JPS61133330A - 鉱石の溶融還元方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱と鉱石に混合された還元材料とを用いて鉱
石を溶融還元するための方法と装置に関するものであり
、特に熱と炭素系還元材料とを用いて鉄鉱石を溶融還元
するための方法と装置とに関するものであるが、これに
限定されるものではない、低品質のニッケルケイ酸塩鉱
石の溶融還元は本発明方法で満足に実施できた６本発明
方法と装置は石炭混合物からの冶金コークスの製造にも
用いることができる。

〔従来の技術〕

鉱石の直接還元法は大普から知られており、今日では通
常高炉を用いずに対応鉱石から還元によ引 って金属を製造する全ての方法として定義されている。

？８融還元とは製造される金属が液体状態を通るという
意味である。スポンジ鉄を作る最も重要な商業的直接還
元法は還元剤として天然ガス、コークス炉ガスまたは石
炭の一つの以上を用いて酸化鉄から金属鉄を作るのに用
いられている。高炉を用いない還元法に関する最近の興
味は、焼結プラント、コークス炉プラント、高炉および
ペレタイザープラントが全て建設費が高く且つ運転コス
トがかかるということから、設備投費が安く且つ運転条
件がフレキシブルであるという点に集中している。微細
鉱石（凝集せずにｉｓｉ器から直接得られる）と粉末石
炭を用いた溶融還元プラントは、鉱石と石炭から液状鉄
を造る従来の方法の上記四つの主要プラントに置き換え
ることができる。

直接還元法とその装置、並びに溶融還元法と、それに必
要な装置に関する解説は、ｒ　Ｉｒｏｎｓａｋｉｎｇａ
ｎｄ　Ｓｔｅｅ１ｍａｋｉｎ瞠１９８２Ｊの第９巻、第
３号の第９３〜【２９頁の「直接還元技術と経済性」と
題するディビスらの報告書に記載されている。

我々が現在知っている商業的溶融還元法は、カナダのケ
ベック州にあるケベック　アイアンアンド　チタニウム
　コーボレーシヲン社による電気アーク炉の還元運転で
ある。

この外、パイロットスケールまで開発したが実質的に放
棄したものが二つあることも知っている。

ＫＡＬＤＯＩＩ鋼法に類似したＤＯＲＥＤと名付けられ
たスエーデン法は酸化鉄の多いスラグを用いるために生
じるライニングの過度のＩ！耗のため失敗した。ＲＯＴ
ＯＲＥＤと名付けられたイタリア開発プロセスでは直立
位置で回転する円筒状反応器を用い、遠心力で生成金属
をライニングに沿って上方へ押し上げることによって腐
食性スラグがライニングと接触しないようにしている。

しかし、この同じ遠心力によって混合も阻害されるため
、このプロセスは商業的に使えない。

この外、ＥＬＲＥＤ、［ＮＲＥＤおよびＰＬＡＳＭＡＳ
ＭＥＬＴと名付けられた三つのプロセスがスエーデンで
開発されつつあるが、これらについては上記刊行物中で
解説されている。

〔発明の構成〕

本発明の基本的目的は、鉱石の溶融還元と石炭の炭化に
必要な新プロセスと、それを実施するための新規装置を
提供することにある。

より詳細な本発明の目的は、鉄鉱石を金属鉄に、および
ニッケルケイ酸塩をニッケルに溶融還元し、且つ石炭か
ら冶金コークスまたはチャーを連続的に製造するための
新しいプロセスと装置を提供することにある。

本発明が提供する、熱と固形還元材料とを用いて金属鉱
石から金属を溶融還元する新しい方法は、ａ）投入物と
して要求される比率に細かく粉砕した被還元鉱石と、細
かく粉砕した固形還元材料とを混合し、 ｂ）　反応器中に滞留する間に、投入物と機械的に係合
する機械的移動部材を用いて上記の細かく粉砕された材
料の投入物を反応器を通して多送させ、 Ｃ）鉱石を金属に部分的または完全に還元するような時
間と温度で投入物を反応器中で加熱し、ｄ）液体金属と
スラグのプール中で反応器で作られた投入物を溶かし且
つ完全に還元する各段階を含んでいる。

