JPH0210111Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は溶解金属への副原料吹込み装置に関す
るものである。

金属溶解設備たとえば製鋼用アーク炉の操業に
おいては、主原料を炉内に装入しアーク熱により
溶解したのち精錬用副原料を投入して精錬作業を
行い、所望の成分、温度の溶鋼を得る方法がとら
れる。この精錬用副原料投入方法として、主原料
と共に炉蓋から投入するいわゆるトツプチヤージ
方式のほか、粉粒状の副原料をガスとともにスラ
グ下側の溶湯中に直接吹込んで反応させるインジ
エクシヨン法が知られている。

このインジエクシヨン法の実施にあたつては、
所定の時間内に連続的に正確に副原料を吹込む必
要があり、生産性向上のため炉が大型化しあるい
は多基化する傾向に伴い副原料吹込み量が多量に
なつているが、従来の副原料吹込み装置は、単に
バツチ式圧力容器に副原料を充填し、圧力容器に
内蔵したフイーダとガス吹込みノズルによりラン
スへ気送する構造となつていたので、充填した副
原料が空になるたびに面倒な詰め換え作業を必要
とすると共に、詰め換えの都度吹込みが中断され
タイムロスが多くなるという欠点があり、ことに
圧力容器内の副原料残量を把握できないため、副
原料残量が少ない状態で吹込みを開始し、必要吹
込み量に達する前に副原料が全て消費されてしま
つたり、副原料詰め換え作業に伴つて気送条件が
変化して副原料吹込み量にバラツキが生ずるなど
の誤操作を招きやすかつた。

これを改善するため、バツチ式圧力容器を複数
基用いそれらを順次切換え作動させることも行わ
れているが、各圧力容器内の副原料残量の把握と
切換え接作には高度に熟練した専用要員を必要と
し、また、各基の気送条件を整合させることが難
しい。従つて設備費、ランニングコスト及び設置
スペースの増大する割には実効が乏しいという問
題があつた。

本考案は前記したような溶解金属への副原料吹
込み装置の問題を解消し、単一の比較的コンパク
トな構造で、煩雑な詰め換えや残量監視を必要と
せず、溶融金属中へ自動的に連続かつ安定して粉
粒状副原料を吹込むことのできる装置を提供しよ
うとするもので、その特徴とするところは次のと
おりである。

キヤリヤガス吹込み部を有する切出し機構を内
蔵した下室に対し受給口を有する上室を通口によ
り一体的に連結した上下２槽式の圧力容器と、受
給口に分離した装入装置により吹付け機を構成
し、しかも圧力容器全体を連続計重器で支承させ
上下室内の副原料トータル重量を逐次的に計測す
ると共に、連続計重器を投入サイクル制御装置を
介して投入装置、受給口と通口の各仕切弁および
上室と下室の各内圧調整手段の作動部に接続し、
任意の設定上限に相当する重量の副原料を上室と
下室に分割収容した状態で下室より吹込みランス
へと連続して風送し、この風送を終始持続しなが
ら、副原料の上下室トータル残量が所望設定下限
に達した計重信号で上室から下室へ副原料を落下
させ、次いで再び上下室を遮断して上下室トータ
ル残量が所望設定上限に回復するまで投入装置か
ら上室へ副原料を投入し、設定上限から設定下限
まで上下室遮断状態を保持するサイクルを繰返
す。

以下本考案の実施例を添付図面に基づいて説明
する。第１図は本考案に係る溶解金属への副原料
吹込み装置を製鋼用アーク炉に適用した実施例を
示すもので、Ａは製鋼用アーク炉で炉体４０の上
部に電極４２を挿入した炉蓋４１を有し、側面に
は排滓口４３と共用又は別体の操業口４４及び出
鋼口４５が設けられ、下部には出鋼に際して炉体
を傾けるための傾動部４６が設けられている。Ｂ
は本考案で特徴とする吹付け機で、フレーム２に
配され、副原料をキヤリヤガスと共に定量圧送す
る圧力容器状の本体１と、フレーム２又は別の手
段により本体１に近接して設けられた投入装置３
と、前記操業口４４に挿入される吹込みランス
（ノズル）２４とこの吹込みランス２４と本体１
を結ぶ導管８とからなつている。

前記本体１は、第２図のように投入装置３から
副原料を流下される受給口４を設けた上室１ａ
と、この上室１ａとくびれ状の通口５を介して一
体的に連結され底部域に切出し機構６と吐出部７
を設けた下室１ｂとにより上下２槽構造となつて
いる。

