特許 5755754 溶融プラントのための金属装入物を予熱するための装置及びそれに関連する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5755754

(24)【登録日】2015年6月5日

(45)【発行日】2015年7月29日

(54)【発明の名称】溶融プラントのための金属装入物を予熱するための装置及びそれに関連する方法

(51)【国際特許分類】

   F27D 13/00 20060101AFI20150709BHJP

   F27B 3/18 20060101ALI20150709BHJP

   F27B 3/08 20060101ALI20150709BHJP

   C21C 5/52 20060101ALN20150709BHJP

【ＦＩ】

   F27D13/00 F

   F27D13/00 D

   F27B3/18

   F27B3/08

   !C21C5/52

【請求項の数】16

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-542613(P2013-542613)

(86)(22)【出願日】2010年12月10日

(65)【公表番号】特表2014-502336(P2014-502336A)

(43)【公表日】2014年1月30日

(86)【国際出願番号】IB2010003197

(87)【国際公開番号】WO2012076917

(87)【国際公開日】20120614

【審査請求日】2013年8月5日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】510152666

【氏名又は名称】ダニエリ アンド シー．オフィス メカニケ エスピーエー

【氏名又は名称原語表記】ＤＡＮＩＥＬＩ＆Ｃ．ＯＦＦＩＣＩＮＥ ＭＥＣＣＡＮＩＣＨＥ ＳＰＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100117042

【弁理士】

【氏名又は名称】森脇 正志

(72)【発明者】

【氏名】ナーホルツ トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ヴィレミン ベルナルド

【審査官】 田中 永一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１５７９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５３８２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２０５７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０７−０４４３６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０６−０３５８９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−２８５４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００２７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０２７４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０２７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５６５８８３２（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２７Ｄ １３／００

Ｆ２７Ｄ １７／００

Ｆ２７Ｂ ３／０８

Ｆ２７Ｂ ３／１８

Ｆ２７Ｂ ３／２６

Ｃ２１Ｃ ５／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属装入物（１３）を予熱して溶融プラント（１１）のコンテナ又は溶融炉（１２）に搬送するための装置であって、
少なくとも１つのコンベア通路（２１）を備え、
前記コンベア通路（２１）に沿って、前記金属装入物（１３）が、前記コンテナ又は溶融炉（１２）に運搬されるように進むことが可能であり、
前記コンベア通路（２１）の上方に、少なくとも１つのフード（１７）が配設され、
前記フード（１７）がトンネル（１７ａ）を規定し、
前記トンネル（１７ａ）の内部で、前記コンテナ又は溶融炉（１２）から出た前記排ガスの少なくとも一部が進むことが可能であり、
前記排ガスが、前記金属装入物（１３）の上部に当たる装置において、前記コンベア通路（２１）が、底壁（２２）と、２つの側壁（２３、２４）とを備え、
前記底壁（２２）と、前記２つの側壁（２３、２４）とが、略Ｕ字形の断面を規定し、
前記コンテナ又は溶融炉（１２）内への前記コンベア通路（２１）の進入部付近の前記トンネル（１７ａ）の区域に対応する前記フード（１７）の少なくとも１つの区域が、膨張チャンバ（１８）を備え、
前記膨張チャンバ（１８）が、前記金属装入物（１３）の少なくとも一部分の上に位置し、前記膨張チャンバ（１８）の内部で前記排ガスを膨張させることで排ガスの流速を低下させて、前記排ガスが前記金属装入物（１３）と接触する前に前記排ガスの燃焼が完了する程度に前記排ガスを前記膨張チャンバ（１８）の内部に留めることが可能であり、
前記装置がさらに、
前記コンテナ又は溶融炉（１２）を前記膨張チャンバ（１８）に接続する接続パイプ（２８）又は側方アパーチャ（５５）のいずれかを備え、
前記側壁（２３、２４）の側部に吸引パイプ（２５、２６）が提供され、
前記吸引パイプ（２５、２６）に向けて前記排ガスを放出するために、少なくとも前記コンベア通路（２１）の長手方向部分に、前記側壁（２３、２４）に沿って位置決めされた排ガス排出アパーチャ（３０）が設けられる
ことを特徴とする装置。

【請求項2】

前記排ガスが、少なくとも前記最短所望時間にわたって前記膨張チャンバ（１８）の内部に留まるように、前記膨張チャンバ（１８）の内部体積が、少なくとも、前記コンテナ（１２）内で生成された排ガスの量に応じることを特徴とする請求項１に記載のコンベア装置。

