JPH0395391A - 炉蓋 - 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〕 この発明は処理物の溶解や精錬を行なう為の炉において
用いられている炉蓋に関する．〔従来の技術〕 この種の炉蓋は例えば環状の大炉蓋とその環状の中空部
に装着した小炉董とからｉ＊される．そして上記大炉蓋
番よ中空状′に構或すると共に、その中空部には下板に
冷却水を吹き付ける為のスプレー手段と吹き付けられた
冷却水を排水する為の排木管が備えられる，一方小炉蓋
は例えば耐火物で形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような炉蓋にあっては、上記小炉蓋がそこに備えら
れる加熱電極からの高熱を受けたり或いはアークスパー
クを受けて傷み易く、頻繁に補修を要する問題点がある
。そこで上記小炉蓋を通水路を備えた水冷構造にするこ
とが試みられた。しかし、そのような構造のものは、上
記大炉蓋に対する冷却水の給排水系の圧力と小炉蓋に対
する冷却水の給排水系の圧力εが異なる為、夫々別個に
設けた給排水装置から夫々別々のホースでもって上記大
炉蓋及び小炉蓋に対する給排水を行わねばならず、炉Ｉ
Ｉ周りにおいて多数のホースが輻躾する問題点がある。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、小炉蓋を冷却能力の高い水冷構造
にすることによってその寿命を長くすることができ、そ
の上、小炉蓋が傷んだ場合にはその小炉蓋のみの交換で
足り、その上大炉蓋に対する給排水を利用して小炉蓋に
対する給排水をも行い得るようにした構造の炉蓋を提供
することである。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的を達戒する為に、本願発明は前記請求の範囲記
載の通りの手段を講したものであって、その作用は次の
通りである。

〔作用〕

大炉蓋におけるスプレー手段の給水管に給水することで
もって、小炉蓋におけるスプレー手段の給水管にも給水
され、夫々のスプレー手段から冷却水の水滴が各々の炉
蓋の下板に吹き付けられて各々の冷却が行われる。大炉
蓋において、吹き付けられた冷却水を排水管を通して排
水することにより、小炉蓋においても、吹き付けられた
冷却水を同時に排水できる。

〔実施例〕

以下本願の実施例を示す図面について説明する。

炉及びその関連設備の周知の横或を示す第２、３図にお
いて、１は炉で、周知のアーク炉を示し、炉体ブラット
フォーム２の上に設けられている。

３は炉１における炉体で、内部には溶湯５を入れる為の
空間４を有し、一方の側の側壁には第３図に示すように
出湯樋６が設けられ、その反対側には図示はしないが周
知の除滓口が設けてある。７は炉１における炉蓋を示し
、中心部には複数本のアーク加熱用の黒鉛電極８が挿通
され、中心部から偏在した位置に設けられている排気口
には直引煙道９が接続してある． 上記炉体プラントフォーム２は炉ＩＩ１０、炉台１１に
よって支えられ、傾動装置１２例えば油圧シリンダによ
って炉１を出湯の為に第３図矢印八方向に傾動させたり
、除滓の為に炉１を矢印Ｂ方向に傾動させ得るようにな
っている．１３は炉１の傾動を検知する為の傾動検知手
段を示す。

次に１５は周知の炉蓋上昇旋回装置で、上昇及び旋回自
在なｙａ１６を備え、その腕１６によって上記炉蓋７が
支持されている。

次に１７〜２３は電極８に係わる周知の構成を示し、１
７は電極支柱、１８は電極支腕、１９は電極クランプ、
２０は支腕母線、２１は可撓電線、２２は炉用変圧器、
２３は変圧器二次側母線を夫々示す。

上記のような構成のアーク炉１においては、周知の如く
炉蓋７を上昇旋回させて炉体３の上方を開放させた状態
で空間４に溶解原料が装入され炉Ｍ７が閉しられる。こ
の状態において電極８にアーク発生用の電力が供給され
、その電極８から発せられるアークによって上記溶解原
料が溶解され、溶湯５が形戒される。溶湯５の形戒後炉
１は第３図矢印Ｂ方向に傾動されて除滓が行われたり、
矢印八方向に団動されて出湯が行われる。

次に上記アーク炉１における炉蓋７の冷却構造について
第ｌ、４図に基づき説明する，上記炉蓋７は、環状の大
炉Ｍ５４とその環状の中空部に装着した円盤状の小炉蓋
５５とから構成されている。大炉１５４は、ｍ仮を用い
て第４図に示される如く下板７ａと上板７ｂとを相互に
離間配置してそれらの両板間に中空部が形或されるよう
に＋ｌ　ｆｉされている。

