JPH0247214A - スラグと鋼とを分離する装置 - 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、連続金属溶解プロセスでスラグと鋼とを分離
する装置に関する。

［従来の技術］ 連続金属溶解プロセス、例えばＫＶＡ−容器の軸の中に
上から、鉄含有キャリヤ、例えばスクラップ、予備還元
したペレットすなわちスポンジ鉄、を連続的に加え、か
つ、スラグとともに溶解金属を連続的に湯出しすること
により、運転されるＫＶＡ−プロセスで、排出された金
属とスラグの混合物を分離し、かつ液相線温度のほんの
少し上に加熱された鋼を、さらに高い温度に加熱する問
題が存在する。

この問題は、ＫＶＡ−プロセスのみに制約されず、金属
とスラグの混合物が普通に湯出しされる他の連続作動プ
ロセスにも関連して存在する。

多くの場合に、排出した金属とスラグの流れは、とりべ
の中に集められ、とりべを満たしながら、あるいはとり
べが完全に満たされた後で、とりべからスラグを除去す
る。受入れ容器を連続的に満たすため、この容器は、ス
ラグ層の増大する厚さとともに高いレベルに上昇する激
しいスラグの作用に容器の全高がさらされ、そのために
、高品質の耐熱性ライニングを、受入れ容器の運転上許
容できる寿命を確保するため使わなければならない。

金属の二次的冶金処理の前に、スラグを注意深く取り除
（ことが必要であり、この除去は、時間のロス、温度ロ
ス、スラグを取り除く際に生じるロスのような、不利益
を伴なう。

充填操作の間、スラグ除去の間、次の処理までの待ち時
間の間に、受入れ容器の中に凝固したシェルの形成を防
ぐため、受入れ容器は高い温度に予熱されなければなら
ない。

流れ出る、はんのわずか過熱されている鋼は、スラグの
ＦｅＯ成分との発熱反応を増加する金属を追加して加熱
されなければならない。この加熱したスラグにより鋼を
加熱する方法は、ＦｅＳ　ｉ又はＭを追加して行なわれ
るのが好ましく、大変高価であるが、それにもかかわら
ずスラグ中のＦｅＯを部分的に減少することにより、収
率を改善できることに気付く。

［本発明の概要コ そこで、本発明は、最初に述べた型式の装置であって、
連続金属溶解プロセス、特にＫＶＡ−プロセスで、より
経済的に、より簡単に、溶解物を集湯できる装置を提供
することを特徴とする特に、本発明は、高温で溶解過程
を操作する必要なしに、かつ金属溶液の過熱のために、
スラグを過度に過熱することなく、金属湯を過熱する可
能性を供給することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明による装置は、本質
的に、分離器が、溶解容器から分離し、受入れとりべと
溶解容器の湯出し口との間に配置され、溶解容器の湯出
し口に連結された入口部を有し、特に湯出し口の下に配
置されており、入口部は、分離器の中に沈められた壁特
にフルークによって、溶解湯用の集湯室から分離され、
スラグドレンを有しており、壁すなわちフルークの最下
端エツジは、入口部のスラグドレンよりも低レベルで入
口部の中に設置され、集湯室は、湯出し口すなわち溶解
湯用のドレンを有しており、集湯室の少なくとも一部に
は加熱装置が設けられている、ことからなる。溶解容器
と受入れとりべから分離された分離器を備えることから
、バッファ空間を備えることができ、そのバッファ空間
の中に、とりべ交換のときに金属湯とスラグを集湯する
ことができる。また、分離器自体は、入口部と集湯室を
有し、この集湯室は分離器の中に沈められた壁、特にフ
ルークにより入口部から分離されていることから、スラ
グの過度の加熱を避けて、金属湯を過熱する可能性が提
供される。この目的のため、本発明による配置は、集湯
室の少なくとも一部には加熱装置が設け・られており、
分離器の中に沈められた壁、特にフルークは、入口部の
スラグドレンより低いレベルにフルークの最下端エツジ
を設置される事実のためにスラグは湯から確実に分離さ
れることに気付く。かくして集湯室の加熱装置により、
金属湯のみは加熱されるがスラグは加熱されず、それに
よって所望の過熱効果をエネルギの最小消費で調整でき
る。分離器の中に沈められた壁は、特に簡単な方法で、
フルークとして設計され、分離器の中で、入口部と集湯
室が互に分離された容易に可能な配置であり、移送通路
により単に互に連結されていることに気付く。この例で
、入口部は耐熱性ライニングを有する分離室として設計
され、分離室の中に沈められた壁は、この分離室の壁で
形成され、この壁は底の近（で開いており、シュート、
特にコンベアを備えたシュートが、底近くに位置した前
記開口部に連結され、前記シュートは、入口部を溶解湯
用の集湯室に連結しているように有利な配置を選択でき
る。かくして移送通路をシュートとして設計することが
でき、あるいは移送通路は、構造的高さを減らす目的の
ためコンベアを備えることもでき、それによって、コン
ベアシュートを上向き方向に傾けることができる。

