JP5377808B2

JP5377808B2 - 予熱装置付きアーク炉

Info

Publication number: JP5377808B2
Application number: JP2001158350A
Authority: JP
Inventors: 勉高橋
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2021-05-28
Also published as: JP2002350062A

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は予熱装置付きアーク炉に関する。炉本体を挟んで片側に電極昇降旋回装置が設置されており、また反対側には該炉本体に被着された炉蓋の上部にシャフト状の予熱装置が装備されていて、該予熱装置が該炉蓋と共に該電極昇降旋回装置側へ水平移動可能とされた、交流式或は直流式の予熱装置付きアーク炉が知られている。この予熱装置付きアーク炉は、予熱装置に装填しておいた原料の金属スクラップをアーク炉から発生する高温の排ガスで予熱し、予熱した金属スクラップを該予熱装置から該アーク炉の炉本体内へ投入するときに、それまで炉蓋を貫通して該炉本体内へ挿入されていた電極を電極昇降旋回装置で退避させてから、該予熱装置を該炉蓋と共に該電極昇降旋回装置側へ水平移動するようになっている。本発明はかかる予熱装置付きアーク炉の改良に関する。

【従来の技術】
従来、前記のような予熱装置付きアーク炉として、炉蓋全体をシャフト状の予熱装置と共に電極昇降旋回装置側へ水平移動するようにしたものが知られている。炉本体に被着された炉蓋全体をシャフト状の予熱装置と共に電極昇降旋回装置側へ水平移動するためには、予め該炉蓋全体を該炉本体から切り離す必要があり、かかる切り離し方式に関して、炉蓋全体をシャフト状の予熱装置と一体で構成し、これらを上昇させるか又は炉本体を下降させる方式、また炉蓋全体をシャフト状の予熱装置とは別体で構成し、炉蓋全体をシャフト状の予熱装置側へ吊り上げる方式が知られている。

前記のような従来の予熱装置付きアーク炉では、シャフト状の予熱装置と共に炉蓋全体を電極昇降旋回装置側へ水平移動すると、その移動距離分だけ炉蓋が電極昇降旋回装置側へ突出する。予熱した金属スクラップをシャフト状の予熱装置から炉本体内へ投入するときには通常、シャフト状の予熱装置の中心部が炉本体の中心部を直下に臨む位置まで、シャフト状の予熱装置と共に炉蓋全体を電極昇降旋回装置側へ水平移動するので、炉蓋の相当部分が電極昇降旋回装置側へ突出する。従来の予熱装置付きアーク炉では、シャフト状の予熱装置と共に炉蓋全体を電極昇降旋回装置側へ水平移動するときに前記のように突出する炉蓋が電極昇降旋回装置と衝突しないよう、電極昇降旋回装置を炉本体から相当に離した所に設置する必要があるのである。このように電極昇降旋回装置を炉本体から相当に離した所に設置すると、それだけ必然的に、電極を支持するために電極昇降旋回装置から延設された支腕が長くなり、またかかる支腕に沿って電極へと接続された導体も長くなる。従来の予熱装置付きアーク炉では、前記のように導体が長くなる分だけ、交流式ではリアクタンスが増え、直流式では抵抗が増えて、交流式では変圧器容量が大きくなり、直流式では炉本体内へ投入した金属スクラップをアーク熱で溶解するときの電力原単位がそれだけ悪くなる。また前記のように支腕が長くなる分だけ電極の支持が不安定となって、アークの発生を安定化させるのがそれだけ難しくなる。

【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、炉本体を挟んで片側に電極昇降旋回装置が設置されており、また反対側には該炉本体に被着された炉蓋の上部にシャフト状の予熱装置が装備されていて、該予熱装置が該炉蓋と共に該電極昇降旋回装置側へ水平移動可能とされた予熱装置付きアーク炉において、電極昇降旋回装置を炉本体側へできるだけ近づけ、その分だけ電極を支持する支腕を短くすると共に電極へ接続する導体を短くし、それだけリアクタンス或は抵抗を減らして変圧器容量を小さくするか或は電力原単位を良くすると共に、アークの発生を安定化させることができる予熱装置付きアーク炉を提供する処にある。