反応器から出た、部分的に金属化した投入物は液体プー
ル中に落下し、そこで残Ｗ酸化物の溶融と還元が行われ
る。

また、本発明の提供する熱と還元材料とを用いて金属鉱
石から金属を溶融還元する装置は、ａ）　内部への入口
と、そこからの出口とを存する反応器と、 ｂ）上記内部を通して上記出口まで運ぶために、上記入
口へ被還元投入物を供給する手段と、Ｃ）　上記出口か
ら還元済み投入物を受ける手段と、ｄ）反応器中に滞留
する間、その内部で投入物と密に係合し且つ投入物を入
口から出口へ送るための反応器中で可動の機械的部材と
、上記内部内で機械的部材を上記のように移動させる手
段と、 ｅ）投入物の還元に十分な温度まで反応器内部の投入物
を加熱する加熱手段とで構成されている。

イ 好ましくは上記反応器は、縦軸を有する細長い管状容器
であり、上記機械的部材は投入物中に埋まった縦軸を有
するスクリューコンベヤであり、この縦軸は反応器の縦
軸と平行であり、このスクリューコンベヤはその縦軸の
回りで回転して投入物を移動し且つ混合する。

さらに、複数の投入物を反応器内部へ運ぶために複数の
スクリューコンベヤを設けるのが好ましい。

上記装置は石炭および／または石油コークスの投入物か
ら冶金コークスを製造するのにも用いることができる。

これにより得られる炭化した投入物はコークス化した、
または部分的にコークス化した石炭で構成される。

〔実施例〕

以下、例として、添付の概念図を用いて本発明の方法と
装置を説明する。

第１図を参照すると、鉄鉱石を溶融還元するための装置
は全長にわたって一定の円形断面積を有する細長い管状
反応容器１０で構成され、この容器は縦軸１２を有して
いる。この管の放出端１４の上半分は得られたスポンジ
への直接熱伝達を向上させるために除去されている。ス
ポンジが重力で早く折れてしまわないようにするために
管の下側には支持体１３が配置されている。管状反応器
の内部に取付けられている細長い金属スクリューコンベ
ヤ１４の外径は管状反応器の内径よりほんの少し小さく
なっていて、その入口１６からその出口１８を構成する
他方の開口端までのびている。

コンベヤはモーター２０によって詳細な説明を要しない
通常の中間機構２２を介して上記の軸１２と平行なその
各縦軸の回りを回転する。

炉投入物で構成される微粉砕された材料の予備混合物は
ホッパー２４中に貯蔵され、そこから所定速度とバルク
密度でモーター２８により駆動されるコンベヤスクリュ
ー２６により反応器内部へと供給される０反応器１０を
形成する管は運転中に受ける温度と機械的摩耗に耐える
ことができ且つ伝熱効率の高い耐火材料で作られている
。実験装置として十分なものはミューライト（商標ン低
合金鋼の管を用いているが、シリコンカーバイドの管も
適している商業的大型装置ではこれらの材料を組み合わ
せて用いることができる。この反応器１０の少なくとも
出口側１８の主要部は外部断熱した予熱管３０の内部に
取付けられている。金属還元の場合の鉱石と石炭の混合
物（または冶金コークスの製造のための石炭からと石油
コークスと石炭の混合物）は、このプロセスで製造され
る排出ガスおよび出口１８の所の対流と輻射によるスポ
ンジの直接加熱によって管３０の壁を介して加熱される
。スポンジ中の残留炭素の一部の酸化により一定の熱も
付加的に生じる。出口１８から出てくる材料は炉３３の
頂部チャンバー３２中に放出され、そこから重力によっ
て底部チャンバー３４中に落下する。

金属酸化物の還元と石炭の熱分解はともに強い吸熱反応
である。これに必要な熱は燃料の部分燃焼によって作る
ことができるが、この実施例では便宜上天然ガスが用い
られ、この天然ガスは点線３６で示すガスバーナーによ
り導入される。商業運転では経済上の理由から石油を用
いるのが好ましい、燃料と空気（または酸素リッチ空気
）が混合後に頂部チャンバー３２中に導入され、燃焼す
る。ガス状生成物の全部または一部は反応管ｌＯの囲り
を熱源として通過し、出口３８の所から出てゆく、管１
０に沿って所定間隔で設けられた熱電対４０は外壁の温
度を測定し、制御器４２を介して熱の供給を制御する。

