JP2000516699A - アーク炉を有する製錬装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 アーク炉を有する製錬装置において、炉容器のカバーが、カバーギャップ３８によって分離されており、また互いに独立に容器に対して水平方向に可動になっている二つのユニット７、８から形成されている。一方のユニット８が充填材料の予熱ヒータとして機能するシャフト９を有している。上側容器部分とシャフト９とは、収束する形状の壁セクタ４２ａ、５８、５９を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 アーク炉を有する製錬装置発明の属する技術分野 この発明は、請求項１の分類部分に記載されているアーク炉を有する製錬装置 に関する。従来の技術 上述した種類の製錬装置は国際特許公開公報第９０／１００８６号（WO90/100 86）に開示されている。従来の製錬装置においては、容器カバーの外側部分はシ ャフトに置き換えられている。シャフトは保持構造へ固定されており、その上側 領域に、供給材料のための閉じることのできる充填開口部と、ガス流通開口部と を有している。高温の炉ガスはシャフトを介して排出され、シャフトの中に設置 されている充填材料を熱交換により加熱するようになっている。これによって、 かなりのエネルギを節約することが可能となる。 すぐあとに引き続いて充填を行うことなく製錬プロセスを実行できるようにす るためには、タップオフしようとする液体金属の重量に対する充填材料の全体量 が、炉とシャフトから成る全体容積にぴったりと合っていることが好ましい。そ のために、そしてシャフトの高さを制限するという別の必要性に関連して、シャ フトの断面は矩形で、また平面図視において炉容器は一方の側が直線から形成さ れた楕円形の形状を有しているのが好ましい。このため、広く広がった円形の容 器形状と違って、下側の容器形状を含めて、新たな容器形状を採用することが必 要になる。 従来の製錬装置においては、容器カバー全体が、シャフトを搭載している保持 構造といっしょに、あるいは独立に、容器に対して可動になっている。容器カバ ーを保持構造へ解放可能な状態で固定して、シャフトを含めた容器カバーを炉容 器に対して回動可能にするか、あるいは直線的に可動にすると都合がよいことが わかっている。最後に述べた構造においては、目的とする特定の供給材料をシャ フトを介して炉容器の異なる領域へ充填することが可能になる。 従来の製錬装置の場合には、シャフトの下側領域に設けられた保持部材によっ て、シャフトの中のスペースに充填材料が保持され、充填材料を溶融したあとの 精錬のときに高温の排気ガスを供給材料の予加熱に利用することができる。 その種の保持部材が国際特許公開公報第９５／０４９１０号(WO95/04910)に詳 しく開示されている。本願においてはこれを特に参照している。 この発明の目的は、既存の設備においてトライ・アンド・テストされた技術を 利用することである。既存の設備のコンポーネントをできる限り多く使用できる ように、また製錬装置が設置されている建物をあまり変更する必要がないような 形で、既存のアーク炉を最小限のコストで改造するようにしている。この点に関 しては、特別の問題がある。すなわち、電極が容器カバーの中心に配置されてい るような円形あるいは楕円形の炉容器を有する従来のアーク炉の場合には、充填 材料の予熱装置として使用され容器カバーの外側部分として電極の側に配置され るシャフトに必要なスペースが制限され、中でも特に建物の高さが非常に制限さ れるため、加熱しようとする充填材料に対するシャフトに十分な容積を提供する ことが不可能である。炉容器は一つの部分から成っている場合もあるし、スラグ ラインの上方において、下部容器（下側容器部分）と上部容器（上側容器部分） とに分割されている場合もある。炉カバーは一般にアーチ形状を有しており、電 極のための同心状に配置された三つの通路部材を有しているか（三相炉の場合） 、あるいは中心に一つの通路部材を有している（ｄｃ炉の場合）。これらの通路 部材は電極開口部と称される。発明の説明 この発明の目的は、既存のアーク炉の部品をできる限り多く使用するように、 すなわち交換あるいは変更する部品の数ができる限り少なくなるような形で、請 求項１の分類部分に述べられているような種類の製錬装置を構成することである 。 この発明は、電極が中心領域に同心状に配置される円形のあるいは楕円形の下 側容器部分を有するアーク炉の場合に、電極の配置や建物の高さによってスペー スが制限されているという条件のもとで、加熱しようとする充填材料に対して、 できる限り充填後の作業を行うことなく製錬プロセスを実行できるような十分な シャフト容積を設けることを目的としている。 充填材料を保持するためにシャフトの中に設けられている保持部材を、関係す る特定の要因に適合させている。 この発明はまた、この発明による解決策によって、カバーの領域で炉ガスが発 生しないようにすることを目的としている。 この発明の特徴は請求項１もしくは請求項２に記載されている。この発明の有 利な構成は他の請求項に記載されている。 予熱すべき充填材料のための適切な容積を、容器カバーの上で電極の側に配置 されているシャフトの中に提供するためには、選択されたシャフト断面を非常に 大きくすることによって、平面視において、少なくともシャフト上部の、電極開 口部から見ると後ろ側のシャフト壁になるシャフト壁の内側輪郭が、下側容器部 分の上端の内側輪郭の外側に配置されるようにする。