JP2920972B2 - 直流アーク炉炉底電極の維持方法 - Google Patents
直流アーク炉炉底電極の維持方法Info
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- JP2920972B2 JP2920972B2 JP1320035A JP32003589A JP2920972B2 JP 2920972 B2 JP2920972 B2 JP 2920972B2 JP 1320035 A JP1320035 A JP 1320035A JP 32003589 A JP32003589 A JP 32003589A JP 2920972 B2 JP2920972 B2 JP 2920972B2
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- Japan
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- electrode
- furnace
- bottom electrode
- furnace bottom
- molten metal
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/02—Physical or chemical treatment of slags
- C21B2400/022—Methods of cooling or quenching molten slag
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Description
本発明は、直流アーク炉の炉底電極を多数回の操業に
耐えるよう維持する方法に関する。この方法は、とくに
単ピン型炉底電極に適用すると有利である。
耐えるよう維持する方法に関する。この方法は、とくに
単ピン型炉底電極に適用すると有利である。
直流アーク炉は古くから知られており、電極の消耗が
交流炉にくらべて著しく少いこと、電力消費も低いこ
と、また騒音が少いことなどの利点をもっているが、主
として電源容量の制約から、従来はあまり大規模のもの
が建設されなかった。近年、サイリスタ技術の進歩によ
りこの制約がなくなり、それにつれて直流アーク炉が実
用されるようになって来た。 通常の直流アーク炉は、炉底電極と炉頂から下げた黒
鉛電極とをそなえている。炉底電極にはいくつかのタイ
プがあるが、金属製のピンを単数または複数本用いたも
のが多く、築炉および補修の観点からは単ピン型が有利
である。 炉底電極の材料としては、通常は構造用鋼が使用され
ている。その融点は比較的高いが、アークの熱によって
表面は溶解し、スクラップ溶解の進行につれて溶解が進
み、精錬のため高温にしたときは、第１図に示すよう
に、かなり深くまで溶融部分となる。この図において、
符号（１）は炉底電極、（３）は炉底レンガ、（４）は
溶湯である。電極材料の溶融したものは一般に溶湯より
比重が大であり、とくにステンレス鋼の精錬を行なう場
合には比重差は大であるが、アーク電流のため生じる電
磁力で溶湯が攪拌され流動しているため、次第に運び去
られ、代って溶湯が電極部分に入ってくる。 出湯後、電極溶融部分は残湯で満たされるが、その合
金成分は電極使用開始時と異なって、ほぼ溶湯のそれに
等しいもの、つまり融点の低下したものになっている。
次の溶解サイクルにおいて、この炉底電極上部の低融点
化した金属はもとの電極成分より容易に溶融するから、
電極の溶融はさらに進んで、いっそう深い部分、たとえ
ば第１図において鎖線で示した領域まで、低融点化した
金属で置き換えられて行く。この現象が一定限度を超え
ると、炉底電極部分から湯もれする危険が生じる。 上記のような電極の消耗を緩和する策として、多くの
直流アーク炉で行なわれている水冷を強化することが考
えられるが、設備費および運転費の両面で不利になる
し、水冷効果には限界がある。
交流炉にくらべて著しく少いこと、電力消費も低いこ
と、また騒音が少いことなどの利点をもっているが、主
として電源容量の制約から、従来はあまり大規模のもの
が建設されなかった。近年、サイリスタ技術の進歩によ
りこの制約がなくなり、それにつれて直流アーク炉が実
用されるようになって来た。 通常の直流アーク炉は、炉底電極と炉頂から下げた黒
鉛電極とをそなえている。炉底電極にはいくつかのタイ
プがあるが、金属製のピンを単数または複数本用いたも
のが多く、築炉および補修の観点からは単ピン型が有利
である。 炉底電極の材料としては、通常は構造用鋼が使用され
ている。その融点は比較的高いが、アークの熱によって
表面は溶解し、スクラップ溶解の進行につれて溶解が進
み、精錬のため高温にしたときは、第１図に示すよう
に、かなり深くまで溶融部分となる。この図において、
符号（１）は炉底電極、（３）は炉底レンガ、（４）は
溶湯である。電極材料の溶融したものは一般に溶湯より
比重が大であり、とくにステンレス鋼の精錬を行なう場
合には比重差は大であるが、アーク電流のため生じる電
磁力で溶湯が攪拌され流動しているため、次第に運び去
られ、代って溶湯が電極部分に入ってくる。 出湯後、電極溶融部分は残湯で満たされるが、その合
金成分は電極使用開始時と異なって、ほぼ溶湯のそれに
等しいもの、つまり融点の低下したものになっている。
次の溶解サイクルにおいて、この炉底電極上部の低融点
化した金属はもとの電極成分より容易に溶融するから、
電極の溶融はさらに進んで、いっそう深い部分、たとえ
ば第１図において鎖線で示した領域まで、低融点化した
金属で置き換えられて行く。この現象が一定限度を超え
