JPH0650231B2

JPH0650231B2 - 溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去方法および装置

Info

Publication number: JPH0650231B2
Application number: JP2224130A
Authority: JP
Inventors: ハンス・オット・ヨーヘム; フランツ・エンゲルベルク
Original assignee: GAUCHI EREKUTORO FUURU SA
Current assignee: GAUCHI EREKUTORO FUURU SA
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1994-06-29
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: CH680468A5; US5032177A; JPH0395392A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、溶解炉中の金属溶湯からスラグを除去する
ための新しくかつ改善された方法および装置に関する。
さらに具体的には、この発明は、金属溶湯を溶解室の中
に収容し、溶湯を溶解室の中で運動させるための手段を
備えているとともに、その片側に扉を有する出滓口を備
えた溶解炉の中の金属溶湯からスラグを除去するための
方法および装置に関するものである。

従来の技術金属を溶解炉中で溶解する場合、特に軽量であるスラグ
は、溶湯表面に浮上する。このスラグは、この位置か
ら、所定時間おきに、とくに溶湯の注出前には、必ず除
去されなければならない。この操作は、いわゆるスラグ
の「掻き取り」と称されている。従来のスラグ掻き取り
方法では、扉を有する溶解炉の出滓口は、溶解炉の全幅
にわたって開かれ、スラグはプッシャエレメントまたは
スライディングエレメントにより溶湯表面から掻き取ら
れ、スラグ容器へ入れられるようになっている。スラグ
掻き取り作業用のスラグスライディングエレメントは、
長尺大重量の鋼製支持物あるいはキャリアの端部に取り
付けられる。この鋼製支持物あるいはキャリアは、溶解
炉の炉壁までのびていなければならず、フォークリフト
などの手段により移動されるようになっている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、従来の方法では、スラグスライディング
エレメントなどの鋼製支持物あるいをキャリアをフォー
クリフトなどの手段により移動させるのが相当面倒であ
る。また、スラグは金属溶湯表面の全面に分布している
ので、フォークリフトにより位置決めされるスラグスラ
イディングエレメントなどを、出滓口の扉を全開して、
金属溶湯の大表面全体に作用させねばならない。したが
って、出滓口を広く開けるために、かなり大きい熱損失
を生じる。さらに、スラグ掻き取り作業の間、放出され
舞い上がる塵埃類を、溶解炉の全幅にわたってのびる大
型吸い取りフードによって吸い取らねばならない。その
ため、吸い取り断面積が大きいので、大量の吸い取り気
流を必要とし、それに応じて消費エネルギも大きくな
る。

そこで、「ｅｍｓ」として知られている電磁攪拌装置を
使用した改良溶解方法が考えられた。これは適切に配置
されれば、溶湯の運動を任意の経路の中におくことがで
きる。しかしながら、このような電磁攪拌装置を使用す
る従来の方法では、電磁攪拌装置は単に溶湯を動かし、
混合するためにのみ使用されるているので、スラグ除去
作業性の改善と、掻き取り作業中の消費エネルギの節減
は、実現されえない。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の主目的は、溶解炉中の金属溶湯からスラグを除去する
ための上記の欠点を全て解決した新しくかつ改善された
方法および装置を提供することにある。

この発明の、他の、そしてさらに具体的な目的は、とく
にスラグ掻き取りを、従来よりも簡単に行いうるととも
に、溶湯の熱エネルギ損失を少なくすることができ、し
かも発生塵埃量およびそれに伴う汚染を極めて少なくし
た環境保護に適した溶解炉中の金属溶湯のスラグを除去
するための新しくかつ改善された方法および装置を提供
することにある。

課題を解決するための手段上述したこの発明の目的、および説明が進むにしたがっ
て容易に明らかになるその他の目的を達成するために、
この発明による溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去方
法は、溶解炉中の金属溶湯を、ほぼ垂直の渦流軸と外側
流線とを持つ少なくとも１個の渦流の形の流れの中にお
く工程と、少なくとも１個の渦流により、金属溶湯表面
に浮上したスラグを、外側流線へ向け、かつ出滓口の近
くの領域のスラグ塞止め手段の裏側に形成された予備室
の中へ移動させる工程と、金属溶湯を予備室から溶解室
へ再循環流させる工程と、スラグを、定期的に予備室か
ら溶解炉の外へ除去する工程と、除去されたスラグを、
環境保護的方法で、スラグ容器の中に廃棄する工程とを
具備するものである。

上記方法において、たとえば電磁攪拌手段またはポンプ
手段を用いることにより、溶解炉中の金属溶湯を、ほぼ
垂直の渦流軸と外側流線とを持つ少なくとも１個の渦流
の形の流れの中におくのがよい。

また、互いに反対方向に流れ、かつそれぞれほぼ垂直の
渦流軸と外側流線を持つとともに互いに対をなす２個の
渦流を発生させることにより、溶解炉中の金属溶湯を、
少なくとも１個の渦流の形の流れの中におく場合もある
が、この場合にも、たとえば電磁攪拌手段またはポンプ
手段が用いられる。この場合、さらに溶解炉の横の金属
溶湯表面近傍の高さ位置に追加の電磁攪拌手段またはポ
ンプ手段を配置することにより、１対の渦流の作用を増
大させるのがよい。

また、上記方法において、金属溶湯がスラグ塞止め手段
を貫通して流れるようにすることにより、金属溶湯を予
備室から溶解室へ再循環還流させるのがよい。

さらに、上記方法において、スラグを、定期的に予備室
から溶解炉の外へ除去するには、スラグスライディング
手段を用いてスラグを除去するか、あるいは浮遊自在の
持上げ手段を用いてスラグを除去するのがよい。

持上げ手段を用いてのスラグ除去は、扉により出滓口を
閉じた状態で、浮遊自在の持上げ手段の上に載っている
スラグパレットを、予備室の金属溶湯表面よりも下方に
押し止どめる工程と、出滓口の扉を開けて、スラグを載
せたままのスラグパレットを、予備室の中で浮上させ、
スラグを、開かれた出滓口の近くに置かれたスラグ容器
の中に滑り込ませる工程とによって実施するのがよい。

