JPH10510880A - 複数の容器を有する傾動式冶金ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は金属材料を製錬し、そのあと溶融金属を処理するための傾動式冶金ユニットに関し。このユニットは、傾動軸（７）のまわりにスタート位置から正の傾動方向（８）へ傾動可能であり、溶融金属（１３）に対する炉床１２を備えた溶融容器（１）と、この溶融容器の側方に配置され溶融金属の冶金処理のために使用される処理容器（２）とを有している。ユニットを正の傾動方向（８）に傾動させたとき、溶融容器（１）から流れる溶融金属（１３）を、溶融容器（１）の炉床を処理容器（２）の受容チャンバへ連結している連結路（２６）を介して処理容器（２）へ移すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】 複数の容器を有する傾動式冶金ユニット 産業上の利用分野 この発明は特に鉄材料などの金属充填材料を溶解し、溶融金属を後処理するた めの傾動可能な冶金ユニットに関する。 従来の技術 欧州特許公報第０２４０４８５号(EP-0240485-B1)には、スクラップと、場合 によっては添加材料から、スチールを製造するための設備が開示されている。こ の設備は、予溶融された材料の液体溜りを受容するための底部とその内部の下側 部分へ側方から開口している加熱装置とを有するブラスト炉(blast furnace)部 分を有している。溶鉱炉部分と一体に連結されたハース炉(hearth furnace)が設 けられており、このハース炉部分の中へはブラスト炉部分から予溶融された材料 が移される。ハース炉部分はブラスト炉部分の下部へ直接に連結されている。ブ ラスト炉の下側部分とハース炉部分との間にはオーバーフロー堰が設けられてい る。ブラスト炉部分のトラフあるいは湯溜に集められた予溶融材料はこのオーバ ーフロー堰を介してハース炉部分の中へ連続的に流れ込む。ハース炉部分の底部 はブラスト炉部分の底部よりも低く配置されている。ブラスト炉部分とハース炉 部分からなるユニット全体は、傾動可能になっている。さらに詳しく言えば、ブ ラスト炉部分の中心とハース炉部分の中心をむすぶ水平軸と直角に傾動可能にな っている。ハース炉部分は中心からずれて配置されたスチールのための底部タッ ピングと、側壁に設けられたスラグを取り除くための作業ドアを有している。ブ ラスト炉部分の下部と、ハース炉部分の下部は両方とも平面視で円形形状の内部 を有している。平面視で見ると、ブラスト炉部分の内部はハース炉部分の内部に 対してほぼ接しており、一方の内部から他方の内部への移行部分が狭い構造にな っている。ハース炉部分のための加熱装置はアーク装置である。一方、ブラスト 炉部分のための加熱装置は複数のプラズマバーナである。プラズマバーナは、シ ャフト炉部分の下側部分にその周辺に沿って配置されている。 ブラスト炉部分の底の窪みは比較的浅い形状を有しており、オーバーフロー堰 の上端は底の窪みよりも高さが低くなっているため、溶解作業の最初は予溶融さ れた材料のほんの一部だけがブラスト炉部分の底の窪みの中に保持される。流体 溜りが形成されたあと、予溶融された材料はオーバーフロー堰をのり越えてハー ス炉部分の中へ連続的に流れ込む。溶融材料がオーバーフロー堰のところで凝固 してしまわないようにするために、一方においては、オーバーフロー堰に向かう 方向において予溶融された材料が過熱されるようにプラズマバーナの傾斜が設定 されており、他方においては、ブラスト炉部分とハース炉部分との間にもプラズ マバーナが配置されていて、予溶融された材料がオーバーフロー堰のところで過 熱され、予溶融された材料が絶えず排出されるようになっている。 ハース炉部分における冶金処理は、ここでの液の深さが半分になるとすぐに開 始される。溶融材料はさらに電気エネルギを加えることによってタッピング温度 まで加熱される。この過程のあいだ、予め溶融された材料はブラスト炉部分から ハース炉部分へ絶えず流れる。ハース炉部分においてタッピング重量に達すると 、ユニットを傾斜させることによって、中心からずれた底部タッピング開口部を 介してスラグのない状態で材料がタップオフされる。 従来の設備においては、予め溶融された材料がオーバーフロー堰のところで凝 固しないようにするため、オーバーフロー堰のところで別に熱エネルギを供給す る必要がある。また、予溶融された材料の処理をハース炉部分において行うとき に、その成分や温度が激しく変動する予溶融された材料がハース炉部分へ連続的 に供給される。そのため、ハース炉における処理過程が悪影響を受ける。従って 、溶解された材料の仕上げ（還元、さらなる硫黄分除去作業、合金化）は例えば とりべの中にタッピングするときに、ハース炉部分の外側で行う必要がある。 ドイツ国特許公開公報第２５０４９１１号(DE-2504911-A1)には、下方からの 燃料酸素炎によりブラスト炉の中でスクラップやスポンジ鉄などを製錬するため の装置が開示されている。この装置は、スチールを連続的に製造するために、溶 融材料の出口をブラスト炉の底部に設けている。