(57)【要約】  重いスクラップメタルや軽いスクラップメタルといった異なる構成を有するスクラップメタルを、シャフト型供給装置（１）の下方の排出口から溶解ベッセルの中へとプッシャー（１３）によって円滑に供給することを促進するため、プッシャー（１３）の外側面は上部から下部にかけて収束するように形成され、プッシャー（１３）の作動装置（２）は水平軸の周りを回転可能となるように枠組み構造（３）に支えられる。さらに、供給原料のシャフト（２）からの排出口の上部境界は、水平方向に、回転可能に支えられたローラ（２６）によって形成される。ローラ（２６）は、円周面に分布した係合要素（３０）を有しているのが好ましい。供給装置において過酷な機械的負荷を受ける部分は、構造ユニットを形成するように連結されたスチールビレットの部分によって形成される。供給装置は供給原料予熱装置として形成されるのが好ましい。
2007513310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（２）であって、該シャフト（２）が、
枠組み構造（３）に保持されたシャフト壁（４、５、６、７）と、
下方のシャフト床（８）と、
上方の供給原料用供給口（９）と、
前記シャフト（２）の下方エリアの側面に設置された供給原料用の排出口（１１）と、を有するシャフト（２）と、
プッシャー（１３）であって、該プッシャー（１３）が、
上面（１４）、底面（１５）、押方向に交差する端面（１６）、及び押方向に平行な二つの外側面（１７、１８）を有し、
プッシャーは、その底面（１５）が上記のシャフト床（８）の上面（１９）に載置されていて、シャフト（２）内の供給原料の塊を前記の排出口（１１）まで搬送し排出口（１１）から排出するために、シャフト床が露出する後退時の第一の位置と、排出口（１１）まで進んだ第二の位置との間を第一作動装置（２０）によって移動可能である、プッシャー（１３）と、
を備えた供給原料を溶解ベッセルへと供給するための供給装置（１）であって、
プッシャー（１３）の外側面（１７、１８）がプッシャー（１３）の上面から底面（１５）に向けて収束していることと、
第一作動装置（２０）が水平軸を中心に回転可能となるように枠組み構造（３）に支えられていることと
を特徴とする、供給装置。
【請求項２】
供給原料用の排出口（１１）の上部境界が、水平方向に、回転可能に支えられたローラで形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の供給装置。
【請求項３】
ローラ（２６）が水平軸（２７）の周りを回転可能となるように支えられていることを特徴とする、請求項２に記載の供給装置。
【請求項４】
第二作動装置（２８）を用いてローラ（２６）を下方向に押し出すことが可能であることを特徴とする、請求項２または３に記載の供給装置。
【請求項５】
ローラ（２６）の円周面上に係合要素（３０）が分布していることを特徴とする、請求項２から４のいずれかに記載の供給装置。
【請求項６】
係合要素（３０）が係合リブとして形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の供給装置。
【請求項７】
第一作動装置及び／または第二作動装置が直線型駆動装置として形成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の供給装置。
【請求項８】
シャフト壁（４、５、６、７）によって境界づけられたシャフト（２）の内部空間がその水平断面において長方形となるように形作られていることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の供給装置。
【請求項９】
突出部（３３）が溶解ベッセル（３１）の供給口（３２）との連結のために供給原料用の排出口（１１）に排出口を取り囲んで設置されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の供給装置。
【請求項１０】
突出部が袖型の形状（３３）に設計されており、溶解ベッセル（３１）の供給口（３２）への挿入のために、その外側の輪郭が供給口（３２）の内側の輪郭に適応していることを特徴とする、請求項９に記載の供給装置。
【請求項１１】
