JPS6346379A - 製鋼炉に材料を連続的に供給する方法および装置 - 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、金属精錬炉へ材料を供給する装置および方法
に関する、さらに詳しくは、製鋼用アーク炉へ材料を連
続的に供給する装置に関する。

従来の技術 一般に、製鋼用アーク炉の操作は断続操作で行われてお
り、その順序は次の通りである：鋼屑および／または直
接還元鉄、銑鉄、スラグ生成剤および合金元素を装入し
；炉内の電極間にアークを発生させて、装入材料を溶解
して溶融スラグで被覆された溶融金属浴を形成し、一定
の期間精錬して、浴の溶融金属を精錬して所望の組成お
よび性質を有する鋼を生成し；電極を周期的に上昇させ
て、電極の浴との接触および出湯工程の妨害を排除し；
次に溶融金属を出湯さす。

本発明は表銅用アーク炉について記載説明されるけれど
も、固定または傾斜式交流アーク炉、プラズマ炉、ＤＣ
炉および誘導炉を含む全ての電気製鋼炉を類似の成果を
もってアーク炉に代えうることは明白である。「連続チ
ャージング」または「連続溶解」として知られる製鋼法
において、供給材料はそのチャージング、溶融および精
錬期間中に炉へ導入され、次にチャージングが中断され
て出湯工程のために電力の入力が中断される。１９８５
年９月２４日付は米国特許箱４，５４３，１２４号に、
出湯工程中にチャージングまたは電力入力を中断するこ
となく連続操作させる電気炉の操作が開示された。該特
許に記載された方法は０、調製したスクラップを別にし
、該スクラップを予熱し、次に該スクラップ、直接還元
鉄または他の装入材料をアーク炉へ供給する工程からな
る。これは、耐火物トンネルを通して炉内へ送るチャー
ジング・コンベヤとして開示された連続供給手段によっ
て達成された。屑を連続的に供給するためには、電気炉
の側壁を通して材料を供給することが望ましい。

直接還元鉄のような小粒は炉の屋根を介して供給するこ
とができる。

発明が解決しようとする問題点 本発明により、連続的予熱および供給を組み合せて、生
産性を高めかつ操業コストを下げることができる製鋼用
アーク炉に材料を供給する方法および装置が提供される
。

本発明は、１９８５年１０月１６日付は米国特許出願第
７８７．９５９号に開示されたようなコンベヤから材料
を側壁に材料供給口を備えたアーク表銅炉に供給する手
段（装置）を提供する。この装置は、燃焼室として作用
するエンクローズ室内のシュートとして作用する振動パ
ンを含む連接（または材料供給）車である。該装置のシ
ュート部分は、炉側壁の開口内へ突出する。そしてスラ
グの除去や出湯のために炉を傾斜させるときに除去する
必要がない。そのシュートおよびパンは約２０の弧を鉛
直軸の回シに回転できることが望ましい。

炉側壁を越えた炉内へ供給材料を運ぶ傾斜供給シュート
を炉側壁内に、望ましくは炉シェル内に組み込む。

供給材料予熱装置と電気炉間に連結するとき、材料供給
車の室はスラグ・ドア方向へ約Ｉそして出湯口方向へ１
０°傾斜させなければならない炉と、固定の予熱装置間
の気密連結体としての作用をする。

材料供給車は、炉からの排出ガスに含まれる酸素を制御
するために可変の空気−燃料比のバーナを備えた燃焼室
の働きをする。それは炉の排出ガスを燃焼室へ向けるか
或いはバイパス路へ向けることができる。それは予熱装
置によって送られるスクラップの供給速度を増し、スク
ラップを広げ、従って熱伝達を高める。それは、シュー
トの長さを短（することによって鋼の浴に到達するとき
に重いスクラップの衝撃を減少させる。

振動パンは、スラグの除去および出湯中に−５および＋
ｌＯ傾斜するとき炉に追従する。振動パンは、炉が出湯
までのサイクルの大部分の間中に鉛直位置にあるときス
クラップのフィード分布を改良するために低速度で連続
的に揺動する。

チャージング（または連接）東は、炉をキャンベイン（
スタートから炉修理等で吹き止めするまでの一期間）の
終点でドレインするとき、または炉が通常のモード（非
連続）で作動するとき、炉が離脱することができるので
、炉の排出ガスは予熱装置を直接ガス清浄器へ迂回する
。材料供給車は作動位置へおよび作動位置から可動であ
って、軌道に装着することが望ましい。

