JPH04233191A - 直流アーク炉 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属外とうで取回まれた
炉容器と、カソードとして接続構成された少なくとも１
つの電極と、少なくとも１つの底部コンタクトとを有し
、ここにおいて炉の底部は一層又は多層の被覆ライニン
グ体から成り、該被覆ライニング体は導電性の煉瓦又は
他の同等の作用を有する挿入体を備えまた上記被覆ライ
ニング体は上記底部の大部分を覆うコンタクトプレート
上に載置当接されており、上記コンタクトプレートはア
ノードとして接続構成された底部コンタクトを成し、ま
た複数の接続（連結）取付部材を有し、該取付部材は底
板における開口部を貫通しており、また電気線路を介し
て、上記炉容器の傍らに設けられた電流給電装置に接続
されているものに関する。

【０００２】本発明は例えば米国特許第４５５０４１３
号明細書に示すような従来技術に関する。

【０００３】

【従来の技術】（技術的背景）高出力の直流アーク炉の
場合、電流供給線路及び取出（引出）線路中を流れる電
流によって、アークの偏向が生ぜしめられる。アークの
発生は垂直には行なわれない。寧ろ、アークは炉壁に向
けられていてそこに、過熱を来たす。

【０００４】炉容器の下方及び傍らでの電流供給−及び
取出線路の特別な案内布設により、アークの“センタリ
ング”が行なわれ得る。而してＵＳ−Ａ−４５５０４１
３（米国特許第４５５０４１３号）及びＵＳ−Ａ−４５
７７３２６（米国特許第４５７７３２６号）では当該線
路を次のように布設することが提案されている、即ち通
流する直流により惹起された磁界が対称的にアークに作
用を及ぼすように布設することが提案されている。これ
らの手段は高価であり、かつ、コストのほかに、炉の所
要スペースを増大させる。他の手段によれば、電極を電
極保持体と共に炉容器に対して相対的に水平方向に移動
可能にして、電流供給−及び取出線路における非対称性
を補償することが行なわれる。この手段も著しく高価で
ある、それというのは炉蓋（カバー）にて電極の移動変
位量に対して相応のスペースが設けられねばならないか
らである。

【０００５】電流給電リードによってアークの不所望の
偏向が生ぜしめられるが、実際にはアークは所期のよう
に一方又は他方の方向に偏向されて例えば偏心的底部湯
出口の領域にて、又は連続的チャージ付き炉の場合上記
領域にてより一層多くの熱の導入されるべきであること
がよく起り得る。このことは炉容器に対して相対的な電
極の水平方向移動走行によってのみ可能であり、このこ
とは著しく高価である。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的ないし課題とするところは
、簡単な手段で、アークの所期の偏向および／又は対称
化が行なわれ得る直流アーク炉を提供することにある。

【０００７】

【発明の構成】上記課題の解決のため本発明によれば、
アークの所期の偏向のため上記被覆ライニング体の１つ
又は複数のセクションが残りのセクションにおけるより
わずかな導電率を有する材料から成るのである。

【０００８】その場合有利には上記被覆ライニング体は
電流給電装置のほうに向いたセクションにて少なくとも
部分的に所定材料から成り、該所定材料はそれの残りの
セクションにおけるよりわずかな導電性を有しているこ
とが可能である。

【０００９】偏心的底部湯出口を有するアーク炉の場合
、底部湯出口の領域における被覆ライニング体は残りの
領域におけるよりわずかな導電性を有することが可能で
あり、そのようにして、アークの不都合な偏向が回避さ
れ、よって、溶融物中に一層多くの熱が導入され得る。

【００１０】海綿鉄又はくず鉄の連続的チャージ（装入
）用のアーク炉の場合、アークの所期の偏向が次のよう
にして生ぜしめられ得る、即ち、海綿鉄又はくず鉄の連
続的チャージのためのアーク炉において、上記被覆ライ
ニング体は当該チャージのなされる領域では残りの領域
におけるよりわずかな導電性を有するのである。それに
よって、前述の場合におけると類似して、アークがチャ
ージ溶融物のほうに向けられ（所期のように偏向され）
、もって、熱供給の向上増強が行なわれ得る。

