(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動装置上に配置された電極が設けられており、その際、両方の炉容器Ｉ又はＩＩのうち１つが、給電網から完全に切り離されるが、第２の炉容器が、給電網に留まり；給電網から切離された炉容器が、金属挿入材料を供給され、かつ続いて炉蓋によって閉じられ、かつ給電網にある炉容器が、溶融物を分離するまで溶融しかつ過熱するようなその後の冶金学上の作業を行なう、とくに鋼製造のために、二重容器アーク炉を運転する方法において、炉容器Ｉ又はＩＩに対して：
炉容器Ｉに対して：
ａ）炉容器Ｉ（１）における金属挿入体の７０％の割合にまで液状銑鉄を装入し、
ｂ）同時にブロープロセスの熱平衡に相応して、例えば鉱石、屑鉄、鉄スポンジ又はその他の金属挿入体のような冷却媒体を添加し、かつ金属挿入材料の分析に相応して、スラグ形成剤、例えば石灰、ドロマイト等を添加した際、炉蓋（４）を通して上からブローランス（１４）を介して酸素を吹き付け、
ｃ）方法ステップｂ）の間にスラグドア（２１）を通しかつ予備加熱器（２２）を介して炉スラグ（２６）の吹き付けを中断した際又は吹き付け終了の際に連続的にスラグを取出しかつ／又は一部スラグを取出し、
ｄ）炉容器Ｉ（１）からブローランスを運び出しかつ揺動し、
ｅ）炉容器Ｉ（１）において揺動装置（８）上に配置されかつ変圧器（１０）から大電流線（９）に接続された電極を揺動挿入し、
ｆ）同時に分離重量に達するまで残りの金属挿入材料（鉱石、鉄くず、鉄スポンジ等）を添加しかつ石灰を添加した際に炉容器Ｉ（１）の電極に電流を加え、かつ溶融及び過熱過程の間に側部ランスを通して酸素を引続き吹き付け、
ｇ）溶融物（２７）の過熱を終了した方法ステップｆ）の間にスラグドア（２１）を通しかつ予備加熱器（２２）を介して炉スラグ（２６）のプロセスの間又はプロセスの終了の間に連続的に一部スラグを取出しかつ／又は一部スラグを取出し、
ｈ）分離穴（２３）を通して鋼注入鍋内に溶融物（２７）を分離し、その際、溶融物の一部割合が、湯だまりとして炉容器Ｉ（１）の炉床（２４、２５）に残され、
炉容器ＩＩに対して：
−炉容器Ｉ（１）における方法ステップａ−ｄの経過と並行して、炉容器ＩＩ（２）において方法ステップｅ−ｈを実行し、
−炉容器Ｉ（１）における方法ステップｅ−ｈの経過と並行して、炉容器ＩＩ（２）において方法ステップａ−ｄを実行する方法ステップを特徴とする、二重容器アーク炉を運転する方法。
【請求項２】
炉容器Ｉ及びＩＩが、炉蓋によって閉じることができ、揺動装置上に配置された電極、酸素、炭素、石灰、ガス状又は液状燃料用の吹き込みランスを有する、請求項１記載の方法を実施する二重容器アーク炉において、
それぞれの炉容器（１，２）に対して電極（３）を有する１つの揺動装置（８，９）が配置されており、かつそれぞれの炉蓋（４，５）に対してブローランス（１４，１６）のためのランス昇降装置（１５）が配置されており、炉容器（１，２）の炉床（２４）が、凹所（２５）を有し、かつ炉容器（１，２）の耐火性材料で覆われた側壁（１９）が、回りを囲みその上に配置された補助れんが積み（２０）を有することを特徴とする、二重容器アーク炉。
【請求項３】
炉蓋（４、５）上中央に、可動の支持装置（１７）に取付けられた補助蓋（１３）が載せることができることを特徴とする、請求項２記載の二重容器アーク炉。
【請求項４】
炉蓋（４及び５）が、蓋移動機構（２８、２９）により炉容器Ｉ及びＩＩから取り除くことができることを特徴とする、請求項２記載の二重容器アーク炉。
【請求項５】
昇降可能な水冷却されるブローランス（１４、１６）が、多穴ランスとして形成されていることを特徴とする、請求項２記載の二重容器アーク炉。
