JP2003526736A - 製鋼装置 - Google Patents

製鋼装置

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JP2003526736A JP2001563649A JP2001563649A JP2003526736A JP 2003526736 A JP2003526736 A JP 2003526736A JP 2001563649 A JP2001563649 A JP 2001563649A JP 2001563649 A JP2001563649 A JP 2001563649A JP 2003526736 A JP2003526736 A JP 2003526736A
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Abstract

(57)【要約】 製鋼装置であって、中で金属装入物が溶解され並びにブローされかつ精練され容器（１，１０１，２０１）を有し、容器は電極（２１）が容器中に導入可能な少なくとも１つの開口を有する容器上部分（５，２０５）と、容器下部分（２，２０２）と、容器から溶湯及びスラグを流出させるための手段とを有する前記製鋼装置を、公知の装置に対してその構造的構成が簡単化され、溶湯及び場合によってはスラグの流出のための底流出システムが設けられるように改良することである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鋼装置であって、該装置は容器と容器から溶銑とスラグとを流
出させるための手段とを有し、容器は容器中に少なくとも１つの電極を挿入可能
にするための少なくとも１つの開口を有する容器上部分と、容器底を有する容器
下部分とを有し、容器中では金属装入物が溶解され、吹錬されかつ精練される、
前記製鋼装置に関する。
【０００２】 通常の方法で、鋼、特にクロム含有の耐錆鋼、耐酸鋼及び耐熱鋼のような高級
鋼の製造のために電気アーク炉中で装入物の溶解が行われ、続いて別個の転炉中
で精錬が行われる。この際アーク炉は、所望の鋼品質を得るための吹錬若しくは
精錬の固有のプロセスが転炉中で行われるための予備溶解集合体として使用され
る。
【０００３】
【従来の技術】
ドイツ国特許出願第１９７２８１０２号明細書から、これらの両プロセス、即
ち溶解及び吹錬を単一の容器中で実施することが公知である。このために好適な
容器は膨らんだ容器中央部分及び容器下部分を備え、容器は−公知の転炉装置で
は普通であるように−支持リングに回転可能に支承されている。溶銑及びスラグ
の流出は中点軸線を介しての容器の回転及び旋回された位置における湯口管又は
湯口孔によって旋回された位置で床面に位置する鋼取鍋へと行われる。
【０００４】 そのようなリング、その支承部並びに支持リングによる容器の傾倒のための装
置は、その形状及び組立てがコスト高でありかつ多くの駆動手段及び制御手段を
必要とする。このために相応したスペースコスト及び動力コストで構成されなけ
ればならない確実な基礎又は確実な炉台における支持リングを備えたそのような
容器が前提となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのような技術水準から出発して本発明は技術分野の装置を溶解機能と精錬機
能の組合せを保持してその構造的構成を簡単化することを課題の基礎とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は請求項１の特徴を有する装置によって解決される。有利な実施形態
は従属請求項に開示されている。
【０００７】 本発明によれば、公知の湯出しシステムであって、その際湯出し管を備えた容
器が支持リングによって支承されかつスラグ及び溶銑の流出のためにその軸線の
まわりに旋回される公知の湯出しシステムの代わりに、溶銑及び場合によっては
スラグの流出のための底湯口システムを−容器の下方に−配設された収集タンク
中に旋回不可能な容器の基準位置に設ける。
【０００８】 同時に、溶融工程の終わりに基本位置の回りに小さい傾倒角度で、好ましくは
±５°よりも小さい角度で、特に溶解槽のシーソー運動若しくは傾倒運動として
望まれる傾倒運動を完全には断念する必要がないために、装置が１つ又は複数の
傾倒フレームを備えた傾倒システムを有し、傾倒フレームが容器の容器底の高さ