集湯室から湯を湯出しすなわち排液の前に、溶解湯を均
一に加熱する目的のため、溶解湯用の集湯室は底掃気装
置用の連結部を有するように、有利な配置が選択され底
掃気装置用連結部は、集湯室の誘導加熱装置の領域に備
えられるのが好ましいことに気付く。

スラグの領域内の所要のスラグ軟度のため要望の温度に
より良く調整する可能性を提供し、また激しいスラグの
範囲の耐熱性ライニングの消耗を可能な限り低く保つ目
的のため入口部は、壁すなわちフルークの浸入深さに実
質的に相当する高さより上に配置された耐熱性ライニン
グ用冷却装置を有するように特に有利な方法で配置が選
択される。溶解湯用のその後の集湯室の中で過熱を行な
うことができ、そして集湯室の少なくとも部分には本発
明で要望されるように加熱装置を設けているならばそれ
はまさに特別に有利な配置と合う。

この例で、入口部は投入重量のおよそ１０から５０パー
セントを収容でき、一方、集湯室の加熱範囲は投入重量
のおよそ１０から５０パーセントを収容できるように寸
法が決められる。この方法で、加熱されるのは常に連続
溶解プロセスから排出された湯の一部のみであり、同時
に連続溶解プロセスを中断することなくとりべの交換が
できる充分なバッファー空間が設けられることに気付く
。

とりべ交換の目的のため、とりべ交換時に集湯容器に入
る溶解湯の一部を確実に受は入れることができるように
、集湯容器を大きい寸法にすることができる。変形例と
して、とりべの交換のため必要とされるバッファ空間を
備えるため、集湯室と入口部をとりべの交換の前にほぼ
空にすることができる。

上向きに延びる通路が溶解湯を集湯室に供給するように
配置されるときに、特に簡単に、搬送装置を電磁クライ
ミングシュートとして設計することができる。そのよう
な装置により、短時間にコンベア能力を変えることが可
能であり、例えば、とりべ交換のときにバッファ空間を
得る目的のため、および、入口部内に必要なバッファ容
積を備える目的のため、とりべの交換の前に、直ちに電
磁クライミングシュートのコンベア能力を短時間に増大
することが可能である。

入口部または集湯室の排出範囲での部分的な凝固を防止
する目的で、バーナーが入口部内のスラグ湯の上および
又は集湯室内の湯のドレン近くに配置されるように配置
を有利に選択することができる。

更にまた、とりべの交換のため、溶解湯用ドレンを閉鎖
できるように設計することができることが有利でありこ
の目的のため通常の装置例えばスライドシャッターが配
置されても良い。

金属湯とスラグの間の比較的小さい境界表面での過度な
沸騰反応を抑える目的のため、アルミニウム線用巻ほぐ
し装置が、入口部の中に開いているように、有利に配置
され、それによって入口部の湯は沸騰反応を抑えられあ
るいは鎮められる。

