JPH03207989A - 金属炉に金属を含む材料を装入する方法及びその装置 - 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、例えばスクラップ鉄のような固体の金属を含
むバルク材料をアーク炉のような金属炉（ｍｅｔａｌｌ
ｕｒｇｉｃａｌ　ｆｕｒｎａｃｅ）内に装入しかつこれ
ら材料を予熱する技術に関する。

（従来の技術及び本発明の課題） 装入された材料を溶融させるときに生ずる煙を利用して
、材料が炉内に入る前にこれら材料を予熱し得ることが
公知である。特に、アーク炉に関する場合、第１パッチ
のスクラップを炉内に導入し、次に、このスクラップの
溶融を開始し、発生する高温の煙を捕集して、第２のパ
ッチのスクラップを通して循環させ、これにより予熱を
行うことは公知である。この第２のバッチは、その後、
第１のスクラップが溶融した後、全体的に、又は溶融が
行われるのに比例して連続的に炉中に導入することが出
来る。

この方法は、特に、煙から熱を部分的に回収することに
より、また第２のパッチを導入するために炉のルーフを
開放してエネルギが損失するのを不要にすることにより
、エネルギを節約しようとする場合に有用である。

かかる型式の方法を実行するため、例えば、仏国特許第
２．　３２８．　０４６号の明細書から、炉上方にて下
部を開放し水平方向に対して傾斜させた管にして、駆動
されてその軸線を中心として回転する管からなる装入装
置が公知である。材料は、管の上部から導入され、該管
が回転しかつ傾斜しているため、該管内を徐々に下降す
る。この間、高温ガスが管内を反対方向に循環し、材料
を加熱する。

しかし、材料は、重力によりその下部内にて管の壁に接
触したままであるため、ガスと材料との間の直接的な熱
交換効率は極めて低い。

別の公知の方法によると、材料のバッチは全体として炉
の上方に維持され、高温のガス又は煙がそのパッチ内を
通るようにされる。しかし、この場合、全ての煙をバッ
チに通し、このパッチを均一に加熱することは困難であ
る。こ７のようにして、支持手段、及び全体的に集めら
れた大量の材料は、煙を排出させるときへッドロスを伴
い、このことは、炉の円滑な工程上、有害である。

更に、この解決手段は、バッチの材料を炉内に徐々に導
入することを実質上、不可能にする。

本発明の目的は、これら各種の欠点を解消し、予熱され
た材料を特に連続的に装入すると同時に、煙の最大の熱
エネルギが回収されるようにすることである。

かかる目的に鑑み、本発明の主題は、アーク炉のような
金属炉に固体金属を含むパルク材料を装入する方法にし
て、前記材料の少なくとも一部が該炉に装入され、これ
ら材料を炉に導入する前に、高温のガスがこれら材料を
通り、該材料を予熱し得るようにする方法である。本発
明によると、この方法は、装入材料が、炉の上方に開放
した一端、及び前記材料が導入される他端を有する管内
に分配され、該材料が管の非直線的断面に従って方向決
めされた少なくとも１つの層の形態にて分配されるよう
にし、該材料が前記断面の略全体を占め得るようにする
ことを特徴とする。

既に理解されるように、本発明の原理は、材料を略均一
の厚みの層形態にて装入管内に分配することにより、高
温ガスとの熱交換を容易に行わせ、全ての高温ガスが材
料のパッチを通って進むよう該材料が前記管の直線断面
よりも広い非直線的断面に分配されるような方法にて材
料を分配する段階を包含する。

本発明の特定の実施例によると、材料を分配するために
は、材料を、炉に向かうにつれ徐々に低くなるように管
の全長に沿って配置された複数の支持体に沿って動かす
と同時に、これら支持体を振動させ、支持体上に配置さ
れた材料がその直ぐ下流に位置決めされた支持手段上に
炉の方向に向けて徐々にこぼれるようにし、前記材料を
予熱するため、前記高温ガスを管内を循環させると同時
に、支持手段間に設けられた隙間を通って進むようにす
る。この特別の形態において、材料を支持手段上に撒き
広げることにより材料を所望通り分配させることが出来
、及びガスヘッドの熱の損失は、支持手段間の隙間によ
り軽減される。材料が１つの支持手段から次の支持手段
上に落下するとき、即ち、上記隙間領域にあるとき、材
料は動くガスにより完全に「覆われる」ため、高温ガス
と材料との間の熱交換効率を一層向上させることが出来
る。かかることは、公知の装置におけるように、材料が
装入管の壁に接触したままの場合には実現されない。

