JPH0873920A

JPH0873920A - 電気炉用酸素吹込み装置

Info

Publication number: JPH0873920A
Application number: JP6208954A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nakamura; 嘉男中村; Toshihiro Sumi; 俊裕角; Shigeo Nakamura; 重男中村; Noboru Kaji; 昇鍛治; Yukio Takumi; 行雄宅見
Original assignee: Nisshin Koki Co Ltd; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd; Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】電気炉の操業における酸素吹錬作業と、測温
サンプリング作業とを一連の作業として行い、能率およ
び生産性向上と省エネルギおよび環境改善とを図る。【構成】酸素ランス１８は係合節１７に装着され、弧
光式電気炉１１の排滓口１３から挿入される。酸素ラン
ス１８の軸線に沿って設けられる支持棒２２は、摺動装
置２１によって摺動変位可能であり、その先端にはＬ字
状に測温プローブ２３が装着される。測温プローブ２３
の先端は、熱電対が設けられて電気炉１１内の溶湯１４
に接触させて溶湯１４の温度測定が可能であり、サンプ
ル室が設けられて溶湯１４から成分分析用のサンプルを
採取することができる。酸素吹錬のための構成と、測温
サンプリングのための構成とが一体化され、遠隔操作や
自動化も可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、普通鋼やステンレス鋼
などを含む金属を溶解する弧光式電気炉（以下、単に
「電気炉」ということがある）、特に酸素吹錬を行うた
めの電気炉用酸素吹込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図１６〜図１８に示すような
電気炉を用いて、普通鋼屑やステンレス鋼屑などの金属
屑を放電による熱エネルギで溶解している。溶解時間の
短縮およびエネルギ原単位の向上を目的として、電気炉
の操業中に酸素の吹込みが行われている。酸素が吹込ま
れると、屑鉄などの中のカーボンと反応したり、あるい
は付加装入された微粉炭のカーボンと反応したりして熱
を発生させる。酸素の吹込みは、さらに溶融している金
属溶湯中のカーボン量を減少させたり、溶湯を撹拌して
組成を均一にしたりすることにも寄与する。

【０００３】図１６は典型的な先行技術による酸素吹錬
の状態を示す簡略化した縦断面図、図１７は図１６の切
断面線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩから見た簡略化した横断面
図、図１８は他の代表的な先行技術による酸素吹錬の状
態を示す簡略化した縦断面図である。各図において、電
気炉１は、炉体１ａを有し、天井部から差し込まれる電
極２間または電極２と溶湯４との間のアーク放電によっ
て金属を溶解させる。酸素吹錬は、排滓口３から炉体１
ａ内に貯留されている溶湯４に向けて、旋回装置５の旋
回アーム６の先端に形成される係合節７に取付けられる
酸素ランス８から酸素を吹付けることによって行う。酸
素ランス８の先端から溶湯４に向けて酸素を吹付ける
と、溶湯４の上を覆っているスラグ４ａが押し退けら
れ、溶湯４中に酸素が吹込まれる。電気炉１の炉底に
は、不活性ガス吹込用のノズル１ｆが設けられ、窒素ガ
スや、アルゴンなどの不活性ガスを噴出させて溶湯４を
撹拌し、溶解および精錬を促進させる。このようなノズ
ル１ｆについての先行技術は、特開平６−１８１７４号
公報などに開示されている。

【０００４】図１６および図１７に示す先行技術では、
旋回アーム６が旋回装置５によってたとえば角度θだけ
角変位し、酸素ランス８を二点鎖線で示すような位置に
まで後退させることができる。酸素の吹錬が終了する
と、酸素ランス８を排滓口３から引出し、扉３ａを閉じ
る。扉３ａが開いている間は、ＩＴＶカメラ９によって
電気炉１内部を観察することもできる。電気炉１の操業
においては、鉄屑などを原材料として投入しているの
で、必ずしも一様に溶解しているとは限らない。ＩＴＶ
カメラ９によって電気炉１内部を監視し、酸素ランス８
の前部から酸素を吹込む位置を、溶解していない部分を
避けるように調整する。

【０００５】図１８は、酸素ランス８を台車１０に装着
し、排滓口３から放射状に付設されているレール１０ａ
上を前進または後退させて、酸素ランス８を電気炉１内
に挿入または引出すようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電気炉１で溶解される
金属溶湯４は、電気炉１から出湯されるときに、所定範
囲の温度および成分になるように調整する必要がある。
このため、電気炉１の操業中には、溶湯４の温度測定
と、溶湯４の成分分析のためのサンプリングを行う必要
もある。