上記下板７ａは図示の如く中心部の側が高く外周部の側
が低くなるよう傾斜している。上板７ｂも同様である。

２５は大炉蓋５４に付設した冷却装置を示し、冷却水の
吹付装ｉ１１２６と、吹き付けられた後の冷却水の排出
装置２７とから構成される。先ず吹付装置２６について
説明する。２９は給水管で、大炉１５４の中空部におい
て炉蓋７の中心部に近い側に環状に設けられた給水ヘン
ダ３０と、ヘッダ３０に対し放射状に接続した多数の枝
管３１とで構或してある．３２は枝管３１に取付けたス
プレー手段で、スプレーノズルをもって構或してある．
このスプレー手段３２は上記下板７ａに対してごストを
吹き付けるようにしたものであってもよい。尚３３は給
水ホースで、一端を上記給水管２９におけるヘッダ３０
に、他端を図示外の冷却水供給装置に接続してある。

次に排出装置２７について説明する．　３６．　３７は
夫々排水管を示し、各々の一端には夫々吸引口３４．　
３５を備えている。各吸引口３４．　３５は上記大炉蓋
５４の中空部において、炉の傾動方向の一方の側の縁部
と他方の側の縁部の夫々低所部分に位置させてある。排
水管３６．　３７の他端はホースの接続を可能に炉蓋外
に突出させてある．３日は炉外に設けられた吸引用のポ
ンプを示し、一例としてベンチュリポンブ（エゼクター
）が用いてある．３９は該ポンプにおける吸口で、前記
排水管３６．　３７の他端に対し夫々個別の開閉弁４０
．　４１及び排水用のホース３６ａ，３７ａを介して接
続してある．尚４２はボンブ３８における駆動水の入口
で、モータ４４によって作動されるようにした昇圧ポン
ブ４３が接続してある．４５はポンプ３８における吐出
口を示す。

次に５０は上記開閉弁の制御手段を示す。５１は該制御
手段における制御装置で、前記傾動検知手段１３からの
傾動信号を受けて開閉弁４０．　４１の開閉を制御でき
るようになっている．又この制御装置５１はタイマ５２
からの信号を受けて上記開閉弁４０．　４１に対しそれ
らを予め定められた順位で開閉させる指令を所定時間毎
に与え得るようにも構成してある。

次に上記構成の冷却装置２５による大炉蓋５４の冷却に
ついて説明する． （Ａ）溶解或いは精錬等、炉１の操業が略水平状態で行
われている場合 アーク炉１の操業中において給水へ冫ダ３０に供給され
た冷却水は、枝管３１を通して多数のノズル３２から冷
却用の水滴となって大炉蓋における下板７ａ（炉内の空
間４に面する板）に吹き付けられる。

その吹き付けられた水滴により大炉蓋の下板マａが冷却
される。吹き付けられた水滴は上記下板７ａに沿って大
炉蓋の外周方向に流下する． 一方、上記のような操業状態においてボンブ３８の入口
４２には駆動水が送り込まれ、吸口３９には負圧が生じ
ている。又タイマ５２からは制御装置５１に時間信号が
与えられ、制御装置５１は開閉弁４０．　４１に対して
それらを予め定められた順位の一例として交互に開閉さ
せる指令を所定時間毎に与える。この為、開閉弁４０．
　４１は所定時間毎に交互に開閉し、吸引口３４又は３
５は交互にポンブ３８の吸口３９に連通される．その結
果、上記大炉１１５４の外周側に流下してきた水は吸引
口３４又は３５を通して交互に吸引される。その結果、
大炉蓋５４内には流下した水が滞留することは殆どなく
、大炉！５４における下板７ａには常に新しい冷却用の
水滴が吹き付けられる状態が保たれる。従って、上記下
板７ａの冷却は極めて効率良く行われる。

上記排水の場合、上記のように吸引口３４又は３５を通
して冷却水の吸引が所定時間毎に交互に行われる為、例
えばアーク炉１が略水平状態ではあるが僅かに傾いてお
っていずれか一方の吸引口３４又は３５が常に水面上に
ある状況下であっても、下位となっている側の吸引口３
４又は３５を通して冷却水の吸引が行われ、大炉蓋５４
内に冷却水が溢れることが防止される．上記所定時間は
例えば大炉蓋５４内に冷却水が溢れる状態となる時間（
例えば２〜３分）の１／３乃至１／４に設定することに
より、吸引口３４又は３５の各々を通しての吸引の交代
が頻度高く行われて、大炉蓋５４内の溢水が確実に防止
され、上述の如き水滴による高効率の冷却が確実に行わ
れるようにすると良い． 向上記水平状態での操業の場合には、両開閉弁４０４１
を共に開放させて両吸引口３４．　３５を通しての冷却
水の除去を同時的に行っても良い。