移動可能に設計されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の供給装置。
【請求項１２】
シャフト（２）の枠組み構造（３）が車台かローラ（３４）によって移動可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の供給装置。
【請求項１３】
シャフト（２）及び／またはプッシャー（１３）の機械的負荷を受ける部分が、構造ユニット（４０）を形成するために互いに隣接し連結されたスチールビレットの部分（４１）によって形成されていることを特徴とする、特に請求項１から１２のいずれかに記載の供給装置。
【請求項１４】
スチールビレットの部分（４１）が、構造ユニット（４０）の熱的負荷及び／または機械的負荷を受ける側面に位置する端面（４２）に沿って、介在配置されたスチール棒の部分（４３）を介して溶接されることを特徴とする、請求項１３に記載の供給装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載の供給装置によって構成される供給原料予熱装置であって、シャフトの下方エリアの側壁にある供給原料排出口（１１）がシャフト内の供給原料を熱するための熱を持ったガス用にガス導入口を形成しており、上方の供給原料供給口（９）がカバー（１０）によって閉じることが可能となっており、熱を持ったガス用のガス排気口（１２）がシャフト（２）の上方エリアに設置されている供給原料予熱装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の供給原料予熱装置において、側壁（４、５、６、７）の熱的負荷を受ける部分へと向けられた噴霧ノズルを有する水式噴霧冷却装置が、枠組み構造（３）に据え付けられていることを特徴とする供給原料予熱装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、枠組み構造に保持されたシャフト壁を有するシャフト、下方のシャフト床、上方の供給原料用の供給口、シャフトの下方エリアの側壁に設けられた供給原料用の排出口、プッシャーにより構成された、原料を溶解ベッセルへと供給するための供給装置に関する。本発明において、前述のプッシャーは、上面、底面、押方向と交差する端面、押方向と平行する二つの外側面を有し、その底面は上記のシャフト床の上面に載置され、第一作動装置によってシャフト床を露出した状態である後退時の第一の位置と、シャフト内の供給原料を上記の排出口へ搬送、排出口を通じて排出するために同排出口へと進んだ状態である第二の位置との間を移動することが可能である。本発明は、特に、そこにおいて供給されるべき原料が熱を持った気体、特に原料の供給先である溶解炉からの熱い排気ガスの流れによって予熱される供給原料予熱装置として設計された上記のタイプの供給装置に関する。
【０００２】
供給原料予熱装置として設計されたこのタイプの供給装置は、例えば、日本の特開平７−１８０９７５号公報により、知られている。
このタイプの供給装置では、鉄くずの供給時において、チップや鉄道のレール、エンジンの塊といった形態でサイズの多岐にわたる供給原料が、最初に選別されることなく供給原料余熱装置で余熱され、その後、一回分ずつ排出口へと搬送され溶解ベッセルに供給された場合に、問題が発生する。直線型駆動装置によって柔軟性なく前後運動するプッシャーは、スクラップのより小さな破片により容易に動かなくなる。加えて、シャフト床が露出する後退時の位置から排出口へとプッシャーが押し出された時、また特に、プッシャーが過度に平面的に形作られていなかった場合には、供給原料の嵩高い物はシャフトにおける排出口の上縁に押し付けられ、そこで、その後、搬送プロセスを阻害することとなる。既知の供給原料予熱装置においては、供給原料の列をより小さな分量へと分割した上で排出することを可能とする二段階の遮断要素を設置することによって、原料搬送時の故障に対する脆弱性を多少ではあるが確実に低下させている。しかしながら、このタイプの遮断要素は扱いにくく、しかも重量のあるスクラップが供給原料予熱装置へと供給された場合には、その衝撃荷重に対して脆弱である。
【０００３】