に配設されかつ傾倒フレーム上に容器が搭載可能であり、傾倒フレーム内には容
器底が沈下されることが提案される。
【０００９】 傾倒システムは、傾倒要素を備え、傾倒要素は一側では−好ましくは昇降運動
によって−フレーム従って容器が傾倒運動させられるように、フレーム上に作用
し、並びに−傾倒要素に対向して位置していて−容器の傾倒運動の支持のための
少なくとも１つの軸受要素を有する。軸受要素は１部品又は多部品から形成され
ている。
【００１０】 一括して提案された底湯口システムに基づいて、溶解容器及び吹錬容器の膨ら
んだ中間部材を有する支持リングを備え、このための必要な駆動及び制御手段を
備えた−コストのかかる−傾倒装置は不要にされることができる。一括して構造
的に簡単化された形状従って僅かな組立てコストの容器が得られる。支持リング
を不要としたために、炉台若しくは基礎のための要請及びコストが小さくなる。
簡単な機械的手段（好ましくは液圧的に作動可能な１つ又は複数の傾倒フレーム
を備えた）によって、同様に容器の傾倒の可能性が得られる。傾倒フレームの解
決に対して選択的に、液圧シリンダによるスライドレールを介して水平方向に短
い区間移動されることも考えられる。
【００１１】 底湯口システムを有し、しかし傾倒システムを有しない容器の第１実施形態で
も傾倒システムを備えた容器の第２実施形態でも、容器の位置決めを保証するた
めに、容器下部分は安定した載置面の形成のために容器上部分の上方に側方にず
らされ又は強化された壁領域を有し、載置面は容器周囲に沿って配設された載置
用支柱に支持されるように又は直接傾倒フレーム上に支持されるようになる。載
置用支柱は炉台上又は基礎上に又は直接傾倒フレーム上に配設されている。
【００１２】 提案された底湯口システムに対して例えば国際出願（ＷＯ）９７／１８０５０
に記載されたシステムが挙げられる。しかし本発明の対象はそのような底湯口シ
ステムには限定されず、公知の全ての種類の底湯口システムが考えられる。本発
明によれば、その底湯口が容器の垂直の中心軸線に対して同心に又は偏心して配
設されている底湯口システムが提案される。
【００１３】 基本的に、提案された底湯口システムを介して傾倒されてない基準位置±０°
において吹錬後に溶銑もスラグも鋳物中に順次流出することが可能である。追加
的に容器の側壁に移動可能なスラグ用扉を備えたスラグ流出システムが提案され
、その際スラグ流出のために容器は傾倒システムによって基準位置±０°から好
ましくは−５°のスラグ除去位置に移動される。
【００１４】 代替容器の交換による新しい状態、保守作業又は修理によって制約される停止
時間を減少させるために、容器は鋼構造の形の炉台上に、基礎上に好ましくは傾
倒フレーム上に固定して又は取外し可能に交換容器として配設されている。
【００１５】 一括して位置固定して又は傾倒可能に配設された容器システムの実施形態及び
位置固定して又は傾倒可能な交換容器システムの実施形態が得られる。
【００１６】 容器は、溶解運転中炉蓋を備え、炉蓋は好ましくは水冷される。電極の収容の
ための炉蓋の開口は、電極の導入のための加熱装置が炉台若しくは基礎上に固定
して配設されるか又は傾倒システムの傾倒フレーム上に配設されるかに従って相
違して形成されることができるかつ従って傾倒運動若しくはシーソー運動を伴う
。第１実施形態では、開口は−電極支持アームによって保持されて−加熱装置の
旋回装置を介して上方から容器の開口中に導入される電極の周囲に比して拡張さ
れ、拡張程度は容器の傾倒運動の際に電極が開口壁に突き当たらない程度である
。加熱装置従って電極の保持装置が運動行う場合、電極開口は相応して小さくさ
れることができる。
【００１７】 しかし旋回可能に又は交互に僅かなストロークに従って水平に移動可能な蓋若
しくはフードを備えた容器の配設は、他の重要な利点を提供する。電極フードは
ドイツ国特許出願第１９７２８１０２号明細書から公知の容器とは異なり明らか
に小さい、そのわけは電極は旋回され又は移動された転炉フードの状態において
繰り出されるからである。電極が容器縁を越えて旋回され又は移動されるので、
電極ストロークは公知の容器の場合よりも実質的に小さく、公知の容器では電極
はスラグ除去工程のために長くされた円筒状容器上部分を越えて持ち上げられな
ければならない。
【００１８】 結局兼用炉装置が提案され、兼用炉装置は本発明により提案された容器若しく
