JPH09133468A - 電気炉の原料の追加装入または金属溶湯の出湯時点の判定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気炉において、初期装入された原料の溶解
後、さらに原料を追加装入する時点、または溶解された
溶湯を出湯する時点を正確に判定する。 【解決手段】 判定装置２０は、電気炉９の炉本体２の
水冷壁６に配設されている水冷管６ａの入口冷却水温度
を検出する入口水温センサ１６と、前記水冷管６ａの出
口冷却水温度を検出する出口水温センサ１３と、前記出
口冷却水温度と入口冷却水温度との温度差、または前記
出口冷却水温度の時間変化率を算出する演算手段１７
と、前記温度差の予め定める判定温度、または前記時間
変化率の予め定める基準値を設定する設定手段１８と、
前記演算手段１７から算出される温度差または時間変化
率が前記設定手段１８に設定されている判定温度または
基準値に達したとき、原料の追加装入または金属溶湯の
出湯を行うべきことを判定する判定手段１９とを含んで
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天井蓋や炉壁およ
び炉床の少なくとも一部に水冷構造を有する炉本体を備
える電気炉に係わり、初期装入される金属等の原料を溶
解または溶融する電気炉内にさらに原料を追加装入する
時点、または電気炉本体内から溶解された金属溶湯を出
湯する時点を好適に判定する方法およびそのための装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の金属材料や金属類や鉱石の溶解、
溶融、精錬または製錬工程、特にステンレス鋼等を含む
特殊鋼や高合金鉄などを溶製する製鉄や製鋼工程におい
ては、様々な金属溶解炉や金属溶解、溶融炉や金属製錬
炉などが用いられる。このうちの電気炉は、主に屑鉄や
フェロアロイや鉱石など種々の金属分を含有する主原料
と、主に精錬やスラグ塩基度調整用としての造滓材や加
炭材や還元材などを含む副原料などから成る原料の溶解
または溶融、さらに精錬などに用いられる。現在使用さ
れている電気炉は、その多くが次第に大型化され大容量
を有し、交流電源または直流電源を用いるアーク加熱式
電気炉である。このような電気炉内に、種々の事情や実
情に合わせて液状主原料を固体主副原料と抱き合わせ装
入することもあるけれども、通常、前述の如き種々の主
副原料が配合された固体原料を装入し、この電気炉に備
えられている電極に通電するとアーク放電が始まり、こ
のアーク放電により発生した熱によって固体原料が溶解
または溶融されて種々の金属や合金などの溶湯、溶銑ま
たは溶鋼など、すなわち広義の金属溶湯とスラグとが溶
解または溶融されて溶製される。そして、溶解または溶
融された金属溶湯とスラグは、適宜精錬され、電気炉本
体内から次工程へ向けて出湯かつ出滓される。

【０００３】このようにして用いられる電気炉は、通
常、前述の如く固体原料の装入から溶製された金属溶湯
と、スラグの出湯かつ出滓に至るまでのバッチ方式（バ
ッチ処理）により、次々と連続的に操業される。

【０００４】このようなバッチ処理により連続的に操業
される電気炉においては、近年、特に高能率、生産性や
経済性を伴うマスプロ化を促進するために、前述の如く
電気炉を大型化し大容量の炉にして、１回分の処理で極
力多量の原料を装入できるようにして、そして溶解また
は溶融された極力多量の金属溶湯を出湯可能にしてい
る。しかしながら、このように多量に装入される固体原
料は一般にかさばっており、１回の装入で１回分の処理
に必要な全ての原料が電気炉内に初期に装入できない場
合が多い。そのときは、初期に電気炉内に原料の大半を
装入して加熱し、この加熱装入原料がある程度溶解また
は溶融し、その嵩が減少した時点で残りの必用量の原料
を通常１回、あるいは２〜３回程度に分けて追加装入し
て加熱、溶解または溶融する。

【０００５】このように電気炉内に原料を追加装入す
る、または必要に応じて適宜精錬され少なくとも溶解、
かつ溶融している金属溶湯やスラグを出湯かつ出滓する
には、初期装入あるいはさらに追加装入するいずれの装
入の場合であっても、電気炉内部に装入された原料が、
ほとんどあるいは完全に溶解または溶融している必要が
ある。このためには、いずれにしても装入された電気炉
内部の原料の溶解または溶融状態を経時的に確実に把握
し続けておくことと、特に初期装入された原料が溶解ま
たは溶融されて追加装入する場合の追加装入し得る、追
加装入可能な時点の間断のない把握およびその時点の確
実な判定とが必要である。また、溶解または溶融された
金属溶湯を精錬するあるいは精錬しないは別にして、少
なくとも溶解または溶融された金属溶湯を出湯し得る、
出湯可能な時点の間断のない把握およびその時点の確実
な判定が必要である。

【０００６】このように間断のない確実な把握と、追加
装入または金属溶湯の出湯時点の確実な判定とが必要で
あるけれども、これに対する典型的な従来技術による
と、原料の溶解または溶融状態の経時的な把握と前記各
時点の判定は、原料の装入時で天井蓋を開放したときに
炉内監視用モニタを介し、または作業員が炉内を目視し
て行っている。また、電気炉本体には、その炉壁（側
壁）の一部にたとえば除滓口や作業口などの開口部を有
しているので、その開口部を開口したとき、炉内監視用
モニタを介し、または作業員が炉内を目視して行ってい
る。

【０００７】一方、電気炉内に原料を追加装入するため
に電気炉本体から天井蓋を開放する時期は、予め定めら
れた消費電力量によって判定される場合もある。この予
め定められる消費電力量は、電気炉自体の種類、形式、
構造、形状、容量（寸法）などの条件や、炉への経時的
な原料の装入や通電条件などを含む操炉または操業条件
や、装入される原料配合に関係なく、単に装入される原
料の総重量に一定の電力原単位を乗算して定めるような
粗いものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、原料の
溶解または溶融状態の把握は、原料の装入時に天井蓋を
開放するときや、電気炉本体の炉壁（側壁）の一部に備
えられている除滓口や作業口などの開口部を開口すると
き、これらの短時間で限られた場合にのみ行われ、また
はその判定方法も炉外に配置された炉内監視用カメラか
らのモニタ画面を作業員が目視観察するか、または炉縁
で作業員が直接目視したりして行っている。このため、
原料の溶解または溶融中にその状態を観察し続けて、経
時的に連続把握しながら判定することはできない。さら
に、その判定は作業員によって行われるので、個人差や
ミスも多く、観察結果に基づく把握や判定は精度および
確実さに欠け、安定した信頼性のおけるものではない。
より充分に観察しようとして、頻繁に、前記除滓口や作
業口などの開口部を開口すると、その度毎に電気炉内の
熱量が開口部から炉外へ放散してしまい、高価な消費電
力量が増加し、電力原単位が上昇して省エネルギ操業に
つながらない。また、粉塵が多量に発生して環境悪化を
招き、さらに天井蓋や電気炉本体内の耐火物層に対して
も、比較的に急激な温度上昇や冷却作用を及ぼし悪影響
を及ぼすので、その開口回数も制限され、やはり連続的
に観察し続けることができず、好適な溶解または溶融状
態の把握と判定が困難である。さらに、粉塵の外部への
放散を防止するために、電気炉全体がハウス内に収容さ
れている場合には、作業員の炉内観察はハウスの介在の
ために困難であり、たとえ観察できたとしても狭い視野
での観察に限定される。

