JP2016074982A - 重量測定セルを備えた再溶解炉 - Google Patents

Abstract

【課題】溶解電極のその時々の目下の重量を求めることができる、コンパクトなユニットを提供する。
【解決手段】高電流ケーブル（１３）は、保持体（１８）に固定的に結合されており、重量測定セル（２）は、装置フレームに取り付けられていてプラットホーム（３）を支持しており、プラットホーム（３）に、電極棒駆動装置（５）と、高電流ケーブル（１３）用の保持体（１８）とが配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、再溶解炉であって、少なくとも１つの重量測定セルと、装置フレーム内に配置されたるつぼと、実質的に鉛直方向に直立して前記るつぼの上位に配置された電極棒であって、該電極棒の、前記るつぼに向いた端部に、溶解可能な溶解電極が取り付けられるようになっている電極棒と、該電極棒が懸架式に取り付けられた電極棒ホルダと、前記溶解電極をその消費量に応じて前記るつぼ内に送ることができるようにするために、前記電極棒ホルダを鉛直方向に移動させる電極棒駆動装置と、一方では前記電極棒に且つ他方ではバスバーに電気的に接続された、保持体によって支持される水冷式の高電流ケーブルとを備えており、該高電流ケーブルは、前記保持体と前記電極棒との間に湾曲して延在しているものに関する。

このような再溶解炉は、欧州特許出願公開第０２１２４９１号明細書に記載されている。

再溶解炉は、高純度鋼の製造に利用される。この場合、それぞれ相応に設計された再溶解炉を必要とする種々様々な方法が用いられる。いわゆる真空アーク炉の場合、溶解電極の溶解は真空状態で行われるために、るつぼは、真空密閉された釜内に位置している。溶解電極は、るつぼ内に浸漬させられる。溶解電極とるつぼとの間に所定の電圧を印加することにより、高電流値のアークが、溶解電極の下端部と、るつぼ内に形成される溶解物との間に生じ、このアークが、溶解電極を徐々に溶解させる。

エレクトロスラグ再溶解法の場合は、例えば鋼から成る溶解電極が、開放されたるつぼの溶融スラグ中に浸漬される。溶融スラグは同時に電気抵抗として働く。この場合も、溶解電極が溶解させられる。溶解物がスラグを通過する際に、硫黄と非金属の含有物とがスラグによって吸収された後に分離される。この過程は真空状態ではなく、雰囲気圧下で行われる。鋼は銅製るつぼ内のスラグの下側で凝固する。

両方のケース共、いわゆる溶解速度を求めるためには、溶解電極の重量を溶解中連続的に検出する必要がある。この溶解速度を考慮して、溶解電極の降下が制御されるので、真空アーク炉の場合は、溶解物と溶解電極との間に、アークの形成を可能にする間隔が常に存在しているのに対して、エレクトロスラグ再溶解法の場合には、溶解電極が常にスラグ中に浸漬されたままになることが考慮される。

前掲の欧州特許出願公開第０２１２４９１号明細書では、１つ又は複数の重量測定セルが、電極棒ホルダと電極棒との間に配置されているので、電極棒の重量と、溶解電極のその時々の残留重量とを直接に測定することができるようになっている。

但し、水冷式の高電流ケーブルが電極棒に直接に接続されているので、高電流ケーブルと電極棒の重量は一緒に検出される。しかしながら、電極棒の降下に際して、高電流ケーブルの一部の重量が変化するので、溶解速度は明確には求められない。

内部に電極棒が位置しているフレームを設けることも既に提案された。このフレームは、フレームの全周にわたり均等に配分された複数の重量測定セルを介して、炉フレーム又は真空アーク炉の釜の蓋に対して支持されている。

つまり、高度な測定精度を得るためには、莫大な建設費用が必要である上に、所定の構造高さが必要になる。

欧州特許出願公開第０２１２４９１号明細書

本発明の課題は、溶解電極のその時々の目下の重量を求めることができる、コンパクトなユニットを提供することにある。

この課題を解決するために本発明では、高電流ケーブルが保持体に固定的に結合されており、少なくとも１つの重量測定セルが装置フレームに取り付けられていて、プラットホームを支持しており、該プラットホームに、電極棒駆動装置と、前記高電流ケーブル用の保持体とが配置されている。

これにより、プラットホームがあらゆる主要構成部材と、特に高電流ケーブルをも支持することになるので、重量測定セル上のプラットホームを介して支持されるあらゆる構成部材全ての重量変化は、溶解電極の重量変化だけに基づいて求められる。