また、チャージング車または連接装置は、傾斜（または
揺動）式アーク炉のような傾斜炉に併用するときに特に
有利である流路の形で一般に水平、直線振動パンを備え
る。この実施態様においては、パンは供給材料を直接金
属浴、または水平から４０以下、望ましくは少なくとも
２０、最適には約３５の角度に傾斜できるシュート上へ
吐出することができる。この場合には、供給口は炉側壁
に設けられる。そして炉のピボット軸は供給口内または
供給口に密接して配置される。

間争点を解決するための手段 従って、本発明の主目的は、電気溶解炉の側壁を通して
供給材料を連続的に供給する装置を提供することである
。

さらに本発明の目的は、必要なときに動作位置から移動
することができるアーク炉用供給シュートを提供するこ
とである。

本発明の目的は、限定された範囲内を移動するように取
り付けたアーク炉用供給装置を提供することである。

本発明の目的は、固定の供給材料予熱装置と傾斜式炉間
に気密エンクロージャを含むアーク炉用供給シュートを
提供することである。

本発明の仲の目的は、燃焼室および予熱装置として作用
するアーク炉用エンクローズ供給手段を提供することで
ある。

さらに本発明の目的は、質量の異なる材料を供給して、
それらの材料を炉内の浴に到達する際にほぼ同一速度で
移動させるところのアーク炉に材料を供給する方法を提
供することである。

さらに本発明の目的は、材料供給シュートが供給材料を
炉内の予め決めた場所の上へ広げるところの電気溶解炉
に材料を連続的に供給する方法を提供することである。

実施例 第１図に示すように、アーク炉１０はその側壁１４に装
入口１２を備える。装入口１２は、図示のように装入口
１２全体に整列すると共に側壁１４から延在するフラン
ジ２０を保持している。フランジ２０は水冷することが
望ましい。供給シュート２２はフランジ２０から炉内へ
延在する。

連接する材料供給車（又は装置）２４は、レール３０と
係合する車輪２８を有する台車２７に取り付けた支持フ
レーム２６と、支持フレーム２６に取り付けた直立ハウ
ジング３４と、振動または駆動装置ハウジング３４内に
装着されて片側で一体の吐出しシュート３８を支えるピ
ボット取付けの材料受け入れパン３６を含む、吐出しシ
ュート３８は炉側壁の装入口１２内へ延びる構成になっ
ている。上部ハウジング３４Ａと下部ハウジング３４Ｂ
のツーピースからなるハウジング３４は、シュート３８
用の開口４０と、その側壁において材料輸送シュート（
またはコンベヤ）４４を受け入れる第２の開口４２を有
する。

材料受け入れパン３６の下へ、パン３６と傾斜吐出しシ
ュート３８の両方を振動させる振動装置５４が連接され
る。円形軌道５６は台車２７に固定され、フレーム２６
に装着された車＠２８と係合する。ハウジング３４と台
車３７に取り付けた往復、駆動シリンダ５９とし第４図
に示した揺動４駆動装置パン３６とシュート３８を５〜
２０度の弧間のアーチ状運動として移動させる。

ハウジング３４の半径と合致してカーブし、装入口６２
を有する嵌合フランジ６０はハウジング３４に固定され
、炉のフランジ２０と嵌合する平らなフランジ６４を支
える。

第２図と第３図に示すように、本発明の材料装入車は振
動パン３６の吐出しシュート３８に対して約１８０に配
置された入口シュート７０を有する。台車２７は炉フラ
ンジ２０に対して直角に移動するように配向されている
。引込ピストン７２のような台車お動手段は台車２７と
固定点７３に装着される。ピストン７２は油圧制御また
は他の所望の手段で作動することができる。

後退自在の中間要素７６はノ・ウジング３４と嵌合して
気密シールをするフランジ７８を支える。

フランジ７８の反対側の中間要素７６の端部は装入材料
予熱室８０内に延在し、該予熱室に対して伸縮自在に移
動できる。空気圧シリンダまたは他の動力手段を７ラン
ジ７８に取り付けて後退自在の要素７６の適当な整列お
よび移動を保証する。

これとは別に、フランジ７８は材料供給車２４のフレー
ム部材に取り付けることもできる。材料装入車を作動位
置から離脱する場合、ノ・ウジング３４は伸縮要素７６
を装入材料予熱室８００ノ・ウジング内へ押す。

