JPH059514A - 金属価値物含有体の酸素誘導分割中における金属酸化物フユ−ムを制御するための方法及び装置 - Google Patents
金属価値物含有体の酸素誘導分割中における金属酸化物フユ−ムを制御するための方法及び装置Info
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- JPH059514A JPH059514A JP3325970A JP32597091A JPH059514A JP H059514 A JPH059514 A JP H059514A JP 3325970 A JP3325970 A JP 3325970A JP 32597091 A JP32597091 A JP 32597091A JP H059514 A JPH059514 A JP H059514A
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/005—Preliminary treatment of scrap
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属価値物含有体の、より小さい物理単位へ
の酸素誘導分割中における、金属酸化物ヒュ−ムの発生
を制御する方法及び装置を提供すること。 【構成】 燃料ガスの不存在下で、制御ガス分に富む酸
素雰囲気中で、金属価値物含有体をより小さな物理的単
位への酸素誘導分割する際の金属酸化物フュ−ムの発生
を制御する方法及び装置。
の酸素誘導分割中における、金属酸化物ヒュ−ムの発生
を制御する方法及び装置を提供すること。 【構成】 燃料ガスの不存在下で、制御ガス分に富む酸
素雰囲気中で、金属価値物含有体をより小さな物理的単
位への酸素誘導分割する際の金属酸化物フュ−ムの発生
を制御する方法及び装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スラグ及び／又はスク
ラップのような金属価値物含有体の酸素誘導粉砕中にお
ける金属酸化物フュ−ムを制御するための方法及び装置
に関する。
ラップのような金属価値物含有体の酸素誘導粉砕中にお
ける金属酸化物フュ−ムを制御するための方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】スラグは、金属精練の一般的副産物であ
る。平炉、塩基性酸素、電気ア−ク炉、アルゴン−酸素
脱炭、及び他のプロセスが、それらのそれぞれの精練プ
ロセスにおいてスラグを生成する。アルミニウム精練、
銅精練及び高炉プロセスのような他の金属精練プロセス
はスラグを生成する。金属精練は、不所望の又は廃棄物
（スラグの形の）から特に所望の金属を分離する１つの
手段である。
る。平炉、塩基性酸素、電気ア−ク炉、アルゴン−酸素
脱炭、及び他のプロセスが、それらのそれぞれの精練プ
ロセスにおいてスラグを生成する。アルミニウム精練、
銅精練及び高炉プロセスのような他の金属精練プロセス
はスラグを生成する。金属精練は、不所望の又は廃棄物
（スラグの形の）から特に所望の金属を分離する１つの
手段である。
【０００３】精練の固有の欠点の１つは、精練される或
る量の金属価値物が精練プロセスにおいて酸化され、溶
融浴からスラグ中に析出することである。その結果、多
くの精練スラグ中には、回収可能な金属価値物又は「メ
タリックス」が存在する。金属精練業者は、これらのメ
タリックスを回収する選択権を有しており、これらのメ
タリックスは、特定の精練プロセスのための全金属原料
の一部として使用される。
る量の金属価値物が精練プロセスにおいて酸化され、溶
融浴からスラグ中に析出することである。その結果、多
くの精練スラグ中には、回収可能な金属価値物又は「メ
タリックス」が存在する。金属精練業者は、これらのメ
タリックスを回収する選択権を有しており、これらのメ
タリックスは、特定の精練プロセスのための全金属原料
の一部として使用される。
【０００４】スラグを回収する多くの手段がある。平炉
は、その平らな孔のために知られており、それによって
炉の中央の扉は平らな扉である。床にある孔は、スラグ
を床から染み出させ、その下のピットに注ぐ。それぞれ
の溶解の後、このピットは、掘り返されるか又は（塔頂
クレ−ンおけを介して）おけで汲まれることによりスラ
グを除去される。スラグは、次いで機械的手段によりス
ラグポットに充填され、スラグ準備部位に輸送される。
同様に、アルミニウム及び銅の精練操作は、それらのス
ラグドロスのため、注意される。
は、その平らな孔のために知られており、それによって
炉の中央の扉は平らな扉である。床にある孔は、スラグ
を床から染み出させ、その下のピットに注ぐ。それぞれ
の溶解の後、このピットは、掘り返されるか又は（塔頂
クレ−ンおけを介して）おけで汲まれることによりスラ
グを除去される。スラグは、次いで機械的手段によりス
ラグポットに充填され、スラグ準備部位に輸送される。
同様に、アルミニウム及び銅の精練操作は、それらのス
ラグドロスのため、注意される。
【０００５】塩基性酸素炉は、スラグをスラグポットに
直接注ぐ。スラグポットへのスラグの付着は、長い間、
鉄鋼業者にとって障害であった。何年かの間、スラグが
ポットに入るに従ってスラグを脱酸し、それによってそ
れが発泡しないように、砂若しくは工場汚泥又は双方を
それぞれのポットの底部に廃棄することによりスラグを
受けるようにスラグポットを準備することが一般に行な
われている。このことはまた、スラグがポットの下部四
分円に付着するのを防止する。ポットの形状はむしろ円
錐であるので、固化したときのスラグの形状は円錐台状
又は楕円状の固体、又はボタン状である。
直接注ぐ。スラグポットへのスラグの付着は、長い間、
鉄鋼業者にとって障害であった。何年かの間、スラグが
ポットに入るに従ってスラグを脱酸し、それによってそ
れが発泡しないように、砂若しくは工場汚泥又は双方を
それぞれのポットの底部に廃棄することによりスラグを
受けるようにスラグポットを準備することが一般に行な
われている。このことはまた、スラグがポットの下部四
分円に付着するのを防止する。ポットの形状はむしろ円
錐であるので、固化したときのスラグの形状は円錐台状
又は楕円状の固体、又はボタン状である。
【０００６】スラグポットの設計は変化するが、その形
状は基本的に類似である。電気炉のスラッグポットは、
塩基性酸素スラッグポットとほとんど同一に見える。ア
ルゴン−酸素脱炭スラッグポット（炉のサイズに依存す
る）は、多くの塩基性酸素スラッグポットより一般に小
さい。それ故、多くのアルゴン−酸素脱炭施設は、底部
に砂を置くよりもむしろ、スラグポットの壁にシリコン
コ−ティングをスプレ−している。その結果、ＡＯＤス
ラグの形状は、ボタン状よりもむしろ円錐状である。ア
ルミニウム及び銅のスラグは、浴からすくい取られ、ド
ロスおけに収容される。単純化するため、以下の本発明
の説明では、スラグはボタン状の形状のものを指す。
状は基本的に類似である。電気炉のスラッグポットは、
塩基性酸素スラッグポットとほとんど同一に見える。ア
ルゴン−酸素脱炭スラッグポット（炉のサイズに依存す
る）は、多くの塩基性酸素スラッグポットより一般に小
さい。それ故、多くのアルゴン−酸素脱炭施設は、底部
に砂を置くよりもむしろ、スラグポットの壁にシリコン
コ−ティングをスプレ−している。その結果、ＡＯＤス
ラグの形状は、ボタン状よりもむしろ円錐状である。ア
ルミニウム及び銅のスラグは、浴からすくい取られ、ド
ロスおけに収容される。単純化するため、以下の本発明
の説明では、スラグはボタン状の形状のものを指す。
