JP2003528217A - スラグの発泡を自動的に制御するための方法および装置 - Google Patents

スラグの発泡を自動的に制御するための方法および装置

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ステンデラ，ジェームズ
ビエルス，デービッド
ダフナク，マーク
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スペシャルティ ミネラルズ （ミシガン） インク．
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Abstract

(57)【要約】 少なくとも１のセンサー、論理プログラムと、炉と流体連絡する可変バルブとを含む少なくとも１の制御装置、および物質源を備えた電気アーク炉システムにおいて鋼などの金属アロイが製造される。鋼の製造中に溶融金属上に形成されたスラグの性質および品質は、可変バルブによるアーク炉への１以上の物質の添加を連続的に調整することにより動的に制御される。実施態様は、約２５ｌｂｓ／分〜約２００ｌｂｓ／分の流速に亘って連続的かつ可変的にアーク炉へ炭素を注入することにより鋼製造プロセス中にスラグを発泡させることを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願との相互関係】
本出願は、２０００年３月１７日に「交流アーク炉内でのスラグ発泡を制御す
るため方法および装置」と題して出願された仮特許出願第６０／１８９，９８４
号の優先権を主張するものであり、その仮特許出願の全開示は、引用することに
より本明細書に組み入れられる。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アーク炉におけるスラグを制御するための方法および装置に関する
。本発明は、金属アロイを製造するプロセスの間にスラグの性質および品質を制
御して、信頼性、一貫性および製造されたアロイの最終的な特性を改善すること
に特定の適用性を有する。
【０００３】
【従来の技術】
電気アーク炉において鋼を処理する方法は、金属の液体浴を形成するための充
填としてクズ金属をほとんど溶融することを含む。慣用的には、そのプロセスサ
イクルの最初にクズが炉に添加され、そして、電極と金属との間に電気アークを
引き起こすところの、炉のグラフィアト電極による電流の通過によって溶かされ
る。精錬運転中に金属から分離される不純物の混合物から形成される溶融鋼の上
部表面上には、スラグとして公知の溶融された非金属物質の層が存在する。スラ
グは、最初の溶解中に充填物の上部表面上に形成され、そして、全プロセスサイ
クル中は熱のタッピング（tapping）まで上部表面上に残る。
【０００４】 慣用の鋼製造では、炉パラメーターの調整および、精錬プロセス中に添加され
る物質、例えば液体または気体の化学物質、の添加によってスラグが発泡させら
れる。溶融鋼の上部表面上に得られた発泡したスラグの層は、鋼中のアロイ添加
剤の％含量を調節し、環境酸素および、溶融鋼を含む容器中のいくつかのデバイ
スから溶融鋼を単離し、そして、所望の型に注入されるまで鋼を溶融状態に維持
することを容易にするために鋼を断熱するという有用な目的を果たす。
【０００５】 通常、スラグの発泡は、スラグ自体の目視またはいくつかの他のプロセスパラ
メーターに基づいて炉の運転者によって行なわれる。例えば、米国特許第５，８
２７，４７４号（Usherら）は、電気アーク炉におけるスラグおよび溶融金属の
深さを測定するための装置および方法を開示している。その方法は、溶融金属と
スラグフォームとの間の界面である溶融金属の中で電圧計プローブを移動させる
ことを含む。層間の電圧信号の変化によって、溶融金属とスラグフォームとの間
の境界の位置がマーキングされる。
【０００６】 フォームの品質の決定のために、最初は、スラグの目視検査で十分である。し
かし、鋼製造の動的プロセスは、プロセス時間を通じて、フォームに影響を与え
るための炭素または酸素の添加などの変数の一定の調整を必要とする。炉の運転
者がパラメーター、例えば炭素の注入、を調整しているとき、その反応時間は、
発泡およびアロイ化の動力学に関して相対的に遅い。スラグの発泡における人間
