JPH0596047U

JPH0596047U - 直流ア−クによる取鍋内溶鋼加熱装置

Info

Publication number: JPH0596047U
Application number: JP4317492U
Authority: JP
Inventors: 信元高柴; 清志高橋
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1992-05-30
Filing date: 1992-05-30
Publication date: 1993-12-27
Anticipated expiration: 2007-05-30
Also published as: JP2576304Y2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】直流アークによる溶鋼加熱の有利な点を生か
し、従来の欠点を解決できる直流アークによる取鍋内溶
鋼加熱装置を提供する。【構成】上部２本電極方式の直流アーク溶鋼加熱装置
において、取鍋の外側に導体を設け、取鍋アークに磁力
を働かせてその方向を制御する。【効果】装置が簡単でかつ操作が容易となるばかりで
なく、溶鋼の加熱が効率的となり電力、電極の原単位を
節減できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は取鍋に受けた溶鋼をさらに精錬し、不純物の少ない溶鋼を得るための直流アークによる取鍋内溶鋼加熱装置に関し、合金鋼、軸受鋼、電磁鋼板等の高級鋼溶製の分野で広く利用されている。

【０００２】

【従来の技術】

転炉や電気炉などの製鋼炉において１次精錬を行った溶鋼を取鍋に受鋼し、取鍋内で２次精錬を行う取鍋精錬が知られている。取鍋精錬は、前記のように製鋼炉で脱硫、脱燐、脱炭などを主として行い、この１次精錬段階で生じた酸化性のスラグを除去して取鍋に出鋼し、取鍋で新しいフラックスを添加して塩基性のスラグを造って還元精錬を行うものである。この取鍋精錬は電極からのアークによる溶鋼の加熱段階とそれに続くフラックス投入による精錬段階とに分かれている。

【０００３】このため従来では、取鍋の上に可動鍋蓋を被せ、上方より３本の電極を挿入し、３相交流電源を用いて交流アークにより加熱していた。また例えば特開平１− ９６３２２に開示されている如く、溶鋼撹拌を行うために鍋底部にポーラスプラグを設け、ポーラスプラグを通してアルゴンなどの不活性ガスを導入している。さらに特開昭４９−２７４１４に開示の如く、ポーラスプラグによる不活性ガス導入に加えて鍋蓋の上方からガス吹込ランスを挿入し、不活性ガスを吹込むものもある。

【０００４】直流型の取鍋精錬炉としては、図３に示す如く上部３本電極方式として、溶鋼２およびスラグ４を収容した取鍋６の中央に陰極電極８を、両側に２本のコンタクト電極として陽極電極１０を配し中央の陰極電極８でアークを発生するものが知られている。また上部一本電極方式として、図４に示す如く上部に１本の陰極電極８を配し取鍋６の壁面にカーボンれんが１２を埋込み、鋼製の鉄皮、ラグを介して鍋台車に設けた陽極銅板１４上に積載導通するように構成したものである。さらに上部２本の電極方式として図５に示す如く、上部にそれぞれ１本の陰極電極８および陽極電極１０を配置し中央に１本のアークを発生させるものもある。

【０００５】しかしながら上記交流アークにより加熱する従来技術では、内径３〜４ｍ程度の取鍋内に炉蓋を貫通して３本の電極を炉内に挿入しなければならず、鍋蓋の貫通孔との取合いや、溶鋼撹拌用ランスの挿入口と副原料、成分調整用合金鉄投入口との取合いが錯綜していて設備が複雑であるという問題点がある。このように設備が複雑であると、通常、取鍋精錬の操業は、電極からの交流アークによる溶鋼の加熱段階と、それに続くフラックス投入による精錬段階に分かれているが、これらの作業性が悪くなるという問題点を派生する。

