(57)【要約】【課題】添加剤を溶融金属の中に分注するための方法を提供すること。【解決手段】方法は、ランスの出口を冶金用融液の表面より下に位置付けることであって、位置付けることは、冶金用融液の表面に対する場所データを決定することを含む、ことと、出口が前記冶金用融液の表面より下にある間、添加剤ワイヤを出口から分注することとを含む、方法。冶金用融液は、スラグ層と、スラグ層より下にある溶融金属とを含み、位置付けることは、出口をスラグ層と溶融金属との間の界面より下に維持することを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加剤を溶融金属の中に分注する方法であって、前記方法は、
ランスの出口を冶金用融液の表面より下に位置付けることであって、前記位置付けることは、前記冶金用融液の表面に対する場所データを決定することを含む、ことと、
前記出口が前記冶金用融液の表面より下にある間、添加剤ワイヤを前記出口から分注することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記冶金用融液は、スラグ層と、前記スラグ層より下にある溶融金属とを含み、前記位置付けることは、前記出口を前記スラグ層と前記溶融金属との間の界面より下に維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記位置付けることは、前記冶金用融液の表面に対して決定された場所データに基づいて、前記出口を前記界面より下の所定の深度に維持することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記場所データを決定することは、レーザビームを前記冶金用融液の表面に向かって放出することを含む、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記場所データを決定することは、距離測定アセンブリによって行われ、前記ランスの出口を位置付けることは、前記距離測定アセンブリから、前記ランスを移動させるように構成されている変位アセンブリに信号を送信することを含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ランスの出口を位置付けることは、前記距離測定アセンブリからの信号に応答して、前記ランスを移動させることを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ランスの出口を位置付けることは、前記ランスの移動を追跡するように構成されるエンコーダからの情報に従い、かつ前記場所データに従って行われる、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記ランスの出口を位置付けることは、前記ランスをワイヤ矯正機と一緒に移動させることを含む、請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
添加剤を溶融金属の中に分注するためのシステムであって、前記システムは、
ワイヤ送給装置と、
冶金用ワイヤを前記ワイヤ送給装置から受け取って、前記冶金用ワイヤを前記ランスの出口から分注するように構成されているランスであって、前記ランスは、前記冶金用ワイヤを冶金用融液の表面より下に分注するようにさらに構成されている、ランスと、
冶金用融液の表面に対する場所データを決定するように構成されている距離測定デバイスと、
前記場所データに従って、前記ランスを移動させるように構成されている変位アセンブリと
を備えている、システム。
【請求項１０】
前記ランスの移動または前記変位アセンブリの位置アクチュエータの移動を追跡するように構成されているエンコーダをさらに備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記変位アセンブリは、前記エンコーダからの情報に従い、かつ前記場所データに従って前記ランスを移動させるように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記距離測定デバイスは、レーザビームを放出するように構成されている、請求項９から請求項１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
前記変位アセンブリは、電気モータおよびモータ制御を含み、前記モータ制御は、前記場所データに従って、前記モータを制御するように構成されている、請求項９から請求項１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
前記変位アセンブリは、油圧ポンプおよび油圧制御を含み、前記油圧制御は、前記場所データに従って、前記油圧ポンプを制御するように構成されている、請求項９から請求項１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