本発明のひとつの目的は、重量の大きなスクラップや小さなスクラップなどサイズの多岐にわたる供給原料が、前述のような問題、つまりは故障や阻害を起こすことなく、プッシャーによって排出口へと搬送され、かつ排出され得るように、上記に示されたタイプの供給装置を設計することである。特に、このことはまた、原料供給装置として設計された供給装置の場合において確実となる。
【０００４】
本発明は請求項１の特徴により特徴づけられる。本発明の有益な実施例はサブクレームより導き出すことが可能である。
本発明の供給装置において、原則的に直方体の形をしたプッシャーの外側面は、上面から底面に向けて収束するように設計されており、また、このプッシャーのための作動装置は水平軸を中心に回転できるよう枠組み構造によって支えられている。結果として、プッシャーが後退時の位置から排出口に向かって押し出されたとき、外側面沿いにおいて引っかかりの危険性があれば、プッシャーは上向きに逃れることができる。なぜなら、外側面とそれに隣接する壁との間に存在する障害物が傾斜面を通してプッシャーを上へと押し上げるからである。
【０００５】
供給原料用の排出口の上部境界は、回転可能に水平方向に支えられたローラで形成されていることが好ましい。これが供給原料を縁部を超えて導き、その場で引っかからないようにする。ローラは、水平軸の周りに回転可能で、かつ、作動装置によって下方向に押し付けられるように支えられているのが好ましい。その結果、ローラは自らの重みや付勢の力に反して上方に回転することによる方向転換が可能となり、よって、排出口の高さが増す。ローラの円周面上の係合要素によって、現れた供給原料が、ローラに対して相対的に動くことなく、ローラの円周面を自らの動きと共に動かすことを確実にする。
【０００６】
シャフト壁によって境界付けられた供給原料予熱装置の内部空間、特にこの空間における下方エリアは、その水平断面において長方形となるよう設計されているのが好ましい。もしも長い方の辺の全長にわたって排出口が存在しているのであれば、壁まで伸びた両端を持つ事実上直方体の形をしたプッシャーは、一度の動きで比較的大きな量を供給原料余熱装置から排出する。
【０００７】
供給装置を溶解ベッセルに連結するためには、突縁を持つ、或いは袖型の形状を持った、溶解ベッセルの供給口との間に気密性の連結を可能とする突出部を排出口に設置することが可能である。この供給口は溶解ベッセルの上部ベッセルの側面に位置しているのが好ましい。供給装置は水平方向に移動可能であるように設計されているのが好ましく、この目的のために車台かローラ基盤を保有している。この場合、袖型の連結は、ベッセルへの迅速な連結とベッセルからの迅速な分離を可能とし、特に有用である。これは傾斜ベッセルを有するアーク炉の場合において、特に有用であると思われる。溶解炉は好ましくは楕円形のベッセルを備えており、供給装置の排出口と連結される供給口が楕円の長い方の側面に設置されているのが好ましい。
【０００８】
重いスクラップと軽いスクラップを選別することなく利用することができる、頑丈で信頼性のある設計を備えた供給原料予熱装置を提供するという目的を考慮に入れれば、シャフト及び／またはプッシャーの機械的負荷のかかる部分は、互いに隣接するように設置されひとつの構造ユニットを構成するよう繋げられたスチールビレットの部分によって製作されているのが好ましい。隣接するように設置されたスチールビレットの断面の堅固な連結は、構造ユニットにおける熱的かつ機械的負荷のかかる側面において、スチール棒の介在配置された断面によって成されるのが好ましい。これらのスチール棒は、スチールビレットと交差する方向においての一定の可撓性を可能とするだけでなく、反対面における噴霧冷却によって十分な冷却性をも可能とする。スチールビレットの部分は、シャフトの壁エリアにおいては縦方向に設置されるべきである。
【０００９】
本発明は八つの図面をもとに更に詳細に説明される。
図１において斜視図として示された、溶解ベッセルへと供給される供給原料を予熱するためのシャフト型供給原料予熱装置１は、枠組み構造３に保持されたシャフト壁４，５，６，７を有するシャフト２を備える。また、下方のシャフト床８と、カバー１０（図２参照）によって閉じることが可能な上方の供給原料供給口９もまた、その構成要素の一部である。シャフト２の下方エリアには、図２の左側に示された側壁４に供給原料用の排出口１１が設けられている。これは同時に、シャフト内の供給原料を加熱するために熱を持ったガスを取り入れるガス導入口を形成している。シャフト２の上部エリアにはガス排気口１２がある。