高電流ケーブルは、保持体から電極棒に対する接続部まで、湾曲して通走しているので、重量測定セルによってその都度、湾曲部全体の重量が検出されるが、この重量は、湾曲部が電極棒と一緒に降下させられた距離に依存するものではない。

重力測定セルにおいて可能な限り均等な重量分散を達成するためには、電極棒駆動装置が、鉛直方向に向けられたリニア駆動装置であり、該リニア駆動装置に対して平行に電極棒が延びており、電極棒と保持体とが、互いにリニア駆動装置に対峙する側に配置されている。

特にるつぼが真空炉釜内に位置する真空アーク炉の場合、電極棒は、るつぼの上位に位置する、炉釜の蓋に設けられた貫通案内部材を貫通して案内され、この貫通案内部材は、プラットホームにより支持される。

真空を保つためには、貫通案内部材が電極棒に正確に嵌まるように位置しており、これにより、ここには必然的に摩擦力が生じる。このことが測定に影響を及ぼすことを防ぐために、貫通案内部材はプラットホームによって支持される。

貫通案内部材自体は、るつぼを収容する炉釜の開口の上位に位置している。貫通案内部材と炉釜の蓋との間には、ベローズが位置している。ベローズは、貫通案内部材の重量軽減をもたらす。ベローズの予荷重は、電極棒が降下しても一定であり続けるので、ベローズの影響は無視してよい。

好適には、高電流ケーブル用の保持体は、プラットホームに取り付けられた、高電流ケーブルを固定的に把持する保持リングによって形成されている。これにより、高電流ケーブルの、電極棒まで湾曲して延びる部分の重量だけが、重量測定セルによって検出され、保持リングの上位の、高電流ケーブルの接続部からバスバーまでの範囲は、バスバーによって支持され、延いては重量測定時に考慮されない、ということが達成される。

保持リングができるだけ正確に、バスバーに対する高電流ケーブルの接続部の下位に位置していると、測定時に場合によっては起こり得る外乱の影響が、特に小さくなる。

好適には、電極棒駆動装置と貫通案内部材とは、調節可能な傾動継手を介してプラットホームに保持される。

本発明の概略図である。

以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。

装置フレーム１（略示のみ）には唯一の重量測定セル２が位置しており、この重量測定セル２上にはプラットホーム３が配置されている。

プラットホーム３上には傾動継手４が位置しており、この傾動継手４には、鉛直方向に向けられたリニア駆動装置の形態の電極棒駆動装置５が取り付けられている。傾動継手４は、電極棒駆動装置５を正確に鉛直方向に向けることを可能にする。電極棒駆動装置５の上端部には電極棒ホルダ６が位置しており、この電極棒ホルダ６はリニア駆動装置により鉛直方向に移動可能であり、且つ電極棒ホルダ６には電極棒７が懸架式に取り付けられている。電極棒７を鉛直方向に向けるためには、電極棒ホルダ６に調節装置８が設けられている。

ここでは上部のみが図示されている炉釜９内には開口が位置しており、この開口を通って電極棒７が案内されており、この場合、炉釜９の上位には、スリーブの形態の貫通案内部材１０が位置しており、この貫通案内部材１０を貫通して、電極棒７が可能な限り遊びなく案内されている。

貫通案内部材１０は、炉釜９に取り付けられたベローズ１１に載置されていて、このベローズ１１と結合されている。

貫通案内部材１０は、クランプ１２を介してプラットホーム３と結合されているので、重量測定に含まれる。

この場合、電極棒７の下端部には、溶解電極（詳しくは図示せず）が取り付けられる。溶解電極に対する電流の供給は、水冷式の高電流ケーブル１３を介して行われ、この高電流ケーブル１３の一方の端部は電極棒７の上端部に接続されており、且つ他方の端部はバスバー１４に接続されている。高電流ケーブル１３は、カバー１６によって取り囲まれた撚線１５から成り、カバー１６内には、電流を案内する撚線１５を冷却するために、水接続部１７を介して水が導入される。

プラットホーム３には、保持リング１８を介して高電流ケーブル１３が固定される。保持リング１８は、高電流ケーブル１３の、バスバー１４に対する接続部の下位で、高電流ケーブル１３を把持しており、且つ高電流ケーブル１３が保持リング１８に対して移動することができないように、不動に保持している。プラットホーム３における前記固定部から出発して、高電流ケーブル１３は、湾曲されて案内されて電極棒７に接続されている。水接続部１７は、保持リング１８と、バスバー１４に対する高電流ケーブル１３の接続部とに近接して位置している。