前記変位アセンブリは、前記場所データに従って、前記ワイヤ送給装置を前記ランスと一緒に移動させるように構成されている、請求項９から請求項１４のいずれかに記載のシステム。
【請求項１６】
前記ワイヤ送給装置は、ワイヤ矯正機を含む、請求項９から請求項１５のいずれかに記載のシステム。
【請求項１７】
前記変位アセンブリは、前記場所データに基づいて、前記ランスの出口を前記冶金用融液内の所定の深度に維持するように構成されている、請求項９から請求項１６のいずれかに記載のシステム。
【請求項１８】
前記変位アセンブリは、前記ランスの出口を前記冶金用融液のスラグ層と溶融金属との間の界面からの所定の深度に維持するように構成されている、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属生産のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼鉄の生産では、鉄融液が、典型的には、好適な炉内で生産され、次いで、取鍋中に捕捉され、精製または合金目的のために、１つ以上の成分で処理される。酸化物介在物浮選、酸化物介在物形態修正、脱硫等のために、精製剤として、本時点において、カルシウムを溶融鉄材料に添加することは周知である。残念ながら、カルシウムの低密度（鋼鉄と比較して）、揮発度、および反応度は、取鍋内の溶融材料へのその添加のための満足のゆくプロセスを提供するタスクを著しく複雑にする。
【０００３】
種々の技法が、鋼鉄作製取鍋内の溶融材料へのカルシウムの添加のために採用されてきた。カルシウム含有粒子状材料のバルク添加は、これらの材料が、その中で十分な滞留時間を費やさずに、融液の表面にすぐに上昇するため、満足できるものではない。直接、粒子状材料を炉からの出鋼流中に注ぐことによって、滞留時間を増加させようとする試みは、カルシウムの大気中酸素との過剰反応をもたらす。融液中への被覆投射物の投入または注入による、カルシウム含有材料の導入は、概して、適正な滞留時間を提供するが、複雑、高価、かつ時間がかかる手順である。また、耐熱性ランスを通して、不活性ガス注入によって、融液中にカルシウム含有粉末を注入することも提案されている。相当なガス流が、粉末を溶融鉄材料中に推進するために要求されるため、高レベルの乱流が、ガスが放出されるにつれて、融液の表面に発生され、それによって、溶融鉄材料の大気中の酸素および窒素への過剰暴露を生じさせる。さらに、ランスから流出後、カルシウムは、ランスを囲繞する不活性ガスプルームまたはプルームに隣接する湧昇溶融材料中の融液を通して急上昇する傾向にある。したがって、浴中のカルシウム滞留時間は、許容できないほど短い。
【０００４】
前述の問題を克服する試みにおいて、カルシウムはまた、融液の上側表面を通して継続的に送給されるカルシウム金属含有ワイヤ（被覆または非被覆）の形態において、鋼鉄作製取鍋中の融液に添加されている。ワイヤ送給の主要な利点は、粉末注入におけるように、カルシウム含有材料を溶融鉄材料中に推進するために、大量のガス流が必要とされないことである。しかしながら、カルシウムの高揮発度は、表面ワイヤ送給において添加されるカルシウムの効率的利用の達成を阻む。
【０００５】
特許文献１は、溶融材料の表面の真下に配置可能な出口を有する耐熱ランスを使用して、直接、ある量の溶融材料中へのカルシウムを含むワイヤ等のワイヤ形態における処理添加剤で溶融鉄材料を処理するための装置および方法を開示している。そのようなランス装置では、ワイヤが、ランスを通る通路中に送給され、不活性ガスが、並行して、ワイヤとともに通路中に注入され、溶融材料を気泡撹拌によって撹拌しながら、溶融材料の固化によるランスの閉塞を防止する。
【０００６】
添加剤を溶融金属の中に分注するための効果的および効率的方法ならびにシステムの継続的必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，５１２，８００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
要約すると、概して、本発明は、添加剤を溶融金属の中に分注するための方法およびシステムを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の側面では、方法は、ランスの出口を冶金用融液の表面より下に位置付けることであって、位置付けることが、冶金用融液の表面に対する場所データを決定することを含む、ことと、出口が、冶金用融液の表面より下にある間、添加剤ワイヤを出口から分注することとを含む。
【００１０】
本発明の側面では、システムは、ワイヤ送給装置と、冶金用ワイヤをワイヤ送給装置から受け取って、冶金用ワイヤをランスの出口から分注するように構成されている、ランスであって、ランスは、冶金用ワイヤを冶金用融液の表面より下に分注するようにさらに構成されている、ランスとを備えている。システムはさらに、冶金用融液の表面に対する場所データを決定するように構成されている、距離測定デバイスと、場所データに従って、ランスを移動させるように構成されている変位アセンブリとを備えている。
