(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料を溶融するための装置であって、
溶融する前記金属材料を入れる容器（１１）、
前記容器（１１）に前記金属材料を連続して充填するための、前記容器（１１）の側壁に取り付けられた充填装置（１６）、及び
前記容器（１１）中に少なくとも部分的に挿入され、多角形（２２）の各頂点のパターンで配置される、前記金属材料を溶融するための少なくとも２対（１７、１７’）の電極（１８、１９）であって、それぞれ別個の電源部（２０）に接続された２対の電極を備える装置において、
電極（１８、１９）の各対が、第１電極（１８）及び第２電極（１９）を含み、
前記第１電極（１８）が前記多角形（２２）の第１辺（２３）の両頂点に配置されて、前記第２電極（１９）が前記多角形（２２）の第２辺（２４）の両頂点に配置されて、前記第１辺（２３）及び前記第２辺（２４）が台形の短い方の底辺及び長い方の底辺をそれぞれ画定し、
前記第１辺（２３）と前記充填装置（１６）との間の距離（Ｄ１）が、前記第２辺（２４）と前記充填装置（１６）との間の距離（Ｄ２）よりも短いことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記装置が、独立して前記電極（１８、１９）の前記対（１７、１７’）の電力モードを管理及び調節する、少なくとも前記電源部（２０）に接続された制御指令部（３２）を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１辺（２３）及び前記第２辺（２４）が、頂点で台形の斜辺である仮想の接続辺（３３、３４）によりお互いに接続され、前記接続辺（３３、３４）が１対（１７、１７’）の電極（１８、１９）の位置及び相互距離を画定し、前記接続辺（３３、３４）の長さ及び／又は位置が、移動装置（２１）により調整可能であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記接続辺（３３、３４）間の角度が、移動装置（２１）により調整可能であることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記電源部（２０）がそれぞれ、電極（１８、１９）の各対（１７、１７’）に単相交流電流を供給するように構成されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記電源部（２０）が、電極（１８、１９）の電力供給の周波数を調節するように構成されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
２つの前記電源部（２０）がそれぞれ、お互いに対して相互に位相がずれた電気エネルギーを提供するように構成されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
各電極（１８、１９）をその軸に平行な方向へ移動させ、溶融ステップ中に前記電極（１８、１９）の前記対（１７、１７’）の熱出力を変化させるために、各電極（１８、１９）がそれぞれの移動装置（２１）に連結していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
各電極（１８、１９）を、溶融工程の異なるステップ中にその軸を横断する方向に移動させるために、各電極（１８、１９）が移動装置（２１）に連結していることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
溶融方法であって、
容器（１１）中に、前記容器（１１）の側壁に取り付けた充填装置（１６）で金属材料を連続して入れるステップと、
前記容器（１１）中に少なくとも部分的に挿入され、多角形（２２）の頂点のパターンで相互に配置され、それぞれ別個の電源部（２０）により電力供給される少なくとも２対（１７、１７’）の電極（１８、１９）により溶融金属を溶融するステップを含む溶融方法において、
前記電極（１８、１９）の各対（１７、１７’）が、第１電極（１８）及び第２電極（１９）を有し、
前記第１電極（１８）が前記多角形（２２）の第１辺（２３）の両頂点に位置し、前記第２電極（１９）が、前記多角形（２２）の第２辺（２４）の両頂点に位置し、前記第１辺（２３）及び前記第２辺（２４）が台形の短い方の底辺及び長い方の底辺をそれぞれ画定し、