は装置の２つを有し、容器若しくは装置においてそれぞれ時間的に平行して溶解
位相又は転炉位相が行われる。相異なる位相では、相異なる蓋システムが使用さ
れる。溶解位相では好ましくは管構造における大部分水冷される炉蓋が対象とさ
れ、即ち互いに平行に配設されていて冷却水が貫流する（管への管又は管−隙間
−管設定）導管が対象とされ、その際転炉位相では水冷される耐火コンクリート
から成るフードが好適である。
【００１９】 本発明の他の利点及び特徴は添付図を参照にした好適な実施例の以下の記載に
基づいて明らかにされる。
【００２０】
【実施例】
図１は製鋼用容器１の横断面図であり，その際溶解位相（電気炉運転）と転炉
位相（転炉運転）が順次実施される。この容器１は容器底３を備えた容器下部分
２とこれに上方に続く側壁４とから構成される。容器上部分５として溶解位相の
ために旋回可能な若しくは移動可能な炉蓋６が設けられ、転炉位相のために、こ
こでは図の左半分に部分図として示されているように、旋回可能若しくは移動可
能な転炉フードが設けられている。容器下部分２は耐火材料９で構成された金属
ジャケット８によって形成されている。容器の中心軸線に沿って、中心に底湯口
システム可能性のための湯口開口１０が設けられている。この湯口開口１０は、
耐火材料９を貫通しかつ水平に移動可能なスライダ１１によって外方から閉鎖さ
れる。跳ね上げ可能な栓も考えられる。溶解工程若しくは転炉工程の間湯口１０
は充填材料１２、例えば充填砂又は顆粒を備え、充填砂又は顆粒はスライダ１１
の移動後に湯出しのために下方に向かって注鋼取鍋（図示しない）中に流入する
。焼結された上部の顆粒はその上にある溶銑の静圧によって溶解するか液状鋼は
容器の下方に配設された注鋼取鍋中に下方に向かって注がれる。個々の場合に、
底湯口を可能にするために、焼結された顆粒は屈曲された酸素ランスによって下
方から燃焼される。
【００２１】 吹錬のための例えばアルゴン若しくは酸素のようなプロセスガスを溶銑に供給
するために、更に容器下部分２に底ノズル１３（ここでは例として１つの底ノズ
ルを示す）が設けられている。
【００２２】 容器下部分２の側壁４は容器内面に対して水が貫流される壁１４から成る。側
壁４は傾倒システムのない図示の第１実施形態では、容器１の位置決めのために
載置用支柱１６上に位置を占める突出する載置面１５が生じるように容器底３に
対してずらせて配設されている。そのような載置用支柱１６は炉台１７上容器の
まわりに配設されている。
【００２３】 図１に示す実施形態では、容器１の０°基準位置において容器の下方に配設さ
れている取鍋（図示しない）中に湯出しが行われ、場合によっては取鍋は続いて
真空処理装置に供給される。
【００２４】 溶解位相若しくは電気炉運転のために容器１は炉蓋６を備え、炉蓋は１つ又は
複数部分から成る水冷される蓋パネル１８及びこれに付設の支持架台１９の他に
耐火材料から成る中心部材２０を有し、中心部材を通って電極２１が移動ユニッ
トによって加熱装置に導入可能である。この加熱装置について図１中では電極用
の電極支持アーム２２が示されている。装入材料、スクラップ、液状銑鉄、鉄合
金の部品、ＤＲＩ／ＨＢＩ、混和剤等が発生したアークによって溶解される。溶
解位相の終了後、転炉位相が続く。転炉位相の下で本発明の場合に合金及び溶銑
の炭素含有量の低下のための酸素による吹錬も−ここでは底ノズル１３によって
−行われる。スラグ形成体及び合金媒体の添加によって合金が行われる。転炉位
相のために先ず炉蓋１６がかつそれから電極２１が持ち上げられかつ水平に旋回
される。続いて転炉フード又は転炉被帽７が容器１上で旋回され又は水平に移動
される。これらは容器壁４のように冷水が貫流される壁１４若しくは耐火パネル
を備える。容器壁は、発生する煙道ガスが相応する天井部−（図３参照）−及び
これから導管中を貫流するガス混合物から水素を除去する除塵装置に転送される
ように形成されている。
【００２５】 本発明による装置（図２）によれば、容器１０１は傾倒フレーム１２３を有す
る。図２の容器は図１に相応するので、同一の構成部分は相応する符号を有する
。図１による実施形態とは異なり、載置用支柱１６は炉台上にはなく、傾倒フレ
ーム１２３上に配設されている。傾倒フレーム１２３は容器底３の下方部分を取
り囲んで配設されている。