【００１１】
以下の任意の１つまたは２つ以上の組み合わせは、前述の側面に付加され、本発明の追加の側面を形成することができる。
【００１２】
冶金用融液は、スラグ層と、スラグ層より下にある溶融金属とを含み、位置付けることは、出口をスラグ層と溶融金属との間の界面より下に維持することを含む。
【００１３】
位置付けることは、冶金用融液の表面に対して決定された場所データに基づいて、出口を界面より下の所定の深度に維持することを含む。
【００１４】
場所データを決定することは、レーザビームを冶金用融液の表面に向かって放出することを含む。
【００１５】
場所データを決定することは、距離測定アセンブリによって行われ、ランスの出口を位置付けることは、距離測定アセンブリから、ランスを移動させるように構成されている変位アセンブリに信号を送信することを含む。
【００１６】
ランスの出口を位置付けることは、距離測定アセンブリからの信号に応答して、ランスを移動させることを含む。
【００１７】
ランスの出口を位置付けることは、ランスの移動を追跡するように構成されているエンコーダからの情報に従って、かつ場所データに従って、行われる。
【００１８】
ランスの出口を位置付けることは、ランスをワイヤ矯正機と一緒に移動させることを含む。
【００１９】
エンコーダは、ランスの移動または変位アセンブリの位置アクチュエータの移動を追跡するように構成されている。
【００２０】
変位アセンブリは、エンコーダからの情報に従って、かつ場所データに従って、ランスを移動させるように構成されている。
【００２１】
距離測定デバイスは、レーザビームを放出するように構成されている。
【００２２】
変位アセンブリは、電気モータおよびモータ制御を含み、モータ制御は、場所データに従って、モータを制御するように構成されている。
【００２３】
変位アセンブリは、油圧ポンプおよび油圧制御を含み、油圧制御は、場所データに従って、油圧ポンプを制御するように構成されている。
【００２４】
変位アセンブリは、場所データに従って、ワイヤ送給装置をランスと一緒に移動させるように構成されている。
【００２５】
ワイヤ送給装置は、ワイヤ矯正機を含む。
【００２６】
変位アセンブリは、場所データに基づいて、ランスの出口を冶金用融液内の所定の深度に維持するように構成されている。
【００２７】
変位アセンブリは、ランスの出口を冶金用融液のスラグ層と溶融金属との間の界面からの所定の深度に維持するように構成されている。
【００２８】
本発明の特徴および利点は、付随の図面と共に熟読されるべき以下の発明を実施するための形態からより容易に理解されるであろう。
【００２９】
（参照による引用）
本明細書に記載される全刊行物および特許出願は、各個々の刊行物または特許出願が、具体的かつ個々に、参照することによって組み込まれるよう示される場合と同程度において、参照することによって本明細書に組み込まれる。組み込まれた刊行物または特許と本明細書との間に、単語および／または語句のいずれかに一致しない使用が存在する程度において、これらの単語および／または語句は、本明細書で使用される態様と一致する意味を有するであろう。
【００３０】
本発明はさらに、例えば、以下を提供する。
（項目１）
添加剤を溶融金属の中に分注する方法であって、上記方法は、
ランスの出口を冶金用融液の表面より下に位置付けることであって、上記位置付けることは、上記冶金用融液の表面に対する場所データを決定することを含む、ことと、
上記出口が上記冶金用融液の表面より下にある間、添加剤ワイヤを上記出口から分注することと
を含む、方法。
（項目２）
上記冶金用融液は、スラグ層と、上記スラグ層より下にある溶融金属とを含み、上記位置付けることは、上記出口を上記スラグ層と上記溶融金属との間の界面より下に維持することを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
上記位置付けることは、上記冶金用融液の表面に対して決定された場所データに基づいて、上記出口を上記界面より下の所定の深度に維持することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目４）
上記場所データを決定することは、レーザビームを上記冶金用融液の表面に向かって放出することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目５）
上記場所データを決定することは、距離測定アセンブリによって行われ、上記ランスの出口を位置付けることは、上記距離測定アセンブリから、上記ランスを移動させるように構成されている変位アセンブリに信号を送信することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目６）