【請求項６】
追加的なブローランスが、周知のように冷却された炉壁（１８）、れんが積みされた炉壁（１９、２０）及び／又はスラグドア（２１）を通して炉容器Ｉ、ＩＩ（１、２）内に挿入されることを特徴とする、請求項２記載の二重容器アーク炉。
【請求項７】
炉蓋（４、５）を有する炉容器Ｉ及びＩＩ（１、２）が、直流アーク炉として、揺動装置（８）上に１つだけの電極（３）を有し、かつ炉床（２４、２５）に底部電極を有することを特徴とする、請求項２記載の二重容器アーク炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、炉容器Ｉ及びＩＩが、炉蓋によって閉じることができ、揺動可能な炉蓋上に配置された電極、酸素、微細石灰、炭素、ガス状又は液状燃料用の吹き込みランスを有し、その際、方法を実施するために、両方の炉容器Ｉ又はＩＩのうち１つが、給電網から完全に切り離されるが、第２の炉容器が、給電網に留まり；給電網から受け取る炉容器が、金属挿入材料を供給され、かつ続いて炉蓋によって閉じられ、かつ給電網にある炉容器が、溶融物を分離するまで溶融しかつ過熱するようなその後の冶金学上の作業を行なう、とくに鋼製造のために、二重容器アーク炉を運転する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銑鉄製造のため一連の処理方法が周知であり、これら方法は、古典的方法、高炉−転炉を介して屑鉄、鉱石、鉄スポンジ等の金属挿入材料と組合わせた主として熱い液状銑鉄を利用し、かつ屑鉄及び鉄スポンジのような主として冷たい又は予備加熱された挿入材料を使用する溶融容器、例えば電気アーク炉が利用される。
【０００３】
電気アーク炉は、主として個別ユニットとして使用され、かつ運転される。
【０００４】
エネルギー及び挿入材料の財源の厳しくなった欠乏のため、コスト上望ましいかつ環境にやさしい鋼製造を目的とする炉装置が、最近開発されている。
【０００５】
これには、電気アーク炉の運転の際に、電気炉から吸い出された熱い煙道ガスを挿入材料の予備加熱のために利用する周知の処置が所属する。
【０００６】
ヨーロッパ特許第０４８３３２２号明細書によれば、溶融エネルギーを供給するための過熱装置及び容器蓋によって閉鎖可能なそれぞれ１つの炉容器からなる並べて配置された２つの溶融炉を備えた、並べて配置された２つの溶融容器を有する溶融ユニットが公知であり、その際、それぞれの溶融炉は、２つのガス通過開口及び遮断可能なガス導管を有し、これらガス導管は、一方の溶融炉のそれぞれ１つのガス通過開口を他方の溶融炉のガス通過開口に結合するので、金属挿入材料の予備加熱のため、溶融プロセスの際に生じる一方の溶融炉の炉ガスは、それぞれ他方の溶融炉に導入することができ、その際、それぞれの溶融炉において一方の側で容器蓋の外側セグメントは、保持構造物内に取付けられたシュートに置き換えられており、このシュートは、その上側範囲に、挿入材料用の閉鎖可能な装入開口及び当該の溶融炉のガス通過開口を有する。
【０００７】
ドイツ連邦共和国特許第４３０２２８５号明細書によれば、２炉装置を運転する方法及び装置が公知である。
【０００８】
二重炉装置を有するこの鋼生産設備において鋼を溶融するようにし、その際、方法は、次のステップによって特徴づけられている：
両方の炉のうち一方は、その中にある屑鉄の溶融のために、電流を供給され、他方は、完全に網から切り離され；
給電網から切離されかつ湯だしされた炉は、挿入材料、主として屑鉄を装入され；
続いて炉容器は、蓋によって閉じられ；
その後、容器空間内にある屑鉄内のガスが吸出される。
