JPS63115669A - 金属装入材料を半製品に加工する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属装入物から直接出発して作業の不連続性
がない連続鋳造によって金属装入物を半製品に転化させ
る一体構造の製錬および鋳造設備に関する。

本発明の設備（プラント）はビレット、ブル−ム（塊鉄
）、スラブ、ノ（−および鋳塊を連続および／または不
連続の鋳造法によって製造することができるが、連、続
鋳造法が有利である。

本発明はまた該プラントによる製錬および鋳造法に関す
る。本発明による金属装入物は、個々の成分としてまた
は基本成分の混合物の形の予め還元した金属、スクラッ
プ、鋳鉄、鉄鉱石から成る。

従ってまた本発明は電気炉の連続的チャージングと、該
電気炉の不連続的作業と、と９べにおける精錬後の鋳造
ステーションの連続供給を密接に協同して提供するプラ
ントおよび該プラントで得られる方法に関する。

従来の技術 現在、鋳造ゾーンに供給するプラントは、非制御サイク
ルにおいて発生する相互の接融および交換の機能的な面
によってのみコーディネートサれる２、３の独立した専
用の場所を備えている。従って、プラントは、予熱また
は予熱しないスキップを取９扱うことによってスクラッ
プの処理をするゾーンを備えている。次に、プラントは
電気炉自身の作動の任意の中断と共に、スキップによる
電気炉のチャージングをする。

次に溶融材はとりべに供給される、とりべは橋型クレー
ンまたはコンベヤによって鋳造ステーションへ移動され
る。

発明が解決しようとする問題点 かかる周知型式のプラントは、操作の不連続性、各種工
程の論理順序の度々の中断、大きなスペースの必要性、
非整合及び非制御の各種工程の時間、エネルギー損失、
多くの保守個所、等のような一連の問題点を必然的に伴
う。さらに、必要なスペースが非常に大きく、置場を必
要とすることは大きな面積のために大きな投資を意味す
る。

次に、周知の装置は電力の著しい使用、使用電力の不連
続的使用、電力供給のかなりの妨害、′五圧変動をもた
らすと共に、１時間当り生産量が低くかつ使用係数が低
いという欠点がある。さらに、従来の装置は電力の比消
費量が高く、電極を著しく消耗する。

従って、周知の装置は比較的低効率のプロセス及び電力
運びに他の補助材料の著しい消費を招くといえる。さら
に、周知の装置はかなりの投資と。

運転、維持、設置、等に高コストを要する。

ＷＯ−Ａ　　８．６０１．２３０（Ｉｎｔｅｒｓｔｅｅ
ｌ）は鋳造ラインに連続的に供給することができる一体
構造のプラントを開示している。しかしなから、その開
示は、実際に鋳造ステーションに連続的に供給できない
という点において矛盾を伴う。その上、そのプラントは
電気炉で直接精錬するが、生産高が低く電力の消費量が
大きい。さらに、それはとりべの操作にかなりの時間と
エネルギーを消費する構成にたっている。

ＬＵ−Ａ−４２４９５（Ｃｏａｋｅｒｉｌｌ）は電気炉
の精錬用転炉への任意の転化を開示しているが、これも
必然的に非稼動時間、エネルギーの浪費、スペースの無
意味な占有、および一般的および特殊な整合の間譲を伴
う。

以上記載した従来のプラントの欠点を解消し、技術、電
力およびコストに関して多くの利点を得るために、不出
、願人は本発明を設計、試験し、ぞして具体化した。

問題点を解決するための手段 本発明によるプラントおよび該プラントによって得られ
る方法から生じる技術的利点を挙げると次の通りである
： 使用電力の低減；使用電力の最大および一定使用；電力
供給の妨害および供給電圧変動の発生の排除；１時間当
りの生産量の増大；電力の最小比消費量；電極の最小比
消費量。