上記ランスの出口を位置付けることは、上記距離測定アセンブリからの信号に応答して、上記ランスを移動させることを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目７）
上記ランスの出口を位置付けることは、上記ランスの移動を追跡するように構成されるエンコーダからの情報に従い、かつ上記場所データに従って行われる、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目８）
上記ランスの出口を位置付けることは、上記ランスをワイヤ矯正機と一緒に移動させることを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目９）
添加剤を溶融金属の中に分注するためのシステムであって、上記システムは、
ワイヤ送給装置と、
冶金用ワイヤを上記ワイヤ送給装置から受け取って、上記冶金用ワイヤを上記ランスの出口から分注するように構成されているランスであって、上記ランスは、上記冶金用ワイヤを冶金用融液の表面より下に分注するようにさらに構成されている、ランスと、
冶金用融液の表面に対する場所データを決定するように構成されている距離測定デバイスと、
上記場所データに従って、上記ランスを移動させるように構成されている変位アセンブリと
を備えている、システム。
（項目１０）
上記ランスの移動または上記変位アセンブリの位置アクチュエータの移動を追跡するように構成されているエンコーダをさらに備えている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１１）
上記変位アセンブリは、上記エンコーダからの情報に従い、かつ上記場所データに従って上記ランスを移動させるように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１２）
上記距離測定デバイスは、レーザビームを放出するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１３）
上記変位アセンブリは、電気モータおよびモータ制御を含み、上記モータ制御は、上記場所データに従って、上記モータを制御するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４）
上記変位アセンブリは、油圧ポンプおよび油圧制御を含み、上記油圧制御は、上記場所データに従って、上記油圧ポンプを制御するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１５）
上記変位アセンブリは、上記場所データに従って、上記ワイヤ送給装置を上記ランスと一緒に移動させるように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１６）
上記ワイヤ送給装置は、ワイヤ矯正機を含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１７）
上記変位アセンブリは、上記場所データに基づいて、上記ランスの出口を上記冶金用融液内の所定の深度に維持するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１８）
上記変位アセンブリは、上記ランスの出口を上記冶金用融液のスラグ層と溶融金属との間の界面からの所定の深度に維持するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
【００３１】
（摘要）
添加剤ワイヤを分注するための方法およびシステムは、添加剤ワイヤを送達するためのランスの使用と、その中にランスが設置される、冶金用融液の表面に対する場所データの決定とを伴う。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の浅い冶金用ワイヤ注入および深度制御システムの実施形態の側面図と、容器内に金属およびスラグを示す、冶金用容器の断面側面図とを示す。
【図２】図２は、本発明の浅い冶金用ワイヤ注入および深度制御システムの実施形態の側面図と、容器内に金属およびスラグを示す、冶金用容器の断面側面図とを示す。
【図３】図３は、ワイヤ送給装置およびランスを支持するための構造の正面および背面支持片の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
全図面は、略図であって、その中に与えられる構造は、縮尺通りであることを意図しない。本発明は、示される精密な配列および手段に限定されないが、請求項の範囲によってのみ限定されることを理解されたい。
【００３４】
次に、本発明の実施形態を図示する目的のために、例示的図面をより詳細に参照すると（類似参照番号は、いくつかの図間で対応するまたは類似要素を指定する）、図１において、浅い冶金用ワイヤ注入のためのワイヤ送給装置１０と、添加剤ワイヤを溶融金属の表面より下にある、ある量の溶融金属中に送給するための深度制御ランス１２とを含む、システムが示される。ランス１２は、入口１４と、出口１６と、ランス１２を通して送給される添加剤ワイヤ２０のために、入口１４と出口１６との間に提供される、通路１８とを備えている。
