以下、本発明の実施形態を図面に基づいて 詳細に説明する。 

[実施形態]
〔定置式非傾動型電気炉の構成〕
 図1に、本発明の一実施形態に係る定置式非 傾動型電気炉の概略構成を示す。本実施形態 に係る定置式非傾動型電気炉(以下、単に「� �」ということもある。)は、水平断面形状が� ��矩形のアーク炉であり、炉上部(本実施形態 では炉天井部1)には、排ガスダクト3および複 数の原料装入シュート4が接続されるととも� �、炉内には、加熱器として、炉天井部1を介� ��て複数本の電極5が挿入されている。原料装 入シュート4は、炉幅方向の両端部(一方の端� ��と他方の端部)2,2にそれぞれ設置される一方 、電極5は、炉幅方向の中央部に設置されて� �る。さらに、炉上部(炉天井部1)には、複数� �の二次燃焼バーナ6が設けられている。

 排ガスダクト3は、電極5より原料装入シ� �ート4に近い側に設置するのが好ましい。二� ��燃焼後の酸化性の排ガスが電極5の方向に流 れて電極5を損傷するのを抑制するためであ� �。

 電極5と二次燃焼バーナ6との間、二次燃� �バーナ6と排ガスダクト3との間、排ガスダク ト3と原料装入シュート4との間には、炉天井� ��1から炉内に垂下する隔壁9,10,11を設けるの� �好ましい。

電極5と二次燃焼バーナ6との間に隔壁9を設 けるのが推奨されるのは、上記と同様、二次 燃焼後の酸化性排ガスが電極5に接触するの� �防止するためである。 

また、二次燃焼バーナ6と排ガスダクト3と� ��間に隔壁10を設けるのが推奨されるのは、� �次燃焼後の排ガスが排ガスダクト3へショー� ��カットするのを防止して、塊成化物層13へ� �放射伝熱量を十分に確保するためである。

また、排ガスダクト3と原料装入シュート4� ��の間に隔壁11を設けるのが推奨されるのは� �原料装入シュート4が高温の排ガスで過熱さ� ��て損傷するのを防止するためである。

 隔壁9,10,11は、設置による上記各効果の度 合い、設置コスト、メンテナンスの手間等を 総合的に勘案して、その全部を設置するよう にしてもよいし、その一部を設置するように してもよい。

 そして、炉下部には、炉幅方向と垂直な� ��長手方向の炉側壁に、例えば、原料装入シ� ��ート4が設けられていない(すなわち、炉内� �原料充填層12が形成されていない)炉長手方� �の中央部に、出銑孔7と排滓孔8とを設けるの が好ましい。出銑滓の際における開孔作業を 容易にするためである。

 また、排ガスダクト3の下流側には、周知 の熱交換器(図示せず)を設置すればよく、こ� ��により炉から排出された高温排ガスの顕熱� ��回収して、アーク用電力の発電やペレットB の乾燥等のエネルギとして有効利用すること ができる。

 電極5としては、例えば、熱効率に優れた 、製鋼用アーク電気炉で常用される三相交流 型のものが推奨される。例えば、三相電極の 各2相の組合せでできる3組の単相電極から電� ��6本を作るという構成を採用することができ る。

 また、電極5は、その先端部を後記塊成化 物層13または溶融スラグ層15中に位置させ(浸� ��させ)つつ、溶解操作を行うのが好ましい。 これにより、アークによる放射加熱と抵抗加 熱の効果を並存させることができ、溶解をよ り促進することができるとともに、後記原料 充填層12で保護されていない炉壁内面の損傷� ��抑制することができる。

 以下、この定置式非傾動型アーク炉を使� ��して、炉内に原料充填層を形成するための� ��填層形成用原料として石炭を、該原料充填� ��上に積層する炭材内装塊成化物として炭材� ��装酸化金属塊成化物である炭材内装酸化鉄� ��レットをそれぞれ用い、溶融金属として溶� ��を製造する場合を例に挙げて説明する。