さらに、記録計４４が設けられている。チャンバー３２
中には温度測定用プローブ４０が設けられている。

得られた還元済みスポンジ状金属鉄は直ちに炉の下側チ
ャンバー３４中に落下し、そこで鉄とスラグが還元性雰
囲気状態下で迅速に溶融して金属浴４６と、それを被う
溶融スラグ層４８とを成形する。これらは必要に応じて
抜き出される。この溶融操作のために熱源は任意の公知
手段、例えば電極間のアーク放電、電気誘導、空気また
は酸素供給ガス、オイルまたは粉末石炭バーナーにする
ことができる。電極またはバーナーは点線５０で示しで
ある０反応器ｌＯ中に発生するガス状生成デー 物の一部は頂部チャンバー３２中で燃焼し、反応管ＩＯ
の囲りを通って出口３８から連続的に抜き出され、通常
の方法で処理される９図ては例としてダスト分離器５２
、スクラバー塔５４および貯蔵ガスタンク５６が示しで
ある。プロセス因子を測定するために酸素プローブ５８
およびＣｏ／Ｃｏ□アナライザー６０が設けである。サ
ンプリング用および添加物供給具６２が設けられ、これ
は炉室３２の内部へのびている。

図示していない他の実施例では、出口１Ｂからのスポン
ジ鉄とスラグの混合物が冷却ユニット中に送られ、そこ
で、できるだけ迅速に還元雰囲気状態下で冷却されて再
酸化の危険性が最少にされる。この還元済み混合物は他
の直接還元製品と同じ様に用いることができる。

はとんど全ての鉱山で用いられている低グレードの鉱石
固体から有利な方法で入手可能な極めて微粉砕した形の
鉄鉱石は北米では十分に存在する。

この微粉砕した形は凝集するための通常の（直接還元ま
たは溶鉱炉）法で鉱石として用いるには不適当であり、
一般には焼結やペレット化が必要である０本発明では鉄
鉱石濃縮物が他の処理をせずに使用でき、従って経済的
利益は大きい。

本発明方法の鉱石として適した粒径範囲は９５％が６０
０ミクロンメートル以下の微粒子である。本発明方法は
商業的濃度で直接鉱山現場でも使用でき、あるいは細か
く粉砕した形で材料を輸送し、取り扱うことができる。

使用される固形還元材料は微粉末石炭であり、現在用い
られている粒状石炭は揮発性が高く且つ流動性が高いと
いう特徴がある。これがコークス用石炭の典型的特徴で
ある。

石炭の反応性とその揮発物含量はともに増加するが、高
揮発物含量すなわちコークス性は本発明を実施する上で
は直接必要ない、しかし、高揮発性石炭は反応中の収縮
が高く、これが反応材料からのガスの逃げを助け、反応
器からの自由流出を助ける０石炭の灰分含量は特に重要
ではないが、灰分が最低のものが経済的に入手できれば
好ましい。

鉱石粒子との密な接触を行わせるために石炭も微粉砕し
なけれ（Ｉならない０本発明の特殊実施例での好ましい
寸法は８０％が６００ミクロンメートル以下のものであ
る。このような微粉砕炭は急速燃焼し、場合によって増
発する高可燃材料であるため取扱には当然注意が必要で
ある。完全のため、粉末化石炭は湿った状態または不活
性雰囲気下で乾燥状態で貯蔵しなければならない、いず
れの形式の石炭も熱源として反応器からの可燃出力ガス
を用いた非酸化性雰囲気中で約４００〜５００℃まで予
熱された鉱石と混合して、約３００℃の温度の予熱され
、予備混合された反応器投入物になる。

下記の第１表は平均粒径の異なる粉末石炭を用いた一連
の実験の結果を示している。使用した混合物は８２重量
％の鉄鉱石濃度（アダマス鉱山）と、１８重量％のダブ
コ石炭で構成される。炉は１２００℃の温度と水平コン
ベヤ速度１．５　ｒ、ｐ、ｍ　　で運転されて、反応時
間は約２分で垂直供給コンベヤ速度は１．０　ｒ、ρ、
鱗　になった。

以下余白 子想通り７５ミクロンメートルまたはそれ以下の最小粒
径の時に最大の金属化が達成された０粒径が７５〜１５
０ミクロンメートルでも実質的に同じ金属化程度となる
０粒径が３００〜６００ミクロンメートルでは約９５％
〜約８０％八明らかに低下し、粒径６００〜１４００ミ
クロンメートルの範囲では約７７％へ少し低下する。金
属化は反応゛時間を長くすれば増加するが、大型装置と
なり、生産量も少なくなる。これらの欠点は平均粒径を
小さくする際に必要となる追加の粉砕コストとバランス
させなければならない。従って、商業運転では９５％が
６００ミクロンメートル以下の粒径の鉱石にするのが好
ましい、また、大径粒子（約６００ミクロンメートル）
では粒子に加わるコンベヤスクリューの攪拌下で粒子が
偏析するために起こると考えられる反応帯域を通る材料
の移動の困難が生じる０両方の成分が同じような粒径で
あれば、このような偏析は減少または低下できる。

