(57)【要約】  チャネル型誘導炉（５０）であって、炉ハース（５０）の動作可能な後部からハース（５０）の対向する動作可能な前部に向かって下向きに傾斜した炉床（７１）を備え、ハース（５０）の該前部における壁（７３Ａ）が、底部セクション（７６）と上部セクション（７７）とを備え、前壁底部セクション（７６）が、前壁上部セクション（７７）よりもハース（５０）内に更に延在し、前壁底部セクション（７６）が、前壁上部セクション（７７）と当接して上縁部（７８）で終端し、前壁（７３Ａ）の近位に配置された、誘導加熱器（７９）への下降通路（９）が、前壁（７３Ａ）の基部の近位の場所において床（７１）内に入口を有し、該または各上昇通路（５４Ａ、５４Ｂ）が、前壁底部セクション（７６）の基部と当接した場所において床（７１）内に出口を有し、前壁底部セクション（７６）が、それを通る、該または各上昇通路（５４Ａ、５４Ｂ）の上方に上向きに延在し、底部セクション（７６）の上縁部（７８）上に開口する垂直スロット（５９Ａ、５９Ｂ）を備える、チャネル型誘導炉（５０）が開示される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火性材料で裏打ちされた外殻を備え、かつ床を有するチャネル型誘導炉であって、前記床が、前記床から延在してハースを形成する壁を有し、少なくとも１つの誘導加熱器が、前記炉に関連付けられ、かつ前記床内のスロートによって前記ハースと連通し、前記スロートが、前記誘導加熱器への入口として機能する下降通路と、前記誘導加熱器からの出口として機能する少なくとも１つの上昇通路とを備えるスロート通路を含み、前記スロート通路が、前記誘導加熱器内のチャネルに対して相補的に形状付けられ、及びそれに対して構成され、各通路が、無料に形状付け及びサイズ決めされたチャネルと流体連通し、
前記炉床が、前記ハースの動作可能な後部から前記ハースの対向する動作可能な前部に向かって下向きに傾斜し、
前記ハースの前記前部における前記壁が、前壁を形成する底部セクションと上部セクションとを備え、前記前壁底部セクションが、前記前壁上部セクションよりも前記ハース内に更に延在し、前記前壁底部セクションが、前記前壁上部セクションと当接して上縁部で終端し、
前記下降通路が、前記前壁の基部の近位の場所において前記床内に入口を有し、
前記または各上昇通路が、前記前壁底部セクションの前記基部と当接した場所において前記床内に出口を有し、前記前壁底部セクションが、それを通る、前記または各上昇通路の上方に上向きに延在し、前記底部セクションの前記上縁部上に開口する垂直スロットを備え、
前記誘導加熱器が、前記前壁の近位に配置される、チャネル型誘導炉。
【請求項２】
前記床が、前記前壁底部セクションの前記基部の近位にピットを備え、前記下降通路への前記入口が、前記ピット内に配置される、請求項１に記載の炉。
【請求項３】
前記壁が、前記前壁と、前記ハースの前記後部を形成する対向する後壁と、２つの対向する端壁とを備え、
端壁が、前記前壁及び前記後壁の対向する端部の各々の間に延在する、請求項２に記載の炉。
【請求項４】
二重ループチャネル型誘導炉を備え、そのスロートが、前記誘導加熱器への入口として機能する中央下降通路と、前記誘導加熱器からの出口として機能する、前記中央下降通路の対向する側部上の２つの上昇通路とを含み、
前記上昇通路からの前記２つの出口が、離間され、好ましくは前記下降通路から等しい距離にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載の炉。
【請求項５】
前記前壁が、前記ハース内へ傾斜している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の炉。
【請求項６】
前記前壁が、前記ハース内へ垂直線から約０°〜１０°だけ傾斜している、請求項５に記載の炉。
【請求項７】
前記炉床が、前記前壁底部セクションの近位に実質的に水平な床基部を含み、好ましくは、前記中央通路への前記入口が、前記床基部内に配置される、請求項１〜６のいずれか１つ以上に記載の炉。
【請求項８】
前記炉ハースから分離された前方ハースを含み、前記前方ハースが、耐火性材料で裏打ちされた外殻を備え、かつ床を有し、前記床が、前記床から延在して前記前方ハースを形成する壁を有し、
前記前方ハースが、その床内のその中へ開口する通路によって前記誘導加熱器の上昇通路と連通し、
前記前方ハース通路が、出口として機能する下降通路と、前記誘導加熱器から実質的にスラグを含まない金属を動作可能に受容するための、前記または各誘導加熱器の上昇通路からの前記前方ハースへの入口として機能する上昇通路とを備え、
前記前方ハース通路が、前記誘導加熱器内の前記チャネルに対して相補的に形状付けられ、及びそれに対して構成され、
前記前方ハースが、液体金属オーバーフロープラグを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の炉。
【請求項９】
前記前方ハースが、前方ハース通路のセットを含み、各セットが、出口として機能する下降通路と、前記前方ハースへの入口として機能する上昇通路とを備え、各前方ハース通路のセットが、誘導加熱器の上昇通路と流体連通している、請求項４とあわせて読まれる、請求項８に記載の炉。
【請求項１０】
前記炉ハースから分離され、かつそれから離れて延在する細長い前方ハースを含み、前記前方ハースが、耐火性材料で裏打ちされた外殻を備え、かつ床を有し、前記床が、前記床から延在して前記前方ハースを形成する壁を有し、
前記前方ハースが、前記炉ハースに遠位の場所におけるその床内のその中へ開口する少なくとも１つの通路によって、前記誘導加熱器の上昇通路と連通し、
前記前方ハースが、好ましくは前記前壁底部セクションの前記上縁部の上方で、前記炉前壁を通って延在する開口部によって、前記炉ハースと連通し、
前記前方ハースが、前記炉ハースに遠位の地点において、スラグ出口、好ましくはオーバーフロー出口を含み、
動作可能に、加熱された金属が、前記炉ハースの遠位の前記入口において前記前方ハース内に入り、前記前方ハースから前記開口部を通って前記炉内に流れ、スラグが、前記加熱された液体金属に逆流して、前記炉ハースから前記開口部を通って前記前方ハース内に流れ、前記スラグ中に含有される金属液滴が、前記スラグを通過して、前記スラグの下で加熱された金属の前記流れに入ることを可能にし、スラグが、前記スラグ出口を通して前記前方ハースから除去される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の炉。
【請求項１１】
請求項１に記載の炉を動作させて、液体金属を生成する方法であって、金属酸化物及び還元剤を含む供給材料を調製するステップと、前記供給材料を、前記ハースの動作可能な後部における後壁の近位の前記傾斜した炉床上で、前記炉内に投入するステップと、動作可能に、前記供給材料が、前記床上に蓄積し、前記液体金属槽内へ延在し、気体の燃焼の熱による放射を通じて炭素熱還元を経験することを可能にするステップと、を含み、前記供給材料が、溶解し、前記液体金属槽と合わさり、前記供給材料の加熱に由来する、また任意に、好ましくは気体である、燃料にも由来する前記気体が、前記液体金属槽及び供給材料の上方の自由空間内に導入される、方法。
【請求項１２】
前記液体金属槽及び供給材料の上方の前記自由空間内に燃料を導入して、燃焼させ、前記供給材料を還元するための熱を発生させるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
鉄炉と精錬炉とを備える製鋼装置であって、
前記鉄炉が、前記鉄炉の前方ハースから前記精錬炉へ延在する液体鉄移送導管を備える請求項８に記載のチャネル型誘導炉を備え、鉄を含有する供給材料から液体鉄を生成し、前記液体鉄をプールとして前記鉄炉ハース内に含み、スラグを含まない液体鉄を前記液体鉄移送導管によって前記プールから前記精錬炉へ移送し、
