JPH09506143A - 炭素含有微粒子を融解するための装置及び該装置を使用して該微粒子を融解する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃焼炎の全領域に亙って微粒子を均一に燃焼・融解させることができる、炭素含有微粒子の融解装置及び方法。該装置は酸素供給通路が設けられた酸素入口管を有する内部酸素供給部、内部酸素供給部を囲むように配され、粒子入口管、供給管及び供給通路から成る粒子供給部、及び粒子供給部を囲むように配され、外部酸素入口管、供給管及び供給通路から成る外部酸素供給部とを含む三重管構造を有している。内部酸素供給管、粒子供給管及び外部酸素供給管の前端はノズルを形成し、それは粒子供給管を通して供給された微粒子を、内部及び外部酸素供給管を通して各々供給された空気及び／もしくは酸素流と共に注入し、燃焼・融解させる働きをする。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 炭素含有微粒子を融解するための装置及び該装置を使用して該微粒子を融解する 方法 背景技術 技術分野 本発明は可燃性炭素を含有する微粒子を燃焼させ、融解するための装置、及び 該装置を使用して該微粒子を融解する方法に関する。より詳細には、本発明は微 粒子の融解／凝集効率を改善することができる三重管構造を有する微粒子融解装 置、及び該装置を使用する微粒子融解方法に関する。 従来の技術 一般に、製鉄所は銑鉄もしくは銑鋼の製造に際して、可燃性材料を含有する微 粒子を融解するために融解装置を使用する。銑鉄の製造においては、例えば、溶 解還元炉を使用して溶解還元工程が行われている。溶解還元炉に石炭を詰め、そ こに酸素を送り還元ガスを作り出す。溶解還元炉では、溶解還元炉の上に配され た前還元炉において還元された鉱石が、還元ガスの製造中に発生する熱によって 溶解される。多量の粉塵が溶解還元炉の還元ガスの中に含まれている。次に、還 元ガスが燃焼／融解装置によって燃やされ、融解される。燃焼／融解装置におい て、鉄鉱石の微粒子と、還元ガスに含まれる脈石が融解され、凝集し、溶解還元 炉へと落下する。このよう にして、原材料の損失を減少させている。 融解装置に関する１つの技術がオーストリア特許公報Ｎｏ．ＡＴ−Ｂ−３８１ 、１１６に開示されており、それは中央管と外管を含む二重管構造を有した石炭 燃焼装置である。この装置は外管を通して送風される酸素または空気を利用して 、中央管を通して供給される石炭を燃焼させる。 二重管構造を有する該装置は微粒子を融解する工程に使用されるが、石炭粒子 が外管を通して送られる酸素と接触する時にのみ燃焼が可能となるので、石炭微 粒子の燃焼が燃焼炎の外側部分から発生し、粒子流の中心では燃焼が起こらない という問題がある。更に、この装置を少量の炭素を含有する微粒子を融解するた めに使用すると、粒子の融解効率が低下する。 発明の要約 従って、発明の目的は、燃焼炎の全域に亙って微粒子を均一に燃焼・融解する ことができる、炭素含有微粒子を融解する装置を提供することである。 発明の他の目的は、上述の融解装置を用いて微粒子を効率的に燃焼・融解する ことができる、炭素含有微粒子の融解方法を提供することである。 本発明によれば、第一の目的は炭素含有微粒子の融解装置によって達成され、 該装置は、粒子の中心流においても燃焼を達成できるように、微粒子の燃焼・融 解と同時に、微粒子の中心流に空気、酸素を多量に含んだ空気 もしくは純粋の酸素を送ることができ、それによって非燃焼域を除去するのみな らず、燃焼炎の全域に亙って均一な温度分布を達成することができる。この装置 は可燃性材料に対する燃焼効率を高め、非可燃性粒子の融解及び凝集を極限まで 増加させる。 本発明によれば、第２の目的は微粒子の融解方法によって達成され、該方法は 微粒子を供給するために使用される不活性ガスの流量、及び微粒子の燃焼のため に送られる酸素もしくは空気の流量と全量を適度に制限する。 １つの局面によれば、本発明は炭素含有微粒子を融解する装置を提供し、該装 置は：その後端で空気及び／もしくは酸素を供給するための空気／酸素供給源に 接続され、空気／酸素供給源から空気及び／もしくは酸素を受け取るために適合 される内部酸素入口管、及びその後端で内部酸素入口管の前端に接続され、その 後端で内部酸素入口管と連通する内部酸素供給通路を持つ内部酸素供給管とを具 備する内部酸素供給部；内部酸素供給部を放射状に囲むように配された粒子供給 部、粒子供給部はその後端で微粒子及びキャリヤガスを供給するための粒子／キ ャリヤガス供給源に接続され、粒子／キャリヤガス供給源から微粒子及びキャリ ヤガスを受け取るために適合される粒子入口管、及びその後端で粒子入口管の前 端に接続され、その後端で粒子入口管と連通する粒子供給通路を有する粒子供給 管とを具備し；粒子供給部を放射状に囲むように配された外部酸素供給部、外部 酸素供給 部は酸素供給源に接続され、酸素供給源から酸素を受け取るために適合される外 部酸素入口管、及び外部酸素入口管と連通する外部酸素供給通路を有する外部酸 素供給管とを具備し；粒子入口管は内部酸素入口管が粒子入口管の内部へと伸び るように、内部酸素入口管にしっかりと装着され；粒子入口管の前端に設けられ る第１のフランジ、粒子供給管の後端に設けられる第２のフランジ、及び外部酸 素供給管の後端に設けられる第３のフランジ、全てのフランジは連結手段によっ て共に連結されており；内部酸素供給通路及び粒子供給通路の各々はその両端で 開放されており、外部酸素供給口は第２のフランジによってその後端で閉じられ ており；及び内部酸素供給管、粒子供給管及び外部酸素供給管の各前端で構成さ れるノズルから成り、該ノズルは注入された微粒子が燃焼・融解するように、粒 子供給管を通して供給される微粒子を、内部及び外部酸素供給管を通して各々供 給される空気及び／もしくは酸素流と共に注入する働きをする。 別の局面によれば、本発明は炭素含有微粒子の融解方法を提供し、該方法は： キャリヤガスによって微粒子を運ぶ一方、粒子入口管と粒子供給通路を介して粒 子供給管の前端に微粒子を、内部酸素入口管と内部酸素供給通路を介して内部酸 素供給管の前端に空気及び／もしくは酸素流を、そして外部酸素入口管と外部酸 素供給通路を介して外部酸素供給管の前端に酸素流を同時に供給することにより 、酸素及び／もしくは空気流と共に微粒子を 注入し、酸素流は微粒子が燃焼・融解するように、粒子融解装置に具備されてい るノズルを通して注入された微粒子流の内側及び外側に放射状に各々分配され、 該装置は内部酸素入口管と、内部酸素入口管と連通する内部酸素供給通路が設け られた内部酸素供給管とを有する内部酸素供給部、粒子入口管と、粒子入口管と 連通する粒子供給通路が設けられた粒子供給管とを有し、内部酸素供給部を放射 状に囲むように配された粒子供給部、外部酸素入口管と、外部酸素入口管と連通 する外部酸素供給通路を有する外部酸素供給管とを有し、粒子供給部を放射状に 囲むように配された外部酸素供給部、及び微粒子を注入するように適合され、内 部酸素供給管、粒子供給管及び外部酸素供給管の各前端で構成されるノズルとを 具備しており；一方、粒子供給管の粒子供給通路を通して微粒子を運ぶキャリヤ ガスの流量を少なくとも１０ｍ／秒に制御し、内部酸素供給管の内部酸素供給通 路を通して供給される空気及び／もしくは酸素の流量を少なくとも１５ｍ／秒に 制御し、外部酸素供給管の外部酸素供給通路を通して供給される酸素の流量を少 なくとも１５ｍ／秒に制御し、微粒子の全炭素含有量に対する全酸素量のモル比 が０．６以上になるように、内部及び外部酸素供給通路を通して供給される全酸 素量を制御し、そして内部酸素供給通路を通して供給される酸素量が全酸素量の ２０％以下となるように制御することから成る方法。 図面の簡単な説明 発明の他の目的及び局面は添付図面を参照した以下の説明から明らかとなるで あろう。 図１は本発明による炭素含有微粒子を融解するための装置を示す透視図である 。 図２は図１の粒子融解装置を示す断面図である。 