【００２６】 この傾倒フレーム１２３は、１つ又は複数の液圧駆動されるリフトシリンダ１
２４によって垂直に移動され、リフトシリンダは傾倒フレームの下方に配設され
ている。同様に傾倒フレーム用の電動モータ駆動される駆動装置も可能である。
容器１０１はこの方法で基準位置から小さい角度−好ましくは±５°−傾倒され
た位置に移行される（傾倒された位置は図示しない）。傾倒運動に対抗するため
に、傾倒フレーム１２３がリフトシリンダ１２４に対して向かい合って位置する
側で旋回軸受１２５上に配設されている。傾倒角度は一点鎖線によって表されて
いる。この方法で容器１０１を前記±５°の傾斜位置に動かすことが可能であり
、その際運転コストは支持フレームを備えた公知の容器に比して著しく減少され
る。リフトシリンダ１２４並びに軸受要素１２５は、容器１０１及び炉台１７の
下方に鋼取鍋への湯出し用の自由空間を作るために、他の管１２６、１２７上に
位置決めされている。
【００２７】 容器２０１の第３実施形態では、傾倒運動は傾倒フレーム２２３によって傾倒
運動又はシーソー運動のために利用されるだけではなく、特に炭素含有鋼の製造
の際にスラグ流出用扉２２８を介してスラグを除去するためにも利用される。こ
のために耐火材料２０９を備えた容器下部分２０２の容器底２０３は、傾倒フレ
ーム２２３上に容器の載置のための複数の安定した載置面２１５を形成するため
に、側方を補強されて形成されている。この容器上部分２０５は図１及び２の容
器に対して実質的なバリエーションを示す。
【００２８】 図４は、並んで配設されている本発明による２つの装置を備えた兼用炉装置を
示し、その際同時に１つの装置で溶解位相と他の装置において転炉位相若しくは
吹錬位相並びにその逆が行われる。溶解位相のために第１容器１は必要な装入材
料を充填されかつ炉蓋１６で閉鎖される。溶解位相のために炉蓋６は旋回可能な
排気ガス用湾曲管２９と接続される。この位相において、容器１に付設された転
炉フード７が待機位置にある。旋回可能な加熱装置３０によって３つのグラファ
イト電極２１が同一の容器の炉蓋６の開口を介して旋回され、容器内においては
溶解位相が開始されかつ容器中に移される。この間中第２容器１′は転炉フード
７を被覆されかつ転炉フードを介して旋回可能な第２煙道ガス排出導管３１′に
よって除塵装置３２に接続している。排気ガス用湾曲管２９は待機位置にある。
溶解及び精錬後、例えばクロム含有鋼では溶銑がスラグとともに底湯口システム
を介して注鋼取鍋に他の合金媒体の添加の下に流出される。続いて位置固定のス
ラグ除去装置及び連続鋳造装置に対する溶銑の搬送によりクロムを含有するスラ
グの引出しが行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による装置の第１実施形態の横断面図である。
【図２】 図２は、傾倒システムを備えた本発明による装置の第２実施形態の横断面図で
ある。
【図３】 図３は、強化された容器底及び傾倒システムを備えた本発明による装置の第３
実施形態の横断面図である。
【図４】 図４は、並んで配設されている本発明による装置を備えた兼用炉装置の平面図
である。
【符号の説明】
１ 容器 １′ 容器 ２ 容器下部分 ３ 容器底 ４ 壁領域 ５ 容器上部分 １０ 底湯口システム １１ 底湯口システム １５ 載置面 １６ 載置用支柱 １７ 炉台 ２１ 電極 ２３ 傾倒フレーム １０１ 容器 １２３ フレーム ２０１ 容器 ２０２ 容器下部分 ２０３ 容器底 ２０５ 容器上部分 ２２３ フレーム

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容器（１；１０１；２０１；１′）と、溶銑及びスラグを容器から流出させる
    ための手段とを有する製鋼装置であって、容器中では金属装入物が溶解され、吹
    練されかつ精錬され、前記容器は少なくとも１つの電極（２１）を容器中に挿入
    可能にするための少なくとも１つの開口を備えた容器上部分（５、２０５）と、
    容器底（３；２０３）を備えた容器下部分（２、２０２）とを有する、前記製鋼
    装置において、 溶銑及び場合によってはスラグの流出のための底湯口システム（１０、１１）
    を特徴とする前記製鋼装置。
  2. 【請求項２】 一体又多部分から成るフレーム（１２３；２２３）を備えた傾倒システムであ
    って、フレームは容器底（３；２０３）の高さに配設されかつフレーム上には容