本発明は、添付図に示す実施例を参照して、詳細に説明
される。

［実施例］ 第１図による実施例では、参照番号１で示す鋼とスラグ
の混合物が、受入れ部すなわち入口部２に入る。分離器
のこの入口部２の中で、金属とスラグの混合物は密度の
差で分離され、スラグはオーバーフロー物質としてスラ
グパケット３に連続的に流入する。第１図には、更に受
入れとりべ４が示されており、このとりべ４に鋼湯が連
続的に流入する。第１図による実施例の分離器は、入口
部２のほかに、フルークロで入口部２から分離された過
熱部５を備えている。フルークロ、すなわち入口部２と
過熱部５との間で分離器の中に配置された壁は、スラグ
が過熱部５に入らないようにする。スラグは、連続スラ
グ出し装置７を経て、スラグパケット３に排出される。

プラグ８で閉鎖される湯出し部が、過熱部５の次にくる
。スラグと金属との間にほんのわずかな境界面が存在す
るような、比較的小さい受入れ部２の中でのスラグと金
属との間の沸騰反応を防ぐ目的で、沸騰反応を連続的に
或は必要に応じて抑えるためのアルミニュウム線を予め
選択できる速度で供給するアルミニュウム線巻ほぐし装
置９が設けらる。

過熱部すなわち集湯室５の中には、均一な熱分布にとっ
て重要である強い湯の流れを確実に作る目的で、底掃気
装置１０が設けられている。バーナ１１が、閉鎖プラグ
８の領域に、相当する温度を維持するため適当な場所に
設けられる。

第１図に、別の装置が参照番号１２で示されている。こ
の別の装置の中で、連続溶解が行なわれ、金属とスラグ
の流れ１がこの別の装置から連続的に排出される。入口
部２と過熱部５からなる分離器は、カバー１３でカバー
されている。

分離器の入口部２のライニングの過度な消耗を防止する
目的で、かつ金属湯からスラグの異議のない分離を得る
目的で、フルークロを含むスラグ領域の耐熱物質用に、
参照番号１４で示す冷却装置が設けられている。分離器
全体を、第１図に参照番号１５で示す。

更に、第１図から推測されるように、受入れとりべ４は
カバー１６およびバーナ１７（図式的に示す）を有する
。過熱部５は、１８で図式的に示された誘導炉で加熱さ
れる。この誘導炉の出力容量は、最大処理量の材料を８
０℃から１００℃温度上昇できるように設計される。

更に処理すべく所要量の材料を受入れたため受入れとり
べ４を交換するとき、連続湯出しをプラグまたはスライ
ドシャッタ８でしばらく中断する。

この例で、スラグのオーバフローのレベルに達するまで
に、連続的に流入する金属とスラグの混合物の容積の貯
えがまだ存在するので、連続溶解プロセスを中断する必
要がないように分離器１５は設計される。この容積の貯
えは例えば、湯出し装置を再び開けることが必要になる
までに６０トンの貯えが存在するように設計される。更
にまた、湯出し操作を開始するとき、ある量の鋼すなわ
ち湯出しした重量の約１０パーセントがすぐさま受入と
りべに流入し、そのとき、シェル形成の危険が相当に減
少されるため、鋼の連続湯出しが有利に行なわれる。連
続湯出しの間、すなわち低い高さの金属湯が湯出し部に
存在する間、湯面は、シェル形成を防止する目的で天然
ガス／酸素バーナー１１により追加的に加熱される。

分離器１５全体は、輻射による熱損失を低く保つ目的で
レンガで内張すしたカバーで閉じられる。

入口部の冷却したスラグ領域を除き、分離器１５は常設
ライニングのあとに設けた断熱の良いラミネートにより
熱損失を防ぐため断熱される。誘導部を含む分離器部品
のライニングを修理または更新のため、分離器１５全体
は、持上げて降せるように、また湯出しし、傾けられる
ように配置される。もし、溶解プロセスが、長期間中断
されると、分離器１５は傾けて空にされ、加熱スタンド
に移送される。操作を再開する前に、スクラップを誘導
炉すなわち外側位置の薬湯室に充填し、スクラップを溶
かす。それによって、誘導炉は分離器の内部まで液状の
鋼で満たされる。スクラップ充填ために旋回自在カバー
１３を開位置に旋回する。

