JP5658832B2 - 溶融プラントのための金属装入物を搬送及び予熱するための装置、並びにそれに関連する方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄屑、高温又は低温海綿鉄（ＤＲＩ）、銑鉄などの金属装入物を連続的に予熱して、コンテナ（有利には溶融炉、例えば電気アーク炉）の内部に搬送するための装置、及びそれに関連する方法に関する。

溶融プラント、有利には溶融炉、のコンテナに金属装入物を搬送するための装置として、振動又は揺動タイプのものが知られている。

かかる既知の装置は、金属装入物を搬送しながら、炉から出る排ガスによって金属装入物を十分に予熱するのに十分に長い区間を提供する。

既知の装置はそれぞれ、略Ｕ字形などの断面を有する、コンベア通路が取り付けられる支持構造を備える。

コンベア通路の少なくとも一部が、１つ又は複数のフードによって上部でカバーされ、フードはトンネルを規定し、溶融炉から出た排ガスが、金属装入物が進行する方向とは逆方向にトンネル内へ流れ、それと同時に予熱を行う。

コンベア通路は、側壁に沿って、排ガス吸引手段に直接接続された吸引チャネルと連絡するアパーチャを設けられる。

排ガス吸引手段は、吸引チャネル内部で負圧を生成し、コンベア通路の側壁にあるアパーチャを通して排ガスを取り込む。高温の排ガスが、金属装入物を通過し、金属装入物を加熱する。

また、排ガスが金属装入物を通過するとき、吸引手段の高い吸引力により、かなりの量の小さな金属断片、例えば金属切屑が、吸引手段を通して取り込まれる。

その結果、金属装入物すべてが溶融炉内に搬送されるわけではなく、断片のほとんどが吸引チャネル内部で止まり、排ガスの通過を妨げ、吸引状態を変える。

さらに、これに加えて、吸引チャネル内に堆積された断片を吸引チャネルから除去するために頻繁な保守操作が必要になり、その結果、プラントのダウンタイムが生じる。

したがって、本出願人は、吸引チャネル内と吸引手段内の両方での保守介入を減らすために、例えば金属切屑など微細な装入物材料の通過をなくすことを狙いとする。

別の目的は、従来技術に比べて管理及び保守のコスト及び時間を削減する装置を実現することである。

米国特許第５６４７２８８号は、排ガス吸引空間がコンベアの内壁と外壁の間で規定されたスクラップコンベアが開示されている。

本出願人は、従来技術の欠点を克服するため、並びにこれら及び他の目的及び利点を得るために、本発明を開発し、試験し、実施している。

本発明は、独立請求項に記載されて特徴付けられており、従属請求項は、本発明の他の特徴、又は本発明の主要な着想に対する変形形態を表す。

本発明は、排ガスコンベアトンネル及び／又は排ガス膨張チャンバを規定することが可能な少なくとも１つのフードを、コンベア通路の上方に有する装置に適用される。

これらの目的によれば、予熱された金属装入物を溶融プラントのコンテナの内部に搬送するための装置は、金属装入物が内部で連続的に進むことができる少なくとも１つのコンベア通路と、コンベア通路の上方に配設されたフードとを備え、フードは、コンベア通路と共にトンネル及び／又は膨張チャンバを規定し、トンネル及び／又は膨張チャンバの内部で、コンテナから出た排ガスの少なくとも一部が逆向きに流される。

排ガスは、金属装入物を通過し、金属装入物を加熱した後、金属装入物を搬送するコンベア通路の壁と協働するアパーチャから出る。

本発明の独特の特徴によれば、アパーチャは、略垂直又は副垂直（sub-vertical）に配設された少なくとも１つの排ガス偏向体チャネルと協働する。

排ガス偏向体チャネルは、アパーチャと、少なくとも１つ吸引チャネルとの両方に接続され、吸引チャネルは、排ガス偏向体チャネルの下流に配設される。排ガス偏向体チャネル、及び、また一変形形態によれば吸引チャネルが、少なくとも１つの排ガス膨張区室を区画する。