【０００９】また、原料の溶解または溶融の際には前述
のごとき炉内の観察を行わず、また主副原料の種類やそ
の原料配合あるいは炉の種類等々の違いに拘わらず、一
定の電力量を加えて原料を溶解または溶融している場合
がある。したがって、このような場合には装入された原
料が、比較的溶解し易い原料およびその配合である場
合、設定電力量を全て消費する前に完全に原料が溶解ま
たは溶融してしまってもさらに電力が供給され、その後
に金属溶湯の出湯あるいは原料の追加装入が行われるた
め、過剰な電力量が供給されることになり、溶解電力量
のロス（無駄）が生じる。また、原料が完全に溶解また
は溶融した後もさらに電極への通電を続けると、電極か
ら発生するアークによって生じる炉壁の耐火物層への熱
負荷が大きくなり、耐火物の損耗量を増大させる。

【００１０】また、電気炉で原料を溶解または溶融する
際に、原料がほとんど溶解または溶融する溶落時期に
は、原料の急速な反応による吹上げやフォーミング現象
が生じる。従来の原料溶解または溶融方法では、原料溶
解中に炉内を観察し続けることができないため、この溶
落時期の判定が困難であり、吹上げなどの未然予測もで
きない。

【００１１】本発明の目的は、金属溶解・溶融炉内の原
料の溶解状況を目視によらずに判定し、過剰な電力投入
を抑えて電力原単位の低減を図ると同時に、炉壁耐火物
層への熱負荷を小さくして損耗量を減少させることによ
って、耐火物費用の低減を図ることができる電気炉の追
加装入時点または出湯時点の判定方法および装置を提供
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、電気炉を構成
する天井蓋および炉本体の少なくとも一部に水冷管が配
設され、前記電気炉に通電開始して初期装入されている
金属等の原料を溶解する炉本体内に、さらに原料を追加
装入する時点、または溶解された金属溶湯を炉本体内か
ら出湯する時点を判定する方法において、前記水冷管の
入口冷却水の水温と、出口冷却水の水温との温度差が１
５〜４５℃の範囲内で予め定める判定温度以上になった
とき、原料の追加装入または金属溶湯の出湯を行うこと
を特徴とする電気炉の原料の追加装入または金属溶湯の
出湯時点の判定方法である。本発明に従えば、原料の追
加装入または金属溶湯の出湯判定基準として、出口冷却
水温度と入口冷却水温度との温度差が用いられる。前記
温度差は、電気炉内の固体原料の溶解状態に対応してい
る。原料装入直後のように原料がかさばり、炉内空間を
満たしているときには、未溶解の原料がアークの輻射熱
を遮るので、前記水冷管は直接アークの熱負荷を受けな
い。このため、前記温度差の上昇率は非常に小さい。し
かしながら、原料の溶解が進行するにつれて前記水冷管
はアークの輻射熱を直接受けるようになるので、前記水
冷管に対する熱負荷はしだいに大きくなる。また、固体
の原料が溶解して金属溶湯となる反応が起こっていると
きには、与えられたエネルギは潜熱となって消費される
ので、前記温度差の上昇率は小さい。固体の原料が全て
溶解し、前記反応が終了したときには、与えられたエネ
ルギは金属溶湯自身の温度の上昇、すなわち水冷管の出
口冷却水温度の上昇に用いられるので、前記温度差の上
昇率は大きくなる。このように、前記冷却水温度の温度
差は、電気炉内の原料の溶解状態に対応して変化するの
で、前記温度差によって原料の溶解状態を連続的に把握
し、予め定める判定温度に基づいて、前記追加装入また
は出湯時期を正確に判定することができる。

【００１３】また本発明は、前記温度差が１５〜３０℃
の範囲内で、１５℃以上になったとき、原料の追加装入
を行うことを特徴とする。本発明に従えば、前記予め定
める判定温度が原料の追加装入を行うことができる溶解
状態と対応する値に設定されているので、原料の追加装
入時期を正確に判定し、適正な原料の溶解状態で原料の
追加装入を行うことができる。

【００１４】また本発明は、前記温度差が２０〜４５℃
の範囲内で、２０℃以上になったとき、金属溶湯の出湯
を行うことを特徴とする。本発明に従えば、前記予め定
める判定温度が金属溶湯の出湯を行うことができる溶解
状態と対応する値に設定されているので、金属溶湯の出
湯時期を正確に判定し、適正な溶解状態で金属溶湯の出
湯を行うことができる。

【００１５】また本発明は、電気炉を構成する天井蓋お
よび炉本体の少なくとも一部に水冷管が配設され、前記
電気炉に通電開始して初期装入されている金属等の原料
を溶解する炉本体内に、さらに原料を追加装入する時
点、または溶解された金属溶湯を炉本体内から出湯する
時点を判定する方法において、前記水冷管における出口
冷却水の水温の時間変化率が大きく急変し、予め定めた
基準となる時間変化率以上になったとき、原料の追加装
入または金属溶湯の出湯を行うことを特徴とする電気炉
の原料の追加装入または金属溶湯の出湯時点の判定方法
である。本発明に従えば、原料の追加装入または金属溶
湯の出湯判定基準として、前記水冷管における出口冷却
水温度の時間変化率が用いられる。前記水温の時間変化
率は、電気炉内の原料の溶解状態に対応して変化し、特
に溶解時に急変するので、前記水温の時間変化率によっ
て原料の溶解状態を連続的に把握し、予め定める基準値
に基づいて前記追加装入または出湯時期を正確に判定す
ることができる。