本発明の方法および装置で冶金コークスを作るのに適し
た粒径は、 非コークス化石炭、６００ミクロンメートル以下９５９
Ａ’ コークス化石炭　　６００ミクロンメートル以下８０％ 本発明方法の他の重要な因子は固形還元剤の量に対する
被還元鉱石の比率である。実際には高揮発性石炭の最低
量は６８％の鉄の鉄鉱石濃度に対して約１８重量％でな
ければならない、この量により所望の金属化が達成され
且つ炉３３中の金属浴中に十分な炭素が与えられる。こ
の炭素は金属鉄の融点を低下させ且つスポンジ状態の鉄
の再酸化を防止するのに必要である０石炭の量を約１８
〜２０％から約３０％まで重量で増加させても金属化の
量は実質的に増加せず、金属中の炭素量が増加する。化
学量論以上の炭素の存在はこのプロセスで生じるガスに
有益な結果をもたらす、すなわち−酸化炭素と水素のパ
ーセントが増加し、これは後プロセス用の化学品供給源
すなわちクリーン燃料として適当なものになる。

第３図は約１２００℃の温度で反応器中の滞留時間を変
えて（コンベヤ速度を増加させた）処理した時の平均粒
径が７５ミクロンメートル以下の二つの異なる混合物で
達成される、いわゆる金属化度を示している。実線は石
炭２１重ｆ１％と鉄鉱石７９％の混合物の場合、点線は
石炭１８％と鉱石８２％の場合で、石炭の比率が小さく
なった時の金属化度の低下はほんのわずかで、実質的に
一定である。第４図は滞留時間を少なくする（コンベヤ
速度を大きくする）ことにより、得られた還元済み製品
中の炭素含を量が増加することを示している。この場合
も、二つの混合物間の差は各滞留時間に対して実質的に
同一である９石炭の量が少ない混合物は、還元済みの製
品中の炭素％が小さくなる。

スラグはハンドリングの問題を生じ且つ装置の産出量を
増加するのでスラグ量を最小にする方法を用いるのが好
ましい、好ましいプロセス特性はスラグ中の硫黄比率を
高くし、金属と出力ガス中に硫黄を減らすことである。

この有効な効果を達成するために硫黄を融解できるだけ
の量のスラグが存在しなければならず、従って、プロセ
スによっては石灰や石灰石のようなスラグ形成材を添加
する必要もある。５重量％の石灰または等量の石灰岩を
添加することができる（７％まで）。

鉄鉱石やニッケル鉱石の還元の場合には全ての投入物は
約１１００℃の最低温度まで加熱しなければならない、
温度の増加は十分な金属化に必要な反応時間を減少させ
、反応器１０中で実質的な？８蔽が起こらない場合の上
限は約１３５０℃で、これ以上では運転できない、投入
物の好ましい加工温度範囲は約り１５０℃〜約１３００
℃である。下側チャンバー３４は当然これより高い温度
で運転され、反応器の内壁もより高い温度になる。この
実施例ではスクリューコンベヤ１４が鋼（セラミ７クチ
ツプ付きまたは無し）であり、従って長手方向の伝熱に
よりヒートシンクする。冶金用コークスの製造時の好ま
しい１度は上側チャンバー３８中で約９５０℃であり、
この場合下側チャンバー３４は貯蔵空間であって加熱の
必要はない、上記のように、上記反応は極めて強い吸熱
反応であるので、熱流動は、熱損失があっても反応温度
を維持するのに十分なものでなければならない、さらに
副成ガスが出ていく際に反応器の高温壁と接触すること
による副成ガスへの多大の熱損失も存在する。この熱は
、商業的プロセスでは、この副成ガスの冷却による熱交
換により可及的に回収される。