その部分のシャフトの断面 形状は矩形形状であるか、あるいは台形形状のラインから成っている。シャフト の下方領域における上側容器部分のセクタに対するこの発明の構造では、すなわ ちその上端からその下端まで収束するような形状を有する壁セクタを有する上側 容器部分の設計構造によれば、下側容器部分の内側輪郭の外側に配置されるシャ フト壁から、下側容器部分、すなわち炉床の上端の内側輪郭への遷移を行ってい る。この構造によれば、充填材料はシャフトの外側領域から下側容器部分の中へ 妨げられることなくガイドされる。矩形形状を有するシャフト形状から、円形あ るいは楕円形の炉容器への遷移は、例えば矩形−楕円形−円形の断面あるいは矩 形−多角形−円形の断面など様々な方法で実現が可能である。収束形状を有する 壁セクタは、上側容器部分の他のセクタと同様に、通常は、水冷式の壁パネルに よって形成されている。この壁パネルは、供給材料がシャフトを介して充填され ると、円形あるいは楕円形の断面を有する下側容器部分（炉床）へその材料を供 給する。 平面視において下側容器部分の上端の内側輪郭の外側に位置するシャフト壁の 内側輪郭から、円形あるいは楕円形の下側容器部分の上端への遷移は、電極開口 部から離れれているシャフト壁が容器の中心（容器の中心線）の方へあるいは上 側容器部分の上端の方へ向けて内側へ傾斜してガイドされることによって、上側 容器部分の上端の上方で、すなわち容器の端部の上方ですでに始まるようにでき る。こうした構造は、収束形状を有する楕円形状の壁部によって、あるいは電極 から離れたシャフト壁に対して、水平方向の断面が直線状であるような形状から 多角形形状（好ましくは台形形状）へ遷移するようにする平坦部材によって、シ ャフト下部に設けることができる。電極から離れたシャフト壁の下端は容器の上 端の内側輪郭にほぼ等しい内側輪郭を有していることが好ましい。その輪郭は、 シャフトがその上に配置されている第２のカバー部分の輪郭にも対応している。 この発明による製錬装置においては、改造するときに、下側容器部分や電極の 引き上げ及び回動機構を含む炉構造の全体を使用し続けることができる。 矩形の断面から円形の容器断面への収束変遷が、例えば上側シャフト開口部の すぐ下側など、シャフト上部ですでに始まっている場合には、電極から見たとき に前側のシャフト壁は後ろ側のシャフト壁と平行に延びていて、シャフトの内側 断面が下方へ向けて小さくならないようになっていなければならない。 従って、シャフト上部において矩形形状を有しているシャフトの後ろ側の直線 的断面形状が、好ましくは台形形状のラインから成る多角形形状へ変換される場 合には、それと平行して、前側のシャフト壁にもそれが必要とされる。言い換え ると、前側のシャフト壁の直線的な形状は、同じような形で容器の中心の方へ向 けて収束する形状で、問題としている多角形形状へ変換されなければならない。 従って、シャフト下部の断面形状は、側壁形状に接続されている二つの平行な多 角形あるいは台形のラインによって形成されている。シャフト下部において、後 ろ側のシャフト壁と、それと隣接する側方のシャフト壁が、円形あるいは楕円形 の容器の上端の方へ向けて収束するような壁セクタによって形成されていると、 改造作業において、既存の円形あるいは楕円形の上側容器部分を使用し続けるこ とさえ可能である。この解決策は、アーチ形状のカバーと、保持部材を備えたシ ャフトを有するアーク炉に関して、特に重要な意義がある。 この発明の別の側面においては、電極開口部を有する第１のカバー部分と、シ ャフトを有する第２のカバー部分が、カバーギャップによって互いに離間されて おり互いに独立に容器に対して水平方向に可動なユニットの形を有している。こ の場合には、古いカバーの各部分を、改造するときになおも使用することができ る。 容器に対して水平方向に回動可能あるいは移動可能な二つの相互に独立なユニ ットに分離することによって生じるカバーギャップは、必要であれば簡単な方法 でシールすることができる。従って、単一のユニットから成るカバーに比べて、 炉ガスが逃げることによって生じる環境汚染の危険性がない。 保持部材の特定の構造及び配置によって、矩形から円形への変遷が考慮されて いる。図面の簡単な説明 この発明を10の図を参照しつつ４つの実施形態によって、より詳しく説明する 。図面において、 図１は、容器カバーを閉じた状態にあるこの発明の製錬装置の側面図であり、 図２は、シャフトを含む第２のカバー部分を取り除いた状態にある図１の装置 を示しており、 図３は図２に示されているシャフトのIII−III線断面での製錬装置の平面図で 、第１のカバー部分は回動して開けられて、シャフトの矩形の断面形状から円形 の下側容器部分へ遷移する途中の楕円形状を示しており、 図４は図３のIV−IV線断面図であって、容器カバーは閉じた状態、すなわち電 極を含めて第１のカバー部分を回動して閉じ、第２のカバー部分を内側へ移動し た状態にあり、。 図５は図４の一部の拡大図であり、 図６は第２の実施の形態の図３に対応した図であって、シャフトの矩形形状か ら円形の炉容器への遷移部が保持部材の下方のシャフト下部で始まる多角形形状 をなしており、 図７は第３の実施の形態の図３に対応した図であって、シャフトの矩形形状か ら円形の炉容器への遷移が保持部材の上方のシャフト上部ですでに始まっており 、 図８はこの実施の形態の図４に対応した図であり、 図９は、図８のIX−IX線断面の主要部を示しており、 図１０は第３の実施の形態の変形に対する図８に対応した図であって、円形の 炉容器は、収束形状の壁セクタを有していない。