【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する本発明は、炉本体を挟んで片側に電極昇降旋回装置が設置されており、また反対側には該炉本体に被着された炉蓋の上部にシャフト状の予熱装置が装備されていて、該予熱装置が該炉蓋と共に該電極昇降旋回装置側へ水平移動可能とされた予熱装置付きアーク炉において、電極昇降旋回装置側の第１分割部が炉本体に固定された固定炉蓋とされ、また予熱装置側の第２分割部が固定炉蓋とされた第１分割部の分だけ電極昇降旋回装置を炉本体側へ近づけることができる可動炉蓋とされて、該第１分割部と該第２分割部とで炉蓋が２分割されており、該可動炉蓋の上部に装備されたシャフト状の予熱装置が該可動炉蓋と共に該電極昇降旋回装置側へ水平移動可能とされて成ることを特徴とする予熱装置付きアーク炉に係る。

本発明に係る予熱装置付きアーク炉も、前記した従来の予熱装置付きアーク炉と同様、炉本体と、該炉本体に被着された炉蓋と、該炉蓋を貫通して該炉本体内へ挿入された電極と、該電極を支持する支腕と、該支腕を介して該電極を昇降及び旋回させる電極昇降旋回装置と、該電極へ通電する導体と、該炉本体内へ投入する金属スクラップを予熱するシャフト状の予熱装置と、該炉蓋を該炉本体から切り離す手段と、該炉本体から切り離した該炉蓋を該予熱装置と共に水平移動させる手段とを備えている。電極昇降旋回装置は炉本体の片側に設置されており、シャフト状の予熱装置は、該炉本体の該電極昇降旋回装置とは反対側において、炉蓋の上部に装備されていて、予熱した金属スクラップを該シャフト状の予熱装置から該炉本体内へ投入するときに、該シャフト状の予熱装置と共に該炉蓋を該電極昇降旋回装置側へ水平移動できるようになっている。

本発明に係る予熱装置付きアーク炉では、炉蓋が２分割されており、電極昇降旋回装置側の第１分割部が固定炉蓋とされていて、シャフト状の予熱装置側の第２分割部が可動炉蓋とされている。炉蓋のうちで、電極昇降旋回装置側の第１分割部は炉本体に固定されており、シャフト状の予熱装置側の第２分割部のみが、炉本体から切り離され、該シャフト状の予熱装置と共に該電極昇降旋回装置側へ水平移動するようになっているのである。

本発明に係る予熱装置付きアーク炉では、予熱した金属スクラップをシャフト状の予熱装置から炉本体内へ投入するとき、炉蓋のうちで可動炉蓋とした第２分割部のみを炉本体から切り離し、該シャフト状の予熱装置と共に該第２分割部のみを電極昇降旋回装置側へ水平移動するので、炉蓋全体を水平移動する従来の予熱装置付きアーク炉に比べて、水平移動しない固定炉蓋とした第１分割部の分だけ、該電極昇降装置側へ突出する炉蓋の距離が短くなる。本発明に係る予熱装置付きアーク炉によると、炉蓋のうちで固定炉蓋とした第１分割部の分だけ、電極昇降旋回装置を炉本体側へ近づけることができるため、その分だけ電極を支持する支腕を短くすると共に電極へ接続する導体も短くすることができ、それだけリアクタンス或は抵抗を減らして変圧器容量を小さくするか或は電力原単位を良くすると共に、アークの発生を安定化させることができる。

【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る直流式の予熱装置付きアーク炉を一部省略して例示する断面図、図２は図１の予熱装置付きアーク炉における切り離し手段を一部省略して示す側面図、図３は図２の部分拡大断面図である。図示した予熱装置付きアーク炉は、炉本体１１と、炉本体１１に被着された炉蓋２１と、炉本体１１内へ挿入された電極３１と、電極３１を支持した支腕３２と、支腕３２を介して電極３１を昇降及び旋回させる電極昇降旋回装置４１と、電極３１へ通電する導体３３と、炉本体１１内へ投入する金属スクラップＡ，Ｂを予熱するシャフト状の予熱装置５１と、水平移動手段６１と、切り離し手段７１とを備えている。電極昇降旋回装置４１は炉本体１１の片側に設置されており、予熱装置５１は炉本体１１の電極昇降旋回装置４１とは反対側に装備されている。

炉蓋２１は電極昇降旋回装置４１側の第１分割部２２と予熱装置側の第２分割部２３とに２分割されており、第１分割部２２が固定炉蓋とされ、また第２分割部２３が可動炉蓋とされている。第１分割部２２は炉本体１１に固定されており、第２分割部２３のみが、詳しくは後述するように、炉本体１１から切り離され、予熱装置５１と共に電極昇降旋回装置４１側へ水平移動可能とされているのである。