炉への投入物により消費される熱と反応部へ伝達される
熱が存在する結果、反応混合物を横切って温度勾配が生
じる。コンベヤスクリューは高温度のプロセス温度の有
害作用に対して囲りを取り囲んだ副成ガスによりシール
ドすなわち保護されろ、このガスによる保護はガスが本
質的に減少するという事実によって容易に行える。さら
に残っている反応材料は常にコンベヤスクリューと密に
接しているため、それに対する最も有効な冷却剤となる
。スクリューコンベヤの材料は高温の運転温度でもでき
るだけの強度を維持していなければならないが、初期投
資と維持コストとを両立させて、耐久性が高くしかも高
価なコンベヤ材料を用いることができる。

既に述べたように、反応器に入る役人材料は予熱される
が、有効温度に達するためには一定時間が必要で、管中
での滞留時間を長くする必要がある。既に述べたように
、反応管の放出端の一部１４を開放して伝熱速度を上げ
、滞留時間を短くしている。下記の第２表は、コンベヤ
速度１．５　ｒ、ｐ、ｍで反応器を通して供給される、
鉄鉱石７９重量％と平均粒径が約７５ミクロンメートル
以下のデブコ石炭約２１重量％の混合物を金属化する際
の炉の温度効果を示している。　１１５０℃〜１２００
℃で金属化度が急増し、１２５０℃までは小中の増加が
あることがわかる。この表は、１２００℃で十分である
が、反応器とコンベヤスクリューが高温に耐えられるな
ら化学反応と大径粒子の反応を向上させ且つ促進するに
は、より高い温度が望ましいことを示している。

以下余白 反応器を加熱するために天然ガスと反応管から出てくる
ガスが用いられるが、この他のＰ１！、源、例えば粉炭
、オイル等の燃焼、オフガスとの熱交換による燃焼空気
の予熱を用いることもできる。還元反応は比較的低温度
で起こり、低融点温度の炭素リッチな鉄となるので全体
の燃料消費量は低い。

反応と溶融は別の帯域で起こるが、同じ炉の一部とみな
すことができ、プラズマや粉炭の燃焼のような単一の熱
源を用いることができる。

既に述べたように、必要な反応時間は投入物に加える熱
の速度と反応温度に依存する。炉が十分な速度で熱を供
給するのに十分な高い温度で運転されていると仮定する
と、反応容器中の投入物の滞留時間は十分な金属化に必
要な最低時間に＊＊され、それにより一定の大きさの装
置により最大の出力が得られる。危険な圧力を発生する
ことなく反応管から逃れる旋回ガスに対して十分な通路
を与えるためにコンベヤスクリュ−１４の外径は反応器
の内径より少し小さくする必要がある。ま　　　　　　
　　　　　　　、た、コンベヤスクリューの縦軸は管状
容器の対応軸線１２より垂直方向下方に配置して、スク
リューが容器内壁の底上に載置されるようにするのが好
ましい。この寸法差は重要ではなく、スクリュー直径は
容器内径の９３〜９７％の範囲にすればよい、スクリュ
ー１４を連続運転することによって付着物が成長して詰
る前に付着物を壊すことができる。従って、この装置の
運転は投入物を反応帯域中を移動させる積極的手段の無
いキルンや回転炉とは根本的に相違する。化学反応に伴
って投入物は収縮し、この収縮は入口から出口へ向かっ
て反応器に沿って少しづつ起こるので、旋回ガス用の空
間がさらにできる。コンベヤスクリューは付着物が容器
ＯＪに付着するのに十分な温度にある帯域を越えて反応
容器の少なくとも冷却部分までのびていなければならな
い、すなわち出口１８の近くまでのび、それ以上にする
必要はない。

反応帯域を通る材料の直線移動速度と反応帯域中での材
料の滞留時間はコンベヤスクリュー１４の回転速度で決
められ、実施例では０．６６〜３　ｒ、ｐ、＋１１に変
化した。高温帯域の長さは１０ｃｍで、上記速度は約３
０分から４０秒までの滞留時間に各々対応している。第
１表、第２表、第３表に示した結果は内径４．０ｃｍの
容器の場合に得られた。これより長い滞留時間は内径が
８．７５ｃｌＩの大きい容器の時に得られ、この場合回
転速度は０．３３〜０．７５ｒ、ｐ、ｍ。

で変化させ、高温帯域の長さは３５ｃｓであった。

第３表は反応時間を短くするために炉の温度とコンベヤ
速度を増加させて行った実験Ｊ−にの結果を示している
。後記号Ｈは水平コンベヤ速度、後記号■はフィーダー
コンベヤ２６の速度を示している。前記のように、垂直
コンベヤ２６の速度をかえると投入物のバルク濃度も変
化する。