発明を実施するための手段 第１の実施形態として図１〜図５に示されている製錬装置は、アーク炉１を有 している。アーク炉１は炉クレードル２の上に取り付けられた炉容器３と、炉容 器３の上端を覆っているアーチ形状の容器カバー４とを有している。炉容器３は 、溶融金属を受容するため、レンガでライニングされた炉床を形成する下側容器 部分５と、通常は水冷式の部材から形成されている上側容器部分６とを有してい る。特に図３〜図５からわかるように、容器カバー４は第１のカバー部分７と第 ２のカバー部分８とを有している。第１のカバー部分７は図３においては外側へ 回動された状態が示されている。第２のカバー部分８は、シャフト９、あるいは シャフト９の下部を収容しているフレーム１０の下側端部によって実質的に形成 されている（図１及び図２）。図１においては二つの部分から成る容器カバーは 閉じられており、図２においてはシャフト９を含む第２のカバー部分は伸びてい る。 特に図３〜図５に示されているように、図面において炉容器の中心の右側に示 されている部分は、従来のアーク炉に対応しており、円形の炉容器と電極１２と を有している。電極１２は炉容器の中へ、容器中心１１（容器の中心軸、図３及 び図４を参照のこと）に対して同心位置に移動することができる。円形の容器形 状を有するアーク炉の通常の構造と比べると、図面において電極１２の左側に示 されている部分のみが、下側容器部分の上方において変形されている。 第１のカバー部分７はアーチ形状を有しており、いわゆるカバー中心部あるい はコア部分１３を有している。コア部分１３は三つのアーク電極１２を受容する ための電極開口部１４（図５）を有している。電極１２は三相アーク炉の通常の 三角形配置で容器の中へ挿入される。電極１２は電極キャリヤーアーム１５へ取 り付けられており、電極引き上げ及び回動機構１６によって、上昇／下降と、側 方への回動が可能になっている。第１のカバー部分７はカバー引き上げ及び回動 機構１７によって引き上げることができ、図４及び図５に示されている位置から 引き上げることができる。その位置においては、第１のカバー部分７は容器の端 部の上にあり、図３に示されている位置まで側方へ回動して、例えば上方からバ スケットで充填するために炉容器を開けることができる。最適なカバー引き上げ 及び回動機構は例えば欧州特許公報第０２０３３３９号(EP-0203339)に開示され ている。 図示した実施形態においては、炉容器３だけでなく、カバー引き上げ及び回動 機構１７と電極引き上げ及び回動機構１６も炉クレードル２へ取り付けられてい て、炉容器を電極といっしょに傾斜させることができるようになっている。 転換作業において電極機構を変更する必要がないようにするために、第１の実 施形態における構造は、第１のカバー部分が弦１８によって限定される楕円形１ ９の形状をしており、通常の電極構造を有している。第１のカバー部分が炉容器 へ取り付けられているとき、弦１８は傾斜方向になければならない。すなわち図 ２おいて紙面と直角な方向になければならない。これによって、カバー部分７を 閉じてしかもカバー部分８が位置ずれすることなく炉容器を傾斜させて、タップ オフ作業や、スラグの除去作業を行うことができる。その状況では、シャフト９ は若干上昇させるだけでよい。このため、放射による熱損失が低減し、あるいは 高温の炉ガスの大部分が予熱用シャフトの中へ流れる。シャフト９を上昇させた ときにシャフトの下端もしくは第２のカバー部分８と容器端部（図５における３ ９）との間に生じるギャップは、エプロンか、あるいはシャフトや容器端部へ取 り付けられた他の手段によってシールすることができる。 シャフト９は、かごのようにシャフト９を閉じ込めることのできるフレーム構 造２０の中に固定される。図１及び図２に示されている第２のカバー部分のフレ ーム１０はこのフレーム構造の一部である。シャフト９を搭載している、図面で は概略を示したフレーム構造２０は保持機構２１に取り付けられていて、フレー ム構造２０は引き上げ装置２２によってシャフトといっしょに上昇及び下降する ことができるようになっている。そのために、フレーム構造の横ビーム部材２３ には、保持構造２１に支持された引き上げ装置２２に対する係合箇所２４が設け られている。こうして、横ビーム部材２３と、シャフトを搭載しているフレーム 構造２０とを、図１に示されている下側の位置から図２に示されている上側の位 置まで引き上げることができるようになっている。その状況においては、必要な ガイドはガイドバー２５によって与えられる。 シャフト９を有する保持機構２１は水平方向に移動可能である。そのために、 支持構造２６の上にはレール２７が設けられており、保持機構２１には、保持機 構２１の水平方向の移動を可能にするホイール２８が設けられている。 シャフト９の上部はシャフトカバー２９によって閉じられている。シャフトカ バー２９は図示した実施形態においてはレール３０の上で水平方向に移動できる ようになっており、クレーン３１（図４）によって、充填のために上側のシャフ ト開口部を開けられるようになっている。図１においては後ろ側になる側におい て、カップ状あるいはドーム状の構造を有するシャフトカバー２９はガス流通開 口部３２を有している。