つてこの装入物
が融解して湯及びスラグを形成し、湯とスラグは
シヤフト底部に放出される。スラグと湯はさらに
炉の湯出口２６から取り出される。炉の操作中、
炉頂ガスが装入口１８から逃げないように装入口
１８を閉鎖する。また、再融解炉またはキユーポ
ラの多くは大気への放出物を減らすために負圧下
に置かれる。その結果、特に装入口１８の周りで
炉内に空気が侵入して、炉と併用される大気汚染
防止装置にかかる負担を増大させる。ウインド・
ボツクス３２及び炉１０に流入するガスの容積を
減らすことができるから、炉からこの容積のガス
を取り出すために大気汚染防止装置が必要とする
負圧を軽減して装入口１８の周りにおける空気侵
入容積を減らすことができる。

アーク・ヒータ４０はDCまたはACで操作でき
る単相自己安定装置であり、約3000KWまでの電
力レベルが可能であり、三相AC設備では
10000KWまで可能である。

アーク・ヒータ４０は米国特許第3663792号及
び第4247732号の明細書に開示されているアー
ク・ヒータと構成及び動作態様が類似している。

第２図に示す他の実施例では炉１０の周りに複
数のアーク・ヒータ１００が配置され、シヤフト
１１と連通している。この実施例でも各アーク・
ヒータ１００に電力、冷却水及びガス接続部を設
ける。ガスはアーク・ヒータ１００においてアー
クによつて加熱され、シヤフト１１内に放出され
る。各アーク・ヒータ１００の出口１０２の周り
にこの出口１０２と連通するチツプ供給管１０４
を設けてある。金属チツプ材料１０６はチツプ供
給管１０４を介してアーク加熱ガス流中に送入さ
れ、そのままシヤフト１１に導入され、このシヤ
フト内で金属チツプが融解する。この場合、アー
ク加熱ガス流から対流によつて伝達されるだけで
なく、シヤフト１１内にあつて対流加熱されて燃
焼するコークスの表面からの放熱によてつても熱
を伝達される。この実施例においても、高温ガス
が他の装入材料中を通つて炉内を上昇し、炉頂か
ら排出される。この構成ではアーク・ヒータ１０
０がガス流を加熱すると共に羽口としても機能す
る。この構成ではサイズが−1/8インチまたはそ
れ以下の金属チツプの場合に好適である。

チツプ供給及び融解装置を第３図に示した。炉
１０、前室３４及びアーク・ヒータ４０は第１図
に示したものとほぼ同じであるが、前室３４と羽
口２８との間に補足の融解ゾーン３６を介在させ
てある。ほかに金属チツプを貯蔵するためのホツ
パ２００及び機能的インゼクタ２０２を含む。チ
ツプをインゼクタ２０２に供給するためホツパ２
００に放出シユート２０４を設けてあり、インゼ
クタ２０２においてチツプはこれを融解ゾーン３
６へ運ぶのに充分な速度まで加速される。機能的
インゼクタ２０２の代わりに別の材料取り扱い手
段、例えば送風コンベアまたはスクリユウ・コン
ベアを使用してもよい。第３図には融解炉の底部
ドア２０の支柱２０６をも示した。炉内部を修理
する必要が生じた場合、この支柱２０６を取り外
して底部ドア２０を炉シヤフト１１から落下さ
せ、これによつて砂、コークス、鉄及びスラグの
混合物をシヤフト１１から落下させ、シヤフト１
１内の材料を除去し、修理のためシヤフト１１内
に進入できるようにする。

