(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鋼生産設備（１）であって：
粉砕スクラップ鉄片（７１）を含む投入材料を周期的に溶解するための電気アーク炉（１０）と；
前記電気アーク炉（１０）の熱間プロセスの排気（炉頂２０）に含まれる熱エネルギから、溶解の際に周期的に発電する手段（３０，３１，３２）と；
廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ７０）を粉砕するために前記電気アーク炉（１０）に配設された粉砕システム（４０）であって、電気モータ（４１）によって駆動され、前記電気モータ（４１）が、前記発電する手段（３０，３１，３２）によって回収される電気エネルギによって、少なくとも溶解プロセスサイクルの際に電力を供給される粉砕システム（４０）と；
搬送手段（５０，５１，．．．）であって、前記搬送手段（５０，５１，．．．）によって、溶解プロセスサイクルの際に、前記電気アーク炉（１０）に少なくとも前記粉砕システム（４０）によって粉砕された前記粉砕スクラップ鉄片（７１）を連続的に供給する搬送手段と；
を少なくとも具えることを特徴とする鉄鋼生産設備。
【請求項２】
前記電気アーク炉（１０）が、耐火材料でできた及び／又は水冷要素を具えた炉殻（１３）と、前記スクラップ鉄片（７１）の連続的な供給の際に常に閉じた炉蓋（１４）とを具えており、
同時に、前記炉殻（１３）の壁（１３．１）及び／又は前記炉蓋（１４）に、前記粉砕システム（４０）によって粉砕された前記スクラップ鉄片（７１）を前記電気アーク炉（１０）に連続的に供給し得る供給開口部（１５）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項３】
前記電気アーク炉（１０）が、溶解プロセスの１回のサイクルの過程で溶解する非溶解状態の粉砕スクラップ鉄片の最大量の９０％を受け入れるのに十分な空間を内側に有するような大きさの炉殻（１３）を具えることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項４】
前記電気アーク炉（１０）が、溶解プロセスの１回のサイクルの過程で溶解する非溶解状態の粉砕スクラップ鉄片の最大量の８０％を受け入れるのに十分な空間を内側に有するような大きさの炉殻（１３）を具えることを特徴とする請求項３に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項５】
前記電気アーク炉（１０）が、溶解プロセスの１回のサイクルの過程で溶解する非溶解状態の粉砕スクラップ鉄片の最大量の７０％を受け入れるのに十分な空間を内側に有するような大きさの炉殻（１３）を具えることを特徴とする請求項４に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項６】
前記電気アーク炉（１０）が、アークが発泡スラグ層によって少なくとも部分的に覆われる量の発泡スラグを形成するための手段（１６）を具えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項７】
前記電気アーク炉（１０）が、前記炉殻（１３）の前記炉壁（１３．３）に設けられたスラグ取出口（１７）を具えており、前記スラグ取出口（１７）が、スライド又はプラグシステムによって、溶解浴との関係で、規定され又は規定し得る高さのレベルに位置しており、超過量の発泡スラグが、前記溶解浴が特定のレベルに達する直後にオーバーフローの原理にしたがって排出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項８】
前記電気アーク炉（１０）が、溶解プロセスの各サイクルの後に鉄鋼の出鋼が続くよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項９】
コンピュータベースのプロセス制御システム（８０）を有しており、これにより、無制限に規定される供給速さを扱うことを可能にし、前記投入材料が必要とする溶解エネルギと釣り合うようにすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項１０】
前記搬送手段（５０，５１，．．．）に、少なくとも１の計量システム（５２）が、スクラップ鉄（７１）の実際の供給速さを検出するために配設されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項１１】
前記搬送手段（５０，５１，．．．）に、予め規定された大きさを超えるスクラップ鉄片（７１）を検出且つ分離する、光学的手段又は監視カメラを有し又は有しない分離装置（５３）が配設されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項１２】
前記電気アーク炉（１０）の熱間プロセスの排気（２０）に含まれる熱エネルギから、電気エネルギを直接的又は間接的に又は回収ボイラー（３０）といった手段によって、得ることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項１３】
前記電気アーク炉（１０）が、交流（ＡＣ）電気アーク炉又は直流（ＤＣ）電気アーク炉であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の鉄鋼生産設備。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の設備（１）における周期的な製鋼の方法であって、以下のステップが使用され、これらのステップが：
投入材料が、電気アーク炉（１０）で周期的に溶解されるステップと；
廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ７０）、直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又は熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）を粉砕するための粉砕システム（４０）で粉砕される粉砕スクラップ鉄片（７１）を含む投入材料が、搬送手段（５０，５１，．．．）によって連続的に前記電気アーク炉（１０）の中に、溶解プロセスの際に周期的に供給されるステップと；
溶鋼の一部が、前記電気アーク炉（１０）の鋼浴から周期的に放出されるステップと；
前記電気アーク炉（１０）の熱間プロセスの排気（炉頂２０）に含まれる熱エネルギから、電気エネルギが、発電手段（３０，３１，３２）によって、溶解プロセスサイクルの際に発生するステップと；
前記電気アーク炉（１０）に配設され、廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ７０）を粉砕するための粉砕システム（４０）に、溶解プロセスサイクルの際に、前記プロセスの排気（炉頂２０）から発生する電気エネルギによって電力を供給するステップと；
とを具えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
粉砕スクラップ鉄片（７１）を含む投入材料を、周期的に溶解する電気アーク炉（１０）の熱間プロセスの排気（２０）に含まれる熱エネルギから発電装置（３０，３１，３２）によって得る電気エネルギを用いる方法であって、