【０００７】先行技術のような酸素吹込み装置を用いる
と、酸素ランス８を電気炉１から引抜き装置不在の支障
のない前後に、電気炉１内の溶湯４の測温を行ったり、
サンプリングを行ったりする作業を別に行わなければな
らない。

【０００８】たとえば、ステンレス鋼などの鉄系材料を
溶解する際には、約１５００℃程度にまで溶湯４の温度
が上昇しており、酸素ランス８や温度測定用のランスな
どを挿入したりあるいはサンプリングを行ったりするた
めに排滓口３などを開放しておくと、電気炉１内の熱が
外気に逃出しやすく、作業環境を高温化させるだけでな
く、エネルギロスが大きくなる。また粉塵やガスなどを
排出して作業環境を、ひいては環境全体を悪化させる。
したがってこのような排滓口３などの開放頻度を極力減
少させ、その開放時間を短縮してやる必要がある。

【０００９】本発明の目的は、酸素吹錬と、測温および
サンプリング作業を一連の作業として連続的に、しかも
遠隔操作可能にまたは自動的に実施することができ、省
エネルギや環境の悪化防止を図りながら、作業時間を短
縮化して能率や生産性の向上を達成することができる電
気炉用酸素吹込み装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、電気炉の操業
中に酸素ランスを挿入して酸素吹錬を行うための電気炉
用酸素吹込み装置において、大略的に水平面内または斜
めでの移動によって、電気炉中に酸素ランスを挿入し、
かつ引出す移動手段と、酸素ランス近傍に装着され、酸
素ランスの軸線方向に相対的に移動可能であり、酸素ラ
ンスを電気炉内に挿入した状態で、先端を酸素ランスよ
りも電気炉内に突出させて電気炉内の金属溶湯の測温を
行う測温手段とを含むことを特徴とする電気炉用酸素吹
込み装置である。また本発明は、前記測温手段の先端
に、金属溶湯の一部を採取するサンプリング手段を設け
ることを特徴とする。また本発明は、前記移動手段、前
記測温手段および前記サンプリング手段を制御し、酸素
吹錬作業および測温サンプリング作業を予め定める順序
で行う制御手段を含むことを特徴とする。また本発明の
前記測温手段は、酸素ランスの軸線に沿って延びる支持
棒と、支持棒の先端に着脱可能に取付けられる測温プロ
ーブとを含むことを特徴とする。また本発明の前記測温
手段は、酸素ランスと平行に延びるフレームと、フレー
ム上に設置され、フレームの軸線方向に摺動変位可能な
摺動手段とを含み、前記支持棒は、摺動手段によって保
持されることを特徴とする。また本発明の前測温プロー
ブは、前記支持棒の先端に、支持棒の軸線に対して大略
的に垂直方向に延びるように取付けられることを特徴と
する。また本発明の前記支持棒は、その軸線まわりに角
変位可能であることを特徴とする。また本発明は、前記
測温手段を、電気炉内に挿入した状態で酸素ランスとは
独立に傾動および旋回させる傾動旋回手段がさらに含ま
れることを特徴とする。また本発明の前記酸素ランスお
よび前記測温手段を電気炉内に出し入れするための電気
炉の開口部には、前記移動手段に連動して、酸素ランス
および測温手段が電気炉内に挿入されている間は開放さ
れ、他の間は閉鎖される開閉扉が設けられることを特徴
とする。また本発明の前記開口部は、電気炉の排滓口で
あることを特徴とする。また本発明の前記移動手段は、
電気炉外部に設置され、旋回軸および旋回軸から放射状
に延びるアームを有する旋回手段を含み、前記酸素ラン
スおよび前記測温手段は、旋回手段のアームの先端に取
付けられることを特徴とする。また本発明の前記酸素ラ
ンスは、水冷式であり、先端が交換可能であることを特
徴とする。

【００１１】

【作用】本発明に従えば、酸素ランスと酸素ランスの近
傍に装着される測温手段とは、移動手段によって同時に
電気炉中に挿入され、電気炉から引出すことができる。
測温手段は、酸素ランスに対して、酸素ランスの軸線方
向に相対的に移動可能であるので、酸素吹錬を行うとき
には、測温手段を酸素ランスの先端よりも電気炉の外方
に後退させておき、測温を行うときには酸素ランスの先
端よりも測温手段を電気炉の内方寄りに突出させ、測温
を行うことができる。酸素吹錬と、測温とを連続して行
うことができるので、別個の装置としてそれぞれ電気炉
に対して順次出し入れする必要がなく、相互に何ら支障
なく一連の作業として作業することができる。そして、
このような作業に要する時間を短縮し、電気炉の工程時
間を短縮することができ、能率および生産性を向上する
ことができる。また、酸素ランスおよび測温手段を移動
手段によって移動させることができるので、人間が酸素
ランスを保持したりあるいは台車を運転したりして操作
する必要がなく、いずれにしても重量物を高温環境下で
取扱う苛酷な作業を不要にすることができる。