的誤りの欠陥のいくつかを部分的に克服するために、いくつかのモデルが鋼製造
法のために開発されている。例えば、国際特許出願公開ＷＯ９９／２３２６４（
Welker）は、発泡を予報するためのモデルを使用する、アーク炉における発泡ス
ラグの形成を制御するための方法およびデバイスを開示している。その文献は、
スラグフォームでのアークの少なくとも部分的な包囲が確かに達成されるために
、炉に添加されるべき炭素の正確な量を予報するための神経中枢網（neural net
）および発泡スラグモデルの使用を開示している。ドイツ特許出願公開ＤＥ１９
８０１２９５（Sesselmann）は、アーク電極の位置、電気エネルギーの供給およ
び炉に添加される炭素の量を制御するために神経中枢網が使用されるところのア
ーク炉を開示している。スラグフォームの高さは、ソーナーを使用して測定され
る。
【０００７】 鋼製造プロセスでは、更なる制御が炉に対して行なわれている。例えば、米国
特許第５，７１４，１１３号（Gitmanら）は、鋼溶融物に酸素を導入するための
バーナー／インジェクターを含む電気鋼製造のための装置を開示している。
【０００８】 また、液体金属を処理するための電気アーク炉におけるアークの不安定性を測定
するための方法および装置を開示している米国特許第５，０５０，１８５号（Bo
urgeら）に開示されているように、センサーが炉に加えられている。この特許は
、アーク電流に対応する信号の誘導物を得、誘導信号を高周波数成分および低周
波数成分に分け、これらの別々の成分を増幅し、そして誘導信号の高周波数成分
と低周波数成分との比に関する信号をそれから作り出すことによりアーク安定性
が測定され得ることを開示している。この値は、アークの安定性を表し、そして
炉に注入されるべき炭素および酸素の量を推定するために運転者によって使用さ
れ得る。
【０００９】 電気アーク炉の性能のオンラインモニターおよび制御のための方法が、米国特許
第５，０９９，４３８号（Gulden, Jr.ら）に見られる。Gulden, Jr.らの方法は
、炉の電気的、機械的および物理的パラメーターを含む種々の炉パラメーターに
関する信号を集めることを含む。そのようなパラメーターは、ワット／バールに
よるパルス速度、電流および電位変換器、変圧器タップ位置、アーク長設定、油
圧変数、機械的炉部品の位置およびクズ充填重量を包含する。これらのデータは
、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）およびマイクロコンピューターを使用
して処理される。
【００１０】 米国特許第４，７４２，５２８号（Stenzel）は、減圧アーク炉での使用のため
の補償デバイスを開示している。補償デバイスは減圧アーク炉における電力線の
重量を補償し、そこでは、アーク電極の正確な重量が決定され得る。その方法は
、センサー電極に供給される電流の強度を制御するためのコンピューターを使用
する。
【００１１】 ロシア特許ＲＵ２０８６６５７（Dolgonosovaら）は、噴射炉に金属を供給する
ための装填デバイスを含む、金属酸化物の還元のためのデバイスを開示している
。そのデバイスは、ガス圧の変動を測定し、そしてこれらの信号をコンピュータ
ーを介して使用して炉への酸素ガスの供給を制御する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の文献は、鋼の製造における発泡スラグの性質または品質を改善す
るために、アーク炉の種々の動的局面または溶融鋼もしくはスラグの動的特性を
十分関連させまたは制御するものではない。したがって、鋼製造プロセス中の発
泡スラグの品質および性質を動的に改善し、それによって完成品の一貫性、信頼
性およびスループットを改善することが引き続き望まれる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の利点は、アーク炉におけるスラグの発泡を動的におよびより精密に制御
する方法である。
【００１４】 本発明の更なる利点および他の特徴は、以下の説明に記載され、一部は、下記の
実験に基づいて当業者には明らかであろうし、または本発明の実施から分かると
考えられる。本発明の利点は実現され得、特に特許請求の範囲に示され得る。