使用電力に関する利点に関して、本発明はプロセスの収
率の全体的増加を導き、従って電力およびいくつかの補
助材料の消費をかなり低減する。

本発明による財政的利点は次の通りである１使用クレー
ンが小型であると共に配置が実質的にコンパクトである
から、単位生産高尚９低い設備能力であるため小投資； 電力および補助材料の消費が少ないために低運転コスト
； 置場および工場の全体的コストが低いと共に労働および
使用電力の低コスト； 低維持コスト。

本発明により金属装入物は予熱室を介して連続的に供給
される。予熱室における金属装入物は、電気炉の排出煙
霧およびガスの熱や適当なバーナの燃焼熱を使用して予
熱される。本発明により装入物の予熱は制御雰囲気下で
行われる。その予熱温度は３００℃〜１０００℃の範囲
内であって、加熱エネルギーの流れを適当に調節するの
には十分な温度である。装入物の予熱が制御雰囲気下で
行われるので、金属装入物の金属の収率がよくなる。

予熱された金属装入物は電気炉に連ｄ的に供給される。

一定の時間に供給される量は一定ではないが、電気炉内
の金属浴の必要な温度を維持する観点から制御される。

金属浴の温度は本発明により全サイクル工程中子め設定
した頭をもつ必要がある。

本発明により、炉の電極に電気を供給する変圧器は連続
的に作動するが、唯一の中断は保守作業や電極の交侯の
ためのときである。

本発明により、スラグ組成の厳密な制御が可能であるの
で、炉のライニングを維持する作業は滅多に行う必要が
なく、その量は極めて少ない。浴の化学組成およびその
金属学的条件は連続的に制御することができる。浴を制
御するために、燃料、酸素、脱硫用混合体、脱酸剤およ
び発泡スラグ用混合体が金層とスラグとの界面内に吹き
込まれる。

また、本発明により、これらの成分を、炉の耐火物ライ
ニングに配置の多孔性インサートを用いることによって
金属浴に直接吹き込む構成になっている。

次の操作は電気炉における本発明の特徴として行われる
： 温度制御、炭素の補正、脱硫および酸素の制御。

他の化学元素の制御は工程の動的操作で最適化される。

スラップの量は規則的な焼溶によって制御される。

本発明に適当である装置の本体は炉の出湯を長期に渡っ
て極めて規則的な時間に実施させる、従って計画的生産
量を満たすことができる、本発明により、２つの連縛的
出湯間の時間を約３０分短縮することができる。

出湯される鋼は、必要ならば炉のスラグなしに沸騰性の
ものにすることができる。

本発明のもう１つの特徴は、化学組成を調節するための
最終の脱酸および鉄合金の添加は出湯中尺とりべ内で行
なう、そして同時にとりべの中に不活性ガスを吹き込む
。

さらに本発明の重要な特徴は、温度および化学組成の最
終調整はとりべを操作する多機能マニプレータによって
行うことができる適当なステーションにおいて実施され
ることである。

かかるマニプレータは、欧州特許第２１９，８９１号に
開示されているように、相互に少なくとも９ｏ０又はそ
れ以下の角度に配置される２つの独立した回転アームを
備える。これらの独立のアームはそれぞれ水平面上の周
方向又は周方向に取った全ての位置における鉛直方向に
移動できるとりべを支持する。

出湯中でも予熱した金属装入物を連続的に供給すると共
に製錬するために、炉に終始残留する溶鋼を系統的に残
す。この残留溶鋼は出湯直後における熱の緩衝ストック
として作用する。

前述のように、本発明によるプラントは電気炉と協同す
る多機能マニプレータを備える、そしてそのマニプレー
タは欧州特許第２１９．８９１号に記載されている型式
のものであって、とりべの操作に適する。

この多機能マニプレータは連続的に３６０回転すると共
にと９べを支えることができる２つの独立した同軸アー
ムからなる。これらの回転アームは、出湯ステーション
、およびとりべ加熱用ステーション、型箱のクロージュ
アの修復用ステーション、溶融浴の加熱および脱ガス用
ステーション、鋳造ステーションおよびスラグの排出並
びにとりべの洗浄用ステーションのような中間ステーシ
ョンにおけるとりべを取り扱う。従って１本発明による
多機能マニプレータは極めてコンパクトな空間において
多数の機能を果たすと共に鋳造ゾーンに直接および連続
的に供給する。かかる供給は、出湯および鋳造と関連し
て多機能マニプレータ自身によって操作されるとシベに
よって行われる。