【００１６】また本発明は、前記予め定めた基準となる
時間変化率が３℃／分であることを特徴とする。本発明
に従えば、前記予め定める基準値が原料の追加装入また
は金属溶湯の出湯を行うことができる溶解状態と対応す
る値に設定されているので、前記追加装入または出湯時
期を正確に判定し、それぞれの操作に見合った原料の溶
解状態で前記追加装入または出湯を行うことができる。

【００１７】また本発明は、電気炉を構成する天井蓋お
よび炉本体の少なくとも一部に水冷管が配設され、前記
電気炉に通電開始して初期装入されている金属等の原料
を溶解する炉本体内に、さらに原料を追加装入する時
点、または溶解された金属溶湯を炉本体内から出湯する
時点を判定する方法において、前記炉本体内の耐火物層
中、または炉本体内における炉壁の耐火物層中に間隔を
あけて複数の測温センサを配設し、前記通電開始時にお
ける各測温センサからの出力値と、それらにそれぞれ対
応する通電開始後の各測温センサからの出力値とに基づ
く温度差が、４０〜５０℃の範囲内で４０℃以上になっ
たとき、原料の追加装入または金属溶湯の出湯を行うこ
とを特徴とする電気炉の原料の追加装入または金属溶湯
の出湯時点の判定方法である。本発明に従えば、原料の
追加装入または金属溶湯の出湯判定基準として、前記耐
火物温度の温度差が用いられる。前記耐火物温度の温度
差は、電気炉内の原料の溶解状態に対応して変化するの
で、前記温度差によって原料の溶解状態を連続的に把握
し、前記予め定める判定温度によって前記追加装入また
は出湯時期を正確に判定することができる。

【００１８】また本発明は、電気炉を構成する天井蓋お
よび炉本体の少なくとも一部に水冷管が配設され、前記
電気炉に通電開始して初期装入されている金属等の原料
を溶解する炉本体内に、さらに原料を追加装入する時
点、または溶解された金属溶湯を炉本体内から出湯する
時点を判定する方法において、前記炉本体内の耐火物層
中、または炉本体内における炉壁の耐火物層中に間隔を
あけて複数の測温センサを配設し、各測温センサからの
出力に基づく各温度の時間変化率が急変して予め定めた
基準値以上になったとき、原料の追加装入または金属溶
湯の出湯を行うことを特徴とする電気炉の原料の追加装
入または金属溶湯の出湯時点の判定方法である。本発明
に従えば、原料の追加装入または金属溶湯の出湯判定基
準として、前記耐火物温度の時間変化率が用いられる。
前記耐火物温度の時間変化率は、電気炉内の原料の溶解
状態に対応して変化し、特に溶解時に急変するので、前
記耐火物温度の時間変化率によって原料の溶解状態を連
続的に把握し、前記予め定める基準値によって前記追加
装入または出湯時期を正確に判定することができる。

【００１９】また本発明は、前記基準値が５℃／分であ
ることを特徴とする。本発明に従えば、前記予め定める
基準値が原料の追加装入または金属溶湯の出湯を行うこ
とができる溶解状態と対応する値に設定されているの
で、前記追加装入または出湯時期を正確に判定すること
ができる。

【００２０】また本発明は、電気炉を構成する天井蓋お
よび炉本体の少なくとも一部に水冷管が配設され、前記
電気炉に通電開始して初期装入されている金属等の原料
を溶解する炉本体内に、さらに原料を追加装入する時
点、または溶解された金属溶湯を炉本体内から出湯する
時点を判定する装置において、前記水冷管の入口冷却水
の水温と、出口冷却水の水温とが検出される各水温測定
センサと、前記各水温センサからの出力に基づいて前記
入口冷却水の水温と出口冷却水の水温との温度差、また
は前記出口冷却水の水温の時間変化率が算定される演算
手段と、前記温度差に関する特定温度範囲内にあって予
め定める判定温度、または前記出口冷却水の水温に関し
て予め定めた基準となる時間変化率が予め設定される設
定手段と、前記演算手段から算出される温度差または時
間変化率が、前記設定手段に設定されている特定温度範
囲内にあって、予め定める判定温度または予め定めた基
準となる時間変化率とそれぞれ対比され、当該判定温度
以上または基準となる時間変化率以上になったとき、原
料の追加装入または金属溶湯の出湯を行うべきことを判
定する判定手段とを含むことを特徴とする電気炉の原料
の追加装入または金属溶湯の出湯時点の判定装置であ
る。本発明に従えば、前記判定装置は、水温測定センサ
によって入口冷却水温度および出口冷却水温度を検出
し、演算手段によって前記冷却水温度の温度差または出
口冷却水温度の時間変化率を算定し、設定手段によって
予め定める判定温度または時間変化率の基準値を設定
し、判定手段によって前記温度差または時間変化率が、
予め定める判定温度または予め定めた時間変化率の基準
値以上となったとき、原料の追加装入または金属溶湯の
出湯を行うべきことを判定することができる。これによ
って、前記判定装置は、原料の溶解状態を目視でなく冷
却水温度によって連続的に把握し、予め定める基準値に
基づいて前記追加装入または出湯時期を正確に判定する
ことができるので、過剰に電力を投入することなく、前
記追加装入または出湯を行うことができる。

