JPH06300449A - 直流アーク炉 - Google Patents

直流アーク炉

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JPH06300449A
JPH06300449A JP8880393A JP8880393A JPH06300449A JP H06300449 A JPH06300449 A JP H06300449A JP 8880393 A JP8880393 A JP 8880393A JP 8880393 A JP8880393 A JP 8880393A JP H06300449 A JPH06300449 A JP H06300449A
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scrap
arc
electrodes
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Hironobu Yoshida
弘信 吉田
Shinichi Tsukizaki
伸一 月崎
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２本の上部電極間からスクラップ原料を炉本
体の中心部に連続装入し得るようにし、且つ上部電極か
らのアークをスクラップ原料に向かわせることにより溶
解効率を向上させ、更に炉壁の損耗を防止する。 【構成】 下部に底部電極１を備えた炉本体２と、該炉
本体２の上部を閉塞するよう設けた炉蓋３と、該炉蓋３
の略中心に形成した原料投入口２５と、該原料投入口２
５を横方向に挟む位置において前記炉蓋３を上下方向に
貫通配置した２本の上部電極２６，２７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スクラップ或いは銑鉄
をブロックとした冷鉄源等の原料（以下スクラップ原料
と称す）を溶解する直流アーク炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、スクラップ原料を溶解する際
に図４、５に示すような直流アーク炉が用いられてい
る。
【０００３】直流アーク炉は、下部に底部電極１（陽
極）を備えた炉本体２と、該炉本体２の上部を閉塞する
よう設けた炉蓋３と、該炉蓋３の中心を上下方向に貫通
する１本の上部電極４（陰極）と、前記炉蓋３に接続し
た集塵ダクト５と、前記炉蓋３を昇降及び回動可能に支
持可能な炉蓋開閉装置６と、該炉蓋開閉装置６に取付け
られて前記上部電極４を昇降する電極昇降装置７とを備
えている。
【０００４】また、前記炉本体２は、下部架台８上にロ
ッカー９を介して回動可能に支持されており、炉蓋３を
外した状態において、傾動駆動装置１０の作動により炉
本体２を傾動させて内部の溶解された溶湯１１を出鋼口
１２から取鍋台車１３上の取鍋１４に取り出すようにし
ている。
【０００５】スクラップ原料１５の溶解を行うに当って
は、炉蓋開閉装置６により前記炉蓋３を上昇させて外方
に回動させることにより炉本体２上部を開放した後、図
示しない別位置に設けられた予熱装置で予熱されたスク
ラップ原料１５を炉本体２内にバケット等を用いて装入
し、続いて前記炉蓋３により炉本体２を閉塞し、集塵ダ
クト５により炉本体２内を吸引した状態において上部電
極４を所定位置まで下降させて電極１，４間に通電さ
せ、アーク１６を発生、保持させつつスクラップ原料１
５の溶解を行う。
【０００６】この時、スクラップ原料１５はその容積に
対して実質重量が非常に少ないために一回の溶解では目
的の溶湯量を得ることができず、そのために一回の溶解
が終了したら電極１，４間の通電を停止し、炉蓋３を開
けて再びスクラップ原料１５の追加装入を行い、このよ
うにして前記と同様の溶解作業を数回繰り返した後、炉
本体２を傾動駆動装置１０により傾動させて出鋼口１２
から溶湯１１を取鍋１４に取り出すようにしている。
【０００７】しかし、上記従来の直流アーク炉において
は、スクラップ原料１５の装入を行う際、炉蓋３をその
都度開放して行うようにしているために、炉本体２内の
高温ガスが炉外部に放出されることになり、このために
大量の熱が外部に放散されることになって熱的な損失が
非常に大きなものとなり、しかも多量のダストが飛散す
る問題があると共に、騒音が発生する問題を有し、また
スクラップ原料１５の追加装入を行っている間は溶解作
業を中断するためにアークタイムロスとなって溶湯１１
の温度低下を来し、溶解効率が大幅に低下してしまう問
題を有していた。
【０００８】また、炉本体２内のスクラップ原料１５と
上部電極４の間に発生するアーク１６がスクラップ原料
上を急速に移動することによりフリッカーを生じたり、
短絡をおこす為に電源系統に大きな電圧変動を生じる等
の問題を有していた。
【０００９】また、上述の問題を解決するようにした直
流アーク炉として、図６に示すように炉本体２の側部、
或いは仮想線で示すように炉蓋３における上部電極４の
側部にスクラップ原料１５の装入を行なうための原料投
入口１７を設け、スクラップ原料１５を送り装置１７ａ
により前記原料投入口１７から連続的に炉本体２内に装
入するようにして、炉蓋３を開閉することによる問題及
びフリッカーの問題を解決するようにした連続装入型の
直流アーク炉が考えられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記図６に示