従って、本発明は金属装入物を半製品に転化する一体構
造のプラントで具体化される。そして該プラントは特許
請求の範囲第１頂及びその実施態様項第２及び第３項に
対応し、本発明によるおよび該プラントに関係した製錬
および鋳造方法は特許請求の範囲およびその実施態様項
に対応する。

実施例 第１図は装入物を供給し、必要な組成および性質をもっ
た金属装入物が連続的に供給される容器１１を示す。

金属装入物はフィーダ容器１１からコンベヤ導管１２を
通って予熱室１４に送られる、予熱室１４はガスと煙霧
を収集するマニホルドを端部に有する。予熱室１４は金
属装入物を加熱手段によって均一にさせることができる
回転ドラムからなる。

電気炉１７を出るガスおよび煙霧（ヒユーム）、および
予熱室１４の内側そしてフィード流路１６において作動
するバーナ１５の作用によって生成されるガスや煙霧の
ような加熱手段が、予熱室１４を金属装入物に対して逆
方向に流通する。

金属装入物の最終予熱温度は、前記の加熱手段、従って
加熱エネルギーの流れを適当に調節することによって３
００℃〜１０００℃の範囲内で変えることができる。予
熱室１４内の雰囲気を制御して金属の歩留シに悪影響を
与えないようにする。

予熱した金属装入物は供給流路１６を介して電気炉１７
に連紗的に装入する。

供給流路１６を通る金属装入物の流れは、本発明におい
て工程中に金属浴の温度を予め設定した値に従わせるこ
とが重要であるから、金属浴て必要な１度を維持する適
当な制御手段によって連続的に制御される。

電気炉１７は連続的に作動する変圧器（または電気供給
ネットワーク）２６によって電力を供給される。変圧器
２６はプログラミングの作業や例外的事故のときだけ休
止する。電気炉１７の出湯は一定の間隔で行う、本発明
はある出湯から次の出湯までの時間を約３０分短縮する
ことができる。

本発明による出湯時間は約２分短縮される、そして出湯
は液体金属のストックが電気炉に残って炉の公称容量の
４０％になるまで残るように行う。

出湯された金属は欧州特許第２１９．８９１号に開示さ
れている型式の多機能マニプレータ２０によって支持お
よび操作されるとシへ１８に収集される。そしてこのマ
ニプレータ２０ばと９べ１８を鋳造作業やとりべ自身の
修復作業の全てを実施するのに必要な種々のステーショ
ンに移動および位置決めする。用いる多機能マニプレー
タ２０は前述の型式のものであって、２つのとりべ１８
を同時に移動することができる。

多機能マニプレータ２０は電気炉１７と協同する出湯ス
テーション、溶融浴の加熱および脱ガス用ステーション
、焼溶ステーションおよびタンディツシュと協同する鋳
造ステーションを有する、従ってとりべ１８の交換に必
要な時間が極めて短いという観点から連続鋳造を有利に
させる。さらに、多機能マニプレータ２０は、スラグの
排出およびとりべの洗浄用ステーション、とりべの加熱
用ステーション、およびモールド・ボソクヌのクロージ
ュアの報復用ステーションにおけるとクベ１８を取９扱
う。ａＩｂのステーションは相互に４５゜および９０に
配置される、そして２つのとクベは多機能マニプレータ
２０の回転軸に対し相互に直角に配置される。

鋳造ステーションにおける多機能マニプレータ２０は、
とシベ１８にその内容物をタンディツシュへ供給させる
；多機能マニプレータ２ｏの機能性の点から見て、鋳造
ステーション２１は、タンディツシュの液体金属の含量
が最小レベルの時でも本発明によりとりべ１８の交換の
過渡期を十分カバーできるから、連続的に供給される。