前記発電装置が、溶解プロセスのサイクルの際に、粉砕システム（４０）を駆動するものであり、前記粉砕システムが、前記電気アーク炉（１０）に取り付けられて、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の鉄鋼生産設備（１）において廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ７０）を粉砕することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に粉砕スクラップ鉄片といった投入材料を中断無く又は少なくとも周期的に溶解するための電気アーク炉（ＥＡＦ）を少なくとも含む、鉄鋼生産設備及びこの設備での中断の無い又は少なくとも周期的な製鋼に関する。
【０００２】
最先端の技術：
鉄鋼は、一方では、溶鉱炉及び転炉という経路を介して鉄鉱石及び銑鉄から製造される。しかしながら、エネルギ効率の観点から、他方では、電気アーク炉にスクラップ鉄片を溶解することによって主として鋼を製造するのがより有利であり、スクラップ鉄片は、今も電気アーク炉に関して世界中で最も使用される投入材料である。
【０００３】
電気アーク炉（ＥＡＦ）での製鋼：
一般的な電気アーク炉のプロセスでは、電気的及び化学的エネルギが、投入材料を周期的に溶解するために使用される。このようなプロセスの際に、総エネルギの大部分が、投入材料の溶解を引き起こす熱エネルギに変換される。電極と投入材料との間で燃焼する電気アークの上方の熱は、主に放射によって投入材料に伝達される。
【０００４】
総ての溶解プロセスに見られるように、このようなプロセスで酸化物の塊、すなわちスラグが生成するが、これはそのより低い比重によって溶鋼の上部に流れることにより、スラグに溶解材料から分離した望ましくない第２元素が移動する。
【０００５】
周期的に溶解するプロセスは、（トランス及び投入材料に応じて）今日では通常３０分乃至６０分かかる。溶解プロセスの後に、いわゆる出鋼が行われるが、これは溶鋼が取鍋に出され及び第２の冶金プロセスに出され、顧客の要求にしたがってさらなる合金添加物とともに精製且つ鋳造されることを意味する。２つの出鋼間の時間は、溶解プロセスのサイクルとして次のように規定される。
【０００６】
鋼の純度及びその鋳物の品質に関して、取鍋への出鋼の際に、それに沿ってできる限り少ないスラグが流れ又は全くスラグが流れないことが重要である。これを避けるために、今日では、初めに流動する鋼の出鋼の前に、炉からスラグを出してスラグバケットの中に入れ、鋳造溶鋼をそれとは別に取鍋の中に入れることが通常行われている。
【０００７】
古い電気アーク炉は、スラグ及び鋼を別々に出すために、対向するよう別の高さで炉壁に設けられた２つの開口を与えるよう設計されており、この開口は通常閉じられ、プラグシステムの手段によって又はより近代的な方法ではスライドシステムによって制御できる。スラグ及び鋼を確実に分離した状態で出すことを目的として、炉は放出のために各開口に回転するが、まず初めに高いレベルに位置するスラグ放出口に向かって１０°乃至１５°のスラグ放出位置に回転し、次に、低いレベルに位置する鋼の出鋼口に向かって約４５°の出鋼位置に回転する。
【０００８】
炉に必要とされる回転機構を少なくとも部分的に減らし又は単純にすることを可能にするために、炉の横壁から炉底に鋼の出鋼口の位置を変えることが提案された。液体表面の下方で流入し流出する全てのケースと同じように、渦が発生する可能性があり、環状又はらせん状の下流側への動きにより、スラグ片を引きずるという望ましくない影響を有する。
【０００９】
これを防止するために、スラグの特定の残り及び／又は特性の鋼溜まりが、最小量（炉の約１５体積％）として残ることが通常知られており、この量は同時に周期的に続く溶解の減少の影響を受けない継続につながる。
【００１０】
それ以来、それが今日の電気アーク炉の一般的な態様となっており、鋼の出鋼口が炉の中央と炉壁との間の炉の底部に設けられる。いわゆる偏心炉底出鋼（ＥＢＴ）は、炉をほんの数度（最大１５°）傾けるだけでよいという効果を有しており、まずスラグを放出するために、依然として炉壁に設けられたスラグ放出口に向かい、そして、溶鋼の出鋼のために、炉底に偏心配置された出鋼口に向かう。これは、炉の容積及び冷却に関して利点を有する。さらに、このようなタイプの鋼の出鋼によるスラグの流れの問題が減少する。
【００１１】
通常今日の電気アーク炉と同様に、溶解プロセスの際に、特にいわゆる精錬ランスによって、酸素（「精錬」）及び炭素が添加され、主として封入ガスから成る発泡スラグが大部分の鋼のタイプの表面に現れる。
【００１２】
発泡スラグを従来の方法でも除去できる。しかしながら、オーバーフローの原理にしたがって発泡スラグの超過量が排出されるような方法で、スライドシステムによって既定され又は既定し得る溶解浴に関連する高さレベルにスラグ放出口を設けることが、非常に一般的な実施であり、これにより容量限界を超えた後に、溶解浴が特定のレベルに達するとすぐに、溶解プロセスの際のスラグの放出によって引き起こされる割れを都合良く防ぎ、その最後にＥＢＴを介した従来の鋼の出鋼が再び行われる。
【００１３】
電気アーク炉に関してできるだけ高い生産性に達することを目的として、可能な限り素早く溶解すること、溶解工程全体にわたってできる限り高い電気エネルギを加えること、できるだけ短いエネルギ供給なしの中断又はインターバルを設けることが、現在まで常に試みられている。これは、２つの出鋼プロセス間がより短くなると、製鋼所がその生産構成に関してより適応性のあるものになるためである。これに対する貢献は、特に、数年前に市場に出された８００ｍｍの電極であり、これにより電流がより高負荷となり、より素早い出鋼が可能になる。このため、現在の電気アーク炉では、最大１４０，０００アンペアの負荷を具えた電気アークが、最大２００トンの鋼スクラップを溶解させる。電気アーク炉では最大３，５００℃の温度となり、鋼浴では最大１，８００℃の温度となる。
【００１４】
しかしながら、現在まで、スラグ放出及び出鋼は、典型的な、電気供給、投入材料及び微粒子の固形材料といった添加剤の周期的な中断をもたらし、これにより、電気アーク炉の典型的な不連続的な処理運転につながる。
【００１５】
電気アーク炉（ＥＡＦ）の供給：
スクラップ鉄は、回収される原材料として、多くの様々な形状及び構成において有用である。その特性及び溶解プロセスの要求及び所望の鋼の品質にしたがって、廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）が、様々な準備手段を受ける。スクラップ鉄の価格は、市場の状況によるものだけではなく、スクラップ鉄の最終的な物理的及び化学的特性により、頻繁に変動する。
【００１６】
製鋼では、投入材料が生産されるべき最終製品にしたがって選択される。単純な鋼種では、通常最も安いスクラップ鉄を使用する。このスクラップ鉄は、通常、廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）である。このようなスクラップ鉄の密度は、通常０．４ｋｇ／ｄｍ３未満である。３乃至４のスクラップバスケットが、普通の電気アーク炉の炉殻に投入するのに通常必要とされる。これに必要なものとして、炉蓋が炉殻に投入するために回転する場合、鋼の１５乃至２０ｋＷｈ／ｔのエネルギ損失が予測される。スラグと出鋼及びスクラップバスケットでの投入を加える毎の、通常４乃至７分又はそれ以上の溶解プロセスの中断は生産性を低め、電極のさらなる酸化により電極の消費を高める。