【００２１】また本発明は、電気炉を構成する天井蓋お
よび炉本体の少なくとも一部に水冷管が配設され、前記
電気炉に通電開始して初期装入されている金属等の原料
を溶解する炉本体内に、さらに原料を追加装入する時
点、または溶解された金属溶湯を炉本体内から出湯する
時点を判定する装置において、前記炉本体内の耐火物層
中、または炉本体内における炉壁の耐火物層中に間隔を
あけて設けられる複数の測温センサと、前記通電開始時
における各測温センサからの出力値と、それらにそれぞ
れ対応する前記通電開始後の各測温センサからの出力値
とに基づく温度差、または通電開始後の各測温センサの
出力値に基づく各温度の時間変化率が算定される演算手
段と、前記温度差に関する特定温度範囲内にあって予め
定める判定温度、または各温度の時間変化率に関して予
め定めた基準となる時間変化率が予め設定される設定手
段と、前記演算手段から算出される温度差または時間変
化率が、前記設定手段に設定されている特定温度範囲内
にあって、予め定める判定温度または予め定めた基準と
なる時間変化率とそれぞれ対比され、当該判定温度以上
または基準となる時間変化率以上になったとき、原料の
追加装入または金属溶湯の出湯を行うべきことを判定す
る判定手段とを含むことを特徴とする電気炉の原料の追
加装入または金属溶湯の出湯時点の判定装置である。本
発明に従えば、前記判定装置は、複数の測温センサによ
って、前記耐火物層の温度を測定し、演算手段によって
各測温センサの通電開始時と開始後の温度差または各温
度の時間変化率を算定し、設定手段によって予め定める
判定温度、または各温度の時間変化率の基準値を設定
し、判定手段によって前記温度差または時間変化率が、
予め定める判定温度または予め定めた時間変化率の基準
値以上となったとき、原料の追加装入または金属溶湯の
出湯を行うべきことを判定することができる。これによ
って、前記判定装置は、原料の溶解状態を目視でなく、
前記耐火物層の温度によって連続的に把握し、予め定め
る基準値に基づいて前記追加装入または出湯時期を正確
に判定することができるので、過剰に電力を投入するこ
となく、前記追加装入または溶湯の出湯を行うことがで
きる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態である電気炉の原料の追加装入または溶湯の出湯時点
の判定装置（以後、「判定装置」と略称することがあ
る）の構成を簡略化して示す系統図である。判定装置２
０は、電気炉９の炉本体２の水冷壁６に配設されている
水冷管６ａの入口冷却水温度を検出する入口水温センサ
１６と、前記水冷管６ａの出口冷却水温度を検出する出
口水温センサ１３と、前記出口冷却水温度と入口冷却水
温度との温度差、または前記出口冷却水温度の時間変化
率を算出する演算手段１７と、前記温度差の予め定める
判定温度、または前記時間変化率の予め定める基準値を
設定する設定手段１８と、前記演算手段１７から算出さ
れる温度差または時間変化率が、前記設定手段１８に設
定されている判定温度または基準値に達したとき、原料
の追加装入または金属溶湯、たとえばステンレス鋼溶湯
（以後、「溶湯」と略称することがある）の出湯を行う
べきことを判定する判定手段１９とを含んで構成され
る。

【００２３】前記入口水温センサ１６および出口水温セ
ンサ１３は、熱電対などによって構成され、入口冷却水
温度および出口冷却水温度を連続的に検出して検出出力
を前記演算手段１７に送信する。前記入口水温センサ１
６および出口水温センサ１３の設置位置ならびに構成
は、後述するとおりである。なお、出口冷却水温度は、
後述のように原料の溶解状態と対応して変化する。

【００２４】図２は、電気炉の構成を簡略化して示す正
面から見た断面図である。電気炉９は電極１０が取付け
られた天井蓋１と、略円筒形の鉄皮などから成る炉壁３
と、椀状の炉床４とで構成された炉本体２とから成る。
炉本体２の溶湯１４などが接する炉壁３および炉床４の
内壁には耐火物層５が設けられ、溶湯１４などと直接接
しない炉本体２の内壁および天井蓋１の内壁には、冷却
水を通す水冷管６ａによって構成される水冷壁６が設置
される。炉本体２の一方側には、原料を溶解・精錬した
際に生じるスラグ１５などを除去するための作業口７が
設けられ、また作業口７に対向する位置には、溶湯１４
を出湯するための出湯口８が設けられ、出湯樋８ａが取
付けられている。さらにまた、炉本体２の底部（炉底）
には、溶湯１４を撹拌するための気体、たとえば窒素ガ
スなどを吹込むための吹込みノズル１１が設けられてい
る。

【００２５】電気炉９の炉本体２の内部に装入されたス
クラップなどの原料と、天井蓋１の電極１０の先端部と
の間には間隙が設けられており、変圧器で電圧を調整さ
れた電流を電極１０に通電すると、電極１０と原料との
間にアークが発生し、このとき発生する熱によって原料
は溶解、溶融（以後、「溶解」と略称する）される。原
料が溶解されて生じる溶湯１４およびスラグ１５は、炉
本体２の内部に貯留される。

【００２６】図３は、図２に示す電気炉の天井蓋の構成
を簡略化して示す平面図である。天井蓋１は、水冷壁６
と小天井１ａとから構成されており、水冷壁６には、水
冷管６ａが周方向に連続して密に配置されている。水冷
管６ａの冷却水入口側および出口側には、入口水温セン
サ１６および出口水温センサ１３がそれぞれ配置されて
いる。小天井１ａには、昇降自在な３本の電極１０（１
０ａ，１０ｂ，１０ｃ）が挿通されており、３本の電極
１０は、周方向に等間隔をあけて配設されている。

【００２７】図４は、図２に示す電気炉の炉本体の水冷
壁の構成を簡略化して示す斜視図である。電気炉９の炉
本体２の炉壁３に設けられている水冷壁６（以後、「水
冷炉壁６」と略称することがある）は、円周方向に複数
個、たとえば８個のブロックＢ１〜Ｂ８に分割され、そ
れぞれのブロック内を水冷管６ａが密に配置されてい
る。各水冷管６ａの冷却水入口側および冷却水出口側の
少なくとも１箇所、あるいは複数箇所には、入口水温セ
ンサ１６および出口水温センサ１３がそれぞれ設置さ
れ、操業中の冷却水の水温を連続的に測定する。なお、
図３および図４に示す水冷管６ａに供給される冷却水は
閉鎖した循環経路内を循環しており、水冷壁６を通過し
て昇温された冷却水は冷却設備で冷却され、再度入口冷
却水として供給される。このため、入口冷却水の水温
は、ほぼ一定温度、たとえば１２〜２０℃に保持され
る。

【００２８】図５は、図１に示す出口水温センサの構成
および設置状況を簡略化して示す模式図である。前記出
口水温センサ１３は、熱電対１３ａと、その感温部１３
ｂと、保護管１３ｃとを含み、感温部１３ｂが水冷管６
ａの中心軸６ｂ上に配置されるように設置される。な
お、前記入口水温センサ１６の構成および設置状況は、
前記出口水温センサ１３と全く同一である。

【００２９】図６は、図２の切断面線ＶＩ−ＶＩから見
た電気炉の横断面図である。電気炉９の炉本体２の炉壁
３に形成されている耐火物層５は、溶湯１４と接する消
耗レンガ層５ａと、消耗レンガ層５ａの外方側に設けら
れる永久レンガ層５ｂとから成り、これらの間の少なく
とも１箇所あるいは周方向の複数箇所には、熱電対など
で構成される測温センサ１２が設置され、操業中の耐火
物温度を連続的に測定する。たとえば、周方向に６等分
されたブロックのうち３本の電極１０に近く、電極１０
の熱負荷を受け易い３箇所のホットスポット部に測温セ
ンサ１２ａ，１２ｃ，１２ｅが設置され、電極の熱負荷
を受けにくい３箇所のコールドスポット部に測温センサ
１２ｂ，１２ｄ，１２ｆが設置される。