本発明によれば、排ガスは、ラビリンスタイプの流路を辿るように制約され、まず、コンベア壁と協働するアパーチャを通過し、次いで排ガス偏向体チャネルを通過し、排ガス偏向体チャネルにおいて第１の相当な膨張が生じ、次いで吸引手段によって排出される。この強制的な流路は、懸濁流体中で搬送される粒子のかなりの部分を、排ガス偏向体チャネルの底部に落とす。

第１の形態によれば、排ガス偏向体チャネルは、コンベア壁によって規定され、コンベア壁は、コンベア壁の外側に配設されたコンベア通路の側壁と協働する。

一変形形態によれば、側壁とコンベア壁は、互いに略平行である。

別の変形形態によれば、側壁は、フードの上部に向かって末広がりに延在する。

別の変形形態によれば、側壁の広がりは、コンベア壁に対するものである。

このようにすると、側壁とコンベア壁が、末広がりの排ガス偏向体チャネルを規定し、この排ガス偏向体チャネルは、排ガスの膨張を決定し、粒子の沈降を促進する。

また、本発明は、溶融プラントのコンテナの内部に金属装入物を搬送して予熱するための関連する方法に関する。

この方法は、少なくとも、金属装入物をコンテナの内部に連続的に搬送するステップと、コンベア通路の上方に配設されたトンネル及び／又は膨張チャンバの内部において、コンテナから出た排ガスを搬送するステップと、下流に位置する吸引手段によって及ぼされる吸引作用の効果により、排ガスが金属装入物を通過するステップと、コンベア壁に形成されたアパーチャを通して排ガスを放出するステップとを含む。

本発明の１つの特徴によれば、排ガス放出ステップにおいて、排ガスは、少なくとも１つの排ガス偏向体チャネルに通され、排ガス偏向体チャネルは、一方の側で、コンベア通路に存在するアパーチャと協働し、他方の側で、少なくとも１つの吸引チャネルと協働する。

別の特徴によれば、偏向体チャネル内の排ガスが膨張を受ける。

本発明のこれら及び他の特徴は、添付図面を参照して非限定的な例として与えられる以下の好ましい形態の説明から明らかになろう。

本発明による搬送及び予熱装置が適用される溶融プラントの概略側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 図２の一変形形態を示す図である。 一変形形態による図２の拡大図である。 図４の詳細の概略平面図である。 図４の一変形形態を示す図である。 図４の第１の変形形態を示す図である。 図４の第２の変形形態を示す図である。

理解しやすくするために、可能であれば、図面中の実質的に同一の共通の要素を識別するために、同じ参照番号が使用されている。一実施形態の要素及び特性は、さらなる説明がなくても、他の実施形態に好適に組み込むことができることを理解されたい。

添付図面を参照すると、参照番号１０は、全体として、本発明による搬送及び予熱装置を表す。

装置１０（図１）は、例えば電気アークタイプの溶融炉１２を備える実質的に既知のタイプの溶融プラント１１内に設置され、溶融炉１２は、装置１０によって輸送される金属装入物１３を、装入アパーチャ１４を通して側方から供給される。

この場合、プラント１０は、装置１０のコンベア通路２１内に金属装入物を装入するために、装入モジュール１５を備える。

コンベア通路２１内で、金属装入物１３は予熱され、溶融炉１２に導入される。

既知のタイプの振動装置４１が、コンベア通路２１に結合され、長手方向での振動又は揺動によって金属装入物１３を溶融炉１２の内部に進入させる。

また、装置１０は、コンベア通路２１の上に配設された１つ又は複数のフード１７を備える。

フード１７（図２）は、膨張チャンバ１８を規定し、膨張チャンバ１８は、金属装入物１３の上に延在し、排ガスの速度を低下させ、排ガスが金属装入物１３に対して当たる前に所望の時間にわたって膨張チャンバ１８内部に排ガスを留めるのに適している。排ガス中に存在する未燃焼ガスの燃焼を完了させ、微粒子及び粉末の堆積を促進するための最短時間が必要である。