【００１２】また本発明に従えば、測温手段の先端に金
属溶湯の一部を採取するサンプリング手段を設けるの
で、サンプリング作業も酸素吹錬および測温の各作業と
連続して秩序立って能率的に生産性良く行うことができ
る。またこれらの作業のために、その都度排滓口などを
長時間にわたって開放する必要がなくなるので、作業環
境を高温化させたり粉塵やガス排出により環境を悪化さ
せたりすることもなく、省エネルギも達成できる。

【００１３】また本発明に従えば、移動手段、測温手段
およびサンプリング手段は、制御手段によって制御さ
れ、予め定める順序で秩序立って作業が行われる。これ
によって、電気炉の近傍に作業者が待機している必要が
なく、必要な作業が遠隔操作としてまたは自動的に確実
に行われ、安全性を大幅に改善することができる。また
測温手段や、サンプリング手段によって採取された溶湯
のサンプルは、移動手段によって測温手段を電気炉から
引出し、電気炉から離れた位置まで移動させることがで
きるので、従来の電気炉の周囲における狭くて高温下で
不良な空間でなく、電気炉から離れた安全で低温で清浄
な環境下で、ゆっくり安全に部品交換やサンプルの取出
しの作業を行うことやこれらの点検および修理をするこ
とができる。

【００１４】また本発明に従えば、測温手段は酸素ラン
スの軸線に沿って延びる支持棒と、支持棒の先端に着脱
可能に取付けられる測温プローブとを含むので、溶湯の
温度が１５００℃程度と高い場合に、測温プローブが短
時間の寿命しかなくても、作業性良く安全に容易に交換
することができる。

【００１５】また本発明に従えば、測温手段は、酸素ラ
ンスと平行に延びるフレームと、フレームの軸線方向に
摺動変位可能で、支持棒を保持する摺動手段とを含む。
フレームと酸素ランスとの間隔を狭め、電気炉における
排滓口などの開口部が小さくても挿入可能なようにして
おけば、電気炉内から外への熱損失を小さくして、熱効
率を向上させ、省エネルギすなわち省電力を図ることが
できるので非常に経済的である。

【００１６】また本発明に従えば、測温プローブは、支
持棒の先端に大略的に垂直方向に延びるように取付け、
全体としては、Ｌ字状の形状となる。このため、電気炉
の開口部から水平に近い角度で支持棒を挿入しても、先
端の測温を鉛直下方に近く向けることができるので、支
持棒の挿入量が小さくても、測温プローブの先端を容易
に溶湯に接触させて測温することができる。

【００１７】また本発明に従えば、支持棒がその軸線ま
わりに角変位可能であるので、電気炉の開口部から測温
手段を挿入する際には、測温プローブをたとえば、開口
部の対角線方向に傾けておき、挿入して測温を行う際に
鉛直下方を向くように支持棒を角変位させることができ
る。これによって、開口部の面積を小さくして、支持棒
の挿入量も小さくしても、溶湯の温度を充分に測温し検
出することができるので、電気炉の熱損失の減少と、熱
的および対公害上、さらに作業環境の向上と、装置の小
形化とを図ることができる。

【００１８】また本発明に従えば、測温手段は、電気炉
内に挿入した状態で、酸素ランスとは独立に傾動および
旋回させることができるので、電気炉内の状態に応じて
有効な測温位置に測温プローブの先端を移動させること
ができ、その先端を損傷させることなく、精度のよい温
度測定を確実に行うことができる。

【００１９】また本発明に従えば、電気炉における排滓
口などの開口部は、移動手段に連動して開閉され、酸素
ランスおよび測温手段を電気炉に挿入かつ引抜きする間
のみ開放されるので、扉の開放を人手で行う必要なく、
炉内からの熱の損失を最小限度に抑えて、省エネルギや
作業環境の向上などを図ることができる。

【００２０】また本発明に従えば、電気炉の排滓口を酸
素ランスおよび測温手段の挿入のために利用するので、
電気炉に余計な開口部を設ける必要がなく、排滓口を本
来のスラグの排出のために使用するときには、移動手段
によって酸素ランスや測温手段は排滓口から離れた位置
に待機させておくことができるので、スラグの排出に全
く支障はない。