前記金属材料が、前記多角形（２２）の前記第１辺（２３）に面した前記容器（１１）の前記側壁に対応して前記容器（１１）中に入れられることを特徴とする溶融方法。
【請求項１１】
前記電極（１８、１９）の各対（１７、１７’）がそれぞれの電源部（２０）に接続され、少なくとも前記電源部（２０）に接続された制御指令部（３２）が、独立して前記電極（１８、１９）の前記対（１７、１７’）の電力モードを管理及び調節することを特徴とする、請求項１０に記載の溶融方法。
【請求項１２】
溶融ステップ中に前記金属材料を前記容器（１１）に、連続的に供給する第１供給サブステップが提供され、前記金属材料の供給を中断して前記容器（１１）中に含まれる前記金属材料を更に加熱する次の第２サブステップが提供されることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の溶融方法。
【請求項１３】
少なくとも前記第１供給サブステップ中に、前記第１電極（１８）が、前記第２電極（１９）で生じるものよりも大きい加熱作用を生じることを特徴とする、請求項１２に記載の溶融方法。
【請求項１４】
加熱における差異が、前記金属材料からの距離が前記第１電極（１８）と前記第２電極（１９）とで異なることから生じることを特徴とする、請求項１３に記載の溶融方法。
【請求項１５】
前記金属材料の供給が中断される前記第２サブステップ中に、前記第１電極（１８）が前記第２電極（１９）により生じるのと等しい加熱作用を生じることを特徴とする、請求項１２、１３又は１４に記載の溶融方法。
【請求項１６】
前記第１供給サブステップが、前記電極（１８、１９）への電力供給を開始して停止するまでの時間である溶融時間の８０％〜９０％である時間、行われることを特徴とする、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の溶融方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属材料を溶融するための装置に関する。金属材料の例として、電気アーク式溶融炉において供給される金属スクラップ、ＤＲＩ、鋳鉄が挙げられるが、これらに限定されない。本発明はまた、金属材料を溶融するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料（例えば、スクラップが挙げられるが、これらに限定されるものではない）を溶融するために、様々なタイプの装置が知られている。溶融装置の例は、例えば、米国特許第４．４０６．００８号、米国特許第３．６６５．０８１号、ドイツ連邦共和国特許第９７３．７１５号、米国特許第１．１２７．４７５号、中国特許第８５．１０４．１６１号、及び国際公開第２０１４／１７４４６３号に公開されている。
【０００３】
特に、電気アーク式溶融炉が知られており、この炉中で、１つ以上の電極と容器又はシェルに入っている金属材料との間の電気アークが、金属材料を溶融する。
【０００４】
電気アーク式溶融炉の分野において、三相電源部に接続された３つの電極の使用が現在一般的であり、この使用において各相はそれぞれ電極に接続される。
【０００５】
電極は通常、三角形パターンに従って設けられ、電極間で生じる電気アークが金属材料を溶融するように容器の実質的に中央領域に配置される。
【０００６】
溶融時における容器中の溶融金属の温度は一様でなく、その結果、例えば容器中に存在する固体塊に近接しているため溶融金属が冷えやすい領域、及び溶融金属が過熱する領域が存在することも知られている。溶融炉において相又は電極の前面にあるいくつかの箇所では、過熱していわゆるホットスポットができ、それにより耐火性材にダメージが与えられることがしばしば起こる。
【０００７】
過熱した溶融金属では対流現象が起こりやすく、その現象により金属品質を最適に制御できないだけではなく、壁、すなわち容器の耐火性材の摩耗が増加し、結果としてメンテナンスの介入やそれに関連する追加費用が増加する。
【０００８】
これらの現象は、一般的に電気アークにより供給される熱エネルギーの不均一な分布によるものである。
【０００９】
これらの電気炉では、材料は実質的に連続して容器内且つ容器壁の近くに投入される。