図３は本発明の粒子融解装置が応用される溶解還元装置を例示的に示すブロッ ク線図である。 図４Ａ及び４Ｂは、二重管構造を有する従来の粒子融解装置、及び本発明の粒 子融解装置を各々使用して、炭素含有微粒子を融解する時に呈する温度分布を各 々示す線図である。 図５は酸素対炭素のモル比と、炭素含有微粒子を本発明の粒子融解装置を使用 して融解した時の炭素燃焼効率との関係を示すグラフである。 好ましい実施例の態様 図１及び２において、炭素含有微粒子を融解する装置が図示されている。 図１及び２に示すように、参照符号１０で示された融解装置は、空気及び／も しくは酸素を供給するための内部酸素供給部１、微粒子を供給するための粒子供 給部２、及び酸素を供給するための外部酸素供給部３とを具備している。 内部酸素供給部１は空気及び／もしくは酸素を供給するための空気／酸素供給 源（図示せず）に接続され、融解装置の内部に空気及び／もしくは酸素を導入す るため に適合される内部酸素入口管１１、及び内部酸素入口管１１と連通する内部酸素 供給通路１２１がその内部に設けられた内部酸素供給管１２とを具備している。 内部酸素入口管１１は微粒子が供給される方向に見て、内部酸素供給管１２の 後端に接続されている。内部酸素供給通路１２１は内部酸素供給管１２の全長に 亙って伸び、その後端で内部酸素入口管１１と連通する。内部酸素供給通路１２ １の前端は開かれている。 特記しない限り、「前端」とは粒子注入側に置かれた端を意味し、「後端」は 粒子導入側に置かれた端を意味する。 他方、粒子供給部２は微粒子とキャリヤガスを供給するための粒子／キャリヤ ガス供給源（図示せず）に連結され、微粒子とキャリヤガスを融解装置の内部に 導入するために適合される粒子入口管２１、及びその内部に粒子入口管２１と連 通する粒子供給通路２２１が設けられた粒子供給管２２とを具備している。粒子 供給部２は内部酸素供給部１を放射状に囲むように配されている。 粒子入口管２１は粒子供給管２２の後端に接続される。粒子供給通路２２１は 内部酸素供給管１２の外側表面と粒子供給管２２の内側表面の間に限定される。 粒子供給通路２２１は粒子供給管２２の全長に亙って伸び、その後端で粒子入口 管２１と連通する。粒子供給通路２２１の前端は開放されている。 粒子入口管２１は、内部酸素入口管１１が粒子入口管 ２１の内部へと伸びるように、内部酸素入口管１１にしっかりと装着される。 第１のフランジ２１ａは粒子入口管２１の前端に設けられる一方、第２のフラ ンジ２２ａは粒子供給管２２の後端に設けられる。第１と第２のフランジ２１ａ 、２２ａはボルト・ナット手段等の連結手段によって互いに連結されている。 外部酸素供給部３は粒子供給部２を放射状に囲むように配されている。外部酸 素供給部３は酸素供給源（図示せず）に接続され、融解装置の内部に酸素を導入 するために適合される外部酸素入口管３１と、その内部に外部酸素入口管３１と 連通する外部酸素供給通路３２１が設けられる外部酸素供給管３２とを具備して いる。 外部酸素入口管３１は、微粒子が供給される方向に見て、外部酸素供給管３２ の後端に接続される。外部酸素供給通路３２１は粒子供給管２２の外側表面と、 外部酸素供給管３２の内側表面との間に限定される。外部酸素供給通路３２１は 第２のフランジ２２ａから粒子供給管２２の前端へと伸びる。外部酸素供給通路 ３２１の後端は第２のフランジ２２ａによって閉じられる。外部酸素供給通路３ ２１はその前端で開放されている。 外部酸素供給管３２には、その後端に第３のフランジ３２ａが設けられ、それ はボルト・ナット手段等の連結手段によって第１のフランジ２１ａ、第２のフラ ンジ２２ａに連結される。外部酸素供給管３２はその前端にお いて粒子供給管２２の前端を越えて伸びることが好ましい。更に、外部酸素供給 管３２の延長部は内側に傾斜した形状、つまり先細りの形状であることが好まし い。 第１、第２及び第３のフランジ、２１ａ、２２ａ、２３ａの各々の形状と位置 は、フランジがボルト・ナット手段等の連結手段によって共に連結され得るよう に適宜決定される。 