【００３０】前記演算手段１７は、マイクロコンピュー
タなどによって実現され、前記炉本体２の水冷壁６に設
けられている前記入口水温センサ１６および出口水温セ
ンサ１３からの出力に基づいて、出口冷却水温度と入口
冷却水温度との温度差、または前記出口冷却水温度の時
間変化率を算出する。

【００３１】前記設定手段１８は、前記温度差に関する
特定温度範囲内にあって、予め定める判定温度、または
前記出口冷却水の水温に関して、予め定めた基準となる
時間変化率をキーボードなどによって予め設定する。前
記判定温度または時間変化率の基準値は、原料の追加装
入時点、または溶湯の出湯時点と対応する前記温度差ま
たは時間変化率を事前に把握することによって後述する
予め定める値に設定される。

【００３２】前記判定手段１９は、プロセスコンピュー
タなどによって実現され、前記演算手段１７から算出さ
れる温度差または時間変化率が、前記設定手段に設定さ
れている特定温度範囲内にあって、予め定める判定温度
または予め定めた基準となる時間変化率とそれぞれ対比
され、当該判定温度以上または基準となる時間変化率以
上になったとき、原料の追加装入または金属溶湯の出湯
を行うべきことを判断する。

【００３３】このように判定装置２０は、入口水温セン
サ１６および出口水温センサ１３によって前記入口冷却
水および出口冷却水の水温を測定し、後述のように原料
の溶解状態に対応して変化する出口冷却水温度と入口冷
却水温度との温度差、または出口冷却水温度の時間変化
率を演算手段１７によって算出し、算出値が設定手段１
８によって設定される前記予め定める判定温度または前
記予め定める基準となる時間変化率に達したとき、判定
手段１９によって原料の追加装入または溶湯の出湯を行
うべきことを判断することができる。このため、判定装
置２０の判定は、正確かつ確実に行われる。

【００３４】図７は、図４に示す炉本体の水冷炉壁の出
口冷却水温度の経時変化を示す推移図である。推移線Ｗ
１は、図４に示す電極１０ａのホットスポット部に位置
する水冷壁６のブロックＢ１の出口水温センサ１３で測
定された冷却水温度を示す推移線であり、推移線Ｗ２，
Ｗ３は、電極１０ｂ，１０ｃのホットスポット部に位置
する水冷炉壁６のブロックＢ４，Ｂ７の出口冷却水温度
をそれぞれ示す推移線である。炉本体２に設置した水冷
壁６の水冷管６ａ内の出口冷却水温度は、アークによる
熱負荷の影響または溶湯自身の温度変化の影響を受け易
いために操業中の温度変化が大きく、かつ、その変化は
原料の溶解状況、すなわち固体の原料と液体の溶湯の割
合に対応している。

【００３５】時刻ｔ０から電極１０への通電を開始する
と原料の加熱溶解が始まる。矢符Ａ１で示す溶解前期に
は固体の原料が炉内空間全体に充填され、水冷壁６に向
かうアークを遮断するために水冷壁６が直接アークの熱
負荷を受けず、また原料の溶解時には、与えられた熱エ
ネルギの大部分が固体の原料を溶解するための潜熱とし
て消費されるので、各ホットスポット部に位置する水冷
壁６の水冷管６ａの出口側で測定した冷却水温度は大き
く上昇変化しない。しかしながら、矢符Ｂ１で示す溶解
後期には、原料がほとんど溶解し、原料が炉内空間に示
す割合が非常に小さくなって水冷壁６が直接アークの熱
負荷を受け、かつ、原料がほとんど溶解したことによっ
て与えられる熱エネルギの大部分が溶湯自身の温度上昇
に用いられるので、各ホットスポット部で測定した出口
冷却水温度は大きく上昇し、かつ水温の時間変化率も増
大する。時刻ｔ１で追加装入のために天井蓋１が開放さ
れると、炉内の熱が放散し、炉内温度が低下するので、
出口冷却水温度も低下する。時刻ｔ２で追加装入を終了
し電極１０への通電を再開すると、出口冷却水温度は追
加装入前の温度変化と同様の挙動を示し、矢符Ａ２で示
す溶解前期には大きく上昇せず、矢符Ｂ２で示す溶解後
期に大きく上昇し、かつ水温の時間変化率も増大する。
時刻ｔ３では、出湯を行うために天井蓋１を開放するの
で、出口冷却水温度は低下する。なお、前述のように入
口冷却水温度は、ほぼ一定に保持されているので、前記
出口冷却水温度の推移は出口冷却水温度と、入口冷却水
温度との温度差の推移とほぼ一致する。

【００３６】図８は、図２に示す電気炉への原料の装入
方法を示す模式図である。スクラップやバスラと呼ばれ
る切りばり屑などを含む原料は、保管場所からトラック
またはクレーンなどの移動手段２１を用いて運ばれ、バ
スケットと呼ばれる装入容器２２に、たとえば嵩の８割
になるまで装入される。装入容器２２は、クレーンなど
で天井蓋１を開放した電気炉９の炉本体２の上部に運ば
れ、装入容器２２の底を開いて中の原料が炉内に装入さ
れる。原料を追加装入する場合、炉内の原料に未溶解の
部分が多く残っているときには、炉内空間の容積が小さ
いので、追加装入する原料を全て装入することができな
いことがあり、また原料が盛り上がって天井蓋１を閉め
ることができない、いわゆる材料盛りが発生することが
ある。材料盛りが発生した場合、作業員が手動で原料を
装入し直すなど多大な労力と時間を要するので、原料が
充分溶解し、炉内空間の容積が充分大きくなってから原
料の追加装入を行う必要がある。