【請求項3】

前記膨張チャンバ（１８）の体積が、１．５秒〜６秒の間に含まれる時間にわたって、前記膨張された排ガスを前記膨張チャンバ（１８）の内部に保つようにサイズ設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンベア装置。

【請求項4】

前記膨張チャンバ（１８）の体積が、２００ｍ^３〜６００ｍ^３の間に含まれることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のコンベア装置。

【請求項5】

前記膨張チャンバ（１８）の内部に複数の要素又はパーディション（１６）が提供され、前記要素又はパーディション（１６）が、前記排ガスの長手方向移動に対する機械的な障壁及び／又は段階的な膨張を規定することが可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のコンベア装置。

【請求項6】

前記膨張チャンバ（１８）の前記内面（１９、２０）の少なくとも１つが断熱されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のコンベア装置。

【請求項7】

前記膨張チャンバ（１８）の前記表面（１９、２０）の少なくとも１つが、冷却手段（３５）を設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のコンベア装置。

【請求項8】

前記膨張チャンバ（１８）の内部に、霧化された水を運搬するための手段（３４）が存在することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のコンベア装置。

【請求項9】

前記吸引パイプ（２５、２６）が、前記コンベア通路（２１）に接続されるが、前記コンベア通路（２１）から独立していることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のコンベア装置。

【請求項10】

前記吸引パイプ（２５、２６）が、吸引手段（３７、３９、４０）に結合されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のコンベア装置。

【請求項11】

振動部材（３２、３３）が、前記吸引パイプ（２５、２６）に結合されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のコンベア装置。

【請求項12】

溶融プラント（１１）のコンテナ又は溶融炉（１２）に向かう金属装入物（１３）を予熱するための方法であって、
コンベアステップを含み、
前記コンベアステップにおいて、前記金属装入物（１３）が、少なくとも１つのコンベア通路（２１）に沿って前記コンテナ又は溶融炉（１２）に向けて進むようにされ、
それと同時に、上方のトンネル（１７ａ）内で、前記コンテナ（１２）から出た前記高温排ガスが、前記金属装入物（１３）の進行方向とは逆方向に前進するようにされた方法において、
前記高温排ガスの少なくとも１つの膨張ステップを含み、
前記膨張ステップにおいて、前記高温排ガスが、長手方向で前記コンテナ又は溶融炉（１２）の近くで、前記金属装入物（１３）の少なくとも一部の上で機能する膨張チャンバ（１８）内で速度低下するとともに膨張し、
前記排ガスが、前記金属装入物（１３）と衝突する前に、前記膨張チャンバ（１８）内部で膨張し、前記排ガスの燃焼が完了する程度に前記膨張チャンバ（１８）内部に留まり、
前記膨張チャンバ（１８）に入るときの１３００℃〜１４００℃の前記排ガスの温度から、前記排ガスが前記金属装入物に接触するときの８００℃〜１０００℃の温度への低下、及び４０ｍ／ｓから６ｍ／ｓ〜１８ｍ／ｓへの前記排ガスの速度の減少を実現する
ことを特徴とする方法。

【請求項13】

少なくとも前記膨張チャンバ（１８）の入口での前記排ガスが、未燃焼ガスを燃焼させるために、バーナ（３４）の炎と協働するようにされることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記膨張チャンバ（１８）内の前記排ガスが、運搬手段（３４）によって霧化された水と協働するようにされることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

さらに、前記排ガスが前記膨張チャンバ（１８）内に留まる時間が、調整手段（４３、４５）によって調整されることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記膨張チャンバ（１８）内の前記排ガスが、前記パーディション（１６）の存在によって少なくとも２倍に膨張することを特徴とする請求項１２から１５のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気アーク炉などの溶融炉であることがあるコンテナの内部に装入される鉄屑、高温又は低温海綿鉄（ＤＲＩ）、銑鉄などの金属装入物を搬送及び予熱するための装置、及びそれに関連する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

溶融プラントのコンテナ（例えば溶融炉でよい）に金属装入物を搬送するための装置として振動又は揺動タイプのものが知られている。

【0003】

かかる既知の装置は、金属装入物を搬送しながら、炉から出る排ガスによって金属装入物を十分に予熱するのに十分に長い区間を提供する。

【0004】

既知の装置はそれぞれ、略Ｕ字形の断面を有するコンベア通路が取り付けられる支持構造を備える。

【0005】

コンベア通路の少なくとも一部が、１つ又は複数のフードによって上部でカバーされ、フードはトンネルを規定し、溶融炉から出た排ガスが、トンネル内へ、金属装入物が進行する方向と逆方向に流れて予熱を行う。