第４図および第５図に示すように、本発明の材料装入車
の別の実施態様は、入口シュート７０を振動パン３６の
吐出しシュート３８に対してほぼ直角に配置させている
。これは連接する材料装入装置３４に僅かな変更を必要
とする。この実施態様における台車２７は炉７ランジ２
０に対して平行に移動するように配置される。台車駆動
手段である引込自在ピストン７２は台車２７および固定
点（図示せず）へ取り付ける。また、入口シュート４４
または７０およびその協同する側壁開口４２は吐出しシ
ュート３８に対して約９０〜１８０の角度に配向するこ
とができる。軌道３０および車輪２８の向きはそれらが
入口シュー）４４’ｊたは７０と実質的に整列するよう
にする。

第４図および第５図の実施態様の材料装入装置と係合す
るとき、振動パン３６および吐出しシュート３８は材料
装入車２４を位置決めさせながらシュート３８が炉側壁
の開口のフランジ２０に衝撃を与えない位置へ回転しな
ければならない。次にシュート３８は、シュートの縁が
開口に達したら直ちに開口内へ回転される。材料装入車
の離脱は逆の動作、パン回転の開始、そして材料装入車
の移動開始を要する。入口シュートの９０から１５０へ
の二者択一の角度において、該車の位置決めおよび移動
中にかかるパン３６の回転を要する。

傾斜シュート３８またはパン３６、或いはその両方の作
業表面に、必要ならば摩耗板８４（第３図参照）を設け
ることができる。第２図および第３図の実施態様の操作
において、連接車または材料装入装置２４は炉１０の側
壁開口１２に隣接して配置され、フランジ２０とフラン
ジ６４が接触してシールを形成する。材料装入車２４は
車輪２８で予装置の止めへ位置決めされ、次に取外し自
在の止めがその後輪へ配置される。材料装入コンベヤ４
４が作動され、装入材料は開口４２からノ・ウジング３
４に入り、振動パン３６上に落下し、振動および重力に
よって移動されてシュート３８を経−ｃシュート２２上
へ送られ、次に炉内に入る、それによって炉は連続的に
チャージされる。

炉壁の開口１２は第１図および第７因に示すように十分
大きいので、いずれの方向に約１５までの傾斜は材料装
入傾斜シュート３８の除去を必要としない。炉１０は後
へ５傾斜してスラグを除去し、前方へ１♂傾斜して溶融
金稙を出湯する、従ってスラグの除去または出湯工程に
おいて材料装入装置は除去又は再配置の必要がない。

摩耗を少なくするために、材料装入装置２４のフランジ
６４と炉のフランジ２０との間には僅かの間隙がある。

材料の装入中、装入材料をシュート２２上のより広い面
積に落下させて、溶融をよシ促進するために、パンおよ
び材料装入シュートは５〜２０（一般に約１２）の弧の
間をゆっくり揺動される（材料は炉に入る際にシュート
２２全体により多く広がる）。

シュート２２の角度および長さが全ての材料の浴への速
度と衝撃を制御する。従って大きなスクラップのような
高質量の材料、または小さいペレットのような軽質量の
材料が装入されることには無関係に、それらの材料はは
ソ同じ速度で浴に入る。シュート２２０角度は水平から
約２０〜４０であるが、３５が望ましい。

電気炉は一般に水平軸の回りに旋回できる。多くの電気
炉は中心のずれた傾斜軸の回りに旋回する。本発明は特
に後者の形式の傾斜炉に有用である。

ハウジング３４によって形成される室は炉１０からの排
出ガスの燃焼室として作用する。上部ハウジング３４Ａ
は耐火物を内張し、水冷部分（同様に耐火物を内張シす
ることができる）を有する。

ハウジング壁やハウジングの開口には１つ以上のバーナ
８２（第３図参照）を設けて、ハウジング３４によって
画定される燃焼室内の燃焼を制御し、必要に応じて排出
ガスを完全または部分燃焼させることができる。

第７図に示すように、表銅用アーク炉１０は、室８０内
の被俊コンベヤ４４によって材料装入車２４を介して供
給される。出湯のために、調成なべ８６を出湯および非
出湯位置、取なべ精錬および注入位置に移動させるため
に、調成なべ８６は軌道８９に沿って可動の移動車８８
上に設けられる。取なべは、必要ならば連続鋳造機に直
接注入することができる。ガスは材料装入車室からガス
管９０を通して取り出してガス清浄装置へ、または予熱
装置におけるようなその熱または燃料価僅を利用できる
場所へ送ることができる。

本発明による別の実施態様は第８図に示すように、側壁
に材料装入開口１１２を有する傾斜式アーク炉１１０は
、炉注入口１１８から精錬された鋼を注入するために炉
軸１１６の回シに回転すべくローラ・アセンブリ１１４
上に取り付けられる。