【００３７】図９は、初期装入から追加装入間における
水冷炉壁の出口冷却水温度と、入口冷却水温度との温度
差に対する原料の材料盛り発生頻度および原料溶解率８
０％以上の頻度の関係を示す特性図である。原料の溶解
率とは、原料の装入総量に対する原料の溶解量の割合で
ある。図９から、前記冷却水温度の温度差と原料の溶解
状況とは対応しており、前記温度差が大きくなるほど原
料の溶解が進行し、前記材料盛りの発生頻度が低下して
いることが判る。すなわち、前記温度差が１５℃未満の
範囲では、原料の溶解率が低い溶解初期段階に対応して
おり、前記温度差が大きくなるにつれて溶解率が急増
し、材料盛りの発生頻度が急減している。前記温度差が
１５℃以上３０℃以下の範囲では、原料の溶解率が高
く、原料の溶解がかなり進行している段階に対応してお
り、材料盛り発生頻度は、ほぼ０％である。このため、
この温度差範囲においては、材料盛りが発生せず、原料
の追加装入が可能である。前記温度差が３０℃を超える
範囲では、原料がほぼ完全に溶解しており、追加装入は
可能であるけれども、過剰な電力投入によって電力原単
位の増大を招く。これによって、原料の追加装入時点を
判定するための前記温度差範囲は、１５〜３０℃である
ことが好ましく、かつ前記温度差の判定温度は、１５℃
に選ばれることが好ましい。

【００３８】図１０は、初期装入原料の溶解電力原単位
に対する初期装入から追加装入間における水冷炉壁の出
口冷却水温度と、入口冷却水温度との温度差の関係を示
す特性図である。初期装入原料の溶解電力原単位は、初
期装入原料の溶解に使用した消費溶解電力量を、初期装
入原料の総重量で除算したものである。図１０から、前
記冷却水温度の温度差と前記溶解電力原単位の間には、
相関関係が認められ、溶解電力の負荷によって前記温度
差が増大していることが判る。また、前記溶解電力原単
位の基準値である零は、前記従来技術を用いた場合の溶
解電力原単位であり、このときの前記冷却水温度の温度
差は、ほぼ２５〜３０℃の範囲を示している。したがっ
て、前記追加装入時の判定温度を３０℃を超える値とし
た場合、溶解電力は過剰となっていることが判る。

【００３９】さらにまた、前記追加装入時の判定温度を
適正温度範囲の下限値を下まわる１５℃未満とした場合
には、前記電力原単位は大幅に低下するけれども、原料
の溶解が充分でないので、前記材料盛り発生頻度が増加
するばかりでなく、溶湯の温度が充分に上がらない状態
で、温度の低い原料の追加装入が行われる。このため、
溶湯の温度がさらに低下し、特に炉本体２の炉床４の傾
斜部に堆積している原料が未溶解のまま通電が終了し
て、溶湯を出湯した後も炉内に残る場合がある。これは
溶解歩留りを低下させ、また溶湯の成分のばらつきの原
因になる。したがって、前記判定温度は、前述のように
装入された原料が充分に溶解し、かつ溶解電力の過剰投
入が生じない前記適正温度範囲１５〜３０℃内で、かつ
１５℃とすることが好ましい。

【００４０】図１１は、初期装入から追加装入間におけ
る水冷炉壁の出口冷却水温度の時間変化率に対する原料
の材料盛り発生頻度、および原料溶解率８０％以上の頻
度の関係を示す特性図である。図１１から、前記出口冷
却水温度の時間変化率と原料の溶解状況とは対応してお
り、前記時間変化率が大きくなるほど原料の溶解が進行
し、材料盛りの発生頻度が低下していることが判る。す
なわち、前記時間変化率が３℃／分未満の範囲では、原
料の溶解率が低い溶解初期段階に対応しており、前記時
間変化率が大きくなるにつれて溶解率が急増し、材料盛
りの発生頻度が急減している。前記時間変化率が３℃／
分以上では、原料の溶解率が高く、原料の溶解がかなり
進行している段階に対応しており、材料盛りの発生頻度
はほぼ０％である。このため、前記時間変化率の範囲に
おいては、材料盛りが発生せず、原料の追加装入が可能
である。これによって、原料の追加装入時点を判定する
ための前記時間変化率の予め定める基準値としては、３
℃／分の値に選ばれることが好ましい。

【００４１】図１２は、追加装入から出湯間における水
冷炉壁の出口冷却水温度と、入口冷却水温度との温度差
に対する原料の溶解率の関係を示す特性図である。図１
２から、前記温度差と原料の溶解率とは対応しており、
前記温度差が大きくなるほど原料の溶解が進行している
ことが判る。すなわち、前記温度差が２０℃未満の範囲
では、原料の溶解率が低く、溶解原料の残存する段階に
対応しており、前記温度差が大きくなるにつれて溶解率
が急増している。前記温度差が２０℃以上４５℃以下の
範囲では、原料が完全溶解している段階に対応してい
る。原料の完全溶解後には、溶湯の出湯が可能であるけ
れども、実操業においては、溶湯の温度調整やスラグ中
酸化クロムの還元精錬などが行われた後、溶湯の出湯を
行うことが多い。前記原料の完全溶解後の精錬は、溶湯
の温度上昇をもたらし、それは前記温度差の増大を招
く。

【００４２】前記温度差が４５℃を超える範囲は、前記
原料の完全溶解後の精錬によってもたらされる温度上昇
よりも過大な温度上昇に対応する範囲であり、過剰な電
力投入によって電力原単位の増大を招く。これによっ
て、溶湯の出湯時点を判定するための前記温度差範囲
は、２０〜４５℃であることが好ましく、かつ前記温度
差の判定温度は２０℃に選ばれることが好ましい。な
お、この判定温度は、前記原料の完全溶解後の精錬内容
に応じて、前記温度範囲２０〜４５℃内で変更すること
ができる。

【００４３】図１３は、追加装入から出湯間における水
冷炉壁の出口冷却水温度の時間変化率に対する原料の溶
解率の関係を示す特性図である。図１３から、前記出口
冷却水温度の時間変化率と原料の溶解率とは対応してお
り、前記時間変化率が大きくなるほど原料の溶解が進行
していることが判る。すなわち、前記時間変化率が３℃
／分未満の範囲では、原料の溶解率が低く、未溶解原料
の残存する段階に対応しており、前記時間変化率が大き
くなるほど溶解率が急増している。前記時間変化率が３
℃／分以上の範囲では、原料が完全溶解している段階に
対応している。これによって、溶湯の出湯時点を判定す
るための前記時間変化率の予め定める基準値としては、
３℃／分の値に選ばれることが好ましい。なお、この値
は原料の完全溶解に対応する値であり、前述のように、
原料の完全溶解後に精錬を行う場合には、精錬内容に応
じて溶湯の出湯時点を決定すればよい。