【００１７】
投入材料の密度を増やすために、スクラップ鉄をプレスすることが良く知られている。スクラップ鉄を束にプレスした後に密度が増加し、結果として少ないスクラップバスケットを投入するだけで済む。しかしながら、溶解プロセスは依然として投入のために中断する。
【００１８】
しかしながら、それはスクラップ鉄の初期投入のみであり、場合によっては、電気アーク炉中への直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又は熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）及びスラグ形成物をともない、それはこれらの投入材料を溶解するための状況及び溶解スラグによって覆われる溶解金属浴を形成するための状況を生じる。
【００１９】
熱及びエネルギの回収（通例）：
気体及びちりを含む物質による可能性のある空気汚染が、主原料（大部分が鉱石又は鉱石のペレット）から製鋼で発生する最も本質的な環境問題であると考えられる。金属学的プロセスは、炉、転炉及び熔解金属の移送によるちり及び金属の排出の可能性のある発生源である。
【００２０】
さらに、エネルギ消費及び熱及びエネルギの回収は、鉄系材料及び鋼の生産における重要な特徴である。それらは、鉱石及び混合物に含まれるエネルギの有効使用、プロセスレベルのエネルギ需要、使用されるエネルギのタイプ及び熱回収の効果的な方法の使用とともにエネルギの供給方法に依存する。
【００２１】
このため、炉及び転炉の経路が、蒸気発生装置を介して直接的又は間接的に、排気に蒸気タービンを与えることが提案されており（ＧＢ９５８７３１Ａ、ＣＨ４１５７０９Ｂを参照）、タービンが発電機を駆動し、そのエネルギが溶鉱炉のターボブロワ又はカウパー（ｃｏｗｐｅｒ）を駆動するために使用される。
【００２２】
各地でも、特に褐炭を予乾燥するために、酸素を生成するために、送電線に電力を供給するために又はいわゆるサブマージドアーク炉に電力を供給するために、回転炉の排気からの間接的な蒸気発生を介して発生する動力を使用することが提案された（ＧＢ１２４１７１５Ａ、ＤＥ１９２７５５８Ａ１を参照）が、サブマージドアーク炉は鋼の生産に使用されていないが、金属成分を回収するためにスラグの還元に使用される。
【００２３】
（ＥＡＦによる）熱及びエネルギの回収：
電気アーク炉でスクラップ鉄といった二次原料から鋼を製造する際に、ガス状及びちりを含んだ物質もまた生成し；このため、最も本質的な環境問題もまた排出に関する。
【００２４】
電気アーク炉の排気（炉頂）からの熱回収のための方法の中で良く知られているものは、特に、投入物の乾燥及び予熱のための排気を使用するものである（例えば、ＵＳ３，５６５，４０７Ａ、ＤＥ１８０４０９８Ａ１及びＵＳ５，１５３，８９４Ａ、ＥＰ０３８５４３４Ｂ１を参照）。しかしながら、今日までこのような熱のさらなる使用はなされていない。このため、効果的な除塵プラント及びフィルタが必要である。
【００２５】
（ＥＡＦによる）電気エネルギの回収：
また、排出装置（炉頂）の清掃の前後での電力回収が、電気アーク炉の大部分のケースにおいて可能であるが、例えば、電気アーク炉が小さな工場（コンパクトな工場）及び製造所で作動するような場合、その場所の状況が非常に重要であり、公共の送電網に供給する以外の回収エネルギの使用の可能性はなく、手続き的に決められる電気アーク炉の不規則な燃焼に由来する望ましくないシステムの摂動の危険性をすでに受けている。このため、電気アーク炉の電力供給に関する高い要求が常にある。
【００２６】
しかしながら、電気アーク炉はこれまでのところ、流加（ｆｅｄ−ｂａｔｃｈ）プロセスとして機能し、スクラップ鉄片、直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又は圧縮熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）といった適用材料のバッチが周期的に供給され、排気温度が周期的な変動を受ける。それを補償するために、ＺＥＲＯ  ＥＭＩＳＳＩＯＮＳ  ＲＥＳＥＡＲＣＨ  ＩＮ  ＡＵＳＴＲＩＡ（ＺＥＲＩＡ）の事例研究の意味で、オーストリアの連邦運輸産業技術省（ＢＭＶＩＴ）及びＷＩＦＩ（ｈｔｔｐ：／／ｚｅｒｉａ．ｔｕｇｒａｚ．ａｔ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ３？ｌａｎｇ＝ｄｅ＆ｓｅｌ＝０９Ｆａｌｌｓｔｕｄｉｅｎ／０１Ｍａｒｉｅｎｈｕｔｔｅを参照）の代表して、さらなるガスバーナーの手段によって排気温度を制御するための製鋼所「Ｍａｒｉｅｎｈｕｔｔｅ」に関する構想が提案されている。このために、測定且つ制御するための複雑な手段を提供する必要がある。さらに、排気温度の安定化のためのガスバーナーの使用が、一次エネルギのさらなる使用及びこれに含まれるコストにとって不利益である。
【発明の概要】
【００２７】
このような基本に基づいて、本発明は、従来と比較した生産性の観点から、電気アーク炉を有する鉄鋼生産のための改良設備を提供する課題に基づく。このため、鉄鋼生産設備のこのような電気アーク炉は、より均一に燃焼し、ガスバーナーを用いることなしに電力を供給できる必要があり、少なくとも溶解プロセスのサイクルの長い期間にわたって安定な排気温度を有する必要があり、このため、ローカルの送電網に関するシステムの摂動がより少なく作動できるとともに、より経済的である。しかしながら、特に、目的は、中断による周期的な間隔を防止するような方法で鉄鋼生産設備の生産性を改善することである。
【００２８】
このような課題は、独立した請求項１及び／又は７の態様を具えた鉄鋼生産設備によって解決される。有利な構成及びさらなる進歩が添付の特許請求の範囲で説明されている。
【００２９】
上記及び他の目的とともに、請求項１の発明にしたがって、特に粉砕スクラップ鉄片といった投入材料を少なくとも周期的に溶解するための電気アーク炉を少なくとも有する鉄鋼生産設備が提供されており：電気アーク炉の熱間プロセスの排気（炉頂）に含まれる熱エネルギから、溶解の際に少なくとも周期的に発電する手段と；廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）を粉砕するために電気アーク炉に配設された粉砕システム４０であって、発電する手段によって回収される電気エネルギによって、少なくとも溶解プロセスサイクルの際に電力を供給され得る粉砕システムと；搬送手段であって、搬送手段によって、溶解プロセスサイクルの際に、電気アーク炉に少なくとも粉砕システムによって粉砕された粉砕スクラップ鉄片を連続的に供給できる搬送手段と；を具える。
【００３０】
