JP2985346B2 - Hearth structure of DC arc furnace - Google Patents

Hearth structure of DC arc furnace

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JP2985346B2 JP3076752A JP7675291A JP2985346B2 JP 2985346 B2 JP2985346 B2 JP 2985346B2 JP 3076752 A JP3076752 A JP 3076752A JP 7675291 A JP7675291 A JP 7675291A JP 2985346 B2 JP2985346 B2 JP 2985346B2
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refractory
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、直流アーク炉における炉床構造
に係り、特に炉底電極の周辺部に耐火物煉瓦を施工して
なる構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hearth structure in a DC arc furnace, and more particularly to a structure in which a refractory brick is constructed around a bottom electrode.

【0002】[0002]

【背景技術】一般に、直流アーク炉は、容器状の炉体の
底部に電極が設けられる一方、炉体の上方から電極棒が
挿入、配置せしめられ、それら電極棒と炉底電極との間
で発生させられる直流アークの熱によって、スクラップ
鋼材等を溶解する溶解炉として、広く知られている。
2. Description of the Related Art In general, a DC arc furnace has electrodes provided on the bottom of a vessel-shaped furnace body, and electrode rods are inserted and arranged from above the furnace body, and the electrode is placed between the electrode rods and the furnace bottom electrode. It is widely known as a melting furnace for melting scrap steel and the like by the heat of a generated DC arc.

【0003】而して、かかる直流アーク炉における炉底
電極は、通常、該電極を流れる電流によるジュール発熱
等の熱負荷が大きいことに加えて、高温度に加熱された
溶鋼等の金属溶湯と接触することとなるところから、損
耗が著しい問題があり、またそのような電極の周囲を構
成する炉体の底部は、通常、マグネシア等の耐火性の粉
体からなるスタンプ材により形成されているが、炉の操
業時における炉体内の金属溶湯との接触により、かかる
粉体からなる耐火物自身の損耗も大きく、それによって
炉底電極にも更に悪影響を及ぼしてしまうという問題を
も、内在していた。
[0003] The furnace bottom electrode in such a DC arc furnace generally has a large heat load such as Joule heat generated by a current flowing through the electrode, and in addition to a molten metal such as molten steel heated to a high temperature. There is a problem that wear is remarkable because of the contact, and the bottom of the furnace body surrounding such an electrode is usually formed of a stamp material made of a refractory powder such as magnesia. However, there is also an inherent problem that the refractory made of such powders is greatly worn due to contact with the molten metal in the furnace during operation of the furnace, thereby further adversely affecting the furnace bottom electrode. I was

【0004】[0004]

【解決課題】そこで、直流アーク炉の使用に際して、か
かる炉床面の損耗、ひいては炉底電極の損耗を低減する
ために、本発明者らが、種々検討したところ、炉体の底
部、特に炉底電極を取り巻く部位に、溶損の少ない材料
からなる耐火物煉瓦、例えばマグネシア・カーボン質煉
瓦を配し、これによって、炉底部の溶損、ひいては炉底
電極への悪影響が効果的に回避され得ることを見い出し
たのである。そして、本発明者らが更に検討を進めた結
果、そのような耐火物煉瓦を用いて炉床面を構成する場
合には、その熱による膨脹に基づくところの浮上りを阻
止する上において、耐火物煉瓦の所定の面を台形形状と
為して、湾曲した凹面状の炉床面を構成する必要がある
ことを見い出したのである。
In order to reduce the wear of the hearth surface and the wear of the hearth electrode when using a DC arc furnace, the present inventors have made various studies and found that the bottom part of the furnace body, particularly the furnace, In the area surrounding the bottom electrode, a refractory brick made of a material with little erosion, for example, magnesia-carbonaceous brick, is arranged, thereby effectively avoiding erosion of the furnace bottom and, consequently, adverse effects on the furnace bottom electrode. I found something to gain. As a result of further studies by the present inventors, when the hearth surface is formed by using such refractory bricks, in order to prevent floating based on expansion due to heat, fireproof It has been found that it is necessary to form a trapezoidal shape on a predetermined surface of the brick to form a curved concave hearth.