（Ｂ）出湯の為にアーク炉ｌを第３図矢印八方向に傾動
させる場合 この場合においてもノズル３２からの冷却水の吹き付け
は前述の場合と同様に継続される．この為、大炉蓋５４
における下板７ａに吹き付けられた冷却水は吸引口３５
の側に流下する．この場合における排出装置２７による
冷却水の排出は次の通りである．アーク炉１が傾動する
と傾動検知手段１３がその傾動方向（又は角度でもよい
）を検知し、制御装置５１に向けて傾動信号を与える。

制御装置５１はその信号を受けて上位となる側の吸引口
３４に連なる開閉弁４０に閉指令を与える．この場合、
他方の開閉弁４１に開指令が与えられることはいうまで
もない．従ってポンプ３８の吸口３９には吸引口３５の
みが連通し、吸引口３４と吸口３９との連通は断たれる
。この為吸引口３４から誤って空気を吸い込むようなこ
とは無く、上記吸引口３５の側に流下した冷却水は該吸
引口３５を通して安定に吸引、排除される。

尚除滓の為にアーク炉ｌが第３図矢印Ｂ方向に傾動され
る場合は、傾動検知手段１３からの傾動信号により制御
装置５１によって開閉弁４０が開かれ、開閉弁４１が閉
じられる。その結果吸引口３４を通して冷却水の吸引が
安定して行われる。

次に上記炉蓋７の構造を更に詳細に説明する。

第５図及び第６図に基づき先ず大炉蓋５４について説明
する．該大炉！５４は前記した下Ｆｉ．７ａ及び上仮７
ｂと、内周側板５６及び外周側板５７によって中空状に
構或してある。上記下板７ａは第６図に明示されるよう
に中心部の側が高く、外周部の側が低くなるよう｛頃斜
させてある。その角度は１０″乃至２０’の内から任意
に選ばれる。又この下’Ｉｉ１ａは板厚が９〜１２ｍの
軟鋼の薄板で形成される．尚大炉蓋５４の下面における
外周部分はやや肉厚の縁部下板５８で形成される。下板
７ａと内周側板５６とは一続きに形成されており、両者
の接合部５９は丸みをもったコーナ一部となっている．
この接合部５９の丸みの外半径は板厚の５〜８倍の寸法
に形成される。次に上＠７ｂは更に薄い例えば６ｎ程度
の鋼板で形戒され、各所に点検口６０が設けられて通常
は蓋６１によって閉ざされている。上記外周側板５７は
例えば板厚１６鴇程の鋼板で形戒される。次に第５図に
示される６２は大炉蓋５４の中空部内の各所に放射状に
設けられた補強リブを示し、大炉蓋５４の補強を行なう
と共に、大炉蓋５４の内部空間を仕切って冷却水がその
補強リブ６２を越えて側方へ流れることを制限する為に
設けられている。尚第６図において６２ａ，６２　ｂは
補強リブの下縁を示し、その下側は大炉蓋５４の全周に
わたる連通部６３ａ，６３　ｂとなっている． 次に上記大炉蓋５４の中空部に備えられた給水管２９に
ついて更に説明する。給水ヘッダ３０は第５図に示され
るように炉蓋における排気口６４の部分を除く略環状の
形状に配設されている．６５は給水接続口で、上板７ｂ
上において図示されるよ・ラな位粟に設けられており、
上記給水ヘソダ３０に接続している。次にスプレーノズ
ル３２としては第６図に示される円錐頂角θが１１０°
以上で、中実のスプレーパターンを有するものが用いて
ある。又それらのスプレーノズル３２は例えば各々のス
プレーパターンが第５、６図に破線で示されるようにな
って、炉の中心部側の水量密度が密で、外周部側の水量
密度が粗となるように配置してある． 次に排水管の関連について説明すると、第６図に示され
る７０は排水管３７における吸込管を示し、その下端は
開口しておって前記吸引口３５となっている．尚排水管
３６についても同様の構造がとられている．第５図に示
される符号６６．　６７は夫々排水管３６．　３７にお
ける排水接続口で、外周０！！Ｉ仮５７から側方を向け
て突出させてある。これらの接続口６６６７には第５図
の如《夫々止め弁（例えばバタフライ弁）　６８．　６
９が付設されており、各止め弁６８．　６９に対して前
記排水ホース３５ａ，３７ａが接続される。