本発明の別の特別の実施例によると、高温ガスは、既に
炉に導入された材料を溶融させる間に、炉内に発生した
煙から形成される。

本発明の別の主題は、金属容器内に材料を特に連続的に
装入し、これら材料を予熱する装置にして、炉の上方に
て開放する一端と、前記材料を管内に導入するためのオ
リフィスを有する他端とを有する装入管を備える型式の
装置である。本発明によると、この装置は、管の少なく
とも１つの非直線的断面に従って該管内に配置されかつ
この断面の略全体に亘って分配された材料を支持する手
段と、材料を炉の方向に向けて支持手段上に駆動する手
段と、これら支持手段内／又はその間に設けられ、高温
ガスが管の一端から他端に循環するのを許容する通路と
を備えることを特徴とする。

特別の実施例によると、支持手段は、炉に向けて下降す
る建物の階段と同様に配置された略平坦な構成要素から
成り、これら平坦な構成要素間に高温ガスを通すための
通路が設けられる。

材料を炉に向けて動かすため、該装置は、炉の方向に僅
かに傾斜させることの出来る前記平坦な階段状の構成要
素を振動させ、材料が配置された階段から隣接する下方
の階段上に落下するようにする手段を備えることが望ま
しい。

勿論、「連続的装入」という表現は、バッチの嬉瞠廿軒
１イ轡１−一轡！−Ｌ神四こｔＦＩＸ壮】士社九書味す
るものとし、例えば、これら材料の少量を僅かに時間を
ずらして順次導入する装入方法に関する。

（実施例） その他の特徴及び利点はスクラップ鉄を予熱し、該スク
ラップ鉄を直流アーク炉に連続的に装入する、本発明に
よる方法及び装置の以下の実施例に関する説明から明ら
かになろう。

該装入装置は、矩形の断面であることが望ましい管又は
管状トンネル１から成る。この管は、水平方向に対して
僅かに傾斜し、炉（図示せず）の上方にて、炉のルーフ
３に接続された導管２に開放する下端１１を有している
。管１と導管２との間には、密封手段４が設けられる。

管は、その上端１２に向け、煙排出オリフィス５と、管
ｌの上方に配置されたスクラップ鉄７を供給するホッパ
６とを備えている。

管１の壁は、例えば水を循環させることにより冷却する
ことが望ましく、及び／又は熱損失を軽枕−ｌＩ−ｚ＋
Ｌ／ｒ１山ｓｕ　２　糾ルｈｈ　＋＋ＬＷ　ｌ−　フ山
卸？画ｉ　＋とが望ましい。

管内部には、冷却された又は耐火性材料から賎る板８が
、建物の階段と同様に炉に向けて傾斜されかつ管の略全
幅に亘って横方向に伸長する斜面Ｐ内に配置されている
。上方階段を形成する板８′は、管の上方壁１′の付近
にてホッパ６の下方に位置決めされている。下方階段を
形成する板８″は、管の下端１１にて管の下方壁１′付
近にある。

他の板８は、上方板８′と下方板８′との間に均一な間
隔にて配置されており、面Ｐ内にて管の斜め全断面に亘
って分配された板の組立体を形成し、管１の下端１１は
、炉内に開放し、煙排出オリフィス５はこの面Ｐの少な
くとも一方の側に配置される。板の組立体により形成さ
れた階段の立ち上がり部分に対応する位置にて、２つの
隣接する板の間にはスペース９が設けられる。

管１には、管全体、故に、該管に剛性に接続された板を
振動させる振動発生装置１０が設けられる。別の形態と
して、板８は、管１に剛性に締結する必要がなく、この
場合、振動発生装置は板に対してのみ作用し得るように
配置する。