この装置ではブラスト炉の側方 に加熱用容器が取り付けられていてそれと一体化されている。ブラスト炉は底部 の最も下の部分に溶融材料の出口を有している。この出口は通路によって過熱容 器へ連結されており、また側壁に設けられたスラグ排出部へも連結されている。 過熱容器にはスラグの出口の高さよりも若干下方に配置されたオーバーフロー部 材が設けられている。過熱容器の中で過熱された液体状の金属はオーバーフロー 部材を介して連続的に流れ、ブラスト炉へ連結されている連結通路を介して、ブ ラスト炉において溶解された液体状金属と絶えず置き換えられる。この過熱容器 はアークを用いて加熱される。 発明が解決しようとする課題 この発明の目的は、本明細書の冒頭の部分において述べたような種類の冶金ユ ニットにおいて、溶融容器と処理容器との移行部分において、この領域へさらに 熱エネルギを供給することなく、溶融材料の凝固を防止することにある。この発 明の別の目的は、その成分が激しく変動する予溶融された金属が絶えず供給され ることによって生じる、処理過程における処理容器中の溶融材料への悪影響を防 止することである。この発明のさらに別の目的は、溶融容器と処理容器を、それ らの目的に関して互いに独立に最適な構造にし、また最適な動作モードにするこ とである。最後に発明の別の目的は、製造される金属のトン当りのユニット消費 エネルギを最小限に抑え、処理容器及び溶融容器からの高温の廃棄ガスを充填材 料の予熱に利用できるようにすることである。 課題を解決するための手段 この発明は請求項１の特徴部分によって特徴づけられている。この発明の有利 な構造が他の請求項に記載されている。 この発明のユニットにおいては、炉充填材料のかなりの部分、好ましくはその 全部を受容するための炉床を有する溶融容器と、溶融容器の側方に配置されてい て溶融金属の炉床から溶融金属を受容して溶融金属の冶金処理を行うための処理 容器とが組み合わされて一つのユニットを形成している。このユニットは傾動軸 のまわりに傾動させる、すなわち、ローリング経路に沿って転動させることが可 能である。このユニットを傾動させることで、溶融容器の中の溶融金属を、溶融 容器と処理容器との間の連結路を介して、処理容器の中へ移すことができる。処 理容器は、所望の量の溶融金属を溶融容器の中に保持できるような高さに配置さ れている。従って、溶融金属の移行はオーバーフロー堰を介して連続的に行われ るのではなく、所望の量の溶融金属が溶融容器の中に溜ったときにのみ、バッチ 処理で行われる。ユニットを傾動させると、高温の溶融金属は通路を通って処理 容器まで短時間で流れる。その結果、ここでは金属が冷却する危険性は生じない 。溶融容器の中で固体の充填材料を製錬する作業を行うときに、そのまえの傾動 過程において処理容器の中へ移された溶融材料が冶金処理を受ける。従って、両 方の過程が平行して行われる。この点で、溶融容器を溶解プロセスに関してその 寸法及び装置を最適化させることができ、また、処理容器は冶金処理に関して最 適化させることができる。化石燃料を燃焼させ、酸素含有ガスや場合によっては 石炭を底部レンガあるいはアンダーバスノズル(under-bath nozzle)を介して供 給することによって、また電気エネルギを用いることによって行われる二つの容 器への熱の供給は、製錬時間がおおよそ処理時間に一致するように調節されなけ ればならない。こうすることによって、処理容器のタッピングのあと、溶融容器 の中に形成される溶融金属を、ユニットを傾動させることによって処理容器の中 へ移すことができ、また、そのあと二つの容器の並行したモード動作を直ちに続 けることができる。製錬プロセスのときには、溶融容器の中に形成される溶融金 属が処理容器の中へオーバーフローすることはなく、溶融金属の移行に関係する 過程がユニットを傾動させることによって制御されるため、処理容器の中の冶金 処理がそこへ溶融金属が流れ込むことによって乱されるということがない。 このユニットをコンパクトな構造にし、傾動によって動く材料を最小限に抑え るためには、傾動方向において、すなわちユニットの傾動軸と直角の方向におい て処理容器を溶融容器と位置を揃えるのではなく、処理容器を溶融容器の側方へ 配置するのが好ましい。つまり、平面視で、これらの容器の中心点をむすぶライ ンと、ユニットの傾動方向との間には鋭角が形成されるようにする。この角度は 45°であることが好ましい。しかし、二つの容器の間の通路は、溶融容器の平面 視で溶融容器の中心点を通る傾動方向のラインは、処理容器への通路の取出開口 部の中に留まっているべきである。容器周辺部のその位置は傾動運動の最も下の 位置であり、所定の傾動角度において、溶融容器の中味をより空にすることがで きる。 このユニットは、溶融金属を溶融容器から処理容器の中へ移すことができる上 述した正の傾動方向だけでなく、容器からスラグを取り除くために反対の負の傾 動方向へスタート位置から傾斜させられることが好ましい。この目的のために、 適当な箇所に作業開口部あるいはスラグ開口部がそれぞれ設けられ。 すでに述べたように、溶融容器と処理容器との間の連結路の底部は、溶融金属 が溶融容器から処理容器の中へオーバーフローすることなく、二つの容器が並行 して動作できるような高さに配置されていると都合がよい。