(57)【要約】      （修正有）【課題】特殊溶解装置で溶解室内及び冷却水システム内の圧力を補償するための方法を改良して、圧力補償が、より正確な範囲内において行うことができ、しかも、鋳型壁の両側に衝撃的な圧力変化が生じないようなものを提供する。【解決手段】上記圧力差を０〜＋／−０．５バールの範囲内に維持し、一方の媒体としてのガスを装置の溶解室３５から、まず、他方の媒体としての液圧液体３１が充填されている中間容器３０にガイドし、次いで液圧液体をピストン型タンク１９の２つの室１７，１８のうちの一方にガイドするようにし、２つの媒体のうちの一方が圧力低下又は圧力上昇した場合に、余剰のガスを導出するか又は冷却水を付加的にポンピングによって補充するか、或いはその逆の動作を行うことによって、２つの媒体のうちの一方の圧力低下又は圧力上昇に対する対抗作用を加え、この対抗作用の作用方向を圧力低下／圧力上昇の速度及び高さによって規定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅鋳型を備えた圧力・エレクトロスラグ再溶解炉（ＤＥＳＵ）又は、誘導コイル及び冷却水システムを備えた圧力誘導炉等の特殊溶解装置において鋳型／誘導コイル循環回路の冷却水の圧力を装置の溶解室内のプロセスガスの圧力と一致させることによって、溶解室内及び冷却水システム内の圧力を補償するための方法において、
圧力差を０〜＋／−０．５バールの範囲内に維持し、一方の媒体としてのガスを装置の溶解室から、まず、他方の媒体としての液圧液体が充填されている中間容器にガイドし、次いで液圧液体をピストン型タンクの２つの室のうちの一方にガイドするようにし、２つの媒体のうちの一方が圧力低下又は圧力上昇した場合に、余剰のガスを導出するか又は冷却水を付加的にポンピングによって補充するか、或いはその逆の動作を行うことによって、２つの媒体のうちの一方の圧力低下又は圧力上昇に対する対抗作用を加え、この対抗作用の作用方向を圧力低下／圧力上昇の速度及び高さによって規定することを特徴とする、特殊溶解装置で、溶解室内及び冷却システム内の圧力を補償するための方法。
【請求項２】
銅鋳型を備えた圧力・エレクトロスラグ再溶解炉（ＤＥＳＵ）又は、誘導コイル及び冷却水システムを備えた圧力誘導炉等の特殊溶解装置において溶解室内及び冷却水システム内の圧力を補償するための装置であって、ピストンによって２つの可変容積室に仕切られたピストン型タンクが銅鋳型／誘導コイルを備えた冷却水循環システム内に設けられており、ピストン型タンクの一方の室が管路及び調整装置を介して銅鋳型／誘導コイルの冷却水循環回路に接続されていて、冷却水循環回路内に相応に熱交換器、単数又は複数の循環ポンプ、並びに付加的な高圧水補充ポンプが設けられている形式のものにおいて、
ピストン型タンク（１９）の他方の室（１８）が別の管路（２７）及び調整装置（２８，２９）を介して中間容器（３０）に接続されており、該中間容器（３０）自体が部分的に液圧液体（３１）によって満たされており、この場合、中間容器（３０）が別の液圧管路（３２）を介して、ＤＥＳＵ又は圧力誘導炉の溶解室（３５）に接続されていて、単数又は複数の圧力センサ（３６）がそれぞれ前記管路に取り付けられており、この場合、ピストン型タンク（１９）が装置の設計圧力に応じて、貫通するピストンロッド（３７）を有する液圧シリンダとして又は電磁ピストンを有する空圧シリンダとして構成されていて、高圧水補充ポンプ（２６）が調量ポンプとして構成されていることを特徴とする、特殊溶解装置において溶解室内及び冷却水システム内の圧力を補償するための装置。
【請求項３】
管路（３２）が、容器（３０）と炉蓋（３）との間において、液体で満たされた、容器（３０）の室の上側で、この室内に開口していて、ピストン型タンク（１９）が、容器（３０）の平面より下の平面内に配置されている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
ピストン型タンク（１９）のピストンロッド（３７）が、ピストン型タンクの両端壁を貫通して延びていて、リミットスイッチ（３８）と協働して、弁（２８，２９，３３，３４）を介して、容器（３０）に接続された管路内で操作可能である、請求項３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊溶解装置、例えば銅鋳型を備えた圧力・エレクトロスラグ再溶解炉（ＤＥＳＵ）又は、誘導コイル及び冷却水システム（閉じた別個の圧力循環回路として構成された）を備えた圧力誘導炉において、溶解室内及び冷却水システム内の圧力を補償するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力・エレクトロスラグ再溶解炉を駆動するための公知の方法及び装置（ドイツ連邦共和国特許出願第３７２１９４５号明細書）においては、冷却のために使用される水の圧力は、装置内のガス圧を５バール（ｂａｒ）だけ上回らないか又は下回らない程度の高さに保たれる。鋳型を介して冷却水に供給される熱は、熱交換器によって再冷却される。冷却水圧が低下した場合には、一方では余剰の水が導出され、他方ではガスが導出される。このために、ガス側の圧力水循環回路内の閉鎖機構が開放され、所定の圧力に達すると自動的に閉鎖される。閉鎖機構の操作は、ピストン型タンクのピストンを介して行われ、この場合、閉鎖機構は、ばね負荷され、閉鎖圧力はばねプレロード（ばね付勢）によって調節可能である。冷却水システムの冷却水損失を補償するために、漏れ水ポンプ及び漏れ水供給管路が設けられており、この場合、ピストン型タンクのピストンは中間位置に保持される。