また、本発明は、排ガスが通過するトンネル１８を規定するためにフード１７（図３）が金属装入物１３のすぐ上に配設される場合にも適用可能であり、それにより、金属装入物１３又は少なくともその表面層に、溶融炉１２から到達する高温排ガスが直接当たる。

接続パイプ２８が装置１０に結合され（図１）、接続パイプ２８は、溶融炉１２の第４の穴を膨張チャンバ１８と接続し、装入アパーチャ１４が閉じられているときには、溶融炉１２内部で生成された排ガスのほぼ全てを膨張チャンバ１８内部に直接搬送することを可能にする。

コンベア通路２１は、略水平な底壁２２と、２つの側壁２３及び２４とを備え、これらの壁が、この場合には略Ｕ字形の断面を規定する（図２及び図３）。

コンベア通路２１の全長に沿って、コンベア通路２１の側壁２３及び２４の側部に吸引チャネル２５及び２６が提供され、吸引チャネル２５及び２６は、排ガス放出パイプ４０に接続される。部に吸引チャネル２５及び２６が提供され、吸引チャネル２５及び２６は、排ガス放出パイプ４０に接続される。

放出パイプ４０は、既知のタイプの排ガス吸引及びろ過プラントに接続され、排ガス吸引レベルを調整するための弁部材４１を有する。

図２、図３、及び図４に示される実施形態では、吸引チャネル２５及び２６は、コンベア通路２１を備えた一つの部材で形成され、粉末又は他の不純物が吸引チャネル２５及び２６の内部に沈降するのを防止する、又は少なくとも制限するために振動部材３２及び３３（図３）が設けられる。

他の実施形態（図７及び図８）では、コンベア通路２１は、吸引チャネル２５及び２６とは別個の部材として形成され、コンベア通路２１と吸引チャネル２５及び２６との間に、実質的に既知のタイプの液圧シーリング部材４２を介在させ、排ガスが密封されることが保証される。

また、吸引チャネル２５及び２６は、保守を可能にする検査ドアも設けられる。

コンベア通路２１は、有利にはその全長にわたって、排ガスを強制的にラビリンスタイプの経路に通すことができる手段を有し、それにより、金属装入物１３が進むときに、金属装入物の粉末、粒子、及び、より小さな断片、例えば金属加工に起因する切屑が金属装入物１３上に沈殿するのを促進し、それらが吸引チャネル２５及び２６内部並びに放出パイプ４０内に輸送されるのを防止する。

上述した手段は、金属装入物１３を搬送するためのコンベア壁３８及び３９と、吸引チャネル２５及び２６に向けて排ガスを搬送するための側壁２３及び２４とを備え、側壁２３及び２４は、コンベア通路２１の底壁２２に結合される。

側壁２３、２４とコンベア壁３８、３９とが、排ガス偏向体チャネル４４を規定し、排ガスは、吸引チャネル２５、２６内に導入される前に排ガス偏向体チャネル４４を強制的に通過させられる。

各排ガス偏向体チャネル４４は、アパーチャ３０から出る排ガスの第１の膨張区室２７を規定し、第１の膨張区室２７内で、排ガスが膨張し、次いで偏向体チャネル４４の底部に粒子が沈殿する。

同様に、各吸引チャネル２５、２６は、第２の膨張区室２９を規定し、第２の膨張区室２９内部で、ガスがさらに膨張し、次いで底部に粒子が沈殿する。

図７を参照すると、コンベア壁３８及び３９は、コンベア通路２１の上方のフード１７に結合され、他の実施形態（図４及び図８）では、コンベア壁３８及び３９は、コンベア通路２１に直接結合される。

コンベア壁３８及び３９（図４及び図８）は、コンベア通路２１の底壁２２に向かって延在し、底壁２２と共に、膨張チャンバ１８の長さの少なくとも大部分にわたって、排ガスが通過することができるそれぞれの長手方向アパーチャ３０を規定する。

