(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気炉（99）と該電気炉（99）に供給するための材料（Ｗ）が貯えられた材料保管部（90）の間の軌道（22）に沿って往復移動可能な台車（１）を備え、
上記台車（１）に、開口部（20）を有する材料収容用のドラム（２）と、該ドラム（２）を材料受入姿勢と予熱姿勢と材料排出姿勢とに各々対応するように変更する傾動手段（３）と、上記ドラム（２）内の上記材料（Ｗ）を攪拌するために該ドラム（２）を回転駆動させる回転手段（５）と、を搭載し、
上記軌道（22）の途中には、上記ドラム（２）の上記開口部（20）に対して施蓋状態として対応可能なバーナ（61）付き蓋体（６）を設け、
さらに、上記材料保管部（90）と上記蓋体（６）の間に、上記材料保管部（90）からの材料（Ｗ）が投入される受入ホッパー（92）を、上記軌道（22）に直交する水平方向に走行自在に設け、上記受入ホッパー（92）は下端開口部に後方下傾状の受入シュート（93）を有し、
前方上傾状の材料受入姿勢の上記ドラム（２）に、上記受入ホッパー（92）の上記受入シュート（93）を介して上記材料（Ｗ）を収容させた後、上記受入ホッパー（92）を上記水平方向に移動させて平面視で上記台車（１）の走行軌跡上から逃がして、上記台車（１）を前方走行させ、上記傾動手段（３）にて傾斜状の予熱姿勢に保持された上記ドラム（２）の上記開口部（20）に対して上記蓋体（６）を施蓋状態とし、予熱姿勢の上記ドラム（２）を上記回転手段（５）にて回転駆動させると共に上記施蓋状態の蓋体（６）のバーナ（61）を燃焼させて、上記材料（Ｗ）を所定予熱温度まで昇温させ、その後、上記蓋体（６）を非施蓋状態とし、上記台車（１）を上記電気炉（99）近傍に到着させ、上記傾動手段（３）にて上記ドラム（２）を前方下傾状の材料排出姿勢に変更して、予熱した上記材料（Ｗ）を上記電気炉（99）に供給することを特徴とする電気炉用材料供給システム。
【請求項２】
上記蓋体（６）は、上記軌道（22）の途中に配設した固定枠（60）に、水平状姿勢と傾斜状姿勢とに切換揺動自在に設けている請求項１記載の電気炉用材料供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気炉用材料供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気炉用材料供給システムは、スクラップヤード等の材料保管部から材料を搬送して電気炉に投入し、電気炉内で材料の電気加熱を開始して昇温し、溶解させていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５８８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来は、電気炉にて材料を溶解する際に多大な電気エネルギーが必要となり、材料溶解作業にかかるコストが高いといった問題があった。
特に、電気炉で材料を常温から融点まで加熱する工程は、電気炉の溶解開始から溶解完了までにかかる電力エネルギーの６０％〜７０％を占め、コスト増加の大きな原因となっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、電気炉で材料を加熱する際に消費する電力を削減でき、材料溶解作業全体のコストダウンが図れる電気炉用材料供給システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の電気炉用材料供給システムは、電気炉と該電気炉に供給するための材料が貯えられた材料保管部の間の軌道に沿って往復移動可能な台車を備え、上記台車に、開口部を有する材料収容用のドラムと、該ドラムを材料受入姿勢と予熱姿勢と材料排出姿勢とに各々対応するように変更する傾動手段と、上記ドラム内の上記材料を攪拌するために該ドラムを回転駆動させる回転手段と、を搭載し、上記軌道の途中には、上記ドラムの上記開口部に対して施蓋状態として対応可能なバーナ付き蓋体を設け、さらに、上記材料保管部と上記蓋体の間に、上記材料保管部からの材料が投入される受入ホッパーを、上記軌道に直交する水平方向に走行自在に設け、上記受入ホッパーは下端開口部に後方下傾状の受入シュートを有し、前方上傾状の材料