好ましくは、内部酸素入口管１１、粒子入口管２１、及び外部酸素入口管３１ には、第４、第５及び第６のフランジ１１ａ、２１ｂ、３１ａが各々設けられ、 それらをボルト・ナット手段等の連結手段によって各々連合する材料供給源（図 示せず）に連結することができる。 内部酸素供給管１２、粒子供給管２２及び外部酸素供給管３２の前端は共にノ ズル４を構成する。 更に、内部酸素供給管１２、粒子供給管２２及び外部酸素供給管３２は、各々 管を通して水、ガス等の冷却媒体を循環させるための冷却手段１３、２３、３３ を有することが好ましい。 もちろん、管が高い耐熱材料で作られている場合には、該冷却手段は不要であ る。 粒子融解装置は本発明による上述の三重管構造を有しているので、外部酸素供 給管を通して装置の内部に吹き込まれた酸素が、放射状に外向きに拡散する微粒 子流の可燃成分を燃焼させる働きをする。他方、内部酸素供給管を通して装置の 内部に吹き込まれた空気及び／もしく は酸素が、微粒子流の中心の可燃成分を燃焼させる働きをする。従って、全粒子 流に対して、可燃成分を均一に燃焼させながら、微粒子に含まれる非可燃性材料 を均一に融解させることが可能である。 換言すれば、本発明の上記装置は炭素含有微粒子の外側流及び中心流の両方を 効率的かつ同等に燃焼させることができる。なぜなら、粒子入口管に導入されて から粒子供給管を通ってノズル部分に供給される微粒子は、燃焼される前にノズ ル部分で内部及び外部酸素供給管を通して各々供給される酸素及び／もしくは空 気流と出会うからである。従って、燃焼効率が高められる。 次に、本発明による上述の融解装置を用いて炭素含有微粒子を融解する方法に ついて説明する。 本発明の融解装置を用いて炭素含有微粒子を融解するために、キャリヤガスを 使用して微粒子を、粒子入口管２１と粒子供給通路２２１を介して粒子供給管２ ２の前端、つまりノズル４に供給する。同時に、内部酸素入口管１１からの空気 及び／もしくは酸素を内部酸素供給通路１２１を介して内部酸素供給管１２の前 端、つまりノズル４に供給する。それと同時に、外部酸素入口管３１からの空気 を外部酸素供給通路３２１を介して外部酸素供給管３２の前端、つまりノズル４ に供給する。 ノズル４は炭素含有粒子が融解されるように、空気及び／もしくは酸素と共に 粒子を融解炉に注入する。 粒子がノズル４によって注入される時、ノズル４によ ってやはり注入される酸素と接触し、それによって熱の発生を含む燃焼反応を起 こさせる。この熱によって、粒子に含まれている非可燃性材料と脈石成分が融解 して凝集し、融解炉の中に落下する。 本発明による融解装置を用いて融解される微粒子は、少なくとも３０重量％の 量で固体炭素を含有し、０．５ｍｍ以下の最大粒径を有していることが好ましい 。 ３０重量％以下の炭素含有量の粒子を使用した場合、炭素含有量が少なすぎる ので、非可燃成分を融解させるに充分な熱量を得ることができない。 ０．５ｍｍ以上の最大粒径を有した微粒子は、可燃性粒子の燃焼効率及び非可 燃性粒子に対する伝熱が大きく損なわれるので、充分に融解されない。 窒素等の不活性ガスを粒子供給部２を通して粒子を運ぶキャリヤガスとして使 用することが好ましい。キャリヤガスの流量は少なくとも１０ｍ／秒であること が望ましい。キャリヤガスが１０ｍ／秒以下の率で流れる場合、粒子の燃焼と融 解がノズルの前端で発生する。この場合、ノズルが詰まったり、あるいは過熱の ために傷つくことがある。 本発明によれば、キャリヤガスは、１０ｍ／秒の流量で、粒子１ｋｇ当り０． ０５〜０．５ｋｇの量で使用することが好ましい。キャリヤガスが０．０５ｋｇ 以下の量では、粒子の一部が粒子供給管の底に残るので、粒子を充分に供給する ことができない。他方、キャリヤガス を０．５ｋｇ以下の量で使用することが経済的である。 粒子１ｋｇ当りのキャリヤガスの量は０．０５〜０．２ｋｇであることがより 好ましい。 内部酸素供給部１を通して供給される空気及び／もしくは酸素の流量と、外部 酸素供給部３を通して供給される酸素の流量の両方が１５ｍ／秒以上であるよう に決定されることが好ましい。