〔溶融金属の製造方法〕
 予め、上記炉幅方向の両端部2,2に設置され� ��原料装入シュート4,4から所定量の充填層形� ��用原料としての炭材である石炭Aを炉内に装 入して、該炉幅方向の両端部2,2から電極5の� �端部の下方に向かう下り勾配の斜面12aを有� �る原料充填層としての炭材充填層12を形成し ておく。ここで、石炭Aの粒度は、後記炭材� �装酸化鉄ペレットBが炭材充填層12の空隙内� �潜り込まない程度に、炭材内装酸化鉄ペレ� �トBの粒度に応じて調整しておくとよい。

 次いで、上記炉幅方向の両端部2,2に設置� ��れた原料装入シュート4,4から炭材内装塊成� ��物としての炭材内装酸化鉄ペレット(以下、 単に「ペレット」ともいう。)Bを連続的また� ��間欠的に装入して、炭材充填層12の斜面12a� �に塊成化物層としてのペレット層13を形成す る。ペレットB中の内装炭材の配合量は、酸� �鉄が金属鉄まで還元されるに必要な理論C量� ��、溶鉄の目標C濃度を加味して決定するとよ い。なお、ペレットBは、炉内装入時に爆裂(� ��ースティング)しないように、事前に乾燥し ておくのが好ましい。

 電極5は、上述のごとく、その下端部がペ レット層13中に浸漬された状態となるように� ��予め高さを調節しておくとよい。

 その後、前記電極に通電してアーク加熱� ��行うことにより、ペレット層13の下端部近� �のペレットBが急速に加熱されて順次還元溶� ��し、溶融金属としての溶鉄と溶融スラグと� ��分離され、炉下部に溶鉄層14と溶融スラグ� �15を形成する。なお、溶融スラグ層15の塩基� ��等を調整するため、ペレットB中には、予め 石灰石やドロマイトなどのCaO源やMgO源を添加 しておくのが好ましい。

 上記のようにして、ペレット層13の下端� �近傍からペレットBが順次溶融されていくと� ��ペレット層13自体はその自重により前記炭� �充填層の斜面に沿って電極5の下端部に向か� ��て炉内を順次降下していくこととなる。な� ��、万一ペレット層13中のペレットの一部が� �材充填層12の空隙内に潜り込んだとしても、 該ペレットの一部は炉内に長時間滞留するた め加熱還元されてやがて溶融し、溶鉄と溶融 スラグに分離して炭材充填層12の空隙を介し� ��炉下部の溶鉄層14および溶融スラグ層15に滴 下するので問題ない。

 そして、ペレット層13中のペレットが電� �5に近づくと、電極5からのアークによる放射 熱と抵抗熱により効率的に加熱され、ペレッ ト中の酸化鉄が内装炭材により固体金属鉄に 予備還元されるとともに、CO含有ガス(可燃性 ガス)を生成する。内装炭材として石炭など� �発分を含有する炭材を用いた場合は、加熱� �より内装炭材から脱揮された揮発分も該CO含 有ガスに加わる。

 このCO含有ガスは、炉天井部1に設けられ� ��二次燃焼バーナ6から吹込まれた酸素含有ガ スとしての例えば酸素ガスにより燃焼(二次� �焼)され、その放射熱によってもペレット層1 3は加熱される。このように放射熱にて加熱� �れたペレット層13では、上記電極5からのア� �クによる放射加熱と抵抗加熱による場合と� �様、当該ペレット層13中の酸化鉄が固体金属 鉄に予備還元されるとともにCO含有ガスが生� ��するので、上記二次燃焼による放射加熱が� ��らに促進されることとなる。

 上記のようにして、原料供給シュート4か ら炉内に装入されたペレットBは、炭材充填� �12の斜面12a上を降下する間に、上記二次燃焼 による放射加熱(以下、「二次燃焼熱」とも� �う。)により固体状態で高金属化率まで予備� ��元された後、電極5下端部近傍でアーク加熱 および抵抗加熱により溶融し、溶鉄と溶融ス ラグとに分離されることとなる。

 したがって、電極5下端部近傍に生成する 溶融スラグ中の酸化鉄濃度は十分に低くなり 、電極5の損耗を抑制することができる。

 溶融スラグと分離された溶鉄は、ペレッ� ��中に残存する炭材を溶解して目標C濃度の溶 鉄となる。

 このようにして生成した、溶鉄と溶融ス� ��グは、炉下部に設けた出銑孔7と出滓孔8か� �、例えば高炉の出銑滓方法と同様にして、� �欠的に排出することができる。