支腕３２は電極昇降旋回装置４１の上端部から延設されており、支腕３２の先端部には把持部３４が取付けられている。電極３１は把持部３４で把持されており、可動炉蓋とした第２分割部２３を貫通して炉本体１１内へ挿入されている。基端部が図示しない電源へと接続された導体３３は支腕３２に沿って電極３１へ接続されている。

予熱装置５１は炉本体１１の電極昇降旋回装置４１とは反対側において可動炉蓋とした第２分割部２３の上部に装備されている。予熱装置５１と第２分割部２３とは別体で構成されており、図面の場合、予熱装置５１は詳しくは後述するように水平移動手段６１の支持構造体６８に支持されていて、第２分割部２３は炉本体１１と第１分割部２２とに渡り被着されている。予熱装置５１内には上下２段で開閉可能なフォーク５２，５３が装備されており、フォーク５２，５３で区画された上下２段の予熱室に金属スクラップＡ，Ｂが装填されている。可動炉蓋とした第２分割部２３と予熱装置５１との間には、炉本体１１内に発生した高温の排ガスを炉蓋２１で囲まれた上部空間を介して予熱装置５１へ導入するための排ガス通路２４が介装されている。

水平移動手段６１は、炉蓋２１の上方において予熱装置５１の両側（図１では予熱装置５１の前後側）に架設されたレール６２，６３（但し、レール６３は図示しない、以下同じ）と、予熱装置５１の四方にてレール６２，６３に係合されたレール６２，６３上を走行する合計４台の台車６４〜６７（但し、台車６５〜６７は図示しない、以下同じ）と、台車６４〜６７に渡り予熱装置５１を囲んで取付けられた支持構造体６８とを備え、予熱装置５１は支持構造体６８に支持されている。

切り離し手段は、予熱装置５１の両側（図１では予熱装置５１の左右側）に位置する支持構造体６８に取付けられている。他方の片側（図１では予熱装置５１の右側）に取付けられた切り離し手段も一方の片側（図１では予熱装置５１の左側）に取付けられた切り離し手段７１と同じ構成になっているので、以下一方の片側に取付けられた切り離し手段７１について説明する。切り離し手段７１は、支持構造体６８に取付けられたモータ７２と、モータ７２の駆動軸に連結された回転軸７３と、回転軸７３の両端部に取付けられたドラム７４，７５と、ドラム７４，７５に巻き付けられたワイヤ７６，７７と、ワイヤ７６，７７の下端部に吊り下げられた可動梁７８と、可動梁７８の両端部に取付けられたシリンダ機構７９，８０と、シリンダ機構７９，８０のシリンダロッド端に軸承された鉤部材８１，８２と、鉤部材８１，８２の下端部に一体形成された鉤片８３，８４とを備えている。

切り離し手段７１は、モータ７２を正転させて回転軸７３を介しドラム７４，７５を正転させると、ワイヤ７６，７７がドラム７４，７５に巻き取られて可動梁７８が上昇し、逆にモータ７２を反転させて回転軸７３を介しドラム７４，７５を反転させると、ワイヤ７６，７７がドラム７４，７５から巻き出されて可動梁７８が下降するようになっている。支持構造体６８からはガイド棒８５，８６が垂設されており、可動梁７８からはガイド筒８７，８８が立設されていて、ガイド棒８５，８６がガイド筒８７，８８内を摺動することにより、前記のように可動梁７８が昇降する際の可動梁７８の横揺れを防止している。

一方、可動炉蓋とした第２分割部２３の上部には鉤片８３，８４を係止する錠片２５，２６が取付けられている。鉤片８４と錠片２６との関係は鉤片８３と錠片２５との関係と同じになっているので、以下鉤片８３と錠片２５との関係について説明する。鉤部材８１は可動梁７８に貫挿されており、可動梁７８の上方に突出した上端部にシリンダ機構７９のシリンダロッド端が軸承されていて、可動梁７８の下方に突出した下端部に鉤片８３が一体形成されている。鉤片８３は略５角形の平板状を呈しており、錠片２５は断面略冂状を呈していて、錠片２５の上面には可動梁７８に対し垂直方向を向いているときの鉤片８３を通すスリット状の開口が形成されている。前記したように可動梁７８を下降させて可動梁７８に対し垂直方向に向いている状態の鉤片８３を錠片２５内へ挿入し、ここでシリンダ機構７９を作動させて鉤片８３を９０度回転させると、鉤片８３が可動梁７８に対し平行方向を向き、錠片２５に係止する。

