JP2012529004A - 電気炉のスラグ排出ドア装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は電気炉のスラグ排出ドア装置に係り、電気炉のスラグ排出口をドア作動器機の作動で開閉するドア部材と、前記ドア部材の下部一部と重なるとともに前記ドア部材の下端部と重なるように支持するドア支持部材とを含み、電気炉のスラグ排出口を通じてスラグが流出することを防止するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は電気炉のスラグ排出ドア装置に係り、より詳しくは電気炉のスラグ排出口で初期スラグが流出することを防止するために発明されたものである。
一般に、電気炉は電気エネルギーを用いて金属や合金を加熱、溶解する炉である。
前記電気炉は、炉の内部にスクラップを装入した後、三つの電極とスクラップの間にアーク形の電流を発生させて加熱することでスクラップを溶解させるものである。
電気炉の溶鋼上部には、スクラップ内の不純物が酸化してなるスラグが形成される。
前記スラグは電気炉内の溶鋼を大気から遮断させて、アーク発生熱を遮断するとともに大気中の異物が含有されることを防止するものである。
前記スラグは電力効率を向上させ、溶鋼の品質を向上させる役目をするものである。
本発明の目的は、電気炉の製鋼操業の際、スラグの外部流出を防止する電気炉のスラグ排出ドア装置を提供することにある。
本発明の課題は、電気炉のスラグ排出口を開閉するドア部材と；前記ドア部材の下部側一部と重なるように配置されるドア支持部材と；前記ドア部材を作動させてスラグ排出口を開閉するドア作動器機とを含み、前記ドア支持部材は前記ドア部材の下端部と重なる段差部が突出したことを特徴とする電気炉のスラグ排出ドア装置を提供することにより解決されるものである。
本発明は、電気炉の製鋼操業の際、スラグの流出を防止してアーク放電の熱効率を向上させる効果がある。
本発明は電気炉で製造される溶鋼の品質を向上させる効果がある。
本発明はスラグからリサイクル可能な有価金属酸化物の回収率を高めて経済性を増大させる効果がある。
本発明による電気炉のスラグ排出ドア装置の概略図である。 本発明の一実施例を示す断面図である。 本発明の一実施例を示す正面図である。 本発明の一実施例を示す平断面図である。 本発明の他の実施例を示す作動状態図である。 本発明のさらに他の実施例を示す作動状態図である。 本発明のさらに他の実施例を示す作動状態図である。 本発明のさらに他の実施例を示す作動状態図である。
図１及び図２に示すように、電気炉１は一側にスラグを排出するスラグ排出口１ａを備えている。
前記スラグは前記電気炉１内の製鋼操業中にスクラップ内の不純物が酸化したもので、溶鋼の上部に形成される。
前記スラグは電気炉内の溶鋼を大気から遮断させてアーク発生熱を遮断するとともに大気の異物が含有されることを防止するものである。
本発明のドア部材１０は前記スラグ排出口１ａを開閉してスラグの排出を制御するものである。
また、前記スラグ排出口１ａの端部には、前記ドア部材１０の下部一部と重なるドア支持部材２０が配置される。
前記ドア支持部材２０の一側には、前記ドア部材１０の下端面を支持する陷沒状の段差部２２が突設される。
前記ドア支持部材２０は、前記ドア部材１０の下部の一部と重なるベース胴体部２１と、前記ベース胴体部２１の一側にベース胴体部２１と高低差を置いて陷沒状に突出して前記ドア部材１０の下端部を支持する段差部２２とを含む。
また、前記ドア支持部材２０の内部には、前記段差部２２内に配置されて段差部２２の上面を冷却させる支持冷却用第１流路２３と；前記ドア支持部材２０を冷却させて、スラグの高熱による変形を防止する支持冷却用第２流路２４とが備えられる。
前記支持冷却用第１流路２３及び支持冷却用第２流路２４は内部に冷却水が循環しながら冷却作用をするものである。
前記ドア支持部材２０は高熱に耐える金属材で製造され、内部に備えられた支持冷却用第２流路２４の冷却水によって冷却されて、スラグの排出の際、スラグの排出による高熱によって変形しないようにするものである。