受入姿勢の上記ドラムに、上記受入ホッパーの上記受入シュートを介して上記材料を収容させた後、上記受入ホッパーを上記水平方向に移動させて平面視で上記台車の走行軌跡上から逃がして、上記台車を前方走行させ、上記傾動手段にて傾斜状の予熱姿勢に保持された上記ドラムの上記開口部に対して上記蓋体を施蓋状態とし、予熱姿勢の上記ドラムを上記回転手段にて回転駆動させると共に上記施蓋状態の蓋体のバーナを燃焼させて、上記材料を所定予熱温度まで昇温させ、その後、上記蓋体を非施蓋状態とし、上記台車を上記電気炉近傍に到着させ、上記傾動手段にて上記ドラムを前方下傾状の材料排出姿勢に変更して、予熱した上記材料を上記電気炉に供給するシステムである。
【０００７】
また、上記蓋体は、上記軌道の途中に配設した固定枠に、水平状姿勢と傾斜状姿勢とに切換揺動自在に設けているシステムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安価な灯油等を用いてバーナで材料を予熱した後、電気炉へ供給でき、電気炉で材料を溶解する際にかかる電気消費量を大幅に削減し、溶解作業全体にかかるコストを削減できる。回転によって、材料が全体に均等に加熱され、電気炉への投入後の溶解が円滑に高品質に行い得る。材料保管部からの材料の受け入れと、受け入れた材料の予熱と、ドラムから電気炉への材料供給とを、１台の台車で確実かつスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の一形態を示す側面図である。
【図２】材料受入姿勢の一例を示す側面図である。
【図３】材料排出姿勢の一例を示す側面図である。
【図４】回転手段の一例を示す要部側面図である。
【図５】予熱状態のドラムと蓋体を示す要部断面図である。
【図６】受入ホッパーの逃がし工程を示す斜視図である。
【図７】予熱工程を示す側面図である。
【図８】材料供給工程を示す側面図である。
【図９】平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
図１に示すように、誘導炉等の電気炉99と、その電気炉99に供給するための材料Ｗが貯えられた材料保管部90と、電気炉99と材料保管部90の間に前後方向に沿って配設された左右一対のレール21，21から成る軌道22と、軌道22上を前後方向に転動する複数の車輪19，19を有する自走式の台車１と、を備えている。
【００１１】
台車１に、材料収容用の有底円筒型のドラム２と、ドラム２の姿勢を変更するための傾動手段３と、ドラム２を回転駆動させる回転手段５と、前方下傾状の供給シュート８と、供給シュート８に振動を付与する振動手段と、走行用駆動源と、を搭載している。
図２乃至図４に示すように、ドラム２は、円形底壁２Ａと円筒形周壁２Ｂとを有し、円形の開口部20が形成されている。
【００１２】
傾動手段３は、台車１の支柱部11に一端30ａが左右水平状軸心廻りに揺動自在に枢着されると共に他端30ｂがドラム２を保持するドラム保持枠体４に取着された連結揺動部材30と、台車１の荷台側固定部12に一端31ａが左右水平状軸心廻りに枢着されると共に他端31ｂがドラム保持枠体４に左右水平状軸心廻りに枢着される伸縮自在な油圧シリンダや電動シリンダ等のアクチュエータ31と、を備えている。
【００１３】
傾動手段３は、アクチュエータ31を伸縮させることで、ドラム２の姿勢を、前方上傾状形状の材料受入姿勢（図１と図２参照）と、材料受入姿勢と同じ又は僅かに異なる傾動状態（傾斜角度）である前方上傾状の予熱姿勢（図７参照）と、前方下傾状の材料排出姿勢（図３と図８参照）と、に変更させる。
【００１４】
回転手段５は、ドラム２をドラム軸心Ｌ２廻りに回転駆動させるものであって、電動モータ等の駆動源Ｍと、減速機51と、駆動ギヤ部52と、駆動ギヤ部52と噛合すると共にドラム２に外嵌状に固着された環状ギヤ部（ラック部）53と、を備えている。（なお、図６と図９に於て、回転手段５を図示省略している。）
【００１５】
また、ドラム保持枠体４は、ドラム２の開口部20側に設けられ外嵌状に固着された第１リング部41と、ドラム２の底部側に設けられ外嵌状に固着された第２リング部42と、第１リング部41に転動する左右一対の第１支持ローラ43と、第２リング部42に転動する左右一対の第２支持ローラ44と、を備え、ドラム軸心Ｌ２廻りに回転自在に、ドラム２の外周側を保持している。