この発明による溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去装
置は、金属溶湯を収容する溶解室を有する溶解炉と、溶
解室中の金属溶湯を運動させる手段と、溶解炉の一側に
設けられかつ扉を有する出滓口と、溶解室内に、ほぼ垂
直の渦流軸と外側流線を持つ少なくとも１個の渦流を発
生させる手段と、出滓口の近くの領域に設けられ、かつ
溶解室の中へのびるとともに、少なくとも１個の渦流の
外側流線の領域に位置する予備室を形成するスラグ塞止
め手段とを備えており、予備室が、金属溶湯の表面上を
浮遊しかつ出滓口の扉を開けたさいに廃棄されるスラグ
を集める役割を果たすようになされているものである。

上記装置において、溶解室内に、ほぼ垂直の渦流軸と外
側流線を持つ少なくとも１個の渦流を発生させる手段
は、電磁攪拌手段またはポンプ手段からなるのがよい。

また、溶解室内に、ほぼ垂直の渦流軸と外側流線を持つ
少なくとも１個の渦流を発生させる手段が、それぞれほ
ぼ垂直の渦流軸を持ち、互いに反対方向に流れる２個の
渦流を発生させるものであってもよく、この場合には、
たとえば電磁攪拌手段が用いられる。

また、上記装置において、溶解室内に、ほぼ垂直の渦流
軸と外側流線を持つ少なくとも１個の渦流を発生させる
手段が電磁攪拌手段からなる場合、さらに、少なくとも
１個の渦流の回転を強化するための電磁攪拌手段が、溶
解室中の金属溶湯表面近傍の高さ位置に配置されている
のがよい。

また、上記装置において、スラグ塞止め手段が、出滓口
の扉とほぼ平行になるとともに該扉に対して間隔をおく
ように溶解室内に配置された板部材からなり、板部材
が、溶湯が貫通して流れる開口を備えており、板部材
が、浮上スラグを塞止めるために、金属溶湯表面よりも
上方に突出していることが好ましい。また、板部材に代
えて、スラグ塞止め手段が、溶湯が下方を潜り流れるよ
うに溶解室内に配置された桁部材からなり、この桁部材
が、浮上スラグを塞止めるために、溶湯表面よりも上方
に突出していてもよい。

また、上記装置において、溶解炉は、適宜の手段によっ
て出滓口側で旋回または揺動させられるようになってい
るとともに、溶解室および予備室がそれぞれ床を有して
おり、溶解炉を出滓口側で上向きに旋回または揺動させ
たさいに、溶湯が予備室から溶解室に還流し、スラグが
予備室の床に残るように、予備室の床が溶解室の床より
も上方の高さ位置に設けられていることが好ましい。

また、溶解室が、出滓口の反対側に隅を有しており、少
なくともこの隅が、スラグが溶解炉の接近困難な領域で
集まることを妨げるために曲面状となされているのがよ
い。

また、上記装置において、溶解炉が出滓口側で旋回また
は揺動させられるようになっていない場合には、溶解炉
における出滓口の扉に押さえ付け手段が設けられている
とともに、予備室が通路手段として構成されており、さ
らに少なくとも１個の浮遊自在の持上げ手段が、予備室
の通路手段の中でほぼ垂直に移動しうるように案内され
るようになされており、スラグパレットが、少なくとも
１個の浮遊自在の持上げ手段により支持され、押さえ付
け手段が、出滓口の扉が閉じているさいにスラグが自由
に予備室の中に流入しうるように、持上げ手段とスラグ
パレットを溶湯表面の下方に押し下げるとともに、出滓
口の扉が開けられたさいにスラグパレットが持上げ手段
の浮上作用により浮上しうるように、スラグパレットを
解放するようになされていることが好ましい。この場
合、出滓口の扉が開けられたさいに浮上したスラグパレ
ットの表面が、出滓口の下縁よりも高くなるように、ス
ラグパレットおよび持上げ手段の寸法が決められる。ま
た、スラグパレットは、複数の分離されたパレット部材
で形成され、複数回のスラグ掻き取り作業の間、スラグ
を載せたままの各パレット部材が、使い捨てパレットと
してスラグ容器の中へ廃棄されるようになされているの
がよい。さらに、浮遊自在の持上げ手段は、異なる排水
量を持つ複数の持上げ体からなり、複数の持上げ体が、
出滓口の扉にほぼ平行に、かつ互いに接近してのびるよ
うに予備室内に配置され、複数の持上げ体のうちの１つ
のものが他のものよりも、出滓口に接近するとともに溶
湯表面からの突出量が少なくなるように配置され、これ
により持上げ手段に支持されるスラグパレットが、持上
げ手段の浮上のさいに出滓口に向かって傾斜し、そのた
めにスラグ単独、またはスラグおよびパレットが、スラ
グ受け取り待機位置におかれたスラグ容器の中へ自動的
に滑り込むことようになされているのがよい。上記複数
の持上げ体は、それぞれ両端が閉鎖された筒または管か
ら形成される。また、浮遊自在の持上げ手段が、ほぼ同
じ直径を有するとともに、異なる数で積み重ねられた複
数の持上げ体から形成されており、複数の持上げ体が、
出滓口の扉にほぼ平行に、かつ互いに接近してのびるよ
うに予備室内に配置され、複数の持上げ体のうちの１つ
のものが他のものよりも、出滓口に接近するとともに溶
湯表面からの突出量が少なくなるように配置され、これ
により持上げ手段に支持されるスラグパレットが、持上
げ手段の浮上のさいに出滓口に向かって傾斜し、そのた
めにスラグ単独、またはスラグおよびパレットが、スラ
グ受け取り待機位置におかれたスラグ容器の中へ自動的
に滑り込むようになされていてもよい。

さらに、上記装置において、出滓口に向かい合う壁を有
するとともに、塵埃を遮るためのスクリーン手段を持ち
かつ垂直になるまで上方に傾けられる蓋を有するスラグ
容器が備えられており、スラグ容器の上記壁が、スラグ
の摩擦角よりも大きく傾斜せしめられているのが好まし
い。