【００１０】
金属材料の投入領域に近接した領域は、投入領域とは反対側の容器の領域よりも概して冷たい。これは充填籠で実行される不連続な充填の場合でも起こり、炉内で溶融する材料の均一な分布が保証されない。
【００１１】
金属材料の温度の不均一性に対処するために、３つの電極の内２つをお互いに整列させて容器の投入領域に直接対向させることも知られている。第３電極は、代わりに容器のホットゾーンに直接向いており、上記のように溶融金属の過熱を引き起こす。
【００１２】
現行の解決法では、溶融金属の溶融サイクル及び溶融金属を精製する工程を制御することの難しさが示される。
【００１３】
また、溶融金属の温度を均一にすること及び溶融金属の温度をより良好に制御することが困難であるため、溶融により多くのエネルギーが必要となる。
【００１４】
現在水準技術の他の不利な点は、各溶融サイクルの時間が長いことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第４．４０６．００８号
【特許文献２】米国特許第３．６６５．０８１号
【特許文献３】ドイツ連邦共和国特許第９７３．７１５号
【特許文献４】米国特許第１．１２７．４７５号
【特許文献５】中国特許第８５．１０４．１６１号
【特許文献６】国際公開第２０１４／１７４４６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明の目的は、溶融装置を提供し、それに対応する方法を完成させることであり、これによって溶融容器内部の摩耗現象を減少させ、その結果、要求されるメンテナンスの介入を減少させることが可能になる。
【００１７】
本発明の更なる目的は、必要な電気エネルギーの量を減少させることが可能な溶融装置を提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、溶融工程中に電気アークを制御することが可能な溶融方法を提供することである。
【００１９】
本発明の更なる目的は、どのようなタイプの溶融炉についても、電極により放出されたエネルギーを効果的に所望の箇所に行き渡らせることである。
【００２０】
本発明の更なる目的は、固体金属の溶融及び溶融金属の温度の均一性の両方に関して、より均一な溶融工程を得ることである。
【００２１】
現在水準技術の欠点を克服するため並びにこれら及び他の目的及び利点を得るために、出願人は本発明を考案、試験及び具体化した。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
発明の概要
本発明を、独立請求項で説明し特徴付け、従属請求項では本発明の他の特徴又は主要な創意の変形を記載する。
【００２３】
上記目的に従い、本発明による金属材料を溶融するための装置は、溶融する金属材料を入れるための少なくとも１つの容器、容器に金属材料を実質的に連続的に充填するために容器の側壁に取り付けられた充填装置、及び金属材料を溶融するための少なくとも２対の電極を備える。電極の各対は、それぞれの電源部に接続される。各電源部は、電力が供給された各対の電極間に電気アークを発生させるように構成される。
【００２４】
本発明によれば、電極は容器中に少なくとも部分的に挿入することができ、多角形の頂点のパターンに従って相互に配置される。
【００２５】
本発明の更なる態様によると、電極の各対は、第１電極及び第２電極を有する。第１電極は、多角形の第１辺の両頂点に位置し、第２電極は、前記多角形の第２辺の両頂点に位置する。第１辺及び第２辺は、台形の短い方の底辺及び長い方の底辺をそれぞれ画定する。
【００２６】
更に、第１辺と前記充填装置との間の距離は、第２辺と充填装置との間の距離よりも短い。
【００２７】
電極が特定の配置を取ることで、溶融工程中に最適な方法で熱エネルギーを溶融金属に行き渡らせることができ、容器中に存在する溶融金属の温度の不均一性が軽減される。
【００２８】
例えば、容器中への金属材料の充填中に、投入された材料に応じて冷領域が生み出される。金属槽において温度を均一に行き渡らせるために、電極の特定の配置と電極の各対に提供された電気エネルギーの制御との組み合わせにより、冷領域に対応して発熱量を増加できる。このように、金属材料がすでに溶融されている金属槽の熱領域において供給エネルギーの低減を調節できるので、冷領域に対応して熱エネルギーを最適にできるだけではなく容器の壁の摩耗も低減できる。金属槽の熱領域における供給エネルギーの低減により熱対流流束（convective flux）を低減でき、それにより容器の壁の摩耗を低減できる。