【0006】

しかし、これらの既知の装置は、排ガスの大部分がコンベア通路を覆うトンネルに１３００℃〜１４００℃の範囲内の比較的高温で導入されるにも関わらず、金属装入物の上層、すなわち排ガスの流れに直接当たる層しか適切に加熱することができないという欠点を有する。下の部分は、低温、又はかなり低い温度のままである。

【0007】

したがって、排ガスのエネルギー容量のかなりの割合が、金属装入物を加熱するために適切には使用されず、したがって、排ガスは依然かなり高い温度で予熱トンネルから出、金属装入物はその上層がより高い温度に達する可能性があるにせよ、１００℃未満の平均温度でコンベア通路から排出される。

【0008】

また、例えば国際公開第９４／０９３３２Ａ号又はイタリア特許第１３５９０８１Ｂ号から、排ガスの分散、したがって金属装入物の高さ全体にわたる熱の分散を促進するために、排ガスの一部を取り込む吸引手段がコンベア通路の下壁又は側壁に配設される装置も知られており、排ガスが上部から底部へ金属装入物を通過するよう強制する。これらの既知の解決策では、次いで、取り込まれた排ガスが、主放出パイプに向かう。

【0009】

特開平８−１５７９３０号公報及び独国特許出願公開ＤＥ１０−２００８−０３７１１１ Ａ１号明細書は、溶融炉に装入される金属装入物のためのコンベア通路の他の解決方法を開示している。

【0010】

しかし、既知の解決策では、トンネルを規定する通常のフードが、コンベア通路を覆うように配設され、スクラップ（未反応の金属装入物）のかたまりの上部とコンベア通路の内面との間を排ガスが通る空間を区画する。

【0011】

そのようにして区画された通気空間は、溶融炉の内部体積、及び生成される排ガスの平均量とは無関係の体積を有し、したがって、排ガスは高速で通過し、金属装入物と短時間しか接触しない。

【0012】

金属装入物に排ガスが衝突することを企図する解決策でさえ、金属装入物が炉内に導入される区域に限定された金属装入物の過熱を伴うので、この問題を解決しない。実際、過熱は、装入物の局所的な溶融を生じることがあり、又は高温及び排ガスの不完全な燃焼によって引き起こされる爆発の可能性を生じることがある。

【0013】

局所的な溶融は、特に溶融炉内に装入物が導入される区域で生じる場合には、金属装入物の小塊の形成を伴うことがあり、かかる小塊はコンベア通路の閉塞を引き起こし、その結果、プラントへの長期にわたって手間のかかる保守介入が必要となる。

【0014】

既知の解決策の別の欠点は、排ガスに存在する何らかのガス、例えば一酸化炭素（ＣＯ）が燃焼されず、したがって、雰囲気中に送り込む前にさらなる処理を必要とすることである。

【0015】

さらに、トンネル内を通過中の排ガスが高速であることを考慮すると、排ガス中に存在する微粒子のほとんどが排ガスの流れの中に残り、したがって微粒子及び懸濁粉末がトンネルを通過し、出口で、特有のフィルタリング作用及び場合によっては回収を必要とし、プラントの製造、管理、及び保守のためのコスト及び時間の両方が増加する。

【0016】

さらに、トンネル内部で排ガスが金属装入物に衝突する際の高温が、スクラップ自体の酸化を引き起こし、スクラップを溶融炉内で溶融するためにより大きなエネルギー消費を必要とする。これはまた、材料の損失を生じ、金属装入物の歩留まりを減少させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

本発明の１つの目的は、溶融プラント内に金属装入物を搬送し、それと同時に予熱するための装置であって、高い歩留まりを有し、すなわち、排ガスによって金属装入物に与えられる熱エネルギーができるだけ高くなり、それと同時にスクラップを均一に加熱することができ、そのスクラップの酸化をできるだけ防ぐ装置を実現することである。

【0018】

本発明の別の目的は、金属装入物を搬送及び予熱するための装置であって、実質的に、未燃焼ガスを完全に燃焼できるようにし、有利にはまた、溶融炉から到達する排ガス中に存在する微粒子及び粉末を金属装入物上に沈殿させることができるようにする装置を実現することである。

【0019】

本発明の別の目的は、従来技術に比べて管理費及び維持費が削減される装置を実現することである。

【0020】

さらなる別の目的は、環境への影響がより少なく、外部に送られるガスから粉末が既に大部分フィルタ除去されている装置を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0021】