【００１１】本発明の特別な利点とするところは、炉容
器下方又は傍らのところを高価な導線の案内布設をした
り、高価な電極の配置手法を用いずに、アークの所期の
偏向を行なわせ得ることであり、その際当該偏向によっ
ては必要に応じて対称化を行なわせ得、又は意識的に、
所定方向へのアークの偏向を行なわせ得ることである。 被覆ライニング体はいずれにしろ規則的時間間隔をおい
て取替えなければならないので、既存のアーク炉に本発
明の被覆ライニング体を設けることも有利に行なうこと
ができる。

【００１２】本発明の実施例及びそれにより得られる利
点を図を用いて説明する。

【００１３】

【実施例】図１−ａの直流アーク炉は炉容器１を有しこ
の炉容器１は金属から成る外とう２を有する。炉ぶた（
カバー）及び電極保持体ははぶいてある。実施例中炉は
カソードとして接続構成された唯１つの堅牢な（内実の
）電極３を有しているが、電極数は２つでも３つでもそ
れ以上でもよい。電極３の下方には通常の形式で電極ス
ポット、即ち、溶融物４のスラグ（残滓）のない面が得
られる。炉は炉容器の張出突出部６において偏心的湯出
口５の形の湯出装置を有する。炉底には底部コンタクト
が取付けられている。上記底部コンタクトは事例ではグ
ラファイト−又はグラファイト含有−煉瓦８ａ〜８ｃの
３つの被覆ライニング体７ａ〜７ｃから成り、これら煉
瓦はキャロット状のコンタクトプレート９上に載置当接
している。上記コンタクトプレート９における接続（連
続）−取付部材１０（図１−ｂ）は容器底部１２におけ
る開口部１１を通って下方外部へ突出している。

【００１４】底部被覆ライニング体には外に向って通常
の炉煉瓦積１３がつづいている。炉容器１２は上記炉煉
瓦積をできるだけ低い温度に保持するために冷却装置（
図示せず）を有し得る。被覆ライニング体７ａ〜７ｃの
煉瓦８ａ〜８ｃは溶融物１４とコンタクトプレート９と
の間の電流導体として用いられる。

【００１５】以上のところまでは直流アーク炉は従来技
術に相応し、例えば米国特許第４，２２８，３１４号明
細書、ドイツ特許第３０２２５６６号明細書、ＧＢ−Ａ
２１３３１２５（英国特許明細書第２１３３１２５号）
、ＤＥ−Ａ３２４１９７８（ドイツ特許公報第３２４１
９７８号）に記載されている。その最初に挙げた刊行物
は旧来のアーク炉に係わり、最後に挙げた刊行物は偏心
的底部湯出口を有するアーク炉に係わる。

【００１６】炉容器の外とう２は内側に向って絞り込ま
れており、内方に向って張出しているカラー部１５を形
成しており、このカラー部１５の端部１６は上方に向っ
て曲げられている。底部プレート１２は半径方向にカラ
ー部１５を張出している。重なり領域では絶縁材から成
るリング１７が設けられている。そのようにして炉の底
部領域全体がカラー部１５上に支持されている。炉の底
部領域は疑似的に炉容器内で浮動している。それと同時
に、当該絶縁材を介して炉外とう２と底板１２、ひいて
は底部コンタクトとの間の電気的絶縁が行なわれ得る。

【００１７】接続（連結）取付部材９の分配装置状態は
図２の炉容器の下面に対する平面図から明らかである。 底部に亙って規則的に分布された４つの取付部材１０及
びアーク炉の電流給電装置１９への高電流導線１８が示
されている。典型的に４５°〜９０°の開角４５°〜９
０°を有する第１セクタ２１（これは電流給電装置１９
のほうに向って対称的に開いている）では被覆ライニン
グ体７ａ，７ｂないし７ｃの煉瓦８ａ，８ｂおよび／又
は８ｃは第２セクタ２２の煉瓦よりわずかな炭素含有量
の材料から成る。