【０００６】次に直流型取鍋精錬のうち、上部３本電極方式は、上部電極が多いため構造が複雑となるばかりでなく、電極コストが高くなり、２本の黒鉛製コンタクト電極から溶鋼へ炭素が混入し易く、鋼中の炭素値を狂わす原因となる。また、上部１本電極方式は、上部電極廻りは簡単になるが、取鍋の壁面に埋込むカーボンれんがの構造およびその給電系統が複雑となり、取鍋耐火物が壁面の電極廻りおよびスラグラインの両方で損傷し易く、耐火物寿命が短くなるという問題がある。

【０００７】さらに、上部２本電極方式は、スラグ層が厚いため発生するアークが長くなるので電力原単位が高くなると共に、発生したアークが偏向し、陽極電極のコンタクトによる溶鋼中の炭素量の上昇等の問題がある。なお、上記の３方式の直流型取鍋精錬のいづれにおいてもフラックスインジェクションによる同時処理はできない。電気炉操業において、電極からのアーク長さｌは電圧Ｖによって決まり、交流電源の場合はアーク長さｌ≒Ｖ／√２mmとなり、直流電源の場合はアーク長さｌ ≒Ｖmmとなる。従って電極のスラグ中へのサブマージドアークによる溶鋼の加熱において交流に較べて直流の方がアーク長さｌが長いので有利である。また、交流電源によるアークは、周波数に合わせてアークの方向が変化して不安定であるのに対して、直流電源の場合は、アークの方向が安定している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、上記の如き現状に鑑み、直流アークによる溶鋼の加熱の有利な点を活かし、従来の欠点を解決できる直流アークによる取鍋内溶鋼加熱装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の要旨とするところは次の如くである。すなわち、取鍋の上部を覆う取鍋蓋に貫通して設けられた陰極電極および陽極電極と、前記陰極電極および陽極電極のそれぞれの独立した昇降手段および電圧、電流制御手段とを有して成る直流アークによる取鍋内溶鋼加熱装置において、前記取鍋の外側に電磁界を発生する導体を設けたことを特徴とする直流アークによる取鍋内溶鋼加熱装置、である。なお、取鍋の周辺設備は導磁率の小さい材料を使用し、導体の発生する磁力の吸収を極力防止し、電磁界により直流アークの方向を制御し高い効率で溶鋼の加熱を実施することができる。

【００１０】

【実施例】

実施例１本考案の詳細を実施例１により説明する。図１は本考案の導体を片側に設置した取鍋精錬装置を１部断面で示す正面図である。底部にポーラスプラグ１６を埋設した取鍋６に転炉から出鋼した溶鋼２を受け入れた後、台車１８に乗せて搬送される。取鍋６には取鍋蓋２０が被せてあり、中央には陰極電極８が電極ランス用孔２２を貫通してスラグ４に浸漬している。取鍋６の縁寄りに先端が溶鋼２に浸漬するように陽極電極１０が配置されている。取鍋６の側方の外部の前記陽極電極１０の反対側に本考案の特徴とする導体２４が配置されている。なお、導体２４近傍の取鍋６は、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼の如き非磁性鋼が採用されている。陰極電極８および陽極電極１０はそれぞれ支持フレーム２６、ガイドポスト２８、およびシリンダ３０により個別に昇降可能に支持されている。交流電源３２からの交流電流は遮断機３４、炉用トランス３６および整流装置３８を経て直流に整流され、それぞれ陰極電極８、陽極電極１０および導体２４に接続している。

【００１１】

【作用】

次に本考案の操作について説明する。整流装置３８によつて整流した直流電流を電極に印加し、陰極電極８のスラグ４中への浸漬深さを調整することによってサブマージ直流アークにより溶鋼２を加熱する。この時、アーク電極に流れる電流をＩ₁、陰極電極８と陽極電極１０との距離をｒ₁、陰極電極８と導体２４との距離をｒ₂とすると、導体２４にはＩ＝Ｉ₁× ｒ₂／ｒ₁の電流が流れる。