独立クレームが、本発明を記載して特徴付け、従属クレームが、本発明の他の特徴、又は本発明の主要な着想に対する変形形態を表す。

【0022】

本発明による搬送及び予熱装置は、一般に知られているように、毎分８トンに達し、それを超える量で、溶融装置のコンテナに向けて金属装入物を搬送する働きをする。装置は、少なくとも１つのコンベア通路を備え、コンベア通路に沿って金属装入物が溶融装置に向けて進められる。

【0023】

コンベア通路は、金属装入物が載置される底壁と、収容側壁とを含む。

【0024】

既知の様式で、コンベア通路の上方に少なくとも１つのフードが配設され、フードはトンネルを規定し、トンネル内部で、溶融装置又は溶融炉によって生成された排ガスが既知の様式で搬送されて、金属装入物を予熱する。

【0025】

一実施形態では、コンベア通路の少なくとも１つの区間又は区域、有利には金属装入物の入口を区画する区域において、側壁に対応して、装置には排ガスを放出するための手段が設けられ、それにより、排ガスは金属装入物を通過し、金属装入物の高さの実質的に大部分にわたって予熱を行う。

【0026】

少なくとも、コンベア通路の側壁を通して排ガスが取り込まれる区間又は区域に、トンネル又は膨張チャンバが設けられ、異なる位置で金属装入物の上に配設され、トンネルと連通する。したがって、排ガスは、膨張チャンバ内部に搬送され、かなり速度低下する。なぜなら、排ガスは、排ガスの燃焼が略完了するように、少なくとも所望最短時間にわたって膨張チャンバ内に留まるようにされるからである。

【0027】

本発明による膨張チャンバの内部体積は、溶融炉の内部体積及び／又は溶融炉によって生成される排ガスの量に相関され、それにより、排ガスは、膨張チャンバ内部に入ると膨張して、所望の一貫した速度低下を生じ、この速度低下により、微粒子及び粉末の解放が容易になり、微粒子及び粉末は、金属装入物上に落ちて、金属装入物と共に溶融炉内部に戻る。

【0028】

一例を与えると、排ガスは、金属装入物に衝突して金属装入物を通過する前に、１．５秒〜６秒の間に含まれる時間、有利には少なくとも２／３秒にわたって膨張チャンバ内部に留まる。

【0029】

また、本発明による膨張チャンバの体積、及び膨張チャンバの内部で生じる排ガスの膨張は、金属装入物の温度を安定させて均一にするために、金属装入物の大きな区間の上で排ガスの質量を予め均一に分散させることを可能にし、したがって、金属装入物を通る排ガスの均一な通過を可能にして、金属装入物の広範かつ相当な加熱をもたらす。

【0030】

本発明の一変形形態は、膨張チャンバの区域が長手方向で変化し、排ガスの進行方向に対して逆方向に向かって減少することを企図する。

【0031】

一例を与えると、膨張チャンバによって決定される膨張により、排ガスの温度は、チャンバへの流入時の約１３００℃〜１４００℃から、金属装入物との接触時の約８００℃〜１０００℃に低下する。やはり一例として、膨張チャンバ内での速度は、約４０ｍ／ｓから、約６ｍ／ｓ〜１８ｍ／ｓの間、有利には約１０ｍ／ｓ〜約１４ｍ／ｓの間に含まれる速度になる。本発明によるこれらの速度はまた、金属装入物を通過するための因子として維持することもできる。

【0032】

これらの温度及び減少された速度、並びに、進行する金属装入物を排ガスが通過することが、金属装入物の均質な加熱を決定する。低下された温度は、金属装入物に生じ得る局所的な溶融を劇的に減少させる。

【0033】

このようにして、金属装入物の均質な加熱を実現することができ、金属装入物を約６００℃〜７５０℃にする。

【0034】

温度の低下は、金属装入物の酸化効果の加速も減少させる効果があり、その結果、金属装入物を溶融するためのプラントのエネルギー消費が減少し、金属装入物の歩留まりが増加する。

【0035】

単に一例を与えると、本発明による装置によって、平均で約３０ｋＷｈ／ｔから約６０ｋＷｈ／ｔの電気エネルギーを節約することができる。

【0036】

本発明による解決策により、少なくとも、排ガスが大気中に放出される前の排ガスのフィルタリング及び処理の必要性が、大幅に減少される。

【0037】

また、本発明は、排ガスと共に通過する微粒子及び粉末中に存在するいくつかの不活性元素、例えば亜鉛（Ｚｎ）が、金属装入物上への沈殿によって回収され、溶融炉内部に戻されることを可能にする。