【０００７】固化したスラグの形状にかかわらず、一般
に、その中に実質的な量のメタリックスが存在する。金
属精練業者は、すでにそれらに対し支払っているので、
これらのメタリックスを回収したいと思っている。例え
ば、鉄を含むスラグをリサイクルし、それが準備された
後にそれを再導入することがよい。
に、その中に実質的な量のメタリックスが存在する。金
属精練業者は、すでにそれらに対し支払っているので、
これらのメタリックスを回収したいと思っている。例え
ば、鉄を含むスラグをリサイクルし、それが準備された
後にそれを再導入することがよい。
【０００８】スラグがスラグポットに充填された後、通
常、炉建造物の外側にスラグ準備領域へ輸送される。こ
の領域は、一般に「スラグピット」と呼ばれる。スラグ
ボタンは、スラグピットに輸送されて放出される。炉ス
ラグの場合には、スラグは砕かれ、篩にかけられ、その
金属含量に応じて磁気的に分離される。金属含量の高い
スラグは、鉄の回収のために溶鉱炉に戻される。含有鉄
のミルの基準に合わない処理されたスラグは、その後、
建築用骨材として販売される。ボタンは、しばしば落下
ボ−ルで砕くには厚すぎる。この大型の取鍋の残留物を
粉砕機に準備するために、ボタンを、暖めつつ燃料ガス
ト−チにより切断しなければならない。ミルから出たば
かりのボタンは非常に熱く、通常、中央部では溶融して
いる。ボタンを切断するのに燃料が少なくて済むので、
暖かいままのボタンに対し、多くのスラグを燃焼処理す
るのは好ましい。典型的なボタンは４〜８フィ−トの厚
さであり、重量は４０トンまでである。
常、炉建造物の外側にスラグ準備領域へ輸送される。こ
の領域は、一般に「スラグピット」と呼ばれる。スラグ
ボタンは、スラグピットに輸送されて放出される。炉ス
ラグの場合には、スラグは砕かれ、篩にかけられ、その
金属含量に応じて磁気的に分離される。金属含量の高い
スラグは、鉄の回収のために溶鉱炉に戻される。含有鉄
のミルの基準に合わない処理されたスラグは、その後、
建築用骨材として販売される。ボタンは、しばしば落下
ボ−ルで砕くには厚すぎる。この大型の取鍋の残留物を
粉砕機に準備するために、ボタンを、暖めつつ燃料ガス
ト−チにより切断しなければならない。ミルから出たば
かりのボタンは非常に熱く、通常、中央部では溶融して
いる。ボタンを切断するのに燃料が少なくて済むので、
暖かいままのボタンに対し、多くのスラグを燃焼処理す
るのは好ましい。典型的なボタンは４〜８フィ−トの厚
さであり、重量は４０トンまでである。
【０００９】この構成は、多くのスラグ製造操作の特徴
である。鋼のボタンに加え、ビレット又は最終のミル生
成物のような回収スクラップもまた酸素及び燃料ガスト
−チで燃焼処理される。このスクラップは、電気ア−ク
炉又は塩基性酸素炉に導入のため、適当な長さ、通常２
〜４フィ−トに溶断される。Victor HC-1500C スクラッ
プト−チのような大きなミルト−チは、燃料ガスとして
天然ガス又はプロパンガスを用いる。酸素は、その後、
高流量で導入され、自らの発熱反応により金属を切断又
は酸化する。ミルト−チのためには、７５〜１５０ポン
ド／平方インチ（ゲ−ジ）で、５０〜８０標準立法フィ
−ト／分の酸素流量が普通である。
である。鋼のボタンに加え、ビレット又は最終のミル生
成物のような回収スクラップもまた酸素及び燃料ガスト
−チで燃焼処理される。このスクラップは、電気ア−ク
炉又は塩基性酸素炉に導入のため、適当な長さ、通常２
〜４フィ−トに溶断される。Victor HC-1500C スクラッ
プト−チのような大きなミルト−チは、燃料ガスとして
天然ガス又はプロパンガスを用いる。酸素は、その後、
高流量で導入され、自らの発熱反応により金属を切断又
は酸化する。ミルト−チのためには、７５〜１５０ポン
ド／平方インチ（ゲ−ジ）で、５０〜８０標準立法フィ
−ト／分の酸素流量が普通である。
【００１０】これらのスラグ又はスクラップの切断操作
に固有の問題は、金属酸化物ヒュ−ムの発生である。こ
れらのプロセスヒュ−ムは、典型的にはオレンジ及び褐
色の大きくたちのぼる酸化物の雲である。このヒュ−ム
は、ト−チ操作者にとって不快なだけでなく、ミルの部
位に環境問題を提供する。これらの操作は、屋外で行わ
れ、そこでは風が隣接する土地に酸化物を撒き散らし、
自動車や建物、又はときには居住地域に酸化物を付着さ
せるという余計な問題を引きおこす。このことは、潜在
的汚染物としての切断操作からの酸化物の環境問題に関
する関心を高めている。
に固有の問題は、金属酸化物ヒュ−ムの発生である。こ
れらのプロセスヒュ−ムは、典型的にはオレンジ及び褐
色の大きくたちのぼる酸化物の雲である。このヒュ−ム
は、ト−チ操作者にとって不快なだけでなく、ミルの部
位に環境問題を提供する。これらの操作は、屋外で行わ
れ、そこでは風が隣接する土地に酸化物を撒き散らし、
自動車や建物、又はときには居住地域に酸化物を付着さ
せるという余計な問題を引きおこす。このことは、潜在
的汚染物としての切断操作からの酸化物の環境問題に関
する関心を高めている。
【００１１】酸化物ヒュ−ムを減少させることに向けら
れたこれまでの努力は、酸素−アセチレン切断ト−チの
酸素源中の二酸化炭素の使用に向けられてきた。そこで
は、燃料ガスとしてアセチレンがスクラップを切断する
ために使用される。これは多くの理由から不満足であ
る。このアプロ−チでは、燃料ガスの使用がコストを伴
い、取扱いが複雑である。更に、切断燃焼処理を維持す
るために、適当な燃料ガス−酸素混合物が準備されなけ
ればならないだけでなく、二酸化炭素−酸素混合物もま
た、酸化物ヒュ−ムを減少させるよう試みつつ、切断燃
焼処理を保持しなければならない。
れたこれまでの努力は、酸素−アセチレン切断ト−チの
酸素源中の二酸化炭素の使用に向けられてきた。そこで
は、燃料ガスとしてアセチレンがスクラップを切断する
ために使用される。これは多くの理由から不満足であ
る。このアプロ−チでは、燃料ガスの使用がコストを伴
い、取扱いが複雑である。更に、切断燃焼処理を維持す
るために、適当な燃料ガス−酸素混合物が準備されなけ
ればならないだけでなく、二酸化炭素−酸素混合物もま
た、酸化物ヒュ−ムを減少させるよう試みつつ、切断燃
焼処理を保持しなければならない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、金属
価値物含有体の、より小さい物理単位への酸素誘導分割
中における、金属酸化物ヒュ−ムの発生を制御する方法
及び装置を提供することにある。
価値物含有体の、より小さい物理単位への酸素誘導分割
中における、金属酸化物ヒュ−ムの発生を制御する方法
及び装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によると、（ａ）
金属価値物含有体を提供する工程、及び（ｂ）燃料ガス
の不存在下で、二酸化炭素分に富む酸素雰囲気中で、ガ
ス状酸素を用いて消耗し得るランス（ｌａｎｃｅ）で前
記金属価値物含有体を分割する工程を具備する、金属価
値物含有体のより小さな物理的単位への酸素誘導分割中
の金属酸化物フュ−ムの発生を制御する方法が提供され
る。
金属価値物含有体を提供する工程、及び（ｂ）燃料ガス
の不存在下で、二酸化炭素分に富む酸素雰囲気中で、ガ
ス状酸素を用いて消耗し得るランス（ｌａｎｃｅ）で前
記金属価値物含有体を分割する工程を具備する、金属価
値物含有体のより小さな物理的単位への酸素誘導分割中
の金属酸化物フュ−ムの発生を制御する方法が提供され
る。
【００１４】また、本発明によると、金属価値物含有体
