JPH0384386A - 直流アーク炉の炉壁電極 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 本発明は、金属材料の溶解、熔融金属の精練等に使用さ
れる直流アーク炉の炉壁電極に関する。

（従来の技術） 精練用のアーク炉として、炉内に装入した溶融金属の上
方に配置した電極と、炉底、炉壁等の炉壁に取り付けら
れた電極との間に電流を流し、溶融金属の精練を行う直
流アーク炉が知られている。

この種の直流アーク炉における炉底電極は、炉内のある
高温の熔融金属からの受熱、供給電流が通過するときに
発生するジュール発熱等によって極めて苛酷な使用雰囲
気に曝される。そこでこの雰囲気に耐え炉底電極の耐久
性を向上させる為、各種の提案が行われている。例えば
特公昭６３−４３６７５号公報の炉壁電極に於いては炉
壁から突出している電極の部分（以下これを後端部とい
う）の周囲に冷媒通路用の冷却スリーブを装着し、この
冷媒通路に水等の冷媒を循環させることにより、電極を
強制冷却することが開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、後端部を冷媒で冷却しても、電極内部の熱伝
導率が低いと、熔融金属に接する電極の先端部が依然と
して高温のままである。しかも、損耗が生し易いのは電
極先端部であり、先端部が高温であると、後端部を冷却
しても高温部との距離があるため溶損等の損耗が盛んに
行われる。

そのため、前述の方式では、冷却能力が不十分となるこ
とが多く、また電極の損耗を効果的に抑制することが出
来ない。

そこで、本発明は、棒状電極の周囲に設けた冷却函を介
して、高温部に近い棒状電極部位を冷却し、特に溶損の
激しい炉内側先端部の冷却を効率良く行うことにより棒
状電極の溶損速度を抑制し耐久性に優れた炉壁電極を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段〉 本発明の炉壁電極は、その目的を遠戚する為に、先端部
が直流アーク炉の炉壁を貫通して炉内に臨む棒状電極と
、該棒状電極の周囲と炉壁耐火物との間に設けられた冷
却函と、該冷却函用冷媒を供給・排出する配管とを備え
ている。また棒状電極を炉内方向に前進させる押上装置
（押上機構）を備えている。

（作用） 本発明においては、棒状電極の周囲に設けた冷却函にガ
ス等の冷媒が吹き込まれる。この冷媒は、冷却函を通過
する際に、棒状電極から冷却函に伝達された熱を運び去
る。そのため、棒状電極は炉内に面する高温部から効率
良く冷却され、棒状電極の溶損速度が遅くなる。

また棒□状電極の溶損状況に応じて、棒状電極を炉内に
前進させる為炉内の棒状電極の溶損が復元され棒状電極
自体の取替頻度が大幅に減少する。

（実施例） 第１図は本発明の実施例１を示す断面図で直流アーク炉
の炉底に電極を装着した場合を示すが、側壁に対しても
本発明が同様に適用されることは勿論である。

直流アーク炉の炉底は、パーマレンガ１の内側に不定形
耐火物２がライニングされており、外側を鉄皮３で支持
している。これら鉄皮３、パーマレンガ１及び不定形耐
火物２で構成される炉壁を貫通して棒状電極４が炉底に
装着される。

棒状電極４の周囲に冷却函５が配置されている。

冷却函５は、第２図に示すように一体リングで形成する
ことも、また実施例２として第３図に示すように独立し
た冷媒供給配管６を有する分割した複数の冷却函５ａ、
５ａにて形成しても良い。

冷媒供給配管６から送り込まれた冷媒７は、冷却函５を
通る間に棒状電極４から冷却函５に伝わった熱を奪い取
るため、棒状電極４の先端部に近い高温部が冷却され、
特に苛酷な雰囲気に曝される炉内側部分の保護が図られ
る。

冷却を終えた冷媒７は冷媒排出配管２３から排出される
。

棒状電極４の後端部分には導電アーム８が接続されてお
り、この導電アーム８を介して棒状電極４に対する給電
が行われる。なお、導電アーム８が接続された棒状電極
４の内部に、給水管９から冷却水を送り込み、接続部を
水冷した後で排水する水冷機構を内臓させることも出来
る。

更に、第１図の例では、この棒状電極４を炉内方向に前
進させる為、棒状電極４の後端に押上げ機構１）が配置
されている。押上げ機構１）は、炉壁に固定された支持
アーム１２にとり付けられており、その押圧面が絶縁体
１３を介して棒状電極４の後端に対向している。

炉内の溶融金属等によって棒状電極４の先端部が損耗し
、その長さが短くなったとき、押上げ機構１）を駆動さ
せて棒状電極４を炉内方向に前進させ、損耗分を押込み
料で補完する。これによって、棒状電極４の交換頻度を
大幅に低減することができる。