前記精錬炉が、前記液体鉄移送導管を通して前記鉄炉の前方ハースと流体連通している請求項１〜７のいずれか一項に記載のチャネル型誘導炉を備え、前記鉄炉の前方ハースから液体鉄を受容し、前記液体鉄を溶鋼に変換し、前記溶鋼をプールとして前記精錬炉ハース内に含み、溶鋼移送導管によってスラグを含まない溶鋼を前記溶鋼プールから前記合金化コンテナへ移送し、前記精錬炉が、溶鋼を前記精錬炉から出鋼するための閉止可能な出口を備える、製鋼装置。
【請求項１４】
合金化チャンバ及び鋳造機タンディッシュを含み、
前記合金化チャンバが、溶鋼用の加熱手段を備え、溶鋼を前記精錬炉の前記出口から受容し、前記溶鋼をプールとして前記合金化チャンバ内に含み、加熱し、前記合金化チャンバが、合金化要素の添加のための手段を含み、前記合金化チャンバが、前記合金化チャンバの動作可能なスラグレベルの下方から前記タンディッシュへ延在するタンディッシュ移送導管によって、スラグを含まない溶鋼を前記タンディッシュへ移動するように更に構成され、
前記タンディッシュが、前記タンディッシュ移送導管を通して前記合金化コンテナから溶鋼を受容して、鋳造出口によって、前記タンディッシュに動作可能に関連付けられる鋳造機に供給するように構成され、
前記製鋼装置が、前記タンディッシュに関する鋳造スピード制御、前記鉄炉からの少なくとも１つの液体鉄出鋼穴のうちの１つ以上の形態の、前記炉内の前記液体鉄及び溶鋼レベルのための制御手段を含む、請求項１３に記載の製鋼装置。
【請求項１５】
前記合金化チャンバが、好ましくは、請求項１〜７のいずれか一項に記載のチャネル型誘導炉を備え、前記合金化チャンバが、前記溶鋼のための撹拌手段を含む、請求項１４に記載の製鋼装置。
【請求項１６】
前記精錬炉が、鋼または鉄を解体するための投入穴を含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の製鋼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の溶解または製錬に使用されるチャネル型誘導炉に関し、具体的には、金属及びスラグの表面上に浮遊する粒子材料の製錬に使用される誘導炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶解された金属の表面上に浮遊する粒子材料を供給される従来のチャネル誘導型炉は、相対的に深い金属槽と共に設計される。これは、溶解された金属の槽の上部のスラグ層上に浮遊する粒子材料が、不十分なヒートシンクであり、より高い金属温度及びチャネル加熱器内への加熱された金属の再循環を導くためである。これは、炉が浅い金属槽と共に動作するように設計されている場合、溶解された金属の過熱及び耐火性材料裏打ちへの損傷をもたらす。浅い槽はまた、溶解速度がチャネル加熱器の真上の領域よりも相対的に遥かに低い、相対的に冷たい領域ももたらす。
【０００３】
一方、深い金属槽は、より多くの金属を炉内に維持しなければならないという欠点を有し、浅い金属槽を使用するときよりも大きい熱損失を導き、これは、浅い金属槽と共に炉を動作させる場合と比較して、より高い仕掛在庫をもたらす。金属の損失、設備への損傷、及び金属漏出時における作業員への危険もまた、深い金属槽を使用するときにはより高い。
【０００４】
さらに、深い金属槽を有する誘導炉においては、その動作中、炉内に強い対流が設定される。これは、一部の領域における粒子材料の不安定で高速な溶解をもたらし、それに対し、他の領域ではより少ない溶解が発生するか、または溶解が全く発生しない。動作中、深い金属槽による粒子材料の溶解は、溶解移動の領域を導き、換言すると、溶解が発生する領域が炉内で動き回り、不安定な流れ及び不安定な溶解条件をもたらすことが見出されている。
【０００５】
上述の問題を克服する試みは、同出願人による特許文献１に説明される発明に関わる。これは、その中へ溝が形成される炉床の上方に延在するプラトーを含む二重ループチャネル型誘導炉を提示している。プラトーは、誘導加熱器と連通しているスロート通路を備え、これらの通路は、誘導加熱器チャネルと流体連通して、加熱された液体金属をプラトーの上部に沿った分配のために溝内へ分配する。
【０００６】
特許文献１の炉に伴う実践的な問題は、炉の対向する端壁間の側壁に固定する必要があるプラトー及び溝の構築である。プラトーは、耐熱性、耐液体金属性、及び耐スラグ性の材料、換言すると、耐火性材料で構築される必要がある。プラトーは、浸漬されなければならず、壁の耐火性材料によって直接保持されてはならないため、金属の貫通は必然的に、レンガの変形を導き、最終的にプラトーの破壊を導く。
【０００７】
別の実践的な困難は、炉内での溝の使用が、槽を通した加熱された金属の最適な分配を確実にするために、溝の上方の炉内に液体金属の深さの制御を必要とすることである。プラトー及び溝を有する炉の始動は、容易ではなく、相対的に大量の液体金属を要する。また、加熱された金属の液体槽内への分配は、プラトー上の金属槽の深さによって制御され得るが、これはまた、金属槽内での不慮の振動が、液体槽内での加熱された金属の分配に悪影響を及ぼし得ることを意味する。
【０００８】
炉が長い槽と共に構築される場合、更なる問題が生じる。各誘導加熱器は、限定されたリーチを有し、これは、加熱された金属をハースへ輸送する通路の出口間の距離によって画定される。より長い炉が望まれる場合、これは、より高い生成能力と等しく、より強力な誘導加熱器が設置されなければならず、誘導子からの加熱された金属のより制御不能な分配をもたらす。
【０００９】
製鉄炉に伴う更なる問題は、スラグと金属との間の相互作用に関する。スラグ汚染を含まない金属を出鋼するために、通常、手作業及びロボットを使用してスラグ及び金属を分離する。
【００１０】
鉱石からの金属の収率を低減する、スラグ中の金属液滴の閉じ込めもまた、ここでの更なる懸念事項である。スラグと金属との相互作用に関する更なる問題は、スラグの融点が金属の融点より遥かに高いときに、スラグがその融点に近いままであるということであり、これは、スラグが、厚いスラグスカルを形成することなく、長距離にわたって容易に流れることを可能にするには低過ぎることを意味する。
【００１１】
上記の問題に加えて、製鋼工業では、多数の鉄製造プロセスのうちの任意のものからの液体鉄が、伝統的に取鍋（多くの場合、いわゆる混銑車またはボトル車（ｂｏｔｔｌｅ  ｃａｒ））内に出鋼され、製鋼工場に輸送され、製鋼容器に投入するために、いわゆる投入鍋（ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｌａｄｌｅ）に移送される。
【００１２】
鋼のバッチは、融剤の添加によって、及びガス状酸素を金属上もしくは金属を通して吹錬することによって作製される。吹錬の「エンドポイント」において試料が採取され、所望により「再吹錬」が実施され、鋼の出鋼動作のために必要なフェロアロイが調製される。鋼及びフェロアロイは、鋳造用取鍋に投入され、金属を有する製鋼スラグが鋳造用取鍋に移送されないように処理される。鋳造用取鍋に移送され得るスラグは、合金化要素の不要な損失及びスラグから金属へのリンの戻りをもたらす。
【００１３】
連続的な鋳造に近づけるために、いわゆる連々鋳が実施され、それによって、取鍋内の金属の温度及び鋳造機に到達する取鍋のタイミングが制御されなければならない。順序の逸脱は、再加工または少なくとも再加熱されなければならない鋼をもたらす。
【００１４】
鋳造用取鍋からの金属は、タンディッシュ内に注入され、そこから鋳型内に流れる。取鍋スラグがタンディッシュに入るのを最小にするために、注意を払わなければならない。タンディッシュ内の過剰量のスラグ及び空気との接触から溶解された酸素は、鋳造製品における許容できない非金属包有を引き起こす。
【００１５】
取鍋の裏打は、従来の製鋼プロセス中にこれらが経験する代替的な空及び満杯の状態のため、維持が高価である。熱は、取鍋に蓋がされておらず、空であるときに特に失われ、冷却された取鍋への鋼の出鋼は、鋼からの熱損失をもたらし、これは、鋳造の問題または更には鋳造順序の逸脱を引き起こす場合がある。満杯及び空の取鍋の上昇及び降下は、大型の天井クレーンを必要とし、これは、維持及び著しい量の電力の提供を必要とする。液体金属を有する取鍋の頭上移動は、極めて危険であり、液体金属の頭上輸送に伴う事故により、これまで多くの人々が命を落とし、負傷している。また、これらの高所構造における維持作業中の事故においても、多数が命を落としている。