のより小さな物理的単位への酸素誘導分割のための装置
であって、この装置は、燃料ガスの不存在下で、制御ガ
ス分に富む酸素雰囲気中で、ガス状酸素を用いて前記金
属価値物含有体を分割する手段を具備し、この分割する
手段は基本的に酸素及び制御ガスからなるガス源と、こ
のガス源に接続された消耗し得るランス部材とを具備す
る、前記酸素誘導分割中の金属酸化物フュ−ムの発生を
減少させる装置が提供される。
のより小さな物理的単位への酸素誘導分割のための装置
であって、この装置は、燃料ガスの不存在下で、制御ガ
ス分に富む酸素雰囲気中で、ガス状酸素を用いて前記金
属価値物含有体を分割する手段を具備し、この分割する
手段は基本的に酸素及び制御ガスからなるガス源と、こ
のガス源に接続された消耗し得るランス部材とを具備す
る、前記酸素誘導分割中の金属酸化物フュ−ムの発生を
減少させる装置が提供される。
【００１５】
【作用】本発明の好ましい方法は、（ａ）金属価値物含
有体を提供する工程、及び（ｂ）燃料ガスの不存在下
で、二酸化炭素分に富む酸素雰囲気中で、ガス状酸素を
用いて消耗し得るランスで前記金属価値物含有体を分割
する工程を具備する。本発明の好ましい装置は、燃料ガ
スの不存在下で、二酸化炭素分に富む酸素雰囲気中で、
ガス状酸素を用いて金属価値物含有体を分割する手段を
具備し、この分割する手段は基本的に二酸化炭素及び制
御ガスからなるガス源と、このガス源に接続された消耗
し得るランス部材とを具備する。これに加え、本発明の
方法及び装置は、二酸化炭素を、窒素又は周期率表８族
から選ばれた不活性ガスと置換することにより、金属価
値物含有体のより小さな物理的単位への酸素誘導分割中
の金属酸化物フュ−ムの発生を増加させるために用いる
ことが出来る。
有体を提供する工程、及び（ｂ）燃料ガスの不存在下
で、二酸化炭素分に富む酸素雰囲気中で、ガス状酸素を
用いて消耗し得るランスで前記金属価値物含有体を分割
する工程を具備する。本発明の好ましい装置は、燃料ガ
スの不存在下で、二酸化炭素分に富む酸素雰囲気中で、
ガス状酸素を用いて金属価値物含有体を分割する手段を
具備し、この分割する手段は基本的に二酸化炭素及び制
御ガスからなるガス源と、このガス源に接続された消耗
し得るランス部材とを具備する。これに加え、本発明の
方法及び装置は、二酸化炭素を、窒素又は周期率表８族
から選ばれた不活性ガスと置換することにより、金属価
値物含有体のより小さな物理的単位への酸素誘導分割中
の金属酸化物フュ−ムの発生を増加させるために用いる
ことが出来る。
【００１６】本発明の方法及び装置では、スラグボタン
又はスクラップのような金属価値物含有体は、燃料ガス
の不存在下で、二酸化炭素分に富む酸素雰囲気中で、ガ
ス状酸素を用いて、消耗し得るランスで切断又は切開す
ることにより分割される。
又はスクラップのような金属価値物含有体は、燃料ガス
の不存在下で、二酸化炭素分に富む酸素雰囲気中で、ガ
ス状酸素を用いて、消耗し得るランスで切断又は切開す
ることにより分割される。
【００１７】消耗し得るランスは、ガス状酸素による高
度の発熱反応で消耗される出口管を具備する切断ランス
である。その主要な所望の金属価値物として鉄を有す
る、金属価値物含有体との関係で使用される、望ましい
消耗し得る物質は、鉄、鋼、好ましくは鋼である。
度の発熱反応で消耗される出口管を具備する切断ランス
である。その主要な所望の金属価値物として鉄を有す
る、金属価値物含有体との関係で使用される、望ましい
消耗し得る物質は、鉄、鋼、好ましくは鋼である。
【００１８】驚くべきことに、本発明者らは、スラグ又
はスクラップを切断するための消耗し得るランスによる
二酸化炭素分に富む酸素の使用が、目に見える金属酸化
物ヒュ−ムの発生を減少させる上で最も有益であること
を見出だした。鉄含有スラグの場合、本発明の方法及び
装置は、視覚による観察でオレンジ／赤の酸化物を８０
％以上抑制し得る。
はスクラップを切断するための消耗し得るランスによる
二酸化炭素分に富む酸素の使用が、目に見える金属酸化
物ヒュ−ムの発生を減少させる上で最も有益であること
を見出だした。鉄含有スラグの場合、本発明の方法及び
装置は、視覚による観察でオレンジ／赤の酸化物を８０
％以上抑制し得る。
【００１９】スラグボタンは、消耗し得るランスパイプ
を通して、標準純度（９９．５％）の酸素を用いて「ス
ライス」に切断される。ボタンの数及びその数は、一般
にランス装置のサイズと流量を決定する。酸素ランスパ
イプは、一般にボタンの燃焼処理のためには、３／８〜
１／４インチの径である。この用途には、一般に１２０
〜１５０ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）で、６０〜１５
０標準立法フィ−ト／分の酸素流量が用いられる。例え
ば、塩基性酸素炉が２０トンのボタン（８インチ径×４
インチ厚さ）を発生する。次のランス装置が典型的であ
る。
を通して、標準純度（９９．５％）の酸素を用いて「ス
ライス」に切断される。ボタンの数及びその数は、一般
にランス装置のサイズと流量を決定する。酸素ランスパ
イプは、一般にボタンの燃焼処理のためには、３／８〜
１／４インチの径である。この用途には、一般に１２０
〜１５０ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）で、６０〜１５
０標準立法フィ−ト／分の酸素流量が用いられる。例え
ば、塩基性酸素炉が２０トンのボタン（８インチ径×４
インチ厚さ）を発生する。次のランス装置が典型的であ
る。
【００２０】１／２インチの消耗し得るランスパイプ
酸素流量＝１５０ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）で、１
２０標準立法フィ−ト／分。
２０標準立法フィ−ト／分。
【００２１】本発明の方法及び装置は、スラグボタンの
分割について説明されるが、スクラップの分割について
も同様に適用し得ることは理解されるべきである。
分割について説明されるが、スクラップの分割について
も同様に適用し得ることは理解されるべきである。
【００２２】二酸化炭素の濃縮は、ガス状酸素雰囲気に
対し行なわれ、そこでは分割は以下の操作により生ず
る。
対し行なわれ、そこでは分割は以下の操作により生ず
る。
【００２３】１）消耗し得るランスパイプとは別のフィ
−ドパイプに付設されたホ−ンからボタン上の切断又は
燃焼処理領域の頂部又はその付近に、好ましくは（二酸
化炭素雪のような）分割された形態の固体二酸化炭素を
導入すること（図１参照）、または ２）消耗し得るランスパイプとは別のフィ−ドパイプか
ら直接ボタン上の切断又は燃焼処理領域の頂部又はその
付近に固体二酸化炭素を導入すること（図２参照）、ま
たは ３）消耗し得るランスパイプとは別のフィ−ドパイプか
らボタン上の切断又は燃焼処理領域の頂部又はその付近
にガス状二酸化炭素を導入すること（図３参照）、また
は ４）酸素と二酸化炭素とを一緒に消耗し得るランスパイ
プに導入して、これらのガスの混合物を流すことによ
り、ボタン上の切断又は燃焼処理領域にガス状二酸化炭
素を導入し、スラグを切断又は燃焼処理し、同時にヒュ
−ムを抑制すること（図３参照）。
−ドパイプに付設されたホ−ンからボタン上の切断又は
燃焼処理領域の頂部又はその付近に、好ましくは（二酸
化炭素雪のような）分割された形態の固体二酸化炭素を
導入すること（図１参照）、または ２）消耗し得るランスパイプとは別のフィ−ドパイプか
ら直接ボタン上の切断又は燃焼処理領域の頂部又はその
付近に固体二酸化炭素を導入すること（図２参照）、ま