ユニットのスタート 位置において、処理容器の容量の少なくとも半分の量、好ましくはその容量全体 に等しい量の溶融金属が溶融容器の炉床中に保持できる距離だけ、連結路の底部 は溶融容器の底部よりも高くなっているべきである。 また、ユニットのスタート位置において、後処理容器の底部は溶融容器の底部 よりも低くなっていて、傾動過程において溶融容器から処理容器の中へすべての 溶融金属を移せるようになっていると都合がよい。規定の作業手順を考慮すると 、溶融容器は処理容器よりも大きな直径になろう。 上方からのアクセスをよくするために、二つの容器の間の連結通路は二つの容 器の間の耐火物質からなる仕切り壁における上方が開口したチャンネルの形を有 しているべきである。 すでに述べたように、二つの容器に対する熱源として様々なエネルギキャリヤ を使用することができる。アークエネルギも他のエネルギ源の他に使用すること が好ましい。これに関して、電極支持機構を二つの容器と同じ傾動フレームに配 置し、少なくとも、ユニットを負の傾動方向に傾斜したときに、すなわちスラグ を取り除くときに、電極をフレームから取り除く必要がないようになっていると 都合がよい。少なくとも一つの電極のための上昇及び旋回アセンブリを、溶融容 器と処理容器からなる構造ユニットに隣接配置して、溶融容器と処理容器の中へ 選択的に挿入できるようになっていることが好ましい。 処理容器及び溶融容器からの高温の廃棄ガスを溶融容器の中に導入される充填 材料を予熱するために利用することが望ましい。これは、充填材料プレヒータの 形態を有しておりその下側の開口部が溶融容器の内部と連通しているシャフトを 同時に支持する保持構造のに溶融容器の蓋を固定することによって、特にコンパ クトで効率よく実現することができる。特に通路が上方に開口したチャンネルの 形を有しているときには、高温の廃棄ガスは処理容器から溶融容器の中へ連結路 を介して流れ、溶融容器の高温の廃棄ガスは次にシャフトの中を上方へ流れ、シ ャフトの下方及び中の領域に形成されているスクラップの中を通される。こうし てガスは充填材料を予熱する。それ自身は周知である方法によって、シャフトは 締切部材すなわち閉鎖部材が設けられている。この閉鎖部材は充填材料をシャフ トの中に保持する閉じた位置から、シャフトを開いて中へ材料を通すようになる 開放位置に可動になっている。こうしたシャフトを使用すると、充填材料をシャ フトの中に保持することができ、熱利用がさらに改善される。 六つの図面を参照しつつ実施の形態によってこの発明を詳しく説明する。図面 にはこの発明の装置を様々な方向から見た図が示されている。 図面の簡単な説明 図１は、この発明による冶金ユニットの平面図である。 図２は図１のII−II線断面図である。 図３は図２のIII−III線断面図である。 図４は図１のIV−IV線断面図である。 図５は図１のＶ−Ｖ線断面図である。 図６は図１のVI−VI線断面図である。 発明の実施の形態 図１、図２及び図４からわかるように、金属充填材料の溶融（精錬）と溶融金 属の後処理を行うための冶金ユニットは溶融容器１と処理容器２を有している。 処理容器２は溶融容器１の側方に配置されており、溶融容器へ連結されていて構 造ユニットを構成している。これら二つの容器は、傾動可能に取り付けられたフ レーム３に固定されている。こうした目的のために、本実施の形態では、フレー ムは炉受け台５と油圧制御装置６を有し、炉受け台５はローリングトラックある いはローリング経路４の上で転がり動を行うことができ、油圧制御装置６はフレ ームと係合しており、この油圧制御装置によってユニットは予め決められた傾動 角度だけ、図２と図４の両方に示されているスタート位置から正の傾動方向８あ るいは負の傾動方向９へ水平の傾斜軸７のまわりに傾動させることができる。 図６に示されているように、溶融容器１には充填材料を導入するための充填開 口部１０が、容器蓋１１に設けられている。溶融容器１は溶融金属１３を受容す るための炉床１２を有している。通常どおり、炉床１２は耐火物質から形成され ており、炉床１２の上に取り付けられた上部容器１４と、蓋１１は水冷部材を有 している。 図３から最もよくわかるように、炉床１２の側壁には、溶融金属を取り除くた めの排出流開口部１５が設けられている。そして、その反対側には溶融容器１か らスラグを取り除くための作業開口部１６が設けられている。図３の平面図に示 されているように、排出流開口部１５は容器の中心点１７に対して正の傾動方向 ８にあり、一方、作業開口部１６は負の傾動方向９にある。このため、ユニット が正の傾動方向８へ傾動したときには、溶融金属１３を炉床１２から排出するこ とができ、ユニットを負の傾動方向９へ傾動したときには作業開口部１６を介し てスラグを取り除くことができる。 図面に明瞭に示されているように、炉床１２から溶融金属１３を受容するため に溶融容器１の側方に取り付けられている処理容器２には耐火物質が裏打ちされ ており、溶融容器１といっしょになって構造ユニットを構成している。