ると、炉底電極部分から湯もれする危険が生じる。 上記のような電極の消耗を緩和する策として、多くの
直流アーク炉で行なわれている水冷を強化することが考
えられるが、設備費および運転費の両面で不利になる
し、水冷効果には限界がある。
本発明の目的は、上述のような直流アーク炉炉底電極
の消耗を防いで、多数回の溶解が可能なように電極を維
持する方法を提供することにある。
の消耗を防いで、多数回の溶解が可能なように電極を維
持する方法を提供することにある。
本発明の直流アーク炉炉底電極の維持方法は、第２図
および第３図に示すように、直流アーク炉から溶湯を出
湯した後、炉底電極（１）上部の溶融部分（1A）に対し
て、純鉄または高融点の鉄合金からなる電極補給材（5
A,5B）を補給し、溶融金属（６）を凝固させるとともに
高融点化することを特徴とする。 電極補給材には種々の態様が可能であって、そのひと
つは、第２図に示すような、電極より若干小径の円柱状
のもの（5A）である。これは、第４図に示すように、炉
底電極の位置に合わせて炉蓋に孔を設けておき、それを
通して投入することによって補給できる。炉蓋を施回し
て炉体上から動かし、クレーンで吊り入れることによっ
ても、補給は可能である。炉頂電極を炉底電極の真上に
位置させておけば、炉蓋の電極孔を通して投入できる。 別の態様においては、第３図に示すように、電極補給
材を粒状に成形したもの（5B）を多数個投入する。投入
は、ランスを用いて炉底電極溶融部めがけて流し込む手
法によってもよいし、第５図に示すように、炉頂電極
（２）として中空電極を使用し、これを炉底電極（１）
の真上に位置させ、中空部を通して投入する手法によっ
てもよい。
および第３図に示すように、直流アーク炉から溶湯を出
湯した後、炉底電極（１）上部の溶融部分（1A）に対し
て、純鉄または高融点の鉄合金からなる電極補給材（5
A,5B）を補給し、溶融金属（６）を凝固させるとともに
高融点化することを特徴とする。 電極補給材には種々の態様が可能であって、そのひと
つは、第２図に示すような、電極より若干小径の円柱状
のもの（5A）である。これは、第４図に示すように、炉
底電極の位置に合わせて炉蓋に孔を設けておき、それを
通して投入することによって補給できる。炉蓋を施回し
て炉体上から動かし、クレーンで吊り入れることによっ
ても、補給は可能である。炉頂電極を炉底電極の真上に
位置させておけば、炉蓋の電極孔を通して投入できる。 別の態様においては、第３図に示すように、電極補給
材を粒状に成形したもの（5B）を多数個投入する。投入
は、ランスを用いて炉底電極溶融部めがけて流し込む手
法によってもよいし、第５図に示すように、炉頂電極
（２）として中空電極を使用し、これを炉底電極（１）
の真上に位置させ、中空部を通して投入する手法によっ
てもよい。
電極補給材の投入により、炉底電極上部の溶融部分
は、そこを満していた溶湯とほぼ同じ成分の液体の金属
と、投入された固体の金属との系になる。前記したよう
に、純鉄または高融点の鉄合金の比重は溶鋼より大であ
るから、投入された補給材は浮上せず沈む。前者のもっ
ていた顕熱によって後者が表面から溶融して混合して行
くと、液体金属全体としては融点が上昇することにな
る。一方、冷材の混合による抜熱と、その一部を溶融す
るための潜熱の消費とに加え、周囲への放熱も続いてい
ることから、系の温度は降下して行き、間もなく溶融部
分が凝固するに至る。 よく知られているとおり、純鉄の融点は1535℃であ
り、鉄のＣ含有量が増大するにつれて、融点は低くな
る。たとえば18−８ステンレスの粗鋼（Ｃ含有量1.0％
内外）の融点は約1350℃である。炭素含有量の低下に伴
う融点の上昇度合は低炭素領域では低くなり、しいて極
低炭素のものを使用する意義は乏しいから、純鉄でなく
ても炭素含有量の比較的低い軟鋼を、電極補給材として
使用すればよいことになる。 いずれにせよ、上記の機構により凝固した炉底電極上
部は、次の溶解サイクルにおいて再度溶融することは避
けられないが、維持手段をとらなかった場合にくらべ
て、溶融までに要する時間は相当延長されるから、溶融
線がより深く進むには至らない。従って、各チャージご
とにこの維持手段を講じることによって、炉底電極の交
換までに行なえる溶解チャージ数が、従来より著しく増
大する。
は、そこを満していた溶湯とほぼ同じ成分の液体の金属
と、投入された固体の金属との系になる。前記したよう
に、純鉄または高融点の鉄合金の比重は溶鋼より大であ
るから、投入された補給材は浮上せず沈む。前者のもっ
ていた顕熱によって後者が表面から溶融して混合して行
くと、液体金属全体としては融点が上昇することにな
る。一方、冷材の混合による抜熱と、その一部を溶融す
るための潜熱の消費とに加え、周囲への放熱も続いてい
ることから、系の温度は降下して行き、間もなく溶融部
分が凝固するに至る。 よく知られているとおり、純鉄の融点は1535℃であ
り、鉄のＣ含有量が増大するにつれて、融点は低くな
る。たとえば18−８ステンレスの粗鋼（Ｃ含有量1.0％
内外）の融点は約1350℃である。炭素含有量の低下に伴
う融点の上昇度合は低炭素領域では低くなり、しいて極
低炭素のものを使用する意義は乏しいから、純鉄でなく
ても炭素含有量の比較的低い軟鋼を、電極補給材として
使用すればよいことになる。 いずれにせよ、上記の機構により凝固した炉底電極上
部は、次の溶解サイクルにおいて再度溶融することは避
けられないが、維持手段をとらなかった場合にくらべ
て、溶融までに要する時間は相当延長されるから、溶融
線がより深く進むには至らない。従って、各チャージご
とにこの維持手段を講じることによって、炉底電極の交
換までに行なえる溶解チャージ数が、従来より著しく増
大する。