作用上記方法によれば、少なくとも１個の渦流により、金属
溶湯表面に浮上したスラグは回転運動させられ、スラグ
に作用する遠心力によって、外側流線へ向け、かつ出滓
口の近くの領域のスラグ塞止め手段の裏側に形成された
予備室の中へ移動させられ、スラグ塞止め手段によって
塞止められてこの予備室内に集められる。一方、金属溶
湯はスラグ塞止め手段を通って予備室から溶解室へ再循
環還流する。予備室中に集められたスラグは、定期的に
予備室から溶解炉の外へ除去される。除去されたスラグ
は、環境保護的方法で、スラグ容器の中に廃棄される。
そして、予備室の表面が、溶湯全表面よりもかなり小さ
いので、スラグの除去廃棄を、従来よりも、簡単な手段
で、かつ消費エネルギおよび溶湯の熱損失を少なくし、
さらに塵埃発生量を少なくして行うことができる。

また、この方法によれば、電磁攪拌手段またはポンプ手
段により、溶解室の中の金属溶湯を、少なくとも１個の
渦流の形で流れの中におき、さらにこの渦流を、金属溶
湯の側方でかつ金属溶湯表面に合致する高さ位置で作動
する追加の電磁攪拌手段により、増大するようになって
いるので、スラグを予備室へ運ぶ流れを、意図的に支配
することができ、スラグをスラグ塞止め手段の反対側の
予備室へ運ぶ流れを最適のものにすることが可能にな
る。

さらに、この発明の方法によれば、扉により出滓口を閉
じた状態で、浮遊自在の持上げ手段の上に載っているス
ラグパレットを、予備室の金属溶湯表面よりも下方に押
し止どめておき、出滓口の扉を開けて、スラグを載せた
ままのスラグパレットを、予備室の中で浮上させ、スラ
グを、開かれた出滓口の近くに置かれたスラグ容器の中
に滑り込ませるようになっているので、スラグ除去廃棄
を簡単に行える。

また、この発明の装置によれば、上記方法を簡単に実施
することができる。したがって、スラグ除去のために
は、もはや溶解炉の全幅にわたって出滓口を開く必要は
ない。全くその反対に、スラグ塞止め手段の前で出滓口
の一部分を開けておくだけで十分である。また、溶湯の
全表面に分布するスラグを除去する必要がないので、ス
ラグを予備室から除去する間、出滓口を溶解炉の頂部ま
で全開する必要はない。むしろスラグは、前述のスライ
ディングエレメントのような比較的に短いスラグ除去エ
レメントにより、直接出滓口の近くにある予備室から除
去することができる。その結果、スラグ除去に要する時
間は短縮され、炉側壁の必要開口はかなり小さく保つこ
とができる。したがって、熱エネルギ損失は少なくな
り、除去に要する時間が短いために塵埃放出が減少す
る。また、出滓口の扉を開ける度合いが小さくなる結
果、従来よりも小さくなった吸い取りフードによって
も、塵埃を除去あるいは吸い取るのに十分な効果を奏す
る。このようにして公知の方法とは著しく異なって、吸
い取り用空気を輸送するためのエネルギ消費量はかなり
なり小さくなる。これは、スラグが多数の微粒の塵埃を
含有する溶湯の場合に、特別の意味がある。

扉を有する出滓口側が上に来るように上向きに旋回また
は揺動する溶解炉の場合には、予備室の床が溶解室の床
よりも上方の高さ位置に設けられているので、溶解炉を
出滓口側が上にくるように旋回すれば、溶湯は予備室か
ら溶解室に還流し、スラグは予備室の床の上に堆積す
る。その結果、スラグは、いわゆる「乾燥状態」で予備
室の床から、出滓口の開かれた扉の待機位置に運ばれた
スラグ容器の中へ除去される。

旋回可能ではない溶解炉の場合には、予備室を上下方向
にのびる通路のような構造とし、その中に少なくとも１
個の浮遊自在の持上げ手段が垂直方向に移動自在に案内
されるようにし、この持上げ手段がその上にスラグパレ
ットを支持する構造とされており、さらに出滓口の扉
に、扉が閉まっているときに持上げ手段とその上にある
スラグパレットを溶湯表面よりも下方に押し下げる押さ
え付け手段が設けられているので、スラグは自由に浮遊
して予備室に入りうる。出滓口の扉を開ければ、押さえ
付け手段はスラグパレットを解放し、スラグパレットは
持上げ手段の浮上作用により上昇しうる。さらに、出滓
口の扉が開いたさいに浮上したスラグパレットの上面あ
るいは頂面が、出滓口の下縁よりも上方の高さに位置す
るように、スラグパレットおよび持上げ手段の寸法が調
整されているので、予備室の中で凝集したスラグは、出
滓口の扉を開ければ、出滓口の下縁よりも高い位置にお
いて、除去のための待機状態におかれることとなって好
都合である。

また、スラグパレットが分離された複数のパレット部材
で構成されているので、スラグを載せた各個のパレット
部材を、複数のスラグ掻き取り作業の間、使い捨てパレ
ットあるいは一時使用形パレットとして、スラグ容器に
よって運び去られようにすることができる。

さらに、浮遊自在の持上げ手段は、異なる排水量を持つ
複数の持上げ体からなり、複数の持上げ体が、出滓口の
扉にほぼ平行に、かつ互いに接近してのびるように予備
室内に配置され、複数の持上げ体のうちの１つのものが
他のものよりも、出滓口に接近するとともに溶湯表面か
らの突出量が少なくなるように配置されているので、持
上げ手段に支持されるスラグパレットが、持上げ手段の
浮上のさいに出滓口に向かって傾斜し、そのためにスラ
グ単独、またはスラグおよびパレットが、スラグ受け取
り待機位置におかれたスラグ容器の中へ自動的に滑り込
みうる。また、浮遊自在の持上げ手段が、ほぼ同じ直径
を有するとともに、異なる数で積み重ねられた複数の持
上げ体から形成されており、複数の持上げ体が、出滓口
の扉にほぼ平行に、かつ互いに接近してのびるように予
備室内に配置され、複数の持上げ体のうちの１つのもの
が他のものよりも、出滓口に接近するとともに溶湯表面
からの突出量が少なくなるように配置されているので、
これにより持上げ手段に支持されるスラグパレットが、
持上げ手段の浮上のさいに出滓口に向かって傾斜し、そ
のためにスラグ単独、またはスラグおよびパレットが、
スラグ受け取り待機位置におかれたスラグ容器の中へ自
動的に滑り込みうる。