たは ３）消耗し得るランスパイプとは別のフィ−ドパイプか
らボタン上の切断又は燃焼処理領域の頂部又はその付近
にガス状二酸化炭素を導入すること（図３参照）、また
は ４）酸素と二酸化炭素とを一緒に消耗し得るランスパイ
プに導入して、これらのガスの混合物を流すことによ
り、ボタン上の切断又は燃焼処理領域にガス状二酸化炭
素を導入し、スラグを切断又は燃焼処理し、同時にヒュ
−ムを抑制すること（図３参照）。
【００２４】一般に、１１０ポンド／平方インチ（ゲ−
ジ）で、１１０標準立法フィ−ト／分の流量で酸素を流
すならば、１１０ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）で、５
０標準立法フィ−ト／分の流量での二酸化炭素の追加
は、視覚による観察でオレンジ／赤の酸化物を約８０％
減少し得る。どのスラグボタンも新規であり、二つとし
て同一の化学的組成を有しないので、二酸化炭素の流量
及び圧力（酸素も同様）は、切断又は燃焼処理、即ち分
割されるスラグボタンの化学組成及び温度に応じて変化
する。本発明によると、二酸化炭素の変化する比は、酸
化物の雲のそれぞれの減少レベルを生じ得るものであ
る。例えば、鉄鋼スラグボタンの化学組成が鉄含量が比
較的低ければ、より高い鉄含量のスラグの場合よりも、
酸化物の雲のサイズを減少させるのに、より少ない二酸
化炭素が必要であろう。本発明によると、３重量部の酸
素に対し、１重量部を越える二酸化炭素を含む混合物
は、スラグ燃焼処理プロセスを妨害し、切断又は燃焼処
理を容易に維持できない。酸素と二酸化炭素の流量と圧
力は次の通りである。
ジ）で、１１０標準立法フィ−ト／分の流量で酸素を流
すならば、１１０ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）で、５
０標準立法フィ−ト／分の流量での二酸化炭素の追加
は、視覚による観察でオレンジ／赤の酸化物を約８０％
減少し得る。どのスラグボタンも新規であり、二つとし
て同一の化学的組成を有しないので、二酸化炭素の流量
及び圧力（酸素も同様）は、切断又は燃焼処理、即ち分
割されるスラグボタンの化学組成及び温度に応じて変化
する。本発明によると、二酸化炭素の変化する比は、酸
化物の雲のそれぞれの減少レベルを生じ得るものであ
る。例えば、鉄鋼スラグボタンの化学組成が鉄含量が比
較的低ければ、より高い鉄含量のスラグの場合よりも、
酸化物の雲のサイズを減少させるのに、より少ない二酸
化炭素が必要であろう。本発明によると、３重量部の酸
素に対し、１重量部を越える二酸化炭素を含む混合物
は、スラグ燃焼処理プロセスを妨害し、切断又は燃焼処
理を容易に維持できない。酸素と二酸化炭素の流量と圧
力は次の通りである。
【００２５】
流量 圧力
Ｏ2 ７０−１５０ＳＣＦＭ ６０−２００ｐｓｉｇ
ＣＯ2 １５−６０ ＳＣＦＭ ６０−２００ｐｓｉｇ
注 ＳＣＦＭ：標準立法フィ−ト／分
ｐｓｉｇ：ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）
主としてＦｅＯの高い金属含量のスラグは、純酸素中に
２５％までの二酸化炭素％で切断され得る。高い石灰含
有スラグでは金属含量が少ないので、オペレ−タ−は、
酸素中の二酸化炭素の比を減少させなければならない。
しかし、切断に際しての二酸化炭素の比の減少は、ヒュ
−ムの抑制に関し、プロセスの効果を変化させない。二
酸化炭素を流しながらのト−チ通路の開始は、燃焼処理
通路の開始を妨げる。それ故、燃焼処理を開始する最良
の方法は、燃焼処理を開始するために純粋のガス状酸素
（即ち、二酸化炭素を流さずに）を用いることである。
その結果、純粋の酸素のみを用いる最初のスラグの攪錬
は、酸素と二酸化炭素の混合物の導入前に確立される。
スラグの攪錬が開始される間、典型的なオレンジ色の蒸
気が見られる。約３０秒以内に二酸化炭素がガス状酸素
に加えられ、酸素の流量並びに圧力、及びスラグの化学
組成並びにボタン温度に関し、適当な流量及び圧力に調
整される。オレンジ色のヒュ−ムはすぐに消え、透明な
淡黄色の蒸気に変わる。オペレ−タ−は、ボタンが切断
されるまで切断動作を続行する。全体のボタンが炉に再
導入されるに充分小さくなるまで、同じ手順が用いられ
る。
２５％までの二酸化炭素％で切断され得る。高い石灰含
有スラグでは金属含量が少ないので、オペレ−タ−は、
酸素中の二酸化炭素の比を減少させなければならない。
しかし、切断に際しての二酸化炭素の比の減少は、ヒュ
−ムの抑制に関し、プロセスの効果を変化させない。二
酸化炭素を流しながらのト−チ通路の開始は、燃焼処理
通路の開始を妨げる。それ故、燃焼処理を開始する最良
の方法は、燃焼処理を開始するために純粋のガス状酸素
（即ち、二酸化炭素を流さずに）を用いることである。
その結果、純粋の酸素のみを用いる最初のスラグの攪錬
は、酸素と二酸化炭素の混合物の導入前に確立される。
スラグの攪錬が開始される間、典型的なオレンジ色の蒸
気が見られる。約３０秒以内に二酸化炭素がガス状酸素
に加えられ、酸素の流量並びに圧力、及びスラグの化学
組成並びにボタン温度に関し、適当な流量及び圧力に調
整される。オレンジ色のヒュ−ムはすぐに消え、透明な
淡黄色の蒸気に変わる。オペレ−タ−は、ボタンが切断
されるまで切断動作を続行する。全体のボタンが炉に再
導入されるに充分小さくなるまで、同じ手順が用いられ
る。
【００２６】
【実施例】本発明の方法及び装置によると、図１に示す
ように、ボタン１は、消耗し得る酸素ランス１０により
小片に分割される。酸素ランス１０の末端１２は、そこ
を通過する酸素により消費され、ボタン１を溶融又は燃
焼処理させるに必要な熱エネルギを供給する。ランス１
０には、その基端部１４において適切な源からガス状酸
素が供給される。必要に応じて、流れを制御するために
バルブ１５が設けられている。
ように、ボタン１は、消耗し得る酸素ランス１０により
小片に分割される。酸素ランス１０の末端１２は、そこ
を通過する酸素により消費され、ボタン１を溶融又は燃
焼処理させるに必要な熱エネルギを供給する。ランス１
０には、その基端部１４において適切な源からガス状酸
素が供給される。必要に応じて、流れを制御するために
バルブ１５が設けられている。
【００２７】二酸化炭素の固体粒子又は二酸化炭素の雪
を、分割（切断又は溶融又は燃焼処理）が行われるゾ−
ンに供給することにより、二酸化炭素に富む酸素の環境
が提供される。図１の実施態様では、二酸化炭素雪導管
２０が設けられ、その末端部２２はホ−ン２３を具備
し、そこから二酸化炭素雪が分割ゾ−ンに放出される。
ホ−ン２３は、二酸化炭素の分散を助ける。導管２０の
基端部２４には、適切な源から二酸化炭素雪が供給され
る。二酸化炭素雪の流れを制御するため、及び必要に応
じてその流れを停止するため、バルブ２６が設けられて
いる。オペレ−タ−は、オペレ−タ−とランス１０の末
端１２との間に介在する適当なシ−ルドにより保護され
る。
を、分割（切断又は溶融又は燃焼処理）が行われるゾ−
ンに供給することにより、二酸化炭素に富む酸素の環境
が提供される。図１の実施態様では、二酸化炭素雪導管
２０が設けられ、その末端部２２はホ−ン２３を具備
し、そこから二酸化炭素雪が分割ゾ−ンに放出される。
ホ−ン２３は、二酸化炭素の分散を助ける。導管２０の
基端部２４には、適切な源から二酸化炭素雪が供給され
る。二酸化炭素雪の流れを制御するため、及び必要に応
じてその流れを停止するため、バルブ２６が設けられて
いる。オペレ−タ−は、オペレ−タ−とランス１０の末
端１２との間に介在する適当なシ−ルドにより保護され