【0005】[0005]

【解決手段】ここにおいて、本発明は、かかる知見に基
づいて完成されたものであって、その要旨とするところ
は、炉体の緩やかに湾曲した凹面状の炉床面の略中央部
に炉底電極を設けて、該炉底電極と上方より炉体内に垂
下される電極棒との間におけるアーク放電により、スク
ラップ鋼材等の溶解材料を溶解せしめるようにした直流
アーク炉における炉床構造において、前記炉底電極を中
心として、その周りに同心円状にブロック状の耐火物煉
瓦を配置すると共に、該耐火物煉瓦を、その4つの側面
が炉上方側に向って漸次幅の狭くなる台形形状を与え、
且つその上面及び下面が炉中心側に向って漸次幅の狭く
なる台形形状を与えるように構成して、前記炉床面を形
成するようにしたのである。
Here, the present invention has been completed based on such knowledge, and the gist of the present invention is that a furnace is provided at a substantially central portion of a mildly curved concave hearth surface of a furnace body. In a hearth structure in a DC arc furnace in which a bottom electrode is provided and an arc discharge between the furnace bottom electrode and an electrode rod hanging down from above is used to melt a molten material such as scrap steel, Around the furnace bottom electrode, a block-shaped refractory brick is arranged concentrically around the furnace bottom electrode, and the refractory brick is formed into a trapezoidal shape whose four sides gradually become narrower toward the furnace upper side. Give
In addition, the furnace floor is formed by providing a trapezoidal shape whose upper surface and lower surface gradually narrow in width toward the furnace center side.

【0006】[0006]

【実施例】以下に、本発明を更に具体的に明らかにする
ために、図面を参照しつつ、本発明の代表的な実施例を
詳細に説明することとするが、本発明は、以下の実施例
の記載によって何等限定的に解釈されるものではなく、
本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識
に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加え得るもの
であることが、理解されるべきである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, typical embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should not be construed as limiting in any way by the description of the examples,
It should be understood that various changes, modifications, improvements and the like can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

【0007】先ず、図1及び図2には、本発明に従う炉
床構造を有する直流アーク炉の一例が示されている。そ
こにおいて、アーク炉は、公知の耐火物からなる側壁2
と底壁4とを有する炉体を備えており、そしてこの炉体
の該底壁4の中央部には、円柱状の電極本体6を備えた
公知の炉底電極装置8が埋設されてなる構造とされてい
る。また、この炉体内には、図示はしないが、よく知ら
れているように、上方より電極棒が垂下されて配置せし
められるようになっており、この電極棒と電極本体6と
の間において直流アークが発生せしめられて、その熱に
よって、スクラップ鋼材等の鉄原料が溶解されるように
なっている。
First, FIGS. 1 and 2 show an example of a DC arc furnace having a hearth structure according to the present invention. There, the arc furnace is provided with a side wall 2 made of a known refractory.
A furnace body having a bottom wall 4 and a known bottom electrode device 8 having a columnar electrode body 6 embedded in the center of the bottom wall 4 of the furnace body. It has a structure. Although not shown in the figure, an electrode rod is arranged to be suspended from above in the furnace, as is well known, and a direct current is applied between the electrode rod and the electrode body 6. An arc is generated, and the heat causes the iron raw material such as scrap steel to melt.

【0008】なお、かかる炉底電極装置8を構成する電
極本体6としては、鉄等の金属からなる公知の電極が何
れも採用され得るものであり、また棒状の他、複数のピ
ンからなる電極であっても、何等差支えない。
The electrode body 6 constituting the furnace bottom electrode device 8 may be any known electrode made of a metal such as iron, and may be an electrode made of a plurality of pins in addition to a rod. Even so, there is no problem.

【0009】そして、このような直流アーク炉の炉体底
部には、底壁4上に位置して、ブロック状の耐火物煉瓦
10が、該電極本体6を中心として、その周りに同心円
状に複数列において配置されていると共に、それら煉瓦
10と炉底電極装置8との間、及び底壁4との間には、
マグネシア・カーボン等の、公知の粉末状耐火物12が
充填され、つき固められることにより、緩やかに湾曲し
た凹面状の、略面一とされた炉底面14が構成されてい
る。
At the bottom of the furnace body of such a DC arc furnace, a block-shaped refractory brick 10 located on the bottom wall 4 is arranged concentrically around the electrode body 6 around the electrode body 6. While being arranged in a plurality of rows, between the bricks 10 and the furnace bottom electrode device 8, and between the bottom wall 4,
A well-known powdered refractory 12 such as magnesia carbon is filled and compacted to form a mildly curved concave, substantially flush furnace bottom 14.