炉頂ガスのリサイクルと金属チツプの予熱を利
用する融解炉装置４００を第４図に示した。この
実施例では融解炉４０２の周りに１基または２基
以上のアーク・ヒータ４０４を配置する。アー
ク・ヒータ４０４は第２図に示したものとほぼ同
様であり、冷却水４０４Ｆ、ガス４０５Ｆ及び電
力４０７Ｆの供給源と接続している。アーク加熱
ガス流４０６は炉４０２に注入されて炉内のチツ
プを融解する。アーク加熱ガス、好ましくは空気
または酸素は炉４０２内のコークス及びフラツク
ス、交互に重ねられた屑鉄及び比較的大きい金属
装入物の層を通つて上昇し、装入物の層を予熱し
かつ予備還元する。こうして装置のエネルギー効
率を高めることになる。アークで加熱された空気
及びコークスが燃料して余分の熱を提供し、アー
ク・ヒータ４０４のすぐ上方に高温ゾーン４０２
Ｆを発生させる。燃焼プロセスの結果、還元ガス
として一酸化炭素が生成する。この還元ガスは他
の燃焼生成物と共に材料中を通つて上昇すること
によつて金属装入物を予熱しかつ予備還元して炉
頂ガス４１０を形成する。還元ガス、アーク加熱
空気流、燃焼生成物及び侵入空気を総称して炉頂
ガスと呼ぶ。

この炉頂ガス４１０の一部はセパレータ４１
２、排気ドレン４１２Ｆ及びリサイクル・フアン
４１４から成るリサイクル系を介して炉４００か
ら取り出される。炉頂ガス４１０のこの部分４１
１は適当なダクト機構によつてセパレータ４１２
に送られ、ここで同伴粒子４１３からガスが分離
される。クリーン・ガス４１６はセパレータ４１
２を出て別のダクト機構を通つてリサイクル・フ
アン４１４に導入され、ここからダクト機構を介
して燃焼のためアーク加熱空気流４０６中に送入
される。クリーン・ガス４１６中の還元ガスが炉
４００に対する補足の熱入力を提供する。セパレ
ータ４１２において回収された粒状物４１３をセ
パレータから放出して廃棄する。

リサイクルされないガスはそのまま炉４０２を
上昇して排気口４２０から出る。天然ガス・バー
ナのような燃焼装置４２２が排気口４１２の近傍
にあり、炉４０２と連通している。この燃焼装置
は残りの還元ガスを燃焼させて燃焼炉頂ガスの温
度を高めるのに使用される。炭酸ガスCO₂、窒素
ガスN₂及び酸素ガスO₂を含む燃焼ずみ炉頂ガス
はダクトを介して金属チツプ予熱器４２４に送入
される。

予熱器４２４において、湿潤金属チツプ４２６
が装入され、燃焼炉頂ガス４１０により予備乾燥
及び予備還元される。予熱器４２４においては燃
焼炉頂ガスが金属チツプに対して逆流方向に流動
する。乾燥金属チツプ４２８は予熱器４２４を出
て炉４０２に送入される。金属チツプはそのすべ
てまたは一部を予熱することができる。予熱され
たこのチツプは第２図に示すようにアーク・ヒー
タに直接供給することもできるが、第４図に破線
４２８ａで示すように浄化されたリサイクル炉頂
ガス４１６中に送入することもできる。湿潤チツ
プの乾燥に使用された燃焼炉頂ガス４１０は予熱
器４２４を出た後、浄化と外気への最終放出のた
めの公知の大気汚染防止装置４２６Ｆに流入す
る。融解のため炉に導入される前に金属チツプを
より完全に乾燥させることができるという点では
チツプ予熱器４２４としてロータリキルン型のも
のを使用することが好ましい。その他の種類の乾
燥器を使用することも可能である。例えば充填層
乾燥器、流動層乾燥器、真空乾燥器、振動乾燥器
などであり、いずれも公知である。

毎時約60トンの鉄を生産する場合、第４図に示
す融解炉の代表的に動作パラメータを表１に示
す。

表 １ 鋼スクラツプ 18.1トン／時 乾燥チツプ 1000〓において30.5トン／時 湿潤チツプ 12.1トン／時 アーク加熱空気流 8000〓において3320SCFM 電 力 23.175KW 炉頂ガス・リサイクル 750〓において2440SCFM 炉頂ガス燃焼 4010SCFM 空気侵入 13.780SCFM 予熱器への燃焼ガス 1600〓において17.785SCFM この場合、炉内で生産される鉄の約70％は金属
チツプの利用によつて得られる。