【００２１】また本発明に従えば、酸素ランスおよび測
温手段は、電気炉外部に設置され、旋回軸および旋回軸
から放射状に延びるアームを有する旋回手段のアームの
先端に取付けられているので、電気炉の炉前や、周囲の
空間を広くとることができ、清掃や整頓が容易となり、
測温プローブの交換や採取されたサンプルの取扱い作業
も、さらに装置全体の点検・修理も安全かつ容易に行う
ことができる。

【００２２】また本発明に従えば、酸素ランスは水冷式
であり、先端が交換可能であるので、耐久性があり、し
かも正常な酸素吹込みを維持するために先端のみを交換
すれば長期間連続して使用することができるので、酸素
吹込み時間を短縮化することができ、所定範囲の組成や
温度を有する溶湯を確実に確保できるとともに、ランニ
ングコストを低減させることができる。

【００２３】

【実施例】図１および図２は本発明の一実施例の基本的
な構成を示し、図３〜図１０は図１および図２の実施例
を構成する各部分についての具体的な構成を示し、図１
１〜図１４は図１および図２の実施例の動作状態を示
し、図１５は図１および図２に示す実施例の制御のため
の簡略化した電気的構成を示す。

【００２４】図１および図２において、図１は電気炉１
１の縦断面図を示し、図２は図１の切断面線ＩＩ−ＩＩ
から見た横断面図を示す。電気炉１１は、たとえば耐火
物で構成される炉底１１ａと、水冷式の炉壁１１ｂと、
水冷式の炉蓋１１ｃと、耐火物による小天井１１ｄから
構成される。小天井１１ｄには、アーク放電用の電極１
２が挿入される。三相交流を使用する場合には３本の電
極１２が挿入され、直流を使用する場合にはたとえば１
本の電極１２が挿入される。電気炉１１の一方には、出
湯口１１ｅが形成され、出湯口１１ｅに対向する側には
排滓口１３が設けられる。排滓口１３は、扉１３ａによ
って開閉可能である。炉底１１ａ上方には、電極１２に
よるアーク放電によって溶解されたステンレス鋼などの
金属の溶湯１４が貯留され、その上方にはスラグ１４ａ
が浮遊している。炉底１１ａには、窒素ガスやアルゴン
ガスなどの不活性ガスを吹込み、炉容が大きく多量の溶
湯１４が貯留されていても充分に撹拌され、溶解や精錬
反応が促進されるように、ポーラスプラグなどから成る
ノズル１１ｆを設ける。

【００２５】電気炉１１の外方には旋回装置１５が設け
られ、旋回アーム１６の先端の係合節１７に、酸素吹錬
用の酸素ランス１８が装着され、排滓口１３から電気炉
１１内に挿入可能である。排滓口１３から電気炉１１の
内部の状態を監視するために、ＩＴＶカメラ１９も設け
られている。係合節１７にはフレーム２０が設けられ、
摺動装置２１によって支持棒２２を酸素ランス１８の軸
線方向に平行に摺動変位可能である。支持棒２２は酸素
ランス１８の軸線方向に延び、その先端には、軸線方向
にほぼ垂直に測温プローブ２３が着脱可能に取付けられ
る。支持棒２２は軸線まわりに角変位可能であり、支持
棒２２の角変位に伴って測温プローブ２３の先端は、排
滓口１３の対角線方向から鉛直下方に向きを変えること
ができる。したがって、排滓口１３の対角線方向に向け
て挿入し、測温時に鉛直下方に測温プローブ２３の先端
を向けるようにすれば、狭い排滓口１３から容易に挿入
すること、逆に引抜くことができる。係合節１７は、リ
ンクアーム２４および旋回アーム１６とともに、平行四
辺形リンクの平行な２辺を形成する。酸素ランス１８お
よび支持棒２２は、平行四辺形リンクを形成する他の２
辺のうちの１辺となっているので、旋回アーム１６が少
し旋回しても、酸素ランス１８および支持棒２２の向き
はほとんど変わらない。すなわち、排滓口１３付近で
は、酸素ランス１８および支持棒２２を、ほぼ軸線方向
に移動させることができる。

【００２６】図３は、図２の旋回装置１５および係合節
１７に関連する構成をさらに詳しく示す。旋回アーム１
６およびリンクアーム２４を旋回させるために、旋回シ
リンダ２５が設けられている。旋回シリンダ２５は、ト
ラニオン２６によって旋回装置１５に軸支され、ロッド
を短縮させると、旋回アーム１６を実線で示すように酸
素ランス１８および支持棒２２を電気炉１１内に挿入す
る位置に移動させ、ロッドを伸長すると、旋回アーム１
６を二点鎖線で示すような待機位置に旋回移動させるこ
とができる。この旋回角θは、たとえば最大１０５°で
ある。この角度は、旋回支柱２７の外周に設けられる外
周歯２８に噛合するエンコーダ２９によって検出され
る。旋回装置１５では、トラニオン２６や旋回支柱２７
は、旋回ベース３０上に支持される。