【００２９】
本発明のいくつかの解決法によれば、電極の各対の電気エネルギーが他の対の電極のエネルギーに対して別個であり独立して調整できるようにすると有利である。これにより、電極の機能の制御、電力分配及び溶融工程中の電極の効果が最適化される。
【００３０】
可能な実施形態によれば、多角形は四辺形の形状を有し、この形状において各対の電極は各頂点に配置される。この実施形態により、電極の互いの距離が最適になる。
【００３１】
１つの変形例によれば、多角形は台形に類似した形状を有する。
【００３２】
別の変形例によれば、各対の２つの電極をつなぐ２つの辺は、所望の相対応する角度（reciprocal angle）を有する。
【００３３】
１つの変形例によれば、各対の２つの電極をつなぐ２つの辺は、向かい合って前記相対応する角度で配置される。
【００３４】
別の変形例によれば、２対の電極のうち各対に最も近い２つの電極が、材料の充填装置に面している。
【００３５】
別の変形例によれば、材料の充填装置に面した２つの電極は、酸素ランス又は他の補助装置と連携して熱エネルギーを供給する。
【００３６】
１つの変形例によれば、台形の１つの辺を構成する２つの電極は、溶融金属の除去又は出銑領域に面する。
【００３７】
１つの変形例によれば、作業上の必要性により、１つの対を構成する少なくとも１つの電極は、中央にあり容器の垂直線と直行する平面ｘ，ｙにおいて移動可能である。
【００３８】
他方と独立して電気で作動する電極の対が提供されることにより、アークの長さを独立して管理することが可能になり、必要によっては、金属材料の特定の領域に有利に作用する。
【００３９】
本発明のこれら及び他の特徴は、添付の図面を参照した非限定的な例で示されるいくつかの実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による金属材料用の溶融装置の概略的平面図である。
【図２】図２の概略的斜視図である。
【図３】本発明による溶融装置の電極配置の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
理解を深める助けとして、図中の同一で共通の要素を特定するために、可能な限り同じ参照番号を使用した。１つの実施形態の要素及び特徴は、更に明確にすることなく他の実施形態に都合よく取り込まれ得ることが理解される。
【００４２】
いくつかの実施形態の詳細な説明
本発明の実施形態は、図面においてその全体を参照番号１０で示した、金属材料を融解するために用いられる溶融装置に関する。
【００４３】
溶融装置１０は容器１１（シェルともいう）を有し、その容器中に金属材料が導入され、次いで溶融される。
【００４４】
容器１１は、溶融温度に耐えるのに適した耐熱材料などのライニング層１２で通常裏打ちされる。
【００４５】
容器１１は、楕円の断面形（本件では、卵形）を通常有してもよい。
【００４６】
容器１１には除去領域１３が設けられ、その領域で溶融金属が除去される。
【００４７】
除去領域１３は、容器１１の周辺で壁に近接して設けられてもよい。
【００４８】
容器１１には、スラグ放出領域１４が通常設けられ、溶融工程中に発生するスラグを放出する。
【００４９】
スラグ放出領域１４は、例えば除去領域１３の反対側などの好適な領域に位置してもよい。
【００５０】
スラグ放出領域１４は、容器１１の壁に対応させて作られたスラグ放出口１５を有してもよい。
【００５１】
通常、スラグ放出領域１４及び除去領域１３は、共通の長手方向軸Ｘに沿って整列させてもよく、その軸Ｘは、容器１１の中心軸（median axis）である容器１１の垂直軸に直交する面上に特定される。
【００５２】
可能な解決法によれば、容器１１は、例えば長手方向軸Ｘに直交する軸を中心に回転するなど動いてもよい。実際、容器１１は、下方且つスラグ放出領域１４側に、軸を中心に回転して溶融時に発生したスラグを放出してもよく、又は逆方向の除去領域１３に向かって円転して出銑工程といわれる溶融金属の放出作業を促進してもよい。