【0038】

フィルタリング、排ガスの処理、及び酸化の減少により、プラントの製造、管理、及び保守の費用及び時間の両方が減少する。

【0039】

本出願人は、本発明による解決策によって回収されるエネルギーが、タップツータップ時間（ｔａｐ−ｔｏ−ｔａｐ ｔｉｍｅ）を約４〜５分短縮できるようにし、その結果、プラントの生産性が高まることを見出した。

【0040】

一変形形態によれば、膨張チャンバの体積は、２００ｍ^３〜約６００ｍ^３の間に含まれる。

【0041】

しかし、この体積は、コンテナの内部体積及び／又は内部で生成される排ガスの量、並びに所望の膨張の度合いに応じて変化することがあることを想起しなければならない。

【0042】

別の変形形態によれば、プラントは、側方装入アパーチャを設けられた少なくとも１つの溶融炉を備え、コンベア通路が、溶融炉内部に金属装入物を導入するように側方装入アパーチャに向いている。この変形形態では、溶融炉は、典型的には、排ガスを放出するために上側出口を有し、本発明は、排ガス放出出口と膨張チャンバの間に流体接続パイプを具備し、それにより、溶融炉内部で生成された排ガスが膨張チャンバ内に直接導入され、コンベア通路を通る流れを実質的になくす。

【0043】

この変形形態の解決策では、少なくとも排ガスが膨張チャンバによって区画される膨張を受けるまでは、金属装入物は、実質的に、溶融炉から出る高温の排ガスの範囲外にある。

【0044】

この変形形態の解決策は、金属装入物の局所的な溶融を減少させることができるようにし、コンベア通路の閉塞をもたらすことがある金属装入物の塊の形成を防止する。

【0045】

別の変形形態によれば、膨張チャンバの内部に、複数の"パーディション"、又は他の同様の部材若しくは同等の部材が設けられ、それらのパーディションは、排ガスの移動に対する機械的な障壁を規定することができ、それにより、膨張ステップ、並びに微粒子及び粉末の飛散を調整する。

【0046】

別の変形形態によれば、少なくとも１つの側壁及びカバー壁の内面が、例えば耐火材料からなる断熱層によってライニングされ、膨張後の排ガスの温度の変動を調整する。

【0047】

別の変形形態によれば、膨張チャンバの内面の少なくとも一部分に、冷却部材、例えばコイルが設けられて、膨張後の排ガスの温度の変動を調整する。

【0048】

別の変形形態によれば、少なくとも１つのバーナが設けられ、バーナは、膨張チャンバの内部に配設されて、ガスの事後燃焼を引き起こし、又は加速させ、有利には排ガス進入区域と協働する。

【0049】

別の変形形態によれば、１つ又は複数のノズルが設けられ、ノズルは、膨張チャンバに入る排ガスに所望の量の水を噴霧することができ、入口で、排ガスの温度の能動制御を行う。この解決策は、排ガスの生じ得る熱的ピークを減少及び制御できるようにする。熱的ピークは、溶融サイクルの様々なステップで生じる。

【0050】

別の変形形態によれば、側方排ガス放出手段は、コンベア通路の側壁に外側から結合された少なくとも１つの吸引パイプを備え、少なくとも１つの吸引パイプは、コンベア通路の側壁を備えた一つの部材からなる。

【0051】

別の実施形態では、少なくとも１つの排ガス吸引パイプは、コンベア通路に接続されるが、コンベア通路から独立しており、それにより、金属装入物の移送ステップ中にコンベア通路を自律的に振動させることができる。

【0052】

場合によっては吸引調整手段を設けられる吸引手段は、有利には吸引パイプに結合されて、排ガスの流れを促進及び調整し、したがって金属装入物の温度を調整する。

【0053】

側壁の少なくとも１つは、有利には、少なくとも１つのアパーチャ又はスリットが設けられ、アパーチャ又はスリットが、排ガスを放出するために、コンベア通路を対応する吸引パイプと連絡させる。

【0054】

また、一変形形態によるアパーチャ又はスリットは、排ガスが内部に留まっている時間をより良く制御するために、膨張チャンバの底壁の一部に影響を及ぼすことがある。

【0055】

別の変形形態によれば、振動部材が吸引パイプに結合され、振動部材は、それぞれの側方区室の内部での粉末及び他の不純物の堆積を制限することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0056】