【００１８】上記第２セクタ２２の煉瓦は典型的には１
０〜２０重量％の炭素含有量を有する。従って第１セク
タ２１における導電性は当該領域外におけるより低い。 図２に示すような導線案内布設及び上述のような手段が
なければ（図１では電流給電装置１９の位置及び導線案
内布設は略示してあるに過ぎない）アークは電極３及び
高電流導線１８中を流れる電流の作用下で電流給電装置
１９から離れる方向に偏向されることとなる。これに反
して本発明による被覆ライニング体の合成体によれば、
疑似的に底部コンタクトの電気／磁気中心部が、それだ
けで考察すれば幾何学的中心外にずらされる。そのよう
にして、溶融物における電流分布が次のように影響を受
ける、即ち、第２セクタ２２の領域において当該溶融物
中に一層多くの電流が流れ込み、而して高電流導線１８
に基因する偏向直流フィールド（磁界）が補償作用を以
て重なり合うように影響を受ける。その結果、不所望の
偏向を生じないアーク動作が可能になる。

【００１９】“通常導電性”の煉瓦も、“比較的低い導
電性”の煉瓦も、全く従来技術に相応し、関連会社によ
り全く異なる仕様で提供される。そのほか、グラファイ
トとは異なる導電体を有する煉瓦を使用することもでき
る。例えば、導電性がホウ化物の含有量によって定まる
煉瓦を使用することもできる。更に、金属の被いにより
全部又は部分的に被われた実質的に非導電性のコアから
成る煉瓦を使用することもできる。

【００２０】異なった導電性を有するセクタ２１，２２
の代わりに、上記の被覆ライニング体はそれの導電性の
点で異なった手法で構成することもできる。例えば次の
ような構成にすることもできる、即ち電流給電装置１２
のほうに向いた被覆ライニング体のセクションにて比較
的低い導電性又は非導電性の煉瓦が被覆ライニング体中
に混入されるように構成することもできる。

【００２１】新規配置のもとで提案された手法によって
不都合な偏向の完全な除去がなされないことは不利であ
ると見做され得る。例えばその理由は開角αが過度に小
又は大に選定されたからである、又は第１セクタ２１に
おける被覆ライニング体が誤って設計されているからで
ある。被覆ライニング体はいずれにしろ規則的に取換え
なければならないので、テストフェーズは炉の耐用寿命
に比して比較的短かく、従って、炉動作及びそれの経済
性をほとんど損なわない。

【００２２】偏心的底部湯出口を有するアーク炉の場合
、又は、くず鉄又は海綿鉄が連続的にチャージされるア
ーク炉の場合、底部湯出口ないしチャージの領域にて、
溶融物における温度が溶融物の残りの領域におけるより
低い。被覆ライニング体の異なった導電性のセクション
の選定により、その種の特殊目的のためにも、アークの
所期の偏向を溶融物のそのように定められた領域のまわ
りになすことができる。

【００２３】図４によればセクタ２１の傍らに導電性の
低い煉瓦を有する第２セクタ２３が設けられており、こ
の第２セクタは開角βを以て底部湯出口５に向って対称
的に開いている。当該開角及び煉瓦の導電性の選定設計
には先に対称化に関連して述べたのと同じ考察が成立つ
。セクタ２３の構成により、それだけでも所期の偏向を
次のような場合にも適用することもできる即ち、米国特
許第４，５７７，３２６号米国特許第４，５５０，４１
３号明細書により従来技術に従って線路（導線）の案内
布設を使用する場合にも適用することができる。

【００２４】図３にはアークに対する制御作用を及ぼす
もう１つの手法（第３の手法）が示してある。この手法
は海綿鉄ペレット又はくず鉄での連続チャージの行なわ
れるアーク炉について成立つ。給電装置１９に向っての
チャージの場合（このことを矢印２４で示す）当該チャ
ージ（装入（物））の方向での偏向が次のようにして達
成される、即ち開角ψを有するセクタ２５において被覆
ライニング体の材料がセクタ２２におけるより小さい導
電性を有するようにするのである。この場合にも当該手
段それだけでも適用され得るということが成立つのであ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば簡単な手段で、アークの
所期の偏向および／又は対称が行なわれ得る直流アーク
炉を実現でき、炉容器下方又は傍らのところを高価な導
線の案内布設をしたり高価な配置手法を用いずにアーク
の所期の偏向を行なわせ得るという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】偏心的湯出口付きの直流アーク炉の実施例を示
す縦断面で示し、炉底部における電気的接続部を示す図
である。