【００４４】図１４は、水冷炉壁の出口冷却水温度と入
口冷却水温度との温度差による原料の追加装入時点また
は溶湯の出湯時点の判定方法を説明するためのフローチ
ャートである。ステップａ１では、電気炉９の炉本体２
内にステンレス鋼の原料が初期装入され、通電が開始さ
れる。装入原料としては、フェロニッケル、フェロクロ
ムおよびステンレス鋼屑などが主として用いられる。ス
テップａ２では、水冷炉壁６の入口冷却水温度Ｔ１が入
口水温センサ１６によって測定される。ステップａ３で
は、水冷炉壁６の出口冷却水温度Ｔ２が出口水温センサ
１３によって測定される。ステップａ４では、出口冷却
水温度Ｔ２と入口冷却水温度Ｔ１との温度差が演算手段
１７によって算出される。ステップａ３からステップａ
４の各処理は、水冷炉壁６の８分割された各分割ブロッ
クＢ１〜Ｂ８毎に行われる。

【００４５】ステップａ５では、前記温度差Ｔ２−Ｔ１
が前記追加装入時点を判定するための予め定める判定温
度である１５℃以上であるか否かが判断される。この判
断に供される前記温度差Ｔ２−Ｔ１としては、前記各分
割ブロックＢ１〜Ｂ８毎に求められた温度差Ｔ２−Ｔ１
の最小値が用いられる。これは、前記温度差の最小値を
示すブロックにおいて原料の溶解が律速されるからであ
り、これによって局部的に原料が溶け残ることを防ぐこ
とができる。ステップａ５における判断が否定であれ
ば、原料の溶解率が低いと判断され、ステップａ４に戻
り、再度、前記温度差Ｔ２−Ｔ１が算出される。この繰
り返し処理は、ステップａ５における判断が肯定になる
まで繰り返される。ステップａ５における判断が肯定で
あれば、原料の溶解が進行し、前記材料盛りが生じない
溶解率に達したと判断され、通電を停止してステップａ
６に進む。なお、ステップａ５では、前記判断後さらに
前記各分割ブロックＢ１〜Ｂ８毎に求めた温度差Ｔ２−
Ｔ１の最大値が、前記追加装入時点を判定するための温
度範囲の上限温度である３０℃を超えているか否かも判
断される。この判断が否定であれば、ステップａ６に進
み、この判断が肯定であれば、冷却水量チェックが行わ
れる。冷却水量が異常であれば水漏れ箇所の点検修理が
行われ、冷却水量が異常でなければ過剰な電力投入が行
われたと判断され、通電を停止してステップａ６に進
む。

【００４６】ステップａ６では、原料の追加装入が行わ
れ、再度通電が開始される。ステップａ７では、水冷炉
壁６の入口冷却水温度Ｔ３が測定され、ステップａ８で
は、水冷炉壁６の出口冷却水温度Ｔ４が測定される。ス
テップａ９では、出口冷却水温度Ｔ４と、入口冷却水温
度Ｔ３との温度差Ｔ４−Ｔ３が算出される。ステップａ
１０では、前記温度差Ｔ４−Ｔ３が前記出湯時点を判定
するための予め定める判定温度である２０℃以上である
か否かが、ステップａ５と同様に判断される。この判断
が否定であれば、原料が完全溶解していないと判断さ
れ、ステップａ９に戻り、再度、前記温度差Ｔ４−Ｔ３
を算出する。この繰り返し処理は、ステップａ１０にお
ける判断が肯定になるまで繰り返される。ステップａ１
０における判断が肯定であれば、原料が完全溶解してい
ると判断され、ステップａ１１に進む。なおステップａ
１０では、前記温度差Ｔ４−Ｔ３が、前記出湯時点を判
定するための温度範囲の上限温度である４５℃を超えて
いるか否かも判断される。この判断の内容は、前記追加
装入時の場合と同様である。ステップａ１１では、溶湯
の温度調整やスラグ中酸化クロムの還元精錬などを行っ
た後、出湯が行われる。

【００４７】このように、本判定方法によれば、原料の
追加装入時点または溶湯の出湯時点の判定は、電気炉９
内の原料の溶解状態に対応して変化する前記冷却水温度
の温度差が、原料の追加装入または溶湯の出湯を行うこ
とができる溶解状態と対応する値に予め定められている
判定温度に達したとき、原料の追加装入または溶湯の出
湯を行うべきと判断することによって行われる。このた
め、本判定方法によって原料の追加装入時点または溶湯
の出湯時点を正確、かつ確実に判定することができる。

【００４８】図１５は、本発明の判定方法を適用した場
合における水冷炉壁の出口冷却水温度と、入口冷却水温
度との温度差の経時変化を示す推移図である。推移線Ｗ
４は、原料の追加装入時点または溶湯の出湯時点の判定
方法として、前記本実施の形態の判定方法を適用した場
合の推移線であり、推移線Ｗ５は、前記判定方法として
従来技術である前記一定消費電力量を適用した場合の推
移線である。本実施の形態を示す推移線Ｗ４において
は、時刻ｔ０から電極１０への通電が開始され、原料の
溶解が始まる。時刻ｔ１１で前記出口冷却水温度と入口
冷却水温度との温度差が、前記追加装入時点を判定する
ための予め定める判定温度に達すると天井蓋１を開放し
て、原料の追加装入を開始する。時刻ｔ１２で前記追加
装入を終了して、電極１０への通電が再開されると、再
び原料の溶解が始まる。時刻ｔ１３で前記温度差が、前
記出湯時点を判定するための予め定める判定温度に達す
ると、溶湯の出湯を行う。従来技術を示す推移線Ｗ５に
おいては、時刻ｔ０から電極１０への通電が開始され、
原料の溶解が始まる。時刻ｔ２１で追加装入時点を判定
するための一定消費電力量に達すると、追加装入を開始
する。時刻ｔ２２で前記追加装入を終了して、電極１０
への通電が再開されると、再び原料の溶解が始まる。時
刻ｔ２３で、出湯時点を判定するための一定消費電力量
に達すると溶湯の出湯を行う。図１５から、本実施の形
態を用いた場合の前記追加装入の開始時間ｔ１１および
前記出銑の開始時間ｔ１３は、それぞれ前記の従来方法
を用いた場合の追加装入の開始時間ｔ２１および出銑の
開始時間ｔ２３よりも早く、全原料の溶解時間が短縮さ
れていることが判る。

【００４９】また、本実施の形態を用いた場合の前記冷
却水の温度差の変化は緩やかであり、従来技術を用いた
場合に、固体原料が完全に溶解した後に行われる過剰な
電力供給によって生じる冷却水温度の急上昇は生じてい
ないことが判る。したがって、過剰な電力供給は行われ
ておらず、投入電力の冷却水への熱ロスがほとんどない
ことが判る。