処理容器 の寸法は、処理容器が溶融容器から許容可能な最大容積の溶融金属を受容するこ とができ、また処理容器の断面が溶融容器の断面よりもかなり小さくなるような ものであることが好ましい。処理容器はとりべの機能を行う。また処理容器は底 部にタッピング開口部１８を有しており、また場合によって処理ガスや固体（図 示しない）を注入するためのガス流し込みレンガ(gas flushing bricks)あるい はアンダーバスノズル（under-bath nozzles）を有している。処理容器は水冷式 の蓋１９によって覆われている。図３に示されている平面図においてはタッピン グ開口部１８は処理容器２の中心点２０に対して正の傾動方向８に配置されてお り、作業開口部２１が処理容器の反対側の半分に設けられている。ユニットを負 の傾動方向９に傾動すると、作業開口部２１を介して処理容器からスラグを取り 除くことができる。処理容器２は溶融金属のための取出開口部２２を有している 。処理容器２は溶融容器のそばに隣接するように配置されており、平面図におい て（図３参照）溶融容器１の中心点１７に対して、容器の中心点１７、２０の間 をむすぶライン２３は、正の傾動方向８に対して鋭角の角度αをなしており、図 示の場合にはこの角度は45°である。このようにして、容器の中心点１７、２０ を傾動方向に対して互いに近付けることができ、移動すべき材料を集めることが できる。 図４に示されているように、冶金ユニットが傾動していない状態においては、 すなわち冶金ユニットのスタート位置においては、後処理を行う処理容器２の底 部２４は溶融容器１の底部２５よりも、すなわち炉床１２よりも低い。溶融容器 １の排出流開口部１５は、連結路２６によって処理容器２の取出開口部２２へ連 結されている。連結路２６は上方へ開口したチャンネルの形を有している。構造 の観点から見ると、このチャンネルは、上端が同じ平面内にある炉床と処理容器 のレンガライニングが二つの容器の間を連結する接線部２７によって連結されて いるという事実によって形成されている。連結路２６の上方へ開口したチャンネ ルは、接線接続部２７が二つの容器の間の仕切り壁２８に隣接していることによ って設けられている。 特に図４に示されているように、連結路の底部は溶融容器１の底部２５よりも かなり高くなっている。図４に示されているユニットのスタート位置において、 処理容器２の容量の少なくとも半分を溶融容器１の炉床１２の中に保持できるだ けの高さを少なくとも有している必要がある。 金属充填材料を溶融するのに必要な熱エネルギを供給するために、第１の加熱 装置が溶融容器１に付設されている。この第１の加熱装置は、アーク電極、誘導 コイル、バーナ、ガス掃気レンガ(gas scavenging bricks)、アンダーバスノズ ル、ブローイング及びポスト燃焼ノズル、あるいは充填材料を加熱し溶解させる ためのその他の周知の加熱装置を有している。第１の加熱装置に関する代表的な ものとして、図３は側壁バーナ３０を、また図４及び図６はアーク電極４０を挿 入するために容器の蓋１１に設けられた開口部３１を示している。 第２の加熱装置が処理容器に付設されている。この第２の加熱装置は第１の加 熱装置と同じエネルギ源を有している。とりべ冶金において知られている加熱装 置が好ましい。アーク電極４０が、代表的なものとして図２に示されている。ガ スや粉末状の固体が、底部掃気レンガ（図示されていない）あるいはノズル３２ によって溶融材料の中に導入され、処理が行われる。 図面の実施の形態においては、三つの電極４０のための上昇及び旋回アセンブ リ３３が、溶融容器１と処理容器２からなる構造ユニットのそばに配置されてお り、電極を選択的に溶融容器１の中に挿入したり、処理容器２の中に挿入したり して、それらの中でそれぞれ第１の加熱装置あるいは第２の加熱装置として使用 するようになっている。特に図３に示されているように、上昇及び旋回アセンブ リ３３はユニットの傾動フレーム３に固定されている。従って、ユニットが傾動 しても、電極をその容器から取り除く必要がない。 図１及び図６から最もよくわかるように、溶融容器１は充填材料プレヒータ３ ４を有している。それはシャフトの形をしており、蓋１１の保持構造３５の中に 固定されている。このような一体化された充填材料プレヒータを有する溶融容器 の基本的構造は国際特許公開公報第９０／１００８６号（WO90/10086）に開示さ れている。つまり、蓋の一部がシャフトによって置き換えられており、このシャ フトによって金属充填材料を溶融容器の中へ充填することができる。シャフトの 下側の開口部は、同時に、蓋１１に設けられた溶融容器の取出開口部１０でもあ る。充填材料プレヒータ３４は上部が蓋３６によって閉じられている。蓋３６は 側方へ押すことができるようになっている。充填材料プレヒータの中を通る高温 の炉排出ガスは、上部の排出開口部３８を介して排出される。 図６に示されている実施の形態においては、充填材料プレヒータは締切部材す なわち閉鎖部材３７を有している。これらの閉鎖部材３７は指状をしていて、互 いに並列関係で離間配置されており、図６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解放位置まで下方へ回動可能になっている。