【００２７】電気炉１１の周囲には炉カバー３１が設け
られ、排滓口１３の前方に炉前扉３２が設けられる。移
動手段である旋回装置１５と、炉前扉３２および排滓口
１３の扉１３ａは連動して動作し、旋回アーム１６が図
３の実線の状態になっているときには、炉前扉３２およ
び排滓口１３の扉１３ａは開放され、旋回アーム１６が
図３の二点鎖線で示すように旋回移動して、酸素ランス
１８などが後退しているときには、炉前扉３２および排
滓口１３の扉１３ａは、閉鎖している。リンクアーム２
４には、リンクアーム２４の長さを変化させて酸素ラン
ス１８に首振り変位を生じさせるための首振りシリンダ
３３が設けられる。

【００２８】図４は、図３の旋回装置１５および係合節
１７に関連する構成を側方から見た状態を示す。図５
は、旋回装置１５および係合節１７の部分をさらに拡大
して示す。旋回装置１５は、昇降シリンダ３４によっ
て、上昇および下降がそれぞれ可能である。係合節１７
は、ヒートシールド３５およびベースプレート３６から
構成される。ヒートシールド３５は、電気炉１１内に挿
入される酸素ランス１８から伝えられる熱が旋回装置１
５などにまわるのを防ぐ。ベースプレート３６には、支
持棒２２を摺動変位させるためのフレーム２０や、摺動
装置２１、旋回シリンダ３７、旋回軸受３８、傾動シリ
ンダ３９および傾動軸受４０などが取付けられている。
摺動装置２１にはカバー４１が設けられ、その内部に駆
動輪４２によって駆動力が与えられるローラチェーン４
３が、プーリ４４を介してテンションボルト４５および
接続部４６間に掛渡されている。駆動輪４２を一方向に
角変位させると、駆動輪４２の周方向の変位に対応し
て、ローラチェーン４３が変位する。ローラチェーン４
３の両端は、支持棒２２の根元でテンションボルト４５
に接続され、支持棒２２の中間部付近で接続部４６に接
続される。ローラチェーン４３を一方向に駆動すれば、
支持棒２２もローラチェーン４３に連動して移動する。
支持棒２２を後退させる側の最終位置は、ストッパ４７
によって調整可能である。支持棒２２を軸線まわりに角
変位させるために、角変位シリンダ４８が設けられてい
る。支持棒２２の先端にはホルダ４９が設けられ、測温
プローブ２３が着脱可能である。

【００２９】図６は、酸素ランス１８の内部構成を示
す。酸素ランス１８の先端には、先端金物５０が溶接さ
れる。先端金物５０の先端には、傾斜させた方向に向け
てノズル５１が装着されている。ノズル５１は、ねじ部
５２によって先端金物５０に装着される。酸素ランス１
８の主要部分は、一番内側の酸素ガス管５３、その外側
の排水管５４および最外周側の給水管５５によって構成
される三重管構造である。酸素ガス管５３、排水管５４
および給水管５５と、先端金物５０との間は、溶接部５
６ａ，５６ｂ，５６ｃによってそれぞれ接合されてい
る。溶接部５６ａ，５６ｂ，５６ｃの位置は、酸素ラン
ス１８の軸線方向に関連してずれた位置に形成されてい
る。特に、図６に示すように、一番内側の酸素ガス管５
３と先端金物５０との溶接を先に行い、次に排水管５４
と先端金物５０との溶接を行い、最後に最も外側の給水
管５５と、先端金物５０との溶接を行う際に好都合であ
る。

【００３０】図７は支持棒２２および測温プローブ２３
に関連する構成を示し、図８は図７の切断面線ＶＩＩＩ
−ＶＩＩＩから見た断面図を示し、図９は測温プローブ
２３の拡大した断面図を示す。支持棒２２は、外筒５７
内で軸線方向への摺動変位および軸線まわりの角変位が
可能である。支持棒２２の先端には、プローブソケット
５８が設けられ、測温プローブ２３に容易に着脱可能で
ある。外筒５７からブラケット５９を介して取付けられ
る角変位シリンダ４８のロッド６０は、アーム６１を介
して支持棒２２を軸線まわりに角変位させる。