【００１５】 本発明によれば、上記および他の利点は、アロイ、例えば鋼の形成におけるアー
ク炉でのスラグの発泡を動的に制御する方法によって一部が達成される。その方
法は、スラグの性質または品質を表す変数に関連した１以上の信号を得ること、
その１以上の信号を、ロジックプログラムを含む制御装置に送ってスラグの品質
または性質を表す出力信号を生成させること、および制御装置によって生成され
た出力信号に応答して１以上の物質の添加を連続的に調整することによりスラグ
の品質または性質を動的に制御するために可変的に調整され得る流速を有するバ
ルブを介して電気アーク炉へ１以上の物質を添加することを含む。本発明の方法
は、それによって、スラグ、その発泡、および最終的な完成品の品質および性質
を動的におよびより精密に制御する。
【００１６】 本発明の実施態様は、アーク安定性、スラグフォーム粘度および温度に関する信
号をスラグフォーム品質の指標として用いること、およびスラグの性質および品
質に影響を与えるために、炉に注入されるべき物質の量を例えば可変流速バルブ
を介して連続的に制御することを含む。本発明の更なる実施態様は、スラグフォ
ームの性質または品質を制御するためのインプットとして、酸素、炭素、酸化マ
グネシウム、酸化カルシウムおよび石灰を使用する。本発明は、スラグフォーム
を制御するためのインプットの導入を制御するための手段としての自動および手
動制御をも意図する。
【００１７】 本発明の更なる局面は、電気アーク炉においてスラグをその上に有する溶融金属
液体を形成し、そして、注入される物質の流速を例えば約２５ポンド／分（ｌｂ
ｓ／分）〜約２００ｌｂｓ／分に連続的かつ可変的に調整することができるバル
ブを介して物質（例えば炭素）を注入することによりプロセス中のスラグの発泡
を動的に調整することにより、金属アロイを製造する方法である。
【００１８】 本発明の別の局面は、炉と流体連絡する可変バルブを有する電気アーク炉および
金属処理中に炉に添加される物質の量を可変的に調整するために制御され得る物
質源を含む装置である。実施態様は、部分的にスラグによって被覆された溶融金
属を形成することができる電気アーク炉；炉と電気連絡しかつスラグの性質また
は品質を感知することができるセンサー；ハウジングのためおよび、スラグを発
泡させるために炉に物質を添加するために炉と流体連絡し、かつ炉に添加される
物質の量を変えるための可変バルブを含む物質ハンドリング／制御装置；および
スラグの性質または品質に関するセンサーからの信号を受け取りそして処理し、
かつ可変バルブを介して物質ハンドリング／制御装置により炉へ添加される物質
の量を調節するための、センサーおよび物質ハンドリング／制御装置に電気的に
結合したプログラマブル論理制御装置を含む装置を包含する。
【００１９】 本発明の追加の利点および他の特徴は、以下の詳細な説明から当業者には容易に
明らかになるであろう。以下の詳細な説明には、本発明を行なうために意図され
た最良の態様を単に例示することによって、本発明の好ましい実施態様のみが示
され、記載されている。認識されるように、本発明は、他の異なる実施態様であ
り得る。そのいくつかの詳細は、全てが本発明を逸脱することなく、種々の明ら
かな点における改変であり得る。したがって、図面および説明は、例示としてみ
なされるべきであって、限定的としてではない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、鋼などの金属アロイの製造の間、発泡スラグの品質または性質の動
的かつ精密な制御を有利に可能にする。本発明は、１以上の発泡パラメーターを
連続的にモニターし、プロセスインプットパラメーターを連続的かつ可変的に調
整することにより溶融金属上のスラグの最適な発泡レベルを自動的に維持する。
本発明は、炉パラメーター、例えば、それらに限定されないが、炉アークの安定
性、炉の温度などをモニターすること、ならびにスラグパラメーター、例えばス
ラグ粘度をモニターすることを意図する。溶融金属浴の絶えず変化している状態
に基づいて、論理制御装置が、注入されまたは溶融金属もしくはスラグに利用さ
れる物質の種類、時間および量を決定し、それによって人間的誤りを除く。本発
明の一実施態様では、導入される物質の量が、慣用のオン／オフ噴射インジェク