１５ｍ／秒以下の流量では、逆火の危険がある。 上記の説明から明らかであるように、空気及び／もしくは酸素が内部酸素供給 部１を通して供給されるのに対して、純粋の酸素は外部酸素供給部３を通して供 給される。この場合、内部酸素供給部１を通して供給される空気及び／もしくは 酸素の量は、必要とされる全酸素量の２０％以下であることが好ましい。 内部及び／もしくは外部酸素供給部１３を通して供給される全酸素量は、微粒 子の炭素含有量によって異なる。全酸素量は固体炭素を完全に燃焼させ得る一定 の酸素モル量以上であるべきである。 好ましくは、供給すべき全酸素量は、粒子の全炭素含有量に対する全酸素量の モル比（Ｏ₂／Ｃ）が少なくとも０．６であるように決定される。全酸素量がこ のモル比より少ない場合、燃焼効率が５０％以下に大きく低下する。この場合、 融解及び／もしくは凝集効率がかなり損なわれる。 更に、炭素に対する酸素のモル比が０．７〜０．８の 範囲であることが好ましい。 本発明の粒子融解装置は石炭を使用して銑鉄を製造する溶解還元工程に応用で きる。これについて以下で詳細に説明する。 図３は本発明の粒子融解装置が応用される溶解還元装置を例示的に示すブロッ ク線図である。 図３に示すように、参照符号４０で示した溶解還元装置は、主として、鉄鉱石 粒子を前還元するための前還元炉４１、前還元された鉄鉱石粒子を融解するため の溶解還元炉４２、及び溶解還元炉４２から排出される排気ガスから粉塵を集め るためのサイクロン４３とを具備している。 石炭を溶解還元炉４２に充填し、そこに還元ガスを作るために酸素を送り込む 。溶解還元炉４２において、前還元炉４１において還元された鉱石が、還元ガス の製造中に発生する熱によって融解される。 溶解還元炉４２から上向きに排出される排気ガス４５の中に、多量の粉塵が含 まれている。排気ガスはサイクロン４３に送られ、次にサイクロンは排気ガスか ら粉塵を分離するので、排気ガスは少量の微粉塵だけしか含まなくなる。サイク ロン４３からのきれいな排気ガスが次に前還元炉４１に再び供給され、還元ガス として再利用される。他方、排気ガスから分離された粉塵４７は溶解還元炉４２ を通って再循環される。 サイクロン４３の中で集められた粉塵は炭素、鉄鉱石、 脈石成分等の可燃性成分を含有しているので、粉塵を再循環させて再利用するこ とは、経費及び原材料の使用の点で経済的である。 従って、溶解還元炉４２に本発明の粒子融解装置１０を装着することによって 、サイクロン４３によって集められた粉塵をより効果的に使用することができる 。 サイクロン４３によって集積された粉塵が粒子融解装置１０に一旦送られると 、粉塵に含まれる可燃性炭素が効率的に燃焼され得る。可燃性炭素を燃焼させる と同時に発生する熱によって、鉄鉱石及び脈石の微粒子が融解され、凝集されて 、溶解還元炉の中に落下する。 低効率の粒子融解装置を使用した場合、粒子融解装置内に送り込まれる粉塵が 不十分な燃焼のために拡散するので、還元ガス内の粉塵含有量が増大する。 しかしながら、本発明の粒子融解装置を溶解還元炉に装着した場合、上述の問 題は効果的に解消される。なぜなら、粉塵に含まれる炭素成分の燃焼、及び粉塵 に含まれる非可燃性材料の融解が最大にされ得るからである。 本発明の粒子融解装置は、溶解還元工程に応用するように説明してきたが、可 燃性材料を含む微粒子の融解を含む銑鉄または鋼の製造、あるいは金属含有鉱石 または非金属鉱石を融解する工程にも応用できる。 本発明は以下の実施例を参照すれば容易に理解されるであろうが、これらの実 施例は発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない 。 実施例１ 内部酸素供給部を持たない従来の二重管構造を有した粒子融解装置と、本発明 による三重管構造を有する粒子融解装置を使用して、炭素含有微粒子を融解させ た時に各々呈する温度分布を概算するために、シミュレーションを行った。その 結果を各々図４Ａと４Ｂに示す。 