【００３５】
ワイヤ送給装置１０は、レーザデバイス２２（また、距離測定デバイスとも称される）を含む。レーザデバイス２２は、レーザエミッタ２３またはレーザ測距器を含むことができる。レーザデバイス２２は、レーザビーム２４を出力し、レーザデバイス２２から、冶金用容器３０内のスラグ層２７の上部表面２６までの距離３７を走査する。
【００３６】
レーザデバイス２２は、レーザデバイス２２のレーザエミッタおよび関連付けられた機器を冷却するための冷却手段３２を有することができる。レーザデバイス２２からの範囲および位置データの任意の１つまたはその組み合わせは、レーザ走査ユニット３４に送信される。レーザ走査ユニット３４は、ラップトップコンピュータまたはパーソナルコンピュータタワーであることができる。レーザ走査ユニット３４は、スラグ層２７の上部表面２６からレーザデバイス２２までの距離および／または位置を計算するように構成されている。ランス１２は、所定の経路に沿って変位されるように構成され、ランス１２に対するレーザデバイス２２の位置は、エンコーダ４４を介して既知であるため、レーザ走査ユニット３４は、信号をモータ制御３５（また、コントローラとも称される）に送信し、ランス１２を鋼鉄融液２８中への所望の貫入深度３６まで上昇または降下させることができる。図１は、モータ制御３５と通信する、エンコーダ４４を示す。したがって、ランス１２の上昇および降下は、エンコーダ４４およびレーザデバイス２２からの情報に従って行うことができることを理解されるであろう。本発明を使用して、ランス１２は、冶金用ワイヤ２０の送給中、所定の深度３６の同一の範囲、例えば、１２〜２４インチ（３０〜６１ｃｍ）まで、鋼鉄融液２８中に貫入するであろう。所定の深度３６のための他の数値および範囲が使用され得ることを理解されるであろう。
【００３７】
いくつかの実施形態では、ランス１２の先端４６を、浅い所定の深度、例えば、１２〜２４インチにおいて、金属または鋼鉄融液２８内に維持することが所望される。いくつかの実施形態では、ランス１２の先端４６は、鋼鉄融液２８の上面２９より下１２〜２４インチ（３０〜６１ｃｍ）である、位置に設置される。鋼鉄融液２８の上面２９は、スラグ層２７より下にある。上面２９は、スラグ層２７と鋼鉄融液２８との間の界面２９と称される。
【００３８】
スラグ層２７は、石灰、シリカ、または他の材料を含み得る。スラグ層２７は、溶融金属２８中への添加剤ワイヤ２０の分注に先立って、冶金用容器３０内の溶融金属２８に添加され得る。
【００３９】
ワイヤ送給装置１０は、例えば、図１に示されるように、モータ４３に動作可能に連結されるモータ駆動チェーン４２、または、拡張および収縮位置において駆動されることができる伸縮自在ユニット（図２）等の油圧駆動ユニット等の、構造部材４０の正面に沿ってランス１２を変位させるための手段を有することができる。
【００４０】
モータ制御３５は、ランス１２を所定の経路に沿って変位させるモータ４３の動作を制御するように構成されている。モータ３４はまた、位置アクチュエータとも称され、例えば、電気モータであることができる。例えば、アナログデバイスであることができるエンコーダ４４は、両移動方向４７において、レーザデバイス２２および／または容器３０に対するランス１２の移動を追跡するように構成されている。エンコーダ４４は、モータ４３またはランス１２の前後の移動を感知し、それを追跡記録するように構成されている。
【００４１】
いくつかの実施形態では、ワイヤ送給装置１０は、ワイヤ矯正機４８およびコーン５０の任意の一方または両方を含み、冶金用ワイヤ２０のワイヤ送給装置１０中への送給を補助する。
【００４２】
いくつかの実施形態では、ワイヤ送給装置１０は、ランス１２が、ワイヤ送給装置１０上の特定の指定される位置にある場合に、センサ５４によって作動されるように構成されている、近接スイッチ５２を含む。
【００４３】
ランス１２の位置は、チェーン４２を駆動させるように構成されているモータ４３によって駆動されることができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、ワイヤ送給装置１０は、ブロックデバイス５６を含み、ランス１２が、冶金用融液２７、２８内に深く位置付けられすぎないように防止する。冶金用融液とは、溶融金属２８および任意のスラグ層２７を指す。
【００４５】