以上、耐火内張りを利用する好ましい実施例に
ついて説明したが、水冷式キユーポラを利用する
こともできる。また、融解ゾーンを使用する本発
明の第１実施例において金属チツプの予熱及び炉
頂ガスのリサイクを採用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はアーク・ヒータと羽口の間に融解ゾー
ンを介在させた融解炉を一部断面で示す立面図。
第２図は羽口としてアーク・ヒータを利用する融
解炉を一部断面で示す立面図。第３図はアーク・
ヒータ加熱によるチツプ融解装置を示す斜面図。
第４図はチツプの予熱及び炉頂ガスのリサイクル
を利用するチツプ融解炉装置のブロツクダイヤフ
ラムである。 １０……キユーポラ、１１……シヤフト、１２
……外側鋼製シエル、１４……ライニング、１６
……上部排気口、１８……装入口、２０……底部
ドア、２２……傾斜砂床、２８……羽口、３６…
…融解ゾーン、４０……アーク・ヒータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属チツプを含む金属材料装入物の融解炉で
   あつて、排気口を有し、金属装入物を融解するた
   めのシヤフト手段と、金属装入物及び金属チツプ
   を融解するための高温ガス流を供給するためのシ
   ヤフト手段内部と連通関係に配置したアーク・ヒ
   ータ手段と、高温ガス流中に金属チツプを供給す
   るためアーク・ヒータ手段及びシヤフト手段と連
   通関係に配置した金属チツプ供給手段とから成
   り、高温ガス流が金属チツプを融解してから金属
   装入物中を通過しながらこれに熱を伝達すること
   により金属装入物を融解し、チツプから生ずる湯
   と金属装入物から生ずる湯がシヤフト手段内に回
   収され、ガス流が排気口を通つてシヤフト手段か
   ら排出されることにより金属チツプの酸化と金属
   チツプがガス流と同伴するのをほぼ完全に防止す
   る一方、金属装入物への高温ガスの熱伝達を可能
   にするように構成したことを特徴とする金属チツ
   プを含む金属材料装入物の融解炉。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の炉であつて、
   アーク・ヒータ手段が入口において金属チツプ供
   給源からの金属チツプを受け取るように構成した
   前室と、前室の周りに配置されて前記内部と連通
   し、酸素を含むガスの供給源と接続されて前記ガ
   スを加熱して前室内へ放出し、前記加熱されたガ
   スが金属チツプと混合してこれを加熱するように
   構成したアーク・ヒータと、前室の出口とシヤフ
   ト手段の間に介在して前室及びシヤフト手段の内
   部と連通する融解ゾーンとを含み、前記融解ゾー
   ンにおいて、加熱された金属チツプが融解し、融
   解した金属チツプ及び高温ガス流がこの融解ゾー
   ンを通つてシヤフト手段に流入することを特徴と
   する炉。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   炉であつて、アーク・ヒータをシヤフト手段の周
   りに配置してその出口をシヤフトと連通させると
   共に各入口を酸素含有ガス供給源と接続し、この
   アーク・ヒータにおいてガスが加熱されてシヤフ
   ト内に放出されるようにし、金属チツプ供給源か
   ら金属チツプを搬送する導管をアーク・ヒータ出
   口の周りに配置してこれと連通させることによ
   り、導管を介して搬送される金属チツプが高温ガ
   ス流中に流入し、金属チツプ及び高温ガス流がシ
   ヤフト手段中に流入してこのシヤフト手段中で金
   属チツプが融解し、高温ガス流が逆方向に金属含
   有装入物中を通過するように構成したことを特徴
   とする炉。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の炉であつて、
   シヤフト手段から還元ガス及び高温ガス流の一部
   を引き出すためシヤフト手段及びアーク・ヒータ
   手段と連通関係に還元ガス引き出し手段を配置
   し、引き出された還元ガス及び高温ガス流をアー
   ク・ヒータ手段に再循環させて高温ガスに注入す