【００１６】
移送動作中、大量の一時的放出が、短期間（カレンダー時刻の１０％未満）に発生される。これは、ファン、電気モータ、バッグハウス、ダクト等の大規模な設置を必要とし、これらは、ほとんどの時間、不要に稼働しているか、またはアイドリングしているかのいずれかである。
【００１７】
取鍋の使用、ならびにプロセスを停止及び開始する必要があるという事実に関わる多くの費用が存在し、その幾つかは上述されている。
【００１８】
鉄生成プラントから、鋼生成プラントを通り、鋳造プラント内への間のプロセスの順序は、鋼バッチの劣化及びこれらのプロセスの円滑な動作の中断を防止するために、微妙なバランスを必要とする。ほとんどの鉄−鋼鋳造プラントにおいて、この微妙なバランスは、突発的な環境を通じて日常的に乱され、費用のかかる中断及び鋼のバッチの劣化を導く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】国際出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１２／０５０９３８号
【特許文献２】国際出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１４／０６４８０１号
【特許文献３】南アフリカ国特許出願第ＺＡ２０１３／０７２１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、上述の問題を少なくとも部分的に克服するチャネル型誘導炉及び製鋼装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によると、耐火性材料で裏打ちされた外殻を備え、かつ床を有するチャネル型誘導炉であって、該床が、該床から延在してハースを形成する壁を有し、少なくとも１つの誘導加熱器が、該炉に関連付けられ、かつ該床内のスロートによって該ハースと連通し、該スロートが、該誘導加熱器への入口として機能する下降通路と、該誘導加熱器からの出口として機能する少なくとも１つの上昇通路とを備えるスロート通路を含み、該スロート通路が、該誘導加熱器内のチャネルに対して相補的に形状付けられ、及びそれに対して構成され、各通路が、無料に形状付け及びサイズ決めされたチャネルと流体連通し、
該炉床が、該ハースの動作可能な後部から該ハースの対向する動作可能な前部に向かって下向きに傾斜し、
該ハースの該前部における該壁が、前壁を形成する底部セクションと上部セクションとを備え、該前壁底部セクションが、該前壁上部セクションよりも該ハース内に更に延在し、該前壁底部セクションが、該前壁上部セクションと当接して上縁部で終端し、
該下降通路が、該前壁の基部の近位の場所において該床内に入口を有し、
該または各上昇通路が、該前壁底部セクションの該基部と当接した場所において該床内に出口を有し、該前壁底部セクションが、それを通る、該または各上昇通路の上方に上向きに延在し、該底部セクションの該上縁部上に開口する垂直スロットを備え、
該誘導加熱器が、該前壁の近位に配置される、チャネル型誘導炉が提供される。
【００２２】
該床が、該前壁底部セクションの該基部の近位にピットを備え、該下降通路への該入口が、該ピット内に配置されるものが、また更に提供される。
【００２３】
本発明のまた更なる特徴によると、該壁が、該前壁と、該ハースの該後部を形成する対向する後壁と、２つの対向する端壁とを備え、
端壁が、該前壁及び該後壁の対向する端部の各々の間に延在するものが、提供される。
【００２４】
該炉が、二重ループチャネル型誘導炉を備え、そのスロートが、該誘導加熱器への入口として機能する中央下降通路と、該誘導加熱器からの出口として機能する、該中央下降通路の対向する側部上の２つの上昇通路とを含み、
該上昇通路からの該２つの出口が、離間され、好ましくは該下降通路から等しい距離にあるものが、また更に提供される。
【００２５】
該前壁が、該ハース内へ垂直線から、好ましくは約０°〜１０°だけ、傾斜しているものも、提供される。
【００２６】
該炉床が、該前壁底部セクションの近位に実質的に水平な床基部を含み、好ましくは、該中央通路への該入口が、該床基部内に配置されるものが、またさらに提供される。
【００２７】
本発明のまた更なる特徴によると、該炉が、該炉ハースから分離された前方ハースを含み、該前方ハースが、耐火性材料で裏打ちされた外殻を備え、かつ床を有し、該床が、該床から延在して該前方ハースを形成する壁を有し、
該前方ハースが、その床内のその中へ開口する通路によって該誘導加熱器の上昇通路と連通し、
該前方ハース通路が、出口として機能する下降通路と、該誘導加熱器から実質的にスラグを含まない金属を動作可能に受容するための、該または各誘導加熱器の上昇通路からの該前方ハースへの入口として機能する上昇通路とを備え、
該前方ハース通路が、該誘導加熱器内の該チャネルに対して相補的に形状付けられ、及びそれに対して構成され、
該前方ハースが、液体金属オーバーフロープラグを含むものが、提供される。
【００２８】
該前方ハースが、前方ハース通路のセットを含み、各セットが、出口として機能する下降通路と、該前方ハースへの入口として機能する上昇通路とを備え、各前方ハース通路のセットが、誘導加熱器の上昇通路と流体連通しているものが、また更に提供される。
【００２９】
本発明の更なる態様によると、該炉が、該炉ハースから分離され、かつそれから離れて延在する細長い前方ハースを含み、該前方ハースが、耐火性材料で裏打ちされた外殻を備え、かつ床を有し、該床が、該床から延在して該前方ハースを形成する壁を有し、
該前方ハースが、該炉ハースに遠位の場所におけるその床内のその中へ開口する少なくとも１つの通路によって、該誘導加熱器の上昇通路と連通し、
該前方ハースが、好ましくは該前壁底部セクションの該上縁部の上方で、該炉前壁を通って延在する開口部によって、該炉ハースと連通し、
該前方ハースが、該炉ハースの遠位の地点において、スラグ出口、好ましくはオーバーフロー出口を含み、
動作可能に、加熱された金属が、該炉ハースの遠位の該入口において該前方ハース内に入り、該前方ハースから該開口部を通って該炉内に流れ、スラグが、該加熱された液体金属に逆流して、該炉ハースから該開口部を通って該前方ハース内に流れ、該スラグ中に含有される金属液滴が、該スラグを通過して、該スラグの下で加熱された金属の該流れに入ることを可能にし、スラグが、該スラグ出口を通して該前方ハースから除去されるものが、提供される。
【００３０】
本発明のまた更なる態様によると、上記に定義される炉を動作させて、液体金属を生成する方法であって、
金属酸化物及び還元剤を含む供給材料を調製するステップと、
該供給材料を、該ハースの動作可能な後部における後壁の近位の該傾斜した炉床上で、該炉内に投入するステップと、
動作可能に、該供給材料が、該床上に蓄積し、該液体金属槽内へ延在し、気体、及び任意に、該液体金属槽及び供給材料の上方の自遊空間内に導入される、好ましくは気体の形態である燃料の燃焼の熱による放射を通じて、炭素熱還元を経験することを可能にするステップと、を含み、該供給材料が、溶解し、該液体金属槽と合わさり、
該供給材料の加熱に由来する、また任意に、燃料にも由来する該気体が、該液体金属槽及び供給材料の上方の自由空間内に導入される、方法が、提供される。
【００３１】
本発明のまた更なる態様によると、鉄炉と精錬炉とを備える製鋼装置であって、
該鉄炉が、上記に定義される前方ハースを含み、かつ該鉄炉の前方ハースから該精錬炉へ延在する液体鉄移送導管を備えるチャネル型誘導炉を備え、鉄を含有する供給材料から液体鉄を生成し、該液体鉄をプールとして該鉄炉ハース内に含み、スラグを含まない液体鉄を該液体鉄移送導管によって該プールから該精錬炉へ移送し、
該精錬炉が、該液体鉄移送導管を通して該鉄炉の前方ハースと流体連通している、上記に定義される前方ハースを伴わないチャネル型誘導炉を備え、該鉄炉の前方ハースから液体鉄を受容し、該液体鉄を溶鋼に変換し、該溶鋼をプールとしてハース内に含み、溶鋼移送導管によってスラグを含まない溶鋼を該溶鋼プールから該合金化コンテナへ移送し、該精錬炉が、溶鋼を該精錬炉から出鋼するための閉止可能な出口を備える、製鋼装置が提供される。