また、出滓口の反対側の溶解室の隅を、流れに適合する
ように曲面状とされているので、スラグが、予備室の外
側、とくに溶解室内における渦流が有効に作用しない接
近困難な領域に凝集することを可能なかぎり防止するこ
とができる。

さらに、出滓口に向かい合う壁を有するとともに、塵埃
を遮るためのスクリーン手段を持ちかつ垂直になるまで
上方に傾けられる蓋を有するスラグ容器が備えられてお
り、スラグ容器の上記壁が、スラグの摩擦角よりも大き
く傾斜せしめられているので、スラグが、上記壁に沿っ
てスラグ容器の中へ滑り落ちるさい、スラグに大きい落
差を生じるのを防止し、塵埃発生を最小に止めることが
できる。しかも、塵埃を遮るためのスクリーン手段を持
つ蓋によって、塵埃が吸い取りフードの吸い取り作用を
受けずに横方向へ立ち昇るのを防止することができると
ともに、蓋が閉じられると、スラグ容器は塵埃を発生さ
せることなく運搬されうる。したがって、スラグの除去
廃棄のさいに、塵埃が甚だしく発生するのを防止するこ
とができる。

実施例以下、この発明の実施例を、図面を参照して説明する。
図面の説明をするにあたり、その表示を簡略化するため
に、溶解炉の種々の実施例の構造は、当業熟練者にとっ
て下記のこの発明の原理と概念を容易に理解させるのに
十分なもののみが簡略化されて示されていることを、了
解されたい。また、全図面を通じて同一物および同一部
分には同一符号を付して説明を省略する。

第１の実施例を示す第１図〜第３図には、内部に適宜の
金属、たとえばアルミニウム（アルミニウム合金を含
む。）の溶湯(S)を収容する溶解室(20)を有する溶解炉
が示されている。この溶解炉は、スラグを除去するため
に旋回可能すなわち傾斜可能であり、長手方向にのびる
１つの壁すなわち縦壁(15)と、１対の側壁(22)(23)と、
屋根(24)とを持つ。縦壁(15)の向かい側に扉を有する出
滓口(10c)があり、この扉は、この実施例では３個のス
ライディングドア(10)からなる。これらのスライディン
グドア(10)は互いに独立に、溶解炉を開けるために上方
へ押しやられ、あるいは引き上げられる。第３図は、溶
解炉が出滓口(10c)の側で上向きに旋回され、スライデ
ィングドア(10)が上方へ移動させられることにより出滓
口(10c)が開けられた溶解炉を示す。

第１図〜第３図に示す実施例では、炉基礎あるいは炉床
(21)の下方でかつ溶解室(20)中の溶湯のほぼ中央と対応
する位置に電磁攪拌装置(1)が配置されている。この電
磁攪拌装置(1)は、溶湯(S)の中に、それぞれほぼ垂直あ
るいは直立した渦流軸を持ちかつ互いに反対方向に流れ
る１対の渦流(2)を発生させる。これらの渦流(2)は、そ
れぞれ溶湯(S)中に出滓口(10c)の方向に向いた溶湯流(2
a)を誘起し、これらの溶湯流(2a)は、出滓口(10c)を閉
じるスライディングドア(10)に当たって、一般に矢印(2
b)で示されるように、それぞれ炉側壁(22)(23)の方向に
向きが変えられる。電磁攪拌装置(1)は、溶湯(S)に作用
する適宜のポンプで置き換えることもでき、その場合に
は符号(1)は、概念的にそのようなポンプを指すものと
する。

溶解炉には、それぞれ側壁(22)(23)から両渦流(2)の中
へとのびている２つのスラグ阻止すなわちスラグ塞止め
部材(4)が設けられている。これらのスラグ塞止め部材
(4)は、それぞれ側壁(22)(23)から、ほぼ出滓口(10c)に
平行にのびており、このスラグ塞止め部材(4)と出滓口
(10c)との間隔は、縦壁(15)との間隔よりも小さく保た
れている。両スラグ塞止め部材(4)の内側の自由端の間
に自由スペース(50)が残り、ここを通って溶湯流(2a)
は、自由に出滓口(10c)の方向へ流れ、予備室(5)の中へ
流入する。この予備室(5)は、上記で説明した構造によ
れば、出滓口(10c)とスラグ塞止め部材(4)との間に形成
される。スラグ塞止め部材(4)は、溶解室(20)中の溶湯
(S)の表面(60)よりも若干上方に突出するようにのびて
いる。さらに、スラグ塞止め部材(4)は、溶湯表面(60)
の僅か下方に形成された流通開口(4a)により、溶湯(S)
がスラグ塞止め部材(4)を通って循環しうるように設計
されている。溶湯(S)の表面まで浮上したスラグ(3)は、
遠心力により渦流(2)の外側渦流線あるいは外側渦流領
域へ移動させられ、両スラグ塞止め部材(4)の間の自由
スペースすなわち開口(50)を通って予備室(5)の中へ運
ばれる。溶湯(S)およびおそらくは比較的に小さいスラ
グ粒は、スラグ塞止め部材(4)の開口(4a)を通って溶解
室(20)へ再循環還流しうるが、スラグ(3)は予備室(5)の
中の溶湯(S)の表面で次第に凝集する。第３図を見れば
分かるように、スラグ(3)は予備室(5)の位置から、出滓
口(10c)を僅か開けるだけで、比較的に短いプッシャエ
レメントまたはスライディングエレメント(9)によりス
ラグ容器(11)の中へ除去されうる。

第１図〜第３図に示す実施例では、ときに第２図および
第３図に示すように、溶解炉における予備室(5)の領域
での炉床(25)が、溶解室(20)の炉床(21)よりも高くなっ
ているので、スラグ(3)の除去はさらに簡単に行われる
ようになっている。このようにすれば、溶解炉を、出滓
口(10c)側が上にくるように旋回させれば、溶湯(S)は予
備室(5)から溶解室(20)へ還流し、スラグ(3)は予備室
(5)の炉床(25)の上に堆積する。高くされた予備室(5)の
炉床(25)と、実際の溶解室(20)の炉床(21)との高さの差
は、溶解炉の出滓口(10c)がスライディングドア(10)に
より閉鎖されかつ旋回されていない状態で、予備室(5)
における床(25)から溶湯(S)表面までの距離が、スラグ
(3)がスラグ塞止め部材(4)どうしの間を通ってスラグ塞
止め部材(4)の反対側の予備室(5)へ流入しうるのに丁度
十分であるように選ぶことが好ましい。溶解炉を第３図
の位置へ僅かに旋回させるだけで、溶湯(S)は予備室(5)
から溶解室(20)へ還流し、スラグ(3)は残って予備室(5)
の床(25)の上に堆積する。