【００１０】
供給原料予熱装置はまた、図３から図５においてさまざまな部分図と拡大図に示されたプッシャー１３をも含む。プッシャー１３は、上面１４と底面１５、押方向に交差する端面６、そして押方向に平行な二つの外側面１７、１８を有している。プッシャー１３はその底面１５をシャフト床８の上面１９に載置し、後退時の、シャフト壁内にあるシャフト床が露出した第一の位置（図には示されていない）と、排出口１１に向かって進んだ第二の位置（図１、２において示されている）との間で移動可能となっている。プッシャー１３が後退時の第一の位置においても誘導されるように、シャフト床８は排出口１１の後方にあるシャフト壁６を越えて伸びている。プッシャー１３の前後運動は第一作動装置２０によって行われる。第一作動装置２０は、ここで説明されるケースにおいては、それぞれ液圧シリンダ２１とリフティングロッド２２という形式の、二つの直線型駆動装置の形をとっている。第一作動装置２０はまた、水平軸の周りを回転可能となるように枠組み構造3に支えられている。このため、それぞれの液圧シリンダ２１につきひとつずつピボット軸受け２３が枠組み構造3に設けられている。図３と図５が示すように、リフティングロッド２２もまた水平方向のピン２４によってプッシャー１３に回転可能に連結されている。結果としてプッシャーは、前後運動中の引っかかりを避けるために必要な動きの自由を獲得している。
【００１１】
シャフト床８の上面１９は、シャフト２の排出口１１に向かって下向きの傾斜を持って設計されているのが好ましい。傾斜角度は水平面に対して１５度が好都合であることが分かっている。傾斜角度が４５度を超える場合には、供給原料の排出時において必要なブロッキングが不可能となり、供給原料が排出口１１から制御不可能に出て行ってしまうため、傾斜角度は４５度以下であるべきである。
【００１２】
水平面に対してプッシャー１３の外側面１７、１８が収束する収束角度α（図５参照）は、４５度から７５度の間が好ましい。約６０度が特に効果的であることが分かっている。
【００１３】
選別されていないスクラップメタルの排出時において排出口１１の上部境界での閉塞を避けるため、上部境界は、水平方向に、回転可能に支えられたローラ２６によって形成される。ローラは固定された水平軸２７（図６参照）の周りを回転できるよう枠組み構造３に支えられ、第二作動装置２８によって下方向に回転可能、あるいは押し付けることが可能となっている。図６は、図１における左のピボットレバー２９の左側から見た図を示している。第二作動装置２８は、第一作動装置２１と同様に、二つの直線型駆動装置の形式に設計されている。これによってローラ２６は、ローラに当てがわれたピボットレバー２９の助けを受け、一列に並んだ軸２７の周りに回転可能となっている。
ローラ２６は、その円周面に分布する係合要素３０を含む。このケースでは、これらの要素はローラの軸方向に平行である係合リブとして設計されている。供給原料がプッシャー１３によってシャフトから排出されるとき、係合要素は搬送される物質と係合し、それによって、自由に回転するローラ２６が回転する。結果として物質は、排出口１１の先端の上部エリアにおいてでさえ引っかかりの危険性もなく、自由に排出される。排出口１１の端の上部エリアにおいては、ローラがそれ自身の回転運動によって、搬送される供給原料が引き起こす高さの変化を埋め合わすことができるようになっている。また、ローラは駆動可能にも設計されており、排出口１１の上端エリアで資源を確実に搬送することができる。この場合、ローラ２６の回転運動はプッシャー１３の押し運動と同調させるべきである。
【００１４】
供給原料予熱装置として設計された供給装置は、溶解ベッセル、特にアーク炉のベッセルへと供給される供給原料を予熱するために意図されているのが好ましい。このために、ベッセルの傾斜時において供給原料予熱装置が同様に傾斜する必要がないよう、供給原料予熱装置と溶解ベッセルの間の連結を迅速に解消することができれば有用である。その一方で、アーク炉からの熱を持った排気ガスを、ガス導入口としての役目を果たす供給原料排出口１１を通じて、大きなロスを出すことなくシャフト２へと導入することも可能であろう。その後、ガスは熱せられるべき供給原料の間を流れ、上方のガス排気口１２を通じて導き出される。