解放位 置において、閉鎖部材はシャフトを解放し、閉鎖部材を通って充填材料が流れる 。閉鎖部材３７が閉じた位置においては、充填材料は充填材料プレヒータの中に 保持され、高温の炉排出ガスが通過して流れることができる。高温の炉排出ガス は閉鎖部材３７の間のスペースを通って充填材料のコラムへ下方から入り、その 熱を放出したあと、排出開口部３８を介して排出される。 上述したユニットの動作モードを以下に説明する。 溶融金属（溶解鉄）が処理容器２内において冶金処理され、それと同時に処理 容器の中味に対応する量の充填材料（スチールのスクラップ）が溶融容器１の中 で溶融され、またそれに加えて閉鎖部材３７によって保持されている充填材料が 充填材料プレヒータ３４の中で加熱されたと仮定して、以下の処理工程が行われ る。 １．処理が終了した溶融金属をタッピング開口部１８を介してタップオフし、 そのあと再びタッピング開口部を閉じる。 ２．ユニットを正の傾動方向８へ傾動させることによって、溶融金属を炉床１ ２から連結路２６を介して処理容器の中へ移す。傾斜をスタート位置へ戻したと きか、あるいは戻したあと、閉鎖部材３７を解放位置あるいは開放位置へ旋回す ることによって、予熱された充填材料を溶融容器の中へ充填する。 ３．閉鎖部材３７をその閉位置まで回動させて戻し、蓋３６を側方へ動かして 上部開口部を開き、冷えた充填材料を充填して上部開口部を再び閉じる。 ４．電極４０を処理容器２の中へ挿入し、処理プロセスを開始する。この場合 、高温の炉排出ガスは連結路２６を介して溶融容器の中へ流入する。ここで、発 生した熱を充填材料へ放出し、そのあと、含まれている熱をさらに利用するため に充填材料プレヒータ３４の中の充填材料コラムの中へ通す。第２の加熱装置に よって処理容器へ熱を供給すると同時に（熱の一部はアンダーバスノズルや掃気 レンガ及びランスの中に酸素を注入することによって供給される）、また第１の 加熱装置による、すなわち今の場合にはバーナ３０を介する溶融容器内への熱の 供給によって、その容器内で材料を溶融させる。その場合に発生する高温の炉ガ スも、充填材料プレヒータの中に保持されている充填材料の中に通される。 ５．電極４０による処理容器２の中への適切な熱の供給のあと、電極の上昇及 び旋回アセンブリによって電極を処理容器から引き出し、側方へ旋回し、溶融容 器１の中へ挿入して、バーナの効果を助け、溶融工程を加速させる。 ６．溶融過程の終わりには、槽レベルは連結路の底部２９にほぼ達し、処理容 器内における処理過程がほぼ終わったときに、電極を旋回して再び処理容器へ戻 し、ユニットを負の傾動方向へ傾動させ、スラグを取り除く。そのあと、上述し たプロセス工程１から６が繰り返される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年２月５日 【補正内容】 （出願時の明細書第３頁，第４頁及び第５頁の差替頁である第３頁、第４頁，第 ４Ａ頁及び第５頁の翻訳文） 下方からの燃料酸素炎によりブラスト炉の中でスクラップやスポンジ鉄などを製 錬するための装置が開示されている。この装置は、スチールを連続的に製造する ために、溶融材料の出口をブラスト炉の底部に設けている。この装置ではブラス ト炉の側方に加熱用容器が取り付けられていてそれと一体化されている。ブラス ト炉は底部の最も下の部分に溶融材料の出口を有している。この出口は通路によ って過熱容器へ連結されており、また側壁に設けられたスラグ排出部へも連結さ れている。過熱容器にはスラグの出口の高さよりも若干下方に配置されたオーバ ーフロー部材が設けられている。過熱容器の中で過熱された液体状の金属はオー バーフロー部材を介して連続的に流れ、ブラスト炉へ連結されている連結通路を 介して、ブラスト炉において溶解された液体状金属と絶えず置き換えられる。こ の過熱容器はアークを用いて加熱される。 アメリカ合衆国特許第４５５２３４３号公報（US-A-4552343）には、スラグの ないタッピングを行うために容器へ取り付けられている閉じられた排出チャンネ ルを有するアーク炉が開示されている。排出チャンネルにおいては溶融金属の処 理もさらなる加熱も行われない。 特開平第２−２９０９１２号公報（JP-2-290912A）には、堰によって分離され た第１及び第２の炉チャンバを有する傾動可能な冶金ユニットが開示されている 。これらの炉チャンバには特殊な加熱装置が付設されている。充填材料は第１の 炉チャンバの中で溶解され、溶融金属は第２の炉チャンバの中で処理される。処 理が行われている第２のチャンバのスチールが、溶解が行われている第１のチャ ンバのスチールと混合しないようにするために、容器を傾動させることによって 第２のチャンバのスチールをタッピングしたあと、第１のチャンバの中で溶解さ れ堰によって保持されているスチールを第２のチャンバの中に移して、その中で さらに処理を行っている。それと同時に、容器を傾動して戻したあと、新しいス チールを第１のチャンバの中で溶解する。 従来の冶金ユニットにおいては、第２のチャンバは第１のチャンバに対して傾 動方向の下流に配置されている。