ガス流通開口部３２はシャフト９とフレーム１０が図１ の位置にあるときに排気ガス導管３３へ接続される。 図３からわかるように、シャフト９は矩形の断面形状を有している。以下でよ り詳しく説明するように、このアセンブリが供給材料を保持するための保持部材 を有しているときには、シャフトはその下部領域において矩形であることが好ま しい。従って、シャフト９は、少なくともその下部領域において矩形形状を有す るシャフト壁を有している。シャフト壁は容器カバーを閉じたときには第１のカ バー部分７の弦１８に隣接する（図１、図４、図５）前側のシャフト壁３４と、 弦１８から離れている後ろ側のシャフト壁３５と、これらの壁を連結する二つの 側方のシャフト壁３６、３７を有している。この構造においては、前側のシャフ ト壁３４は弦１８とほぼ同じ長さを有している。すなわち、シャフト壁３４は狭 いカバーギャップ３８が形成される状態で弦１８と隣接している。カバーギャッ プは図５では拡大して示されている。 ここで留意すべきことは、図４及び図５に示されているようなドーム状の容器 カバーの場合には、弦は平面図においては単なる直線にすぎないが、実際にはド ーム形状の部分に沿ったラインであり、従って前側のシャフト壁３４の下端も同 じ形状を有しているということである。 容器カバーを閉じたとき、すなわち図１、図４、図５に示されている状態のと きには、容器カバーの外側の輪郭は後ろ側のシャフト壁３５の下端と、隣接する 二つの側方シャフト壁３６、３７の下端と、同じく隣接する第１のカバー部分７ の楕円形部分１９から形成されている。容器の上端３９、すなわち上側容器部分 ６の上端はその輪郭に合わされている。従って、容器の上端３９の輪郭は、この 実施の形態においては、直線あるいは緩やかな弧４０によって形成される楕円形 に対応しており、円形のコーナ４１を有している。 直線４０と楕円形のそれと隣接する部分によって形成された容器の上端のセク タから、下側容器部分の円形断面のセクタへの遷移部は、上側容器部分６の収束 形状の壁セクタ４２によって形成されている（図３）。 図５に示されており、すでに説明したように、第１のカバー部分７は第２のカ バー部分８から、弦１８と平行に伸びるギャップ３８によって離間している。そ の結果、炉容器は炉クレードルによって決まる方向で、容器の中心１１から見て 、タッピング穴４３や作業開口部４４が設けられている方向に、シャフト９の隣 接する前側のシャフト壁に邪魔されることなく、傾斜させることが可能である。 第２のカバー部分８とシャフト９とが支持構造２６に搭載されている保持機構の 中に固定されていることから、すなわち炉クレードルの上に固定されていないこ とから、そのカバー部分も傾斜できないようになっている。しかし、第１のカバ ー部分を炉容器の上に載せ電極を引っ込めた状態で炉容器を若干傾斜できるよう にするには、シャフトの下端を容器の上端３９から若干引き上げるだけで十分で ある。 二つのカバー部分の間のギャップ３８を介して炉ガスが逃げないようにするた めに、この発明では、第１及び第２のカバー部分のそれぞれの相互に隣接する端 部４５、４６の少なくとも一方にカバーギャップ３８をシールするための手段が 設けられている。こうしたシーリング手段について以下で説明する。 このような手段の一つとしては、シーリングガス４７がギャップ３８の中に吹 き込まれる。この目的のために、端部４６に沿って、すなわち前側のシャフト壁 ３４のところにダクト４８が設けられている。ダクト４８は、カバーギャップ３ ８の方を向いたスリット形状のノズルか、あるいは穴の列を有している。図示し た実施形態においては、このダクトは前側のシャフト壁３４へ固定された中空形 状のバー部分４９によって形成されている。ノズル開口部は中空形状のバー部分 の下側に配置されており、参照番号５０によって示されている。 追加的な形で使用することのできる別の手段は第１のカバー部分の上端４５に 設けられた、ストリップ構造５１である。ストリップ構造５１は冷却用チューブ によって形成されている。カバーを閉じたときに、ストリップ構造５１は隙間を 形成した状態で溝５２の中に係合する。この場合には、溝５２は中空形状のバー 部分４９の下側と、中空形状のバー部分４９の上に配置された斜めのシール用ス トリップ部材５３とによって形成されている。 シャフト９には充填材料のための保持部材５４（フィンガ）が設けられている ことが好ましい。国際特許公開公報第９５／０４９１０号(WO95/04910)に開示さ れている保持部材がその目的に特に適している。 しかしながら、容器の上端３９、４０、４１のそれぞれの輪郭や、収束する形 状を有する壁セクタ４２の形状に応じて、これらの保持部材５４を特別な構造や 形状にすることが必要となる。 シャフトの矩形の断面から、下側容器部分の円形の形まで、楕円形によって変 遷する第１の実施形態においては、上側容器部分の収束する形状の壁セクタ４２ について、フィンガを解放位置へ回動したときの充填材料のガイドに関連してい くつかの別の要求が存在する。外側のフィンガの回転角度は制限されている。 上側容器部分６の壁セクタ４２の形状に合わせるために、この機構は回動可能 なフィンガ５４のほかに、ディフレクタとして機能する固定フィンガ５５も有し ている。 回動式フィンガ５４は互いに平行に離間した状態で配置されており（図３を参 照のこと）、後ろ側のシャフト壁３５においてフレーム構造２０の中に配置され ている回転取付具５６に取り付けられている。