重量測定セル２の中心に荷重がかかるようにするために、電極棒７と、高電流ケーブル１３用の保持リング１８とは、互いに電極棒駆動装置５に対峙する側に位置している。

唯一の図面は、溶解電極がその最高点に位置している状態で、溶解電極用の調節装置を示したものである。溶解電極は徐々に溶解させられることから、溶解電極を制御してるつぼ内へ降下させる必要がある。このことは電極棒駆動装置５を介して行われ、この場合、降下行程の制御は、重量制御式で行われる。よって重量測定セル２が、電極棒駆動装置５と、電極棒７と、貫通案内部材１０と、高電流ケーブル１３の、電極棒７に対する接続部から保持リング１８までの部分の重量を測定する。バスバー１４と水接続部１７の重量は検出されない。それというのも、バスバー１４と水接続部１７とは、保持リング１８の上位に位置しているからである。測定される高電流ケーブル１３の部分の重量は一定である。それというのも、測定される高電流ケーブル１３の部分の重量は、この電流ケーブル１３が形成する湾曲部が電極棒７と一緒に下方に向かって降下させられる距離とは無関係だからである。

溶解電極を除いて、前記各コンポーネントは常に同じ重量を有しているので、重量測定セル２によって、溶解電極の重量を求めることができ、これに相応して、電極棒駆動装置５を制御することができるようになっている。

１ 装置フレーム、 ２ 重量測定セル、 ３ プラットホーム、 ４ 傾動継手、 ５ 電極棒駆動装置、 ６ 電極棒ホルダ、 ７ 電極棒、 ８ 調節装置、 ９ 炉釜、 １０ 貫通案内部材、 １１ ベローズ、 １２ クランプ、 １３ 高電流ケーブル、 １４ バスバー、 １５ 撚線、 １６ カバー、 １７ 水接続部、 １８ 保持リング

Claims (7)

1. 再溶解炉であって、少なくとも１つの重量測定セル（２）と、装置フレーム内に配置されたるつぼと、実質的に鉛直方向に直立して前記るつぼの上位に配置された電極棒（７）であって、該電極棒（７）の、前記るつぼに向いた端部に、溶解可能な溶解電極が取り付けられるようになっている電極棒（７）と、該電極棒（７）が懸架式に取り付けられた電極棒ホルダ（６）と、前記溶解電極をその消費量に応じて前記るつぼ内に送ることができるようにするために、前記電極棒ホルダ（６）を鉛直方向に移動させる電極棒駆動装置（５）と、一方では前記電極棒（７）に且つ他方ではバスバー（１４）に電気的に接続された、保持体（１８）によって支持される水冷式の高電流ケーブル（１３）とを備えており、該高電流ケーブル（１３）は、前記保持体（１８）と前記電極棒（７）との間に湾曲して延在しているものにおいて、
   前記高電流ケーブル（１３）は、前記保持体（１８）に固定的に結合されており、前記重量測定セル（２）は、前記装置フレーム（１）に取り付けられていてプラットホーム（３）を支持しており、該プラットホーム（３）に、前記電極棒駆動装置（５）と、前記高電流ケーブル（１３）用の保持体（１８）とが配置されていることを特徴とする、再溶解炉。
2. 前記電極棒駆動装置（５）は、鉛直方向に向けられたリニア駆動装置であり、該リニア駆動装置に対して平行に前記電極棒（７）が延びており、該電極棒（７）と前記保持体（１８）とは、互いに前記リニア駆動装置に対峙する側に配置されている、請求項１記載の再溶解炉。
3. 前記電極棒（７）は、前記るつぼの上位に位置する貫通案内部材（１０）を貫通して案内されており、該貫通案内部材（１０）は、前記プラットホーム（３）により支持される、請求項１又は２記載の再溶解炉。
4. 前記るつぼは、炉釜（９）内に配置されており、前記貫通案内部材（１０）は前記炉釜（９）の開口の上位に位置しており、前記炉釜（９）と前記貫通案内部材（１０）との間にはベローズ（１１）が位置している、請求項３記載の再溶解炉。
5. 前記高電流ケーブル（１３）用の保持体は、前記プラットホームに取り付けられた、前記高電流ケーブル（１３）を固定的に把持する保持リング（１８）によって形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の再溶解炉。
6. 前記保持リング（１８）は、前記バスバー（１４）に対する前記高電流ケーブル（１３）の接続部の下位に位置している、請求項５記載の再溶解炉。
7. 前記電極棒駆動装置（５）と前記貫通案内部材（１０）とは、調節可能な傾動継手（４）を介して前記プラットホーム（３）に保持されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の再溶解炉。

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