本発明のこれら及び他の特徴は、添付図面を参照して非限定的な例として与えられる以下の説明から明らかになろう。

【0057】

【図1】本発明による搬送及び予熱装置が適用される溶融プラントの概略側面図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。

【図4】図１の装置の詳細の概略平面図である。

【図5】一変形形態による図１の詳細を示す図である。

【図6】図３の断面の一変形形態を示す図である。

【図7】図４の一変形形態を示す図である。

【図8】図６の一実施形態を示す図である。

【図9】図６の一変形形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0058】

添付図面において、可能であれば、実質的に同一の共通の要素を識別するために同じ参照番号が使用されている。一実施形態の要素及び特性は、さらなる説明がなくても、他の実施形態に簡便に組み込むことができることを理解されたい。

【0059】

添付図面を参照すると、参照番号１０は、全体として、本発明による搬送及び予熱装置を表す。

【0060】

図１を参照すると、装置１０は、例えば電気アークタイプの溶融炉１２を設けられた実質的に既知のタイプの溶融プラント１１内に設置され、コンテナ又は溶融炉１２（以下、単に溶融炉１２と言う。）は、例えば鉄屑、高温又は低温海綿鉄、低温銑鉄などの金属装入物１３を、装入アパーチャ１４を通して側方から供給される。

【0061】

本発明による装置１０は、金属装入物１３を輸送し、金属装入物１３が溶融炉１２内に導入される前に金属装入物１３を予熱することができるようにする。

【0062】

この場合、プラント１０は、金属装入物１３を堆積することができる装入モジュール１５を備える。装入モジュール１５の下流に、搬送及び予熱装置１０が配設され、搬送及び予熱装置１０内で、金属装入物１３は、溶融炉１２内に導入される前に予熱される。

【0063】

装置１０は、装入アパーチャ１４と協働するように適合されたコンベア通路２１を備える。

【0064】

コンベア通路２１は、略水平な底壁２２と、２つの側壁２３及び２４とを備え、これらの壁は、この場合、略Ｕ字形の断面を規定する（図２及び図３）。

【0065】

金属装入物１３は、この場合、既知の振動装置によって発生される、コンベア通路２１の長手方向での振動又は揺動運動によって進む。

【0066】

また、装置１０は、コンベア通路２１の上に配設された１つ又は複数のフード１７を備え、それにより、膨張チャンバ１８として機能する予熱トンネル１７ａを規定する。

【0067】

特に、トンネル１７ａの最終区域、すなわち溶融炉１２内へのコンベア通路２１の入口に近い区域に対応して、フード１７は、この場合、側壁２０及びカバー壁１９を有し、それにより、コンベア通路２１の上に膨張チャンバ１８を規定する。

【0068】

膨張チャンバ１８は、製造技法及び利用可能な空間に応じて異なる断面を有することがある。また、金属装入物１３が進む方向とは逆方向に向かって面積が減少する断面を有することもできる。

【0069】

膨張チャンバ１８は、排ガスを膨張させ、排ガスの速度を遅くし、また排ガスの温度を低下させるような体積を有する。

【0070】

膨張チャンバ１８の内部に、１つ又は複数の分割障壁１６が存在することがあり、これらの分割障壁１６は、排ガスの膨張及び加速を生み出し、それに続いてさらなる膨張を生み出して、粉末の堆積を強める。

【0071】

膨張チャンバ１８内部の排ガスの膨張の結果、速度が、約４０ｍ／ｓから約１０ｍ／ｓ〜１４ｍ／ｓに減少し、排ガスの温度が、コンテナ又は溶融炉１２からの出口での約１３００℃〜１４００℃から、排ガスが金属装入物１３に接触するときの約８００℃〜１０００℃に低下する。

【0072】

さらに、排ガスが金属装入物１３を通過する際の低い速度は、金属装入物１３との排ガスの均質な接触を促進し、局所的な過熱を防止する。

【0073】

例えば図６に示されるように、冷却水が通される複数の管からなる冷却パネル３５が、膨張チャンバ１８の側壁２０及びカバー壁１９に結合される。

【0074】

他の実施形態では、膨張チャンバ１８を構成するために、側壁２０及びカバー壁１９は、互いに隣接する管状部材と、管状要素の長さに沿って溶接されたシールとからなる。この場合、管状要素は、冷却機能を有するだけでなく、排ガスを封止及び搬送する機能も有する。