【００３２】
該製鋼装置が、好ましくは合金化チャンバ及び鋳造機タンディッシュも含み、
該合金化チャンバが、
溶鋼用の加熱手段を備え、溶鋼を該精錬炉の該出口から受容し、該溶鋼をプールとして該合金化チャンバ内に含み、加熱し、
該合金化チャンバが、合金化要素の添加のための手段を含み、
該合金化チャンバが、該合金化チャンバの動作可能なスラグレベルの下方から該タンディッシュへ延在するタンディッシュ移送導管によって、スラグを含まない溶鋼を該タンディッシュへ移動するように更に構成され、
該タンディッシュが、該タンディッシュ移送導管を通して該合金化コンテナから溶鋼を受容して、鋳造出口によって、該タンディッシュに動作可能に関連付けられる鋳造機に供給するように構成され、
該製鋼装置が、該タンディッシュに関する鋳造スピード制御、該鉄炉からの少なくとも１つの液体鉄出鋼穴のうちの１つ以上の形態の、該炉内の該液体鉄及び溶鋼レベルのための制御手段を含むものが、更に提供される。
【００３３】
該製鋼装置の該合金化チャンバが、好ましくは、上記に定義されるチャネル型誘導炉を備え、該合金化チャンバが、該溶鋼のための撹拌手段を含むものも、また更に提供される。
【００３４】
該製鋼装置の該精錬炉が、鋼または鉄を解体するための投入穴を含むものも、提供される。
【００３５】
本発明のこれら及び他の特徴は、下記により詳細に説明される。
【００３６】
本発明の好ましい実施形態が、添付の素面への参照と共に、単に例として説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態による二重ループチャネル型誘導炉の端部斜視図である。
【図２】図１の炉の一部の正面斜視図である。
【図３】図１の炉に類似の炉を備え、前方ハースの第１の実施形態を加えた、本発明による炉の第２の実施形態の正面斜視図である。
【図４】図３の炉の前方ハースに類似の前方ハースを備えた単一ループチャネル型誘導炉を備える、本発明による炉の第３の実施形態の一部の底部斜視図である。
【図５】図４の炉の一部の上面斜視図である。
【図６】前方ハースの第２の実施形態を備える、本発明の第４の実施形態による単一ループチャネル型誘導炉の一部の端部斜視図である。
【図７】本発明の第５の実施形態による、製鋼装置の一部を形成する製鉄炉の一部及び精錬炉の一部の正面斜視図である。
【図８】その製鉄炉とその精錬炉との間の接続の詳細を示す、図７の製鋼装置の一部の正面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態による、製鋼装置の一部を形成する製鉄炉及び精錬炉の正面斜視図である。
【図１０】製鉄炉と精錬炉との間の接続の詳細を示す、図９の製鋼装置の一部の上面斜視図である。
【図１１】製鉄炉と精錬炉との間の接続に関する代替的実施形態の詳細を示す、図９の製鋼装置の一部の断面正面図である。
【図１２】精錬炉として使用されるときのその屋根も示し、その中での気体分配、及び供給材料によって覆われていない液体金属槽の幅を示す、図１の炉の断面端部立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
第１の実施形態
本発明による炉（１）の第１の実施形態が、明確にするためにその耐火性材料及び補助設備を伴わずに、図１及び２に示される。炉（１）は、２つの対向する端壁（３Ａ、３Ｂ）と、前壁（４Ａ）と、対向する後壁（４Ｂ）とを有する傾斜した床（２）を備える。壁（３、４）は、床（２）から延在して、ハース（５）を形成する。二重ループ誘導加熱器（６）は、炉（１）の基部に固定され、炉床（２）内のスロート（７）を通してハース（５）と流体連通している。
【００３９】
炉床（２）は、傾斜した床（８）を含み、それは、炉（１）の前壁と後壁（４Ａ、４Ｂ）との間に延在する。後壁（４Ｂ）は、明確にするために示されていないが、床（２）の後端部（２Ｂ）において、炉（１）の後部から上方に延在する。傾斜した床（２）は、後壁（４Ｂ）から前壁（４Ａ）へと下へ延在し、前壁（４Ａ）に隣接した、実質的に水平なセクション（８）で終端する。
【００４０】
前壁（４Ａ）は、床（２）の水平セクション（８）から上向きに延在し、垂直線から約１０°の角度でハース（５）内に傾斜している。
【００４１】
前壁（４Ａ）は、底部セクション（１２）及び上部セクション（１３）を備える。底部セクション（１２）は、上部セクション（１３）よりもハース（５）内に更に延在し、底部セクション（１２）は、上部セクション（１３）と当接して上縁部（１４）で終端する。
【００４２】
スロート（７）は、床（２）の水平セクション（８）の下方に配置され、誘導加熱器（６）への入口として機能する中央下降通路（９）を含む。下降通路（９）への入口は、炉床（２）の水平セクション（８）内の陥凹部分（１１）内に配置される。
【００４３】
スロート（７）はまた、誘導加熱器（６）からの出口として機能する、中央通路（９）の対向する側部上の２つの側方上昇通路（１０Ａ、１０Ｂ）も含む。上昇通路（１０Ａ、１０Ｂ）は各々、前壁底部セクション（１２）の基部と当接した場所において、床内に出口を有する。前壁底部セクション（１２）は、それを通る、各上昇通路（１０Ａ、１０Ｂ）の上方に上向きに延在し、底部セクション（１２）の上縁部（１４）上に開口する垂直スロット（１５Ａ、１５Ｂ）を備える。
【００４４】
上昇通路（１０Ａ、１０Ｂ）の出口は、前壁（４Ａ）内の垂直スロット（１５Ａ、１５Ｂ）の下に配置され、一方、入口（９）は、床（２）の水平セクション（８）内に配置される。したがって、出口（１０Ａ、１０Ｂ）は、加熱された金属の流れを、前壁（４Ａ）と当接して上向きに方向付けるように定置され、一方、入口（９）は、液体金属槽の底部から金属を、より具体的には、床（２）の水平セクション（８）の陥凹部分（１１）に配置された金属を引入れるように、それからオフセットに配置される。
【００４５】
使用中、液体金属は、誘導加熱器（６）のチャネル内で、これらのチャネル内の電磁的に誘導された電流の流れに対する電気抵抗を通して加熱される。より冷たい金属は、液体金属槽の底部から引き出され、中央下降通路（９）を通って中央チャネルに入り、加熱された金属は、外部スロート上昇通路（１０Ａ、１０Ｂ）を通って２つの外部チャネルから出る。これは周知の技術であり、更なる説明を必要としない。
【００４６】
出口（１０Ａ、１０Ｂ）は、出口（１０Ａ、１０Ｂ）から出る加熱された金属が、前壁（４Ａ）と接触して上向きに流れることを確実にするように、前壁（４Ａ）内に配置される。加熱された金属は、前壁（４Ａ）内の垂直スロット（１５Ａ、１５Ｂ）内を流れ続け、底部セクション（１２）の上縁部（１４）上に出る。
【００４７】
液体金属槽のメニスカス（１７）は、底部セクション（１２）の上縁部（１４）の上方に動作可能に維持され、これは、加熱された金属が、スロット（１５Ａ、１５Ｂ）内で前壁（４Ａ）に沿ってメニスカス（１７）の下へ上向きに方向付けられることを意味する。相対的に広がったジェット（１６）が下方からメニスカス（１７）に衝突するとき、流れは、前壁（４Ａ）の上部から離れて、またそれに沿って拡散される。
【００４８】
より多数のより小型の誘導子を、相対的に非常に長い炉の長さに沿って、その全ての上昇通路出口が互いに等距離であるように配列することによって、制御された均一な溶解が、長距離にわたって拡散され得る。前壁（４Ａ）の内向角は、メニスカス（１７）に到達する前の広がり（拡散）の程度及びジェット（１６）の安定性に影響を及ぼす。
【００４９】
前壁（４Ａ）の内向角及びスロット（１５Ａ、１５Ｂ）の使用は、さもなくばハース内の溶解パターンに悪影響を及ぼすであろう槽内の金属の流れを循環させることによって、ジェット（１６Ａ、１６Ｂ）の偏向を軽減する。この配列は、加熱された金属が誘導加熱器（６）へ戻る低減された可能性と共に、安定した流れパターンの効果を有する。
【００５０】
目的は、熱を低強度（ｋＷ／ｍ炉長）で均一に導入して、投入材料の均一な溶解を確実にし、それによって、燃焼熱を溶解される材料の最上面に移送する機会を最大限にするような炉を設計することである。これは、従来のより大型の誘導加熱器とは反対に、各々がより良好な力率を有する、より小型の誘導加熱器を使用し、それをより経済的に動作させることによって達成される。