【０００３】
公知の方法の欠点は、冷却水圧が＋／−５バール（ｂａｒ）の範囲に保たれるという点にある。
【０００４】
公知の方法の別の欠点は、冷却水室内又は溶解室内の圧力上昇に抗する作用が限定的にしか得られず、実際には危険な状況又は緊急事態を生ぜしめることになる、という点にある。ドイツ連邦共和国特許出願第３７２１９４５号明細書によれば、圧力が低下した場合の対抗手段だけが設けられている。公知の装置のその他の欠点は、装置の溶解室と圧力を補償するピストン型タンクとが直接的に接続されている、という点にある。このような直接的な接続は、経験によれば、溶解室から溢れ出るアグレッシブなガス及び汚れに従って、ピストン型タンクの内室を腐食し、かつ汚すことになる。このような汚れは、ピストン型タンクの内壁の滑動特性を低下させ、ピストンの滑動面及び、このピストンに接続されたピストンロッドの滑動面の滑動特性を低下させることになる。従って、ピストンの衝撃的な運動経過によってシステム機能が低下することになる。鋳型壁の両側に作用する圧力は、もはやダイナミックに補償されず、衝撃的に変化し、それによって鋳型壁が衝撃的に機械的負荷を受けることになる。このような形式の衝撃的な負荷は、確実に避けなければならない。何故ならば、そうでないと、特に、再溶解時の作業条件に基づいてスラグ浴の温度が非常に高くなり、ひいては銅の降伏点が非常に低くなる程度に銅の内壁温度が上昇する場合に、溶解範囲内で銅るつぼが変形することになるからである。２００℃を越える温度においては、銅るつぼが許容できない程度に膨張し、それによって最悪の場合には鋳型内にブロックが固着してしまうことになる。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願第３７２１９４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、特殊溶解装置、例えば銅鋳型を備えた圧力・エレクトロスラグ再溶解炉（ＤＥＳＵ）又は、誘導コイル及び冷却水システムを備えた圧力誘導炉において、溶解室内及び冷却水システム内の圧力を補償するための方法及び装置を改良して、圧力補償が、より正確な範囲内例えば＋／−０．５バール（ｂａｒ）において行うことができ、しかも、鋳型壁の両側に衝撃的な圧力変化が生じないようなものを提供することである。この方法は、２つの室（装置の溶解室、銅鋳型の冷却水室又は誘導コイルの内室）のうちの一方の室内の圧力が上昇した場合でも、鋳型の銅壁又は誘導コイルの銅壁が許容できない程度の機械的負荷を受けないように、対抗して作用するようなものでなければならない。
【０００６】
この方法を実施するための装置は、壁の両側においてダイナミックな圧力補償が行われるものでなければならない。またこの場合、ピストン型タンクの内壁の滑動特性及びピストンの外周面の滑動特性が、長期にわたって維持されるものでなければならない。
【０００７】
さらにこの装置は、保守整備及び修理が容易に行えるものでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決した本発明の方法の手段によれば、圧力差を０〜＋／−０．５バールの範囲内に維持し、一方の媒体としてのガスを装置の溶解室から、まず、他方の媒体としての液圧液体が充填されている中間容器にガイドし、次いで液圧液体をピストン型タンクの２つの室のうちの一方にガイドするようにし、２つの媒体のうちの一方が圧力低下又は圧力上昇した場合に、余剰のガスを導出するか又は冷却水を付加的にポンピングによって補充するか、或いはその逆の動作を行うことによって、２つの媒体のうちの一方の圧力低下又は圧力上昇に対する対抗作用を加え、この対抗作用の作用方向を圧力低下／圧力上昇の速度及び高さによって規定するようにした。
【０００９】
この方法を実施するための装置は、主として、ピストンによって２つの可変容積室に分割されたピストン型タンクより成っており、このピストン型タンクにおいて、一方の室が管路及び調整装置を介して鋳型又は誘導コイルの冷却水循環回路に接続されている。この冷却水循環回路内に相応に熱交換器、単数又は複数の循環ポンプ、並びに付加的な高圧水補充ポンプが設けられている。
【００１０】
本発明によれば、ピストン型タンクの他方の室が別の管路及び調整装置を介して中間容器に接続されており、該中間容器自体が部分的に液圧液体によって満たされており、この場合、中間容器が別の液圧管路を介して、ＤＥＳＵ又は圧力誘導炉の溶解室に接続されていて、単数又は複数の圧力センサがそれぞれ前記管路に取り付けられており、この場合、ピストン型タンクが装置の設計圧力に応じて、貫通するピストンロッドを有する液圧シリンダとして又は電磁ピストンを有する空圧シリンダとして構成されていて、高圧水補充ポンプが調量ポンプとして構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に図面を用いて本発明の複数の実施例を説明する。