電気アーク炉が、廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）を粉砕するための粉砕システムに配設されていることに関しては、おおまかにまとめて、これによりプレスしなくてよい状態で、粉砕システムで粉砕されたスクラップ鉄片を、少なくとも溶解プロセスのサイクルの際に電気アーク炉に供給することが初めて可能である。
【００３１】
電気アーク炉にプレスされていない粉砕スクラップ鉄片を、おおまかにまとめて連続的に供給することによって、電気アーク炉が溶解プロセスのサイクルの際に、電気アーク炉にスクラップ鉄等をバッチ式に供給する通常のケースよりも安定的に燃焼でき、これは望ましくないシステムの摂動を防止するという利点を有する。さらに、少なくとも溶解プロセスのサイクルの際に、電気アーク炉に配設された粉砕システムに電力を供給するために、少なくとも溶解プロセスのサイクルの際に少なくとも必要とする程度に目的とする連続的な発電を提供する、ほぼ等しい特性及び質のプロセスの排気（炉頂）が連続的に生じる。プロセスの排気の調整のためのガスバーナー及び粉砕システムのための外部の電力供給を必要としないため、本発明に係る鉄鋼生産設備は、経済的な観点から、今までのところエネルギバランスに関して釣り合わないレベルで作動する。このため、電気アークのより安定な燃焼によって、電気アーク炉の生産性を１９％よりも大きく増加させることができ、約１４％のエネルギコストを節約でき、同時に大気への排出が劇的に減少する。
【００３２】
電気アーク炉が、少なくとも溶解プロセスのサイクルの際に、スクラップ鉄の粉砕片、場合によっては他の投入材料を連続的に供給されるという事実により、請求項２に係る本発明の好適な実施例では、それは、耐火材料でできた及び／又は水冷要素を含む炉殻及びスクラップ鉄片の連続的な供給の際に常に閉じた炉蓋で作製でき、供給口が炉殻の壁及び／又は炉蓋に設けられており、それはこれまでのところ通常コークス、石灰及び石灰石といった添加剤及び直接還元鉄（ＤＲＩ）又は熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）で動作するこのような鉄鋼工場で通常の慣行のためのみであるため、このため炉蓋を開ける必要なしに、粉砕システムによって粉砕されたスクラップ鉄片を電気アーク炉に連続的に供給でき、開いた炉蓋を介してスクラップ鉄を投する必要がある既知の電気アーク炉と比較して、長い供給時間を無くすだけではなく、莫大な熱損失を無くすこともできる。
【００３３】
最新式の技術では、スクラップバスケットにスクラップ鉄片を投入するプロセスを、使用される材料（所要の金属の入力）に応じて、数回繰り返す必要がある。各投入サイクルに関して、電気エネルギを中断する必要があり、電極が上がって炉蓋が外に回転する。４乃至７分の投入時間が、現在の電気アーク炉では通常予定される。
【００３４】
炉蓋を開けることによって、かなりの量の貴重な熱が放射及び対流により電気アーク炉から損失されるため、再投入するためのこのような中断を無くすことで、加熱時間を短くするだけでなく、生産される鉄鋼１トン当たりのエネルギ消費を減らすことが分かっている。
【００３５】
投入後、特に軽量の又は圧縮されていない鉄くずを用いる場合に、投入されるスクラップバスケットの数が増加するため、損失した熱を電気エネルギによって再び加える必要がある。
【００３６】
スクラップバスケットを介したスクラップの投入の際の別の負の影響は、炉蓋が外に回転する際の環境へのちり及び煙の高い放出である。
【００３７】
これに対して、バスケットで供給することを無くすと、炉蓋は運転中に決して回転させる必要がなく、都合の良いことに時間又は熱放射によるエネルギのロスが引き起こされない。このため、炉蓋を外側に回転させるのは修理の目的だけに必要となる。
【００３８】
しかしながら、このため、複雑な蓋の持ち上げ装置を必要とせず、修理又は投入のために必要となるときにはいつでも蓋を頭上クレーンによって持ち上げることができるため、これを完全に無くすことができる。
【００３９】
電気アーク炉は、−最新式の技術によれば一般的であるが−溶解プロセスの１回のサイクル工程で溶かし得る溶解していない状態の粉砕スクラップ鉄片の最大量を受け入れるのに十分な空間を内側に有するような大きさの炉殻を有しており、都合の良いことに、すでに存在する電気アーク炉を本発明に係る鉄鋼生産設備の一部とすることもできる。
【００４０】
電気アーク炉を新たに構成する限り、本発明の請求項３によれば、電気アーク炉が、溶解プロセスの１回のサイクルの過程で溶解し得る粉砕スクラップ鉄片の最大量の９０％程度、特に８０％程度、好適には７０％程度を受け入れるのに十分な空間を内側に有するような大きさの炉殻（１３）を具えるのが好適である。
【００４１】
電気アーク炉が、少なくとも溶解プロセスのサイクルの際に、スクラップ鉄の粉砕片、場合によっては他の投入材料を連続的に供給されるという事実により、炉殻は、本発明の好適な実施例では、時として、最新式の技術にしたがったバッチ式の供給のケースよりも相当に小さな大きさとすることができる。
【００４２】
炉殻をより小さくできればできる程、冷却する必要性が小さくなる。
【００４３】
このため、電気アーク炉が投入材料の連続的な供給により、より安定的に燃焼するため、単に耐火材料でできた炉殻を構成することが可能であり、炉壁冷却要素の必要性が全くなき。
【００４４】
耐火材料による水冷パネルの交換の可能性が、水処理プラント（ＷＴＰ）の大きさを顕著に減らし、約５％の電気エネルギのさらなる節約に繋がり、水が乏しくて高価な国々にとって特に関心がある。
【００４５】
請求項４に係る本発明のさらなる態様によれば、電気アーク炉が好適には、アークが発泡スラグ層によって少なくとも部分的に覆われる量の発泡スラグを形成するための手段を具える。
【００４６】
電気アークが露出していることで、電極の消耗の増加及び望ましくない炉壁の加熱につながる。さらに、熱効率が減少しプロセス時間が増加するため、生産性が低下する。電気アークを覆うため、粉炭及び酸素を特に加えることによって高さが制御できる発泡スラグが形成される。これらの発泡剤の供給は、スラグ層と溶解金属との間に存在する境界層の中への、及び／又は境界層に隣接するスラグ層の領域及び／又は溶解金属の中への分割された送風によって、所定の制御ダイヤグラムにしたがって手動で又は自動的に実行される。
【００４７】
従来では、特にスラグが硬すぎて材料を電極の間に投入する必要があるため、スラグを通して鋼浴の最大約３０ｃｍの空間に任意の方向の好適な長さを具える粉砕スクラップ鉄片といった軽量の材料を投入することが困難であった。今日では、スラグを発泡させるために、溶鋼の中により多くのカーボン及び酸素を吹き込む発泡スラグの実施により、このような問題が解決されている。
【００４８】
発泡スラグのプロセス自身はスラグのタイプにしたがって多くの利点を有する：エネルギの必要量が発泡スラグの熱遮蔽により最大５％減少し、電気アークの形成がサポートされ、電極の摩耗及び炉殻の耐火材料が減少し、出鋼の期間が短くなり、特にクロムといった合金元素の適用が改善される。
【００４９】
請求項５に係る本発明のさらなる態様によれば、電気アーク炉が、炉殻の炉壁に設けられたスラグ取出口を具えており、スラグ取出口が、スライド又はプラグシステムによって、溶解浴との関係で、規定され又は規定し得る高さのレベルに位置しており、超過量の発泡スラグが、溶解浴が特定のレベルに達する直後にオーバーフローの原理にしたがって排出することができ、これにより、溶解プロセスの間の排滓による割れが都合良く防止される。