スライディングエレメント(9)を使用することにより、
スラグ(3)を、いわゆる「乾燥状態」で予備室(5)の床(2
5)から、スライディングドア(10)を上昇させることによ
り開かれた出滓口(10c)の待機位置に運ばれたスラグ容
器(11)の中へ除去することができる。このスラグ容器(1
1)は、塵埃が甚だしく発生するのを防止するために、掻
き取られたスラグ(3)に大きい落差を生じさせないよう
に構成されている。すなわち、第３図で最も良く分かる
ように、スラグ容器(11)における溶解炉側の壁(26)は、
スラグ(3)の摩擦角よりもいくらか大きい角度で傾斜
し、壁(26)の上縁は出滓口(10c)のスカートプレート(2
7)の下へ直接押し付けられうるようになっている。この
ようにして、スラグ掻き取り作業の間、スラグ(3)は、
より小さい高さからスラグ容器(11)の傾斜側壁(26)上に
落下し、塵埃発生を最小に止めて、側壁(26)に沿ってス
ラグ容器(11)の中へ滑り落ちる。

スラグ容器(11)における溶解炉と反対側の壁(28)は、ス
ラグ容器(11)の開口断面積を小さくするとともに、開口
断面積を小さくすることによりスラグ容器(11)の上に配
置された吸い取りフード(13)の入口断面積を小さくする
ために、ほぼ垂直となされている。スラグ容器(11)にお
ける上向きに旋回可能に取り付けられた蓋(12)は、側方
スクリーンあるいは側方板(12a)を有しており、蓋(12)
の側方スクリーン(12a)は、塵埃が吸い取りフード(13)
の吸い取り作用を受けずに横方向へ立ち昇るのを防止す
る。蓋(12)が閉じられると、スラグ容器(11)は塵埃を発
生ささせることなく運搬されうる。

第４図および第４ａ図に示される実施例においては、何
よりも先ず、先に説明した第１図〜第３図の溶解炉と
は、溶解室(20)が、内面に流れに好都合な曲面を持った
炉壁(29)を備えているという点で異なる。さらに、第４
図および第４ａ図に示す実施例は、溶湯(S)の中に、矢
印(30)で示すようなほぼ垂直の渦流軸を持つ唯１個の渦
流が生じるという点で先に説明した実施例と異なってい
る。

第１実施例の場合と全く同様に、渦流(30)は、電磁攪拌
装置（あるいはポンプ）(1)により発生させられるが、
この場合には電磁攪拌装置（あるいはポンプ）(1)は中
央ではなく、むしろ炉壁(29)の近くにおいて溶解室(20)
の下方に配置されている。さらに、両図に示す各実施例
においても、溶解炉の横における溶解室(20)中の溶湯
(S)表面近傍の高さ位置に、追加の電磁攪拌装置（ある
いはポンプ）(1a)が配置されている。これらの追加の電
磁攪拌装置(1a)は、渦流をその回転方向に増大強化す
る。このようにして、溶湯表面に追加の速度成分が誘起
され、それにより渦流(30)の中を浮遊するスラグ(3)に
作用する遠心力が大きくなる。その結果、スラグ(3)は
加速度により渦流(30)の外側渦流線あるいは外側渦流領
域へ移動させられる。これらの実施例の溶解室(20)の曲
面状側壁(29)は、スラグ(3)が、予備室(5)から離れてお
り、かつスラグ掻き取り作業の間も接近困難な壁隅にお
ける渦流(2)と無関係の孤立領域に、長時間止まること
を防止する。

最初に説明した実施例の２個の渦流(2)を、第４図およ
び第４ａ図の各唯１個の渦流(30)で置き換えることによ
り、スラグ塞止め部材(4)も唯１個が必要となる。この
唯１個のスラグ塞止め部材(4)は、炉壁(29)から、出滓
口(10c)に平行となりかつ出滓口(10c)に対して比較的に
小さい間隔を保ってのびている。唯１個のスラグ塞止め
部材(4)は、渦流(30)の中にのびており、それ自身と出
滓口(10c)の間に予備室(5)を形成している。先に説明し
た第１図〜第３図の実施例の場合と全く同様に、溶湯
(S)の表面に浮上したスラグ(3)は、遠心力により外側渦
流線あるいは外側渦流領域へ移動させられ、予備室(5)
の中へ運ばれてここに保持される。他方溶湯(S)および
おそらくは比較的に小さいスラグ粒は溶解室(20)へ再循
環還流する。

第４図に示す実施例では、スラグ塞止め部材(4)は、予
備室(5)から溶解室(20)へのびかつ孔または開口(4a)を
有する板あるいは板部材(4b)で形成される。この板部材
(4b)の上縁は、これもまた溶湯(S)表面から若干上方に
突出している。

他方、第４ａ図の実施例では、スラグ塞止め部材(4)
は、溶湯(S)表面でのびる桁あるいは桁部材(4c)で形成
されている。この桁部材(4c)は、小さなスラグ粒を含有
する浮上したスラグ(3)を保留するが、循環する溶湯(S)
はこのような桁部材(4c)の下を流れうるようになってい
る。

次に、第５図および第５ａ図を参照して、第４ａ図のよ
うな溶解炉から、第１図〜第３図に示す実施例の場合の
ように溶解炉を旋回することなく、スラグ(3)を除去す
る方法について説明する。