すなわち、傾動方向と揃っている。その結果、 容器全体が大きくなり、そのため傾動過程において大きな力が必要になる。 発明が解決しようとする課題 この発明の目的は、本明細書の冒頭の部分において述べたような種類の冶金ユ ニットにおいて、移動する材料をできる限り小さくすることである。この発明は 、溶融容器と処理容器を、それらの目的に関して互いに独立に最適な構造にし、 また最適な動作モードにすることを意図する。また、本発明は製造される金属の トン当りのユニット消費エネルギを最小限に抑え、処理容器及び溶融容器からの 高温の廃棄ガスを充填材料の予熱に利用できるようにすることを意図する。 課題を解決するための手段 この発明は請求項１の特徴部分によって特徴づけられている。この発明の有利 な構造が他の請求項に記載されている。 この発明のユニットにおいては、炉充填材料のかなりの部分、好ましくはその 全部を受容するための炉床を有する溶融容器と、溶融容器の側方に配置されてい て溶融金属の炉床から溶融金属を受容して溶融金属の冶金処理を行うための処理 容器とが組み合わされて一つのユニットを形成している。このユニットは傾動軸 のまわりに傾動させる、すなわち、ローリング経路に沿って転動させることが可 能である。このユニットを傾動させることで、溶融容器の中の溶融金属を、溶融 容器と処理容器との間の連結路を介して、処理容器の中へ移すことができる。処 理容器は、所望の量の溶融金属を溶融容器の中に保持できるような高さに配置さ れている。従って、溶融金属の移行はオーバーフロー堰を介して連続的に行われ るのではなく、所望の量の溶融金属が溶融容器の中に溜ったときにのみ、バッチ 処理で行われる。ユニットを傾動させると、高温の溶融金属は通路を通って処理 容器まで短時間で流れる。その結果、ここでは金属が冷却する危険性は生じない 。溶融容器の中で固体の充填材料を製錬する作業を行うときに、そのまえの傾動 過程において処理容器の中へ移された溶融材料が冶金処理を受ける。従って、両 方の過程が平行して行われる。この点で、溶融容器を溶解プロセスに関してその 寸法及び装置を最適化させることができ、また、処理容器は冶金処理に関して最 適化させることができる。化石燃料を燃焼させ、酸素含有ガスや場合によっては 石炭を底部レンガあるいはアンダーバスノズル(under-bath nozzle)を介して供 給することによって、また電気エネルギを用いることによって行われる二つの容 器への熱の供給は、製錬時間がおおよそ処理時間に一致するように調節されなけ ればならない。こうすることによって、処理容器のタッピングのあと、溶融容器 の中に形成される溶融金属を、ユニットを傾動させることによって処理容器の中 へ移すことができ、また、そのあと二つの容器の並行したモード動作を直ちに続 けることができる。製錬プロセスのときには、溶融容器の中に形成される溶融金 属が処理容器の中へオーバーフローすることはなく、溶融金属の移行に関係する 過程がユニットを傾動させることによって制御されるため、処理容器の中の冶金 処理がそこへ溶融金属が流れ込むことによって乱されるということがない。 処理容器は傾動方向において、すなわちユニットの傾動軸と直角の方向におい て溶融容器と位置を揃えて配置するのではなく、溶融容器の側方へ配置すべきで あるる。つまり、平面視において、これらの容器の中心点をむすぶラインと、ユ ニットの傾動方向との間には鋭角が形成される。この角度は45°であることが好 ましい。しかし、二つの容器の間の通路は、溶融容器の平面視における溶融容器 の中心点を通る傾斜方向のラインが、処理容器への通路の取出開口部の中に留ま るように配置すべきである。容器周辺部のその位置は傾動運動の最も下の位置で あり、所定の傾動角度において、溶融容器をより空にすることができる。 このユニットは、溶融金属を溶融容器から処理容器の中へ移すことができる上 述した正の傾動方向だけでなく、容器からスラグを取り除くために反対の負の傾 動方向へスタート位置から傾斜させられることが好ましい。この目的のために、 適当な箇所に作業開口部あるいはスラグ開口部がそれぞれ設けられ。 すでに述べたように、溶融容器と処理容器との間の連結路の底部は、溶融金属 が溶融容器から処理容器の中へオーバーフローすることなく、二つの容器が並行 して動作できるような高さに配置されていると都合がよい。ユニットのスタート 位置において、処理容器の容量の少なくとも半分の量、好ましくはその容量全体 に等しい量の溶融金属が溶融容器の炉床中に保持できる距離だけ、連結路の底部 は溶融容器の底部よりも高くなっているべきである。 また、ユニットのスタート位置において、後処理容器の底部は溶融容器の底部 よりも低くなっていて、傾動過程において溶融容器から処理容器の中へすべての 溶融金属を移せるようになっていると都合がよい。規定の作業手順を考慮すると 、溶融容器は処理容器よりも大きな直径になろう。 請求の範囲 １．