また、前記支持冷却用第１流路２３は、内部で流れる冷却水で段差部２２の上面を冷却させることで、前記段差部２２の上面とドア部材１０の下端部の間に生じる間隔を通じて流出するスラグを冷却凝固させるものである。
前記ドア部材１０は、前記ドア支持部材２０と重なる一部の内部にドア冷却用流路１１を備えている。
前記ドア冷却用流路１１は内部に冷却水が循環し、前記ドア部材１０の下部側を冷却させることで、前記段差部２２の上面とドア部材１０の下端部の間に形成される間隔を通じて流出するスラグを冷却凝固させるものである。
電気炉１の製鋼操業において、溶鋼の表面に形成されたスラグは酸化精錬加炭過程で体積が膨脹する。この際、膨脹したスラグがスラグ排出口１ａに流入することになる。
前述したように、酸化精錬過程で膨脹して形成された初期スラグは酸化鉄（ＦｅＯ）のような有価の有用金属酸化物をたくさん含んでおり、流動性が非常に高い特性がある。
そして、前記ドア部材１０は前記スラグ排出口１ａを閉めることで、膨脹した初期スラグの流出を防止するものである。
しかし、前記初期スラグは流動性が非常に高いので、前記ドア部材１０と前記スラグ排出口１ａの間の微細な隙間に流出する。
本発明によるドア部材１０は、下部の一部が前記ドア支持部材２０の一側面と重なるように配置される。
また、前記ドア部材１０は下端部が前記段差部２２の上面と重なるように配置されることにより、スラグの流出を二重で防止するものである。
前記ドア部材１０の下端部は前記段差部２２の上面に定着して支持されることにより、前記ドア部材１０と前記段差部２２間の隙間が最小になる。
前記初期スラグは流動性が非常に高いため、前記ドア部材１０と前記ドア支持部材２０間の微細な隙間にも流出が発生するものである。
前記初期スラグは前記ドア部材１０と前記ドア支持部材２０の間の隙間で前記ドア冷却用流路１１及び支持冷却用第１流路２３を循環する冷却水によって冷却されて凝固するものである。
前記ドア部材１０とドア支持部材２０の間の隙間は凝固したスラグで完全に詰まることにより、スラグの流出が発生しなくなるものである。
一方、前記ドア部材１０はドア作動器機３０によって作動して電気炉１のスラグ排出口１ａを開閉する。
前記ドア作動器機３０は、図３に示すように、前記ドア部材１０を上下に移動させてスラグ排出口１ａを開閉する昇降作動部材３１を含むものを一例とする。
前記ドア作動器機３０は、図示しなかったが、前記ドア部材１０を回転させて電気炉１のスラグ排出口１ａを開閉する回転作動部材を含むこともできる。
また、前記ドア作動器機３０は、前記ドア部材１０を水平にスライド往復移動させて電気炉１のスラグ排出口１ａを開閉することができるスライド移動作動部材を含むこともでき、多様に変形実施可能なものである。
前記昇降作動部材３１は前記ドア部材１０の上部に連結される油圧シリンダーまたは空圧シリンダーを使うものを一例とする。
前記油圧シリンダーまたは空圧シリンダーのピストンロッドは前記ドア部材１０の上部に連結されるものである。
前記油圧シリンダーは、シリンダー内に供給される油圧の制御によってピストンロッドを移動させて前記ドア部材１０を上下に移動させるものである。
前記ドア部材１０は前記油圧シリンダーによって上下に移動してスラグ排出口１ａを開閉するものである。
また、本発明は、前記ドア部材１０がスラグ排出口１ａを開閉するとき、ドア部材１０の移動を案内するガイドレール部材４０をさらに含むことが好ましい。
前記ガイドレール部材４０は、図４に示すように、前記ドア部材１０の両側に立てられ、前記ドア部材１０の両側に突出したガイド突部４０ａが挿入されるガイド溝４０ｂが長手方向に形成されるものを一例とする。
また、前記ガイドレール部材４０は、前述したように、前記ドア部材１０の移動方向にガイド溝４０ｂが形成され、前記ドア部材１０の両側面には前記ガイド溝４０ｂに挿入されるガイド突部４０ａが形成されるものを基本例として説明する。
前記ガイド突部４０ａは前記ドア部材１０の下部に突出して伸び、前記ガイドレール部材４０のガイド溝４０ｂに挿入される溝カバー突部４０ｃを含む。
前記溝カバー突部４０ｃは前記ガイド溝４０ｂに挿入された状態で移動し、前記スラグ排出口１ａが開けられた状態で前記スラグ排出口１ａに連通する前記ガイド溝４０ｂをカバーする。