次に、上述の装置によって電気炉にスクラップ鉄を装入
する典型的な工程について説明する。

周知のように、アーク炉への装入は、通常複数の段階を
経て行われる。炉が空である場合、スクラップ鉄の第１
のバッチ又はバスケットを炉内に導入し、次に、炉のル
ーフを開放する。次に、ルーフを元の位置に戻して、炉
を再度閉じ、電極に電流を通じ、スクラップと接触させ
、アークを発生させ、炉内に保持されたスクラップを溶
融させる。

第１のバッチのスクラップが少なくとも部分的に溶融し
た後、次のバッチを炉に導入する。

スクラップ鉄を連続的に装入する本発明による方法が効
果を示すのはこのときである。

スクラップは、矢印１２で示すようにホッパ６を介して
管１内に導入される。スクラップは、第１の板８′上に
配置される。振動発生装置１０により発生される板の振
動により、スクラップは、次の板上に落下し、スクラッ
プが管の下端から炉内に落下するまで、同様に次々と行
われていく。

これと同時に、炉から発生し、導管２により捕集された
煙が矢印１３に従い、スクラップの動きと向流状態にて
管１内を循環し、煙回収装置に接続し得るオリフィス５
を通って該管１から出る。これにより、高温の煙は矢印
１４で示すように、板８間に設けられスペース９を通っ
て進み、比較的薄い肉厚の各板上に配置されたスクラッ
プを加熱し、これにより、煙とスクラップとの間の熱交
換を支援する。スクラップの層の平均厚みは、特にスク
ラップ層の性質、管及び板の寸法及び傾斜角度並びに振
動の強さに依存する。この厚みは、煙の回収に許容され
るヘッドロスと適合するものでなければならない。

更に、スペース９の領域内にて、高温の煙は一方の板か
ら他方の板に落下するスクラップを完全に包み込み、故
にこれら位置にて熱交換は一層改良される。

このようにして、スクラップは連続的に炉に入り管を通
る実質上全ての煙がスクラップと接触し、これにより、
煙の最大の熱エネルギを回収することが可能となる。

本発明による方法及び装置により、例えば、予熱されな
いスクラップを使用する場合と比べ、液体金属トン当た
り６０　ｋｗｈのエネルギ節約を実現することが可能で
ある。

更に、スクラップは、炉に装入されたときに既に高温に
なっているため、該スクラップを溶融させるのに必要な
時間が短縮され、装置の生産性が向上する。

本発明による方法は、少なくとも２つのルーフ電極を有
する直流アーク炉に装入する場合に特に適している。こ
の場合、実際上、予熱されたスクラップは、同一極性の
電極間に位置する箇所に向けて落下させることが出来、
即ち、公知のように、電気アークエネルギが集中する傾
向となる箇所に落下させることが出来る。このように、
この位置にて連続的に落下するスクラップは、迅速に溶
融として集塊するのを阻止する。

本発明は、一例として上述した装置及び方法にのみ限定
されるものではない。特に、板の設計は、スクラップが
ホッパから管の全断面積を亘って管の出口端まで動くこ
とが出来、高温ガス又は煙の全部又は少なくともその大
部分が形成されたスクラップの層を通って動き得る限り
、変形させることが出来る。

例えば、管は、略水平方向とし、各種の板を炉の方向に
傾斜させ、煙を排出オリフィス５を通じて吸引するため
の手段を設けることが望ましく、かかる煙の吸引は又、
その出口端１１の反対側に位置決めした管の正面壁を通
じて行うことも出来る。

材料は又、例えば、面Ｐに対し略平行な面にて支持手段
８と同様の１又は２以上組立支持手段を配置し、及び管
をそのように作用可能にすることにより、材料を管の複
数の非直線断面に従って分配することが出来る。この場
合、支持手段及び通路の各組立体に対する材料装入オリ
フィスは、炉に最も近い支持手段の１又は２以上の組立
体の底部に維持し、炉から最も離れた支持体の組立体か
ら来る材料が通過するのを許容し得るようにする。

第２図に図示するように、支持手段は又、単一の面Ｐ内
に配置するのでなく、複数の面Ｐ’　、Ｐ′において、
複数の建物の階段状の階段を一方向に、次に反対方向に
というように交互に配置した階段状の方法にて、これら
建物の階段と類似した各階段を管部分内に配置し、各種
の管部分が逐次相互に接続されるようにしてもよい。