図４Ａ及び４Ｂにおいて、従来の粒子融解装置を使用した場合（図４Ａ）、ノ ズルから注入される微粒子流の中心において、低温を含む不均一な放射状の温度 分布が示されているが、本発明の粒子融解装置を使用した場合（図４Ｂ）、比較 的均一な放射状温度分布を呈していることが解る。 実施例２ 本発明の粒子融解装置の内部及び外部酸素供給部を通して供給される全酸素量 を変化させながら、炭素含有微粒子を本発明の粒子融解装置を用いて燃焼させた 。微粒子の炭素含有量に対する全酸素量の比率に関して、燃焼効率を調べた。そ の結果を図５に示す。 この実施例では、炭素粒子を１２０ｋｇ／時間の率で供給する一方、鉱石粒子 を２４０ｋｇ／時間の率で供給した。純粋の酸素の全量は９０〜１６０Ｎｍ３／ 時間であった。外部酸素供給部と内部酸素供給部間の酸素供給率は９：１であっ た。つまり、外部酸素供給部を通して供給される酸素量は、内部酸素供給部を通 して供給される酸素量の９倍であった。図５において、炭素に対する 酸素のモル比（Ｏ₂／Ｃ）が少なくとも０．６である時に、高い燃焼効率が得ら れることが解る。 上記説明から明らかなように、本発明により、炭素含有微粒子をより効率的に 燃焼・融解させることができる。 図示目的のために発明の好ましい態様について説明してきたが、当業者であれ ば、添付クレームに開示された発明の範囲及び精神から逸脱することなく、様々 な修正、追加及び置換が可能であることを認識するであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 ヴォースト−アルピン インドゥストリア ンラゲンバウ ゲーエムベーハー オーストリア国 4031 リンツ ピー．オ ー．ボックス ４ トゥルムシュトラッセ 44 (72)発明者 ジュー、 サン フーン 大韓民国 790−330 キョンサンブーク− ド ポハン シティ ナム−ク ヒョジャ −ドン サン 32 リサーチ インスティ テュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー スィー ／オー (72)発明者 ミン、 ドン ジューン 大韓民国 790−330 キョンサンブーク− ド ポハン シティ ナム−ク ヒョジャ −ドン サン 32 リサーチ インスティ テュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー スィー ／オー (72)発明者 シン、 ミョウン キュン 大韓民国 790−330 キョンサンブーク− ド ポハン シティ ナム−ク ヒョジャ −ドン サン 32 リサーチ インスティ テュート オブ インダストリアル サイ エンス アンド テクノロジー スィー ／オー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．炭素含有微粒子を融解するための装置であって、 その後端で空気及び／もしくは酸素を供給するための空気／酸素供給源に接続 され、空気／酸素供給源から空気及び／もしくは酸素を受け取るために適合され る内部酸素入口管、及びその後端で内部酸素入口管の前端に接続され、その後端 で内部酸素入口管と連通する内部酸素供給通路を持つ内部酸素供給管を具備する 内部酸素供給部； 内部酸素供給部を放射状に囲むように配された粒子供給部、粒子供給部はその 後端で微粒子及びキャリヤガスを供給するための粒子／キャリヤガス供給源に接 続され、粒子／キャリヤガス供給源から微粒子及びキャリヤガスを受け取るため に適合される粒子入口管を、及びその後端で粒子入口管の前端に接続され、その 後端で粒子入口管と連通する粒子供給通路を有する粒子供給管を具備し； 粒子供給部を放射状に囲むように配された外部酸素供給部、外部酸素供給部は 酸素供給源に接続され、酸素供給源から酸素を受け取るために適合される外部酸 素入口管、及び外部酸素入口管と連通する外部酸素供給通路を有する外部酸素供 給管を具備し； 粒子入口管は内部酸素入口管が粒子入口管の内部へと伸びるように、内部酸素 入口管にしっかりと装着され； 