JPH03180408A - 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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- JPH03180408A JPH03180408A JP1320035A JP32003589A JPH03180408A JP H03180408 A JPH03180408 A JP H03180408A JP 1320035 A JP1320035 A JP 1320035A JP 32003589 A JP32003589 A JP 32003589A JP H03180408 A JPH03180408 A JP H03180408A
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Classifications
-
- 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
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- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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- Discharge Heating (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野１
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Ｎ極に適用づると有利である。 ［従来の技術］ 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Δ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１貞から下げた黒
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、金属製のピンを小数または複数本用いた
ものが多く、築炉および神経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ｇ（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ｒ’Ｂ ｆＡが随伴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、はぼ溶湯のそれに等
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、
電極の溶融はざらに進んで、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。 ［発明が解決しようとする課題１ 本発明の目的は、上）ボ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。 【課題を解決するための手段】 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（１八）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益に孔を設けておき、それ
を通して投入することによって補給できる。 炉蓋を旋
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、４藷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【プて流し込
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。 ［作 用１ 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取分の液体の金属と、
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）８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’Ｃである。 炭素含有
量の低下に伴う融点の上前度合は低炭素ｆ！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−
かう、ＩＴ！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
づる。 ［実施例］ 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ｍ装で直径３５０ｍの単ビン型である。 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３００ｍ、
長さ３００ｍ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１ｑ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。 ［発明の効果］ 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、溶解ヂ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、瀉もれの危険な
く続けて行なうことができる。
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Ｎ極に適用づると有利である。 ［従来の技術］ 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Δ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１貞から下げた黒
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、金属製のピンを小数または複数本用いた
ものが多く、築炉および神経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ｇ（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ｒ’Ｂ ｆＡが随伴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、はぼ溶湯のそれに等
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、
電極の溶融はざらに進んで、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。 ［発明が解決しようとする課題１ 本発明の目的は、上）ボ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。 【課題を解決するための手段】 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（１八）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益に孔を設けておき、それ
を通して投入することによって補給できる。 炉蓋を旋
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、４藷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【プて流し込
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。 ［作 用１ 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取分の液体の金属と、
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）８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’Ｃである。 炭素含有
量の低下に伴う融点の上前度合は低炭素ｆ！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−
かう、ＩＴ！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
づる。 ［実施例］ 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ｍ装で直径３５０ｍの単ビン型である。 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３００ｍ、
長さ３００ｍ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１ｑ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。 ［発明の効果］ 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、溶解ヂ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、瀉もれの危険な
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、本発明の炉底型ｆｌ ＩＩ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ａ３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 ＩＡ・・・溶融部分２・
・・炉頂電極 ３・・・炉底レンガ４・・・
溶 瀉 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、本発明の炉底型ｆｌ ＩＩ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ａ３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 ＩＡ・・・溶融部分２・
・・炉頂電極 ３・・・炉底レンガ４・・・
溶 瀉 ５ （５Ａ、５Ｂ）・・・電極補給材
Claims (4)
- （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。 - （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。 - （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。 - （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つて補給する請求項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 true JPH03180408A (ja) | 1991-08-06 |
| JP2920972B2 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 |
|---|---|
| JP2920972B2 (ja) | 1999-07-19 |
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