【0010】すなわち、かかる耐火物煉瓦10は、図3
及び図4からも明らかなように、それを構成する各面に
おいて、上面(A)及び下面(B)は炉中心側に向っ
て、また4つの側面(C,D,E,F)は、何れも炉上
方に向って、それぞれ、漸次幅の狭くなる台形形状を呈
する構成とされている。これによって、そのような煉瓦
10を用いて、電極本体6(電極装置8)の周りに周方
向に、更に炉底を径方向に所定数の列において配列する
ことにより、底壁4の形状に対応して、緩やかに湾曲し
た凹面状の炉床面14が形成されているのである。
That is, the refractory brick 10 is shown in FIG.
As is clear from FIG. 4 and FIG. 4, the upper surface (A) and the lower surface (B) are directed toward the center of the furnace, and the four side surfaces (C, D, E, F) are: Each has a trapezoidal shape in which the width gradually decreases toward the upper part of the furnace. Thus, by using such a brick 10 and arranging the furnace bottom in a predetermined number of rows in the circumferential direction around the electrode body 6 (electrode device 8) and further in the radial direction, the shape of the bottom wall 4 is obtained. Correspondingly, a mildly curved concave hearth surface 14 is formed.

【0011】なお、かかる耐火物煉瓦10としては、公
知の耐火物からなる煉瓦が何れも使用可能であるが、特
に、耐損耗性が良好であることから、マグネシア・カー
ボンからなる未焼成の煉瓦が好適に採用される。また、
そのような煉瓦10の寸法や形状としては、適用される
アーク炉やその炉床における配置部位等に応じて、適宜
に選定されることが望ましい。
As the refractory brick 10, any brick made of a known refractory can be used, but in particular, because of its good wear resistance, an unfired brick made of magnesia carbon is used. Is preferably adopted. Also,
It is desirable that the size and shape of the brick 10 be appropriately selected depending on the arc furnace to be applied, the location of the brick in the hearth, and the like.

【0012】ところで、このような構成の炉床構造を有
する直流アーク炉において、スクラップ鋼材等を溶解せ
しめるに際しては、常法に従って、容器状の炉体内に溶
解材料を充填し、該炉体開口部の上方より黒鉛電極等の
電極棒を垂下して、かかる開口部を覆蓋した状態で、該
電極棒と炉底電極6との間で通電を行ない、それによっ
て発生する直流アークの熱により、溶解材料を溶解せし
めるのである。
By the way, in a DC arc furnace having a hearth structure having such a structure, when melting scrap steel or the like, a molten material is filled in a container-shaped furnace body according to a conventional method, and the furnace body opening is opened. An electrode, such as a graphite electrode, is hung from above the electrode, and while the opening is covered, an electric current is applied between the electrode and the furnace bottom electrode 6, and the heat generated by the DC arc generated thereby causes the melting. It dissolves the material.

【0013】そして、本発明にあっては、かかる溶解操
作に際しても、上述の如き構成の煉瓦10により炉床が
構成されていることによって、従来の如く粉末耐火物を
用いる場合に比して、損耗を有利に低減し得、また煉瓦
の浮き上がりも、特定の煉瓦形状によって良好に回避さ
れ得ることとなるのである。
Further, in the present invention, even in such a melting operation, since the hearth is constituted by the bricks 10 having the above-described structure, compared with the case of using a powdered refractory as in the prior art, Wear can be advantageously reduced and uplift of the brick can be well avoided by the specific brick shape.