 一方、初期に炉内に石炭Aを装入して形成 した炭材充填層12は、炉内で徐々に加熱され� ��、その揮発分が除去され、やがてチャー化� ��いしコークス化する。除去された揮発分は� ��ペレット層13から発生する一酸化炭素(CO)含� ��ガスとともに、二次燃焼バーナ6から吹込ま れた酸素含有ガスで燃焼され、ペレット層13� ��放射加熱エネルギとして有効に利用される� ��上述したように、ペレットB中の内装炭材の 炭素(C)にて内装酸化鉄の還元および溶鉄への 浸炭が賄われるので、チャー化ないしコーク ス化した炭材充填層13は、理論上は消費され� ��いが、実操業では、炭材充填層12中に潜り� �んだペレットとの直接還元反応や、溶鉄へ� �浸炭反応等により長期間の操業中に徐々に� �費されていく。したがって、例えば一定の� �業期間ごとに、原料装入シュート4からのペ� ��ットBの供給を停止した状態にて、少なくと もアーク加熱を一定時間継続して、炉内のペ レット層13をほぼ完全に溶融し切って炭材充� ��層12の斜面12aを露出させたのち、アーク加� �および二次燃焼を中断した状態で、原料装� �シュート4から石炭(炭材)Aを所定量装入する� ��とで、炭材充填層12の炉内充填量を維持す� �ことができる。

 炉幅方向の両側壁の内面は、炭材充填層� ��覆われているので、これらの部分の耐火物� ��損耗は大幅に抑制される。したがって、炭� ��充填層で覆われていない、炉長手方向の両� ��壁にのみ、耐腐食性に優れた高品質の耐火� ��や水冷構造を採用すればよく、大幅に設備� ��ストを低減できることとなる。

(変形例)
 上記実施形態では、原料装入シュート4およ び電極5の配置に関し、原料装入シュート4を� ��幅方向の両端部2,2にそれぞれ設置する一方� ��電極5を炉天井部1の中央部に設置する例を� �したが、原料装入シュート4を炉幅方向の片� ��部(一方の端部)2に設置する一方、電極5を炉 幅方向の他端部(他方の端部)2に設置するよう にしてもよい。本変形例を採用すると、炉内 に形成される炭材充填層12の斜面が片側だけ� ��なるので、上記実施形態に比べて、耐火物� ��護の観点からは不利になるが、炉幅が縮小� ��れ、設備のコンパクト化が図れるメリット� ��ある。

 また、上記実施形態では、電気炉として� ��ーク炉を用いた例を示したが、これに限定� ��れるものではなく、サブマージドアーク炉� ��電磁誘導加熱炉など電気エネルギによって� ��熱する炉であればよい。アーク炉では、加� ��器として電極を用いることができ、電磁誘� ��加熱炉では、加熱器としてソレノイド型加� ��コイルを用いることができる。

 また、上記実施形態では、排ガスダクト3 と原料装入シュート4は、いずれも炉天井部1� ��接続する例を示したが、これに限定される� ��のではなく、いずれか一方または双方を炉� ��壁の上部に接続するようにしてもよい。な� ��、原料装入シュート4を炉側壁の上部に接続 した場合は、原料装入シュート4は自動的に� �幅方向の端部に設置されることになる。

 また、上記実施形態では、定置式非傾動� ��アーク炉の水平断面形状として、略矩形の� ��のを例示したが、これに限定されるもので� ��なく、例えば略楕円のものや真円のものを� ��いてもよい。この場合単相電極でなく、三� ��電源の各相を用いて3本の電極を作るように 構成してもよい。ただし、略矩形のものを用 いた場合、炉幅は一定にしておいて、炉長手 方向(炉幅方向に垂直な方向)を延長すること� ��、スケールアップを容易に行えるメリット� ��ある。

 また、上記実施形態では、炭材内装塊成� ��物Bとして、炭材内装酸化金属塊成化物であ る炭材内装酸化鉄ペレットを用いた例を示し たが、これに限定されるものではなく、酸化 金属に代えて塩化金属を含有する炭材内装塩 化金属塊成化物を用いてもよいし、酸化金属 、塩化金属等の金属化合物を複数含有する炭 材内装金属化合物塊成化物を用いてもよい。