した従来の連続装入型の直流アーク炉においては、スク
ラップ原料１５の追加装入が上部電極４に対して側部か
ら行われることになるため、追加装入されたスクラップ
原料１５が常に炉本体２内の片寄った位置に山を形成す
るように供給され、これにより炉本体２内の温度分布が
非対称となるために別途加熱装置が必要であったり、ま
た溶け残り等による溶解時間の遅延が発生する等して溶
解効率が大幅に低下し、また炉本体２の炉周壁部２３に
近い片寄った位置での溶解が主体となるために、炉本体
２が局部的な損耗を受けやすい等の問題を有していた。
【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなし
たもので、２本の上部電極間にスクラップ原料を連続装
入するようにし、両電極のアークを炉本体中心のスクラ
ップ原料に向かわせるようにすることにより、スクラッ
プ原料の溶解効率を向上させ、且つ炉本体の小型化と炉
周壁部の損耗防止、及び熱効率の向上を図るようにした
直流アーク炉を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、下部
に底部電極を備えた炉本体と、該炉本体の上部を閉塞す
るよう設けた炉蓋と、該炉蓋の略中心に形成した原料投
入口と、該原料投入口を横方向に挟む位置において前記
炉蓋を上下方向に貫通配置した２本の上部電極とを備え
たことを特徴とする直流アーク炉である。
【００１３】請求項２の発明は、原料投入口の上部に、
排気装置に接続された原料予熱装入装置を備えているこ
とを特徴とする直流アーク炉である。
【００１４】
【作用】請求項１の発明では、炉蓋により閉塞されてい
る炉本体内に所要量のスクラップ原料を装入した状態に
おいて、上部電極を所定位置まで下降させて底部電極と
上部電極との間に通電させてアークを発生、保持させつ
つ、原料の溶解を行う。原料の溶解が進行してきたら、
原料投入口から原料を一定量ずつ連続的に装入する。こ
の時、原料投入口からの原料は２本の上部電極の丁度中
間部に供給されるようになり、更に、２本の上部電極か
らのアークが互いに炉本体の中心に向かい装入された原
料に向かうように作用するので、原料の溶解効率が向上
される。
【００１５】請求項２の発明では、原料投入口の上部に
原料予熱装入装置を設けているので、スクラップ原料
を、炉本体からの高温排ガスにより直接加熱して装入す
ることができ、よって前記原料の溶解効率が向上される
ことと相俟って、直流アーク炉への投入熱量を節約して
運転費を低減することができる。
【００１６】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
【００１７】図１〜図３は請求項１及び２の発明の一実
施例を示したもので、図中図４〜６と同一のものには同
一の符号を付している。
【００１８】下部に底部電極１を備え平面形状が長円を
なした炉本体２の上部に、炉本体２を閉塞する炉蓋３を
設け、該炉蓋３の略中心位置に原料投入口２５を形成
し、更に前記炉蓋３における前記原料投入口２５を前記
長円の長手方向に挟む位置に２本の上部電極２６，２７
を貫通配置する。
【００１９】上部電極２６，２７は電極昇降装置２８に
より各々個別に上下に移動可能に支持されており、更に
上部電極２６，２７は上部導体２９を介して電源３０に
接続されており、また前記底部電極１も下部導体３１を
介して前記電源３０に接続されている。
【００２０】前記炉本体２は、前記２本の上部電極２
６，２７を中心とする長円の形状を有しており、且つ長
円の長手方向と直角方向の一側にはマッドガン等を用い
て閉塞することができるようにした出鋼口３２を備えて
いる。また、炉蓋３は炉本体２の上部にシール装置３３
を介して載置されており、炉本体２のメンテナンス等の
際に取外すことができるようになっている。
【００２１】また、前記原料投入口２５上部に、充填槽
式熱交換部３４を備えた原料予熱装入装置３５を配設
し、該原料予熱装入装置３５の充填槽式熱交換部３４の
上部位置にはダンパ等によるシール部３６が設けられて
該シール部３６の下側に、熱交換器、集塵装置、吸引フ
ァン等を備えた排気装置３７が排気管３８を介して接続
されている。図中３９は原料予熱装入装置３５シール部
３６の上部にスクラップ原料１５を供給する原料供給装
置、４０は充填槽式熱交換部３４にて予熱されたスクラ
ップ原料１５を原料投入口２５上に押出して略連続的に
装入を行なうための原料装入装置、４１は炉本体２のメ
ンテナンス等の際に炉本体２を傾動させて炉本体２内の
溶湯１１及び溶滓のすべてを排出するためのシリンダ等
の傾動装置である。
【００２２】次に上記実施例の作用を説明する。
【００２３】スクラップ原料１５の溶解を行うに当って
は、炉蓋３により閉塞されている炉本体２内に所要量の
スクラップ原料１５を装入した状態において、底部電極
１と上部電極２６，２７との間に通電させてアーク１６
を発生させスクラップ原料１５の溶解を行う。スクラッ
プ原料１５の溶解が進行してきたら、原料投入口２５か
らスクラップ原料１５を一定量ずつ連続的に装入する。
この時、原料投入口２５からのスクラップ原料１５は２
本の上部電極２７，２８の丁度中間部に装入されるよう
になり、従って、前記炉本体２内の温度分布が対称とな
った状態で溶解され、これにより溶け残り等を生じるこ