る。
【００２８】本発明の方法及び装置の他の態様では、図
１に対応する要素には、図２〜８において同一の数字が
付されている。図２に示す本発明の他の態様では、末端
部２２にホ−ンが設けられていないこと除いて図１の態
様と同様に、二酸化炭素雪が二酸化炭素導管２０の基端
部２４に供給され、バルブ２６により制御され、末端部
２２を通して分割ゾ−ンに排出される。
１に対応する要素には、図２〜８において同一の数字が
付されている。図２に示す本発明の他の態様では、末端
部２２にホ−ンが設けられていないこと除いて図１の態
様と同様に、二酸化炭素雪が二酸化炭素導管２０の基端
部２４に供給され、バルブ２６により制御され、末端部
２２を通して分割ゾ−ンに排出される。
【００２９】図３に示す本発明の更に他の態様では、二
酸化炭素導管２０の基端部２４にガス状二酸化炭素が供
給され、ガス状二酸化炭素がバルブ２６により制御さ
れ、末端部２２を通して分割ゾ−ンに排出されることを
除いて、図２の態様と同様に、すべての要素が働く。
酸化炭素導管２０の基端部２４にガス状二酸化炭素が供
給され、ガス状二酸化炭素がバルブ２６により制御さ
れ、末端部２２を通して分割ゾ−ンに排出されることを
除いて、図２の態様と同様に、すべての要素が働く。
【００３０】図４に示す本発明の更に他の態様では、図
３の態様と同様に、ガス状酸素及びガス状二酸化炭素が
それぞれ基端部１４，２４に供給され、バルブ１６，２
６により制御される。しかし、図４に示す態様では、ガ
ス状酸素及びガス状二酸化炭素を収容し、混合するため
に混合室３０が設けられ、二酸化炭素分に富む酸素の流
れをその出力として提供する。二酸化炭素分に富む酸素
は、混合室３０から消耗し得るランス部材８を下って末
端部１２´に流れる。
３の態様と同様に、ガス状酸素及びガス状二酸化炭素が
それぞれ基端部１４，２４に供給され、バルブ１６，２
６により制御される。しかし、図４に示す態様では、ガ
ス状酸素及びガス状二酸化炭素を収容し、混合するため
に混合室３０が設けられ、二酸化炭素分に富む酸素の流
れをその出力として提供する。二酸化炭素分に富む酸素
は、混合室３０から消耗し得るランス部材８を下って末
端部１２´に流れる。
【００３１】図５は、本発明に使用される混合室３０の
態様を示す。この態様では、ガス状酸素導管３２は、そ
の末端部３３の周囲を囲み、それと同軸に配列されたガ
ス状二酸化炭素導管を有する。ガス状酸素は、酸素導管
３２の基端部３３Ａに入り、導管３２の末端部３３によ
り混合室３０の内部に排出される。ガス状二酸化炭素
は、混合室３０から、混合室３０と酸素及び二酸化炭素
導管３２，３４との長手中心軸に関し半径方向に伸びる
入口導管を通して、混合室３０に入る。酸素導管３２の
末端３３又は出口は、混合室を通るガスの流れに関し二
酸化炭素入口３６の下流に配置されている。
態様を示す。この態様では、ガス状酸素導管３２は、そ
の末端部３３の周囲を囲み、それと同軸に配列されたガ
ス状二酸化炭素導管を有する。ガス状酸素は、酸素導管
３２の基端部３３Ａに入り、導管３２の末端部３３によ
り混合室３０の内部に排出される。ガス状二酸化炭素
は、混合室３０から、混合室３０と酸素及び二酸化炭素
導管３２，３４との長手中心軸に関し半径方向に伸びる
入口導管を通して、混合室３０に入る。酸素導管３２の
末端３３又は出口は、混合室を通るガスの流れに関し二
酸化炭素入口３６の下流に配置されている。
【００３２】図６は、本発明に使用される混合室３０の
他の態様を示す。この態様では、ガス状酸素入口３８と
二酸化炭素分に富む雰囲気出口３９は、軸方向に配列し
たＹ型のコネクタ−の足部であり、一方、二酸化炭素入
口４０の長手方向中心軸は、酸素入口３８及び二酸化炭
素分に富む酸素雰囲気出口３９に共通する長手方向中心
軸と、鋭角で交差する。
他の態様を示す。この態様では、ガス状酸素入口３８と
二酸化炭素分に富む雰囲気出口３９は、軸方向に配列し
たＹ型のコネクタ−の足部であり、一方、二酸化炭素入
口４０の長手方向中心軸は、酸素入口３８及び二酸化炭
素分に富む酸素雰囲気出口３９に共通する長手方向中心
軸と、鋭角で交差する。
【００３３】図７に示す本発明に使用される混合室３０
の態様では、二酸化炭素入口４０の長手方向中心軸は、
酸素入口３８及び二酸化炭素分に富む酸素雰囲気出口３
９に共通する長手方向中心軸と、半径方向で、即ちほぼ
直角で交差する。
の態様では、二酸化炭素入口４０の長手方向中心軸は、
酸素入口３８及び二酸化炭素分に富む酸素雰囲気出口３
９に共通する長手方向中心軸と、半径方向で、即ちほぼ
直角で交差する。
【００３４】図８は、本発明に使用される混合手段５０
の好ましい態様を示す。この態様では、酸素と二酸化炭
素とは、それぞれの供給源（図示せず）からピト−管型
の混合室７０に供給される。酸素ガスの供給源は、着脱
が容易なためのユニオン５１を介して混合手段５０に接
続される。次いで、酸素は流れを制御するためのコント
ロ−ルバルブ５３とその圧力を調整するための圧力レギ
ュレ−タ−５５を通る。調整後の酸素の圧力は、圧力ゲ
−ジ５７によりモニタ−され、その流量は流量計５９に
よりモニタ−される。シャットオフ６１は、酸素の流れ
を完全に止める。下流のチェックバルブ６３は、ガスが
酸素ラインに逆流するのを防止する。
の好ましい態様を示す。この態様では、酸素と二酸化炭
素とは、それぞれの供給源（図示せず）からピト−管型
の混合室７０に供給される。酸素ガスの供給源は、着脱
が容易なためのユニオン５１を介して混合手段５０に接
続される。次いで、酸素は流れを制御するためのコント
ロ−ルバルブ５３とその圧力を調整するための圧力レギ
ュレ−タ−５５を通る。調整後の酸素の圧力は、圧力ゲ
−ジ５７によりモニタ−され、その流量は流量計５９に
よりモニタ−される。シャットオフ６１は、酸素の流れ
を完全に止める。下流のチェックバルブ６３は、ガスが
酸素ラインに逆流するのを防止する。
【００３５】二酸化炭素ガスの取扱いは酸素の場合と同
様である。二酸化炭素ガス供給源は、ユニオン５２を介
して混合手段５０に接続されている。二酸化炭素ガス
は、次いでコントロ−ルバルブ５４を通り、流量を制御
され、圧力レギュレ−タ−を通り、その圧力を制御され
る。次いで、二酸化炭素ガスの圧力は、圧力ゲ−ジ５８
によりモニタ−され、その流量は流量計６０によりモニ
タ−される。流量計６０の下流のシャットオフバルブ６
２は、二酸化炭素ガスの流れを完全に止める。シャット
オフバルブの下流のチェックバルブ６４は、ガスが二酸
化炭素ガスラインに逆流するのを防止する。
様である。二酸化炭素ガス供給源は、ユニオン５２を介
して混合手段５０に接続されている。二酸化炭素ガス
は、次いでコントロ−ルバルブ５４を通り、流量を制御
され、圧力レギュレ−タ−を通り、その圧力を制御され
る。次いで、二酸化炭素ガスの圧力は、圧力ゲ−ジ５８
によりモニタ−され、その流量は流量計６０によりモニ
タ−される。流量計６０の下流のシャットオフバルブ６
２は、二酸化炭素ガスの流れを完全に止める。シャット
オフバルブの下流のチェックバルブ６４は、ガスが二酸
化炭素ガスラインに逆流するのを防止する。
【００３６】二酸化炭素ガスは、室７０の長手方向の中
心軸の軸方向に配列されたノズル７２を通してピト−管
型混合室７０に入る。軸方向に配列された入口管７４か
ら入った酸素ガスと混合される。混合室７０から消耗し
得る酸素ランス部材（図示せず）への流れは、コントロ
−ルバルブ７６により制御される。
心軸の軸方向に配列されたノズル７２を通してピト−管
型混合室７０に入る。軸方向に配列された入口管７４か