 また、上記実施形態では、炭材内装塊成� ��物Bとして、非揮発性の金属元素である鉄の みを含有するものを例示したが、非揮発性の 金属元素の他、揮発性の金属元素、例えば、 Zn、Pbを含有するものであってもよい。すな� �ち、塊成化物Bとして、揮発性の金属元素を� ��有する製鉄所ダストなどを酸化金属原料と� ��て用いることができる。揮発性の金属元素� ��、炉内で加熱されて炭材内装塊成化物Bから 揮発するが、本発明では、炉上部に設けられ た二次燃焼バーナ6から供給される酸素含有� �スが炉内のCOガスを燃焼することによって、 炉上部の温度を十分に高く保持できるので、 炭材内装塊成化物Bから揮発した揮発性金属� �素が、炉上部で再凝縮することが確実に防� �され、炉から排出された排ガスから該揮発� �金属元素を効率的に回収することができる� �

 なお、本明細書において、揮発性金属元素� ��は金属単体またはその塩等の化合物の1気圧 での融点が1100℃以下の金属元素をいう。金� �単体として例えば、亜鉛、鉛等を挙げるこ� �ができる。揮発性金属元素の化合物として� �えば塩化ナトリウム、塩化カリウム等を挙� �ることができる。揮発性金属元素の化合物� �の揮発性金属は、電気炉(例えば、アーク炉� ��サブマージドアーク炉)で金属に還元される ことで、その一部またはすべてが炉内で気体 状態で存在する。また、揮発性金属元素の塩 化物は、電気炉内で加熱されて、その一部ま たはすべてが炉内で気体状態で存在する。一 方、非揮発性金属元素とは金属単体またはそ の酸化物等の化合物の1気圧での融点が1100℃� ��超える金属元素をいう。金属単体として例� ��ば、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、チ� ��ン等を挙げることができる。非揮発性金属� ��酸化物として、例えば、CaO、SiO ₂ 、Al ₂ O ₃ 等を挙げることができる。非揮発性金属元素 の化合物は、電気炉としてアーク炉やサブマ ージドアーク炉を用いたときには、炉内での 加熱や還元反応によって、還元された金属単 体としてまたは還元されない化合物として、 炉内アーク近傍(アーク温度領域)では気体状� ��で存在できるものの、アークから離れたと� ��ろでは液体または固体状態で存在する。

 また、上記実施形態では、炭材内装塊成� ��物Bの形態として、ペレットを例示したが、 ブリケットを採用してもよい。ブリケットは 、球状のペレットより安息角が大きいので、 炭材充填層12の斜面12a上における滞留時間を� ��保するためには、ペレットを用いた場合に� ��べて、炉高は高くする必要があるものの、� ��幅は縮小できるメリットがある。

 また、上記実施形態では、炭材内装塊成� ��物Bおよび溶融金属14を構成する非揮発性金� ��元素として鉄(Fe)のみを例示したが、Feの他� ��Ni、Mn、Cr等の非鉄金属を含有してもよい。

 また、上記実施形態では、溶融スラグの� ��基度調整手段として、炭材内装塊成化物Bに 予めCaO源やMgO源を添加しておく手段を例示し たが、この手段に代えてまたは加えて、原料 装入シュート4から炭材内装塊成化物Bととも� ��石灰石やドロマイトを装入するようにして� ��よい。

 また、上記実施形態では、原料充填層と� ��ての炭材充填層12を形成する炭材として、� �炭を例示したが、コークスを用いてもよい� �コークスを用いた場合、すでに乾留されて� �り、炉内で揮発分が発生しないため、二次� �焼への寄与は低下するものの、石炭より粉� �されにくいので、飛散ロス量を低減できる� �リットがある。

 さらには、原料充填層12を形成する充填� �形成用原料として、石炭やコークスなどの� �材に代えてまたは加えて炭材内装塊成化物B� ��用いてもよい。原料充填層12を形成する原� �として炭材内装塊成化物Bを用いても、溶鉄� ��の接触部分においては還元・溶融が進行す� ��ものの、該溶鉄との接触部分から離れた部� ��には熱が伝わりにくく、塊成化物Bは固体状 態に維持されるため、一旦形成された原料充 填層12は長期間充填層状態に保たれる。また� ��原料充填層12内の温度は上記溶鉄との接触� �分から離れて炉壁に近づくほど低下するの� �、溶融FeOの形成による耐火物の損傷も問題� �ならない。