【００１６】
供給シュート８は、ドラム２の前方位置に設けられ、図示省略の振動手段によって振動が付与され、供給シュート８内の材料Ｗが、前方下方へ滑りやすく（流れやすく）している。
【００１７】
さらに、図１に示すように、軌道22の途中（前後中間位置）に、軌道22を跨ぐように配設し、ドラム２等を搭載した台車１が通過可能な門型の固定枠60を備えている。
固定枠60に、ドラム２の開口部20に対して施蓋状態として対応可能な円形板状のバーナ61付き蓋体６を設けている。蓋体６を、平面視で、軌道22上に（台車１・ドラム２等の前後走行軌跡上に）配設している。
【００１８】
蓋体６は、固定枠60に水平状姿勢（図１参照）と傾斜状姿勢（図７参照）とに切換揺動自在に設けている。
図５に示すように、蓋体６は傾斜状姿勢で、前方上傾状の予熱姿勢のドラム２の開口部20に接近乃至摺接にて対応した施蓋状態となる。
【００１９】
蓋体６は、液体燃料又は気体燃料によって燃焼可能なバーナ61と、排気路62ａを有する煙突62と、を備えている。
バーナ61は、材料Ｗの単位重量当りを昇温させるためのエネルギーコストが、電気炉99（の電気料金）よりも安価である液体燃料又はガスによって燃焼するものであり、特に、灯油（液体燃料）にて燃焼するもの（灯油用バーナ61）とするのが、燃料を安価かつ安定して確保できると共に安全性が高くて望ましい。
【００２０】
また、ドラム２は、材料攪拌及び排出促進用の羽根28を有する。
羽根28は、ドラム２の内周面からラジアル内方へ突設されると共にドラム軸心Ｌ２廻りに等間隔に複数設け、ドラム軸心Ｌ２方向に沿った帯板型としたり、或いは、帯板型の羽根28を、ドラム２のラジアル線から所定角度をもって傾倒して、ドラム軸心Ｌ２廻りに等間隔に複数設けても良い。
また、図示省略するが、羽根28をドラム軸心Ｌ２廻りの螺旋状として、材料Ｗを螺旋運動させて材料Ｗの攪拌作用を一層促進して、均等な温度に材料Ｗを昇温するも望ましい。
【００２１】
さらに、図１に示すように、材料保管部90と蓋体６の間（前後中間位置）に、ホッパー投入手段97にて材料Ｗが投入される受入ホッパー92を備えたドラム投入手段95を設けている。
受入ホッパー92は下端開口部に、材料受入姿勢のドラム２の開口部20に材料Ｗを案内するための後方下傾状の受入シュート93を有している。
しかも、このドラム投入手段95は、左右ガイド用吊りレール96，96を有し、受入ホッパー92を、左右に移動（走行）自在に吊持状に保持している。受入ホッパー92は、吊りレール96，96を転動する複数の車輪を備えている。
【００２２】
ドラム２が材料受入姿勢では、ドラム２と受入シュート93とが当接乃至接近しており、しかも、受入シュート93の下方開口端は後方を向いているために、ドラム２等を搭載している台車１は、前方へ移動不可である。そこで、図１の状態から図６に示すように、吊りレール96，96に沿って、受入ホッパー92を左右方向に自走させて（受入シュート93を平面視で台車１の走行軌跡上から左右一方側へ逃がして）、ドラム２等を搭載している台車１を、前方へ移動可能とする構成である。
【００２３】
ホッパー投入手段97は、天井側に前後方向に沿って配設された左右一対のクレーンレール98，98から成るクレーン軌道と、クレーン軌道に沿って走行可能なリフティングマグネット91と、を備えている。
【００２４】
そして、台車１、傾動手段３、回転手段５（図６に於ては図示省略）、ドラム投入手段95、ホッパー投入手段97、蓋体６、電気炉99、電気炉99の炉蓋（図６に於ては図示省略）等は、有線や無線で制御用信号等を送受信可能にコンピュータ等の制御部に接続され、図示省略の制御室から手動による遠隔操作や、プログラムによる自動（遠隔）運転を可能に構成している。
【００２５】
次に、本発明の電気炉用材料供給システムの使用方法（作動）について説明する。
図１に示すように、材料保管部90の前方位置で、受入ホッパー92を台車１の上方位置に配置する（平面視で軌道22上に配置する）。台車１に搭載されているドラム２を傾動手段３にて前方上傾状の材料受入姿勢に保持する。受入シュート93の下方開口端（排出口）とドラム２の開口部20とが接近乃至当接して連通する。
【００２６】