    器（１０１；２０１）が載置可能であり、その際容器底（３；２０３）がフレー
    ム内に沈下していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 容器下部分（２）が容器底（３）の上方に安定した載置面の形成のための側方
    にずらされた壁領域（４）を有し、壁領域は、位置固定の炉台（１７）、基礎又
    は傾倒フレーム（２３）上に配設された載置用支柱（１６）上に支持されるよう
    になることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 容器下部分（２０２）が、傾倒フレーム（２２３）上に支持されるようになる
    搭載面（２１５）の形成のために側方を強化された容器底領域を有することを特
    徴とする請求項２に記載の装置。
  5. 【請求項５】 傾倒システムが少なくとも１つの傾倒要素（１２４；２２４）を有し、傾倒要
    素は片側でフレーム、従って容器が傾倒運動をさせられるように昇降運動によっ
    てフレーム（１２３；２２３）上に作用し、並びに容器の傾倒運動の支承のため
    の少なくとも１つの軸受要素（１２５）を備えていることを特徴とする請求項２
    又は４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 底湯口システムの容器下部分（２）の底（３）に設けられた開口（１０）が容
    器の垂直の中心軸線に対して同心に又は偏心して配設されていることを特徴とす
    る請求項１から５までのうちのいずれか１つに記載の装置。
  7. 【請求項７】 底湯口システムが湯出し後に湯口開口を外方から閉鎖するための閉鎖要素（１
    １）と、充填材料（１２）による湯口開口の充填のための充填装置とを有するこ
    とを特徴とする請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 容器下部分（２０２）の側壁に移動可能なスラグ用扉（２２８）を備えたスラ
    グ流出システムが設けられ、その際スラグ流出のために容器（２０１）が傾倒シ
    ステムによって旋回されることを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれ
    か１つに記載の装置。
  9. 【請求項９】 容器上部分に設けられた開口を通る電極（２１）の旋回のための加熱装置を備
    え、その際加熱装置は炉台（１７）又は基礎上に固定して配設されており、かつ
    開口は電極が容器の傾倒運動の際に開口壁に突き当たらないように電極の周囲に
    比して拡張されていることを特徴とする請求項１から８までのうちのいずれか１
    つに記載の装置。
  10. 【請求項１０】 容器が固定容器として取外し不可能に又は交換容器として取外し可能に基礎、
    炉台又は傾倒フレーム（１２３；２２３）上に配設されていることを特徴とする
    請求項１から９までのうちのいずれか１つに記載の装置。
  11. 【請求項１１】 容器が設けられ、容器中には順次溶解（溶解位相）及び吹錬及び精錬（転炉位
    相）のプロセスが行われ、その際容器（１，１０１；２０１）が下方から上方に
    容器底（３；２０３）を備えた容器下部分（２、２０２）と、これに続いて膨ら
    んで形成された側壁（４）と、容器上部分（５、２０５）とを有し、容器上部分
    は旋回可能な転炉フード（７）又は容器上部分に取り付けられ、電極開口を有す
    る耐火材料から成る中心部材（２０）を備えた旋回可能な炉蓋（６）を備え、そ
    の際転炉フード（７）及び炉蓋（６）は交互に容器を溶解位相又は転炉位相に依
    存して被い、並びに容器下部分に取り付けられたプロセスガスの導入のためのノ
    ズルブローシステム（１３）が設けられていることを特徴とする請求項１から１
    ０までのうちのいずれか１つに記載の装置。
  12. 【請求項１２】 ２つ互いに隣接して配設されかつ交互にそれぞれ溶解位相又は転炉位相で運転
    される請求項１から１１までのうちのいずれか１つに記載の装置を有する兼用炉
    装置。
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