ターよりもむしろ連続的かつ可変式に調節されて、泡状の無腐食性スラグが付与
される。本発明は、より長い電極アークの使用を可能にし、それらのアークを発
泡スラグ中に埋めることにより、充填物のはねを少なくしまたは排除し、一方、
電極の酸化および消費を最小にし、高温を維持し、そして多すぎる物質の添加に
伴う廃棄物を減少させる。
【００２１】 本発明の電気炉システムの実施態様は図１に示され、炉１０および制御系を含
む。炉は、少なくとも１つの電極をその中に含み、そして、溶融金属および、処
理の間は溶融金属の上部表面上のスラグの層を収容する（図示しない）。本発明
の一実施態様では、炉中に複数の電極が使用される。
【００２２】 本発明の実施では、電極と金属の間に電気アークが発生し、金属を液化させる
。液体金属浴の実質的に上に形成するスラグは、金属の精錬の間、液体金属中お
よびスラグ中での化学反応によって引き起こされる発泡を受ける。化学反応は、
少なくとも１つの噴射パイプ１２を通って液体金属またはスラグ中へまたはポー
ト（port）１４を通って両方へ入る注入物質（例えば酸素および炭素）の結果、
促進される。噴射パイプは、炉１０と、炉に注入されるべき１以上の物質を保持
する物質ハンドリング／含有装置１６との間に流体連絡を付与する。
【００２３】 酸素の注入は、例えば、酸化鉄の生成を引き起こし、これはスラグに変化する
。一方、木炭由来などの炭素の注入は、炭素酸化物、例えば一酸化炭素または二
酸化炭素の生成を引き起こし、これはスラグを発泡させる。電極と金属充填物と
の間のアークは、従って、精錬プロセスの間、より大きいまたはより小さい程度
にスラグの層に包まれ得る。
【００２４】 複数の物質を同時にまたは個々に注入するために、炉との流体連絡において追
加の噴射パイプを加えることもできる。本発明は、炉と、対応する物質ハンドリ
ング／含有装置との流体連絡におけるいくつかの噴射パイプを意図する。スラグ
フォームの品質を制御するためのインプットとしてプロセス中に注入され得る物
質は、例えば、酸素、炭素、鉄酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物
、石灰などを包含する。
【００２５】 本発明のスラグの品質および性質に影響を与えるために添加され得る追加の物
質は、鋼製造プロセスにおいて有用な組成、例えば約１５〜約８０重量％の炭素
源および残りのカルシウム酸化物源を含む。使用され得るカルシウム酸化物源は
、例えば、標準石灰（９５重量％のＣａＯ）、苦灰石（約６０重量％のＣａＯ、
４０重量％のＭｇＯ）およびそれらの混合物、ならびに鋼製造技術において公知
の他のカルシウム酸化物源を包含する。石灰はいずれも、か焼されたまたは水和
された形態で利用され得る。本発明において使用され得る炭素は、何らかの種類
の炭素、特に、鋼製造技術において公知の炭素源、例えば木炭、木材、石油コー
クス、グラファイト、無煙炭およびそれらの混合物由来の炭素を包含する。
【００２６】 本発明の一実施態様では、物質ハンドリング／含有装置１６が、炉へ添加され
る物質の量を可変式で調節するための可変バルブ１８を含む。可変バルブは、炉
と炉へ添加されるべき物質との間のどこかに置くことができる。本発明は、バル
ブを介して連続的に制御される物質の体積が物質の性質および投入量の大きさに
依存することを意図する。
【００２７】 本発明の一実施態様では、可変バルブが、プロセス中に、慣用の不連続のオン
／オフ速度よりもむしろ、連続かつ可変の流速で所望の物質を炉に添加すること
ができる回転式バルブである。本発明の一実施態様では、注入される物質（例え
ば炭素）の流速を、２００ｌｂｓ／分までまたはそれより上の範囲、例えば約２
５ｌｂｓ／分〜約２００ｌｂｓ／分にわたって連続的に調整するためにバルブが
制御され得る。
【００２８】 本発明は、炉パラメーター、例えば、それらに限定されないが、炉アークの安
定性、温度およびスラグ粘度を連続的にモニターすることにより最適なスラグフ
ォームレベルを自動的に維持する。スラグの発泡の進展をモニターし、従ってプ
ロセス中の介入を可能にするために、本発明は、例えば１以上のプローブ２１に
または電気炉バスチューブ１９を通って１以上の電極に連結した１以上のセンサ