【0014】因みに、本発明者らの実験の結果によれ
ば、従来のスタンプ材に代えて、本発明に従う耐火物煉
瓦を用いて凹面状の炉床面を構成することにより、炉床
面の溶損速度が、粉末耐火物の平均1.5mm/チャージ
から0.5mm/チャージに減少して、耐損耗性が著しく
向上し、そしてそれによって炉底電極への影響も低減し
て、電極自体の損耗速度は、平均3.5mm/チャージか
ら0.9mm/チャージとなり、電極の著しく損耗も有効
に低減され得たのである。
Incidentally, according to the results of the experiments conducted by the present inventors, a concave hearth surface is formed by using the refractory brick according to the present invention in place of the conventional stamp material, whereby the hearth surface is reduced. The erosion rate is reduced from an average of 1.5 mm / charge of the powdered refractory to 0.5 mm / charge, significantly improving the wear resistance and thereby reducing the effect on the hearth electrode and the electrode itself. The average wear rate was from 3.5 mm / charge to 0.9 mm / charge, and the wear of the electrodes could be significantly reduced.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従う直流アーク炉の炉床構造にあっては、該炉床の中
心部に位置する炉底電極を中心として、その周りに同心
円状に、4つの側面が炉上方側に向って、且つ上面及び
下面が炉中心側に向って、それぞれ、漸次幅の狭くなる
台形形状として構成された、ブロック状の耐火物煉瓦を
配置してなるものであるところから、炉の操業に際し、
それら耐火物煉瓦の金属溶湯との接触による損耗、ひい
てはそのような煉瓦の損耗による炉底電極の損耗の増大
が有利に低減され得、また煉瓦の浮き上がりも効果的に
回避され得ることとなり、以て直流アーク炉としての耐
用性の向上をも図り得たのである。
As is apparent from the above description, in the hearth structure of the DC arc furnace according to the present invention, the hearth electrode located at the center of the hearth is centered and concentrically formed therearound. In addition, the block-shaped refractory bricks, each of which has a trapezoidal shape gradually narrowing in width, with four side faces facing the furnace upper side and upper and lower faces facing the furnace center side, are arranged. From what it is, when operating the furnace,
The wear of the refractory bricks due to contact with the molten metal, and thus the increase in the wear of the furnace bottom electrode due to the wear of the bricks, can be advantageously reduced, and the lifting of the bricks can also be effectively avoided. As a result, the durability of the DC arc furnace was improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に従う直流アーク炉の炉床構造の一実施
例を示す断面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing one embodiment of a hearth structure of a DC arc furnace according to the present invention.

【図2】図1における炉床構造の平面半截図である。FIG. 2 is a half cutaway plan view of the hearth structure in FIG.

【図3】図1における炉床構造において用いられる耐火
物煉瓦の平面説明図である。
FIG. 3 is an explanatory plan view of a refractory brick used in the hearth structure in FIG. 1;

【図4】図1における炉床構造において用いられる耐火
物煉瓦の正面説明図である。
FIG. 4 is an explanatory front view of a refractory brick used in the hearth structure in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 電極本体 8 炉底電極装置 10 耐火物煉瓦 12 粉末耐火物 14 炉床面 6 Electrode body 8 Furnace bottom electrode device 10 Refractory brick 12 Powder refractory 14 Hearth surface

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F27B 3/08 F27B 3/14 F27D 1/04 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F27B 3/08 F27B 3/14 F27D 1/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 炉体の緩やかに湾曲した凹面状の炉床面
の略中央部に炉底電極を設けて、該炉底電極と上方より
炉体内に垂下される電極棒との間におけるアーク放電に
より、スクラップ鋼材等の溶解材料を溶解せしめるよう
にした直流アーク炉における炉床構造にして、前記炉底
電極を中心として、その周りに同心円状にブロック状の
耐火物煉瓦を配置すると共に、該耐火物煉瓦を、その4
つの側面が炉上方側に向って漸次幅の狭くなる台形形状
を与え、且つその上面及び下面が炉中心側に向って漸次
幅の狭くなる台形形状を与えるように構成して、前記炉
床面を形成したことを特徴とする直流アーク炉における
炉床構造。
An arc between the furnace bottom electrode and an electrode rod suspended from above in a furnace body, wherein a furnace bottom electrode is provided at a substantially central portion of a mildly curved concave hearth surface of the furnace body. By electric discharge, a hearth structure in a DC arc furnace in which a melting material such as scrap steel material is melted, and around the hearth electrode, a block-shaped refractory brick is arranged concentrically around the hearth electrode, The refractory brick is
The furnace floor surface having a trapezoidal shape in which two side surfaces gradually decrease in width toward the furnace upper side, and an upper surface and a lower surface thereof provide a trapezoidal shape in which the width gradually decreases toward the furnace center side; A hearth structure in a DC arc furnace, characterized by forming:
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