傾動軸（７）のまわりにスタート位置から正の傾動方向（８）へ傾動させる ことができるか、すなわちローリングトラック（４）に沿って転動することので きる、金属充填材料を溶融させて、溶融金属の後処理を行うための冶金ユニット であって、 ａ）充填材料を導入するための充填用開口部（１０）を備えており、また溶融 金属（１３）を受容するための炉床（１２）を有し、この炉床の側壁に、ユニッ トを傾動させたときに炉床から溶融金属（１３）を取り出すための排出流開口部 （１５）が設けられている溶融容器（１）と、 ｂ）前記溶融容器に付設されて充填材料を溶融させるための第１の加熱装置（ ３０、３８）と、 ｃ）前記溶融容器（１）の炉床（１２）から溶融金属を受容するため及び冶金 処理のために前記溶融容器の側方に配置されており、取出開口部（２２）とタッ ピング開口部（１８）を有する処理容器（２）と、 し、 ｄ）溶融金属を冶金処理するための前記処理容器に付設されたと第２の加熱装 置（３８）と、 ｅ）前記溶融容器（１）の排出流開口部（１５）を処理容器（２）の取出開口 部（２２）へ連結しており、ユニットを正の傾動方向（８）に傾動させたときに 溶融容器（１）の排出流開口部（１５）から外へ流れ出る溶融金属（１３）を処 理容器（２）の中へ移すことができる通路（２６）と、 を有し、平面視における溶融容器（１）の中心点（１７）と処理容器（２）の 中心点（２０）をむすぶライン（２３）がユニットの正の傾動方向（８）に対し て鋭角の角度αをなす冶金ユニット。 ２．スラグを取り除くために、正の傾動方向（８）と反対の負の傾動方向（９） へ傾動すなわち転動することができる請求項１記載の冶金ユニット。 ３．平面視における溶融容器（１）の中心点（１７）を通る正の傾動方向（８） に対するラインが、排出流開口部（１５）の部分で容器の壁と交差する請求項１ もしくは請求項２のいずれかに記載の冶金ユニット。 ４．溶融容器（１）の壁が排出流開口部（１５）と反対側に作業開口部（１６） を有する請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の冶金ユニット。 ５．前記処理容器（２）のタッピング開口部（１８）が、正の傾動方向（８）に 対して、処理容器（２）の底部（２４）の外側端部側に中心からずれて配置され ている請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の冶金ユニット。 ６．前記処理容器（２）の壁が、容器の中心（２９）に対して負の傾動方向（９ ）に作業開口部（２１）を有する請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の冶金 ユニット。 ７．冶金ユニットを傾斜させない状態（スタート位置）において、前記通路（２ ６）の底部（２９）が溶融容器（１）の底部（２５）よりも高くなっている請求 項１〜請求項６のいずれか１項記載の冶金ユニット。 ８．ユニットがスタート位置において、溶融容器（１）の炉床（１２）に、処理 容器（２）の容量の少なくとも半分の量の溶融金属（１３）を保持できる高さだ け、通路（２６）の底部（２９）が溶融容器（１）の底部（２５）よりも高くな っている請求項７記載の冶金ユニット。 ９．ユニットがスタート位置において、処理容器（２）の底部（２４）が溶融容 器（１）の底部（２５）よりも低くなっている請求項１〜請求項８のいずれか１ 項記載の冶金ユニット。 １０．前記通路（２６）が、二つの容器（１及び２）の間の耐火物質で形成され た仕切り壁（２８）に設けられた上方に開口したチャンネルの形を有している請 求項１〜請求項９のいずれか１項記載の冶金ユニット。 １１．溶融容器（１）及び処理容器（２）の中へ選択的に挿入することのできる 少なくとも一つの電極（４０）のための上昇及び旋回アセンブリ（３３）が、溶 融容器（１）と処理容器（２）からなる構造ユニットに隣接配置されている請求 項１〜請求項１０のいずれか１項記載の冶金ユニット。 １２．前記電極（４０）のための上昇及び旋回アセンブリ（３３）が、溶融容器 （１）及び処理容器（２）からなる構造ユニットを支持する傾動可能なフレーム （３）に配置されている請求項１〜請求項１１のいずれか１項記載の冶金ユニッ ト。 １３．ガス及び固体を注入するために、ノズル（４０、３２）が溶融容器（１） 及び／もしくは処理容器（２）に開口している請求項１〜請求項１２のいずれか １項記載の冶金ユニット。 １４．前記溶融容器（１）の蓋（１１）が保持構造（３５）の中に固定されてお り、この保持構造に、充填材料プレヒータ（３４）の形態でありその下側開口部 が溶融容器（１）に開口しているシャフトが支持されている請求項１〜請求項１ ３のいずれか１項記載の冶金ユニット。 １５．前記充填材料プレヒータ（３４）が締切部材（３７）を有し、この締切部 材が充填材料プレヒータ（３４）の内部に充填材料を保持するための閉位置から 、前記シャフトを開いて充填材料を前記充填材料プレヒータの中へ通す解放位置 に可動である請求項１４記載の冶金ユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＭ，ＡＵ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＮ，ＭＷ ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．