フルークロの下の開口部は、耐熱性材料の板で閉じられ
、前記板は短時間の後こじあけられ、それによって入口
部から過熱部に金属／スラグの最初の部分が排出される
。

この方法で、スラグが誘導炉により形成された部分に入
らないようにする。すなわち、短時間の後に、フルーク
ロの低いエツジが得られれば、スラグはもはや入口部２
から分離器の他の部分へ流れない。操作を開始するとき
に、分離器１５の過熱部３に流入したスラグは、還元剤
により不活性化され、スティファーを作る。

スラグの分離用でかつ連続溶解プロセスからの過熱金属
用の第２の実施例を第２図で示す。この図で、第１図の
参照番号は、同じ構造部品に使われていることが気付く
。

第２図による実施例で、入口部２は別の室として設計さ
れ、薬湯室５から分離される。この薬湯室５は、再び誘
導炉１８により加熱される。フルークロの位置に、金属
湯からスラグを分離するための別の入口室２の側壁が設
けられる。入口部２を薬湯室すなわち過熱部５と連結す
るため、電磁クライミングシュート１９が設けられる。

過熱部からの金属湯用ドレン通路を、参照番号２０で示
す。

入口部２はカバーのついた容器であり、耐熱性材料で被
覆されている。この被覆材は、被覆材に対するスラグの
ＦｅＯのアタックを低（保つため、スラグ領域の範囲内
で冷却される。浮揚スラグは、スラグパケット３に連続
的に流入し、それによって単位時間当りに製造される鋼
の量を一定に維持し、綱を薬湯室に、例えばクライミン
グシュート１９を介して、移送する。線巻きほぐし装置
９により、入口部の望ましくない沸騰反応を抑える目的
でアルミニュウム線を入口部に供給することができる。

予熱、特に溶解操作を開始するとき容器と中身を加熱す
るためカバーバーナー２Ｉが設けられている。入口部は
投入重量の１５から２０パーセントを収容できる。入口
部の充填程度は、クライミングシュー）１９を介して運
搬される溶解物の量の制御で調整される。

電磁クライミングシュート１９は金属を入口部２の底か
ら誘導部すなわち分離器１５の薬湯室に１５度の傾斜に
沿って搬送する。このクライミングシュートで、搬送金
属の量は、流入する金属とスラグの混合物に合せて調整
される。

電磁クライミングシュート１９の排出端は、誘導部すな
わち、分離器１５の薬湯室５の中に開いている。熱輻射
損失を減少するため、誘導部にはカバー２２が設けられ
ている。誘導部は、電磁クライミングシュート１９の供
給部の反対側に半径方向に配置された排出シュート２０
を備え、鋼は前記排出シュート２０を経て受入れとりべ
４に流入する。

誘導部は、投入重量のＩＯから５０パーセントに適応す
るように寸法が決められ、かつ溶解する集合体の溶解容
量に基づいて、８０から１００°Ｃの過熱を行なうよう
にする。