となく溶解効率が向上されるようになる。
【００２４】更に、前記各上部電極２６，２７からのア
ーク１６が互いにスクラップ原料１５が装入されている
中心側を向くように作用し、よって連続的に投入されて
来るスクラップ原料１５をより効果的に溶解することが
できる。
【００２５】即ち、図２において一方の上部電極２６を
矢印方向に流れる電流の向き（上向き）に対して右ねじ
の法則によって生じる右回りの磁場２４を横切っている
他方の上部電極２７についてみると、その電流の向き
（上向き）と磁場の向き（紙面に直交して手前から前方
に向かう方向）から、フレーミング左手の法則により前
記他方の上部電極２７が発するアーク１６は、右から左
に向かう力Ｆを受け、また、同様に他方の上部電極２７
によって生じる磁場２４を横切る一方の上部電極２６が
発するアーク１６も、磁場２４の向きが紙面に直交して
前方から手前に向かうことにより左から右に向かう力Ｆ
を受けることになり、よって上部電極２６，２７のアー
ク１６は夫々互いに中心に向かうようになるので、該中
心に向かって供給されるスクラップ原料１５を効果的に
溶解することができる。
【００２６】前記上部電極（カーボン電極）２６，２７
は高価で酸化による消費が激しく、できるだけ電極の表
面積を小さくすることが要求されており、そのために相
互間にスクラップ原料１５を供給できるようにするべく
最少の２本の上部電極２６，２７を配設するようにし
て、電極の消費を極力押えるようにしている。
【００２７】所要量のスクラップ原料１５の溶解が終了
したら、図示しない開口装置により出鋼口３２を開口さ
せて溶湯１１の取出しを行なう。このとき、次の溶解作
業を行なう際の通電性を確保するために、炉本体２底部
に所要量の溶湯１１を残しておくようにする。
【００２８】また、炉本体２のメンテナンスが必要にな
った場合には、炉蓋３から上部電極２６，２７を引抜く
か、又は炉蓋３を取外した後、傾動装置４１により炉本
体２を傾動させて、炉本体２底部の溶湯１１及び溶滓を
すべて排出する。
【００２９】前記した実施例によれば、従来の連続装入
型の直流アーク炉に比してアーク１６が中心に装入され
たスクラップ原料１５に向かうようになるためにスクラ
ップ原料１５の溶解が短時間に非常に効率的に行なわれ
ることになり、且つ炉内温度分布が対称になるので、溶
解効率が更に促進され、しかも炉周壁部２３の損耗の問
題も低減できる。
【００３０】また、原料投入口２５に原料予熱装入装置
３５を設けて、スクラップ原料１５を炉本体２からの高
温排ガスにより直接加熱して、炉蓋３を開けることなく
連続装入することができるようにしているので、前記ス
クラップ原料１５の溶解効率が向上されることと相俟っ
て、直流アーク炉への投入熱量を節約して運転費を低減
することができる。
【００３１】尚、本発明は前記実施例にのみ限定される
ものではなく、炉本体の形状は長円、楕円、長方形等種
々の形状のものを採用し得ること、原料予熱装入装置は
種々の方式のものが採用できること、その他本発明の要
旨を逸脱しない範囲内に於いて種々変更を加え得るこ
と、等は勿論である。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、従来の連続供
給式の直流アーク炉に比してアークが中心に装入された
スクラップ原料に向かうために原料の溶解が短時間に非
常に効率的に行なわれ、且つ炉内温度分布が対称になる
ので、溶解効率が更に促進され、しかも炉壁の損耗の問
題を低減できる効果を奏する。
【００３３】請求項２の発明によれば、原料投入口に原
料予熱装入装置を備えてスクラップ原料を、炉本体から
の高温排ガスにより直接加熱して炉蓋を開けることなく
連続装入できるようにしているので、前記原料の溶解効
率が向上されることと相俟って、直流アーク炉への投入
熱量を節約して運転費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す切断側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】従来の直流アーク炉の一例を示す切断正面図で
ある。
【図５】図４の切断側面図である。
【図６】従来の連続装入型の直流アーク炉の一例を示す
断面図である。
【符号の説明】
１ 底部電極 ２ 炉本体 ３ 炉蓋 ２５ 原料投入口 ２６ 上部電極 ２７ 上部電極 ３５ 原料予熱装入装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下部に底部電極を備えた炉本体と、該炉
    本体の上部を閉塞するよう設けた炉蓋と、該炉蓋の略中
    心に形成した原料投入口と、該原料投入口を横方向に挟
    む位置において前記炉蓋を上下方向に貫通配置した２本
    の上部電極とを備えたことを特徴とする直流アーク炉。
  2. 【請求項２】 原料投入口の上部に、排気装置に接続さ
    れた原料予熱装入装置を備えている請求項１記載の直流
    アーク炉。
JP8880393A 1993-04-15 1993-04-15 直流アーク炉 Pending JPH06300449A (ja)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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