前記溝カバー突部４０ｃは前記スラグ排出口１ａが開けられる部分で前記ガイド溝４０ｂをカバーして、前記ガイド溝４０ｂに溶鋼が満たされることを防止するものである。
また、前記ドア部材１０の両側面にはガイド溝４０ｂが形成されるとともに、前記ガイドレール部材４０は前記ドア部材１０の両側面にそれぞれ立てられ、前記ガイド溝４０ｂに挿入されるガイド突部４０ａが突出するように変形実施することもできるものである。
前記ドア部材１０の移動方向、つまりスラグ排出口１ａを開閉するための作動方向に配置されて前記ドア部材１０の移動を案内するいずれの構造にも変形実施が可能である。
そして、前記ガイドレール部材４０には内部にレール冷却用流路４１が備えられることが好ましい。
前記レール冷却用流路４１は内部で冷却水が循環して前記ガイドレール部材４０を冷却させるものである。
前記ガイドレール部材４０は前記レール冷却用流路４１を通じて循環する冷却水によって冷却されることにより、前記スラグ排出口１ａを通じて排出されるスラグの高熱による変形を防止するものである。
また、前記レール冷却用流路４１は、スラグの排出中に前記ガイドレール部材４０に付着するスラグを凝固させて、除去し易くするものである。
一方、本発明は、前記ドア支持部材２０の上面で凝固したスラグを離脱させる地金分離器機５０をさらに含むことが好ましい。
前記ドア支持部材２０の上面でスラグが凝固して形成された地金は、ドア部材１０が開けられてから閉まるとき、前記ドア部材１０とドア支持部材２０の間の間隔を増大させる問題点があるので、ドア部材１０が開けられた後に除去されなければならない。
前記地金は凝固しながら前記ドア支持部材２０の上面、つまり段差部２２の上面及び側面に密着固定されるので、作業者が除去し難いものである。
前記地金分離器機５０は、前記ドア支持部材２０の上面に凝固した地金を前記ドア支持部材２０から分離させることで、作業者が除去しやすくするものである。
前記地金分離器機５０は、前記ドア支持部材２０に連結されて、振動を発生させる支持振動モーター５１を使うこともできる。
前記支持振動モーター５１は、前記ドア支持部材２０に振動を発生させることで、前記ドア支持部材２０の上面に凝固したスラグを前記ドア支持部材２０から分離させるものである。
また、前記地金分離器機５０は、図５に示すように、前記段差部２２の上面に上下移動可能に貫通する複数の地金除去突部５２と；前記地金除去突部５２を上下に移動させる突起作動部５３と；を含む。
前記突起作動部５３は油圧シリンダーを使うものを一例とするが、その外にも地金除去突部５２を上下に移動させる他の構造に変形実施可能なものである。
前記複数の地金除去突部５２は、前記突起作動部５３、つまり油圧シリンダーの作動によって前記ドア支持部材２０の段差部２２上に突出して、段差部２２の上面に凝固した地金を分離させるものである。
また、図６及び図７に示すように、前記ドア支持部材２０は、前記ドア部材１０の下部一部と重なるベース胴体部２１と、前記ベース胴体部２１の一側に上下移動可能に備えられて前記ドア部材１０の下端部を支持する段差部２２とを含む。
前記地金分離器機５０は前記段差部２２を上下に移動させる段差作動部５４を含む。
前記段差作動部５４は、前記段差部２２を前記ベース胴体部２１の一側面と密着した状態で上下に移動させることで、上下移動中に発生する衝撃によって段差部２２の上面に付着した地金及びベース胴体部２１の一側面に付着した地金を分離させるものである。
前記段差作動部５４は油圧シリンダーを使うものを一例とするが、その外にも前記段差部２２を上下に移動させるいずれのものにも変形実施可能である。
前記段差作動部５４は前記ベース胴体部２１の高さと同じにあるいはそれより高く前記段差部２２を昇降させることができるようにすることが好ましい。
これは、作業者が前記ドア部材１０と前記支持部材２０の間に凝固した地金を除去し易くするためである。
また、前記地金分離器機５０は、前記ドア作動器機３０と前記段差作動部５４に連結されて、前記スラグ排出口１ａの開閉の際、前記段差部２２を自動で昇降させる作動制御部５５をさらに含む。