【００５３】
容器１１が卵形断面を有する場合、除去領域１３及びスラグ放出領域１４は、それぞれ卵形の先端（容器１１の曲率がより大きくなる又はより小さくなる箇所）に位置する。
【００５４】
溶融装置１０は、金属材料を容器１１中に充填するために設けられる充填装置１６を通常有する。
【００５５】
可能な解決法によれば、充填装置１６は、容器１１に取り付けた充填口２５により、少なくとも部分的に画定されてもよい。
【００５６】
可能な解決法によれば、充填装置１６は、例えばコンベアにより実質的に連続して金属材料を容器１１中に充填するように構成されてもよい。
【００５７】
可能な解決法によれば、充填装置１６は、金属材料を実質的に連続して搬送するのに適したコンベアを有してもよい。
【００５８】
充填装置１６は、コンベアベルト、振動チャネル、交互移動機構からなる群より選択されてもよい。
【００５９】
可能な解決法によれば、充填装置１６は、例えば除去領域１３とスラグ放出領域１４との間に含まれる領域において、容器１１自体の側壁と対応させて配置してもよい。
【００６０】
可能な解決法によれば、充填装置１６は、長手方向軸Ｘに実質的に直交するように通常位置する充填軸Ｙで特定される。
【００６１】
長手方向軸Ｘによって、容器１１中、充填装置１６に面し溶融金属の冷領域を含む第１領域、及び第一領域の反対側にあり溶融金属の熱領域を含む第２領域が特定される。
【００６２】
本発明の１つの態様によれば、溶融装置１０は、電極１８，１９の少なくとも２つの対１７，１７’を有する。
【００６３】
更なる実施形態によれば、溶融装置１０は、電極１８，１９の２つの対１７，１７’のみを有する。
【００６４】
電極１８，１９は、それぞれの軸が互いに実質的に平行で、使用中に容器１１の底壁に向く状態で配置されてもよい。
【００６５】
可能な解決法によれば、各電極１８，１９は、それぞれの移動装置２１に連結している。この移動装置２１は、容器１１に対して及び他方の電極１８，１９に対して各電極１８，１９を移動させることを意図している。
【００６６】
特に、金属材料に対する電極１８，１９の末端の相互距離を調整することにより、アークの長さを調整することが可能となり、よって金属材料に伝わる熱エネルギーの量を調整することもできる。
【００６７】
更には、特に、金属材料から電極１８，１９の末端までの距離が大きいほど、アークの強さが大きくなりそれにより金属材料に伝わる溶融熱エネルギーも大きくなる。
【００６８】
各移動装置２１は、以下に記載のように電極１８，１９間の相互距離を変更するように構成されてもよい。
【００６９】
本発明のいくつかの解決法によれば、移動装置２１は、例えばその一端で、対応する各電極１８，１９を支持するように構成された支持アーム２６と、電極１８，１９の楕円状展開図（oblong development）と実質的に平行な方向に支持アーム２６を移動するように構成された、例えば線状などの少なくとも１つのアクチュエータ２７とを有してもよい。
【００７０】
電極１８，１９を移動させて容器１１の底に対して近づけたり離したりすることは本発明の趣旨の範疇であり、これにより電気アークの長さを調整して電力の強さを調整できる。
【００７１】
変形した実施形態によれば、各移動装置２１は、自律的であり、軸に直交する所望の方向に対応する電極１８，１９を移動するように構成されている。この構成により、平面ｘｙで直線状に又は例えば弓状などの所望の経路に従い電極を配置して、電極間の相互距離を画定することができる。
【００７２】
好適な変形例によれば、電極は、溶融工程中に移動してもよい。
【００７３】
電極１８，１９の動きは、各支持アーム２６の大きさにより調整及び画定され得る。
【００７４】
単に例示を目的で示すが、電極１８，１９は、５０ｍｍから２００ｍｍの経路に沿って平面ｘ，ｙ上を移動でき、発せられたアークの力を調整する。
【００７５】
金属材料に対する電極１８，１９の末端の相互距離を調整することにより、アークの長さを調整でき、よって金属材料に伝えられる熱エネルギーの量も調整できる。
【００７６】
各移動装置２１は、金属材料に対する各電極１８，１９の相互距離を変更するように構成されてもよい。
【００７７】