ー２０を含む電気系を提供する。その系は、センサー２０と電気連絡２１する検
出器２２（例えば発泡表示器）を含み得る。
【００２９】 センサー２０は、例えばアークを通る電流の強度を表す検出可能な信号を生成
するなどの、スラグの性質または品質を表す検出可能な信号を生成し得る。本発
明の一実施態様では、センサー２０は、誘導タイプ、例えばRogowskiトールス、
すなわち電流の誘導物（derivative）およびその高調波（harmonics）を測定す
ることができる電磁気電流計などである。この種のセンサーの使用は、特に、電
流の変動の測定の正確性を高めるという利点を示す。Rogowskiコイルから検出器
へのインプットは、約０〜約１０ボルトであり得る。
【００３０】 プロセスを行うための、信号の処理は、１以上の慣用のプログラマブル論理制
御装置（ＰＬＣ）および所望により１以上の慣用のデータ処理マイクロプロセッ
サーまたは論理回路（単一ブロック２４として示される）によって達成される。
ＰＬＣは、種々の炉条件の連続的オンラインモニターを可能にし、また、所望な
らばより高レベルのオンライン制御のためにヘビーデューティーデータ処理を行
うことができるより高レベルのコンピューターのためのインプットプロセッサー
として役立つ。ＰＬＣは一般に、炉の領域の環境の厳しさに耐えるように配列さ
れる。ＰＬＣの機能は、炉の電気的、機械的および物理的パラメーター、例えば
、それらに限定されないが、ワット／バールによるパルス速度、電流および電位
変換器、変圧器タップ位置、アーク長設定、油圧変数、機械的炉部品の位置およ
びクズ充填重量の高速データ収集を行うこと、および収集されたデータを使用可
能な形式でデータ処理マイクロプロセッサーまたは論理回路に渡すことである。
【００３１】 本発明の一実施態様では、ＰＬＣ２４が、Ｉ／Ｏインターフェース（図示せず
）を通して受け取った全てのデータを１タイムサイクルの間に処理する。ＰＬＣ
（Ｃ）によって受け取られ、そして処理されるデータは、それらに限定されない
が、炉の電気エネルギー消費を表すパルスストリング、炉の状態および／または
条件を表すアナログおよびデジタル信号、および発生または遅延の時間または不
存在を表す時間測定値を包含する。受け取られた全データの処理は、一定のタイ
ムサイクルに得られるデータをモニターし、そのデータを、適切なエンジニアリ
ング単位を表すデータの組または値に転化することにより行われる。
【００３２】 データ収集および処理に加えて、そのシステムは、ＰＬＣによって送られるデ
ータを受け取るための論理回路またはマイクロプロセッサーを有する慣用のコン
ピューターなどによって、データをさらに処理することができる。ＰＬＣは、コ
スト的に有効な方法でデータを処理するのに必要な論理回路を含み、そして、記
録、表示および/またはコマンドによって上記変数に対応する情報の制御を運転
者に与える。本発明の一実施態様では、ＰＬＣ２４が、ユーザーインターフェー
ス２６に電気的に結合される。ユーザーインターフェースからＰＬＣへのインプ
ットは、何らかの範囲の電気信号、例えば１１０ボルトＡＣインプットであり得
る。
【００３３】 本発明によれば、ＰＬＣ２４が、物質ハンドリング／含有装置１６に電気的に結
合される。本発明の一実施態様では、ＰＬＣから装置１６へのアウトプットが、
流れ制御に関しては約４〜２０ｍＶであり、オン／オフ制御に関しては約０〜１
０Ｖである。本発明の実施では、ＰＬＣ２４が、スラグの性質または品質を表す
変数に関する１以上の信号をセンサー２０から得、そして、得られた１以上の信
号を処理しまたは論理プログラムを含む制御装置に供給し、出力信号を装置１６
に連続的に送ることによりスラグの品質または性質を動的に制御して、炉に添加
されるべきまたは還元されるべき物質の量を可変式に調節する。
【００３４】 本発明は、少なくとも１のセンサー、少なくとも１のＰＬＣおよび少なくとも１
の物質ハンドリング装置を統合して、炉を制御するとともにスラグの発泡に影響
を与えるための特定の添加物質の時間および量を制御するために、余分のデータ
処理コンピューターを伴ってまたは伴わないでプログラマブル論理制御装置の間
のオンラインデータ収集およびデータ連絡を提供することを意図する。
【００３５】 本発明は有利には、炉パラメーター、例えばそれらに限定されないが、炉アーク