図２は可動梁７８が上昇した位置にあり、鉤片８３，８４は錠片２５，２６と係止しておらず、したがって可動蓋とした第２分割部２３は炉本体１１及び第１分割部２２に渡り被着された状態を示しているが、この状態を基にして、前記したように、可動梁７８を下降させて鉤片８３，８４を錠片２５，２６内へ挿入し、更に鉤片８３，８４を９０度回転させて錠片２５，２６に係止した後、可動梁７８を上昇させると、第２分割部２３が吊り上げられ、炉本体１１及び第１分割部２２から切り離される。

図示した本発明に係る予熱装置付きアーク炉では、予熱したスクラップＡ，Ｂをシャフト状の予熱装置５１から炉本体１１内へ投入するとき、電極昇降旋回装置４１により電極３１を上昇及び旋回させて退避させた後、前記したように炉蓋２１の可動炉蓋とした第２分割部２３を吊り上げて炉本体１１から切り離し、水平移動手段６１により予熱装置５１と共に電極昇降旋回装置４１側へ水平移動する。

前記のような水平移動は通常、シャフト状の予熱装置５１の中心部が炉本体１１の中心部を直下に臨む位置まで行なう。このようにシャフト状の予熱装置５１を第２分割部２３と共に電極昇降旋回装置４１側へ水平移動すると、第２分割部２３の一部は炉本体１１から電極昇降旋回装置４１側へ突出する。この突出幅をＬ_２とすると、電極昇降旋回装置４１は炉本体１１からＬ_２だけ離した所に設置すればよい。炉蓋２１の固定炉蓋とした第１分割部２２の幅をＬ_１とすると、シャフト状の予熱装置５１と共に炉蓋２１全体を電極昇降旋回装置４１側へ水平移動する従来の予熱装置付きアーク炉では、前記のように水平移動すると、炉蓋２１の相当部が炉本体１１から電極昇降旋回装置４１側へ突出し、その突出幅はＬ_１＋Ｌ_２となるので、電極昇降旋回装置４１を炉本体１１からＬ_１＋Ｌ_２だけ離した所に設置しなければならない。本発明に係る予熱装置付きアーク炉によると、従来の予熱装置付きアーク炉に比べて、炉蓋２１のうちで固定炉蓋とした第１分割部２２の幅Ｌ_１だけ、電極昇降旋回装置４１を炉本体１１へ近づけて設置することができるのである。

【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、電極昇降旋回装置を炉本体側へ近づけて設置できるので、その分だけ電極を支持する支腕及び電極へ接続する導体を短くでき、それだけリアクタンス或は抵抗を減らして変圧器容量を小さくするか或は電力原単位を良くすると共に、アークの発生を安定化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る予熱装置付きアーク炉を一部省略して例示する断面図。
【図２】
図１の予熱装置付きアーク炉における切り離し手段を一部省略して示す側面図。
【図３】
図２の部分拡大断面図。
【符号の説明】
１１・・炉本体、２１・・炉蓋、２２・・第１分割部、２３・・第２分割部、３１・・電極、３２・・支腕、３３・・導体、４１・・電極昇降旋回装置、５１・・予熱装置、６１・・水平移動手段、６８・・支持構造体、７１・・切り離し手段

Claims

炉本体を挟んで片側に電極昇降旋回装置が設置されており、また反対側には該炉本体に被着された炉蓋の上部にシャフト状の予熱装置が装備されていて、該予熱装置が該炉蓋と共に該電極昇降旋回装置側へ水平移動可能とされた予熱装置付きアーク炉において、電極昇降旋回装置側の第１分割部が炉本体に固定された固定炉蓋とされ、また予熱装置側の第２分割部が固定炉蓋とされた第１分割部の分だけ電極昇降旋回装置を炉本体側へ近づけることができる可動炉蓋とされて、該第１分割部と該第２分割部とで炉蓋が２分割されており、該可動炉蓋の上部に装備されたシャフト状の予熱装置が該可動炉蓋と共に該電極昇降旋回装置側へ水平移動可能とされて成ることを特徴とする予熱装置付きアーク炉。
炉蓋の上方に架設されたレール上を走行する台車が装備されており、該台車に取付けられた支持構造体に予熱装置が支持されていて、該支持構造体に装備された吊り上げ手段により該予熱装置とは別体の第２分割部を吊り上げて炉本体から切り離すようにした請求項１記載の予熱装置付きアーク炉。
予熱装置をその中心部が炉本体の中心部を直下に臨む位置まで電極昇降旋回装置側へ水平移動し得る範囲内で第１分割部を固定炉蓋とした請求項１又は２記載の予熱装置付きアーク炉。