【００３１】測温プローブ２３の先端には、熱電対６２
が配置され、測温プローブ２３の主要部は紙管６３で構
成される。測温プローブ２３は、電気炉１１内の溶湯１
４内に浸漬され、最終的には焼失する。紙管６３にはサ
ンプル室６４が形成され、耐火物層６５でライニングさ
れる。測温プローブ２３を溶湯１４中に浸漬させると、
サンプル室６４内に溶湯１４の一部が流れ込み、成分分
析用のサンプルを採取することができる。その内壁はセ
ラミック６６によって保護され、紙管６３以下の部分は
消耗品として付け換えて使用する。

【００３２】図１０は、排滓口１３に設けられる扉１３
ａの構成を示す。扉１３ａは、ガイド６７に沿って上下
に変位可能である。扉１３ａを上昇させるのは、吊上軸
６８によって駆動されるワイヤ６９であり、駆動装置７
０によって扉１３ａの開放および閉鎖が行われる。

【００３３】図１１は、酸素ランス１８を電気炉１１の
排滓口１３から遠ざけて待機させている状態を示す。図
１２は、旋回装置１５によって酸素ランス１８を電気炉
１１内に挿入した状態を示す。酸素ランス１８の先端
は、首振りシリンダ３３の伸縮に応じて、中心軸からそ
れぞれ約９°程度の範囲で首振り変位が可能である。ま
た、旋回シリンダ３７の調整によって、酸素吹錬を行う
軸線方向の位置も調整可能である。

【００３４】図１３は、旋回装置１５によって酸素ラン
ス１８を待機位置に旋回移動させ、さらに支持棒２２を
旋回させて測温プローブ２３の交換や、採取されたサン
プルの取出しを行う状態を示す。

【００３５】図１４は、電気炉１１中で測温を行う状態
を示す。測温を行う際には、支持棒２２を酸素ランス１
８の先端よりも前方に突出させ、さらに傾動シリンダ３
９や、旋回シリンダ３７によって測温プローブ２３の先
端の測温位置を調整する。

【００３６】図１５は、図１および図２の実施例を自動
制御するための電気的構成を示す。コンピュータ制御に
よって実現される制御装置７１は、冷却水ポンプ７２、
酸素バルブ７３えおよび油圧ユニット７４を、旋回シリ
ンダ２５、扉１３ａ、炉前扉３２、首振りシリンダ３
３、昇降シリンダ３４、旋回シリンダ３７、傾動シリン
ダ３９、駆動輪４２および角変位シリンダ４８などとと
もに制御し、以上説明したような一連の動作を全自動で
行う事ができる。

【００３７】以上の実施例では、移動手段として、旋回
装置１５によって酸素ランス１８および測温手段のため
の支持棒２２などを移動させているけれども、レール上
の台車によって移動させるようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、酸素ラン
ス近傍に測温手段を装着するので、両者を一括統合し
て、酸素の吹込みと、測温とを相互に何ら支障なく一連
の作業として行うことが可能となり、別個の作業として
個別に電気炉内へ挿入し、電気炉から引出す場合に比
べ、時間短縮、能率や生産性の向上を図り、省エネルギ
や環境悪化を防止することができる。さらに、移動手段
によって電気炉に挿入し、かつ引出される１体の装置に
構成されるので、操作が容易になり、遠隔操作や自動化
も可能となり、酸素ランスと測温手段との動作の干渉を
防ぐことができ、安全性が向上して装置の設置スペース
も狭くすることができる。さらにまた、装置が一体化さ
れるので、装置の構造の共用化を図って、別個の装置を
設置する場合よりもはるかに設備費用を軽減することが
できるまた本発明によれば、測温手段の先端に金属溶湯
の一部を採取するサンプリング手段を設けるので、測温
ばかりでなく、金属溶湯の成分分析のためのサンプリン
グも併せて秩序立って能率的に行うことができる。これ
らの作業を別個に行うと、電気炉への挿入と引出しとの
ための開口部から熱や粉塵などが周囲に排出され、環境
を悪化させるけれども、一連の作業として行うことによ
って、開口部の開放を極力減少させて省エネルギを達成
することができる。

【００３９】また本発明によれば、制御手段によって、
移動手段、測温手段およびサンプリング手段を制御し、
酸素吹錬作業および測温サンプリング作業を予め定める
順序で秩序立って行うことができるので、電気炉の操業
を遠隔操作あるいは完全自動化して行うことができ、人
間が高温環境下になる電気炉の近傍に近付かなくても、
電気炉から離れた低温で清浄な環境下で部品交換やサン
プル取出しなどの必要な作業を行うことができ、安全性
が大幅に改善される。

【００４０】また本発明によれば、測温手段は、酸素ラ
ンスの軸線に沿って延びる支持棒と、支持棒の先端に着
脱可能に取付けられる測温プローブとを含む。測温プロ
ーブが着脱可能であるので、金属溶湯の温度が約１５０
０℃程度にまで上昇したりして、測温プローブの寿命が
短くなっても、作業性良く安全に、迅速かつ容易に交換
して確実に測温を行うことができる。