粒子入口管の前端に設けられる第１のフランジ、粒子供給管の後端に設けられ る第２のフランジ、及び外部酸素供給管の後端に設けられる第３のフランジ、全 てのフランジは連結手段によって共に連結されており； 内部酸素供給通路及び粒子供給通路の各々はその両端で開放されており、外部 酸素供給口は第２のフランジによってその後端で閉じられており；及び 内部酸素供給管、粒子供給管及び外部酸素供給管の各前端で構成されるノズル から成り、該ノズルは注入された微粒子が燃焼・融解するように、粒子供給管を 通して供給される微粒子を、内部及び外部酸素供給管を通して各々供給される空 気及び／もしくは酸素流と共に注入する働きをすることを特徴とする装置。 ２．外部酸素供給管にはその前端において、外部酸素供給管の前端から内部酸 素供給管と粒子供給管の前端を越えて伸びる延長部が設けられている、請求項１ に記載の装置。 ３．外部酸素供給管の延長部は内方に傾斜した形状を有している、請求項２に 記載の装置。 ４．炭素含有微粒子を融解するための方法であって、 キャリヤガスによって微粒子を運ぶ一方、粒子入口管と粒子供給通路を介して 粒子供給管の前端に微粒子を、内部酸素入口管と内部酸素供給通路を介して内部 酸素供給管の前端に空気及び／もしくは酸素流を、そして外部酸素入口管と外部 酸素供給通路を介して外部酸素供給管 の前端に酸素流を同時に供給することにより、 酸素及び／もしくは空気流と共に微粒子を注入し、酸素流は微粒子が燃焼・融 解するように、粒子融解装置に含まれているノズルを通して注入された微粒子流 の内側及び外側に放射状に各々分配され、該装置は内部酸素入口管と、内部酸素 入口管と連通する内部酸素供給通路が設けられた内部酸素供給管とを有する内部 酸素供給部、粒子入口管と、粒子入口管と連通する粒子供給通路が設けられた粒 子供給管とを有し、内部酸素供給部を放射状に囲むように配された粒子供給部、 外部酸素入口管と、外部酸素入口管と連通する外部酸素供給通路を有する外部酸 素供給管とを有し、粒子供給部を放射状に囲むように配された外部酸素供給部、 及び微粒子を注入するように適合され、内部酸素供給管、粒子供給管及び外部酸 素供給管の各前端で構成されるノズルとを具備しており； 一方、粒子供給管の粒子供給通路を通して微粒子を運ぶキャリヤガスの流量を 少なくとも１０ｍ／秒に制御し、 内部酸素供給管の内部酸素供給通路を通して供給される空気及び／もしくは酸 素の流量を少なくとも１５ｍ／秒に制御し、 外部酸素供給管の外部酸素供給通路を通して供給される酸素の流量を少なくと も１５ｍ／秒に制御し、 微粒子の全炭素含有量に対する全酸素量のモル比が０．６以上になるように、 内部及び外部酸素供給通路を通して供給される全酸素量を制御し、そして 内部酸素供給通路を通して供給される酸素量が全酸素量の２０％以下となるよ うに制御することから成る方法。 ５．微粒子が少なくとも３０重量％の量で固体炭素を含有する、請求項４に記 載の方法。 ６．微粒子の粒径が０．５ｍｍ以下である、請求項４または５に記載の方法。 ７．粒子供給管の粒子供給通路を通して微粒子を運ぶキャリヤガスの量が、微 粒子１ｋｇ当り０．０５〜０．５ｋｇである、請求項４または５に記載の方法。 ８．粒子供給管の粒子供給通路を通して微粒子を運ぶキャリヤガスの量が、微 粒子１ｋｇ当り０．０５〜０．５ｋｇである、請求項６に記載の方法。 ９．キャリヤガスの量が微粒子１ｋｇ当り０．０５〜０．２ｋｇである、請求 項７に記載の方法。 １０．キャリヤガスの量が微粒子１ｋｇ当り０．０５〜０．２ｋｇである、請 求項８に記載の方法。 １１．微粒子の全炭素含有量に対する全酸素量のモル比が０．７〜０．８であ る、請求項４または５に記載の方法。 １２．微粒子の全炭素含有量に対する全酸素量のモル比が０．７〜０．８であ る、請求項６に記載の方法。 １３．微粒子の全炭素含有量に対する全酸素量のモル比が０．７〜０．８であ る、請求項８に記載の方法。 １４．微粒子の全炭素含有量に対する全酸素量のモル比が０．７〜０．８であ る、請求項８から１０のいずれ かに記載の方法。