いくつかの解決法に従い、電極１８，１９の各対１７，１７’は、それぞれの移動装置２１に接続される。
【００７８】
可能な解決法によれば、各対１７，１７’の電源部２０は互いに独立して分離及び調整されてもよい。これにより電極１８，１９の機能を正確に管理でき、従って金属材料への熱エネルギーの分布を正確に管理できる。更に、電源部２０のうちの１つが故障した場合、電極１８，１９の他方の対１７，１７’で溶融工程を進行させて終了させることができる。
【００７９】
可能な解決法によれば、各電源部２０は、電極１８，１９の対応する各対１７，１７’に単相交流電流を供給するように構成される。
【００８０】
特に、電源部２０は電極１８、１９の電力供給の周波数（frequency）を調節するように構成することができる。
【００８１】
可能な解決法によれば、２つの電源部２０の場合において少なくとも、これらの電源部はそれぞれ、例えば１８０°などの所望の移相角だけお互いに対して相互に位相がずれる電気エネルギーを提供するように構成することができる。
【００８２】
可能な変形実施形態によれば、電源部２０は、電極１８、１９の対応する対１７、１７’に直流電流を供給するように構成される。
【００８３】
可能な解決法によれば、電源部２０は、変圧器、直流電流から交流電流に変換するインバーター、交流電流から直流電流に変換するインバーター、中間回路若しくはＤＣリンク、又は上記の可能な組み合わせの少なくともいずれか１つを有してもよい。
【００８４】
本発明の可能な解決法によれば、電源部２０は、電力供給ネットワークに電気的に接続される。
【００８５】
検出装置２８は、電源部２０に連結してもよく、又は電極１８，１９と電源部２０との間にあってもよい。各検出装置２８は、例えば各電極１８，１９に供給される電圧又は電流の少なくも一方などの電気機能パラメータを検出するように構成される。
【００８６】
本発明によれば、電極１８，１９は、多角形２２の頂点のパターンで配置される。
【００８７】
有利な解決法によれば、多角形２２は、偶数の辺を有してもよい。
【００８８】
他の実施形態によれば、多角形２２は、四辺形により画定されてもよい。
【００８９】
第１の変形例によれば、前記の配置では、第１の対１７の第１電極１８と第２電極１９との間の電気アークは平行であるか又は傾斜しているが交差しない。
【００９０】
第２の変形例によれば、図示されないが、前記配置によって、第１の対１７の第１電極１８と第２電極１９との間の電気アークを交差させることができる。
【００９１】
多角形２２は、容器１１の実質的に中央の領域に位置してもよい。
【００９２】
可能な解決法によれば、電極の対１７，１７’はそれぞれ、第１電極１８及び第２電極１９を有する。
【００９３】
少なくとも２つの対１７，１７’の第１電極１８は、多角形２２の第１辺２３の両頂点に位置し、少なくとも２つの対１７，１７’の第２電極１９は、多角形２２の第２辺２４の両頂点に位置する。
【００９４】
電極１８，１９のこの配置により、熱効率の低減を引き起こす、電極により生じる電気アークの互いによる干渉が回避される。
【００９５】
本発明の可能な解決法によれば、多角形２２は台形の形状を有する。この配置により、台形の短い方の底辺を画定する電極１８は、空間的に集中した金属材料の加熱を生み出し、一方長い方の底辺を画定する電極１９は、少なくとも一部溶融した金属材料における空間的に広がった加熱を生み出す。
【００９６】
本発明の１つの態様によれば、対１７，１７’の電極１８，１９間の相互距離を画定する接続辺３３，３４により、頂点で第１辺２３及び第２辺２４が互いに接続される。
【００９７】
接続辺３３，３４の長さは、移動装置２１に作用を及ぼすことにより、互いに独立して調整できる。
【００９８】
同様に、接続辺３３，３４の相互角度はまた、移動装置２１によって調整できる。
【００９９】
本発明の可能な解決法によれば、第１辺２３及び第２辺２４は、台形の短い方の底辺及び長い方の底辺をそれぞれ画定する。
【０１００】
本発明の可能な解決法によれば、多角形２２の第１辺２３は、充填装置１６から第１距離Ｄ１だけ離れており、多角形２２の第２辺２４は、第１距離Ｄ１より大きい第２距離Ｄ２だけ充填装置１６から離れている。
【０１０１】
これ以降の明細書の記載では、距離は、対象とする辺と直交する直線に沿って決定される。
【０１０２】