鋳造ステーション２１は連続鋳造プラントに役立つタン
ディツシュからなることが有利であるが、インゴットの
型に鋳造するゾーン、型に鋳造するゾーンまたは組合せ
た多機能ゾーンからもなりうる。従って、鋳造ステーシ
ョン２１は、多機能マニプレータ２０に空のとりべ１８
を一杯のとりべ１８と交換させることができるのに十分
な液体金属を保持できるタンディツシュを利用できる。

本発明によるとりべ１８を交換するのに要する時間が極
めて短いという観点から、タンディツシュの含量が少な
過ぎる。

捕集マニホルド１３を出て予熱室１４を金属装入物に対
して逆方向に通るガスと煙霧は煙霧排出ダクト２２によ
って取られて、それらをフィルタ２３に送り、そこでそ
れらはファン２４によって吸引され、それらを煙突２５
へ引く。

熱発生装置２８はファン２４と煙突２５の間またはフィ
ルタ２３とファン２４の間に設けられて、フィルタ２３
を出る全てのガス状物質またはその一部のみと協同する
。この熱発生装置２８はバーナ１５に使用される空気の
予熱に用いられる、そしてこの空気は多分第２のファン
２９によって排出される。

別の実施態様での熱発生装置２８はフィルタ２３の上流
側に配置される。

第２図に示した伝統的なサイクルから容易に理解できる
ように、普通の方法は金属装入物の材料を溶融材料に転
化してそれを次に鋳造するのに必要な種６（７）機能間
の最小の整合を得るのにもかなりの技術的および組織化
の努力を要する。

第２図は個々の識別ブロックで記載されている重要な工
程を示す。既知技術において生じる隘路又は遅延は交差
点又は接合点によって決まる、そして図面は２，３の工
程間で生じうる遅延、干渉および望ましくない結果の危
険性の全てを明示している。

第３図の工程系統図は、第２図に示した従来のサイクル
に属する複数の主連続および反復工程を示す、そして工
程自体のかなりの連続的整合を要求される工程は時間の
浪費、誤りおよび故障がさらな回避さるべきである。

第４図は本発明の方法によって得られる生産サイクルの
簡潔さを示し、全体が著しく集中され、作業は操作をす
る、又はカジュアルおよび不屈の交互シーケンスを導入
しなげればならない作業者を必要とすることなく自動的
又は半自動的に操作できる構成になっている。