【００１２】一般にアークが電流磁界によって受ける力Ｆと導体までの距離ｒ₁と、導体２４中の電流Ｉとの間にはＦ＝ｆ（Ｉ²／ｒ²）の関係が成立するから、炉外の導体２４中の電流Ｉを上記の如く調整すれば陰極電極８のアークは両側からＦ＝−Ｆの作用を受けるのでアークの方向を矯正できる。導体２４を流れる電流Ｉは、取鍋６の部材に非磁性鋼が採用されていても電流Ｉによって生じる磁界は一部が吸収されて減衰するのでその量を見込む必要がある。

【００１３】アークによる加熱と同時に、ポーラスプラグ１６からアルゴンガスを供給して取鍋６内で加熱される溶鋼２を撹拌して温度の均一化を図り、必要に応じて合金鉄、副原料等を投入してその溶解も行う。このようにして取鍋６内の溶鋼２が２次精錬に必要な温度に上昇したならば、直流アーク加熱を中止し、インジェクションランスを上部から挿入し、粉末状フラックスをキャリアガスのアルゴンと共にインジェクションして溶鋼２の撹拌を行いつつ、脱硫、脱燐あるいは脱酸、脱窒を図るものである。

【００１４】実施例２次に、導体２４を両側に設置した実施例２を図２により説明する。上部にそれぞれ陰極電極８および陽極電極１０をスラグ４に浸漬して一本づつ設け、取鍋６の両側にそれぞれ本考案の導体２４を設置し一本のアークを発生せしめるのである。上記の電極および導体２４以外の装置および作用、効果等で実施例１と同一の点は説明を省略するが、両者の差異を表１に比較して示した。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１より明らかな如く、片側に導体を有する実施例１と、両側に導体を有する実施例２とは、一長一短があり、何れが優れているとは即断し難いが、次に示す表２の操業上の各原単位等を勘案して決定すべきものと思料する。次に、本考案による２次精錬と従来の方法による２次精錬について、費用および精錬時間等の成績について比較して表２に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】本考案においては、導体の作用によりアークの方向を制御し、効率よく加熱することが可能であり、フラックスインジェクションを加熱と同時に実施できるので、表２に示す如く従来よりも原単位を向上し処理時間を短縮することが可能である。次に表３に、従来例と本考案実施例について取鍋精錬後の溶鋼成分を比較して示したが、本考案によれば優れた品質をうることが分かる。

【００１９】

【表３】

【００２０】

【考案の効果】

本考案は上記実施例からも明らかな如く、取鍋の外側に導体を設け、発生する磁界で直流アークの方向を制御することによって、従来に比して装置が簡単でかつ操作が容易であるばかりでなく、溶鋼を効率よく加熱することが可能となり電力原単位、電極原単位等の節減を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の片側に導体を有する実施例１に係る装
置全体を１部断面で示す正面図である。

【図２】本考案の両側に導体を有する実施例２に係る装
置全体を１部断面で示す正面図である。

【図３】従来の上部３本電極方式の取鍋内溶鋼加熱装置
の模式断面図である。

【図４】従来の上部一本電極方式の取鍋内溶鋼加熱装置
の模式断面図である。

【図５】従来の上部２本電極方式の取鍋内加熱装置の模
式断面図である。

【符号の説明】

２溶鋼４スラグ６取鍋８陰極電極１０陽極電極１６ポーラスプラグ１８台車２０取鍋蓋２２電極、ランス孔２４導体２６支持フレーム２８ガイドポスト３０シリンダ３２交流電源３４遮断機３６炉用トランス３８整流装置

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】取鍋の上部を覆う取鍋蓋に貫通して設け
られた陰極電極および陽極電極と、前記陰極電極および
陽極電極のそれぞれの独立した昇降手段および電圧、電
流制御手段とを有して成る直流アークによる取鍋内溶鋼
加熱装置において、前記取鍋の外側に電磁界を発生する
導体を設けたことを特徴とする直流アークによる取鍋内
溶鋼加熱装置。