【0075】

他の実施形態では、側壁２０及びカバー壁１９は、熱交換面を向上させるために、それぞれの外面に設けられた強力なフィンによって冷却される。

【0076】

図６に示される解決策では、側壁２０の１つに、１つ又は複数の安全ドア４７が設けられ、膨張チャンバ１８内で生じ得る爆発後のエネルギー排出を可能にする。

【0077】

同様に（図６、図８、及び図９）、膨張チャンバ１８内に作業の手が届くようにする検査ドア４９が、カバー壁１９に設けられる。

【0078】

膨張チャンバ１８（図１）の内部で、バーナ（概略的にのみ示す）が協働して、溶融炉１２から出る未燃焼排ガスの燃焼を可能にする。

【0079】

同様に、排ガスの温度を能動的に調整するために、霧化された水を運搬するための運搬ランス３４が設けられ、膨張チャンバ１８に沿って配設された温度センサによって排ガスを制御する。

【0080】

装置１０は、溶融炉１２の第４の穴を膨張チャンバ１８と接続するように配設された接続パイプ２８を備える。

【0081】

接続パイプ２８は、装入アパーチャ１４が閉じられているとき、溶融炉１２内部で生成された排ガスの略全てを膨張チャンバ１８内部に直接搬送することを可能にする。

【0082】

接続パイプ２８の使用可能な経路表面と、膨張チャンバ１８の断面の面積との比率は、上述したように膨張チャンバ１８内部で排ガスの膨張条件が得られる範囲内にある。

【0083】

別の実施形態（図５）によれば、接続パイプ２８を使用するのではなく、溶融炉１２のカバーに側方アパーチャ５５が設けられ、側方アパーチャ５５は、膨張チャンバ１８の第１の部分５６に直接接続される。特に、膨張チャンバの第１の部分５６は、溶融炉１２から出る排ガスを所期の通りに膨張させるように、金属装入物１３の進行方向とは逆方向に向かって略末広がりであり、また、コンベアチャンバ２１の末端放出部分のすぐ上に配設される。

【0084】

図６を参照して述べる第１の部分５６は、冷却パネル３５を有し、部分５６の外面で部分５６の表面を冷却する。

【0085】

この実施形態は、溶融炉１２とコンベア通路２１との他のタイプの接続よりも有利である。なぜなら、排ガスが膨張チャンバ１８内に直接進み、溶融炉１２内に装入される直前の金属装入物に直接当たるということを考慮すると、湾曲したパイプや狭い区域などによる負荷の損失がかなり減少され、放熱が制限されるからである。

【0086】

有利には、トンネル１７ａの全長に沿って、コンベア通路２１の側壁２３及び２４の側部に、吸引パイプ２５及び２６が設けられ（図２、図３、図５、及び図６）、側壁２３及び２４は、吸引パイプ２５及び２６の間に、金属装入物１３の中央コンベア通路区室を規定する。

【0087】

さらに、吸引パイプ２５及び２６は、側壁２３及び２４を備える。

【0088】

図２及び図３及び図９に示される実施形態では、吸引パイプ２５及び２６は、コンベア通路２１と一つの部材で形成される。

【0089】

図６及び図９に示される実施形態では、吸引パイプ２５と２６は、コンベア通路２１と別々に結合される。

【0090】

この場合、吸引パイプ２５と２６を互いに接続するために、既知のタイプの適切な液圧シール５０が設けられる。

【0091】

一実施形態（図８）において、吸引パイプ２５及び２６は、装置１０全体の底部にしっかりと取り付けられ、一方、コンベア通路２１は、上述したように、材料を輸送するために揺動又は振動を受ける。この解決策は、２つの吸引パイプ２５及び２６を実質的に静止して保つことができるようにし、コンベア通路２１の移動による機械的な応力を制限する。

【0092】

有利には、各吸引パイプ２５及び２６は、適切な検査ドア３６を設けられ、ドア３６は、吸引パイプ２５及び２６の選択的な検査を可能にするように、及び／又は内部保守及び洗浄を行うように適合される。

【0093】

吸引パイプ２５及び２６の側壁２３及び２４は、側方で間隔を空けて通気アパーチャ３０又はスリット（図４）を有し、通気アパーチャ３０又はスリットは、中央コンベア通路区室３８から吸引パイプ２５及び２６に向けて側方に排ガスを放出できるようにする。

【0094】

図４及び図７に示される解決策では、通気アパーチャ３０は、排ガスが出られるようにするが、それと同時に金属装入物が詰まるのを防止する手段として適合されるか、又はそのような手段を備える。