 また、上記実施形態では、二次燃焼バー� ��6は炉天井部にのみ設置する例を示したが、 これに加えてさらに長手方向の側壁上部に設 けてもよく、また、例えば炉長が短い場合は 、長手方向の側壁上部にのみ設けてもよい。

 また、上記実施形態では、出銑孔7と排滓 孔8とを、対向する側壁にそれぞれ分けて設� �する例を示したが、同じ側壁側に両者とも� �置してもよいし、あるいは、排滓孔8を省略� ��て出銑孔7のみを設置し、該出銑孔7から溶� �と溶融スラグを排出するようにしてもよい� �

 また、上記実施形態では、原料装入シュ� ��トとして、原料投入口の炉内高さを固定し� ��原料装入シュート4を用いた例を示したが、 炉内の高さ方向の異なる位置に原料を装入す ることができる原料装入シュートを用いるこ とができる。

 具体的には、図2に示すように、原料装入 シュートとして、原料投入口40を上下方向に� ��動可能なアウターシュート42を備えた原料� �入シュート41を用いることが好ましい。原料 装入シュート41は、原料を蓄えるホッパー44� �、ホッパー44に連結したインナーシュート43� ��、インナーシュート43に摺動可能に上下方� �に移動可能なアウターシュート42からなる。 炭材および炭材内装塊成化物の安息角に応じ てアウターシュート42を上下させることで、� ��成化物層13の下端部を適正な位置に調整す� �ことができる。

 原料装入シュートとして、炉内の高さ方� ��の異なる位置に原料を装入可能な原料装入� ��ュート41を用いた場合には、例えば、溶解� �に装入原料を安息角の異なるものに変更し� �も原料投入口を上下させることで、加熱器� �加熱部(加熱器として電極5を用いた場合には 、下端部)と塊成化物層13の下端部との距離を 一定に調整することができ、原料投入口の炉 内高さを固定した原料装入シュート4を用い� �場合と比べて、溶解特性および熱効率をよ� �一層適正化することができる。

 具体的には、原料を安息角のより大きな� ��のに変更して、塊成化物層13の下端部と加� �器の加熱部との距離が離れ始めたときには� �アウターシュート42(原料投入口40)を上昇さ� �て塊成化物層13の下端部と加熱器の加熱部と を離れすぎないようにすることで、スラグ温 度の上昇およびその輻射熱による排ガス温度 の上昇を防止することができる。また、電気 炉の天井を水冷している場合でもその冷却水 出側温度の上昇を防止することができる。一 方、原料を安息角のより小さなものに変更し たときには、塊成化物層13の下端部と加熱器� ��加熱部との距離が接近するので、アウター� ��ュート42(原料投入口40)を下降させることに� ��って、塊成化物層13の下端部と加熱器の加� �部との接触を防止することができる。その� �果、原料の金属化率が低い場合であっても� �そのFeO中の酸素と電極材料であるグラファ� �トとの反応による電極の消耗を防止するこ� �ができる。

 また、一定電圧の条件下で操業する場合� ��は、電流をモニターし、電流値が上昇した� ��合にはアウターシュート42を下降させて、� �成化物層13の下端部と加熱器の加熱部との距 離を離して、電流値の上昇と電極の異常損耗 を防ぐことができる。

 なお、塊成化物層13の下端部と加熱器の� �熱部との距離は、排ガス温度、天井温度、� �却水温度、スラグ温度、およびカメラ等で� �ニターできる。加熱器として電極を用いた� �合には、電極消耗量や電極間抵抗でもモニ� �ーできる。