ローラ１２０を含むローラ・アセンブリ１１４は支持フ
レーム１２２上に支えられる。傾斜式アーク炉１１０は
支持フレーム・アセンブリ１２４上に取り付けられる、
そしてアセンブリ１２４自身はローラ１２０上に取り付
けられ、所望の傾斜角（望ましくは約２５の前方または
注入位置、および約１０の後方またはスラグ除去位置）
を限定する止め１２６を有する。材料装入開口１１２は
、望ましくは水冷し、第１図のフランジ２０と同様な作
用をするフランジ１３０を備えることが有利である。

第１０図および第１１図に示すように、装入材料予熱装
置１４２と傾斜式アーク炉１１０間の連接装置１４０は
、吐出端に傾斜排出斜面１４６を有する振動パン１４４
を支える。振動パン１４４は、軌道１５２上に位置する
軌道装着の軌道車１５０の支持フレーム上の振動装置１
４８上に取り付けられる。側壁を通って炉内へそして炉
側壁から離れた待機位置へ延在する振動パン１４４、そ
して１４６Ａで示した位置に後退した振動パン排出斜面
１４６と共に、連接装置１４０を作動位置へ移動さすた
めに、２つ以上の流体作動シリンダ１５６または他の作
動手段が軌道車１５０に装着される。また、連接装置の
移動はエンジンや他の動力源によっても提供することが
できる。軌道１５２は振動パン１４４が遠く炉１０内へ
延在するのを防止するための止めを有しうる。

振動パン１４４は、動力手段１５６の付勢期間中に予熱
室１４２から延在する材料装入コンベヤ１６０の下を移
動することができる。独立に支持されたカバー１６２（
これは耐火物で内張すすることが望ましい）は振動パン
１４４の上に配置される、そして振動パンにアクセスす
るために必要ならば取り外すことができる。振動パン１
４４は排出シュート３８よりもさらに炉１１ｏ゛内へ延
在しうるので、炉開口内の供給シュート２２はこの実施
例では任意である。

第１０図の実施態様の操作において、連接装置１５０が
止め（図示せず）まで進められる、そして取外し自在の
止めがその後輪へ置かれる。一般に、油圧シリンダの力
は装置１４０を操作位置に保持するのに十分である。振
動パン１４４が作動され、炉に材料が装入される。炉の
傾斜軸は側壁の材料装入口内にあって、振動パンの縦中
心線と整列するので、いずれの方向にオ？ける２５の傾
斜は炉開口から振動パンの除去を必要としない。連　・
接装置１５０または炉の保守のために振動パンを除去す
る必要があるときは、取外し自在の車輪止めを取り外し
、油圧シリンダ１５６を後退させ、カバー１６２の下向
きに延在する側面の下へ通る振動パンの上部フランジを
後退させることによって連接装置１４０を炉から離なす
。

水シールのような纒シール（図示せず）が、カバー１６
２と振動パン１４４によって画定される室から熱ガスが
逃げるのを防ぐ。カバー１６２とフランジ１３０は撮動
パン１４４と共に炉排出熱ガスを通すトンネル状予熱器
を提供する作用をして、振動パン内の装入材料に熱を与
える。密着関係における全構成要素の密接したスペーシ
ングが系のガスシーリングを提供し、系を少し負圧下に
保って熱ガスが逃げるのを防止する。

装入材料予熱器から炉に材料を供給する場合には、材料
供給車または連接装置を利用することが望ましいけれど
も、場合によっては装置から材料供給車を省き、供給材
料を材料予熱器コンベヤ１６０の水冷端部から直接炉内
へ供給することができる。