【０００９】
両方の炉の間に設けられた結合導管を介して煙道ガスは、給電網から切離された炉を通って電気的に動作中にある炉から吸出され、その際、給電網から切離された炉から煙道ガスを吸出す間に、ガス浄化のために他方の炉の煙道ガス結合は中断される。
【００１０】
アーク炉内における固体銑鉄の挿入は、銑鉄の長い溶融時間のために量的に制限され、液状銑鉄の処理（精製）は、電気アーク炉においてこれまで満足できるようには解決されていない。
【００１１】
公知の両方の二重炉装置も、液状銑鉄の処理のため、とくに金属挿入体の半分を越えることがあるまでの多くの挿入範囲に対して、どのようにしても適しておらず、かつそのために構想されてもいない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
それ故に本発明の課題は、二重炉装置においてエネルギーを節約し、環境を保護し、コスト上望ましくかつ利用できる原料／エネルギーに相応して鋼を製造し、その際、固体挿入材料、例えば鉄スポンジ、鉱石、屑鉄、とりわけ金属挿入材料の５０％及びそれ以上の程度の液状銑鉄を利用する、方法及び装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
課題の解決は、特許請求の範囲第１及び２項の特徴部分の特徴によって行なわれ、特許請求の範囲従属請求項は、装置のその他の有利な構成に関する。
【００１４】
本発明によれば、揺動可能な炉蓋によって閉鎖可能な二重容器アーク炉は、変圧器から揺動装置上に配置された電極への大電流供給部を有する。
【００１５】
揺動可能な両方の炉蓋は、中央に丸い開口を有し、この開口を通して電極が、炉容器内に挿入される。これら丸い開口は、必要な場合には、可動の支持装置に取付けられた補助蓋によって閉じられ、この補助蓋自体は、中央に配置された開口を有し、この開口を通してブローランスが、炉容器内に降ろすことが可能である。
【００１６】
酸素ブローランス、ここではいわゆるトップランスは、炉蓋の中央を通って案内されており、かつ揺動アームを介して側方に支持機構に取付けられている。
【００１７】
酸素及び冷却媒体は、分離したホースを介してトップランスに供給される。トップランスは、なるべく３穴ランスとして構成される。
【００１８】
周知のように酸素、微細石灰、炭素、ガス状及び液状燃料は、側方に配置されたランスを通して炉容器に供給してもよい。
【００１９】
１つ又は複数の炉容器は、冷却される炉壁の下において追加的なｆｆ材料によってれんが積みされ、同時に炉床の容積は、下方へ配置された凹所によって酸素ブローランスの下の範囲において増大される。
【００２０】
炉容器の下側範囲における追加的なれんが積みの追加により、かつ炉床における凹所により、さらに高い浴レベルが達成され、この浴レベルは、ＬＤ法と同様な酸素噴流の相応した侵入深さを可能にし、かつ同時に酸素による精製の間の炉床のれんが積みの保護を保証する。
【００２１】
歯付き傾斜台を有する周知のアーク炉において蓋昇降及び揺動装置は、一緒に揺動する炉デッキ上に配置されているので、揺動装置上に配置された一緒に揺動しない電極及び一緒に揺動しないブローランスを損傷することなく、炉が、スラグ取出しの間に−１０°まで傾斜できるようにするため、炉容器は、相応した滑走路を有する歯付き傾斜台上において、かつドイツ連邦共和国特許第４２４４２２８号明細書によりそれぞれ少なくとも２つのローラ上で走行する歯の無い摺動傾斜台上において移動することができる。
【００２２】