第４図は、棒状電極４の軸方向に独立した冷媒供給配管
６ａを有する冷却函５ｂを配置した実施例３の部分断面
図を示す。すなわち、冷却函５ｂが、何らかの原因で破
損した場合でも下部の冷却函５で棒状電極４を冷却する
ことを可能或らしめるものである。また、それぞれ独立
した冷媒供給配管６．６ａを有しているため、異なった
種類の冷媒７ａ、７ｂの使用も可能であり、例えば冷却
函５ａはガス冷媒、冷却函５は水冷媒とすることができ
る。

第５図は棒状電極４の後端部に冷媒をスプレーして冷却
する方式を採用した実施例４の断面図を示す。すなわち
、炉壁から突出している棒状電極４の後端部局面に対し
て、複数の噴射ノズル１４を同心円状に且つ多段に配置
する。そして、供給管１５を経由して冷媒１６は、噴射
ノズル１４から棒状電極４の周囲に吹き付けられ、棒状
電極４を冷却する。この方式で冷媒１６として冷却水を
用いる場合、仮に何らかの原因で給水が停止した場合に
あっても、棒状電極４の周囲に冷却水が溜まる個所がな
いので、水蒸気爆発等の危険がない。

噴射ノズル１４から噴射された冷媒１６が周囲に飛散し
ないように、棒状電極４の平端部周囲をケーシング１７
で取り囲み閉鎖空間としている。

ケーシング１７の底面には排出管１８が開口しており、
噴射ノズル１４から噴射された冷却媒体１６は、排出ポ
ンプ１９により排出管１８を経て強制的に排出される。

なお、棒状電極４の後端には給電ケーブル２０が接続さ
れており、この給電ケーブル２０を介して棒状電極４に
通電される。また、鉄皮３からの冷媒供給配管６の取出
し口及び冷媒供給配管６の途中には、絶縁体２１が設け
られており、冷媒供給配管６を経由する漏電を防止して
いる。この絶縁体２１は、第１図及び第４図では省略し
ているが、実際には第５図と同様にして設けられている
。

また、同様な目的で、供給管１５及び排出管１８の途中
にも絶縁体２２を介在させる。

冷却函５を流れる冷媒７によって、棒状電極４の炉内側
部が冷却される。すなわち、従来のように先端部の熱を
後端部に伝導させながら棒状電極４の後端部を冷却する
方式ではないので、棒状電極４の熱伝導率如何に拘らず
棒状電極４に入った熱を炉内側で積極的に冷却される。

そのため、特に熔融金属による溶損の激しい棒状電極４
の先端部を低温に維持することができ、耐久性が大幅に
向上した。この冷媒７による冷却に加えて、棒状電極４
の後端部にたいして冷媒１６をスプレーするとき、冷却
作用は一層確実なものとなる。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明の炉壁電極においては、
炉内側で棒状電極の周囲に装着した冷却函に冷媒を送り
込み、この冷媒により棒状電極の冷却を行っている。そ
のため、棒状電極先端部の冷却が効率良く行われ、電極
の寿命が大幅に延長される。特に炉内に面する棒状電極
の先端部の溶損が抑制されるので、周囲の耐火物に角部
が生しず、角部の欠は落ちもなくなる。

また、本発明においてはたとえば冷媒として冷却水を使
用する場合には、電極が効率的に強冷却され、電極寿命
が飛躍的に延長され、炉内の耐火物の損耗状況で冷媒を
ガスに切替えることにより、安全性も確保可能である。

また、棒状電極後端部においては、スプレーによって棒
状電極の後端部周囲面に吹付けているため、冷媒を冷却
水としても棒状電極の周辺部に滞留が生じず、水蒸気爆
発等の危険を伴うことなく炉壁電極の冷却が行われる。

更に、損耗に応じて棒状電極を炉内方向に前進させると
き、棒状電極の交換頻度が大幅に軽減されるため、操業
性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１ＴＩ！Ｊは本発明の実施例１を示す断面図、第２図
及び第３図は第１ｖｌＪをＡ−Ａ線で切った夫々実施例
１及び実施例２の断面図、第４図は実施例３を示す部分
断面図、第５図は実施例４の断面図を示す。 ４・・・棒状電極、５・・・冷却函、６，６ａは冷媒供
給配管、１）・・・押上げ機構、１４・・・噴射ノズル
、２３．２３８・・・冷媒排出配管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端部が炉壁を貫通して炉内に臨む棒状電極と、
   該棒状電極の周囲と炉壁耐火物との間に設けられた冷却
   函と、冷媒を該冷却函内に供給・排出する配管とを備え
   ていることを特徴とする直流アーク炉の炉壁電極。
2. （２）請求項１記載の棒状電極を炉内方向に前進させる
   押上げ機構を備えていることを特徴とする直流アーク炉
   の炉壁電極。