前記切出し機構６は分配器６２を定間隔で配し
た回転フイーダ６１とこれを所望の回転する可変
速モータなどの駆動部６３と、回転フイーダと共
働して下室内の副原料を吐出部７をへて導管８に
送り込むためのキヤリアガス吹込み部６４を備
え、キヤリアガス吹込み部６４は下室壁を貫くよ
うに挿入され、吹出し口が分配器６２に臨んでい
る。

前記受給口４と通口５には、それぞれ球面状そ
の他をなした弁体９１とこれをリンクアームなど
を介して動かすための作動部９２，９３を備えた
上部仕切弁９ａと下部仕切弁９ｂが設けられ、さ
らに、上室１ａと下室１ｂには、室内を加圧して
副原料を押圧するための加圧部１０ａ，１０ｂ
と、加圧気体を放出して室内を常圧に復帰させる
ための排気部１１ａ，１１ｂが設けられ、電磁弁
などの作動部１１１，１１２，１１３，１１４に
より発停されるようになつている。

投入装置３は本実施例ではスクリユーコンベア
を用い基床から別のコンベアで追装するようにし
ているが、ベルトコンベア、バケツトコンベアな
どを用いてもよいのは勿論である。

以上が基本構造であるが、圧力容器式である関
係から下室１ｂの副原料残量そのものを自動検出
することはできない。従つて単純にタイマーなど
により一定時間ごとに投入装置３と上室１ａ及び
下室１ｂの間で副原料を移動させるだけは、過剰
供給により通口が閉止できなくなつて、上室への
投入量の狂いや過負荷による切出し機構の作動ト
ラブルが生じ、あるいは上室から下室への投入遅
れにより一時的に下室が空になるトラブルが生ず
るなど安定性と信頼性が乏しくなる。

そこで本考案は単に上記のように上下２槽式圧
力容器構造とするだけでなく、第２図と第３図の
ようにフレーム２の一部にロードセルなど重量を
連続的に測定して検出信号を発生できる計重器１
２を配し、この計重器１２を介して上室１ａと下
室１ｂを含む本体全体を中空状に支承せしめると
共に、上下室内副原料トータル重量の変化を逐次
計測させるようにし、かつ、前記計重器１２の出
力側を、投入装置３、上下部の仕切弁９ａ，９ｂ
及び上室の加圧部１０ａ及び排気部１１ａと投入
サイクル制御装置１３により連絡している。

前記投入サイクル制御装置１３は、第３図で一
例を示すように、計重器１２からの計重信号から
風体重量を電気的に除去する回路を備えたアンプ
１４と、このアンプを介して副原料上下室トータ
ル残量をデジタル式などにより連続表示する表示
器１５と、上下室トータル残量を所望の下限値
W₁に設定し、計重器１２からの計重信号と比較
してそれらが合致したときに所定の信号を送出す
る下限設定器１６ａと、上下室トータル残量の所
望上限値W₂を設定し、計重器１２からの計重信
号と比較しそれらが合致したときに所定の信号を
送出する上限設定器１６ｂと、それら下限設定器
１６ａと上限設定器１６ｂに夫々接続された制御
器１７ａ，１７ｂとを備えている。

下限設定器１６ａの制御器１７ａは、上室加圧
部１０ａと上室排気部１１ａの各作動部１１１，
１１３、上部と下部の各仕切弁９ａ，９ｂに対す
る作動部９２，９３および投入装置３の駆動部３
１と電気的その他の回路で結ばれ、下限設定器１
６ａからの信号でそれらを一定のプログラムに従
い逐次動作させるようになつており、同様に上限
設定器１６ｂの制御器１７ｂは、上部仕切弁９ａ
の作動部９２，投入装置３の駆動部３１及び上室
排気部１１ａの作動部１１３と電気的その他の回
路で結ばれ、それらを一定のプログラムで逐次動
作させるようになつている。

前記制御器１７ａのプログラムは、例えば上室
加圧部開→下部仕切弁開→下部仕切弁閉→上室加
圧部閉→上室排気部開→上部仕切弁開→投入装置
起動のごとくであり、制御器１７ｂのプログラム
は例えば、投入装置停止→上部仕切弁閉→上部排
気部閉のごとくである。いずれも逐次動作はタイ
マーなどで行い、全動作が完了したとに設定器１
６ａ，１６ｂに確認信号を送るようにしている。