スライディングドア(10)により出滓口(10c)を閉じた状
態で、出滓口(10c)とスラグ塞止め部材(4)の間の予備室
(5)の中に配置された浮遊自在の持上げ体(7)が、好まし
くはセラミックで形成されたスラグ台またはスラグパレ
ット(6)を上方に持上げ、これを出滓口(10c)のスライデ
ィングドア(10)に設けられた保持ブラケット部材または
保持ブラケット(10a)に押し付ける。これらの保持ブラ
ケット(10a)は、スラグパレット(6)を溶湯(S)の表面(6
0)下に保持し、その結果、スラグ(3)がスラグパレット
(6)によって妨げられることなく、予備室(5)の中に運ば
れ、ここでスラグ塞止め部材(4)によって保持されて集
められる。スラグパレット(6)から上方にのびるリブま
たは板(31)は、渦流によって妨げられることなく、スラ
グ(3)が確実に、スラグ塞止め部材(4)によって仕切られ
た予備室(5)の中に運ばれるようにしている。すでに説
明したように、スラグ塞止め部材(4)は、溶湯(S)を、こ
の実施例では、矢印(32)で示すようにその下方を潜らせ
て流通させる。この場合には、スラグ塞止め部材(4)に
おいては、溶湯表面の高さ位置に流通開口は皆無である
ので、予備室(5)に到着した全浮遊スラグ(3)は、小さい
スラグ粒さへも、そこに保持される。

スラグ(3)を除去するためにスタイディングドア(10)を
上昇させて出滓口(10c)を開ければ（第５ａ図）、スラ
イディングドア(10)に固定された保持ブラケット(10a)
はスラグパレット(6)を解放し、スラグパレット(6)は浮
上しうる持上げ体(7)によって押し上げられる。この上
昇運動の間に、スラグパレット(6)の突起(6a)が、炉壁
(29)の突起(6b)の近くに達した後、さらに煙突状通路
(8)の中に案内されている持上げ体(7)が上昇すれば、ス
ラグパレット(6)は突起(6b)を中心として旋回し始め
る。上向きに旋回するスラグパレット(6)は、溶湯から
解放されたスラグ(3)を、予備室(5)の外で、かつ待機位
置またはスラグ受取りに適した位置におかれたスラグ位
置(11)の中へ滑り落ちさせる。

スラグパレット(6)の下側は、上昇運動の間、適切な形
状にした持上げ体(7)の力を容易に作用させうるよう
に、ドーム形あるいはアーチ形に形成されているのがよ
い。第５図および第５ａ図の実施例では、持上げ体(7)
は、両端を閉じたセラミック筒または管で形成されてい
る。このような持上げ体(7)は、市場で入手可能な筒ま
たは管から経済的に製作しうる。しかも、他の材料また
は幾何学的形状からなるものを採用する場合よりも、傾
いたり、動かなくなったりする危険が少ない。１つの筒
状持上げ体を使用する代わりに、複数の筒状持上げ体
を、互いに積み重ねて複数の層として使用することもで
きる。この場合、出滓口を開けたさいの、スラグパレッ
トあるいはスラグ台の所望の上昇運動および傾斜を実現
するために、持上げ体に不均一の排水量を持たせるのが
よい。これは、たとえば異なる直径を有する筒を複数
列、たとえば２列に並べて使用すること、または直径が
等しくかつ異なる数の筒を複数列、たとえば２列に互い
に積み重ねて使用することにより達成される。

第６図および第６ａ図は、第５図および第５ａ図の実施
例に類似しているが、異なる直径の２個の筒状持上げ体
(7a)(7b)を持つ実施例を示しており、直径の小さい筒状
持上げ体(7a)が、持上げ体用案内通路(8)の中の出滓口
(10c)の近くに配置されている。これら両筒状持上げ体
(7a)(7b)の上には、比較的に薄い、簡単な形状の平板状
スラグパレット(6)が、拘束されずにのせられている。
第６図に示すように、スライディングドア(10)により出
滓口(10c)が閉じられているときには、スラグパレット
(6)は、保持ブラケット(10a)から垂下状に設けられた保
持ピン(10b)の作用により溶湯(S)の表面下に押し下げら
れている。その結果、溶湯(S)表面に浮上したスラグ(3)
は、渦流によって妨げられることなく、予備室(5)の中
に運ばれ、ここでスラグ塞止め部材(4)によって保持さ
れる。他方、溶湯(S)はスラグ塞止め部材(4)を通過し、
あるいはその下を潜り、溶解室(20)の中へ再循環還流し
うる。

第６ａ図から明らかなように、スライディングドア(10)
を上昇させて出滓口(10c)を開ければ、保持ピン(10b)は
スライディングドア(10)とともに上昇し、その結果、ス
ラグパレット(6)はもはやしっかりと保持されることは
なく、浮上する筒状持上げ体(7a)(7b)の作用により、そ
の上にスラグ(3)を載せたまま開口(70)の下縁(65)の上
方まで持ち上げられる。上記のように異なる寸法の筒状
持上げ体(7a)(7b)を、直径の小さい筒状持上げ体(7a)を
出滓口(10c)の近くに配置することにより、持上げ体(7
a)(7b)が上昇する間に、スラグパレット(6)が出滓口(10
c)に向かって所望角度で傾斜し、その結果スラグパレッ
ト(6)は、スラグ(3)を載せたまま、たとえばフック(33)
（第６図参照）のようなスラグ除去手段によって、スラ
グ容器(11)の中へ移され、ここでそのスラグ(3)自体の
廃棄も完了する。このような使い捨てスラグパレット
(6)は、一回のみ使用されるのであるが、安価な材料、
例えば焼結したスラグから加工されて取扱い容易な形状
に製作されており、複数の使い捨てスラグパレット(6)
が、持上げ体(7a)(7b)の上に、互いに近付き合って、あ
るいは互いに積み重ねられて配置されうるようになって
いる。その結果、溶解作業の間、多数回の掻き取り作業
が、新しいスラグパレット(6)を導入する必要なく、実
施されうる。

上記においては、この発明の好ましい実施例が示され、
述べられたが、この発明はそれらに限定されるのではな
く、特許請求の範囲の内で他に種々の態様で実施されて
もよいことは、明らか理解されるべきである。