炉蓋は、揺動機構の代わりに、昇降装置内において酸素ブローランス（トップランス）も取付けることができる蓋移動機構に取付けることができ、かつそれぞれ側方に炉容器から離すことができる。しかしこの解決策は、揺動装置に取付けられかつそれぞれ炉容器Ｉ又はＩＩ上に降ろすことができる完全に装備された追加的な電極蓋を必要とする。側方に可動な炉蓋は、トップランスを通すために、中央に開口を有するだけである。可動又は揺動可能な支持装置を有する補助蓋は、この解決策において省略することができる。
【００２３】
最後に二重炉容器装置は、直流アーク炉として運転することもでき、その際、炉容器は、それぞれ１つだけの蓋電極（カソード）及び炉床における底部電極（アノード）を有する。
【００２４】
同時に酸素及び石灰を添加した際に鉄スポンジ及び／又は屑鉄と結合して液状銑鉄を使用することによってアーク炉において鋼を製造する本発明による方法は、いわゆる転炉／ＢＯＦ及びアーク炉／ＥＡＦ−相として実施される。
【００２５】
炉容器Ｉにおいてまず転炉／ＢＯＦ相により動作し−酸素、冷却媒体及び石灰による液状銑鉄の精製−、一方炉容器ＩＩにおいてアーク炉／ＥＡＦ相が、すなわち酸素供給を減少した鉄スポンジ／屑鉄、石灰及び場合によっては炭素添加物の溶融が行なわれる。
【００２６】
両方の炉容器の一方におけるそれぞれの方法ステップの終了後に、両方の炉容器内においてそれぞれ鋼製造の次の相が実行される。
【００２７】
それぞれ時間的に並行に行なわれる両方の相において、両方の容器内において詳細には次の方法ステップが実行される：
炉容器Ｉ：転炉／ＢＯＦ相
ａ）残留スラグ及び湯だまりを還元し、残りの残留湯だまりに金属総合使用量の７０％の割合までの液状銑鉄を装入し、
ｂ）同時に炉容器Ｉのため熱平衡に相応して鉄スポンジ、鉱石又は屑鉄を添加し、かつ脱珪素、脱燐、脱硫のような冶金学的な作業のため石灰を連続的に添加した際に、炉蓋を通る酸素ブローランス（トップランス）を介して酸素により精製し、
ｃ）溶融物の後続の試料採取及び温度測定とともに炉容器をわずかに傾斜した際にスラグドアを通して液状炉スラグの吹き付けを中断した際又は吹き付け終了の際に連続的に一部スラグを取出しかつ／又は一部スラグを取出し、
ｄ）酸素ブローランス（トップランス）を揺動除去し、かつ炉蓋上において補助蓋を運び出す。
炉容器ＩＩ：アーク炉／ＥＡＦ相
ａ）変圧器に接続された大電流線とともに揺動装置上に配置された電極を揺動挿入し、
ｂ）同時に分離重量に達するまで鉄スポンジ、鉱石、鉄くず又はその他の金属挿入材料を添加した際に電極に電流を加え、かつ溶融及び過熱過程の間に酸素及び石灰を引続き吹き付け、
ｃ）試料採取及び温度測定とともに炉容器をわずかに傾斜した際にスラグドアを通して液状炉スラグの溶融プロセスの間又は溶融プロセスの終了後に連続的に一部スラグを取出しかつ／又は一部スラグを取出し、
ｄ）後続の温度測定とともに溶融物を過熱し、
ｅ）鋼注入鍋内に溶融物を分離し、その際、溶融物の一部が、湯だまりとして炉容器内に残され、
ｆ）炉容器において保守作業し、その後、残留湯だまり上に液状銑鉄を装入し、かつ炉容器Ｉについて点ａ−ｄにおいて述べたように、金属挿入材料を引続き処理する。
【００２８】
炉容器ＩＩにおいてこの時転炉／ＢＯＦ相が、炉容器Ｉにおいてこの時アーク炉／ＥＡＦ相が実施される。
【００２９】
【実施例】
本発明による装置の実施例を概略的な図面により詳細に説明する。
【００３０】
図１に示されたアーク炉１は、従来のアーク炉に対して、炉床２４における炉容器１の凹所２５及び分離継目の上の炉容器１の高くなったれんが積み２０の点で際立っている。
【００３１】
これら処置によりＢＯＦ相に対するれんが積みされた炉容積は、昇降可能なブローランス１４、１５、１６を介して酸素及び微細石灰を吹き込む際に、スラグ２６及び溶融物２７のための反応空間が十分に大きな寸法を有するという点において拡大される。