【００５０】
本発明に係る電気アーク炉は、好適には請求項６にしたがって構成でき、溶解プロセスの各サイクルの後に出鋼が続くよう構成されており、既存の電気アーク炉でさえ有利に本発明に係る鉄鋼生産設備の部分とすることができる。
【００５１】
上述の及び他の目的にしたがって、請求項７に係る本発明によれば、周知の鉄鋼生産設備に基づく鉄鋼生産設備が、特に粉砕スクラップ鉄片、直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又は熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）のような投入材料を絶え間なく溶解するよう作製された電気アーク炉を特徴としており、溶鋼の一部を、炉底又はその近くに設けられた出鋼口を介して電気アーク炉の鋼浴から絶え間なく取り出しでき、投入材料を電気アーク炉に搬送装置を介して絶え間なく投入でき、中断のない溶解プロセスが有利に与えられる。
【００５２】
電気アーク炉は、絶え間ない鋼の放出を可能にする出鋼口を具え、電気アーク炉への投入材料の絶え間ない供給とともに、誘導され且つ継続的な絶え間ない溶解プロセスが起こり得る。
【００５３】
可能な投入材料は、特に、粉砕スクラップ鉄片、直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又は熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）とすることができる。粉砕スクラップ鉄片は、好適には本発明によれば、廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）を粉砕するために、電気アーク炉に配設された粉砕システムからのものであり；又は代替的に又は累積的にこのような予め処理された形式で電気アーク炉に送られる。
【００５４】
電気アーク炉が粉砕設備に配設されているものに関する限り、溶解プロセスの際に発電するための手段が、電気アーク炉の熱間プロセスの排気（炉頂）に与えられる熱エネルギに由来することが好ましく、それによって粉砕システムを駆動できる。
【００５５】
鋼浴から鋼の一部を絶え間なく投入することによって、且つおおまかにまとめて電気アーク炉にプレスされていない粉砕スクラップ鉄片、直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又は熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）といった投入材料を絶え間なく供給することによって、電気アーク炉が連続する溶解プロセスの際に多少なりとも常に一体に燃焼できる。
【００５６】
スクラップ鉄等をバッチ式の電気アーク炉に供給し周期的に出鋼する有用なケースにおける中断が全体として防止され、望ましくないシステムの摂動が都合良く除去される。
【００５７】
さらに、一定の特性及び質を有するプロセスの排気（炉頂）が絶え間なく生じ、鉄鋼生産設備に関して現在まで類を見ない程度まで絶え間ない発電を可能にする。
【００５８】
プロセスの排気の調整ためのガスバーナー及び粉砕システムのための外部の電源供給は使用されないため、本発明に係る鉄鋼生産設備は、経済的な観点から、エネルギバランスに関してこれまでのところ類を見ないレベルで作動する。このため、電気アーク炉の絶え間ない燃焼により、電気アーク炉の生産性を２６％以上増加でき、エネルギコストを約２３％減少させることができ、同時に大気への放出が劇的に減少する。
る。
【００５９】
請求項８に係る本発明の別の好適な実施例では、溶鋼の一部が鋼浴から取鍋の中に取り出され、取鍋がその縁部に注ぎ口を具えており、注ぎ口が隣接する取鍋の縁部に重なっており、連続的な鋼流の下で取鍋の支障のない交換を保証する。
【００６０】
請求項９に係る本発明のさらなる態様によれば、鉄鋼生産設備がコンピュータベースのプロセス制御システムを都合良く有しており、これが、特にスクラップ鉄片の無制限に規定される供給速さを扱うことを可能にし、そのような方法で、投入材料が必要とする溶解エネルギと釣り合い、これが様々な鋼種の生産を有利に可能にする。
【００６１】
このように、各材料は溶解するのにエンタルピーと称される特定のエネルギを要する。活動レベルの「自動化」及び活動レベルの「プロセス制御」に関する現在のコンピュータ技術により、炉への投入の様々なシナリオに関する溶解プロフィールを開発することが可能である。コンピュータベースのシナリオは、特に、粉砕スクラップ鉄片の単なる連続的な投入から、スクラップ鉄、ＤＲＩ及び／又はＨＢＩの混ざった投入材料の連続的な供給に至るまで選択できる。いずれのケースにおいても、炉蓋はプロセスの際に決して開かず、費用のかかるエネルギ損失及び大気への放出が顕著に減少する。供給速さは、特定の供給速さによって制御される電力の入力にしたがって選択される。活動レベルの「プロセス制御」を介して計算される予測温度は、発泡スラグの実施に関して最も良好な状態を提供する範囲にある。溶解プロフィールは、周期的に作動する電気アーク炉のケースにおいて、出鋼温度に達するときに投入が停止するような方法で開発される。このようなケースでは、精製時間を最早要しない。
【００６２】
また、例えば、直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又はプレスされた熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）といった様々な投入材料を別のホッパから同時に供給する可能性を有する。このような材料は、異なるエンタルピーを有するため、異なる供給速さを要する。しかしながら、活動レベルの「プロセス制御」を介して混合供給での各投入を計算且つ制御できる。
【００６３】
請求項１０に係る本発明のさらなる態様によれば、実際の供給速さを検出するために、搬送手段に少なくとも１の軽量装置を配設することが有利であることが分かっている。
【００６４】
同様に、請求項１１の発明のさらなる態様によれば、溶解プロセスの中断を防ぐために、電気アーク炉の全体の大きさに応じて、予め規定した大きさを超えるスクラップ鉄片を、例えば監視カメラといった特に光学的な方法で検出且つ分離する分離装置を搬送手段に配設することが有利であることが分かっている。
【００６５】
請求項１２に係る本発明のさらなる態様によれば、特に回収ボイラーによって、電気アーク炉の熱間プロセスの排気に含まれる熱エネルギから、粉砕システムを駆動するために発生させる電気エネルギ自身を直接的又は間接的に得ることができる。
【００６６】
請求項１３に係る本発明の文脈の中で、従来の交流（ＡＣ）電気アーク炉又は直流（ＤＣ）電気アーク炉を使用できる。
【００６７】