変形例によれば、第１辺２３は充填装置１６に直接面し、充填装置１６の投入縁と実質的に平行である。
【０１０３】
第１辺２３及び第２辺２４は、互いに実質的に平行に位置してもよい。
【０１０４】
更に、第１辺２３及び第２辺２４は、長手方向軸Ｘと実質的に平行に配置されていてもよい。
【０１０５】
変形例によれば、第１辺２３及び第２辺２４は、所望の角度で配置されていてもよい。
【０１０６】
可能な解決法によれば、第１距離Ｄ１は、充填装置１６により放出された金属材料が第１電極１８を直接干渉してダメージを与えるのを回避するように決められる。
【０１０７】
本発明の可能な解決法によれば、第１距離Ｄ１は少なくとも１メートルである。
【０１０８】
本発明の可能な解決法によれば、第１距離Ｄ１は、第１距離Ｄ１と平行に決められる容器１１の幅の０．１５〜０．４倍、好ましくは０．２〜０．３倍である。
【０１０９】
容器１１中で電極１８、１９を所望の位置に配置するためには、解決法の実施形態に従って、長手方向軸Ｘを遮断するように多角形２２を容器１１中に配置する。
【０１１０】
本発明の可能な実施形態に従い、台形の斜辺は、第２辺２４に対して２０°〜９０°、好ましくは２５°〜５０°の角度αだけ傾いていてもよい。
【０１１１】
この角度により、電極１８，１９の最適な位置を画定でき、必要条件を満たし干渉のない電気アークを発生させることができる。
【０１１２】
可能な解決法に従って、溶融工程を最適化する特別な必要性がある場合及び検出装置２８により検出されるデータに基づいて、電極１８，１９の相互位置又は相互距離を変更できるように移動装置２１は構成されてもよい。
【０１１３】
本発明の可能な解決法によれば、溶融装置１０は、容器１１に含まれる材料に熱エネルギーを供給するように構成された補助装置２９も有する。
【０１１４】
補助装置２９は、バーナー、ガス注入ランス、添加物を導入するための装置のうち少なくとも１つを有してもよい。
【０１１５】
可能な解決法によれば、補助装置２９は充填装置１６の横側に位置してもよい。
【０１１６】
本発明の１つの態様によれば、溶融装置１０は、容器１１に取り付けた被覆体３０を有しており、上部開口部を少なくとも一部閉じる。その結果、電極１８，１９の位置パターンに合わせたパターン、及びおそらくは溶融工程時に生じたヒュームの除去に関連させたパターンに従って配置された貫通口３１が設けられる。
【０１１７】
特に、貫通口３１は、上記の多角形２２と類似した多角形の頂点のパターンに従って得られてもよい。
【０１１８】
他の実施形態に従って、本発明による装置１０は、少なくとも電源部２０に接続された制御指令部３２を有し、電極１８，１９の対１７，１７’それぞれの供給電力モードを互いに独立して管理及び調整する。制御指令部３２は、電極１８，１９の各対の供給を管理する。
【０１１９】
可能な解決法によれば、電極１８，１９の位置を調整するために、制御指令部３２は、移動装置２１及び検出装置２８にも接続されてもよく、また検出装置２８により検出された電気パラメータに依存してもよい。
【０１２０】
本発明の実施形態は、上記した溶融装置１０で実行される溶融方法にも関する。
【０１２１】
特に、溶融方法は、容器１１に溶融材料を導入することを少なくとも含む。材料の導入は、上記のように溶融工程中又は例えば充填籠の使用による断続モードにおいて、実質的に連続して行うことができる。
【０１２２】
容器１１に含まれる材料の温度及び／又は稠度を検出することができる、超音波センサー、レーダセンサー、又は温度センサー、高温に敏感なパネルなどの固体金属材料の検出器を、装置１０に取り付けてもよい。検出されたデータに応じて、電極１８，１９の位置を管理することができる。
【０１２３】
本方法は、次いで溶融ステップを提供し、このステップでは容器１１中に位置する複数の電極１８，１９がそれぞれ電気アークを発生して金属材料を溶融する。
【０１２４】
本発明による方法では、電極の数は偶数であり、電極１８，１９の対１７，１７’がそれぞれの電源部２０により供給を受ける。
【０１２５】
更に、電極１８，１９は、容器１１中に少なくとも部分的に挿入され、多角形２２の頂点のパターンに従って相互に配置される。
【０１２６】
可能な解決法によれば、溶融中に電極１８、１９の各対１７、１７’は、金属材料に供給される熱出力を調整できる。