【００１２】
圧力・エレクトロスラグ再溶解装置は、主として圧力容器１より成っており、この圧力容器１は、冷却ヘッド２と炉蓋３とから構成されていて、炉蓋３自体はバヨネット結合部４によって圧力密及び真空密に閉鎖可能である。冷却ヘッド２は、下方に向かって底プレート５によって閉鎖可能な銅鋳型６を有しており、この銅鋳型６内において、消費される電極８がスラグ９内で溶解することによって再溶解ブロック７が形成される。
【００１３】
炉蓋３は上端部で圧力貫通ガイド部１０を有しており、この圧力貫通ガイド部１０を貫通して、大電流線路として用いられる電極棒１１の大電流接続部１２が装置内部に達する。電極棒１１は一方では大電流ケーブル１３を介して電流源１４に接続されていて、他方では大電流端子１５介して消費される電極８に接続されている。
【００１４】
さらにまた、ピストン１６によって２つの可変容積室１７，１８に分割されたピストン型タンク１９が、銅鋳型／誘導コイル６の冷却水循環回路２０内に設けられている。冷却水循環回路２０内には相応に、熱交換器２４と、単数又は複数の循環ポンプ２５と、付加的な高圧粋補充ポンプ２６とが設けられている。本発明によれば、ピストン型タンク１９の別の室１８が管路２７及び調整装置２８，２９を介して、中間容器３０に接続されており、この中間容器３０自体は部分的に液圧液体３１によって満たされている。中間容器３０は、別の液圧管路３２を介して、ＤＥＳＵ又は圧力誘導炉の溶解室３５を備えた調整及び遮断装置３３，３４に接続されている。それぞれ単数又は複数の圧力センサ３６が、前記管路のそれぞれ内に取り付けられている。ピストン型タンク１９は、貫通するピストンロッド３７を備えた液圧シリンダとして、又は電磁ピストンを備えた空圧シリンダとして構成されている。ポジションスイッチ３８は、ピストン型タンクの構成に応じて、ピストンロッドに対して平行な付加的なレール３９に固定されているか、又は空圧式シリンダの壁部４０に直接固定されている。高圧水補充ポンプ２６は調量ポンプとして構成されている。
【００１５】
本発明の課題は、溶解室３５内の圧力及び冷却ポット２内の圧力によって負荷された、ピストン型タンク１９のピストン１６が、もっぱら液体によって運動せしめられるようにしたことによって、解決された。溶解室３５内に導入されたプロセスガスは一次的に、液圧管路３２を介して、中間容器３０内にある液圧オイル３１に作用し、この液圧オイル３１自体は、液圧管路２７を介して可変容積室１７内の圧力を相応に調節する。システムの管路内の付加的な装置を介して、別の機能、例えば液圧液体の迅速な交換、管路システムの排気又は圧力の検出等が行われる。
【００１６】
しかも、貫通するピストンロッド３７又は電磁ピストン１６は、ポジションスイッチ３８を操作するために用いられるので、ピストン１６の極端な運動は、特に例えば装置にプロセスガスを充填するような移行プロセス中に検出され、装置の制御システムに供給される。
【００１７】
溶解室３５内に、雰囲気圧とは異なるガス圧が形成されるので、本発明による装置によって、冷却水の圧力が溶解室圧力と一致せしめられ、この際に、冷却水とプロセスガスとは互いに直接接触しないようになっている。
【００１８】
圧力を伝達するピストン１６は、２つの液体間でフローティング（浮動；schwimmen）して、それによってピストン１６とピストン型タンク１９の内壁との間の摩擦が一様で、かつ最小に維持される。ピストン１６とシリンダ内壁との間の最小の摩擦に基づいて、システムは特に微妙に作動する。
【００１９】
補償装置内で腐食及び／又は汚れが発生することはまったくないので、本発明による装置は特に長い耐用年数を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の１実施例による装置の概略的な回路図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  圧力容器、  ２  冷却ポット、  ３  路蓋、  ４  バヨネット結合部、  ５  底プレート、  ６  銅鋳型、  ７  再溶解ブロック、  ８  電極、  ９  スラグ、  １０  貫通ガイド部、  １１  電極棒、  １２  大電流接続部、  １３  大電流ケーブル、  １４  電流源、  １５  大電流端子、  １６  ピストン、  １７，１８  可変容積室、  １９  ピストン型タンク、  ２０  冷却水循環回路、  ２４  熱交換器、  ２５  循環ポンプ、  ２６  高圧水補充ポンプ、  ２７  管路、  ２８，２９  調整装置、  ３０  中間容器、  ３１  液圧液体、  ３２  液圧管路、  ３３，３４  調整及び遮断装置、  ３５  溶解室、  ３６  圧力センサ、  ３７  ピストンロッド、  ３８  ポジションスイッチ、  ３９  レール、  ４０  壁部
【図１】
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