受入れとりべは次のプロセスを受けようとする量の金属
を受は入れ、この受入れとりべには熱輻射損失を避ける
ためバーナ１７を備えたカバー１６が設けられている。

とりべを交換するための所要時間を橋渡しするため、分
離器１５の入口部２は、湯出しの終る前に、鋼の流入量
に比較し相当多量の鋼を電磁クライミングシュート１９
の上に搬送することにより相当程度まで空にする。それ
によって、充分な時間が、過熱部すなわち薬湯室５に鋼
の搬送が必要となるまで、自由となり、とりべの交換を
この時間の範囲で行なうことができる。しかしながら、
またとりべを交換する間、ある量の鋼をバッファーとし
て働かすため閉鎖可能な揚出Ｑ装置を排出装置２０の中
に配置し、かくして、とりべ交換の所要時間を橋渡しす
ることも可能である。この例で、過熱部５は、バッファ
ーとして働かすため、上部に非過熱部を有する。この例
で、電磁クライミングシュート１９は、もはやバッファ
ーとして働かすための入口部から鋼の強制的揚出しを要
しない。更に、湯出し操作を始めたとき、すぐさまある
量の鋼を受入れとりべ４に流すことのできる利点が生じ
、そのことは、受入れとりべ４の中のシェル形成に対し
好ましい意味で作用する。

第３図による実施例で、入口部２は、第２図による実施
例におけるように、過熱部すなわち薬湯室５から分離さ
れる。第３図で、入口部は連続的に流入する金属とスラ
グの混合物を受は入れる薬湯ポケットとして設計され、
この入口部にはすぐに電磁クライミングシュート１９へ
のフランジを付けることに気付く。受入れポケットとし
て設計されたこの入口部もまたスラグ用オーバーフロー
部７を有し、そこを介して、電磁クライミングシュート
１９により搬送できないスラグを連続的に流出する。入
口部２には、再びスラグドレンの領域内に耐熱性被覆材
用の冷却装置１４が設けられており、それによってスラ
グのアタックを低く保っている。入口部２の中に沈めら
れた壁として、側壁の一部が再び設けられ、この側壁は
クライミングシュート１９から入口部２を分離する。

先の実施例におけるように、アルミニウム線用巻ほぐし
機械９が設けられ、この機械によりアルミニウム線を、
受入れポケットすなわち入口部２の中の沸騰反応を抑え
る目的で、連続的に或いは必要に応じて、受入れポケッ
トすなわち入口部２に供給する。電磁クライミングシュ
ート１９は、はんのわずか過熱した鋼を１５°の傾斜に
沿って連続的に過熱部５に搬送する。この過熱部５は、
誘導加熱されかつ、鋼を混合するための不活性ガス掃気
装置１０を備えている。一方、流入する金属を８０から
１００℃過熱するように設計されている過熱部５から、
過熱した金属は受入れとりべ４に連続的に流れる。この
受入れとりべ４にはカバーが設けられており、高い温度
に予熱されている。この受入れとりべのカバー１６には
、再び、天然ガス／酸素バーナー１７が設けられており
、それによって、とりべ４を充填するときに加熱できる
。

受入れとりべが、所定の重量の鋼で満たされた後で起こ
る、とりべの交換の時に、受入れとりべ４への連続的排
出２０はスライドシャッター２３により中断され、この
交換時間の間、流入鋼は、加熱部５の上部にバッファー
として貯えられる。

バッファ容積は、所定の溶解容量を考慮し、鋼をクライ
ミングシュートＩ９を介して過熱部５に更におよそ５分
間搬送できるように、選択される。

この時間の間に、とりべの交換が行なわれる。とりべ４
の底部のシェルの形成を避けるため、とりべの連続的充
填の始めに、ある量の鋼を急に排出することが好ましく
、これは、本発明の概念の範囲である。

第４図による実施例で、再び同じ構造部品に同じ参照番
号が使われている。この実施例で、入口部２は再び過熱
部すなわち薬湯室５から分離され、入口部２は再びスラ
グドレン７を有し、このスラグドレン７を介して、スラ
グはスラグとりべに連続的に流入する。この領域の入口
部２のライニングの過度の消耗を防止するためスラグ部
の中に（図示する）冷却装置１４が再びある。入口部２
に延びるフルークを参照番号６で再び示す。この図で、
このフルークは、水冷却したサイホン部として設計され
、このサイホン部を介して金属湯を、入口部２から、参
照番号１８で示す誘導炉を備える過熱部すなわち薬湯室
５に搬送する、第４図による実施例で、薬湯室５のカバ
ー２２はバーナ２４を有し、更にバーナ２１が入口部２
のカバーに設けられる。受入れとりべ４の交換のため、
スライドシャッター２３が、薬湯室５の排出シュート２
０に設けられる。