 以上、詳述したように、本発明の一局面� ��、定置式非傾動型電気炉を用いて溶融金属� ��製造する方法であって、前記電気炉は、炉� ��方向の一方の端部に上方から炉内に接続す� ��原料装入シュートと、炉幅方向の他方の端� ��であって炉内高さ方向の下部である位置を� ��気で加熱する加熱器と、炉上部において前� ��一方の端部と前記他方の端部との間に設け� ��れた二次燃焼バーナとを備えており、前記� ��料装入シュートから炭材および/または溶融 金属となる非揮発性金属元素を含有する炭材 内装塊成化物を所定量炉内に装入して、炉内 上方の前記一方の端部から炉内下方の前記他 方の端部に向かう下り勾配の斜面を有する原 料充填層を形成し、次いで、前記原料装入シ ュートから前記炭材内装塊成化物を所定量炉 内に装入して、前記原料充填層の斜面上に塊 成化物層を形成し、その後、前記塊成化物層 の下端部を前記加熱器で加熱して前記炭材内 装塊成化物を溶融することにより、炉内に溶 融金属層と溶融スラグ層を形成するとともに 、前記溶融により前記塊成化物層をその下端 部に向かって前記原料充填層の斜面に沿って 降下させつつ、前記二次燃焼バーナから炉内 に酸素含有ガスを吹き込んで、前記塊成化物 層から発生するCO含有ガスを燃焼させ、その� ��射熱により前記塊成化物層を加熱して還元� ��る溶融金属の製造方法である。

 また、本発明の他の一局面は、定置式非� ��動型電気炉を用いて溶融金属を製造する方� ��であって、前記電気炉は、炉幅方向の一方� ��端部と他方の端部に上方から炉内にそれぞ� ��接続する複数の原料装入シュートと、炉幅� ��向において前記一方の端部に接続する原料� ��入シュートと他方の端部に接続する原料装� ��シュートの間であって炉内高さ方向の下部� ��ある位置を電気で加熱する加熱器と、高さ� ��向では炉上部であって炉幅方向では前記一� ��の端部に接続する原料装入シュートと前記� ��熱器との間である位置および高さ方向では� ��上部であって炉幅方向では前記他方の端部� ��接続する原料装入シュートと当該加熱器と� ��間である位置にそれぞれ設けられた二次燃� ��バーナとを備えており、前記原料装入シュ� ��トから炭材および/または溶融金属となる非 揮発性金属元素を含有する炭材内装塊成化物 を所定量炉内に装入して、炉内上方の前記一 方の端部から炉内下方の前記加熱器が加熱す る位置に向かう下り勾配の斜面と、炉内上方 の前記他方の端部から炉内下方の当該加熱器 が加熱する位置に向かう下り勾配の斜面とを 有する原料充填層を形成し、次いで、前記原 料装入シュートから前記炭材内装塊成化物を 所定量炉内に装入して、前記原料充填層の各 斜面上に塊成化物層を形成し、その後、前記 塊成化物層の下端部を前記加熱器で加熱して 前記炭材内装塊成化物を溶融することにより 、炉内に溶融金属層と溶融スラグ層を形成す るとともに、前記溶融により前記塊成化物層 をその下端部に向かって前記原料充填層の各 斜面に沿って降下させつつ、前記二次燃焼バ ーナから炉内に酸素含有ガスを吹き込んで、 前記塊成化物層から発生するCO含有ガスを燃� ��させ、その放射熱により前記塊成化物層を� ��熱して還元する溶融金属の製造方法である� ��

 本発明では、塊成化物層の下端部が加熱� ��に加熱されて溶融することで、まだ溶融し� ��いない塊成化物層を原料充填層の斜面に沿� ��て塊成化物層の下端部、すなわち加熱器の� ��熱部近傍に向かって移動させつつ、該塊成� ��物層から発生したCO含有ガスを二次燃焼バ� �ナから吹き込んだ酸素含有ガスで燃焼させ� �、その放射熱で該塊成化物層自身を加熱し� �予備還元する。そして、この予備還元され� �塊成化物層を上記加熱器の加熱部近傍で還� �溶融して溶融金属とするので、未還元の炭� �内装塊成化物から直接溶融金属を得ること� �できる。このため、従来法に比べて設備コ� �トおよびエネルギ原単位がともに大幅に低� �できる。また、上記二次燃焼バーナによる� �焼熱が炉上部の温度を十分に高く保持する� �で、炭材内装塊成化物が揮発性金属元素を� �有する場合には、揮発した該揮発性金属元� �の再凝縮を防止することができる。