発明の効果この発明の方法および装置によれば、上述のように、溶
湯の全表面よりもかなり小さい表面となっている予備室
からスラグを除去できるので、スラグの除去廃棄を、従
来よりも、簡単な手段で行うことができる。しかも、予
備室の表面が小さいので、出滓口の開く大きさを小さく
することができ、その結果溶湯の熱損失が少なくなる。
さらに、塵埃発生量も少なくなるので、これを吸い取る
ための吸い取りフードを、従来のものよりも小さくする
ことができ、その消費エネルギが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図はこの発明の第
１実施例の溶解炉の水平断面図、第２図は第１図のII−
II線に沿う断面図、第３図はスラグ除去のさいの状態を
示す第２図相当の断面図、第４図はこの発明の第２実施
例の溶解炉の水平断面図、第４ａ図は同様にこの発明の
第３実施例の溶解炉の水平断面図、第５図は第４ａ図の
溶解炉のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第５ａ図は第４ａ図の
溶解炉のスラグ除去のさいの状態を示す垂直断面図、第
６図は第５図の持上げ体の変形例を示す第５図相当の垂
直断面図、第６ａ図は出滓口を開けた状態を示す第６図
相当の断面図である。 (2)(30)……渦流、(3)……スラグ、(4)……スラグ塞止
め手段、(5)……予備室、(10)……スライディングド
ア、(10c)……出滓口、(11)……スラグ容器、(20)……
溶解室、(S)……金属溶湯。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶解室と扉を有する出滓口を備えた溶解炉
中の金属溶湯からスラグを除去する方法であって、溶解炉中の金属溶湯を、ほぼ垂直の渦流軸と外側流線と
を持つ少なくとも１個の渦流の形の流れの中におく工程
と、少なくとも１個の渦流により、金属溶湯表面に浮上した
スラグを、外側流線へ向け、かつ出滓口の近くの領域の
スラグ塞止め手段の裏側に形成された予備室の中へ移動
させる工程と、金属溶湯を予備室から溶解室へ再循環還流させる工程
と、スラグを、定期的に予備室から溶解炉の外へ除去する工
程と、除去されたスラグを、環境保護的方法で、スラグ容器の
中に廃棄する工程とを具備する溶解炉中の金属溶湯から
のスラグ除去方法。
【請求項２】電磁攪拌手段を使用することにより、溶解
炉中の金属溶湯を、少なくとも１個の渦流の形の流れの
中におくことを特徴とする請求項１記載の溶解炉中の金
属溶湯からのスラグ除去方法。
【請求項３】ポンプ手段を使用することにより、溶解炉
中の金属溶湯を、少なくとも１個の渦流の形の流れの中
におくことを特徴とする請求項１記載の溶解炉中の金属
溶湯からのスラグ除去方法。
【請求項４】互いに反対方向に流れ、かつそれぞれほぼ
垂直の渦流軸と外側流線を持つとともに互いに対をなす
２個の渦流を発生させることにより、溶解炉中の金属溶
湯を、少なくとも１個の渦流の形の流れの中におくこと
を特徴とする請求項１記載の溶解炉中の金属溶湯からの
スラグ除去方法。
【請求項５】互いに反対方向に流れ、かつそれぞれほぼ
垂直の渦流軸と外側流線を持つとともに互いに対をなす
２個の渦流を発生させて、溶解炉中の金属溶湯を、少な
くとも１個の渦流の形の流れの中におく工程を、溶解炉
のほぼ中央に配置された電磁攪拌手段を使用して実施
し、さらに溶解炉の横の金属溶湯表面近傍の高さ位置に
追加の電磁攪拌手段を配置することにより、１対の渦流
の作用を増大させることを特徴とする請求項４記載の溶
解炉中の金属溶湯からのスラグ除去方法。
【請求項６】さらに、扉により出滓口を閉じた状態で、
浮遊自在の持上げ手段の上に載っているスラグパレット
を、予備室の金属溶湯表面よりも下方に押し止どめる工
程と、出滓口の扉を開けて、スラグを載せたままのスラ
グパレットを、予備室の中で浮上させ、スラグを、開か
れた出滓口の近くに置かれたスラグ容器の中に滑り込ま
せる工程とを有する請求項５記載の溶解炉中の金属溶湯
からのスラグ除去方法。
【請求項７】互いに反対方向に流れる１対の渦流を形成
する２個の渦流を発生させて、溶解炉中の金属溶湯を流
れの中におく工程を、溶解炉のほぼ中央に配置された電
磁攪拌手段を使用して実施し、さらに溶解炉の横の金属
溶湯表面近傍の高さ位置にポンプ手段を配置することに
より、１対の渦流の作用を増大させることを特徴とする
請求項４記載の溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去方
法。
【請求項８】金属溶湯がスラグ塞止め手段を貫通して流
れるようにすることにより、金属溶湯を予備室から溶解
室へ再循環還流させることを特徴とする請求項１記載の
溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去方法。
【請求項９】スラグスライディング手段を用いてスラグ
を除去することにより、スラグを、定期的に予備室から
溶解炉の外へ除去することを特徴とする請求項１記載の
溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去方法。
【請求項１０】浮遊自在の持上げ手段を用いてスラグを
除去することにより、スラグを、定期的に予備室から溶
解炉の外へ除去することを特徴とする請求項１記載の溶
解炉中の金属溶湯からのスラグ除去方法。
【請求項１１】さらに、扉により出滓口を閉じた状態
で、浮遊自在の持上げ手段の上に載っているスラグパレ
ットを、予備室の金属溶湯表面よりも下方に押し止どめ
る工程と、出滓口の扉を開けて、スラグを載せたままの
スラグパレットを、予備室の中で浮上させ、スラグを、
開かれた出滓口の近くに置かれたスラグ容器の中に滑り
込ませる工程とを有する請求項１記載の溶解炉中の金属
溶湯からのスラグ除去方法。
【請求項１２】溶解炉中の金属溶湯からスラグを除去す
る装置であって、金属溶湯を収容する溶解室を有する溶解炉と、溶解室中の金属溶湯を運動させる手段と、溶解炉の一側に設けられかつ扉を有する出滓口と、溶解室内に、ほぼ垂直の渦流軸と外側流線を持つ少なく
とも１個の渦流を発生させる手段と、出滓口の近くの領域に設けられ、かつ溶解室の中へのび
るとともに、少なくとも１個の渦流の外側流線の領域に