【００５１】
これはまた、端壁の距離が大幅に増加された、より大容積の炉の構築を可能にし、経済的に実行可能にする。これは、その中へ一連の誘導加熱器が隣り合って入れられる、床の細長い水平セクションを提供する。これらの誘導加熱器の各々は、典型的には約３ｍの、所定の長さの炉に機能する。各誘導加熱器の２つの出口間の距離は、約１．５ｍであり、各出口は、約１．５ｍの長さに機能する。
【００５２】
第２の実施形態
本発明による炉（５０）の第２の実施形態が、図３に示される。この炉（５０）は、図１及び２に示される第１の実施形態の炉（１）に類似しており、前方ハース（６０）の第１の実施形態が追加されている。炉（５０）は、傾斜した床（７１）と、２つの対向する端壁（７２Ａ、７２Ｂ）と、前壁（７３Ａ）と、対向する後壁（７３Ｂ）とを含む。壁（７２、７３）は、床（７１）から延在して、ハース（７４）を形成する。傾斜した床（７１）は、後壁（７３Ｂ）から前壁（７３Ａ）へと下へ延在し、前壁（７３Ａ）に隣接した、実質的に水平なセクション（７５）で終端する。
【００５３】
前壁（７３Ａ）は、床（７１）の水平セクション（７５）から上向きに延在し、垂直線から約１０°の角度でハース（７４）内に傾斜している。
【００５４】
前壁（７３Ａ）は、底部セクション（７６）及び上部セクション（７７）を備える。底部セクション（７６）は、上部セクション（７７）よりもハース（７４）内に更に延在し、底部セクション（７６）は、上部セクション（７７）と当接して上縁部（７８）で終端する。
【００５５】
炉（５０）は、炉床（７１）の水平セクション（７５）の下方でスロート（８０）を通してハース（７４）と連通する、炉（５０）の基部に固定された二重ループ誘導加熱器（７９）を含む。スロート（８０）は、誘導加熱器（７９）への入口として機能する中央入口通路（９）を含む。下降通路（５３）への入口は、炉床（７１）の水平セクション（７５）内の陥凹部分内に配置される。
【００５６】
スロート（８０）はまた、入口通路（５３）の対向する側部上に配置された、２つの離間された出口通路（５４Ａ、５４Ｂ）も含む。各出口通路（５４）は、第１の垂直な（５６Ａ、５６Ｂ）セクションを含み、それは、実質的に垂直に配列され、入口通路（５３）に実質的に平行に方向付けられる。各第１のセクション（５６Ａ、５６Ｂ）は、上向きに炉（５０）から離れて方向付けられる、角度の付いた第２のセクション（５７Ａ、５７Ｂ）内へ延在する。出口通路（５４Ａ、５４Ｂ）のこれらの第２のセクション（５７Ａ、５７Ｂ）は各々、前方ハース（６０）の床（６１）内に別々に開口する。前方ハース（６０）は、炉（５０）の前壁（５８Ａ）に隣接して配置される。前方ハース（６０）は、床（６１）を備え、その周りで上向きに延在して前方ハース（６０）のハース（６３）を形成する壁（６２）を有する。
【００５７】
前方ハース（６０）はまた、その床（６１）内に２つの出口通路（６４Ａ、６４Ｂ）も備え、これらは、前方ハース（６０）から下向きに延在し、炉（５０）の前壁（５８Ａ）よりも低い箇所から曲がって上がるように炉（５０）へ方向付けられ、各々、前壁（５８Ａ）の下方セクション（７６）内に形成された、下方セクション（７６）の上縁部（７８）上へ開口するスロット（５９Ａ、５９Ｂ）内へそれぞれ流れる。
【００５８】
誘導加熱器（７９）からの出口通路（５４Ａ、５４Ｂ）の第２のセクション（５７Ａ、５７Ｂ）は、各々、それが前方ハース（６０）に到達する前に、別の通路（８１Ａ、８１Ｂ）内に分岐する。これらの通路（８１Ａ、８１Ｂ）は各々、炉（５０）のその端部上の前方ハース（６０）からのそれぞれの出口通路（５９Ａ、５９Ｂ）に接続され、かかる前方ハース（６０）の出口通路（５９Ａ、５９Ｂ）と共に、炉（５０）の前壁（５８Ａ）の下方セクション（７６）内のそれぞれのスロット（５９Ａ、５９Ｂ）内に入る。
【００５９】
使用中、炉（５０）のハース（６３）は、液体金属で充填され、それは、加熱のために誘導加熱器（７９）を通って循環する。より冷たい金属は、中央入口通路（５３）を介してチャネル（５５）内に引入れられる。加熱された金属は、チャネル（５５）から出口通路（５４Ａ、５４Ｂ）を介してハース（６３）へ、及び前方ハース（６０）へと流れる。
【００６０】
いずれの段階においても、動力のスイッチが切られているとき、通路（５３、５４Ａ、５４Ｂ）内に金属の移動は存在しない。動力のスイッチが入れられると、チャネル（５５）と、通路（５３、５４Ａ、５４Ｂ）がチャネル（５５）と接続する通路（５３、５４Ａ、５４Ｂ）の端部内の金属との間で熱が交換される。より大きい入口通路（５３）内に含まれる、より大量の金属が存在するため、入口通路（５３）内の金属を加熱するためには、より小さい出口通路（５４Ａ、５４Ｂ）内の金属を加熱するために必要とされる熱よりも多くの熱が必要とされる。ある段階で、出口通路（５４Ａ、５４Ｂ）内の金属は、入口通路（５３）内の金属よりも高い温度に到達する。金属の密度は概して、その温度の上昇に伴い減少する。入口通路（５３）内のより高密度の金属は、チャネル（５５）ループを介して金属を出口通路（５４Ａ、５４Ｂ）へ移動させる。最初は、流速は極度に低いが、一度それが開始されると、入口通路（５３）内に引入れられ、チャネル（５５）内で加熱され、出口通路（５４Ａ、５４Ｂ）内へと送られる冷たい金属によって、効果は増進される。
【００６１】
別個の入口（５３）及び出口（５４Ａ、５４Ｂ）通路を有することによって、金属の流れを出口通路（５４Ａ、５４Ｂ）から方向付けることが可能である。具体的には、加熱された金属の流れを入口通路（５３）から離れて方向付けて、金属の流れの短絡を回避することが可能である。従来の二重ループ誘導加熱炉では、短絡があり得、槽レベルがハース（６３）内で低いときに、通常予測される。これは、周知の負の効果を伴う局所加熱を導き得る。
【００６２】
加熱された金属の流れを入口（５３）から離れて方向付けることによって、非常に低い槽レベルを用いてであってさえ、短絡を回避することが可能である。
【００６３】
上記に示される通り、誘導加熱器チャネル（５５）から流れる加熱された金属は、２つに分かれてハース（６３）に到達し、まず通路（５７Ａ、５７Ｂ）を介して前方ハース（６０）に、次に直接的な通路（８１Ａ、８１Ｂ）を介してハース（６３）に到達する。前方ハース（６０）へ流れ、前方ハース（６０）内で、炉（５０）と同レベルまで集まる加熱された金属。これは、炉ハース（６３）と前方ハース（６０）の両方が、接続されており、レベルの等化を生じさせる大気圧であるためである。前方ハース（６０）は、その側壁（６２）のうちの一方に閉止可能なオーバーフローを備え、これは、前方ハース（６０）から、したがって効果的に炉（５０）から、スラグを含まない加熱された液体金属を出鋼するために使用される。金属は、最も少ないスラグが存在するであろうハース（６３）の底部から、入口通路（５３）に入り、誘導加熱器（７９）へ入るため、実質的にスラグを含まない。金属中のスラグの閉じ込めは、ハース内の激しい作用及び反応を回避し、スラグがハース（６３）内の液体金属槽の上部へ浮遊することを可能にするハース（６３）内の安定した動作条件によって最小化される。
【００６４】
本質的にスラグを含まない液体金属を炉（５０）から出鋼する利点は、顕著であり、当業者には自明の理である。
【００６５】
第３の実施形態
本発明による誘導炉（２０）の第３の実施形態が、図４及び５に示され、ここでも、明確にするためにその耐火性材料及び補助設備を伴わずに示される。この第３の実施形態は、耐火性材料（図示なし）で裏打ちされた外殻を含む単一ループ誘導加熱炉（２０）を含み、２つの対向する端壁（２２Ａ、２２Ｂ）と、前壁（２３Ａ）と、対向する後壁（２３Ｂ）とを有する傾斜した床（２１）を有する。壁は、床（２１）から延在して、ハース（２９）を形成する。
【００６６】
傾斜した床（２１）は、後壁（２３Ｂ）から前壁（２３Ａ）へと下へ延在し、前壁（２３Ａ）に隣接した、実質的に水平なセクション（３０）で終端する。
【００６７】