ら入った酸素ガスと混合される。混合室７０から消耗し
得る酸素ランス部材（図示せず）への流れは、コントロ
−ルバルブ７６により制御される。
【００３７】混合手段５０への酸素ガス及び二酸化炭素
ガスの供給は、約１００〜約１５０ポンド／平方インチ
（ゲ−ジ）で行なわれるのが望ましい。圧力レギュレ−
タ−５５，５６は、望ましくはこの圧力を７５〜１００
ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）に減少させる。酸素ガス
の二酸化炭素ラインへの逆流を避けるために、入口管７
４における酸素ガス圧力に一般に等しいノズル出口７２
における二酸化炭素ガス圧力を維持することが望まし
い。
ガスの供給は、約１００〜約１５０ポンド／平方インチ
（ゲ−ジ）で行なわれるのが望ましい。圧力レギュレ−
タ−５５，５６は、望ましくはこの圧力を７５〜１００
ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）に減少させる。酸素ガス
の二酸化炭素ラインへの逆流を避けるために、入口管７
４における酸素ガス圧力に一般に等しいノズル出口７２
における二酸化炭素ガス圧力を維持することが望まし
い。
【００３８】スラグの酸素切断の伝統的実施中に発生し
た廃ガス放出サンプルは、典型的に以下の分析値を生ず
る。
た廃ガス放出サンプルは、典型的に以下の分析値を生ず
る。
【００３９】
ＳＯ2 ＝５ｐｐｍ
ＮＯ ＜１ｐｐｍ
ＮＯ2 ＜１ｐｐｍ
スラグの二酸化炭素分に富む酸素切断の使用中に発生し
た廃ガス放出サンプルは、典型的に以下の分析値を生ず
る。
た廃ガス放出サンプルは、典型的に以下の分析値を生ず
る。
【００４０】
ＳＯ2 ＜１ｐｐｍ
ＮＯ ＜１ｐｐｍ
ＮＯ2 ＜１ｐｐｍ
鉄スラグの伝統的切断により生じた粒状サンプルの分析
は、二酸化炭素と酸素の混合物を用いて存在するよりも
より多くのＦｅＯが酸素のみを用いた場合に蒸気の形で
存在することを示している。このことは、二酸化炭素が
そのプロセスにおいて、ＦｅＯの気化を減少させること
を証明している。類似の結論が、同様に処理されたアル
ミニウム、銅、及び他の金属スラグに対し導かれる。
は、二酸化炭素と酸素の混合物を用いて存在するよりも
より多くのＦｅＯが酸素のみを用いた場合に蒸気の形で
存在することを示している。このことは、二酸化炭素が
そのプロセスにおいて、ＦｅＯの気化を減少させること
を証明している。類似の結論が、同様に処理されたアル
ミニウム、銅、及び他の金属スラグに対し導かれる。
【００４１】更に、鉄スラグの伝統的切断により生じた
粒状体の分析は、酸素のみを用いた場合に存在するより
もより多くのＦｅＯが、純酸素と窒素又は周期率表第８
族の希ガス又はその混合物とを用いた場合に蒸気の形で
存在することを示している。このことは、窒素又は周期
率表第８族の希ガス又はその混合物がそのプロセスにお
いて、ＦｅＯの気化を増加させることを証明している。
類似の結論が、同様に処理されたアルミニウム、銅、及
び他の金属スラグに対し導かれる。本発明の方法及び装
置は、切断スクラップにも適用される。二酸化炭素の添
加前に溶融溶銑（パドル）をスタ−トさせるために、燃
料ガス及び酸素が用いられるが、切断は燃料ガスの使用
なしに進行する。切断ト−チ又はランスは、２つの酸素
ラインに設けられている。燃料ガスのための酸素ライン
は、二酸化炭素を採用しない。切断のための大きな酸素
ラインは、ヒュ−ムの抑制のため二酸化炭素と予備混合
される。スクラップの切断の蒸気の目印は、濃い黄色ヒ
ュ−ムである。切断酸素に少量の二酸化炭素を加えるこ
とにより、黄色の煙りが事実上消失し、透明な薄い白ヒ
ュ−ムに置き変わる。
粒状体の分析は、酸素のみを用いた場合に存在するより
もより多くのＦｅＯが、純酸素と窒素又は周期率表第８
族の希ガス又はその混合物とを用いた場合に蒸気の形で
存在することを示している。このことは、窒素又は周期
率表第８族の希ガス又はその混合物がそのプロセスにお
いて、ＦｅＯの気化を増加させることを証明している。
類似の結論が、同様に処理されたアルミニウム、銅、及
び他の金属スラグに対し導かれる。本発明の方法及び装
置は、切断スクラップにも適用される。二酸化炭素の添
加前に溶融溶銑（パドル）をスタ−トさせるために、燃
料ガス及び酸素が用いられるが、切断は燃料ガスの使用
なしに進行する。切断ト−チ又はランスは、２つの酸素
ラインに設けられている。燃料ガスのための酸素ライン
は、二酸化炭素を採用しない。切断のための大きな酸素
ラインは、ヒュ−ムの抑制のため二酸化炭素と予備混合
される。スクラップの切断の蒸気の目印は、濃い黄色ヒ
ュ−ムである。切断酸素に少量の二酸化炭素を加えるこ
とにより、黄色の煙りが事実上消失し、透明な薄い白ヒ
ュ−ムに置き変わる。
【００４２】燃焼処理又はランシングの際の金属の気化
における、特に金属酸化物ヒュ−ムの発生の減少におけ
る酸素と二酸化炭素の効果を理解するためには、本発明
のプロセスの反応速度論を調べることが有益である。金
属の気化速度を制御するためには、２つの型のメカニズ
ムが可能性あると思われる。１つは化学プロセスであ
り、１つは移動プロセスである。化学プロセスは、揮発
性金属化合物の形成を含み、移動プロセスは、金属の固
体−ガス界面に非常に近接して、蒸気相中の金属と気相
との反応による微細に分割された濃縮相の形成を含んで
いる。
における、特に金属酸化物ヒュ−ムの発生の減少におけ
る酸素と二酸化炭素の効果を理解するためには、本発明
のプロセスの反応速度論を調べることが有益である。金
属の気化速度を制御するためには、２つの型のメカニズ
ムが可能性あると思われる。１つは化学プロセスであ
り、１つは移動プロセスである。化学プロセスは、揮発
性金属化合物の形成を含み、移動プロセスは、金属の固
体−ガス界面に非常に近接して、蒸気相中の金属と気相
との反応による微細に分割された濃縮相の形成を含んで
いる。
【００４３】金属は、ガス状酸素流中で気化するとき、
金属蒸気とガス状酸素の向流束は、金属固体の表面から
或る短い距離で、鉄の蒸気とガス状酸素とが反応して、
金属酸化物の雲を形成することを示している。鉄の場
合、次の式に従う。
金属蒸気とガス状酸素の向流束は、金属固体の表面から
或る短い距離で、鉄の蒸気とガス状酸素とが反応して、
金属酸化物の雲を形成することを示している。鉄の場
合、次の式に従う。
【００４４】
２Ｆｅ（蒸気）＋Ｏ2 （ガス） → ２ＦｅＯ（固体又
は液体） 気相中で微細に分割された状態にある金属酸化物の形成
は、金属蒸気とガス状酸素のための溜め（ｓｉｎｋ）を
提供し、それによってこれらのガス種の向流束を生ず
る。
は液体） 気相中で微細に分割された状態にある金属酸化物の形成
は、金属蒸気とガス状酸素のための溜め（ｓｉｎｋ）を
提供し、それによってこれらのガス種の向流束を生ず
る。
【００４５】これらの条件の下で等温系において、向流
束の定常状態が確立されたとき、金属表面に近い金属蒸
気とガス状酸素の濃度は、フィックの法則により基本的
に線形の関係であるように見える。酸化鉄の雲の層の形
成は、提案されたメカニズムと抵触しない。実際に、こ
の酸化鉄の雲の層を除去するに充分な自由対流の力が存
在する。
束の定常状態が確立されたとき、金属表面に近い金属蒸
気とガス状酸素の濃度は、フィックの法則により基本的
に線形の関係であるように見える。酸化鉄の雲の層の形
成は、提案されたメカニズムと抵触しない。実際に、こ
の酸化鉄の雲の層を除去するに充分な自由対流の力が存
在する。
【００４６】与えられた温度及び物質移動係数に対し、
鉄の気化速度は増加する酸素の分圧とともにリニアに増