【００３２】
炉容器は、周知のように上側部分に水冷却された壁要素１８及び水冷却された炉蓋４を有し、下側部分において水冷却されたスラグドア２１及び予備加熱器２２の高さのところにおいて、容器壁１９、２０及び分離部２３、炉床２４及び凹所２５は、耐火性材料によって被覆される。
【００３３】
炉蓋４は、図示しない蓋、昇降及び揺動装置によって、又はその代わりに可動の蓋移動機構によって持ち上げることができ、かつ炉容器１の範囲から揺動又は移動することができる。
【００３４】
図２は、両方の容器１、２、揺動装置８、９上に取付けられた電極３、揺動可能に配置された炉蓋４、６、５、７、ブローランス１４、１５、１６及びほこり除去装置への排気ガス導管用の排気ガス接続管片１１、１２を有する二重容器装置の平面図を示している。
【００３５】
蓋支持装置１７には補助蓋１３が配置されており、この補助蓋は、揺動装置８、９上に配置された電極３の代わりにブローランス１４によって動作させるときに、炉蓋４、５における開口を閉鎖する。
【００３６】
図３は、動作状態における二重容器装置の平面図を示している。
【００３７】
炉容器Ｉ１は、揺動装置８、９上において炉蓋４内に揺動された電極３によってアーク炉／ＥＡＦ相で動作し、炉容器ＩＩ２は、転炉／ＢＯＦ相で動作し、かつトップランス１４、１６とともに揺動可能な炉蓋５、７により、かつ補助蓋１３により覆われている。
【００３８】
両方の溶融容器１、２の分離穴２３は、給電部９及び変圧器１０の方向に平行に配置されている。
【００３９】
図４は、蓋移動機構２８、２９を有する二重容器装置１、２の平面図を示しており、この蓋移動機構に、炉蓋４、６及びブローランス１４、１５、１６が、レール３１上において可動に配置されている。
【００４０】
炉容器１の炉蓋４を有する蓋移動機構２８は、側方に外されており、炉容器１は開いており、したがって電極蓋３０を有する揺動装置８は、炉容器１上に揺動することができる。
【００４１】
図５は、レール３１上において可動の蓋移動機構２８、２９を有する二重容器装置１、２の平面図を、動作状態において示している。
【００４２】
電極蓋３０は、炉容器１上に載っており、トップランス１４を有する蓋移動機構２８は、側方に外されており、炉容器１は、アーク炉／ＢＯＦ相で動作している。
【００４３】
炉蓋５は、炉容器２上に載っており、充填された銑鉄を精製するために、トップランス１４、１５、１６を介して酸素が吹き付けられ、炉容器２は、転炉／ＥＡＦ相で動作している。
【図面の簡単な説明】
【図１】炉容器の側面図である。
【図２】二重容器装置の平面図である。
【図３】動作状態における二重容器装置の平面図である。
【図４】蓋移動機構を有する二重容器装置の平面図である。
【図５】蓋移動機構を有する動作状態における二重容器装置の平面図である。
【符号の説明】
１  炉容器Ｉ
２  炉容器ＩＩ
３  電極
４  炉蓋
５  炉蓋
８  揺動装置
９  大電流線
１０  変圧器
１３  補助蓋
１４  ブローランス
１５  ランス昇降及び揺動装置
１６  ブローランス
１９  炉壁
２０  炉壁
２１  スラグドア
２２  予備加熱器
２３  分離穴
２４  炉床
２５  凹所
２６  炉スラグ
２７  溶融物
【図１】
0003972266.tif 000002
【図２】
0003972266.tif 000003
【図３】
0003972266.tif 000004
【図４】
0003972266.tif 000005
【図５】
0003972266.tif 000006