前記作動制御部５５は、前記ドア部材１０が昇降するとき、前記段差部２２を昇降させ、前記ドア部材１０が下降するとき、前記段差部２２を下降作動させる。
また、前記作動制御部５５は、前記スラグ排出口１ａが開けられるとき、前記段差部２２を前記ベース胴体部２１の高さと一致するように位置させることが好ましい。
これは、スラグ凝固の際、作業者が地金除去作業を容易になし得るようにするとともに、前記スラグ排出口１ａが開けられるとき、前記ドア部材１０と段差部２２との隙間が大きくなるにつれてスラグが流出することを防止するためである。
また、前記段差部２２は、図７に示すように、前記ベース胴体部２１の高さより高く位置して、地金（凝固したスラグ）の除去をなだらかにすることが好ましい。
前記地金は前記ドア支持部材２０の上面から分離された後、作業者が適切な工具で簡単に除去可能なものである。
一方、本発明は、前記ガイドレール部材４０に付着して凝固したスラグを除去する地金離脱器機６０をさらに含むことが好ましい。
前記スラグ排出口１ａから排出されながら前記ガイドレール部材４０に付着したスラグは凝固して前記ドア部材１０の上下移動の際に邪魔になり、前記ドア部材１０の上下移動ができなくする問題点があるので、前記スラグ排出口１ａを再び閉じる前に除去されなければならないものである。
前記スラグが凝固した地金は凝固しながら前記ガイドレール部材４０に密着して固定されるので、作業者が除去し難いものである。
前記地金離脱器機６０は、前記ガイドレール部材４０に凝固した地金を前記ガイドレール部材４０から分離させることで、作業者が除去し易くするものである。
前記地金離脱器機６０は、前記ガイドレール部材４０に連結されて振動を発生させるレール振動モーター６１を使うこともできる。
前記レール振動モーター６１は前記ガイドレール部材４０に振動を発生させることで、前記ガイドレール部材４０の表面に凝固したスラグ、つまり地金を離脱させるものである。
また、前記地金離脱器機６０は、図８に示すように、前記ガイドレール部材４０を移動可能に貫通する複数の地金離脱ピン部６２と；前記地金離脱ピン部６２を前記ガイドレール部材４０のガイド面側に突出するように移動させるピン作動部６３と；を含む。
前記ピン作動部６３は油圧シリンダーを使うものを一例とするが、その外にも地金離脱ピン部６２を上下に移動させる他の構造に変形実施可能である。
前記複数の地金離脱ピン部６２は、前記ピン作動部６３、つまり油圧シリンダーの作動によって前記ガイドレール部材４０のガイド面、つまり前記ドア部材１０に連結され、ドア部材１０の移動を案内する一側面に突出して、ガイド面に凝固した地金を離脱させて除去するものである。
本発明は、前述したように、スラグ排出口１ａを開閉するドア部材１０とドア支持部材２０との間の隙間を通じてスラグが流出することを防止し、ドア部材１０とドア支持部材２０の間で凝固したスラグ、つまり地金を容易に除去してスラグ排出口１ａの密閉状態を持続的に維持することができるものである。
本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない範囲で多様に変更実施することができ、このような変更実施例は本発明の範疇に含まれるものである。
１０：ドア部材
１１：ドア冷却用流路
２０：ドア支持部材
２１：ベース胴体部
２２：段差部
２３：支持冷却用第１流路
２４：支持冷却用第２流路
３０：ドア作動器機
３１：昇降作動部材
４０：ガイドレール部材
４１：レール冷却用流路
５０：地金分離器機
５１：支持振動モーター
５２：地金除去突部
５３：突起作動部
５４：段差作動部
６０：地金離脱器機
６１：レール振動モーター
６２：地金離脱ピン部
６３：ピン作動部

Claims (14)

  1. 電気炉のスラグ排出口を開閉するドア部材と；
    前記ドア部材の下部側一部と重なるように配置されるドア支持部材と；
    前記ドア部材を作動させてスラグ排出口を開閉するドア作動器機とを含み、
    前記ドア支持部材は、前記ドア部材の下端部と重なる段差部が突出したことを特徴とする、電気炉のスラグ排出ドア装置。