加する。酸素の分圧の増加は、鉄の蒸気が移動する距離
を減少させる。それ故、気化に関し、２つの鍵となるパ
ラメ−タ−は次の通りである。
鉄の気化速度は増加する酸素の分圧とともにリニアに増
加する。酸素の分圧の増加は、鉄の蒸気が移動する距離
を減少させる。それ故、気化に関し、２つの鍵となるパ
ラメ−タ−は次の通りである。
【００４７】１）最大自由気化速度は、越えることが出
来ない。
来ない。
【００４８】２）所定の金属と温度について、それ以下
では金属酸化物の雲が形成しない最小酸素分圧がある。
では金属酸化物の雲が形成しない最小酸素分圧がある。
【００４９】鉄の場合、１４００℃以上の温度では、金
属固体の表面は、この臨界値が到達するとき、液状酸化
鉄の層で覆われ、気化速度はますます小さくなる。
属固体の表面は、この臨界値が到達するとき、液状酸化
鉄の層で覆われ、気化速度はますます小さくなる。
【００５０】形成された酸化物の雲の酸素電位に応じ
て、それ以下では酸化物の雲が形成しない最小臨界酸素
分圧がある。
て、それ以下では酸化物の雲が形成しない最小臨界酸素
分圧がある。
【００５１】Ｆｅ〜ＦｅＯの場合、最小臨界値ｐ02＝
４．１３×１０-6ｍｍであり、Ｃｕ〜Ｃｕ2 の場合、最
小臨界値ｐ02＝１．６５×１０-2ｍｍである。
４．１３×１０-6ｍｍであり、Ｃｕ〜Ｃｕ2 の場合、最
小臨界値ｐ02＝１．６５×１０-2ｍｍである。
【００５２】形成された金属酸化物の雲の酸素電位に応
じて、それ以下では金属酸化物の雲が形成することが出
来ない最小臨界酸素分圧があるように思われる。本発明
による二酸化炭素の追加は、酸素に関し、所望の分圧効
果を生じ、それにより鉄の酸化鉄への気相反応が制限さ
れると考えられる。まとめると、本発明により、本発明
のプロセスは、スラグ又はスクラップのランス中の酸化
鉄及び他の金属酸化物の気化電位を減少させることによ
り、明らかに雰囲気中に金属酸化物の分散を減少させ
る。この可能な操作モ−ドの更なる説明は、Ｔｕｒｋｄ
ｏｇａｎ，Ｅ．Ｔ．ｅｔ．ａｌ「金属の気化の拡散−制
限速度の増加」鉄鋼協会、巻６７、１６４７−１６５４
（１９６３）に見ることが出来る。
じて、それ以下では金属酸化物の雲が形成することが出
来ない最小臨界酸素分圧があるように思われる。本発明
による二酸化炭素の追加は、酸素に関し、所望の分圧効
果を生じ、それにより鉄の酸化鉄への気相反応が制限さ
れると考えられる。まとめると、本発明により、本発明
のプロセスは、スラグ又はスクラップのランス中の酸化
鉄及び他の金属酸化物の気化電位を減少させることによ
り、明らかに雰囲気中に金属酸化物の分散を減少させ
る。この可能な操作モ−ドの更なる説明は、Ｔｕｒｋｄ
ｏｇａｎ，Ｅ．Ｔ．ｅｔ．ａｌ「金属の気化の拡散−制
限速度の増加」鉄鋼協会、巻６７、１６４７−１６５４
（１９６３）に見ることが出来る。
【００５３】金属酸化物ヒュ−ムの発生を減少させるこ
とが好ましいが、或る環境の下では、金属酸化物ヒュ−
ムの発生を増加させることが好ましい。二酸化炭素の代
わりに、窒素又は周期率表第８族から選ばれた不活性ガ
スを用いるならば、金属酸化物ヒュ−ムの発生は増加す
る。これは、フィックの法則の逆の結果なので、特に驚
くべきことである。
とが好ましいが、或る環境の下では、金属酸化物ヒュ−
ムの発生を増加させることが好ましい。二酸化炭素の代
わりに、窒素又は周期率表第８族から選ばれた不活性ガ
スを用いるならば、金属酸化物ヒュ−ムの発生は増加す
る。これは、フィックの法則の逆の結果なので、特に驚
くべきことである。
【００５４】以上、特に酸化鉄価値物の分割に関し、本
発明の方法及び装置について説明したが、本発明の方法
及び装置は、銅又はアルミニウムのような他の金属価値
物を有する含有体の分割にも適用し得ることは理解され
るべきである。
発明の方法及び装置について説明したが、本発明の方法
及び装置は、銅又はアルミニウムのような他の金属価値
物を有する含有体の分割にも適用し得ることは理解され
るべきである。
【図１】本発明の一態様に係る装置のダイヤグラム図。
【図２】本発明の他の態様に係る装置のダイヤグラム
図。
図。
【図３】本発明の更に他の態様に係る装置のダイヤグラ
ム図。
ム図。
【図４】本発明の更にまた他の態様に係る装置のダイヤ
グラム図。
グラム図。
【図５】酸素を二酸化炭素で濃縮するための本発明に係
る装置のダイヤグラム図。
る装置のダイヤグラム図。
【図６】酸素を二酸化炭素で濃縮するための本発明の他
の態様に係る装置のダイヤグラム図。
の態様に係る装置のダイヤグラム図。
【図７】酸素を二酸化炭素で濃縮するための本発明の更
に他の態様に係る装置のダイヤグラム図。
に他の態様に係る装置のダイヤグラム図。
【図８】酸素を二酸化炭素で濃縮するための本発明の好
ましい態様に係る装置のダイヤグラム図。
ましい態様に係る装置のダイヤグラム図。
１…ボタン、１０…ランス、１２，２２…末端部、１
４，２４…基端部、１５，２６…バルブ、２０…二酸化
炭素、２３…ホ−ン。
４，２４…基端部、１５，２６…バルブ、２０…二酸化
炭素、２３…ホ−ン。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 クレセダ・エル・ダグラス
アメリカ合衆国、ペンシルバニア州
19082、アツパー・ダービイ、ハーウツ
ド・アベニユー 2240
Claims (26)
- 【請求項１】 （ａ）金属価値物含有体を提供する工
程、及び（ｂ）燃料ガスの不存在下で、二酸化炭素分に
富む酸素雰囲気中で、ガス状酸素を用いて消耗し得るラ
ンスで前記金属価値物含有体を分割する工程を具備す
る、金属価値物含有体のより小さな物理的単位への酸素
誘導分割中の金属酸化物フュ−ムを減少させる方法。 - 【請求項２】 二酸化炭素は固体状で提供される請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】 二酸化炭素は分散構造体により施される
請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 二酸化炭素はガス状で提供される請求項
１に記載の方法。 - 【請求項５】 二酸化炭素は、消耗し得るランスと分離
された導管を通して雰囲気中に供給される請求項４に記
載の方法。 - 【請求項６】 二酸化炭素とガス状酸素は、酸素と二酸
化炭素との混合物として消耗し得るランスに供給される
請求項４に記載の方法。 - 【請求項７】 雰囲気中の酸素の分圧は、実質的に可視
の金属酸化物ヒュ−ムを発生させるに必要な酸素の分圧
より低い請求項１ないし６のいずれかの項に記載の方
法。 - 【請求項８】 前記金属価値物は、鉄及び／又はアルミ
ニウム及び／又は銅請求項１ないし７のいずれかの項に
記載の方法。 - 【請求項９】 酸素は約７０〜約１５０標準立法フィ−
ト／分の流量で流れ、二酸化炭素は約１５〜約６０標準
立法フィ−ト／分の流量で流れ、酸素の圧力は約６０〜
２００ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）、二酸化炭素の圧
力は約６０〜２００ポンド／平方インチ（ゲ−ジ）であ
る請求項４に記載の方法。 - 【請求項１０】 酸素と二酸化炭素の容積比は３：１以
上である請求項１ないし９のいずれかの項に記載の方
法。 - 【請求項１１】 （ａ）金属価値物含有体を提供する工
程、及び（ｂ）燃料ガスの不存在下で、制御ガス分に富
む酸素雰囲気中で、ガス状酸素を用いて消耗し得るラン
スで前記金属価値物含有体を分割する工程を具備し、前
記制御ガスは、窒素又は周期率表第８族の不活性ガス又