さらに、請求項１４によれば、本発明は、上記の請求項のうちの少なくとも１に係る設備で絶え間なく又は少なくとも周期的に製鋼する方法に関し、中断のない製鋼のケースでは、以下のステップのうちの少なくとも最初の３つのステップが、周期的な製鋼のケースでは５つのステップ総てが使用され、これらのステップは：投入材料が、電気アーク炉（１０）で絶え間なく又は少なくとも周期的に溶解されるステップと；廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）、直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又は熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）を粉砕するための粉砕システムで粉砕される特に粉砕スクラップ鉄片といった投入材料が、搬送手段によって電気アーク炉（１０）の中に、絶え間なく又は少なくとも連続的に溶解プロセスの際に供給されるステップと；溶鋼の一部が、電気アーク炉の鋼浴から絶え間なく又は周期的に放出されるステップと；電気アーク炉の熱間プロセスの排気（炉頂）に含まれる熱エネルギから、電気エネルギが、発電手段によって、絶え間なく又は少なくとも溶解プロセスサイクルの際に発生するステップと；電気アーク炉に配設され、廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）を粉砕するための粉砕システムに、絶え間なく又は少なくとも溶解プロセスサイクルの際に、プロセスの排気（炉頂）から発生する電気エネルギによって電力を供給するステップと；
とから成る。
【００６８】
最後に、請求項１５の本発明は、特に粉砕スクラップ鉄片といった投入材料を、絶え間なく又は少なくとも周期的に溶解する電気アーク炉の熱間プロセスの排気に含まれる熱エネルギから発電装置によって得る電気エネルギを用いる方法に関し、発電装置が、絶え間なく又は少なくとも溶解プロセスのサイクルの際に、粉砕システムを駆動するものであり、粉砕システムが、電気アーク炉に取り付けられて、上述又は以下で説明される鉄鋼生産設備において廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）を粉砕する。
【００６９】
しかしながら、本発明の構成は、さらなる目的且つ対応する利点とともに、添付図面とともに特定の実施例の以下の説明から良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、電気アーク炉（ＥＡＦ）に取り付けられた粉砕システムを作動するために使用される、電気アーク炉の排気（炉頂）からの発電手段の可能な実施例を典型的に示す。
【図２】図２は、溶解プロセスのサイクルの際に、例えば、粉砕システムで粉砕されたスクラップ鉄片といったものを電気アーク炉に中断なく又は少なくとも連続的に搬送する搬送手段を典型的に示す。
【図３】図３は、周期的な溶解プロセスを具えた本発明の請求項１にしたがった第１の製鉄設備のプロセスの流れを、交互に起きる溶解及び出鋼プロセス期間とともに示す。
【図４】図４は、中断のない溶解プロセス及びそれと同時に進行する中断のない出鋼プロセスとともに、本発明の請求項７にしたがった第２の製鉄設備のプロセスの流れを示す。
【図５】図５は、エネルギ入力（化学的エネルギなし）及びスクラップの供給速さに対する本発明に係る電気アーク炉の生産力の図を示す。
【図６】図６は、製鋼プロセス工場への本発明に係る製鉄設備の可能な組み込みを示す。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
本発明の好適な実施例の以下の説明において、類似する符号が同一又は類似する構成要素を示す。
【００７２】
図面の図１乃至６を詳細に参照し、初めに図１を参照すると、鉄鋼生産設備の電気アーク炉１０の熱間プロセスの排気（炉頂）２０に含まれる熱エネルギを使用することによって、電気アーク炉（ＥＡＦ）１０に取り付けられた粉砕システム４０を作動するために使用される発電手段の可能な実施例を典型的に示す。
【００７３】
このために、電気アーク炉１０の脱灰プラント２４の排気ガスシステム２１に組み付けられた少なくとも１の回収ボイラー３０を有する。回収ボイラー３０を、排気２０に含まれるちり粒子のために、特にドロップアウトボックス２２の外側に、及び／又はカーボンのポスト燃焼を具えた排気ガスシステム２１のある領域２３に又は先行する設備２２／領域２３の後ろ側に配置できる。鉄鋼生産設備１のプロセス排気（炉頂）２０が、追加的なガスバーナを使用することなしに、９００℃乃至１，１００℃の範囲の一定温度で排気ドレイン２１に入り、酸素Ｏの添加により、発熱プロセスで、酸素Ｏを具える有毒なＣＯより安全な二酸化炭素ＣＯ２に変換することによって、８００℃を下回るよう冷却される限り、排気温度を新たに上げることができ、このようなプロセスは、効果的な蒸気発生のために使用し得る最大約１，６７０℃の温度を発生させる。
【００７４】
図１に概略を示すように、例えば水処理プラント６１によって供給される水６２をより効果的な方法で蒸気に変換できるように、脱灰プラント２４の排気ガスシステム２１のいくつかの回収ボイラー３０の巧みな構成の可能性をも有する。
【００７５】
回収ボイラー３０によって発生する蒸気は、発電機３２に動力を供給する蒸気タービン３１に動力を供給する。
【００７６】
さらに、タービン３１によって発生する復水は凝縮器６０によって冷却され、水処理プラント６１に直接的に圧送される。
【００７７】
発電装置３０，３１，３２から得られる電気エネルギにより、公的な送電網の使用なしに及びこれにより経済的に都合良く、場合により鉄鋼生産設備１の消費負荷なしに、粉砕システム４０を作動できる。
【００７８】
図２は、粉砕システム４０で粉砕された例えばスクラップ鉄片７１を、電気アーク炉１０に溶解プロセスのサイクルの際に中断なしに又は少なくとも連続的に搬送する搬送手段を典型的に示す。様々な大きさの廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）７０は、好適には図示するように電気アーク炉１０に割り当てられる粉砕システム４０の中に供給される。
【００７９】
粉砕システム４０は、基本的に等しい大きさのスクラップ鉄７１の粉砕片を送り出す。さらに、高価値の非鉄金属７２をさらなる商業化のために分離できる。
【００８０】
粉砕スクラップ鉄片７１は、おおまかにまとめて且つプレスされない状態で、地下に配置することもできるスクラップホッパ４２に移送される。
【００８１】
１又はそれ以上の振動フィーダ５０が、電気アーク炉１０の中に供給される粉砕スクラップ鉄片７１の量を制御する。
【００８２】
さらに、第１の計量システム５２が量を微調整する。
【００８３】
振動フィーダ５０は、粉砕スクラップ鉄片７１を、おおまかにまとめて且つプレスされない状態で、コンベヤベルト５１を介して好適には炉蓋１４の上方に配置された回転シュート５４を介して、電気アーク炉１０の炉殻１３に移送する。
【００８４】
このため、回転シュート５４が、溶解プロセスのサイクルの際に、電気アーク炉１０に粉砕スクラップ鉄片７１を中断無く又は少なくとも連続的に送り出す。
【００８５】
溶解プロセスのサイクルの際に中断無く又は少なくとも連続的に粉砕スクラップ鉄片７１を供給される本発明に係る電気アーク炉１０は、顕著に低い特定のエネルギ消費及びより高い生産力で作動する。
【００８６】
それに加えて、炉殻１３の炉蓋１４がスクラップ鉄片のスクラップバケットを投入するために開かなくなるため、大気への放出が顕著に減少する。
【００８７】