【００４１】また本発明によれば、支持棒は、酸素ラン
スと平行に延びるフレーム状に設置される摺動手段によ
って保持されるので、支持棒の先端の測温プローブを酸
素ランスの先端よりも前方に前進させたり、酸素ランス
の先端よりも後方に後退させたりする相対的な変位を容
易に行うことができ、酸素ランスを電気炉から引出さな
くても酸素吹錬作業と測温作業とを短時間で切換えて行
うことができる。電気炉における開口部として利用する
排滓口などが小さくても挿入可能にして、省エネルギを
図ることができる。

【００４２】また本発明によれば、測温プローブと支持
棒とは、大略的にＬ字形となるので、支持棒を電気炉の
開口部からほぼ水平方向に挿入しても、先端を容易に溶
湯に接触させて正確な測温を行うことができる。

【００４３】また本発明によれば、支持棒は軸線まわり
に角変位可能であるので、開口部から挿入する際には、
たとえば開口部の対角線方向に測温プローブを傾けてお
き、挿入してから測温プローブを鉛直下方に向けて先端
を溶湯に接触させることができる。これによって、開口
部の面積を小さくすることができ、熱損失を低減して省
エネルギおよび省電力を図り、電力消費の軽減を図るこ
とができる。また装置の小形化と、作業環境の改善も達
成可能である。

【００４４】また本発明によれば、測温手段は、電気炉
内に挿入した状態で、酸素ランスとは独立に傾動および
旋回させることができるので、電極などとの相対的な位
置関係を調整して、先端を損傷させることなく、測温に
好適な位置で、溶湯の温度を確実に測定することができ
る。

【００４５】また本発明によれば、電気炉の開口部に
は、移動手段に連動して、酸素ランスおよび測温手段が
電気炉内に挿入されている間は開放され、他の間は閉鎖
される開閉扉が設けられる。酸素ランスおよび測温手段
が電気炉内に挿入されていないときには開閉扉が閉鎖さ
れ、酸素ランスおよび測温手段が挿入されている時間は
連続的な操業によって短縮されるので、開閉扉が開放さ
れている時間が短縮され、熱損失を減少させて省エネル
ギを図ることができる。また、高温の環境下で人手によ
って扉を開閉する必要がないので、作業性が改善され、
安全性も向上する。

【００４６】また本発明によれば、酸素ランスおよび測
温手段を挿入するための開口部は、電気炉の排滓口を利
用する。このため、改めて電気炉に余計な開口部を設け
る必要がなく、熱損失の増大を防ぐことができる。スラ
グの排出時には、移動手段によって、酸素ランスおよび
測温手段を、作業には全く支障とならないように、排滓
口から離れた位置に移動させることができる。

【００４７】また本発明によれば、酸素ランスおよび測
温手段は、旋回アームの先端に取付けられて、電気炉外
部に設置される旋回軸を中心として大きく旋回移動する
ので、電気炉に挿入しない状態では、電気炉の開口部周
辺から大きく離れた位置に退避することができる。これ
によって、電気炉の開口部の周囲の空間を広くとること
ができ、装置の点検や修理、あるいは清掃したりするこ
とが容易となり、測温プローブの交換やサンプルの採取
等の作業を改善することができる。

【００４８】また本発明によれば、酸素ランスは水冷式
であり、測温の際に電気炉内の高温環境下におかれても
長時間の使用に耐え、さらに先端を交換すれば正常な酸
素吹込みの可能な寿命を延長させて確実な精錬を効率良
く行い、ランニングコストを低下させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の基本的な構成を示す正面視
した縦断面図である。