なお、このような投入サイクル制御装置１３の
回路を利用して吐出量追従制御装置１８を設ける
ことも本考案に含まれる。この吐出量追従制御装
置１８は、上下室トータル残量の計重信号を微分
処理して瞬間吐出量を検出する演算器１９と、所
望瞬間吐出量を設定すると共に検出された瞬間吐
出量と比較して偏差のある場合に信号を発する比
較設定器２０と、表示器２１と、比較設定器２０
からの信号で切出し機構６の駆動部６３を制御
（たとえば回転フイーダの回転数増減）する駆動
制御器２２と、この駆動制御器２２と上部仕切弁
９ａの制御系間に接続され、上部仕切弁９ａが開
放している間は駆動制御器２２の作動を停止させ
るロツク回路２３とを備えている。この吐出量追
従制御装置１８を併用するときには、吹込みラン
ス２４に対する副原料圧送量の安定性と正確性が
増すため、投入装置から上室１ａの投入量及び上
室１ａから下室１ｂへの投入量のズレが防止され
るため、さきの投入サイクル制御がより効果的と
なる。

その他図面において、２５は前記制御装置を納
めた制御盤、２６は吐出部７に設けたシヤツタで
ある。

次に本考案装置の使用状況を説明する。

本実施例のように制鋼用アーク炉に適用した場
合には、投入サイクル制御装置１３の下限設定器
１６ａと上限設定器１６ｂに、吐出量及び投入装
置能力に応じて副原料上下室トータル重量の下限
値と上限値W₂をそれぞれ入力する。いま、上室
容量50Kg、下室容量60Kg、吐出量６Kg／min、投
入装置能力25Kg／minとすると、たとえば下限値
W₁として50Kg、上限値として65Kgを入力する。
そして、起動回路により作動部９２，９３で両仕
切弁９ａ，９ｂを開いて投入装置３と上室１ａお
よび下室１ｂを連通させ、投入装置３により下室
１ｂに下限値相当重量の副資料、たとえば造滓剤
である石灰石、生石灰、ほたる石、シリコン粉、
カーボン粉、還元合成剤などの１種又は２種以
上、脱酸剤としてのフエロアロイを収容させる。
次に下部仕切弁９ｂを作動して下室１ｂを閉じ、
上室１ａにトータル重量が上限値W₂に達する量
（65−50Kg）を収容させ、上部仕切弁９ａを閉じ
て上室内を気密化する。これら操作は制御器１７
ａ，１７ｂをロツクしながら計重器１２と表示器
１５により容易に実施できる。

以上で運転準備が完了し、炉内に装入した主原
料がアーク熱によつて溶解したのち所定の時期
（たとえば還元期）に達したところで、作動部１
１２により下室加圧部１０ｂにキヤリヤガスと同
じ成分のガスを送つて下室１ｂを加圧すると共
に、キヤリヤガス吹込み部６４にたとえばN₂ガ
スなどの不溶性ガスあるいは圧縮空気など所定成
分のガスを送給し、シヤツタ２８を開放し、駆動
部６３により切出し機構６を作動させる。

これにより、下室内の副原料は層上方からガス
により下圧されながら回転フイーダ６１の分配部
６２に充填され、これが定位置に到つたところで
キヤリヤガス吹込部６４から噴出されるガスによ
り吐出部７へ排出され、ホース８気送されたの
ち、操業口４４から挿入されている吹込みランス
２４より溶湯中に吹込まれ、急速に撹拌反応され
る。

このような溶湯への吹込みが行われることによ
り上下室トータル残量は漸減し、その経時的変化
が表示器１５に示されると共に投入サイクル制御
装置１３の設定器１６ａ，１６ｂに刻々と入力さ
れる。そして、計重された上下室トータル残量が
設定下限値W₁に達しこれを下限設定器１６ａが
検出すると、制御器１７ａへ作動信号が送られ、
さきに述べたような一定のプログラム動作で上室
１ａから下室１ｂへ副原料装入が行われるのに続
き上室１ａへの副原料追装が行われる。

すなわち、作動部１１１のオンにより加圧部１
０ａにより上室１ａが下室１ｂと等圧になるまで
加圧され、次いで作動部３９がオフとなつて下部
仕切弁９ｂが通口５を開放し、上室中の副原料が
下室１ｂに自重落下する。次に再び作動部９３が
オンとなつて下部仕切弁９ｂが閉じられ、作動部
１１１とオフと作動部１１３のオンにより加圧部
１０ａの遮断と排気部１１ａの開放が行われ、上
室１ａが降圧する。それから作動部９２がオフと
なつて上部仕切弁９ａが開かれ、投入装置３の駆
動部３１の起動により上室１ａへの副原料投入が
開始される。