【0095】

通気アパーチャ３０は、側壁２３、２４（図６）に形成され、他の実施形態では、底壁２２にも少なくとも一部にわたって形成することができる。

【0096】

この場合、振動部材３２及び３３が設けられ、吸引パイプ２５及び２６と協働し（図３）、粉末又は他の不純物が吸引パイプ２５及び２６の内部に沈殿するのを防止するか、又は少なくとも制限する。

【0097】

別の実施形態（図９）では、コンベア通路２１と吸引パイプ２５及び２６との接続は、機械的なラビリンス式シール５１によって得られ、シール５１は、２つの分離体要素５３を備え、分離体要素５３は、コンベア通路２１の側壁２３及び２４に略平行に延び、各吸引パイプ２５及び２６の底部に堅固に結合され、側方区室２７及び２９よりも低い。

【0098】

この実施形態では、側壁２３及び２４は、既に述べたように通気アパーチャ３０を有することができ、又は側壁２３及び２４の全長にわたって、側壁２３及び２４の下部のみに延在する連続的なアパーチャを備えることができる。

【0099】

吸引されてスクラップを通過させられた排ガスは、強制的にラビリンスタイプの経路を辿らされ、この経路は、排ガスの速度を低下させて、粉末及びより小さな金属装入物断片をコンベア通路２１の底壁２２に堆積し、したがって、排ガスが処理される前に排ガスの第１のフィルタリングを行う。

【0100】

各吸引パイプ２５及び２６が、それぞれの排ガス放出パイプ３７、３９に接続される。

【0101】

ここで図示されるこの場合には、放出パイプ３７、３９は、出口パイプ４０に連通し、出口パイプ４０は、実質的に既知のタイプの排ガス吸引プラントに接続された。

【0102】

また、出口パイプ４０は、膨張チャンバ１８を吸引プラントと接続して、排ガスを取り込むために所望の負圧を決定する。

【0103】

各放出パイプ３７及び３９の内部に弁要素４３が配設され、放出パイプ３７及び３９を通して取り込まれる排ガスの量を調整するように選択的に作動させることが可能である。

【0104】

このようにすると、放出パイプ３７及び３９を通る排ガスの所望の吸引を保証することができ、それにより、使用される金属装入物１３のタイプに応じて、金属装入物１３の予熱温度を調整できるようになる。

【0105】

また、出口パイプ４０は適切な弁要素４５を設けられ、弁要素４５は、排ガスと金属装入物１３の間の熱交換を調整するように選択的に作動させることが可能である。

【0106】

弁要素４３及び４５の選択的な開放により、様々なスクラップ加熱モードを有する装置１０を使用できるようになり、場合によっては、金属装入物１３内への進入を調整し、又は単に排ガスを膨張チャンバ１８の内部に通す。

【0107】

また、装置１０は、金属装入物１３がトンネル１７ａの内部に入る区域に対応して、既知のタイプの静的シーリング装置４６、及び／又は動的タイプのシーリング装置を備える。

【0108】

ここまで述べた装置１０は、以下のように機能する。

【0109】

出口パイプ４０の上流で吸引プラントを作動させることによって、溶融炉１２内で生成された排ガスが膨張チャンバ１８内部に達するまで、排ガスの流れが接続パイプ２８内部で発生される。

【0110】

排ガスは、膨張チャンバ１８に達するとき、速度が減少し、温度が低下する。

【0111】

吸引作用は、コンベア通路２１の底壁２２に近接してトンネル１７ａに沿って設けられる通気アパーチャ３０を通して排ガスを通過させ、それにより、排ガスは、移動する金属装入物１３を上部から底部へ通過する。

【0112】

使用される金属装入物１３のタイプに応じて弁要素４３及び４５の開放を調整することによって、金属装入物１３自体の加熱温度を調整することが可能である。

【0113】

金属装入物１３の断面を通して排ガスを通過させることによって、排ガスの熱エネルギーを最適に使用して、金属装入物１３の略均一な加熱が確認される。

【0114】

ここまで述べた装置１０に対する各部の修正及び／又は追加を行うことができ、特許請求の範囲に記載した特徴を有する溶融プラント内で鉄屑を搬送するための搬送及び予熱装置の多くの他の均等形態を実現することが当業者には当然可能であり、したがってそれらがすべて、特許請求の範囲によって定義される保護範囲内に入ることは明らかである。

【0115】

例えば、別の変形形態によれば、通気アパーチャ３０は、提供される金属装入物１３のタイプに応じて調節可能な大きさを有することができ、又は、吸引パイプ２５及び２６の内部に金属装入物１３の一部が入るのを防止するために保護グリッドを備えることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】