回動式フィンガ５４は図５におい て実線で示されている閉じた状態から、図５において破線で示されている解放位 置まで下方へ回動可能である。閉じた状態においては、回動式フィンガの内側部 分はシャフトの内部スペースの中へ突き出して、充填材料がそこを通過しないよ うにする。解放位置においては、回動式フィンガの内側部分は下方を向いており 、充填材料はシャフトの中を通過できるようになる。回動式フィンガ５４はまた 、閉じた状態において、水平方向から約20度下方へ傾斜している。 固定フィンガの形態の別のフィンガ５５が側方のシャフト壁３６、３７に隣接 するフレーム構造に弾力的に取り付けられており、シャフト壁３６、３７を貫い てシャフトの内部へ突き出している。これらのフィンガも互いに離間した状態で 配置されている。外側の二つの回動式フィンガ５４が閉じた位置（図５における 実線）にあるときには、固定フィンガの端部５７は回動式フィンガに隣接してい る。これによって、充填材料の保持部材がシャフトの下部領域に形成される。保 持部材はシャフトの断面全体にわたって延びており、高温の炉ガスをシャフトの 中に保持されている充填材料のコラム中へ通して、充填材料のコラムを加熱でき るようになっている。回動式フィンガ５４を、図５において実線で示されている 閉じた位置から、破線で示されている開いた位置までいっしょに下方へ回動する と、下方へ落下する材料は回動式フィンガ５４と固定フィンガ５５の両方によっ て中心の方へ、すなわち円形の下側容器部分の中へガイドされる。その結果、上 側容器部分の壁セクタ４２に過度の大きな負荷が掛からないように保護される。 図６に示されている第２の実施の形態においては、シャフト９の矩形の断面か ら下側容器部分５の円形の断面への遷移部は、多角形の断面によって形成されて いる。この実施の形態では多角形断面は台形形状のラインである。さらに、保持 部材５４の下側のシャフト下部においてシャフト壁３５、３６や３５、３７の間 のコーナが容器の中心に向けて収束するような形状を有しているので、この遷移 部は、上側容器部分の上端３９の上方ですでに始まっている。収束形状のシャフ ト壁セクタは参照番号５８、５９で示されている。これらの壁セクタは平坦な面 であり、矩形の断面を、シャフト壁３５、３６、３７の断面形状へ変換している 。この断面形状は台形形状のラインであり、これは直線部分４０ａ、４１ａによ って、容器の上端３９の形状に反映されている。シャフト９の下側の領域におけ る台形形状ラインから成る、上側容器部分の上端３９の輪郭から、下側容器部分 の円形の断面へのさらなる遷移部が収束形状の壁セクタ４２ａによって実現され ている。 図６に示されている台形形状においては、ディフレクタとして機能する第１の 実施形態における固定フィンガを省略することが可能である。しかし、シャフト 壁セクタ５８、５９の上方に配置されているフィンガ５４は、中央のフィンガに 関する限りにおいて、下方へ回動することができない。図６においては、フィン ガ５４の解放位置は実線で示されており、閉じた位置は破線で示されている。こ こで問題としている実施形態においては、シャフト壁３６、３７のそれぞれに隣 接しており図面では最大限に開いた状態が示されている三つのフィンガは、中央 のフィンガに関するかぎりにおいて下方へ回動することができない。これは、こ れらのフィンガは個別に回動駆動される一方で、中央のフィンガはいっしょに回 動できることを意味している。 第２の実施形態においては、矩形の断面から円形の断面への遷移部は、保持部 材の下側のシャフト下部においてすでに始まっている。一方、電極開口部に隣接 するシャフト壁３４は第１の実施の形態から変更されていない。それにもかかわ らず、シャフト下部における通路の断面は、容器カバーがアーチ状の構造を有し シャフト壁３４の下端がアーチ状の輪郭を有していれば、少なくとも大きく低下 することはない。 図７〜図９に示されている実施の形態においては、矩形の断面から円形の断面 への遷移は、図８に示されているように、上側のシャフト開口部のすぐ下側のシ ャフト上部においてすでに起きている。一方、この場合にも第２の実施形態にお けると同様に、電極から見ると後ろ側の壁となるシャフト壁３５は台形形状のラ インから成る輪郭へ変換されている。シャフトの断面が下方へ向けて減少しない ようにするために（中を空にする作業を妨げないためにはむしろ寸法を大きくす る必要がある）、第３の実施形態でも、電極開口部から見ると前側の壁であるシ ャフト壁３４が、容器の中心へ向けて収束するように、そしてさらに詳しくは後 ろ側のシャフト壁３５と平行になるような構造になっている。後ろ側のシャフト 壁の収束部分は参照番号６０、６１によって示されており、前側のシャフト壁の 収束部分は参照番号は６２、６３で示されている。 この実施の形態においても遷移はフィンガ５４の上方ですでに始まっているこ とから、フィンガは平面内に配置されており、その平面内において後ろ側のシャ フト壁３５と前側のシャフト壁３４の両方の輪郭は台形形状のラインから成って いる。その断面と整合させるために、後ろ側のシャフト壁３５に隣接しており内 部に回動式フィンガ５４の回転式取付部材５６が配置されているフレーム構造２ ０の水平方向のフレーム部材も、後ろ側のシャフト壁３５の台形のラインの輪郭 と平行に配置されている。第２の実施の形態と比べると違うのは、すべてのフィ ンガが第１の実施の形態のように、同じように開くことができることである。