【００１５】
図２では、供給原料予熱装置１とアーク炉の傾斜可能ベッセル３１のこのような連結が示されている。通常、水冷式の壁要素によって構成されるベッセル３１の上部は、供給原料のための長方形の供給口３２を備えている。ベッセル３１は、長方形の供給口３２をここに備えやすいように、上部から見て楕円形であるのが好ましい。供給原料予熱装置１の排出口１１には、排出口を取り囲む突出部３３が、供給口としての役目を果たす溶解ベッセルの供給口３２との連結用に設置されている。この突出部は、供給口３２へと挿入するために、袖部分外側の輪郭が供給口３２の内側の輪郭に適応した袖型に設計されている。さらに、供給原料予熱装置１は移動可能となるように設計されている。このため、枠組み３はローラ３４上で溶解ベッセル３１の傾斜方向と交差する方向において水平方向に移動可能である。溶解ベッセル３１が溶解物を注ぐために傾斜する前に、供給原料予熱装置１を図２に図示された右側へと動かすことによって、袖部分３３と供給口３２の間の連結が解消される。
【００１６】
本発明の供給原料予熱装置は大きな機械的負荷に対して適している。既知の供給原料予熱装置と比較して装置の頑丈さと信頼性を増すために、シャフト２及び／またはプッシャー１３の過酷な機械的負荷を受ける部分は、個別の保護が求められる本発明の更なる展開に従って、スチールビレットの部分４１によって形成される。スチールビレットの部分４１は互いに隣接するように配置され、構造ユニット４１を構成するよう連結される。
【００１７】
図７はこのタイプの構造ユニットの端面図を示しており、図８は上面図を示している。スチールビレットの部分４１は、構造ユニット４０の機械的負荷のかかる側面に位置する部分４２において介在配置されたスチール棒の部分４３を介して溶接される。このスチール棒の部分は円形のスチールでできているのが好ましい。上記の供給原料予熱装置において過酷な機械的負荷を受けるエリアは、シャフト壁４、５、６及び／または７の内側表面、シャフトエリアにおけるシャフト床の上面１９及び／またはプッシャーの端面１６とそれに隣接するプッシャー１３の上面の一部分である。
【００１８】
何本ものスチールビレットを製造するためにスチール市場において商業的に入手可能なスチールビレットの好ましい断面寸法は、１００ｍｍ×１００ｍｍである。円形スチールの部分４３の直径はスチールビレットの断面寸法の１／５が好ましく、このケースにおいては約２０ｍｍである。
【００１９】
この実施例において、必要とされるシャフト壁冷却は、噴霧冷却、例えば枠組み構造３に据え付けられた噴射ノズルによって行うのが有用である。冷却が構造単位のスチール棒の部分とは反対側に位置する側面で起きるために、ビレット部分４１もまた、隣接するビレット部分同士の間にある空間を通して冷却可能となる。この空間は、介在配置されたスチール棒の部分４３によって形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】供給原料予熱装置として設計された本発明の供給装置の斜視図を示す。
【図２】アーク炉の上部ベッセルへと連結された供給装置の、部分的縦断面における概略図を示す。
【図３】プッシャーの前部の縦断面図を示す。
【図４】プッシャーの端面図を示す。
【図５】図３のV-Vにおける断面図を示す。
【図６】係合ローラのピボットレバーサポートを示す。
【図７−８】スチールビレットの部分によって形成された構造ユニットの正面図と平面図を示す。
【図１】
2007513310.tif 000003
【図２】
2007513310.tif 000004
【図３】
2007513310.tif 000005
【図４】
2007513310.tif 000006
【図５】
2007513310.tif 000007
【図６】
2007513310.tif 000008
【図７】
2007513310.tif 000009
【図８】
2007513310.tif 000010
【国際調査報告】
2007513310.tif 000011
2007513310.tif 000012
2007513310.tif 000013
2007513310.tif 000014