容量25トンの直流アーク炉を築造した。炉底電極は、
構造用低炭素鋼製で直径350mmの単ピン型である。 この炉でスクラップを溶解し、ステンレス鋼の精錬を
行なった。 電極補給材として、同種の低炭素鋼の、直径300mm、
長さ300mmの円柱状ブロックを用意し、第２回のチャー
ジに当って第４図に示した手法により炉底電極溶融部に
供給した。 炉底電極中に設けた熱電対によって温度の上昇を観察
して、第６図に示す結果を得た。新品の炉底電極を用い
た最初のサイクルと、補給後のサイクルとで温度曲線は
ほとんど変らず、本発明の電極維持方法の効果が確認で
きた。
構造用低炭素鋼製で直径350mmの単ピン型である。 この炉でスクラップを溶解し、ステンレス鋼の精錬を
行なった。 電極補給材として、同種の低炭素鋼の、直径300mm、
長さ300mmの円柱状ブロックを用意し、第２回のチャー
ジに当って第４図に示した手法により炉底電極溶融部に
供給した。 炉底電極中に設けた熱電対によって温度の上昇を観察
して、第６図に示す結果を得た。新品の炉底電極を用い
た最初のサイクルと、補給後のサイクルとで温度曲線は
ほとんど変らず、本発明の電極維持方法の効果が確認で
きた。
本発明の方法により直流アーク炉の炉底電極を維持す
れば、溶解チャージ数の進行につれて電極材料が消耗す
ることが妨げ、従来より多数回の溶解を、湯もれの危険
なく続けて行なうことができる。
れば、溶解チャージ数の進行につれて電極材料が消耗す
ることが妨げ、従来より多数回の溶解を、湯もれの危険
なく続けて行なうことができる。
第１図は、直流アーク炉の操業中における炉底電極付近
の状況を示す縦断面図である。 第２図および第３図は、本発明の炉底電極維持方法の代
表的な態様を説明するための、第１図と同様な図であ
る。 第４図および第５図は、それぞれ第２図および第３図に
示した態様を実施する手法を示した説明図である。 第６図は、本発明の実施例において測定した、炉底電極
内部の温度曲線である。 １……炉底電極、1A……溶融部分 ２……炉頂電極、３……炉底レンガ ４……溶湯 ５（5A,5B）……電極補給材
の状況を示す縦断面図である。 第２図および第３図は、本発明の炉底電極維持方法の代
表的な態様を説明するための、第１図と同様な図であ
る。 第４図および第５図は、それぞれ第２図および第３図に
示した態様を実施する手法を示した説明図である。 第６図は、本発明の実施例において測定した、炉底電極
内部の温度曲線である。 １……炉底電極、1A……溶融部分 ２……炉頂電極、３……炉底レンガ ４……溶湯 ５（5A,5B）……電極補給材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F27B 3/00 - 3/28 F27D 11/08 C21C 5/22 C22B 9/20 H05B 7/00 - 7/22
Claims (4)
- 【請求項１】直流アーク炉から溶湯を出湯した後、炉底
電極上部の溶融部分に対して、純鉄または高融点の鉄合
金からなる電極補給材を補給し、溶融金属を凝固させる
とともに高融点化することを特徴とする直流アーク炉炉
底電極の維持方法。 - 【請求項２】円柱状体に成形した電極補給材を、炉底電
極の位置に合わせて炉蓋に設けた孔を通して投入するこ
とによって補給する請求項１の維持方法。 - 【請求項３】粒状に成形した電極補給材を、ランスを通
して投入することによって補給する請求項１の維持方
法。 - 【請求項４】炉頂電極として中空電極を使用しこれを炉
底電極の真上に位置させ、粒状に成形した電極補給材を
電極の中空部を通して投入することによって補給する請
求項１の維持方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320035A JP2920972B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 直流アーク炉炉底電極の維持方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320035A JP2920972B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 直流アーク炉炉底電極の維持方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03180408A JPH03180408A (ja) | 1991-08-06 |
| JP2920972B2 true JP2920972B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=18117020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1320035A Expired - Lifetime JP2920972B2 (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 直流アーク炉炉底電極の維持方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920972B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-08 JP JP1320035A patent/JP2920972B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03180408A (ja) | 1991-08-06 |
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