図１では、レーザデバイス２２は、ワイヤ送給装置１０を支持する構造支持体４０上に搭載される。レーザデバイス２２は、可動カバー片５８を含み、レーザデバイス２２のレーザ光学および任意の感熱部分を冶金用融液２７、２８から放射される熱から保護することができる。レーザデバイス２２は、レーザデバイス２２から、標的、例えば、スラグ層２７の上部表面２６まで、最大４０メートルの距離３７を決定することができる。好適なレーザデバイス、例えば、レーザエミッタまたはレーザ測距器およびレーザ走査ユニットは、Ｆｅｒｒｏｔｒｏｎ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｉｎｔｅｑ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．（Ｄｕｉｓｂｕｒｇ，  Ｇｅｒｍａｎｙ）から利用可能である。
【００４６】
図２は、本発明の別の実施形態を示し、システムは、浅い冶金用ワイヤ注入のためのワイヤ送給装置１０と、送給添加剤ワイヤ２０を溶融金属表面の表面より下のある量の溶融金属２８中に送給するための深度制御ランス１２とを含む。ランス１２は、入口１４と、出口１６と、ランス１２を通して送給される添加剤ワイヤ２０のための入口１４と出口１６との間に提供される通路１８とを備えている。レーザデバイス２２（また、距離測定デバイスとも称される）は、レーザエミッタまたはレーザ測距器であることができる。レーザデバイス２２は、冶金用容器３０内のスラグ層２７の視野を有する、生産設備内の場所に搭載することができる。レーザデバイス２２は、レーザビーム２４を放出し、レーザデバイス２２から、冶金用容器３０内のスラグ層２７の上部表面２６までの位置および／または距離を走査する。位置および／または距離は、本明細書では、スラグ層２７の上部表面２６に対するレーザデバイス２２の場所データと称される。レーザデバイス２２からの場所データは、レーザデバイス２２から、スラグ層２７の上部表面２６までの距離３７を計算するように構成される、レーザ走査ユニット３４に送信される。レーザ走査ユニット３４は、例えば、ラップトップコンピュータまたはパーソナルコンピュータタワーであることができる。ランス１２は、所定の経路に沿って変位され、レーザデバイス２２の場所は、ランス１２の座標系において既知であるため、レーザ走査ユニット３４は、ランス先端４６が、レーザデバイス２２からスラグ層２７までの距離３７に基づいて、鋼鉄融液２８内の所望の深度３６にくるように、信号を油圧制御３５に送信し、ランス１２を上昇または降下させることができる。
【００４７】
エンコーダ４４は、ランス１２の座標系内のレーザデバイス２２の場所を提供することができる。図２は、油圧制御３５と通信する、エンコーダ４４を示す。したがって、ランス１２を方向４７に移動させることは、エンコーダ４４およびレーザデバイス２２からの情報に従って、油圧制御３５によって制御されることができることを理解されるであろう。
【００４８】
レーザデバイス２２、レーザ走査ユニット３４、油圧制御３５、およびエンコーダ４４を備えている、深度制御システムは、フィードバック制御ループとして動作することができる。フィードバック制御ループとしての動作中、ランス１２の位置は、容器３０内の溶融金属２８の量の変化中に生じ得るような界面２９のレベルが変動する間、自動的に、深度制御システムによって調節され、所望の深度３６を維持する。
【００４９】
ワイヤ送給装置１０は、構造部材４０の正面に沿って、ランス１２を変位させるための変位手段を有することができる。変位手段または変位アセンブリは、ポンプ４３（また、位置アクチュエータとも称される）の動作を制御するように構成される、油圧制御３５（また、コントローラとも称される）を含む。ポンプ４３は、伸縮自在油圧シリンダ６０を拡張および収縮させ、所定の経路に沿って、ランス１２を変位させるように構成される。エンコーダ４４は、所定の経路に沿って、両方向４７において、ランス１２の移動を追跡するように構成される。エンコーダ４４は、アナログデバイスであることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、ランス１２の先端４６は、鋼鉄融液２８とスラグ層２７との間の界面２９から１２〜２４インチ（３０〜６１ｃｍ）である位置に設置される。ワイヤ送給装置１０は、ワイヤ矯正機４８および／またはコーンを有し、冶金用ワイヤ２０のワイヤ送給装置１０中への送給を補助することができる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、金属または鋼鉄融液２８内の浅い所定の深度３６、好ましくは、深度１２〜２４インチ（３０〜６１ｃｍ）に、ランス１２の先端４６を維持することが所望される。所定の深度３６のための他の数値および範囲が使用され得ることを理解されるであろう。
【００５２】
ワイヤ送給装置１０は、ランス１２が特定の指定される位置にある場合、ランス１２上のセンサによって作動されるように構成される、近接スイッチ５２を有することができる。
【００５３】
ランス１２の位置は、上下移動４７の両方において、ワイヤ送給装置１０上のキャリッジ６２を駆動させるように構成される、伸縮自在油圧シリンダ６０によって駆動されることができる。
【００５４】