前壁（２３Ａ）は、床（２１）の水平セクション（３０）から上向きに延在し、垂直線から約１０°の角度でハース（２９）内に傾斜している。
【００６８】
前壁（２３Ａ）は、底部セクション（３１）及び上部セクション（３２）を備える。底部セクション（３１）は、上部セクション（３２）よりもハース（２９）内に更に延在し、底部セクション（３１）は、上部セクション（３２）と当接して上縁部（３３）で終端する。
【００６９】
炉（２０）は、それに関連付けられた少なくとも１つの単一ループチャネル型誘導加熱器（２４）を含み、この誘導加熱器（２４）は、床（２１）内のスロート（２５）によってハース（２９）と流体連通している。スロート（２５）は、床（２１）の水平セクション（３０）の下方に配置される。
【００７０】
スロート（２５）は、２つのスロート通路（２６、２７）を備え、その各々は、誘導加熱器チャネル（２８）と連通している。スロート通路（２６、２７）は、ハース（２３）から誘導加熱器チャネル（２８）への金属の流れのための入口通路（２６）と、誘導加熱器チャネル（２８）からハース（２９）への金属の流れのための出口通路（２７）とを含み、入口通路（２６）は、出口通路（２７）よりも大きい断面積を有する。
【００７１】
当業者は、チャネル（２８）及び炉の下方に延在する通路（２６、２７）の部分が巨大な耐火性材料内に形成されることを理解するであろう。明確にするために、炉（２０）の下方のこの耐火性材料は、いずれの図面にも示されていない。
【００７２】
述べられている通り、スロートは、２つの通路、すなわち入口通路（２６）及び出口通路（２７）を備える。入口通路（２６）は、ハース内において床レベル（２１）で開始し、床からそれが接線方向に接続されるチャネル（２８）に実質的に垂直に下へ延在する。出口通路（２７）は、チャネル（２８）から同様に接線方向に延在し、前壁（３１）の下方セクションの陥凹部分で終端する。
【００７３】
それは、第１のセクション（３４）を有し、それは、実質的に垂直に配列され、かつ入口通路（２６）に実質的に平行に方向付けられる。第１のセクション（３４）は、上向きに炉（２０）から離れて方向付けられる、角度の付いた第２のセクション（３５）内へ延在する。出口通路のこの第２のセクション（３５）は、炉（２０）の前壁（２３Ａ）に隣接して配置される前方ハース（４０）の床（４１）内に開口する前方ハース（４０）は、床（４１）を備え、その周りで上向きに延在して前方ハース（４０）のハース（４３）を形成する壁（４２）を有する。
【００７４】
前方ハース（４０）はまた、その床（４１）内に出口通路（４４）も備え、これは、前方ハース（４０）から下向きに延在し、炉（２０）の前壁（２３Ａ）よりも低い箇所から曲がって上がるように炉へ方向付けられ、下方セクション（３１）の上縁部（３３）上へ開口する、前壁（２３Ａ）の下方セクション（３１）内に形成されたスロット（３６）内へ流れる。
【００７５】
誘導加熱器（２８）内からの出口通路（２７）の第２のセクション（３５）は、それが前方ハース（４０）に到達する前に、別の通路（３７）内に分岐する。この通路（３７）は、前方ハース（４０）からの出口通路（４４）に接続され、前方ハース（４０）の出口通路（４４）と共に、炉（２０）の前壁（２３Ａ）の下方セクション（３１）内のスロット（３７）内に入る。
【００７６】
使用中、炉（２０）のハース（２９）は、液体金属で充填され、それは、加熱のために誘導加熱器（２４）を通って循環する。より冷たい金属は、入口通路（２６）を介してチャネル（２８）内に引入れられる。加熱された金属は、チャネル（２８）から出口通路（２７）を介してハース（２９）へ、及び前方ハース（４０）へと流れる。
【００７７】
いずれの段階においても、動力のスイッチが切られているとき、通路（２６、２７）内に金属の移動は存在しない。動力のスイッチが入れられると、チャネル（２８）と、通路（２６、２７）がチャネル（２８）と接続する通路（２６、２７）の端部内の金属との間で熱が交換される。より大きい入口通路（２６）内に含まれる、より大量の金属が存在するため、入口通路（２６）内の金属を加熱するためには、より小さい出口通路（２７）内の金属を加熱するために必要とされる熱よりも多くの熱が必要とされる。ある段階で、出口通路（２７）内の金属は、入口通路（２６）内の金属よりも高い温度に到達する。金属の密度は概して、その温度の上昇に伴い減少する。入口通路（２６）内のより高密度の金属は、チャネル（２８）ループを介して金属を出口通路（２７）へ移動させる。最初は、流速は極度に低いが、一度それが開始されると、入口通路（２６）内に引入れられ、チャネル（２８）内で加熱され、出口通路（２７）内へと送られる冷たい金属によって、効果は増進される。
【００７８】
別個の入口（２６）及び出口（２７）通路を有することによって、金属の流れを出口通路（２７）から方向付けることが可能である。具体的には、加熱された金属の流れを入口通路（２６）から離れて方向付けて、金属の流れの短絡を回避することが可能である。従来の単一ループ誘導加熱炉では、短絡があり得、槽レベルがハース（２９）内で低いときに、通常予測される。これは、周知の負の効果を伴う局所加熱を導き得る。
【００７９】
金属の流れを入口（２６）から離れて方向付けることによって、非常に低い槽レベルを用いてであってさえ、短絡を回避することが可能である。
【００８０】
上記に示される通り、誘導加熱器チャネル（２８）から流れる加熱された金属は、２つに分かれてハース（２９）に到達し、まず通路（３５）を介して前方ハース（４０）に、次に直接的な通路（３７）を介してハース（２９）に到達する。前方ハース（４０）へ流れ、前方ハース（４０）内で、炉（２０）と同レベルまで集まる加熱された金属。これは、炉ハース（２９）と前方ハース（４０）の両方が、接続されており、レベルの等化を生じさせる大気圧であるためである。前方ハース（４０）は、その側壁（４２）のうちの一方に閉止可能なオーバーフローを備え、これは、前方ハース（４０）から、したがって効果的に炉（２０）から、スラグを含まない加熱された液体金属を出鋼するために使用される。金属は、最も少ないスラグが存在するであろうハース（２９）の底部から、入口通路（２６）に入り、誘導加熱器へ入るため、実質的にスラグを含まない。金属中のスラグの閉じ込めは、ハース内の激しい作用及び反応を回避し、スラグがハース（２９）内の液体金属槽の上部へ浮遊することを可能にするハース（２９）内の安定した動作条件によって最小化される。
【００８１】
本質的にスラグを含まない液体金属を炉（２０）から出鋼する利点は、顕著であり、当業者には自明の理である。
【００８２】
第４の実施形態
本発明による誘導加熱炉（９０）の第４の実施形態が、図６に示される。この炉（９０）も、明確にするためにその耐火性材料及び補助設備を伴わずに示される。この第３の実施形態（９０）は、耐火性材料（図示なし）で裏打ちされた外殻を含む単一ループ誘導加熱炉（９０）を含み、２つの対向する端壁（９２Ａ、９２Ｂ）と、前壁（９３Ａ）と、対向する後壁（９３Ｂ）とを有する傾斜した床（９１）を有する。壁は、床（９１）から延在して、ハース（９９）を形成する。
【００８３】
傾斜した床（９１）は、後壁（９３Ｂ）から前壁（９３Ａ）へと下へ延在し、前壁（９３Ａ）に隣接した、実質的に水平なセクション（１００）で終端する。
【００８４】
前壁（９３Ａ）は、床（９１）の水平セクション（１００）から上向きに延在し、垂直線から約１０°の角度でハース（９９）内に傾斜している。
【００８５】
前壁（９３Ａ）は、側面（１０３）及び端壁（１０４）によって囲まれた溝（１０２）へ延在する開口部（１０１）を備える。溝（１０２）は、炉（９０）の前壁（９３Ａ）から離れて延在する。溝（１０２）は、その底部を炉（９０）内の液体金属槽の動作可能なスラグの線より下に定置する深さを有する。これは、スラグがその遠位端壁（１０４）まで溝（１０２）内へ流れ得ることを意味する。溝（１０２）はまた、その側面（１０３）または端壁（１０４）内に、スラグのみがそれから溢れ出ることを可能にする高さを有するオーバーフローを備える。これは、スラグのための出口を有する炉を提供する。
【００８６】