位置する予備室を形成するスラグ塞止め手段とを備えて
おり、予備室が、金属溶湯の表面上を浮遊しかつ出滓口の扉を
開けたさいに廃棄されるスラグを集める役割を果たすよ
うになされている溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去
装置。
【請求項１３】溶解室内に、ほぼ垂直の渦流軸と外側流
線を持つ少なくとも１個の渦流を発生させる手段が、電
磁攪拌手段である請求項１２記載の溶解炉中の金属溶湯
からのスラグ除去装置。
【請求項１４】溶解室内に、ほぼ垂直の渦流軸と外側流
線を持つ少なくとも１個の渦流を発生させる手段が、ポ
ンプ手段である請求項１２記載の溶解炉中の金属溶湯か
らのスラグ除去装置。
【請求項１５】溶解室内に、ほぼ垂直の渦流軸と外側流
線を持つ少なくとも１個の渦流を発生させる手段が、そ
れぞれほぼ垂直の渦流軸を持ち、互いに反対方向に流れ
る２個の渦流を発生させるものである請求項１２記載の
溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去装置。
【請求項１６】２個の渦流を発生させる手段が、電磁攪
拌手段である請求項１５記載の溶解炉中の金属溶湯から
のスラグ除去装置。
【請求項１７】溶解室内に、ほぼ垂直の渦流軸と外側流
線を持つ少なくとも１個の渦流を発生させる手段が電磁
攪拌手段であり、さらに、少なくとも１個の渦流の回転
を強化するための電磁攪拌手段が、溶解室中の金属溶湯
表面近傍の高さ位置に配置されている請求項１２記載の
溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去装置。
【請求項１８】スラグ塞止め手段が、出滓口の扉とほぼ
平行になるとともに該扉に対して間隔をおくように溶解
室内に配置された板部材からなり、板部材が、溶湯が貫
通して流れる開口を備えており、板部材が、浮上スラグ
を塞止めるために、金属溶湯表面よりも上方に突出して
いる請求項１２記載の溶解炉中の金属溶湯からのスラグ
除去装置。
【請求項１９】スラグ塞止め手段が、溶湯が下方を潜り
流れるように溶解室内に配置された桁部材からなり、桁
部材が、浮上スラグを塞止めるために、溶湯表面よりも
上方に突出している請求項１２記載の溶解炉中の金属溶
湯からのスラグ除去装置。
【請求項２０】さらに、溶解炉を出滓口側で旋回または
揺動させる手段を備えているとともに、溶解室および予
備室がそれぞれ床を有しており、溶解炉を出滓口側で上
向きに旋回または揺動させたさいに、溶湯が予備室から
溶解室に還流し、スラグが予備室の床に残るように、予
備室の床が溶解室の床よりも上方の高さ位置に設けられ
ている請求項１２記載の溶解炉中の金属溶湯からのスラ
グ除去装置。
【請求項２１】溶解室が、出滓口の反対側に隅を有して
おり、少なくともこの隅が、スラグが溶解炉の接近困難
な領域で集まることを妨げるために曲面状となされてい
る請求項１２記載の溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除
去装置。
【請求項２２】さらに出滓口の扉に押さえ付け手段が設
けられており、予備室が通路手段として構成され、少な
くとも１個の浮遊自在の持上げ手段が、予備室の通路手
段の中でほぼ垂直に移動しうるように案内され、スラグ
パレットが、少なくとも１個の浮遊自在の持上げ手段に
より支持され、押さえ付け手段が、出滓口の扉が閉じて
いるさいにスラグが自由に予備室の中に流入しうるよう
に、持上げ手段とスラグパレットを溶湯表面の下方に押
し下げるとともに、出滓口の扉が開けられたさいにスラ
グパレットが持上げ手段の浮上作用により浮上しうるよ
うに、スラグパレットを解放するようになされている請
求項１２記載の溶解炉中の金属溶湯からのスラグ除去装
置。
【請求項２３】出滓口の扉が開けられたさいに浮上した
スラグパレットの表面が、出滓口の下縁よりも高くなる
ように、スラグパレットおよび持上げ手段の寸法が決め
られている請求項２２記載の溶解炉中の金属溶湯からの
スラグ除去装置。
【請求項２４】スラグパレットが複数の分離されたパレ
ット部材で形成されており、複数回のスラグ掻き取り作
業の間、スラグを載せたままの各パレット部材が、使い
捨てパレットとしてスラグ容器の中へ廃棄されるように
なされている請求項２３記載の溶解炉中の金属溶湯から
のスラグ除去装置。
【請求項２５】浮遊自在の持上げ手段が、異なる排水量
を持つ複数の持上げ体からなり、複数の持上げ体が、出
滓口の扉にほぼ平行に、かつ互いに接近してのびるよう
に予備室内に配置され、複数の持上げ体のうちの１つの
ものが他のものよりも、出滓口に接近するとともに溶湯
表面からの突出量が少なくなるように配置され、これに
より持上げ手段に支持されるスラグパレットが、持上げ
手段の浮上のさいに出滓口に向かって傾斜し、そのため
にスラグ単独、またはスラグおよびパレットが、スラグ
受け取り待機位置におかれたスラグ容器の中へ自動的に
滑り込むようになされている請求項２２記載の溶解炉中
の金属溶湯からのスラグ除去装置。
【請求項２６】複数の持上げ体が、それぞれ両端が閉鎖
された筒または管からなる請求項２５記載の溶解炉中の
金属溶湯からのスラグ除去装置。
【請求項２７】浮遊自在の持上げ手段が、ほぼ同じ直径
を有するとともに、異なる数で積み重ねられた複数の持
上げ体からなり、複数の持上げ体が、出滓口の扉にほぼ
平行に、かつ互いに接近してのびるように予備室内に配
置され、複数の持上げ体のうちの１つのものが他のもの
よりも、出滓口に接近するとともに溶湯表面からの突出
量が少なくなるように配置され、これにより持上げ手段
に支持されるスラグパレットが、持上げ手段の浮上のさ
いに出滓口に向かって傾斜し、そのためにスラグ単独、
またはスラグおよびパレットが、スラグ受け取り待機位
置におかれたスラグ容器の中へ自動的に滑り込むことよ
うになされている請求項２２記載の溶解炉中の金属溶湯
からのスラグ除去装置。
【請求項２８】さらに、出滓口に向かい合う壁を有する
とともに、塵埃を遮るためのスクリーン手段を持ちかつ
垂直になるまで上方に傾けられる蓋を有するスラグ容器
を備えており、スラグ容器の上記壁が、スラグの摩擦角
よりも大きく傾斜している請求項１２記載の溶解炉中の
金属溶湯からのスラグ除去装置。