第４図で示す実施例でまた、流入金属は過熱部分５の中
で、８０から１００℃過熱される。この図のこの例でま
た不活性ガスで作動される底の掃気装置１０が設けられ
る。この例で、充分なバッファ容積を準備してとりべ４
を交換する可能性を提供するため、入口部２と過熱部５
は、第２図による実施例と同様の容積を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、連続金属溶解プロセスで、鋼からスラグを分
離する本発明の装置の第１実施例、第２図は、入口部が
薬湯室から分離されている、本発明による装置の別の実
施例、 第３図は、入口部として薬湯ポケットを備えた本発明に
よる装置の更に別の実施例、 第４図は、入口部と薬湯室との間にサイホン部を有する
本発明による装置の更に別の実施例である。 ２・・・入口部分、　　５・・・薬湯室、　　６・・・
壁、７・・・スラグドレン、９・・・巻きほぐし装置、
１０・・・連結部、　　　１１．２１・・・バーナー、
１２・・・溶解容器、１４・・・冷却袋装置、１５・・
・分離器、１８・・・加熱装置、１０・・・シュート、
０・・・排出シュート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分離器（１５）が、溶解容器から分離し、受入れと
   りべ（４）と溶解容器（１２）の湯出し口との間に配置
   され、溶解容器（１２）の湯出し口に連結された入口部
   （２）を有し、特に湯出し口の下に配置されており、入
   口部（２）は、分離器の中に沈められた壁（６）特にフ
   ルークによって、溶解湯用の集湯室（５）から分離され
   、スラグドレン（７）を有しており、壁（６）すなわち
   フルークの最下端エッジは、入口部（２）のスラグドレ
   ン（７）よりも低レベルで入口部の中に設置され、集湯
   室（５）は、湯出し口すなわち溶解湯用の湯出しシュー
   ト（２０）を有しており、集湯室（５）の少なくとも一
   部には加熱装置（１８）が設けられている、ことを特徴
   とする、連続溶解プロセスにおけるスラグと鋼とを分離
   する装置。 ２、入口部（２）は、耐熱性ライニングを備える別の室
   として設計され、分離器（１５）の中に延びる壁（６）
   は前記別の室の壁で作られ、前記壁は前記別の室の底の
   近くで開いており、シュート（１９）、特にコンベアを
   備えたシュートが、底近くに位置した前記開口部に連結
   され、前記シュートは入口部（２）を溶解湯用の集湯室
   に連結している、ことを特徴とする請求項第１項の装置
   。 ３、溶解湯用の集湯室（５）は、底掃気装置用の連結部
   （１０）を有する、ことを特徴とする請求項第１項又は
   第２項の装置。 ４、底掃気装置用の連結部（１０）は、集湯室の誘導加
   熱装置（１８）の領域内に設けられる、ことを特徴とす
   る請求項第１項から第３項の装置。 ５、入口部（２）は、壁（６）すなわちフルークの浸入
   深さに実質的に相当する高さより上の耐熱性ライニング
   用冷却装置（１４）を有する、ことを特徴とする請求項
   第１項から第４項の装置。 ６、溶解湯用の集湯室（５）に通じるシュート（１９）
   内のコンベア装置は、電磁クライミングシュートとして
   設計される、ことを特徴とする請求項第１項から第５項
   の装置。 ７、バーナー（１１、２１）が、入口部（２）内のスラ
   グ湯の上および又は集湯室（５）内の湯用ドレンの近く
   に配置される、ことを特徴とする請求項第１項から第６
   項の装置。８、溶解湯用ドレン（２０）は、それを閉鎖
   できるように設計される、ことを特徴とする請求項第１
   項から第７項の装置。 ９、アルミニウム線用巻ほぐし装置（９）が、入口部（
   ２）の中に開いている、ことを特徴とする請求項第１項
   から第８項の装置。