はその混合物から選択される、金属価値物含有体のより
小さな物理的単位への酸素誘導分割中の金属酸化物フュ
−ムを減少させる方法。 - 【請求項１２】 前記制御ガスは窒素及び／又はアルゴ
ンからなる請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記制御ガスは、消耗し得るランスと
は別の導管を通して雰囲気に供給される請求項１１又は
１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記制御ガス及びガス状酸素は、酸素
と制御ガスとの混合ガスとして消耗し得るランスに供給
される請求項１１ないし１３のいずれかの項に記載の方
法。 - 【請求項１５】 前記金属価値物は、鉄及び／又はアル
ミニウム及び／又は銅請求項１１ないし１４のいずれか
の項に記載の方法。 - 【請求項１６】 金属価値物含有体のより小さな物理的
単位への酸素誘導分割のための装置であって、この装置
は、燃料ガスの不存在下で、制御ガス分に富む酸素雰囲
気中で、ガス状酸素を用いて前記金属価値物含有体を分
割する手段を具備し、この分割する手段は基本的に酸素
及び二酸化炭素からなるガス源と、このガス源に接続さ
れた消耗し得るランス部材とを具備する、前記酸素誘導
分割中の金属酸化物フュ−ムの発生を減少させる装置。 - 【請求項１７】 固体状の二酸化炭素を提供する手段を
更に具備する請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記手段は、分散構造体を具備する請
求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 消耗し得るランスとは別の導管を通し
て二酸化炭素を雰囲気に供給する手段を更に具備する請
求項１６又は１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 酸素と二酸化炭素の混合物として消耗
し得るランスに二酸化炭素及びガス状酸素を供給する手
段を更に具備する請求項１６ないし１９のいずれかの項
に記載の装置。 - 【請求項２１】 雰囲気中の酸素の分圧は、実質的に可
視の金属酸化物ヒュ−ムを発生させるに必要な酸素の分
圧より低い請求項１６ないし２０のいずれかの項に記載
の装置。 - 【請求項２２】 酸素を供給する手段を更に具備する請
求項１６ないし２１のいずれかの項に記載の装置。 - 【請求項２３】 酸素と二酸化炭素の混合物を更に具備
する請求項１６ないし２２のいずれかの項に記載の装
置。 - 【請求項２４】 金属価値物含有体を、酸素誘導分割中
の減少する金属酸化物ヒュ−ム発生のより小さな物理的
単位への酸素誘導分割のための装置であって、この装置
は、燃料ガスの不存在下で、二酸化炭素分に富む酸素雰
囲気中で、ガス状酸素を用いて前記金属価値物含有体を
分割する手段を具備し、この分割する手段は基本的に酸
素、及び窒素又は周期率表第８族の不活性ガス又はその
混合物から選択されるガスとからなるガス源を具備する
ことを特徴とする装置。 - 【請求項２５】 前記制御ガスは、窒素及び／又はアル
ゴンからなる請求項２４に記載の装置。 - 【請求項２６】 前記制御ガスを、消耗し得るランスと
は別の導管を通して雰囲気に供給する手段を更に具備す
る請求項２４又は２５に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/626,207 US5196072A (en) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | Method and apparatus for controlling metal oxide fume generation during subdivision of a body containing metal values |
| US626207 | 1990-12-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059514A true JPH059514A (ja) | 1993-01-19 |
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|---|---|---|---|
| JP3325970A Pending JPH059514A (ja) | 1990-12-12 | 1991-12-10 | 金属価値物含有体の酸素誘導分割中における金属酸化物フユ−ムを制御するための方法及び装置 |
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| EP (1) | EP0490743B1 (ja) |
| JP (1) | JPH059514A (ja) |
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| CA (1) | CA2057457A1 (ja) |
| DE (1) | DE69124350T2 (ja) |
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| US6228187B1 (en) | 1998-08-19 | 2001-05-08 | Air Liquide America Corp. | Apparatus and methods for generating an artificial atmosphere for the heat treating of materials |
| US6491863B2 (en) | 2000-12-12 | 2002-12-10 | L'air Liquide-Societe' Anonyme A' Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes George Claude | Method and apparatus for efficient utilization of a cryogen for inert cover in metals melting furnaces |
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-
1990
- 1990-12-12 US US07/626,207 patent/US5196072A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-12-09 DE DE69124350T patent/DE69124350T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1991-12-09 ES ES91403313T patent/ES2099146T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-09 EP EP19910403313 patent/EP0490743B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-10 CA CA 2057457 patent/CA2057457A1/en not_active Abandoned
- 1991-12-10 JP JP3325970A patent/JPH059514A/ja active Pending
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