かかる変形例によれば、装入装置の全体的横方向寸法を
小さくし得るばかりでなく、下方領域１５内にてスクラ
ップとの最初の熱交換をした後、煙１３′に残った熱エ
ネルギを上方領域１６内にて再使用することが出来るた
め、全体的な熱交換効率を向上させることが出来る。

更に別の変形例として、上述したような装入装置の複数
を「並列」に関係させ、各装入装置の管が、炉の装入オ
リフィス方向に収斂するようにすることも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装入装置の一実施例及びアーク炉
の上方部分の線図的な縦方向断面図、第２図は本装置の
変形例の線図である。 １：管　　　　　　　　２：導管 ３．ルーフ　　　　　　４・密封手段 ５：煙排出オリフィス　　６：ホッパ ７　スクラップ鉄　　　８：板 ９．スペース　　　　　１０：振動発生装置１１・出口
端　　　　　１３：煙 １５　下方領域　　　　　１６．上方領域（外ダ名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アーク炉のような金属炉に金属を含む材料を装入す
   る方法にして、材料の少なくとも一部を該炉に装入し、
   これら材料が炉に導入される前に、高温のガスをこれら
   材料に通して、該材料を予熱し得るようにする方法にお
   いて、 装入する材料（７）を炉の上方に開放した一端（１１）
   及び前記材料が導入される他端を有する管（１）内に分
   配し、該材料が管の非直線的断面に従って方向決めされ
   た少なくとも１つの層の形態にて分配されて前記断面を
   略完全に占め得るようにすることを特徴とする方法。 ２、請求項１記載の方法にして、 材料を分配するため、炉に向かうにつれ徐々に低くなる
   よう管の全長に沿って配置された複数の支持体に沿って
   前記材料を移動させると同時に、これら支持体を振動さ
   せて、ひとつの支持体上に配置された材料がその直ぐ下
   流に位置決めされた支持体上へと、炉に向けて徐々にこ
   ぼれるようにし、 前記材料を予熱するため、前記高温ガスを管内に循環さ
   せ（矢印１３の方向）と同時に、該高温ガスが支持手段
   間に設けられた隙間を通って進むようにする方法。 ３、請求項１又は２に記載の方法にして、 前記高温ガスが、既に炉内に導入された材料を溶融させ
   る間に、炉内に発生した煙から形成される方法。 ４、金属炉に材料を連続的に装入しかつこれら材料を予
   熱する装置にして、 装入管（１）であって、炉の上方に開放した一　端（１
   １）及び前記材料を管内に導入するオリフィスを有する
   他端を備えた導入管（１）を含む型式の装置において、 管（１）の少なくとも１つの非直線的断面（Ｐ）に従っ
   て管内に配置されると共に該断面のほぼ全体に分布され
   た、材料（７）を支持するための支持手段（８）と、該
   支持手段上の材料を炉の方向に向けて駆動する駆動手段
   （１０）と、支持手段内に又は支持手段間に設けられ、
   高温ガス（１３）が管の一端から他端まで循環するのを
   許容する通路（９）とを備えることを特徴とする装置。 ５、請求項４に記載の装置にして、 支持手段が、炉に向けて下降する、建物の階段と同様に
   配置された略平坦な構成要素（８）から成る装置。 ６、請求項４又は５に記載の装置にして、 材料（７）を支持手段（８）の上にて動かすため、前記
   支持体を振動させる手段（１０）を備える装置。 ７、請求項４又は５に記載の装置にして、 前記支持手段（８）が炉に向かう方向に傾斜している装
   置。 ８、請求項４又は５に記載の装置にして、 管（１）が、高温のガスを排出するオリフィス（５）を
   備え、該排出オリフィス（５）及び炉内に開放する端部
   オリフィス（１１）が、材料の支持手段（８）の組立体
   を挟んでその両側にそれぞれ位置決めされている装置。 ９、請求項４又は５に記載の装置にして、 管（１）が、上方にある材料支持手段（８′）の上方に
   配置された、スクラップを装入するためのホッパ（６）
   を備える装置。