図１の状態にて、受入ホッパー92の受入シュート93を介して、ドラム２に材料Ｗを所定重量投入すると（材料受入工程）、図６に示すように、受入ホッパー92が吊りレール96，96に沿って、左右へ水平移動して（左右一方側へ逃げて）、ドラム２等を搭載した台車１が軌道22に沿って前方走行可能となる（受入ホッパー逃がし工程）。なお、受入ホッパー92を左右方向へ逃がす前に、ドラム２を傾動手段３にて僅かに傾動させて、ドラム２の開口部20と受入シュート93の排出口とを所定寸法だけ離間させても良い。
【００２７】
そして、ドラム２に材料Ｗを収容した台車１を、前方へ走行させる。傾動手段３にて材料受入姿勢と同じ又は僅かに異なる傾動状態（傾斜角度）に保持された予熱姿勢のドラム２を、蓋体６の下方位置に対応させる。
蓋体６が図６の水平状姿勢から下方へ揺動して、図７に示すように傾斜状姿勢となり、ドラム２に対して施蓋状態となる。
なお、予熱姿勢と材料受入姿勢を同じ又は僅かに異なる傾斜角度（１０度以内）の姿勢とすることで、材料受入工程から予熱工程終了まで、傾動手段３を大きく作動させる必要がなく、傾動手段３を作動させる時間や消費されるエネルギーを軽減できる。
【００２８】
そして、図５に示すように、予熱姿勢のドラム２を回転手段５にて回転駆動させつつ、施蓋状態（ドラム２に接近乃至摺接状態）の蓋体６のバーナ61を燃焼させて、所定温度まで材料Ｗを昇温させる予熱工程を行う。ドラム２内で発生する煙を排気路62ａを介してドラム２の外部に排出する。
【００２９】
このように、ドラム２を前方上傾状で回転させることで、内部の材料Ｗが均等に加熱され、効率良く（常温から）昇温させることができる。
例えば、ドラム２内の材料Ｗの平均温度を、融点の４０％〜８０％の値の温度、より好ましくは、４５％〜７５％の値（所定予熱温度）まで昇温する。さらに好ましくは、例えば、融点が約１１５０℃の材料を、常温の約２０℃から約６００℃（融点の５０％〜６０％の値の温度）まで昇温する。
【００３０】
さらに、ドラム２は、材料攪拌用の羽根28を有しているので、ドラム２の回転によって、羽根28が材料Ｗを攪拌し、ドラム２内の材料Ｗを一層均等にかつ迅速に常温から昇温させる。
【００３１】
ドラム２内の材料Ｗを所定予熱温度に熱した後、蓋体６を上方へ揺動させて水平状姿勢として、ドラム２から離間させる（蓋体６をドラム２に対して非施蓋状態とする）。その後、ドラム２等を搭載した台車１を電気炉99近傍まで前方水平走行させる。この際、回転手段５にてドラム２を回転させながら走行させることで、材料Ｗの温度を均一状に保持するも良い。
【００３２】
予熱状態の材料Ｗを収容したドラム２は、図８に示すように、電気炉99近傍に到着した後、傾動手段３にて前方下傾状の材料排出姿勢に切り換わり、供給シュート８を介して、電気炉99に予熱状態の材料Ｗを供給する（材料供給工程）。この供給の際に、回転手段５にてドラム２を回転させて、ドラム２からの材料Ｗの排出を促進させる。羽根28により、ドラム２から材料Ｗを排出する作業がより一層、迅速かつ容易に行える。また、図示省略の振動手段にて供給シュート８に振動を付与し材料Ｗが前方下方へ流れやすくする。
【００３３】
ドラム２等を搭載した台車１（材料収容装置９）が、直接的に電気炉99に材料Ｗを供給する。電気炉99に材料Ｗを供給後、傾動手段３にて材料受入姿勢に切り換えつつ材料受入位置（材料保管部90近傍）まで台車１を戻して、材料受入工程と予熱工程と材料供給工程（ドラム排出工程）を繰り返す。
【００３４】
さらに、本発明の電気炉用材料供給システムは、図９に示すように、複数の電気炉99と、ドラム２等を搭載した複数の台車１と、各電気炉99に夫々対応する軌道22と、を設け、各電気炉99に軌道22と台車１を一対一で対応させている。
【００３５】
そして、左右方向に隣り合う軌道22（台車１）で、ドラム投入手段95を共用している。図例のように、ドラム投入手段95の一対の吊りレール96，96を、平面視で４本の軌道22を左右方向に横断するように設け、吊りレール96，96に沿って走行する受入ホッパー92を、２台（軌道22の数や台車１の数よりも少なく）設けている。
【００３６】
また、左右方向に隣り合う軌道22（台車１）で、ホッパー投入手段97を共用している。ホッパー投入手段97の左右一対のクレーンレール98，98から成るクレーン軌道を左右方向に移動自在（走行可能）に設けている。