いくつかの実施形態（図４）では、コンベア壁３８及び３９は、側壁２３及び２４に略平行である。

他の実施形態（図７）では、金属装入物１３の一部の詰まりによるアパーチャ３０の閉塞を防止するために、コンベア壁３８及び３９は、できるだけ長く延在し、底壁２２に結合される。コンベア壁３８及び３９は、底壁２２の近傍にアパーチャ３０を有し、アパーチャ３０は、一定の間隔で形成され、図５に示されるように適合され、別の実施形態では、図６におけるように適合される。

また、アパーチャ３０は、排ガス吸引レベルを制御するためにアパーチャ３０の開放間隙を調整する手段によって調整することもできる。

他の実施形態では、コンベア壁３８及び３９は、略垂直ではなく、コンベア通路２１の底壁２２に向かって狭まっていくことができる。この実施形態は、吸引チャネル２５及び２６によって及ぼされる吸引の効果、並びにコンベア壁３８及び３９の狭まりの効果により、膨張チャンバ１８内に存在する排ガスがコンベア通路２１の底壁２２の中央部に向けて強制的に狭められ、略全ての金属装入物１３を加熱するので、有利である。

吸引チャネル２５及び２６の吸引レベルを適切に制御することによって、排ガスの放出を制御し、特定の重量の粒子が、側壁２３及び２４とコンベア壁３８及び３９とによって規定される偏向体チャネル４４に沿った懸濁流体中において、垂直方向に搬送されるのを防止することが可能である。

粒子は、懸濁流体中で一部搬送される場合でさえ、側壁２３及び２４を越えることはできず、偏向体チャネル４４の底部に落ち、偏向体チャネル４４は、その後、粒子を溶融炉１２内部に放出する。

図７に示される場合には、コンベア壁３８及び３９は、略垂直に延在し、コンベア通路２１の側壁２３及び２４は、外側に向けて傾けられて、吸引チャネル２５、２６の上部に向かって延在する。コンベア壁３８及び３９と、側壁２３及び２４とが、末広がりの偏向体チャネル４４を規定し、偏向体チャネル４４を通して排ガスが放出される。

末広がりの偏向体チャネル４４の機能は、排ガスが放出されるときに排ガスの速度を低下させることであり、それにより、垂直方向に進む懸濁流体中で搬送される粒子の量をさらに減少させる。

別の実施形態では、側壁２３及び２４は、図８に示されるように適合され、すなわち、各側壁２３及び２４が、垂直壁と、外側に向けて傾けられた壁とを備え、それにより、排ガス中で乱流を誘発し、この乱流により、懸濁流体中に実質的に残っている粒子がコンベア通路２１に堆積しやすくなる。

この場合、さらに、吸引チャネル２５及び２６は、支持基台に取り付けられる。

ここまで述べた装置に対して、本発明の分野及び範囲から逸脱することなく各部の修正及び／又は追加を行うことができることは明らかである。

また、いくつかの具体的な例を参照して本発明を述べてきたが、特許請求の範囲に記載した特徴を有する装置の多くの他の均等形態を実現することも可能であることは当業者には当然明らかであり、したがってそれらがすべて、特許請求の範囲によって定義される保護範囲に含まれる。

Claims (12)