【図２】図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た横断面図で
ある。

【図３】図１の実施例の旋回装置１５および係合節１７
に関連する構成を示す平面図である。

【図４】図１の実施例の旋回装置１５および係合節１７
に関連する構成を示す部分的な正面図である。

【図５】図１の実施例の係合節１７に関連する構成を示
す部分的な正面図である。

【図６】図１の実施例の酸素ランス１８の構成を部分的
に切換えて示す正面図である。

【図７】図１の実施例の支持棒２２に関連する構成を部
分的に切換えて示す正面図である。

【図８】図７の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た断
面図である。

【図９】図７の測温プローブ２３の構成を示す断面図で
ある。

【図１０】図１の実施例の排滓口１３の扉１３ａに関連
する構成を示す側面図である。

【図１１】図１の実施例の動作を示す簡略化した平面図
である。

【図１２】図１の実施例の動作を示す簡略化した平面図
である。

【図１３】図１の実施例の動作を示す簡略化した平面図
である。

【図１４】図１の実施例の動作を示す簡略化した平面図
である。

【図１５】図１の実施例の制御のための電気的構成を示
すブロック図である。

【図１６】先行技術による酸素吹込み装置の構成を示す
正面断面図である。

【図１７】図１６の切断面線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩから見
た断面図である。

【図１８】先行技術による他の酸素吹錬のための構成を
示す簡略化した正面断面図である。

【符号の説明】

１１電気炉１２電極１３排滓口１３ａ扉１４溶湯１４ａスラグ１５旋回装置１６旋回アーム１７係合節１８酸素ランス２０フレーム２１摺動装置２２支持棒２３測温プローブ２４リンクアーム２５旋回シリンダ３０旋回ベース３１炉カバー３２炉前扉３３首振りシリンダ３４昇降シリンダ３７旋回シリンダ３９傾動シリンダ４２駆動輪４３ローラチェーン４８角変位シリンダ５０先端金物５１ノズル６２熱電対６３紙管６４サンプル室６６セラミック７０駆動装置７１制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村重男山口県新南陽市野村南町4976番地日新製鋼株式会社周南製鋼所内 (72)発明者鍛治昇広島県呉市中通１丁目３番16号日新工機株式会社内 (72)発明者宅見行雄広島県呉市中通１丁目３番16号日新工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気炉の操業中に酸素ランスを挿入して
酸素吹錬を行うための電気炉用酸素吹込み装置におい
て、大略的に水平面内または斜めでの移動によって、電気炉
中に酸素ランスを挿入し、かつ引出す移動手段と、酸素ランス近傍に装着され、酸素ランスの軸線方向に相
対的に移動可能であり、酸素ランスを電気炉内に挿入し
た状態で、先端を酸素ランスよりも電気炉内に突出させ
て電気炉内の金属溶湯の測温を行う測温手段とを含むこ
とを特徴とする電気炉用酸素吹込み装置。
【請求項２】前記測温手段の先端に、金属溶湯の一部
を採取するサンプリング手段を設けることを特徴とする
請求項１記載の電気炉用酸素吹込み装置。
【請求項３】前記移動手段、前記測温手段および前記
サンプリング手段を制御し、酸素吹錬作業および測温サ
ンプリング作業を予め定める順序で行う制御手段を含む
ことを特徴とする請求項２記載の電気炉用酸素吹込み装
置。
【請求項４】前記測温手段は、酸素ランスの軸線に沿
って延びる支持棒と、支持棒の先端に着脱可能に取付け
られる測温プローブとを含むことを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の電気炉用酸素吹込み装置。
【請求項５】前記測温手段は、酸素ランスと平行に延
びるフレームと、フレーム上に設置され、フレームの軸
線方向に摺動変位可能な摺動手段とを含み、前記支持棒は、摺動手段によって保持されることを特徴
とする請求項４記載の電気炉用酸素吹込み装置。
【請求項６】前記測温プローブは、前記支持棒の先端
に、支持棒の軸線に対して大略的に垂直方向に延びるよ
うに取付けられることを特徴とする請求項４または５記
載の電気炉用酸素吹込み装置。
【請求項７】前記支持棒は、その軸線まわりに角変位
可能であることを特徴とする請求項６記載の電気炉用酸
素吹込み装置。
【請求項８】前記測温手段を、電気炉内に挿入した状
態で酸素ランスとは独立に傾動および旋回させる傾動旋
回手段がさらに含まれることを特徴とする請求項１〜７
のいずれかに記載の電気炉用酸素吹込み装置。
【請求項９】前記酸素ランスおよび前記測温手段を電
気炉内に出し入れするための電気炉の開口部には、前記
移動手段に連動して、酸素ランスおよび測温手段が電気
炉内に挿入されている間は開放され、他の間は閉鎖され
る開閉扉が設けられることを特徴とする請求項１〜８の
いずれかに記載の電気炉用酸素吹込み装置。
【請求項１０】前記開口部は、電気炉の排滓口である
ことを特徴とする請求項９記載の電気炉用酸素吹込み装
置。
【請求項１１】前記移動手段は、電気炉外部に設置さ
れ、旋回軸および旋回軸から放射状に延びるアームを有
する旋回手段を含み、前記酸素ランスおよび前記測温手段は、旋回手段のアー
ムの先端に取付けられることを特徴とする請求項１〜１
０のいずれかに記載の電気炉用酸素吹込み装置。
【請求項１２】前記酸素ランスは、水冷式であり、先
端が交換可能であることを特徴とする請求項１〜１１の
いずれかに記載の電気炉用酸素吹込み装置。