【図２】図１のアーク炉の炉底部の平面図である。

【図３】底部湯出口の領域における熱供給の増強のため
の付加的手段を設けた直流アーク炉の被覆ライニング体
の平面図である。

【図４】チャージ領域にて熱供給増強のための付加的手
段を設けた図１の直流アーク炉の被覆ライニング体の平
面図である。

【符号の説明】

１　　　　炉容器 ２　　　　外とう ３　　　　電極 ４　　　　溶融物 ５　　　　偏心湯出口 ６　　　　張出突出部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　金属外とう（２）で取回まれた炉容器
   （１）と、カソードとして接続構成された少なくとも１
   つの電極（３）と、少なくとも１つの底部コンタクトと
   を有し、ここにおいて炉の底部は一層又は多層の被覆ラ
   イニング体（７ａ，７ｂ，７ｃ）から成り、該被覆ライ
   ニング体は導電性の煉瓦（８ａ，８ｂ，８ｃ）又は他の
   同等の作用を有する挿入体を備えまた上記被覆ライニン
   グ体は上記底部の大部分を覆うコンタクトプレート（Ｐ
   ）上に載置当接されており、上記コンタクトプレート（
   Ｐ）はアノードとして接続構成された底部コンタクトを
   成し、また複数の接続（連結）取付部材（１０）を有し
   、該取付部材は底板（１２）における開口部（１１）を
   貫通しており、また電気線路（１８）を介して、上記炉
   容器の傍らに設けられた電流給電装置（１８）に接続さ
   れているものにおいて、アークの所期の偏向のため上記
   被覆ライニング体（７ａ，７ｂ，７ｃ）の１つ又は複数
   のセクション（２１，２３；２１，２５）が残りのセク
   ション（２２）におけるよりわずかな導電率を有する材
   料から成ることを特徴とする直流アーク炉。
2. 【請求項２】　　上記被覆ライニング体（７ａ，７ｂ，
   ７ｃ）は電流給電装置（１９）のほうに向いたセクショ
   ン（２１）にて少なくとも部分的に所定材料から成り、
   該所定材料はそれの残りのセクションにおけるよりわず
   かな導電性を有している請求項１記載の直流アーク炉。
3. 【請求項３】　　上記被覆ライニング体（７ａ，７ｂ，
   ７ｃ）は電流給電装置（１９）のほうに向って開いてい
   る第１セクタ（２１）にて、所定材料から成り、該所定
   材料はそれの第２セクタ（２２）におけるよりわずかな
   導電性を有するものである請求項２記載の直流アーク炉
   。
4. 【請求項４】　　上記第１セクション（２１）の開角（
   α）は２０°〜１８０°、例えば４５°〜９０°である
   請求項３記載の直流アーク炉。
5. 【請求項５】　　上記第１セクションないしセクタ（２
   １）における被覆ライニング体の導電性は他のセクショ
   ンないしセクタ（２２）におけるよりも少なくとも２５
   ％小である請求項記載の２から４までのいずれか１に記
   載の直流アーク炉。
6. 【請求項６】　　偏心的底部湯出口（５）を有し該底部
   湯出口（５）の領域における被覆ライニング体は残りの
   領域におけるよりわずかな導電性を有する請求項１又は
   ２記載の直流アーク炉。
7. 【請求項７】　　海綿鉄又はくず鉄の連続的チャージの
   ためのアーク炉において、上記被覆ライニング体は当該
   チャージのなされる領域では残りの領域におけるよりわ
   ずかな導電性を有する請求項１又は２記載の直流アーク
   炉。
8. 【請求項８】　　上記被覆ライニング体は１つ又は複数
   の層の煉瓦（８ａ〜８ｃ）から成り該煉瓦は導電体とし
   て金属、グラファイト又はホウ化物を含有するか、又は
   少なくとも部分的に金属被いの施された煉瓦から成るも
   のである請求項１から７までのいずれか１に記載の直流
   アーク炉。