次に、第５、７図に基づき小炉蓋５５について説明する
。該小炉蓋５５は夫々綱板製の下板７１、上板７２、周
（Ｐｌ板７３でもって、前記大炉蓋５４と同様に下板７
１と上板７２との間に中空部が形成されるようにＩＩし
てある。７４は加熱用電極の存置部を示し、複数の電極
孔７５が設けてある。７６は電極孔７５の周壁をなす筒
体で、金属例えば鋼板で形成され、上下の端は上板７２
及び下板７１に水密的に接′ｉＩｔ＜溶接）してある。

筒体７６は図示の如く下方程細くなるテーバ状に形成し
てあり、例えば高アルミナ系の耐火物製の電極スリーブ
７７を着脱自在に嵌め込み得るようにしてある。筒体７
６の内径は、上記ｔ極スリーブ７７内に挿通される電極
８の外周面との間隔ｌが、最も狭い部分においても２５
０ｎ以上となるように選ばれる．例えば電極の直径が３
５０〜６００　ｍであれば、それに５００Ｒを加えた８
５０〜１　１００　ｍにされる。

次に小炉蓋５５の冷却手段について説明する。７８は小
炉蓋５５の中空部に備えられた給水管を示す．７９は給
水管７８における給水ヘッダで、環状に形成され、中空
部内の外周部分に配設してある。８０は給水ヘッダに接
続した技管で多数が備えられている．８Ｌ　８１・・・
は各枝管８０に取付けたスプレー手段で、スプレーノズ
ルが用いてあり、図示される如く下板７１及び筒体７６
に向けて水滴を噴き出し得るよう指向させてある．尚８
２は上記給水管７８における給水口で、図示の如く上仮
７２上に突設させてあり、接続管８３及びその途中に介
設した止め弁８４を介して、大炉蓋５４の給水ヘンダ３
０に接続してある。

次に８５．　８６は小炉蓋５５における排水管を示し、
各々の下端は開口しておって冷却水の吸引口となってお
り、上端は上板７２上に突設させてあって排水口８７．
　８８となっている。上記各排水管８５＋　８６におけ
る吸引口は前記大炉蓋５４における吸引口３４．　３５
と対応する側に設けられておって、炉の傾動時にも支障
なく冷却水の排出ができるようにしてある。

上記排水口８７は接続管８９を介して大炉蓋における排
水管３６に接続してある。また図示はせぬが排水口８８
は同様に排水管３７に接続してある。

尚第７図において大炉蓋５４及び小＃ｊ５蓋５５におけ
る各下板７ａ，　７１の下面に付設されている９０はス
ラグキャソチャを示し、炉の操業時において炉内におい
て発生し炉蓋に向けて飛散するスラグのスプラッシュを
捕着する為のものである。

上記のような構成の炉蓋を用いた炉において操業が行わ
れる場合、大炉蓋５４においては、第６図に示されるよ
うにノズル３２から吹き出された水滴は内周側板５６や
下板７ａに吹き掛かり、それらを冷却する。吹き掛かっ
た冷却水は下板７ａの勾配に沿って流下し、炉蓋外周部
の低所部分に至る。そこヘ流下した冷却水は吸引口３５
から吸い込まれて排水管３７を経て排出される。或いは
吸引口３４から吸い込まれて排水管３６を経て排出され
る．一方、小炉蓋５５においては、大炉蓋５４の給水ヘ
ッダ３０から接続管８３を通して給水口８２に供給され
た冷却水が、給水ヘソダ７９、技管８０を通してノズル
８ｌから筒体７６や下板７１に向け水滴となって吹き付
けられ、それらの冷却が行なわれる。吹き付けられた冷
却水は下板７ｌの傾斜（中心部が高く外周部が低くなる
よう１頃糾している）に沿って外周部に流下し、排水管
８５．　８６を通して吸い上げられ、排水口８７．　８
８から大炉蓋５４の排水管３６．　３７に排水される． 上記冷却の場合、筒体７６の冷却が効率良く行なわれる
為、その温度は低く保たれる。従って電極スリーブ７７
の温度も低く保たれる。その結果、電極スリーブ７７の
耐久性が著しく向上し、かつ電極スリーブ７７の絶縁抵
抗値も大きく維持できる．次に、上記炉蓋としては前記
第３図に示されるように矢印八方向とＢ方向の二方向に
傾動する炉において用いられる炉蓋を示した。この為炉
蓋においていずれの側が低くなっても冷却水の排出がで
きるよう、大炉蓋５４及び小炉蓋５５においては夫々２
本の排水管３６．　３７及び８５．　８６を備えて、各
々の吸引口が各方向への傾動時に夫々最も低所となる部
分に位置するようにした例を示した。しかし傾動方向が
一方向に定まっている炉において用いられる炉蓋、或い
は実質的な傾動が行われないｆｌ造の炉（例えば取鍋精
錬炉〉において用いられる炉蓋の場合には、大炉蓋５４
及び小炉蓋５５いずれも排水管を夫々１本だけ備えさせ
て、その排水管における吸引口を常に低所となる場所に
位置させても良い。