フ ィンガ５４の解放位置は図７及び図９においては実線で、閉じた位置は破線でそ れぞれ示されている。 通路断面における詰まりを避けるために、前側のシャフト壁も下方へ向けた収 束形状を有している。その結果、平面視においてはシャフト壁３４の下端の輪郭 は台形形状のラインから成っている。また、第１のカバー部分７の隣接する端部 （弦１８）も同じ輪郭を有している。このため、二つのカバー部分７、８が図９ に示されているように内側へ回動して引っ込んだ位置に位置している場合に、こ れら二つのカバー部分の間のギャップは先の実施形態と同じくらい、その長さ全 体にわたって狭くなっている。 図１０は第３の実施形態の変形を示している。この場合のように変換しても、 既存の円形の、あるいは楕円形の上側容器部分を使用し続けることが可能である 。図１０に示されている実施形態においては、後ろ側のシャフト壁３５はフィン ガ５４の下方で、円形あるいは楕円形の炉容器の上側容器部分６の上端が有する 円形の断面形状へ収束している。他の点では図１０の実施形態は第３の実施形態 に対応している。望ましい構造はシャフトの内部断面が下部領域において小さく ならないようなアーチ形状であり、回動式フィンガ５４が下方へ回動すると該フ ィンガ５４が充填材料を容器の中心の方へ向けてガイドし、容器の上端が供給材 料を下へ落下させないようなものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月１２日（１９９８．１０．１２） 【補正内容】 保持構造へ解放可能な状態で固定して、シャフトを含めた容器カバーを炉容器に 対して回動可能にするか、あるいは直線的に可動にすると都合がよいことがわか っている。最後に述べた構造においては、目的とする特定の供給材料をシャフト を介して炉容器の異なる領域へ充填することが可能になる。 従来の製錬装置の場合には、シャフトの下側領域に設けられた保持部材によっ て、シャフトの中のスペースに充填材料が保持され、充填材料を溶融したあとの 精錬のときに高温の排気ガスを供給材料の予加熱に利用することができる。 その種の保持部材が国際特許公開公報第９５／０４９１０号(WO95/04910)に詳 しく開示されている。本願においてはこれを特に参照している。 ドイツ連邦共和国公開特許公報第４３３２９１３号(DE-A-43 32 913)は円形の 炉容器を閉じるための容器カバーが第１及び第２のカバー部分を有しているアー ク炉を備えた精錬装置を開示している。これらの２つのカバー部分の各々には供 給材料を炉容器に充填するための供給開口部が設けられている。炉容器内に充填 される供給材料を予熱するため、これらの供給開口部の上方にはシャフトの形態 の貯蔵コンテナがそれぞれ設けられている。これらはアーク炉の上方でホールプ ラットフォーム(hall platform)に固定されており、供給材料を充填した高重量 のコンテナが炉容器と独立してプラットフォームにより直接支持できるようにな っている。 上記公報の実施形態において、炉カバーは電極支持アームの方向で分割されて おり、独立したウィング内において上側の容器部分から離れる方向に回動可能で ある。これによって、特定の場合や、炉の検査の場合にも上側容器部分を開くこ とができるようになっている。炉のプラットフォームに懸架された貯蔵コンテナ をも回動できるようにはなっていない。回動により離れることができるカバー半 割部間には単一の電極開口部だけが存在する。電極を支持する電極支持アームは 、該電極支持アームを囲みかつ炉プラットフォームに懸架された貯蔵コンテナに よって、側方へ離れて回動することはできなくなっている。従って、このために スクラップバスケットによる炉容器内への供給材料の直接充填は行えない。 この発明の目的は、既存の設備においてトライ・アンド・テストされた技術を 利用することである。既存の設備のコンポーネントをできる限り多く使用できる ように、また製錬装置が設置されている建物をあまり変更する必要がないような 形で、既存のアーク炉を最小限のコストで改造するようにしている。この点に関 しては、特別の問題がある。すなわち、電極が容器カバーの中心に配置されてい るような円形あるいは楕円形の炉容器を有する従来のアーク炉の場合には、 請求の範囲 １．アーク炉１を有し、 アーク炉１は下側容器部分５と上側容器部分６とを有する炉容器３と、容器カ バー４とを有しており、 容器カバー４が第１及び第２のカバー部分７、８を有しており、 第１のカバー部分７が少なくとも一つの電極開口部１４を有し、 第２のカバー部分８が保持構造２１の中に固定されたシャフト９を有し、該シ ャフト９の上部領域には閉じることのできる充填用開口部と、炉容器の中に充填 される供給材料を予熱するためのガス流通開口部３２とが設けられており、 保持構造２１と容器３とが互いに水平方向に移動可能な製錬装置であって、 シャフトの上下方向の突出部内におけるシャフト断面の内側輪郭の一部が下側 容器部分の上端の内側輪郭の外側にあり、シャフト９及び／もしくは電極開口部 １４から見たときに後ろ側になるシャフト壁３５の下側の領域において、上側容 器部分６が容器の中心１１の方に向けて収束する壁セクタ４２、４２ａ、５８、 ５９、６０、６１を有している 精錬装置。 ２．第１及び第２のカバー部分７、８が、カバーギャップ３８によって互いに 離間されており互いに独立して容器３に対して水平方向に移動可能なユニット構 造となっている請求項１ の精錬装置。 ３．前記第１のカバー部分７が、カバー引き上げ及び回動機構１７によって、 上昇／下降と、側方への回動が可能になっている請求項１もしくは請求項２記載 の製錬装置。 ４．電極引き上げ及び回動機構１６が、前記カバー引き上げ及び回動機構１７ といっしょに回動できるようになっている請求項３記載の製錬装置。 ５．前記第２のカバー部分８が、保持構造２１内のシャフト９といっしょに上 昇／下降が可能であり、保持構造２１が水平方向に移動可能である請求項１〜請 求項４のいずれか１項記載の製錬装置。 ６．前記保持構造２１がカバーギャップ３８に対して垂直方向に移動可能であ る請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の製錬装置。 ７．前記カバーギャップ３８をシールするための手段が、第１及び第２のカバ ー部分７、８の二つの互いに隣接する端部４５、４６の少なくとも一方に設けら れている請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の製錬装置。 ８．・・・請求項７記載の精錬装置。 ２０．前記保持部材５４、５５がフィンガ５４を有し、これらのフィンガ５４ が隙間隔てて互いに平行に配置されており、また回転式取付部材５６に取り付け られていて、閉じた位置から解放位置まで下方へ回動可能であり、前記閉じた位 置においてはフィンガ５４の内側の部分がシャフトの内部の中へ突き出して、そ の中を充填材料が通過しないように遮断し、前記解放位置においてはフィンガ５ ４の前記部分が下方へ向いて充填材料がシャフト９の中を通過するように解放す る請求項１９記載の製錬装置。 ２１．前記回動可能なフィンガのための前記回転式取付部材５６が後ろ側のシ ャフト壁３５においてフレーム構造２０の中に配置されており、固定フィンガ５ ５がシャフト９の内部へ、それと隣接するシャフトの側壁３６、３７から突き出 しており、回動式フィンガ５４を閉じたときに固定フィンガ５５の端部が外側の 二つの回動式フィンガ５４と隣接する、請求項６の従属としての請求項２０記載 の製錬装置。 ２２．前記回動式フィンガ５４の内側部分が、閉じた位置において下方へ斜め に傾斜しており、前記回動式フィンガ５４の方を向いた固定フィンガの内側の端 部５７が、閉じた位置における外側の二つの回動式フィンガ５４とほぼ同じ傾斜 を有している請求項２１記載の製錬装置。 ２３．シャフトの側壁に隣接する前記外側のフィンガ５４の回動を独立して制 御することにより、これらのフィンガは、これらの間に位置しかつともに回動可 能な中心のフィンガほどには下方に回動できなくなっている請求項２０記載の精 錬装置。 ２４．電極開口部１４から見て後ろ側のシャフト壁３５と、これに隣接するシ ャフト側壁３６，３７とは台形のラインに従った多角形形状によって下方に収束 しており、回動フィンガ５４のための回動取付部材５６を有するフレーム構造２ ０の、後ろ側のシャフト壁３５に隣接する、水平ビーム部材は前記後ろ側のシャ フト壁３５の台形ラインと平行に延びている請求項２０記載の精錬装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＵ，ＢＧ ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ， ＫＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｒ Ｏ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アーク炉１を有し、 アーク炉１は下側容器部分５と上側容器部分６とを有する炉容器３と、容器カ バー４とを有しており、 容器カバー４が第１及び第２のカバー部分７、８を有しており、 第１のカバー部分７が少なくとも一つの電極開口部１４を有し、 第２のカバー部分８が保持構造２１の中に固定されたシャフト９を有し、該シ ャフト９の上部領域には閉じることのできる充填用開口部と、炉容器の中に充填 される供給材料を予熱するためのガス流通開口部３２とが設けられており、 保持構造２１と容器３とが互いに水平方向に移動可能な製錬装置であって、 第１及び第２のカバー部分７、８が、カバーギャップ３８によって互いに離間 されており互いに独立して容器３に対して水平方向に移動可能なユニット構造と なっていることを特徴とする精錬装置。 ２．アーク炉１を有し、 アーク炉１は下側容器部分５と上側容器部分６とを有する炉容器３と、容器カ バー４とを有しており、 容器カバー４が第１及び第２のカバー部分７、８を有しており、 第１のカバー部分７が少なくとも一つの電極開口部１４を有し、 第２のカバー部分８が保持構造２１の中に固定されたシャフト９を有し、該シ ャフト９の上部領域には閉じることのできる充填用開口部と、炉容器の中に充填 される供給材料を予熱するためのガス流通開口部３２とが設けられており、 保持構造２１と容器３とが互いに水平方向に移動可能な製錬装置であって、 シャフト９及び／もしくは電極開口部１４から見たときに後ろ側になるシャフ ト壁３５の下側の領域において、上側容器部分６が容器の中心１１の方に向けて 収束する壁セクタ４２、４２ａ、５８、５９、６０、６１を有している精錬装置 。 ３．前記第１のカバー部分７が、カバー引き上げ及び回動機構１７によって、 上昇／下降と、側方への回動が可能になっている請求項１もしくは請求項２記載 の製錬装置。 ４．電極引き上げ及び回動機構１６が、前記カバー引き上げ及び回動機構１７ といっしょに回動できるようになっている請求項３記載の製錬装置。 ５．前記第２のカバー部分８が、保持構造２１内のシャフト９といっしょに上 昇／下降が可能であり、保持構造２１が水平方向に移動可能である請求項１〜請 求項４のいずれか１項記載の製錬装置。 ６．前記保持構造２１がカバーギャップ３８に対して垂直方向に移動可能であ る請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の製錬装置。 ７．前記カバーギャップ３８をシールするための手段が、第１及び第２のカバ ー部分７、８の二つの互いに隣接する端部４５、４６の少なくとも一方に設けら れている請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の製錬装置。 ８．前記第１及び第２のカバー部分７、８の二つの互いに隣接する端部４５、 ４６の少なくとも一方の端部４６には該端部に沿って延びる溝５２が設けられて おり、前記端部４５、４６の他方の端部４５には該端部に沿って延びるストリッ プ部分５１が設けられており、カバーを閉じたときにストリップ部分５１が溝５ ２と隙間をあけた状態で係合する請求項７記載の製錬装置。 ９．前記第１及び第２のカバー部分７、８の二つの互いに隣接する端部４５、 ４６の少なくとも一方の端部４６には該端部に沿って延びるダクト４８が設けら れており、該ダクト４８にはカバーギャップ３８の方を向いた少なくとも一つの ノズル開口部５０が設けられており、このノズル開口部５０を通じてシーリング ガスをカバーギャップ３８の中へ吹き込めるようになっている請求項７もしくは 請求項８記載の製錬装置。 １０．前記端部に沿って延びるスリット形状のノズル開口部５０が設けられて いる請求項９記載の製錬装置。 １１．前記ノズル開口部として、端部４６に沿う一列の穴が設けられている請 求項９記載の製錬装置。 １２．前記電極開口部１４から見て後ろ側のシャフト壁であるシャフト壁３５ が、下側容器部分５の上端の方へ向けて収束する壁セクタ５８、５９、６０、６ １を有している請求項２〜請求項１１のいずれか１項記載の製錬装置。 １３．前記第１のカバー部分７が、平面視において、弦１８、１８ａによって 限定された楕円の形状を有しており、電極開口部１４から見たときに前側のシャ フト壁であるシャフト壁３４の下端の輪郭が、弦１８、１８ａの輪郭に適合して いる請求項１〜請求項１２のいずれか１項記載の製錬装置。 １４．前記電極開口部及び隣接する側壁３６、３７から見たときに後ろ側のシ ャフト壁であるシャフト壁３５の下端の形状が、第２のカバー部分８の領域にお いて、容器の上端３９の形状に対応している請求項１〜請求項１３のいずれか１ 項記載の製錬装置。 １５．前記シャフト９の上部における断面形状が矩形であり、電極開口部１４ とそれと隣接する側壁３６、３７から見たときに後ろ側のシャフト壁であるシャ フト壁３５の形状が、楕円を経て、下側容器部分１５の上端あるいは上側容器部 分６の円形へとの下方へ収束している請求項１〜請求項１４のいずれか１項記載 の製錬装置。 １６．前記シャフト９の上部における断面形状が矩形であり、電極開口部１４ 及びそれと隣接する側壁３６、３７から見たときに後ろ側のシャフト壁であるシ ャフト壁３５の形状が、多角形を経て、下側容器部分５の上端あるいは上側容器 部分６の円形へと下方に収束している請求項１〜請求項１４のいずれか１項記載 の製錬装置。 １７．前記多角形の形状が台形形状のラインから成っている請求項１６記載の 製錬装置。 １８．前記電極開口部１４から見たときに前側のシャフト壁であるシャフト壁 ３４が、後ろ側のシャフト壁３５に対して平行な形で収束している請求項１〜請 求項１７のいずれか１項記載の製錬装置。 １９．前記シャフト９がその下部領域に、加熱すべき供給材料のための保持部 材５４、５５を有し、この保持部材が、ガスは通すことができるが充填材料は遮 断するような閉じた位置から、保持部材がシャフト９の中で供給材料を通過させ る解放位置まで移動可能である請求項１〜請求項１８のいずれか１項記載の製錬 装置。 ２０．前記保持部材５４、５５がフィンガ５４を有し、これらのフィンガ５４ が隙間隔てて互いに平行に配置されており、また回転式取付部材５６に取り付け られていて、閉じた位置から解放位置まで下方へ回動可能であり、前記閉じた位 置においてはフィンガ５４の内側の部分がシャフトの内部の中へ突き出して、そ の中を充填材料が通過しないように遮断し、前記解放位置においてはフィンガ５ ４の前記部分が下方へ向いて充填材料がシャフト９の中を通過するように解放す る請求項１９記載の製錬装置。 ２１．前記回動可能なフィンガのための前記回転式取付部材５６が後ろ側のシ ャフト壁３５においてフレーム構造２０の中に配置されており、固定フィンガ５ ５がシャフト９の内部へ、それと隣接するシャフトの側壁３６、３７から突き出 しており、回動式フィンガ５４を閉じたときに固定フィンガ５５の端部が外側の 二つの回動式フィンガ５４と隣接する請求項２０記載の製錬装置。 ２２．前記回動式フィンガ５４の内側部分が、閉じた位置において下方へ斜め に傾斜しており、前記回動式フィンガ５４の方を向いた固定フィンガの内側の端 部５７が、閉じた位置における外側の二つの回動式フィンガ５４とほぼ同じ傾斜 を有している請求項２１記載の製錬装置。