４因面の簡単な説明 第１図は本発明によるプラントの平面口；第２図は連続
鋳造プラントの給送の従来のサイクルを示す；第３図は
第２図の従来のサイクルの工程系統図；そして第４図は
本発明によるプラントで得られるサイクルの工程系統図
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バーナ（１５）と、電気炉（１７）に制御された流
   れを供給する末端フィーダ（１６）を含み、制御された
   金属装入物を予熱する予熱室（１４）；電気炉（１７）
   ；連続的に作動する変圧器（２６）；２つのとりべ（１
   ８）を一度におよび同時に少なくとも電気炉（１７）の
   出湯ステーションと鋳造および出湯ステーション（２１
   ）間を周方向に回転させると共に鉛直方向に移動させこ
   とができる２つの独立したアームを備えた多機能マニプ
   レータ （２０）からなり、少なくとも１つの鋳造および出湯ス
   テーション（２１）は液体金属を連続的に供給するタン
   ディッシュによって供給され、とりべ（１８）の液体金
   属を精製するステーションが炉（１７）の出湯ステーシ
   ョンと出湯および鋳造ステーション（２１）間に配置さ
   れることを特徴とする、金属装入物をビレット、ブルー
   ム、スラブ、バーまたはインゴットのような半製品に連
   続的に転化する一体構造のプラント。 ２、予熱室（１４）が回転ドラムであり、予熱室（１４
   ）の上流部分はフィーダ容器（１１）へ連接されたコン
   ベヤ導管（１２）と共に、煙突（２５）と協同するフィ
   ルタ（２３）と協同の収集マニホルド（１３）と協同し
   、熱発生装置（２８）が予熱室（１４）の出口近くの末
   端位置に配置されたバーナ（１５）の燃焼空気を予熱す
   るために設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のプラント。 ３、多機能マニプレータ（２０）が、装入ステーション
   および溶融金属の処理および精製ステーションにおける
   １つのとりべ（１８）を他のとりべ（１８）が鋳造およ
   び出湯ステーション（２１）にある間に支持および移動
   させ、２つのとりべ（１８）が前者のとりべ （１８）が溶融金属の処理および精製ステーションにあ
   るとき互に約９０に配置される特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載のプラント。 ４、溶融金属を、交互にタンディッシュに供給する２つ
   のとりべ（１８）によって少なくとも１つの鋳造ステー
   ション（２１）へ連続的に供給し、予め設定した可変の
   金属装入物で出発する前記特許請求の範囲第１項ないし
   第３項記載のプラント（１０）において、該金属装入物
   が予熱室（１４）の加熱手段に対して反対方向に連続的
   に供給され、該金属装入物が調節流量で電気炉（１７）
   へ連続的に供給され、該電気炉における液体金属は周方
   向に移動できるとりべ（１８）内へ定期的かつ部分的に
   出湯される製錬法において、液体金属が、とりべ（１８
   ）の１つによって、他のとりべ（１８）が調製装入およ
   び精製の操作に連続的に従事している間に、タンディッ
   シュ内に交互に排出される前に処理および精製され、該
   サイクルが操作の中断がなく連続的に進行することを特
   徴とするプラント（１０）による製錬法。 ５、制御された組成を有する金属装入物が、作動してい
   るバーナ（１５）を含む予熱室（１４）において連続的
   に混合することによって３００℃〜１０００℃に加熱さ
   れて、末端のフィーダ（１６）から調節流量で電気炉（
   １７）に連続的に供給され、電気炉（１７）に送られた
   金属装入物の流れが電気炉自身における金属浴の予め設
   定された温度で補正されることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の方法。 ６、電気炉（１７）が連続作動の変圧器（２６）によっ
   て電気を供給され、燃料、酸素、脱硫用混合体、脱酸剤
   および発泡スラグ用混合体が金属とスラグの界面に吹き
   込まれ、温度制御、炭素調節、脱硫および酸素制御が電
   気炉内の溶融金属について行われ、溶融金属の残留スト
   ックが常に電気炉（１７）に残っていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項または第５項記載の方法。 ７、電気炉（１７）は連続的に作動する変圧器（２６）
   によって電気を供給され、燃料、酸素、脱硫用混合体、
   脱酸剤および発ぽうスラグ用混合体が炉（１７）の耐火
   ライニングに配置された多孔性インサートを介して吹き
   込まれ、温度制御、炭素調節、脱硫および酸素制御の操
   作が電気炉の溶融金属について行われ、溶融金属の残留
   ストックが常に電気炉 （１７）に残っていることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項ないし第６項のいずれかに記載の方法。 ８、炉（１７）の１つの出湯と次の出湯間の時間が約３
   ０分であり、出湯時間が約２分である特許請求の範囲第
   ４項ないし第７項のいずれかに記載の方法。 ９、最終の脱酸と鉄合金の添加が電気炉（１７）からの
   出湯中にとりべ（１８）内で行われ、不活性ガスが同時
   に吹き込まれ、そのとりべ（１８）が多機能マニプレー
   タ（２０）によって瞬間的に配置され、もう１つのとり
   べが鋳造および出湯ステーション（２１）のタンディッ
   シュに出湯される位置に瞬間的に位置決めされる特許請
   求の範囲第４項ないし第８項記載の方法。 １０、液体金属の精製が電気炉（１７）の出湯ステーシ
   ョンと、鋳造ステーションでとりべ （１８）を出湯するステーション間の中間ステーション
   におけるとりべ（１８）で実施される特許請求の範囲第
   ４項ないし第９項記載の方法。