さらに、第２のシステムを最早必要としないため、脱灰プラント２４が顕著に低いエネルギ消費で作動する。
【００８８】
ここで、図３に基づいて、周期的な溶解プロセスを具え、これにより溶解及び出鋼の交互の間隔を具えた本発明の請求項１に係る第１の鉄鋼生産設備１のプロセスサイクルを詳細に示す。
【００８９】
使用される粉砕システム４０の大きさに応じて、例えば最大３メートル又はそれ以上長さの様々な大きさの廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）７０を粉砕システム４０に装填できる。このような巨大な鉄くず（スクラップ）７０を粉砕することによって、粉砕システム４０が、最大約３０ｃｍの空間に任意の方向の好適な長さの粉砕スクラップ鉄片７１を作り出し、高い値の非鉄金属７２を分離する。
【００９０】
粉砕システム４０は、発電機３２によって電力が供給される電気モータ４１によって駆動する。発電機３２は、電気アーク炉１０の脱灰プラント２４の排気ガスシステム２１に設けられた少なくとも１の回収ボイラー３０からの蒸気を用いた蒸気タービン３１によって駆動する。余分な電気エネルギを、鉄鋼生産設備１の他の潜在的な民生用負荷に向けることができる。
【００９１】
粉砕スクラップ鉄片７１は、粉砕システム４０から直接的に投入される、地上又は地下に配置された受容スクラップホッパ４２の中に取り込まれる。
【００９２】
電気アーク炉１０の中に粉砕スクラップ鉄片７１を投入するために、鉄鋼生産設備１のオペレータが、本発明によれば、所望の供給量及び電子制御手段８０による速さを制御できる。ここで、量及び供給速さは、炉の能力、供給混合量及び黒鉛電極１１に関する移送能力１２に依存する。
【００９３】
好適には回転タイプのシュート５４が、電気アーク炉１０の炉殻１３の上方に配置されている。このようなシュート５４は、今までのところ、炉蓋１４にいわゆる５番目の穴１５を介して炉１０に添加物を供給するために一般に使用されるシュートである。炉の大きさ及び電極の直径といった炉の構成は、トランスの性能に依存する。
【００９４】
それぞれ新たな周期的な溶解段階を具えた連続した溶解プロセスの開始とともに、新たな材料の流れの形成が以下のような価値を有することを証明している：搬送装置５０及び５１の総ての手段が、炉１０に対してスクラップホッパ４２に向けて下流側に動き始める。搬送手段（コンベヤベルト５１及び振動フィーダ５０）の正確な数は、スクラップ鉄供給部の位置に依存する。第１に、回転シュート５４に隣接するコンベヤベルト５１が作動し、続いてこのコンベヤベルトの正面に位置するコンベヤベルト５１が作動する。最後に、好適には周波数変換器によって制御されるスクラップホッパ４２の下方のチェーンの振動フィーダ５０が作動する。
【００９５】
好適には、コンベヤベルト５１に取り付けられた２つの計量システム５２があり、その一方は、振動フィーダ５０の直後の第１のコンベヤベルト５１に都合良く配置され、他方は、炉蓋１４に入る前の最後のコンベヤベルト５１の移送ルートの最後にある。このような構成により、炉殻１３の中に供給される量の正確な測定及び比較（ダブルチェック）を確実にする。第２の計量システム５２が、第１の計量システム５２と同じ容積を読み込む場合、振動フィーダ５０に修正措置が取られない。大きな逸脱の場合、コンピュータシステム８０によって修正を実行できる。
【００９６】
粗過ぎる粉砕スクラップ鉄片７１の場合には、例えば、任意の監視カメラといった、予め規定された大きさを超えるスクラップ鉄を検出しこれにより分離できる分離装置５３を、コンベヤベルト５１に配置できる。
【００９７】
周期的な溶解プロセスで作動する電気アーク炉１０のケースでは、重量が最終的な設定ポイントに達すると振動フィーダ５０が停止する。スクラップコンベヤ５１は数秒後に停止する。
【００９８】
振動フィーダ５０の後に来る少なくとも第１のコンベヤベルト５１が、好適には、スクラップ鉄片７１でフルに装填されたままである一方、他の総てのコンベヤベルト５１を空にでき、又はそれらが、直接還元鉄（ＤＲＩ）、石灰、コークス等といった他の材料の供給を保持できる。スクラップ鉄片７１が装填されるようコンベヤベルト５１を保持することが、次の溶解サイクルまでの供給時間を最小限にするという利点を有する。鉄鋼生産設備１のコンピュータシステム８０によって量を計算できる。
【００９９】
代替的に、スクラップ鉄片以外の他の材料を同じ設備で同時に及び異なる供給源から投入する可能性がある。また、例えば石灰、コークス、直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又はプレスされた熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）といったこれらの材料を、計量装置５２を具えた最後のコンベヤベルト５１で供給できる。これらの材料のそれぞれは、オペレータによって又はコンピュータ制御のプロセス制御システム８０によって、特定の供給速さで別のコンベヤベルト５１，５２を介してオーダーされ、測定された総重量から容易に差し引かれ得る。
【０１００】
最終的に総ての投入材料が周期的な溶解プロセスで作動する電気アーク炉１０に供給されると、コンベヤベルト５０，５１が全体的に停止する。これは、特にスラグの排出及び出鋼に必要とする時間に適用される。
【０１０１】
スラグの排出及び出鋼によって生じる時間間隔はまた、粉砕機が発電手段によって発生するエネルギによって一時的に駆動できないような方法で、排気ひいては発電の中断を引き起こす。これらの時間間隔に見られるように、投入材料の入力もまた中断されるが、このような中断に拘わらすこれまで存在しないこのようなエネルギ効率のための設備を有するため、悪いことではない。
【０１０２】
上記の手順は、中断しない溶解プロセスにおける連続稼働運転から離れた電気アーク炉の機械のケアによる中断のケースに等しく適用する。
【０１０３】
図４は、中断しない溶解プロセス及びそれと同時に連続稼働運転する中断しない出鋼プロセスを具えた、本発明の請求項７に係る第２の鉄鋼生産設備１のプロセスフローを示す。
【０１０４】
電気アーク炉１３には、偏心炉底出鋼（ＥＢＴ）１８設備が備わっている。偏心炉底出鋼口１８の下方に、スライド又はプラグシステム１９が設けられている。このようなシステム１９により、所望の出鋼時間（取鍋の充填時間又はフローレート／速さ）の設定及び制御が可能となる。ＥＢＴ（バルコニー）１８の高さ位置は、特定の量の残っている溶解物が常に出鋼口１８の上下に位置するような方法で構成されている。このような構成により、炉を後傾させることにより、炉の修理が計画されているケースにおいて、鋼の流れの素早い停止且つ開始が可能である。浴の高さは、好適には、供給速さ（粉砕機の連続的な供給）及び出鋼量（スライド又はプラグシステム１９の位置）のバランスによってコンピュータ制御される。
【０１０５】
絶え間ない出鋼は、投入材料もまた絶え間なく加えられ速やかに溶解される場合にのみ可能である。浴の温度（溶けた炉）は、常に測定によって調節且つ制御できる常に所望の出鋼温度である。単位時間当たりの出鋼容量（粗鋼）は、溶けた量、加えた量に溶解ロスを引いたものに対応する。換言すれば：絶え間ない出鋼は、単に（供給速さによって制御される）投入材料と必要とする（電源の入力によって制御される）溶解エネルギとの間のバランスのために可能である。