図２では、レーザデバイス２２は、冶金用生産設備内の構造７０上に搭載される。ランス１２は、構造７０に対して可動である。レーザデバイス２２は、標的、例えば、スラグ層２７の上部表面２６から、レーザデバイス２２までの距離３７を決定するように構成される。距離３７は、２０〜４０メートルの範囲内であることができる。好適なレーザデバイス２２、例えば、レーザエミッタまたはレーザ測距器およびレーザ走査ユニットは、Ｆｅｒｒｏｔｒｏｎ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｉｎｔｅｑ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．（Ｄｕｉｓｂｕｒｇ，  Ｇｅｒｍｎａｙ）から利用可能である。
【００５５】
図２および３に示されるように、キャリッジ６２は、溝７４（図３）の中に配置される車輪７２（図２）を有することができる。ランス継手７６は、ランス１２をワイヤ矯正機４８に接続することができる。ワイヤ送給装置１０は、ランス１２に注入され、ランス１２の周囲における鋼鉄の固化を防止する不活性ガスを有し、冶金用ワイヤ２０からの冶金用添加剤と鋼鉄または融液の混合を補助することができる。ワイヤ矯正機４８は、ギヤボックス８０内のギヤを駆動させる、モータ７８を有することができる。
【００５６】
図１および２では、ランス１２は、耐熱材料から作製される。ランス１２は、溶融金属２８、例えば、溶融鋼鉄にさらされた場合の劣化および腐食に耐えるように構成される。いくつかの実施形態では、ランス１２は、アルミナまたは任意の他の耐熱性材料、例えば、窯の内部を被覆するために使用されるもの等から作製される、セラミック耐熱性ケーシングを含む。
【００５７】
いくつかの実施形態では、冶金用ワイヤ２０は、カルシウムを含むワイヤである。カルシウムを含むワイヤの実施例として、カルシウムで充填された中心コアを有する、鉄または鋼鉄の管状シースを含む。
【００５８】
図１および２は、走査ユニット３４と距離測定デバイス２２との間の概略の通信線、コントローラ３５と位置アクチュエータ４３との概略の通信線、コントローラ３５とエンコーダ４４との間の概略の通信線、および走査ユニット３４とコントローラ３５との間の概略の通信線を示す。概略の接続線は、任意の形態の通信を表す。例えば、通信線は、物理的ワイヤ、または無線通信、またはそれらの組み合わせを表すことができる。
【００５９】
図１および２では、ワイヤ矯正機４８は、その間を冶金用ワイヤ２０が通過し、ランス１２の通路１８を通しての送達に備えて、冶金用ワイヤ２０が直線化される複数のローラを含むことができる。ローラは、モータ７８に駆動される、ギヤボックス８０（図２）内のギヤに連結され得る。ワイヤ矯正機４８は、ランス１２に取り付けられる。ランスを変位させるための手段は、ランス１２およびワイヤ矯正機４８を一緒に移動させる。図１では、モータ４３の作動は、チェーン４２に、ランス１２をワイヤ矯正機４８と一緒に上昇または下降させる。図２では、ランス１２およびワイヤ矯正機４２は、ポンプ４３の作動が、油圧シリンダ６０に、ランス１２をワイヤ矯正機４８と一緒に上昇または下降させるように、キャリッジ６２に取り付けられる。他の実施形態では、ランス１２およびワイヤ矯正機４８は、一緒に移動しない。
【００６０】
図１および２では、変位アセンブリは、位置アクチュエータ４３（例えば、電気モータまたは油圧ポンプ）およびコントローラ３５（例えば、モータ制御または油圧制御）を備えている。距離測定アセンブリは、距離測定デバイス２２（例えば、レーザデバイス）および走査ユニット３４（例えば、レーザ走査ユニット）を備えている。他のタイプの距離測定デバイスも、本発明の範囲内である。例えば、音響距離測定デバイスおよび関連付けられた音響走査ユニットが、レーザデバイス２２およびレーザ走査ユニット３４の代わりに、使用されることができる。
【００６１】
図１の変位アセンブリは、図２の距離測定アセンブリと組み合わせて使用されることができ、図２の変位アセンブリは、図１の距離測定アセンブリと組み合わせて使用されることができることを理解されるであろう。
【００６２】
本発明のいくつかの特定の形態が、図示および説明されたが、また、種々の修正が、本発明の範囲から逸脱することなく、成され得ることは明白であろう。また、開示される実施形態の具体的特徴および側面の種々の組み合わせまたは部分的組み合わせは、本発明の可変モードを形成するために、相互に組み合わせられること、または代用されることができることが想定される。前述の本発明の特徴の全変形例は、添付の請求項の範囲内であると見なされる。本発明は、添付の請求項によってのみ以外、限定されるように意図されない。
【図１】
2014040658.tif 000002
【図２】
2014040658.tif 000003
【図３】
2014040658.tif 000004
【外国語明細書】
2014040658000001.pdf