以下余白 実験ＪとＫを比較すると、供給コンベヤ２６の速度を増
加させると金属化度が低下することを示している。最大
の金属化度は実験しで、温度は１２００℃で、平均的コ
ンベヤ速度である。実験Ｎでの実質的低下は粗い石炭を
用いたために反応時間が短くなったことにより理由の一
部が説明できる。

実験りから取、た還元済み材料の物理形状のスケッチが
第５図に示しである０図かられかるようにスポンジは螺
旋形である。全ての実験はコンベヤを比較的滑らかに操
作して行った０本発明の方法の特色は商業的実施で重要
な広範囲での最終金属の炭素含有量が有効にｆＩＩＩ御
できるという点である。

さらに出力ガスの性質を有効に制御できる。すなわち、
還元材料から最大の熱を引き出したいが、そうすると二
酸化炭素が発生する。一方、−酸化炭素の存在に必要な
還元雰囲気を維持したい０本発明の方法は必要なバラン
スを取ることができる。

すなわち、第６図は出力ガスの化学組成に対するコンベ
ヤ速度の変化効果を示しており、低速は−　　　　　　
　　　　　、ｉ酸化炭素と水素の製造に通し、高速は温
度の低下を伴って二酸化炭素と炭化水素の製造に通して
いる。従、て、これらガスの最終用途に応じて選択する
ことができる。