 これら製造方法において、前記加熱器で� ��熱するときに、前記原料装入シュートから� ��記炭材内装塊成化物を連続的または間欠的� ��炉内に装入し、前記塊成化物層のうち、前� ��塊成化物層の下端部に位置する前記炭材内� ��塊成化物を順次溶融させることが好ましい� ��炭材内装塊成化物を連続的または間欠的に� ��入することにより、溶融金属を継続して製� ��することができる。

 これら製造方法において、前記電気炉が� ��ガスダクトを備えており、前記炭材内装塊� ��化物が揮発性金属元素をさらに含有すると� ��には、前記排ガスダクトによって排出され� ��排ガスから前記揮発性金属を分離および回� ��することが好ましい。これにより、排ガス� ��クトを介して炉から排出された排ガス中か� ��、揮発除去された揮発性金属元素を効率的� ��回収することができる。

 これら製造方法において、前記電気炉と� ��て、前記加熱器は上方から炉内に挿入され� ��電極であり、通電によって当該加熱器の下� ��がアーク加熱されるアーク炉を用いること� ��できる。そして、前記電極の下端部を前記� ��成化物層中または前記溶融スラグ層中に浸� ��してアーク加熱を行うことが好ましい。こ� ��により、アークによる放射加熱と抵抗加熱� ��効果を並存させることができ、炭材内装塊� ��化物の溶解をより促進することができると� ��もに、原料充填層で保護されていない炉壁� ��面の損傷を抑制することができる。

 これら製造方法において、前記電気炉の� ��上部において、前記排ガスダクトと前記原� ��装入シュートとの距離が、当該排ガスダク� ��と前記電極との距離より短いことが好まし� ��。排ガスダクトと原料装入シュートの距離� ��、排ガスダクトと電極の距離より短いので� ��電極で加熱されることにより発生した可燃� ��ガスを順次二次燃焼させることが可能とな� ��領域が広くなるとともに、二次燃焼後の酸� ��性の排ガスが排ガスダクトの方向に流れて� ��この排ガスが電極に流れて電極を損傷する� ��を抑制することができる。

 これら製造方法において、前記電気炉は� ��前記排ガスダクトと前記原料装入シュート� ��間に、炉内に垂下する隔壁をさらに備えて� ��ることが好ましい。この隔壁によって、原� ��装入シュートが高温の排ガスで過熱されて� ��傷するのを防止することができる。

 これら製造方法において、前記電気炉は� ��前記電極と前記二次燃焼バーナとの間に、� ��内に垂下する隔壁をさらに備えていること� ��好ましい。この隔壁によって、二次燃焼後� ��酸化性排ガスが電極に接触するのを防止す� ��ことができる。

 これら製造方法において、前記電気炉は� ��前記二次燃焼バーナと前記排ガスダクトと� ��間に、炉内に垂下する隔壁をさらに備えて� ��ることが好ましい。この隔壁によって、二� ��燃焼後の排ガスが排ガスダクトへショート� ��ットするのを防止して、塊成化物層への放� ��伝熱量を十分に確保することができる。

 これら製造方法において、原料に応じた� ��置から原料を装入することが好ましく、原� ��の安息角に応じて前記原料装入シュートの� ��料投入口の高さを変更することが好ましい� ��例えば、前記原料装入シュートが原料投入� ��を上下方向に移動可能なアウターシュート� ��備えていればよい。これにより、原料の安� ��角に応じて原料装入シュートのアウターシ� ��ートを上下方向に移動させて原料投入口の� ��さを変更することで、塊成化物層の下端部� ��加熱器の加熱部との距離を適正に保つこと� ��できるので、溶解特性または熱効率を適正� ��できる。例えば、加熱器としてアーク炉(電 気炉)の上方から炉内に挿入される電極を用� �た場合において、炭材内装塊成化物をブリ� �ットから安息角がより小さなペレットに切� �替えたときに、ペレットの溶解が最も効果� �に進行するようにアウターシュートを下方� �移動させて、電極とペレット層(塊成化物層) の下端部との距離を調整することで、エネル ギ原単位を上昇させずに、また電極を異常に 消耗させること無く、ペレットを溶解するこ とが適正化できる。