【０１２７】
金属材料の溶融ステップ中に実質的に連続的に、金属材料を容器１１に供給する第１サブステップが提供され、金属材料の供給を中断して容器１１中に含まれる材料を更に加熱する次の第２サブステップが提供される。
【０１２８】
第１供給サブステップは、電極への電力供給を開始して停止するまでの時間である溶融時間の８０％〜９０％である時間、行われてもよい。
【０１２９】
可能な解決法によれば、少なくとも第１供給サブステップ中に第１電極１８は、第２電極１９で生じるものよりも大きい加熱作用を生じる。
【０１３０】
特に、加熱におけるこの差異は、金属材料からの距離が第１電極１８と第２電極１９とで異なることから生じ得る。
【０１３１】
単に例示目的で示すが、少なくとも前記第１供給サブステップ中には、金属材料から第１電極１８までの距離が、金属材料から第２電極１９までの距離よりも大きい状態が保たれる。このことにより、第１電極１８で発生するアーク（図３中の太線で示される）は、第２電極１９で発生する電気アークよりも長い電気アークを発生できる。
【０１３２】
容器１１中における電極１８，１９の特定の位置と組み合わせた、金属材料からの電極１８，１９の異なる距離により、充填装置１６に面する領域（すなわち、温度が最も低い領域）に向けての加熱作用が増加し、一方で金属材料が既に溶融している反対側のより熱い領域での、より広がった均一な加熱がもたらされる。
【０１３３】
可能な解決法によれば、少なくとも第１供給サブステップ中に、第１電極１８で検出される電圧と第２電極１９で検出される電圧間の比率が１〜２、好ましくは１．２〜１．７となるように電極１８，１９がそれぞれの移動装置２１により移動する。
【０１３４】
電極１９の位置を適切に調整することにより、容器１１に存在する金属材料の加熱作用を調整することができ、より大きい熱分配が必要な領域に向けて最適な方法で熱エネルギーを行き渡らせることができる。
【０１３５】
これにより容器１１の壁が摩耗する現象を劇的に減少させることができ、溶融金属の温度を適正に制御することができる。
【０１３６】
本方法の可能な解決法によれば、金属材料の供給が中断される第２サブステップ中に、第１電極１８は、第２電極１９により生じるのと実質的に等しい加熱作用を生じる。
【０１３７】
金属材料の供給が中断される第２サブステップ中に、移動装置２１を用いて、金属材料から第１電極１８まで距離が、金属材料から第２電極１９までの距離と実質的に等しくなるように第１電極１８が配置される。このことで、電極１８、１９が実質的に等しい長さの電気アークを生じ、均一な加熱作用を得ることができる。
【０１３８】
金属材料の供給が中断される第２サブステップ中に、実際に容器１１に含まれる金属材料は、完全に又はほぼ完全に融解されて、電極が使用されて溶融金属槽の均一な加熱が確保される。第２サブステップ中に、実質的に公知の方法で、金属材料の組成物又は溶融により生じたスラグの組成物を精製する工程が開始されてもよい。
【０１３９】
溶融ステップの後に、容器１１から金属材料を除去又は出銑してもよい。除去操作時に、除去領域１３に向けて配置される電極１８、１９の対１７、１７’の作動を維持して溶融金属を加熱し続け、一方スラグ放出領域１４に向けて配置される電極１８、１９の対１７、１７’の作動を停止して容器１１から少なくとも部分的に取り外し、容器の回転に起こり得る干渉を防止するようにしてもよい。
【０１４０】
本発明の分野及び範囲から逸脱することなく、前述の装置１０及び方法への部分的な修正及び／又は追加が可能であることは明らかである。
【０１４１】
いくつかの具体的な例を参照に本発明を記載したが、特許請求の範囲に記載されている特徴を有しそれにより規定される保護の分野内に含まれる全ての、装置１０及び方法の多数の他の均等な形態を当業者は確実に得ることが出来るべきであることも明らかである。
【０１４２】
特許請求の範囲において、丸括弧内における参照符号の唯一の目的は読み易くするためのものであり、それらは特定の請求項において請求される保護の領域に関して限定する要因とみなされるべきではない。
【図１】
0006966638.tif 000002
【図２】
0006966638.tif 000003
【図３】
0006966638.tif 000004