本発明の範囲を逸脱すること無しに上記の装置を種々変
えることができる０例えば、管は第１図に示すように切
り取る必要はないが、この好ましい構造により熱伝達と
運転速度が増加する。また、第１図の装置は例示であっ
て、石炭やその他の加熱媒体を燃焼させて加熱できる単
一のチャンバーに他の構造の多重スクリューフィーダー
を設けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１１には本発明の一実施例の装置の概念図、第２図は
第１図の２−２線による水平断面図、第３図は水平供給
スフリニル速度による投入物の金属化度を示すグラフ、
第４図は水平供給スクリュー速度による還元済み材料中
の残留炭素含有量を示す々゛ラフ第５図は溶解炉中に放
出される前に反応器から還元済み材料を取った時の物理
形状の概念図、第６図はスクリュー供給速度に対する出
力ガス組成の変化を示すグラフである。 １０・・・管状反応器、１６・・・入口、１８・・・出
口、２４・・・ホフバー、２６・・・コンベヤスクリュ
ー、３２・・・頂部チャンバー、３３・・・炉、３４・
・・底部チャンバー、４６・・・金属浴、４８・・・溶
融スラグ層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）投入物として要求される比率で細かく粉砕され
   た被還元鉱石と細かく粉砕された固 体還元材料とを混合し、 ｂ）上記の混合された細かく粉砕された材料の投入物を
   管状反応器中を移動させ、 ｃ）融点以下で且つそれに十分近い温度で一定時間上記
   投入物を反応器中で加熱して鉱 石を直接金属に還元させ、 ｄ）反応器中で生成した投入物を溶かし且つ液体金属と
   スラグのプール中で還元反応を 完了させる各段階を含む熱と固形還元材料 を用いて金属の酸化物鉱石から金属を直接 溶融還元する方法において、 反応器中に投入物が滞留している間に少な くとも一部分が投入物中に埋められたスクリュー型コン
   ベヤによって投入物を反応器中を移動させることにより
   コンベヤによって投入物を撹拌し且つ移動させ、且つ還
   元中に生じるガスと投入物の吸熱還元反応の冷却作用に
   よって投入物に加えられる高温度の作用からコンベヤを
   保護するようにしたことを特徴とする鉱石の溶融還元方
   法。 ２、還元される鉱石が鉄鉱石であり、固体還元材料が石
   炭であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３、鉱石が、その平均粒径の少なくとも９５％が６００
   ミクロンメートル以下の鉄鉱石であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４、還元材料が、その８０％が６００ミクロンメートル
   以下の平均粒子を有する石炭であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一項に記載の方
   法。 ５、鉱石と還元材料の投入物が５０秒から１１．５分の
   時間の間、約１１００℃から約１３００℃の範囲の温度
   に加熱されることを特徴とする特許請求の範囲第３項ま
   たは第４項記載の方法。 ６、細かく粉砕された鉱石が、重量で約７０％から約８
   ２％の鉱石と還元材料の混合物で構成されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一項に
   記載の方法。 ７、混合物中の細かく粉砕された鉱石の比率が重量で約
   ７０％から約８２％であり、還元材料の比率が重量で約
   ３０％から１８％であることを特徴とする特許請求の範
   囲第６項記載の方法。 ８、混合物が、十分な脱硫能力を有する液状スラグとな
   る所定量の細かく粉砕されたフルックス形成材料を含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法。 ９、還元すべき鉱石がニッケル鉱石で、還元材料が石炭
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 １０、鉱石が、平均粒径約７５ミクロンメートルから約
   １４００ミクロンメートルのニッケル鉱石であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第９項記載の方
   法。 １１、反応器からの還元済み材料が直接溶融炉へ供給さ
   れ、そこで金属とスラグとが溶融分離されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか一項
   に記載の方法。 １２、複数の反応器が単一の液体金属とスラグのプール
   に供給するために設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項〜第１１項のいずれか一項に記載の方
   法。 １３、ａ）投入物として要求される比率に細かく粉砕さ
   れた炭化すべき石炭および／また は石油コークスを混合し、 ｂ）混合され、細かく粉砕された材料の投 入物を管状反応器を介して移動し、 ｃ）所望の還元が行われるような時間と温 度で上記投入物を反応器中で加熱する段 階を含む冶金コークスまたはチャーの製 造方法において、 投入物がスクリュー型コンベヤによって反 応器中を移動され、投入物が反応器中に滞留する間に投
   入物中で少なくとも一部を燃焼させ、投入物をコベヤで
   撹拌と移動をさせ、投入物と反応中に生じるガスの吸熱
   還元反応の冷却作用によって投入物に加わる高温度の作
   用からコンベヤを保護するようにしたことを特徴とする
   鉱石の溶融還元方法。 １４、投入物にコークス微粒子が含まれていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １５、ａ）内部への入口と、そこからの出口を有する管
   状反応器と、 ｂ）反応器内部を通って上記出口まで移送 するために上記入口へ被還元材料と被炭 化材料の投入物を供給する手段と、 ｃ）上記出口から還元済みまたは炭化済み の投入物を受ける手段と、 ｄ）反応器中に滞留する間に反応器中で投 入物と機械的に係合して、それを入口か ら出口へ移動させる機械的可動部材と、 この機械的部材を反応器中で移動させる 手段と、 ｅ）投入物を還元または炭化するのに十分 な温度に反応器中の投入物を加熱する加 熱手段とを含有する、熱と還元材料とを 用いて金属鉱石から金属を直接溶融還元 するか、冶金コークスまたはチャーを製 造するための装置であって、 反応器が細長い管状容器であり、機械的部 材がスクリューコンベヤであり、このコンベヤは少なく
   とも部分的に投入物中に埋まっており、その縦軸は反応
   器の縦軸と平行でありスクリューコンベヤはその縦軸の
   回りを回転して投入物を攪拌し且つ反応器中を縦方向に
   移動させ、このコンベヤは投入物の吸熱還元反応の冷却
   作用と反応中に生じるガスの冷却作用によって投入物に
   加えられる高温の作用に対して保護されていることを特
   徴とする鉱石の溶融還元装置。 １６、スクリューコンベヤの外径が、管状反応器の内径
   の９３〜９７％であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１５項記載の装置。 １７、加熱手段が、投入物を約１１００℃から約１３０
   ０℃の範囲の温度に反応器内部で加熱することを特徴と
   する特許請求の範囲第１５項または第１６項記載の装置
   。 １８、スクリューコンベヤが、還元温度で約４０秒から
   約１１．５分の滞留時間となる速度で投入物を反応器内
   部を通して移動させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１５項〜第１７項のいずれか一項に記載の装置。 １９、反応器の出口にそれからの還元済み材料を受けて
   還元済み材料と投入物からのスラグとを溶かす温度で運
   転される溶融炉が設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１５項〜第１８項のいずれか一項に記載の
   装置。 ２０、出口に於ける加熱手段から投入物への直接熱伝達
   を改善するために管状反応器の上部が除かれていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１５項〜第１９項のいず
   れか一項に記載の装置。 ２１、複数の投入物を加熱手段へ供給するために上記の
   投入物供給手段が複数個設けられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１５項〜第２０項のいずれか一項に
   記載の装置。