発明の効果 以上の説明から、製鋼用アーク炉の連続チャージングに
特に適し、必要なときに動作位置から移動することがで
き、気密のエンクロージャ（囲い）を含み、かつ予熱装
置として作用することができる新規で有用な連接車であ
る材料装入装置が提供されることがわかる。また、質量
の異なる材料をはソ同じ速度で炉浴に供給することがで
き、材料供給シュートが材料を炉内の予め決めた場所へ
広げるところのアーク炉にし料を連続的に供給する方法
が提供される。また、前記とほぼ同じ利点をもって傾斜
式アーク炉に直接材料を供給する方法も提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の使用に適した表銅炉の横断面図；第２
図は本発明による別の実施態様を示す部分平面図；第３
図は第２図の本発明による材料装入装置の縦断面図；第
４図は本発明の装置の部分平面図；第５図は第４図の別
の実施態様の縦断面図；第６図は本発明の材料供給装置
の分解、等角図；第７図はｍ列に連結した電気炉、本発
明の連接車装置および装入材料予熱装置の平面図；第８
図は本発明の別の実施態様に従った傾斜式アーク炉の側
面図；第９囚は第８図の傾斜式アーク炉の正面図；第１
０図は第８図のアーク炉の一部分の＠１面図；そして第
１１図は第１０図の直線Ａ−Ａについての第１０図の材
料装入装置の断面図である。 バ侯≠ Ｉ４ダ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持フレームと； 該支持フレーム上に装着された直立ハウジ ングと； 前記支持フレーム上に接着され、炉側壁の 材料供給口内に延在できる構成の吐出しシュートを片側
   に有するピボット取り付けの材料受入れパンと； 前記ハウジングが、その側壁に材料輸送手 段を受け入れる第１の開口と、前記吐出しシュートを受
   け入れる第２の開口を備える構成と； 材料装入装置を溶解炉の材料供給口内およ びそこから離れた位置へ移動さす手段からなることを特
   徴とする、側壁に材料供給口を備えた溶解炉に材料供給
   コンベヤからの材料を供給する装置。 ２、前記装置を移動さす手段が、前記支持フレームの下
   に連結された軌道に取り付けた台車であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３、前記ハウジングがその側壁内に水冷手段を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ４、前記装置と炉との間にさらに気密シールを提供する
   手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の装置。 ５、前記装置と隣接する材料予熱装置との間に気密シー
   ルを提供する手段をさらに含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の装置。 ６、前記支持フレーム上に取り付けて前記パンを振動さ
   す手段をさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の装位。 ７、前記パンをピボット揺動さす手段をさらに含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ８、前記パンが０〜２０°の弧でピボット揺動されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の装置。 ９、前記材料供給口と吐出し口が互に約９０°から１８
   ０°の角度であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の装置。 １０、前記材料供給口と吐出し口が約１８０°に整列し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の
   装置。 １１、前記軌道が前記側壁の材料受入口と実質的に整列
   されることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   装置。 １２、前記直立ハウジングが一般に円筒形であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 １３、前記ハウジング内へ延在して燃焼を制御するバー
   ナをさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 １４、加熱した装入材料をエンクローズ・ハウジングに
   受け入れる工程と； 前記ハウジング内の加熱装入材料を連続的 に振動さす工程と； 前記材料をハウジングから炉内へ水平から ２０〜４０°の角度で吐出さす工程からなることを特徴
   とする、溶解炉にその側壁を通して材料を連続的に供給
   する方法。 １５、前記吐出し角が約３５°であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１４項に記載の方法。 １６、前記材料を炉開口内の弧を通して連続的に吐出す
   る工程をさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １４項に記載の方法。 １７、前記弧が５〜２０度であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１６項に記載の方法。 １８、炉からの排出ガスを前記ハウジングの内部に導入
   することによつて、内部の供給材料を加熱する工程をさ
   らに含むことを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記
   載の方法。 １９、前記ハウジング内の前記排出ガスを少なくとも部
   分的に燃焼させ、使用済ガスを該ハウジングから除去す
   る工程をさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １８項に記載の方法。 ２０、軌道に取り付けた台車と； 該台車上に装着した支持フレームと； 該支持フレーム上に装着した振動手段と； 該振動手段上に装着した細長の振動パンと；該振動パン
   が炉側壁の材料供給口内へ延在 するのに適した吐出し端部を有する端部を有する構成と
   ； 前記振動パンの吐出し端部を前記炉の供給 口内および該供給口から離れた位置へ移動さす手段から
   なることを特徴とする、側壁に材料供給口を有し水平傾
   斜軸の回りに傾斜することができる傾斜式電気溶解炉に
   供給コンベヤからの材料を供給する装置。 ２１、前記炉の傾斜軸が前記材料供給開口を通ることを
   特徴とする特許請求の範囲第２０項に記載の装置。 ２２、前記装置を移動さす手段が前記台車に連結された
   少なくとも１つの流体作動シリンダであることを特徴と
   する特許請求の範囲第２０項に記載の装置。 ２３、前記装置と前記炉との間に気密シールを提供する
   手段をさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第２
   ０項に記載の装置。 ２４、前記振動パンおよび気密シールを提供する手段の
   上に独立に設けたカバーをさらに含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第２３項に記載の装置。 ２５、前記装置と隣接する材料予熱装置間に気密シール
   を提供する手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第２４項に記載の装置。 ２６、前記軌道が前記炉側壁の材料供給口に対して実質
   的に垂直に整列されることを特徴とする特許請求の範囲
   第２１項に記載の装置。 ２７、前記炉内に装着され、水平から２０〜４０度の吐
   出し角を有する吐出しシュートをさらに含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第２０項に記載の装置。