炉（９０）は、それに関連付けられた少なくとも１つの単一ループチャネル型誘導加熱器（９４）を含み、この誘導加熱器（９４）は、床（９１）内のスロート（９５）によってハース（９９）と流体連通している。スロート（９５）は、床（９１）の水平セクション（１００）の下方に配置される。スロート（９５）は、単一のスロート通路（９６）を備え、それは、ハース（９３）から誘導加熱器チャネル（９８）への金属の流れのための入口通路を備える誘導加熱器チャネル（９８）と流体連通している。
【００８７】
この実施形態における誘導加熱器（９４）の中心軸は、炉（９０）の前壁（９３Ａ）に平行に配向され、これは、円形のチャネル（９８）を後壁（９３Ｂ）から前壁（９３Ａ）に見られる傾斜した床（９１）と整列させる。これは、図４及び５に示される炉（２０）の単一ループ誘導加熱器（２５）の実施形態とは異なる。この実施形態では、チャネル（９８）は、依然としてハース（９９）よりも低く配置されるが、炉（９０）の下には配置されていない。入口通路（９６）は、炉（９０）の真下に、その前壁（９３Ａ）において延在し、チャネル（９８）と、炉（９０）に最も近いその側部上で接線方向に合わさる。
【００８８】
チャネル（９８）は、チャネル（９８）の上部から垂直に延在する出口通路（９７）を備える。この出口通路（９７）は、溝（１０２）の下で上向きに垂直に延在し、次に炉（９０）から離れて向きを変えて、溝（１０２）の下に延在し、溝（１０２）の遠位端部（１０４）の近位で上向きに向きを変え、ここで、溝（１０２）の底部内へと上向きに延在する。したがって、出口通路（９７）は、加熱された液体金属を溝（１０２）の底部内へその遠位端部（１０４）にて供給し、それは、ここから炉（９０）の前壁（９３Ｂ）内の開口部（１０１）を通ってハース内へ流れる。
【００８９】
ハース（９９）から溝（１０２）内へ流れる、したがって、誘導加熱器（９４）から溝（１０２）を通ってハース（９９）内へ流れる加熱された液体金属に逆流して流れる、スラグ。これは、スラグ中に捕捉された金属液滴が、スラグから、その下の加熱された液体金属のストリーム中へと落ち、炉（９０）内へ再び移動されることを可能にする。炉（９０）は、スラグ線より下の液体金属を取る別個の出鋼配列を備え、本質的にスラグを含まない金属が炉から出鋼されることを可能にする。
【００９０】
当業者は、チャネル（９８）及び炉（９０）の下方に延在する通路（９６）の部分が巨大な耐火性材料内に形成されることを理解するであろう。明確にするために、炉（９０）の下方のこの耐火性材料は、いずれの図面にも示されていない。
【００９１】
第５の実施形態
本発明の第５の実施形態が、図７に示され、その詳細が図８に示される。本発明のこの実施形態は、製鉄炉（１１１）と精錬炉（１１２）とを含む製鋼装置（１１０）を含む。
【００９２】
製鉄炉（１１１）は、図１及び２に示される第１の実施形態（１）の炉に類似した炉（１１３）を備え、炉（１１３）は、一連の６個の離間された二重ループ誘導加熱器（１１４Ａ〜Ｆ）を備え、それらは各々、炉床（１１７）内のスロート（１１６）を通してハース（１１５）と連通する。
【００９３】
動作中、液体鉄のプールが炉（１１３）のハース内に一度確立されると、例えば、特許文献１〜３のいずれか１つ以上に説明されるプロセスを使用して、炉（１１３）内に供給される鉄鉱石、石炭、及び融剤の原材料供給物から液体鉄が生成されるか、または、十分に設計された炉内で銑鉄及び／もしくはスクラップが溶解される。
【００９４】
製鉄炉（１１１）は、一つの端部（１１８）に、その端部（１１８）に配置される誘導加熱器（１１４Ｆ）から延在する前方ハース（１１９）を含む。これは、図３に示される炉（５０）及び前方ハース（６０）の第２の実施形態に配列が類似している。
【００９５】
この第５の実施形態における前方ハース（１１９）は、床（１２４）を備え、その周りで上向きに延在して前方ハース（１１９）のハース（１２６）を形成する壁（１２５）を有する。
【００９６】
前方ハース（１１９）は、誘導加熱器チャネル（１２２）からの出口通路（１２１）からの延在部（１２０）を通して、二重ループ誘導加熱器（１１４Ｆ）と流体連通している。これらの各々は、前方ハース（１１９）の床（１２４）内に別々に開口する。前方ハース（１１９）は、炉（１１１）の前壁（１２３）に隣接して配置される。
【００９７】
前方ハース（１１９）はまた、その床（１２４）内に出口通路（１２７）も備え、これは、前方ハース（１１９）から下向きに延在し、各々、炉（１１１）の前壁（１２３）よりも低い箇所から曲がって上がるように製鉄炉（１１１）へ方向付けられ、各々、前壁（１２３）の下方セクション（図示なし）内に形成された、下方セクション（図示なし）の上縁部（図示なし）上へ開口するスロット（図示なし）内へそれぞれ流れる。
【００９８】
前方ハース（１１９）は、製鉄炉（１１１）の遠位のその側部上で窪み（１２８）内へ延在し、それは、前方ハース（１１９）を製鋼炉（１１２）と接続するオーバーフロー通路（１３０）へと上昇する上向きに角度の付いた床（１２９）を含む。オーバーフロー通路（１３０）を有する前方ハースは、いわゆるティーポット配列として作用して、液体鉄を脱炭または精錬容器である精錬炉（１１２）へ移送する。オーバーフロー通路（１３０）は、クレイプラグ（１３５）によって閉止可能である。
【００９９】
精錬炉（１１２）内で、液体鉄は、脱炭によって精錬されて、溶鋼（１４）を生成する。製鋼または精錬炉（１１２）は、４個（または任意の好適な数）の二重ループ電気誘導加熱器（１３１Ａ〜Ｄ）のセットを含み、これらは各々、炉床（１３４）内のスロート（１３２）を通してハース（１３３）と連通して、溶鋼を循環させ、加熱する。
【０１００】
冷たい融剤及び酸化鉄の吸熱化学反応及び冷却効果を相殺するために、及び液体鉄を約１３００℃〜１４００℃から約１４８０℃〜１５５０℃の鋼温度に加熱するために、作製される鋼の等級及び鋳造要件に応じて熱が必要とされる。
【０１０１】
精錬炉（１１２）は、リン、硫黄不純物、シリカ、石灰、及び酸化鉄を含有するスラグを除去するための手段（図示なし）を備える。
【０１０２】
精錬炉（１１２）から、金属は、再び別のティーポット型配列（図示なし）を通して鋳造配列に移送され、これは、溶鋼が鋳型内へ鋳造される前のその更なる化学的精錬及び温度制御のための合金化チャンバ（図示なし）を含んでもよい。
【０１０３】
製鉄炉（１１１）と精錬炉（１１２）との間には、著し上昇の損失はない。
【０１０４】
炉（１１１、１１２）内の液体金属の総表面積は、従来の技術と比較して大きく、溶解速度と鋳造速度との間にずれがあるときに、動作中に極度に遅い上昇の変化をもたらす。鋳造速度が溶解速度よりも低い場合、追加の出鋼排出口（図示なし）によって製鉄炉（１１１）から鉄を出鋼して、銑鉄なまこを生成することによって、レベルは制御され得る。鋳造速度が、不十分な鉄生成を補償するように低減され得ない場合、スクラップ鋼または鉄が精錬炉（１１２）に添加され得る。
【０１０５】
製鉄炉（１１１）内及び精錬炉（１１２）内での撹拌は、チャネル誘導子（１１４、１３１）及びスロート配列（１１６、１３２）によって処理される。少量のスラグが合金化チャンバ（図示なし）内に形成され、それは、手動のまたは機械的なすくい取り（図示なし）によって除去される。
【０１０６】
合金化及び温度制御は、従来の技術を使用して実施される。
【０１０７】
精錬は、酸素を鉄鉱石またはミリ規模の形態で供給することによって実施される。酸化鉄の還元に必要とされる動力は、チャネル誘導加熱器（１３１）によって提供される。リンの除去は、より低い温度、高い酸素ポテンシャル、塩基性スラグ形成、及び金属へのスラグの効率的な接触によって好まれる。これらの全ての条件は、窒素のピックアップの危険性を伴うことなく、精錬炉（１１２）内で理想的に到達される。
【０１０８】
酸素ガスを吹き込むことによる従来の鋼への鉄の変換は、鉄からの炭素及びケイ素の除去をもたらす。スラグの鉄含量を増加させるために更なる酸素が必要とされ、これは、所与の利用可能な鉄量からの鋼の収率に悪影響を及ぼす。スラグ内に正しいレベルの酸化鉄を得るために、従来のプロセスでは、液体鉄供給物中の高費用のＦｅが酸化される。正味の効果は、従来、約９４％の収率（液体鉄から溶鋼）が期待され得るというものである。