そして、クレーン軌道及びリフティングマグネット91を、２つ（台車１の軌道22の数や台車１の数より少なく）設けている。
台車１毎に個別に（専用に）、ドラム投入手段95及びホッパー投入手段97を設ける場合に比べて少電力化が図れると共に設備導入費用を軽減できる。
【００３７】
なお、本発明は、設計変更可能であって、材料保管部90は、縦穴式の材料ヤードに限らず地上仕切り型の材料ヤードや、サイロ型や箱型とするも良い。複数の支持ローラ43，44の内、１つ又は複数を回転駆動させることでドラム２を回転させる回転手段５とするも良い。また、傾動手段３が、ドラム２を材料受入姿勢と予熱姿勢と材料排出姿勢とに各々対応するように変更するとは、その内の２つの姿勢が同じであっても良い。ホッパー投入手段97は、材料Ｗを材料保管部90から受入ホッパー92に投入可能であれば、ベルトコンベア等で構成するも良い。
【００３８】
以上のように、本発明の電気炉用材料供給システムは、電気炉99と電気炉99に供給するための材料Ｗが貯えられた材料保管部90の間の軌道22に沿って往復移動可能な台車１を備え、台車１に、開口部20を有する材料収容用のドラム２と、ドラム２を材料受入姿勢と予熱姿勢と材料排出姿勢とに各々対応するように変更する傾動手段３と、ドラム２内の材料Ｗを攪拌するためにドラム２を回転駆動させる回転手段５と、を搭載し、軌道22の途中には、ドラム２の開口部20に対して施蓋状態として対応可能なバーナ61付き蓋体６を設け、ドラム２に材料Ｗを収容させた後、台車１を前方走行させ、傾動手段３にて傾斜状の予熱姿勢に保持されたドラム２の開口部20に対して蓋体６を施蓋状態とし、予熱姿勢のドラム２を回転手段５にて回転駆動させると共に施蓋状態の蓋体６のバーナ61を燃焼させて、材料Ｗを所定予熱温度まで昇温させ、その後、蓋体６を非施蓋状態とし、台車１を電気炉99近傍に到着させ、傾動手段３にてドラム２を前方下傾状の材料排出姿勢に変更して、予熱した材料Ｗを電気炉99に供給するので、バーナ61で予熱した材料Ｗを、電気炉99へ供給でき、電気炉99で材料Ｗを溶解する際にかかる電気消費量を大幅に削減し、溶解作業全体にかかるコストを削減できる。電気炉99が冷えにくく、効率良く材料Ｗを加熱できる。材料保管部90からの材料Ｗの受け入れ（受入工程）と、受け入れた材料Ｗの予熱（予熱工程）と、ドラム２から電気炉99への材料供給（材料供給工程）とを、１台の台車１を前後方向に往復移動させるだけで確実かつスムーズに行うことができる。ドラム２内の材料Ｗを均一に効率良く熱することができる。材料Ｗ全体を迅速に所定予熱温度まで昇温させることができる。システム設備の簡略が図れ、システム全体の導入費用を軽減できる。また、予熱状態の材料Ｗが電気炉99に搬送されるまでに冷えるのを防止できる。
【００３９】
また、蓋体６は、軌道22の途中に配設した固定枠60に、水平状姿勢と傾斜状姿勢とに切換揺動自在に設けているので、蓋体６をドラム２に対して容易かつスムーズに施蓋状態と非施蓋状態に切り換えることができる。ドラム２への材料Ｗ投入と、ドラム２から電気炉99への材料供給を迅速かつスムーズに行うことができる。
【００４０】
また、材料保管部90と蓋体６の間に、材料保管部90からの材料Ｗが投入される受入ホッパー92を備え、受入ホッパー92は下端開口部に受入シュート93を有し、ドラム２の材料受入姿勢を前方上傾状とすると共に、受入シュート93を後方下傾状とし、さらに、受入ホッパー92を左右走行自在に設けたので、ドラム２の材料受入姿勢を、予熱姿勢と同じ又は僅かに異なる傾斜角度（１０度以内）の姿勢とすることができ、傾動手段３による姿勢変更時間や消費エネルギーを軽減できる。
【符号の説明】
【００４１】
１  台車
２  ドラム
３  傾動手段
５  回転手段
６  蓋体
20  開口部
22  軌道
60  固定枠
61  バーナ
90  材料保管部
92  受入ホッパー
93  受入シュート
99  電気炉
Ｗ  材料
【図１】
0005873137.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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