の安定性、温度およびスラグ粘度を連続的にモニターすることにより最適なスラ
グフォームレベルを自動的に維持する。溶融鋼浴の絶えず変わる状態に基づいて
、論理制御装置が、どの種類の物質が炉に注入されるべきか、それがいつ、どの
くらいの量で注入されるべきかを決定する。その制御装置は、慣用の唐突な（ab
rupt）オン／オフ噴射パイプよりもむしろ、物質を特定の範囲で添加することが
できるバルブを作用させ、それによって、廃棄物を減少させまたはなくし、プロ
セスに関する正確性および制御を改善する。バルブが作用可能な特定の範囲は、
添加される物質の性質および投入量の大きさに依存する。
【００３６】 本発明は有利には、スラグが十分発泡されるときの決定に伴う人間的な誤りを排
除する。また、ほとんど全ての場合に、運転者による炭素および酸素の注入の調
整が、スラグフォームを制御するための唯一の手段である。本発明は、それらに
限定されないが、ＭｇＯ、石灰およびＦｅＯなどの物質の注入によってスラグ化
学をも調整することができる。
【００３７】
【実施例】
アーク炉システムのプロトタイプを、炉が、標準の６，０００ｌｂｓ（耐火性
物質）のドライガン、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）、ユーザーインタ
ーフェーススイッチ、発泡表示器およびRogowskiコイルを含むところの鋼ミルに
設置した。ユーザーインターフェースのための設定は、手動および自動の２つで
あった。手動設定では、炭素の注入が運転者によって制御される。自動設定では
、炭素の注入がＰＬＣによって制御される。そのシステムは、自動設定にある間
、スラグ発泡を十分制御した。
【００３８】 実験後、ほとんど全ての溶融に関してガンが再充填されなければならなかった
ので、標準のドライガンは十分大きい容量を有しないことが発見された。したが
って、本発明の一実施態様では、より大きい、例えば６，０００ｌｂｓより大き
いドライガンが使用される。炉になおもクズがある間、そのシステムが自動設定
に置かれると、システムは、そのクズを、発泡スラグの欠如故の小さいアーク安
定性と認識することがさらに確認された。システムは次いで、スラグを発泡させ
ようとして過剰量の炭素を注入し、その結果、炭素の廃棄物、および鋼自体にお
ける過剰の炭素汚染を生じる。スラグの読み違いを回避するために、ＰＬＣプロ
グラムにアラーム系が書き込まれている。これは、システムが自動設定にあり、
かつ発泡のレベルが最適レベルに近づいていないときに運転者に警報する。
【００３９】 蝶型バルブまたはナイフゲート（knife-gate）バルブを通る炭素の流速は、０
ポンド／分またはバルブが可能にする最大体積（すなわち約２００ｌｂｓ／分）
であことも確認された。本発明の一実施態様では、炭素の流速が、示差速度制御
を有する回転式バルブを介して２５〜２００ｌｂｓ／分の範囲に正確に制御され
る。一実施態様では、流速が、２００ｌｂｓ／分の代わりに最大１４０ｌｂｓ／
分に制御されて、スラグの発泡に関する制御を達成した。
【００４０】 本発明の好ましい実施態様およびその多用性のほんの２、３の例のみが本明細
書に示され記載されている。理解されるように、本発明は、種々の他の組み合わ
せおよび環境における使用が可能であり、本明細書に示した本発明の概念の範囲
内での変更および改変が可能である。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施態様に従う動的スラグ制御システムを模式的に示す図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０５Ｂ 7/18 Ｈ０５Ｂ 7/18 Ｚ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ダフナク，マーク アメリカ合衆国，サウスカロライナ州 29485，サマービレ，クロムウェル コー ト 106 Ｆターム(参考） 3K084 AA03 AA16 4K014 CC07 CD11 4K045 AA04 BA02 DA01 RB02 4K055 AA03 MA02 MA17 4K056 AA02 CA02 FA01