【０１０９】
本発明による加工においては、溶解物中の炭素は、鉱石に由来するＦｅによって効果的に置き換えられる。効果的に、液体供給材料中に含有される鉄の酸化は行われず、本プロセスによって１０６％の収率が到達され得る。液体鉄中に含有される高費用のＦｅは、鉄鉱石中に含有される低費用のＦｅによって置き換えられ、損失は最小化される。本プロセスでは、低費用の酸化鉄が鉱石から得られ、液体鉄中に存在する更なる炭素が、鉱石またはスラグに由来するＦｅを還元し、それによって液体金属の質量を増加させる。
【０１１０】
従来のプロセスにおいて使用されるようなガス状酸素による脱炭は、金属への酸素ジェットの衝突点において蒸発されるＦｅをもたらす。これは、赤煙として見られる。オフガスは、酸化鉄を除去するために水で磨かれなければならず、水の大量消費及びスラッジ廃棄の要件をもたらす。この方法で、気体は洗浄され、燃料としての回収に好適であり得る。短期間（カレンダー時刻の２５％未満）に最大量のオフガスが形成され、常に電力を消費する大型のＩＤファン、水ポンプ、パイプ、ダクト、及び電気モータを必要とする。
【０１１１】
金属及びスラグレベルは経時的に約５０ｍｍを超えて変化しないため、水冷銅要素を使用して、スラグ線に沿った裏打ちの小さいセクションが冷却される。これは、全容器内において非常に長い裏打ち寿命を確実にするであろう。したがって、いわゆる凍結裏打ち（ｆｒｅｅｚｅ  ｌｉｎｉｎｇ）が形成される。
【０１１２】
この様式で、及び製鉄炉（１１１）及び精錬炉（１１２）の構成を使用することによって、非常に効率的で制御された様式で溶鋼を生成することが可能である。
【０１１３】
図７及び８に示される炉（１１１、１１２）は、一直線上には配列されておらず、２つの炉（１１１、１１２）は、ティーポット型配列移送システム（１２８）によって形成される交点をはさんで互いに対して約９０℃の角度を有している。９０°は、移送システム（１２８）を最後の誘導加熱器（１１４Ｆ）の直角に取り、それを再び精錬炉（１１２）の側部内に直角に導入することによって作られる。
【０１１４】
第６の実施形態
図９〜１１の製鋼装置（１４０）の第６の実施形態と共に示される通り、製鉄炉（１４１）及び精錬炉（１４２）をこの種類の構成で直線に配列することが可能であり、液体鉄は、ティーポット型配列移送システム（１４３）を通して製鉄炉（１４１）から精錬炉（１４２）に移送される。
【０１１５】
この実施形態（１４０）では、製鉄炉は、５個の二重ループ誘導加熱器（１４４Ａ〜Ｅ）と１つの単一ループ誘導加熱器（１４５）とを備える。単一ループ誘導加熱器（１４５）は、図５に示される第３の実施形態に説明されるものに類似した前方ハース（１４８）を含むが、誘導加熱器が製鉄炉の端部（１４６）に配置されるという違いを有し、これは、誘導加熱器チャネル（１４７）を炉（１４１）の端部（１４６）の側に配置する。
【０１１６】
前方ハース（１４８）は、誘導加熱器チャネル（１４７）から導管（１４９）を通して、加熱された液体金属（この例では液体鉄）を供給され、これは、前方ハース（１４８）の基部（１５０）内へ流れる。前方ハース（１４８）はまた、その基部（１５０）から炉壁（１４６）の端部の下方へ流れ、炉ハース（１５２）内に入る出口（１５１）も備える。この様式で、実質的にスラグを含まない加熱された液体鉄が、誘導加熱器（１４５）から前方ハース（１４８）を通って製鉄炉ハース（１５２）へと送られる。
【０１１７】
前方ハース（１４８）はまた、その上部の近位に、前方ハース（１４８）を精錬炉（１４２）と接続するオーバーフロー通路（１５３）も含む。この実施形態では、前方ハース（１４８）は、製鉄炉（１４１）の側部（１４６）の直角に接続され、オーバーフロー通路（１５３）を通して精錬炉（１４２）に対して直角に接続される。これは、製鉄炉（１４１）及び精錬炉（１４２）を直線に整列させる。勿論、前方ハースが製鉄炉（１４１）または精錬炉（１４２）のいずれかに接続される角度を変化させることによって、この直線を角度の付いた接続に変更することは可能である。
【０１１８】
より重要なことに、本構成は、前方ハース（１４８）が、実質的にスラグを含まず、最近加熱された液体鉄を単一ループ誘導加熱器（１４５）から受容し、含むことを意味する。これは、液体鉄が清潔であり、その温度が非常に安定しており、精錬炉（１４２）への高品質の安定した供給を提供することを意味する。
【０１１９】
総論
本発明の最後の態様が、図１２に示され、これは、精錬炉として使用されるときの、図１及び２に示される本発明の第１の実施形態による炉（１６０）の断面端面図を示す。
【０１２０】
供給材料（１６１）は、後壁（１６２）の側部から傾斜した床（１６３）上に投入され、それによって部分的に支持され、また液体金属槽（１６４）の表面上に部分的に浮遊する。精錬炉の場合、供給材料によって覆われていない液体金属槽の幅広い部分が存在する。床（１６３）は、その上に形成する保護スカル（１７７）によって動作可能に遮蔽される。
【０１２１】
投入される材料の上面は、炉（１６０）の屋根（１６６）の下方に形成された「燃焼チャンバ」（１６５）に曝露され、それによって、加熱、化学反応、及び溶解に必要とされる電気エネルギーを低減する。
【０１２２】
前壁（１６８）に沿った一連の離間された誘導加熱器（１６７）は、前壁（１６８）を効果的に「温かい壁」にし、これは、後壁（１６２）側部から炉（１６０）に投入された材料（１６１）が後壁（１６２）と前壁（１６８）との間に橋を作ることを防止し、これは、不安定な動作条件が発達するのを防止するために回避されるべきである。
【０１２３】
固体供給物（１６１）は、Ｆｅ２Ｏ３及びＦｅ３Ｏ４を主にＦｅＯに還元するための鉱石微粒子、融剤、及び少量の石炭からなる。金属−スラグ界面（１６９）に形成される一酸化炭素（ＣＯ）の燃焼によって発生される熱は、スラグ（１７０）を通して泡立ち（１７４）、これは、吸熱脱炭反応の駆動を助けるために、及び材料の堆積の表面（１７１）においてＦｅＯに富むスラグを溶解するために使用される。溶解されたＦｅＯに富むスラグは、堆積の表面（１７１）へ下に流れ、金属表面（１６９）上のスラグ（１７０）の層と合わさる。
【０１２４】
熱気及び酸素（１７２）が、スラグ層（１７０）の表面にわたって炉（１６０）内にポンプで送り込まれ、傾斜した床（１６３）上に支持される材料の表面（１７１）上を流れる。使用済みの気体（１７３）は、燃焼チャンバ（１６５）の内側で循環し、熱気及び酸素（１７２）ならびにＣＯ（１７４）と合わさり、火炎温度を調節し、ＮＯｘの形成を防止する。オフガスとしても知られる使用済みの気体は、最終的には、炉（１６０）の長さに沿って端壁（１７５）内の排気口（１７６）へと循環／螺旋になる。オフガスは、熱交換器（図示なし）を通して送られ、炉（１６０）内で使用される空気を加熱する。
【０１２５】
上述の通り、図１２は、精錬炉（１６０）に関する。図１及び２に示される実施形態の炉が製鉄に使用される場合、気体流パターンは類似であるが、ハース内での供給材料の分配は異なる。図７及び９に示される通り、製鉄炉（１１１、１４１）内の供給材料（１７８、１７９）は、液体金属槽全体のほとんどを覆い、槽の小さな部分のみが覆われていない状態である（１８０、１８１）。これは、精錬炉（１１２、１４２）内で供給材料（１８４、１８５）によって覆われていないままである液体金属槽（１８２、１８３）の遥かに大きい領域と比較される。
【０１２６】
これは、製鉄炉（１１１、１４１）内では液体金属表面からの気体の発生は事実上なく、精錬炉（１１２、１４２）内では液体金属表面からの著しい気体の発生があるためである。
【０１２７】
上記に説明される実施形態は、本発明の範囲を制限するように意図されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、実施形態に対する変更を含むことが可能であることが理解されるであろう。
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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