   ることを特徴とする炉。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項までのいず
   れかに記載の炉であつて、金属材料装入物及び金
   属チツプを鋼、鉄または両者の混合物から成る群
   から選択することを特徴とする炉。 ６ 特許請求の範囲第１項から第５項までのいず
   れかに記載の炉であて、ガス流を空気または酸素
   から成る群から選択することを特徴とする炉。 ７ 特許請求の範囲第１項から第６項までのいず
   れかに記載の炉であつて、シヤフト手段が垂直形
   であり、排気口、装入口及び湯出口を有し、金属
   装入物が金属スクラツプ、コークス及びフラツク
   スから成り、装入口を通つてシヤフト手段に流入
   してこれを下向きに通過し、アーク・ヒータ手段
   がシヤフト手段と連通関係に配置されて金属装入
   物、金属チツプ及びフラツクスを融解しかつコー
   クスを燃焼により融解に必要な補足的な熱、湯の
   ための炭素及び還元ガスを提供し、その結果生成
   するスラグが湯の頂面に浮き、フラツクスとの反
   応によつて流動化され、湯及びスラグがシヤフト
   底部及び湯出口の付近に集まり、この湯出口から
   湯及びスラグを引き出すことができ、還元ガスを
   燃焼させるため排気口付近にシヤフトと連通関係
   に還元ガス燃焼手段が配置され、燃焼した還元ガ
   スと高温ガスが炉頂ガスを形成して排気口を通つ
   てシヤフト手段から排出され、高温ガス流に導入
   される前に金属チツプの一部を予備乾燥及び予備
   還元するため排気口及び金属チツプ供給手段と連
   通関係に金属チツプ乾燥手段が配置され、炉頂ガ
   スが金属チツプ乾燥手段に流入して金属チツプと
   接触し、これを乾燥させかつ予備還元することを
   特徴とする炉。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の炉であつて、
   チツプ入口及び出口と炉頂ガス入口及び出口を含
   む金属チツプ乾燥手段を設け、予熱すべき金属チ
   ツプがチツプ入口から金属チツプ乾燥手段に送入
   されるようにし、炉の排気口及び金属チツプ乾燥
   手段の炉頂ガス入口と連通関係に炉頂ガス・ダク
   トを設けて炉頂ガスがこのダクトを通つて金属チ
   ツプ乾燥手段に流入し、この金属チツプ乾燥手段
   において炉頂ガスが金属チツプに対して逆流方向
   に通過して金属チツプ乾燥手段の炉頂ガス出口か
   ら出る際に金属チツプ中を流動してこれを予熱す
   るようにし、金属チツプ乾燥手段のチツプ出口及
   びアーク・ヒータ手段と連通関係に金属チツプ供
   給ダクトを設置し、予熱された金属チツプがチツ
   プ出口からこの供給ダクトを通つてアーク・ヒー
   タ手段の高温ガス流中に送入されるようにしたこ
   とを特徴とする炉。 ９ 特許請求の範囲第８項に記載の炉であつて、
   金属チツプ乾燥手段をロータリ・キルン、真空乾
   燥機、充填層乾燥機、流動層乾燥機、振動乾燥機
   から成る群から選択することを特徴とする炉。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の炉であつ
   て、ロータリ・キルンにチツプ入口及びチツプ出
   口と炉頂ガス入口及び炉頂ガス出口を設けて、予
   熱及び乾燥すべき金属チツプがチツプ入口を通つ
   てロータリ・キルンに流入するようにし、炉の排
   気口及びロータリ・キルンのガス入口と連通関係
   に炉頂ガス・ダクトを配置して、炉頂ガスがこの
   ダクトを通つて、ロータリ・キルンに流入し、キ
   ルン内で炉頂ガスが金属チツプに対して逆流方向
   に流れ、炉頂ガス出口を通つてロータリ・キルン
   から排出される際に炉頂ガスが金属チツプ中を流
   動してこれを予熱するようにし、ロータリ・キル
   ンのチツプ出口及びアーク・ヒータ手段と連通関
   係にチツプ供給ダクトを配置して、予熱されかつ
   乾燥された金属チツプがチツプ出口からこのダク
   トを通つてアーク・ヒータ手段の高温ガス流中に
   送入されるようにすることを特徴とする炉。