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶融金属および溶融金属の上部表面上のスラグを有する電気ア
    ーク炉での金属アロイの製造方法において、 スラグの性質または品質を表す変数に関連する１以上の信号を得ること； 該１以上の信号を論理プロプラムを含む制御装置に供給して、スラグの品質ま
    たは性質を表す出力信号を生成させること；および 制御装置によって生成された出力信号に応答して１以上の物質の添加を連続的
    に調整することによりスラグの品質または性質を動的に制御するために、可変的
    に調整され得る流速を有するバルブを介して１以上の物質を電気アーク炉に添加
    すること を含む方法。
  2. 【請求項２】 添加される物質として炭素源を電気アーク炉に添加してスラグ
    を発泡させることを含む、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 約２５ｌｂｓ／分〜約２００ｌｂｓ／分の流速に亘って炭素を
    連続的に注入することにより電気アーク炉に炭素源を添加してスラグを発泡させ
    ることを含む、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 回転式バルブを介して物質を添加することを含む、請求項１記
    載の方法。
  5. 【請求項５】 スラグの品質を制御するために、酸素、炭素、鉄酸化物、マグ
    ネシウム酸化物、カルシウム酸化物、石灰またはそれらの組み合わせを注入する
    ことを含む、請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 電気アーク炉にクズ鋼を供給し、そしてクズ鋼を溶融して、溶
    融金属および溶融金属の上部表面上のスラグを形成することを含む、請求項１記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 炭素または酸素または両方を注入してスラグを発泡させること
    を含む、請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 電気アーク炉において溶融金属上のスラグを発泡させる方法に
    おいて、電気アーク炉と流体連絡しかつ注入される物質の流速を連続的かつ可変
    的に調整することができるバルブを介して１以上の物質を電気アーク炉に注入す
    ることを含む方法。
  9. 【請求項９】 物質として炭素または酸素または両方を注入することを含む、
    請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 部分的にスラグによって被覆された溶融金属を形成すること
    ができる電気アーク炉； 炉と電気連絡しかつスラグの性質または品質を感知することができるセンサー
    ； ハウジングのためおよび、スラグを発泡させるために炉に物質を添加するため
    に炉と流体連絡し、かつ炉に添加される物質の量を変えるための可変バルブを含
    む物質ハンドリング／制御装置；および スラグの性質または品質に関するセンサーからの信号を受け取りそして処理し
    、かつ可変バルブを介して物質ハンドリング／制御装置により電気アーク炉へ添
    加される物質の量を調節するための、センサーおよび物質ハンドリング／制御装
    置に電気的に結合したプログラマブル論理制御装置 を含む装置。
  11. 【請求項１１】 可変バルブが、約２５ｌｂｓ／分〜約２００ｌｂｓ／分の流
    速に亘って可変的に調整され得る、請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 可変バルブが、約２５ｌｂｓ／分〜約２００ｌｂｓ／分の流
    速に亘って可変的に調整され得る回転式バルブである、請求項１０記載の装置。
  13. 【請求項１３】 電気アーク炉が、金属を溶融するための３つの電極を含む、
    請求項１０記載の装置。
  14. 【請求項１４】 スラグフォームが所定のレベルより下であるときに運転者に
    警報するアラーム系を含む、請求項１０記載の装置。
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