この上室１ａへの副原料投入期およびさきの上
室１ａから下室１ｂへの副原料投入期のいずれに
おいても下室１ｂは加圧状態におかれ、切出し機
構６による定量吐出は持続されるが、上室１ａへ
の副原料投入期においては、吐出量より投入装置
能力が大きいため上下室トータル残量は漸増す
る。そして、これが予め上限設定器１６ｂに入力
しておいた上限値W₂にまで回復すると、制御器
１７ｂに信号が送られ、上室１ａへの副原料投入
が停止される。すなわち、駆動部３１への停止信
号で投入装置３の運転が止められ、続いて作動部
９２により上部仕切弁９ａが受給口４を閉じ、作
動部１１３により上室排気部１１ａが閉じられ
る。

こうして上室１ａへの副原料投入が停止される
間にも下室１ａでは連続定量吐出が行われている
ため、上下室トータル残量は再び漸減し、これが
下限値W₁に達したことが計重器１２から下限設
定器１６ａに入力されると、制御器１７ａを介し
てさきのプログラム動作が行われ、上室１ａ内に
追装されている副原料が下室１ｂへ投入される。

以後、上下室トータル残量の変動に応じて前記
投入サイクルが自動的に繰返され、無人操作であ
りながら副原料は途絶を起すことなく、また、上
室や下室への過装を生ぜしめることなく一貫連続
して吹込みランス２４から溶湯中に吹込まれる。

第４図は上記した操業例における副原料の変動
状態を示すもので、上室１ａではパルス的波形を
描くように副原料量が変動し、下室１ｂでは上室
パルス的波形の下端をほぼ頂点位置とする鋸歯状
波形で副原料量が変化し、全体として上下室トー
タル残量が常に設定上限値W₂と設定下限値W₁の
間に納まり、かつ下室内残量が設定下限値以下で
次の上室からの投入期まで残存するように制御さ
れる。そして副原料吹込みが終了した時点で各部
の作動を停止させ、そのまま次回の吹込みまで待
機させればよく、次回の吹込み時には第４図の変
動カーブの前回停止点から計重器１２と投入サイ
クル制御装置１３による追従制御が開始されるた
め、取扱いがきわめて容易である。このことは、
炉況や溶鋼成分状態に応じて数回に分けて副原料
吹込みを行つたり、追加吹込みを行う場合も同様
である。

本考案装置は一般に副原料の種類や性質あるい
は各炉号別にそれぞれ設置使用されるが場合によ
つては一基をもつて数炉号に共用させてもよい。
また、本実施例では製鋼用アーク炉に適用してい
るが、これに限られるものではなく、溶銑鍋など
における溶銑予備処理用装置、キユポラ、などイ
ンジエクシヨン方式により溶解金属への粉粒状資
料吹込む場合の全般に適用されるものである。

以上説明した本考案によるときには、副原料を
キヤリヤガスと共に溶解金属へ吹込むにあたつ
て、比較的コンパクトな構造により副原料の詰め
換えによる中断や煩雑な残量監視及び切り換え操
作を必要とせず、任意の時期に副原料を連続自動
的にかつ所望量あて吹込むことができるためこの
種作業をきわめて容易が能率化することができ、
また、どの時期で吹込みを開始、停止しても必要
副原料が途切れることなく供給されるため、炉況
や溶湯の性状に即した副原料吹込みを行うことが
できるなどのすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案溶解金属への副原料吹込み装置
の一使用状態を示す側面図、第２図は本考案装置
の部分切欠側面図、第３図は本考案装置の要部を
示すフロシート、第４図は本考案装置の操業例に
おける副原料変動状況を示すグラフである。 １……本体、１ａ……上室、１ｂ……下室、３
……投入装置、４……受給口、５……通口、６…
…切出し機構、７……吐出部、８……導管、９
ａ，９ｂ……仕切弁、１２……計重器、１３……
投入サイクル制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶解金属中に挿入される吹込みランスと、この
   吹込みランスと導管で接続し粉粒状の副原料をキ
   ヤリアガスにより連続気送する吹込み機とを備え
   た副原料吹込み装置において、吹込み機が、切出
   し機構６を内蔵した下室１ｂに対し受給口４を有
   する上室１ａを通口５により一体に連結し、受給
   口４と通口５をそれぞれ仕切弁９ａ，９ｂで開閉
   せしめるようにした圧力容器状の本体１と、本体
   全体を支承して上下室内の副原料トータル重量を
   連続測定する計重器１２と、この計重器１２と接
   続し、下室から副原料が定量気送されることによ
   り上下室副原料トータル残量が任意仮定した下限
   まで減少したときに上室から下室へ副原料を落下
   させ、続いて上下室副原料トータル残量が任意設
   定した上限に回復するまで上室に副原料を投入
   し、上限に到つたときに上室への投入を停止する
   プログラム動作を与える投入サイクル制御装置１
   ３とを備えたことを特徴とする溶解金属への副原
   料吹込み装置。