【０１０６】
通常、粉砕スクラップ７１等といった投入材料の供給速さは、エネルギ入力（特定の供給速さ）によって決定される。取鍋３の摂動のケースでは、取鍋炉５及び／又は鋳造機械６において、鋼の流れ（炉の出力）を減らすことが必要である。このようなケースでは、エネルギ入力が減少し、スクラップの流れ等もまた遅くなる。また、出鋼口１８のスライド又はプラグシステム１９の位置を変えることによって、出鋼量（フロースピード／速さ）が減少する。
【０１０７】
取鍋３ａの縁部には、隣接する取鍋３Ｂの縁部に重なる注ぎ口４が設けられており、連続的な鋼の流れの下での取鍋３ａ，３ｂ，．．．の交換を保証する。
【０１０８】
取鍋３の容量は、充填後の温度が所要の鋳造温度よりも低く依然として３０℃乃至４０℃となるような方法で構成される。それに関して決定的なことは、炉１０の性能パラメータである。「出鋼」（取鍋３，３ａ，３ｂ．．．の充填）の際に、脱硫及び合金化といったある金属学的な処理を既に実行できる。２つの取鍋炉５の鋳造機械６の素早い且つ連続的な運転は有効である。鋳造機械６は、２つのタンディッシュカー及びフライングタンディッシュ変更手順で運転可能である。
【０１０９】
出鋼穴１８，スライド又はプラグシステム１９及び炉の耐火物１３．１の摩耗が避けられないが、にも拘わらず連続鋳造機械６による鋼の連続的な供給が保証され、電極システム（ツインシェル炉）なしに第２の容器１３ｂを与えることは価値があることが分かっている。このような炉１３ｂは鋼を生産し続ける一方、他の炉１３ａの容器を修理又は交換し、また「予備の」ユニットとして処分される。ほぼ１日おきに行うことになっている、特に出鋼口１８及び／又はスライド又はプラグシステム１９の変更といった小さな修理を、時間内に計画された場合に、鋳造スピードを低下させるよって実行でき、これにより取鍋炉５に鋼の滞留物を形成できる。このため、鋼製造が停止し、残っている溶解物が最大の状態で炉１０が排滓位置に傾斜する。出鋼穴の交換を、例えば予め用意した出鋼穴セット１８，１９で実行でき、ほんの１５乃至２０分かかる。
【０１１０】
スクラップ鉄７１の最大供給速さＩは、トランス１２の容量に依存する。約１５０トンの粗鋼の能力を備えた炉１３は、通常、最小１００ＭＷの電力入力を配置する。４９０ｋＷｈ／ｔのスクラップ投入（想定される値として：金属の収率８８％；アークの利用率９０％；出鋼温度１６２０℃）で想定される電気エネルギ消費の典型的なケースでは、出鋼能力（生産力）が、以下の表に示すようにエネルギ入力（化学的エネルギ無し）及びスクラップの供給速さに応じて上がる。
0005734946.tif 000002
【０１１１】
図５は、図にプロットされた前の表のデータを示す。スクラップ鉄片７１のみで作動する電気アーク炉１０の生産性ＩＩを、エネルギ入力（化学的エネルギ無し）及びスクラップ供給速さに対して示すが、ｘ軸に電力の入力をメガワット[ＭＷ]で、ｙ軸に時間当たりのトン数[ｔ／ｈ]をプロットした。また、スクラップ鉄７１の入力Ｉ（供給速さ）と鋼の出力ＩＩ（生産力）との間のバランスが明らかに見て取れる。
【０１１２】
そして、図６は、本発明に係る鉄鋼生産設備１の可能なインテグレーションを示しており、特に小型粗製錬所（ｍｉｎｉ−ｍｉｌｌ）２の鉄鋼処理工場の図３又は図４に対応する。
【０１１３】
これにより、炉の構成は、以下のように従来の電気アーク炉とは異なる。
【０１１４】
スクラップといった連続的な投入材料の添加が中断せず又は少なくとも周期的に実行されるという事実により、溶解浴は常に液体状態にあり（フラット浴プロセス）、このケースにおいて、スクラップ投入のために炉蓋１４を開ける必要性がない。このケースにおいて、炉蓋持ち上げ装置を無くすことができる。修理又は交換を目的として必要とするときはいつでも頭上クレーンによって炉蓋１４を持ち上げることができる。この場合、炉１０は多くても、下部炉殻１３及び上部炉殻（炉蓋）１４の２つのパーツのみから成る。
【０１１５】
炉蓋１４及び下部炉殻１３の炉水冷パネルを耐火材料で交換でき、炉１０が耐火材料で覆われている。これにより、水処理の大きさを大いに減らす。
【０１１６】
さらに、炉の容積を減らす。新たな、より小さい炉の容量は、発生するガス容量及びトランスの能力によって決定される。
【０１１７】
トランスの大きさによって決定される容器の容量に応じて；炉の底部に１又はそれ以上のリンスプラグ（図示せず）を設けることができる。
【０１１８】
鉄鋼生産の電気エネルギは、過去１０年に間に急激に変化している。
【０１１９】
過去においては、電気アーク炉は１００％スクラップのみが投入された。今日では、使用される投入材料は、固形材料、スクラップ、直接還元鉄（ＤＲＩ）及び／又は熱間ブリケット鉄（ＨＢＩ）等、様々である。特に、高価値の鋼が要求される時代には、市場価格が頻繁に変化し、投入材料に関する柔軟性は、経済的な観点から大きな利点である。
【０１２０】
通常の鉄鋼の品質の要求に関する取鍋処理及び高い鋼の品質の第２の処理の成功が、手順に影響を及ぼすとともに、電気アーク炉１０の生産性を高めている。ダブルスラグの実行をともなう典型的な電気アーク炉の手順は最早使用されず、すでに知られた電気アーク炉の溶解プロセスのサイクル（出鋼から出鋼までの時間）が、酸素転炉のそれに近くなっている。
【０１２１】
生産性及びエネルギ節約に関してトータルのエネルギバランスの観点から新たな基準を制定する、中断なく又は少なくとも周期的に作動する本発明に係るこの鉄鋼生産設備１により、ここ数年の趨勢が常に継続している。
【符号の説明】
【０１２２】
１  鉄鋼生産設備
２  小型粗製錬所
３，３ａ，３ｂ  取鍋
４  取鍋３の注ぎ口
５  取鍋炉
６  連続鋳造機械
１０  電気アーク炉（ＥＡＦ）
１１  黒鉛電極
１２  トランス
１３，１３ａ，１３ｂ  炉殻
１３．１  炉壁
１３．２  炉底
１４  炉蓋
１５  供給口、特に炉蓋１４への５番目の穴
１６  発泡スラグを形成するための手段
１７  スラグ排出口
１８  出鋼口、特に偏心炉底出鋼（ＥＢＴ）
１９  スライド又はプラグシステム
２０  熱間プロセスの排気（炉頂）
２１  排気ガスシステム
２２  ドロップアウトボックス
２３  燃焼後の排気ガスシステム２１の領域
２４  脱灰プラント
３０  回収ボイラー
３１  蒸気タービン
３２  発電機
４０  粉砕システム
４１  電気モータ
４２  地上又は地下のスクラップホッパ
５０  振動フィーダ
５１  コンベヤベルト
５２  計量システム
５３  分離装置
５４  回転シュート
６０  濃縮器
６１  水処理プラント（ＷＴＰ）
６２  水
７０  様々な大量の廃棄鉄及び／又は鉄くず（スクラップ）
７１  砕け散った非プレスの粉砕スクラップ鉄片
７２  高価値の非鉄金属
８０  コンピュータベースのプロセス制御システム
Ｉ  入力されるスクラップ鉄（供給速さ）
ＩＩ  出力される鋼（生産性）
【図１】
0005734946.tif 000003
【図２】
0005734946.tif 000004
【図３】
0005734946.tif 000005
【図４】
0005734946.tif 000006
【図５】
0005734946.tif 000007
【図６】
0005734946.tif 000008