  2. 前記段差部の内部には前記段差部の上面を冷却させる支持冷却用第１流路が備えられることを特徴とする、請求項１に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  3. 前記ドア支持部材の内部には支持冷却用第２流路が備えられることを特徴とする、請求項１に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  4. 前記ドア部材は前記ドア支持部材と重なる一部の内部にドア冷却用流路が備えられることを特徴とする、請求項１に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  5. 前記ドア部材が前記スラグ排出口を開閉するとき、ドア部材の移動を案内するガイドレール部材をさらに含み、
    前記ガイドレール部材は前記ドア部材の移動方向にガイド溝が形成され、前記ドア部材の両側面には前記ガイド溝に挿入されるガイド突部が形成され、
    前記ガイド突部は前記ドア部材の下部に突出するように伸びて前記ガイド溝に挿入される溝カバー突部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  6. 前記ドア部材がスラグ排出口を開閉するとき、前記ドア部材の移動を案内するガイドレール部材をさらに含み、
    前記ガイドレール部材は内部にレール冷却用流路が備えられることを特徴とする、請求項１に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  7. 前記ドア部材がスラグ排出口を開閉するとき、前記ドア部材の移動を案内するガイドレール部材をさらに含み、
    前記ガイドレール部材に付着して凝固したスラグを除去する地金離脱器機をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  8. 前記地金離脱器機は前記ガイドレール部材に連結されて振動を発生させるレール振動モーターを使うことを特徴とする、請求項７に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  9. 前記地金離脱器機は、
    前記ガイドレール部材を移動可能に貫通する複数の地金離脱ピン部と；
    前記地金離脱ピン部を前記ガイドレール部材のガイド面側に突出するように移動させるピン作動部とを含むことを特徴とする、請求項７に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  10. 前記ドア支持部材の上面で凝固したスラグを離脱させる地金分離器機をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  11. 前記地金分離器機は前記ドア支持部材に連結されて振動を発生させる支持振動モーターを使うことを特徴とする、請求項１０に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  12. 前記地金分離器機は、
    前記段差部の上面に上下移動可能に貫通する複数の地金除去突部と；
    前記地金除去突部を上下に移動させる突起作動部とを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  13. 前記ドア支持部材は、前記ドア部材の下端部の一部と重なるベース胴体部と、前記ベース胴体部の一側に上下移動可能に備えられて前記ドア部材の下端面を支持する段差部とを含み、
    前記地金分離器機は前記段差部を上下に移動させる段差作動部を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
  14. 前記地金分離器機は、前記ドア作動器機と前記段差作動部に連結され、前記スラグ排出口が開閉されるとき、前記段差部を自動で昇降させる作動制御部をさらに含み、
    前記作動制御部は、前記ドア部材が昇降するときに前記段差部を昇降させ、前記ドア部材が下降するときに前記段差部を下降作動させることを特徴とする、請求項１３に記載の電気炉のスラグ排出ドア装置。
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