傾動軸（７）のまわりにスタート位置から正の傾動方向（８）へ傾動させる ことができるか、すなわちローリングトラック（４）に沿って転動することので きる、金属充填材料を溶融させて、溶融金属の後処理を行うための冶金ユニット であって、 ａ）充填材料を導入するための充填用開口部（１０）を備えており、また溶融 金属（１３）を受容するための炉床（１２）を有し、この炉床の側壁に、ユニッ トを傾動させたときに炉床から溶融金属（１３）を取り出すための排出流開口部 （１５）が設けられている溶融容器（１）と、 ｂ）前記溶融容器に付設されて充填材料を溶融させるための第１の加熱装置（ ３０、３８）と、 ｃ）前記溶融容器（１）の炉床（１２）から溶融金属を受容するため及び冶金 処理のために前記溶融容器の側方に配置されており、取出開口部（２２）とタッ ピング開口部（１８）を有する処理容器（２）と、 し、 ｄ）溶融金属を冶金処理するための前記処理容器に付設されたと第２の加熱装 置（３８）と、 ｅ）前記溶融容器（１）の排出流開口部（１５）を処理容器（２）の取出開口 部（２２）へ連結しており、ユニットを正の傾動方向（８）に傾動させたときに 溶融容器（１）の排出流開口部（１５）から外へ流れ出る溶融金属（１３）を処 理容器（２）の中へ移すことができる通路（２６）と、 を有する冶金ユニット。 ２．スラグを取り除くために、正の傾動方向（８）と反対の負の傾動方向（９） へ傾動すなわち転動することができる請求項１記載の冶金ユニット。 ３．平面視における溶融容器（１）の中心点（１７）と処理容器（２）の中心点 （２０）をむすぶライン（２３）がユニットの正の傾動方向（８）に対して鋭角 の角度αをなす請求項１もしくは請求項２記載の冶金ユニット。 ４．平面視における溶融容器（１）の中心点（１７）を通る正の傾動方向（８） に対するラインが、排出流開口部（１５）の部分で容器の壁と交差する請求項１ 〜請求項３のいずれか１項記載の冶金ユニット。 ５．溶融容器（１）の壁が排出流開口部（１５）と反対側に作業開口部（１６） を有する請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の冶金ユニット。 ６．前記処理容器（２）のタッピング開口部（１８）が、正の傾動方向（８）に 対して、処理容器（２）の底部（２４）の外側端部側に中心からずれて配置され ている請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の冶金ユニット。 ７．前記処理容器（２）の壁が、容器の中心（２９）に対して負の傾動方向（９ ）に作業開口部（２１）を有する請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の冶金 ユニット。 ８．冶金ユニットを傾斜させない状態（スタート位置）において、前記通路（２ ６）の底部（２９）が溶融容器（１）の底部（２５）よりも高くなっている請求 項１〜請求項７のいずれか１項記載の冶金ユニット。 ９．ユニットがスタート位置において、溶融容器（１）の炉床（１２）に、処理 容器（２）の容量の少なくとも半分の量の溶融金属（１３）を保持できる高さだ け、通路（２６）の底部（２９）が溶融容器（１）の底部（２５）よりも高くな っている請求項８記載の冶金ユニット。 １０．ユニットがスタート位置において、処理容器（２）の底部（２４）が溶融 容器（１）の底部（２５）よりも低くなっている請求項１〜請求項９のいずれか １項記載の冶金ユニット。 １１．前記通路（２６）が、二つの容器（１及び２）の間の耐火物質で形成され た仕切り壁（２８）に設けられた上方に開口したチャンネルの形を有している請 求項１〜請求項１０のいずれか１項記載の冶金ユニット。 １２．溶融容器（１）及び処理容器（２）の中へ選択的に挿入することのできる 少なくとも一つの電極（４０）のための上昇及び旋回アセンブリ（３３）が、溶 融容器（１）と処理容器（２）からなる構造ユニットに隣接配置されている請求 項１〜請求項１１のいずれか１項記載の冶金ユニット。 １３．前記電極（４０）のための上昇及び旋回アセンブリ（３３）が、溶融容器 （１）及び処理容器（２）からなる構造ユニットを支持する傾動可能なフレーム （３）に配置されている請求項１〜請求項１２のいずれか１項記載の冶金ユニッ ト。 １４．ガス及び固体を注入するために、ノズル（４０、３２）が溶融容器（１） 及び／もしくは処理容器（２）に開口している請求項１〜請求項１３のいずれか １項記載の冶金ユニット。 １５．前記溶融容器（１）の蓋（１１）が保持構造（３５）の中に固定されてお り、この保持構造に、充填材料プレヒータ（３４）の形態でありその下側開口部 が溶融容器（１）に開口しているシャフトが支持されている請求項１〜請求項１ ４のいずれか１項記載の冶金ユニット。 １６．前記充填材料プレヒータ（３４）が締切部材（３７）を有し、この締切部 材が充填材料プレヒータ（３４）の内部に充填材料を保持するための閉位置から 、前記シャフトを開いて充填材料を前記充填材料プレヒータの中へ通す解放位置 に可動である請求項１５記載の冶金ユニット。