〔発明の効果〕

以上のように本願発明にあっては、炉Ｍ７の冷却を行な
う場合、大炉蓋５４においては、冷却水の水滴を下ｔｆ
ｆｌ７ａに吹き付け、吹き付けられた冷却水を排水する
ことにより、下阪７ａを常に新しい水滴によって大きな
冷却能力で冷却できるは勿論のこと、小炉蓋５５の下板
７ｌにおいても同様にして、常に新しい水滴により大き
な冷却能力で冷却できる効果があるゆ その上、炉の操業時に加熱ｔ極８からの高熱が加わった
りアークスパークを受ける頻度の高い加熱電極の存置部
７４は小炉蓋５５に備えているから、その存置部７４が
傷んだ場合には、小炉蓋５５のみの交換で足りる特長も
ある。

しかも炉蓋７を大炉蓋５４と小炉蓋５５とで構成して上
記のように小炉Ｉ５５のみの交換を可能としたものであ
っても、上記の如き冷却時における大小各炉蓋５４，　
５５への給排水は、大炉１１５４への給排水を利用して
小炉蓋５５への給排水も行なうことができ、炉蓋周りの
給排水用のホースの数を極めて少なくできる特長がある
。このことは、炉蓋７を動かす場合においてそれら少な
い数のホースは邪魔になることが極めて少なく、炉蓋の
移動作業を安易化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 図面は本願の実施例を示すもので、第１図は炉蓋の冷却
装置を示す系統図、第２図はアーク炉及びその関連設備
を示す縦断面図、第３図はアーク炉の傾動構造を説明す
る為の図、第４図は炉蓋の縦断面略示図、第５図は炉蓋
の詳細な構造を示す一部破断乎面図、第６図は第５図に
おけるＶｌ−Ｖｌ線拡大断面図、第７図は小炉蓋及びそ
れと大炉蓋との関連を示す縦断面図。 ７・・・炉蓋、５４・・・大炉蓋、５５・・・小炉蓋、
３２．　８１・・・スプレー手段、３６．　８５・・・
排水管。 第１図 第２図 ＠３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、環状の大炉蓋と、上記環状の中空部に装着されかつ
   中心部に加熱用電極の存置部を有する小炉蓋とから成り
   、上記大炉蓋は上板と下板とを相互に離間配置してそれ
   らの両板間に中空部が形成されるように構成してあると
   共に、該大炉蓋の上記中空部には、上記下板に冷却水の
   水滴を吹き付けるようにしたスプレー手段と、吹き付け
   られた冷却水を排水する為の排水管とが付設してある炉
   蓋において、上記小炉蓋は上記大炉蓋の上板とは別体の
   上板と上記大炉蓋の下板とは別体の下板とを相互に離間
   配置してそれらの画板間に中空部が形成されるように構
   成してあると共に、該小炉蓋の上記中空部には、上記小
   炉蓋における下板に冷却水の水滴を吹き付けるようにし
   たスプレー手段と、吹き付けられた冷却水を排水する為
   の排水管とが付設してあり、小炉蓋におけるスプレー手
   段の給水管と小炉蓋における排水管は、大炉蓋における
   スプレー手段の給水管と大炉蓋における排水管に夫々接
   続してあることを特徴とする炉蓋。 ２、小炉蓋における加熱用電極の存置部の構造は、電極
   スリーブを嵌合させ得るようにした電極孔が小炉蓋に穿
   設されていると共に、その電極孔の周壁は金属製の筒体
   で構成されており、小炉蓋におけるスプレー手段は、上
   記筒体に対する冷却水の水滴の吹き付けが可能な向きに
   指向させてある請求項１記載の炉蓋。