1. 金属装入物（１３）を溶融プラント（１１）のコンテナ（１２）の内部に連続的に搬送する際に予熱するための装置であって、
   少なくとも１つのコンベア通路（２１）と、
   コンベアトンネル及び／又は膨張チャンバ（１８）を規定する少なくとも１つのフード（１７）と
   を備え、
   前記フード（１７）が、前記コンテナ（１２）から出た排ガスの少なくとも一部を移送するために前記コンベア通路（２１）の上方に配設され、
   前記コンベア通路（２１）が、アパーチャ（３０）と協働して前記排ガスを放出し、
   前記コンベア通路（２１）が、底壁（２２）と、２つの側壁（２３、２４）とを備え、
   前記底壁（２２）と、前記２つの側壁（２３、２４）とが、略Ｕ字形の断面を規定する装置において、 吸引チャネル（２５、２６）が、前記コンベア通路（２１）の長さに沿って、前記側壁（２３、２４）の側部に設けられ、
   前記コンベア通路（２１）が、前記フード（１７）から前記底壁（２２）に向かって延在するコンベア壁（３８、３９）を備え、
   前記コンベア壁（３８、３９）が、前記側壁（２３、２４）と共に排ガス偏向体チャネル（４４）を規定し、
   前記排ガスが、前記吸引チャネル（２５、２６）内に導入される前に、前記排ガス偏向体チャネル（４４）を強制的に通され、
   前記アパーチャ（３０）が、前記コンベア壁（３８、３９）上に形成、及び／又は前記コンベア壁（３８、３９）によって規定され、
   前記排ガス偏向体チャネル（４４）が、少なくとも１つの、前記アパーチャ（３０）から出た排ガスが膨張するための空間を有した第１の膨張区室（２７）を区画し、前記アパーチャ（３０）と前記吸引チャネル（２５、２６）との両方に接続される
   ことを特徴とする装置。
2. 前記吸引チャネル（２５、２６）が、少なくとも１つの、前記第１の膨張区室（２７）を通過した排ガスがさらに膨張するための空間を有した第２の膨張区室（２９）を区画することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記排ガス偏向体チャネル（４４）及び前記吸引チャネル（２５、２６）が、前記コンベア通路（２１）の全長にわたって長手方向に延在することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記側壁（２３、２４）が、前記コンベア壁（３８、３９）の外側に配設されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記側壁（２３、２４）が、前記コンベア壁（３８、３９）に略平行であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記側壁（２３、２４）が、前記フード（１７）に向かって略末広がりに延在することを特徴とする請求項４又は５に記載の装置。
7. 前記側壁（２３、２４）が、前記コンベア壁（３８、３９）に対して末広がりであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記コンベア壁（３８、３９）が、前記フード（１７）に結合されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記コンベア壁（３８、３９）が、前記底壁（２２）に結合されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
10. 溶融プラント（１１）のコンテナ（１２）の内部に金属装入物（１３）を搬送する際に予熱するための方法であって、
    少なくとも、略Ｕ字形の断面を規定する底壁（２２）と２つの側壁（２３、２４）とを備えるコンベア通路（２１）によって、前記金属装入物（１３）を搬送するステップと、
    前記コンベア通路（２１）の上方に配設されたトンネル及び／又は膨張チャンバ（１８）を規定するフード（１７）の内部において、前記コンテナから出た排ガスを搬送するステップと、
    前記排ガスが前記金属装入物（１３）を通過するステップと、
    アパーチャ（３０）を通して前記排ガスを放出するステップとを含む方法において、
    前記排ガス放出ステップにおいて、前記排ガスが、まず、コンベア壁（３８、３９）と前記側壁（２３、２４）とによって規定される少なくとも１つの排ガス偏向体チャネル（４４）に通され、次いで、前記コンベア通路（２１）の長さに沿って前記側壁（２３、２４）の側部に提供された吸引チャネル（２５、２６）内に導入され、
    前記アパーチャ（３０）が、前記コンベア壁（３８、３９）上に形成、及び／又は前記コンベア壁（３８、３９）によって規定され、
    前記排ガス偏向体チャネル（４４）が、少なくとも１つの、前記アパーチャ（３０）から出た排ガスが膨張するための空間を有した膨張区室（２７）を区画し、
    前記膨張区室（２７）の内部で前記排ガスが膨張し、その後、前記偏向体チャネル（４４）に接続された吸引チャネル（２５、２６）の下流に配設された排ガス吸引手段（４０）によって取り込まれる
    ことを特徴とする方法。
11. 前記排ガスが、前記吸引チャネル（２５、２６）の内部でさらなる膨張を受けることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記偏向体チャネル（４４）の底部に沈殿する粒子又は粉末が、前記コンテナ（１２）の内部に連続的に放出されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。

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