【００５０】また、図１５中に斜線を付して示す本実施
の形態を用いたことによって生じた前記冷却水の温度差
の低下分を熱量に換算して、従来技術を用いた場合の全
熱量と、本実施の形態を用いた場合の全熱量とを比較す
ると、本実施の形態を用いた場合の全熱量は、従来技術
を用いた場合の全熱量より２〜３割近く低減されている
ことが判る。

【００５１】さらにまた、本実施の形態では、前記冷却
水の温度差の変化によって原料がほとんど溶解する溶落
時期を確実に把握することができるので、溶落時期に発
生する吹上げなどを未然に予測することができる。

【００５２】図１６は、水冷炉壁の出口冷却水温度の時
間変化率による原料の追加装入時点、または溶湯の出湯
時点の判定方法を説明するためのフローチャートであ
る。ステップｂ１では、電気炉９の炉本体２にステンレ
ス鋼の原料が初期装入され、通電が開始される。ステッ
プｂ２では、水冷炉壁６の出口冷却水温度Ｔ２が出口水
温センサ１３によって測定される。ステップｂ３では、
出口冷却水温度Ｔ２の時間変化率Ｒ１が演算手段１７に
よって算出される。ステップｂ２およびステップｂ３の
各処理は、水冷炉壁６の８分割された各分割ブロックＢ
１〜Ｂ８毎に行われる。ステップｂ４では、前記時間変
化率Ｒ１が前記追加装入時点を判定するための予め定め
る基準値である３℃／分以上であるか否かが判断され
る。この判断に供される前記時間変化率Ｒ１としては、
前記各分割ブロックＢ１〜Ｂ８毎に求められた時間変化
率Ｒ１の最小値が用いられる。これは、前記時間変化率
Ｒ１の最小値を示すブロックにおいて原料の溶解が律速
されるからであり、これによって局部的に原料が溶け残
ることを防ぐことができる。ステップｂ４における判断
が否定であれば、原料の溶解率が低いと判断され、ステ
ップｂ３に戻り、再度前記時間変化率が算出される。こ
の繰り返し処理は、ステップｂ４における判断が肯定に
なるまで繰り返される。ステップｂ４における判断が肯
定であれば、原料の溶解が進行し、前記材料盛りが生じ
ない溶解率に達したと判断され、通電を停止してステッ
プｂ５に進む。

【００５３】ステップｂ５では、原料の追加装入が行わ
れ、再度通電が開始される。ステップｂ６では、前記出
口冷却水温度Ｔ４が測定され、ステップｂ７では前記出
口冷却水温度Ｔ４の時間変化率Ｒ２が算出される。ステ
ップｂ８では、前記時間変化率Ｒ２が、前記出湯時点を
判定するための予め定める基準値である３℃／分以上で
あるか否かが判断される。この判断が否定であれば、原
料が完全に溶解していないと判断され、ステップｂ７に
戻り、再度、前記時間変化率Ｒ２が算出される。この繰
り返し処理は、ステップｂ８における判断が肯定になる
まで繰り返される。ステップｂ８における判断が肯定で
あれば、原料は完全溶解していると判断され、ステップ
ｂ９に進む。ステップｂ９では、溶湯の温度調整やスラ
グ中酸化クロムの還元精錬などを行った後、出湯が行わ
れる。

【００５４】このように本判定方法によれば、原料の追
加装入時点または溶湯の出湯時点の判定は、電気炉内の
原料の溶解状態に対応して変化する前記冷却水温度の時
間変化率が、原料の追加装入または溶湯の出湯を行うこ
とができる溶解状態と対応する値に予め定められている
基準値に達したとき、原料の追加装入または溶湯の出湯
を行うべきと判断することによって行われる。このた
め、本判定方法は、前記冷却水温度の温度差による判定
方法と同様に、原料の追加装入時点または溶湯の出湯時
点の判定を正確、かつ確実に行うことができる。

【００５５】なお本実施の形態においては、水冷炉壁６
における前記冷却水温度の温度差、および出口冷却水温
度の時間変化率に基づいて原料の追加装入時点または溶
湯の出湯時点の判定を行っているけれども、天井蓋１に
おける前記冷却水温度の温度差および出口冷却水温度の
時間変化率に基づいて、前記判定を行ってもよい。

【００５６】図１７は、本発明の第２の実施の形態であ
る判定装置の構成を簡略化して示す系統図である。図１
と対応する部分には、同一の参照符号を付す。判定装置
２５は、電気炉９の炉本体２の炉壁３に設けられている
耐火物層５の温度を検出する測温センサ１２と、通電開
始後の耐火物温度と通電開始時の耐火物温度との温度
差、または通電開始後の耐火物温度の時間変化率を算出
する演算手段１７と、前記温度差の予め定める判定温
度、または前記時間変化率の予め定める基準値を設定す
る設定手段１８と、前記演算手段１７から算出される温
度差または時間変化率が、前記設定手段１８によって設
定される判定温度または基準値に達したとき、原料の追
加装入または溶湯の出湯を行うべきことを判定する判定
手段１９とを含んで構成される。

【００５７】前記測温センサ１２は、熱電対などによっ
て構成され、前記炉壁３の耐火物層５の温度を連続的に
検出して検出出力を、前記演算手段１７に送信する。前
記測温センサ１２の設置位置は、前記炉壁３の耐火物層
５内であり、図６に示すように周方向に間隔をあけて６
個設けられている。また、前記測温センサ１２の高さ方
向設置位置は、溶湯１４およびスラグ１５よりも上部の
位置である。

【００５８】前記演算手段１７、設定手段１８および判
定手段１９の構成は、前記第１の実施の形態の判定装置
２０のそれらと全く同一である。前記設定手段１８によ
って設定される前記温度差の予め定める判定温度、また
は前記時間変化率の予め定める基準値は、原料の追加装
入時点、または溶湯の出湯時点と対応する前記温度差、
または時間変化率を事前に把握することによって後述す
る予め定める値に設定される。

【００５９】このように、判定装置２５は、複数の測温
センサ１２によって、前記耐火物層５の温度を測定し、
演算手段１７によって前記温度差または前記時間変化率
を算定し、設定手段１８によって前記予め定める判定温
度、または前記時間変化率の予め定める基準値を設定
し、判定手段１９によって、前記温度差または時間変化
率が前記判定温度または基準値以上となったとき、原料
の追加装入または溶湯の出湯を行うべきことを判定する
ことができる。これによって、前記判定装置２５は、原
料の溶解状態を目視でなく、前記耐火物層の温度によっ
て連続的に把握し、予め定める基準値に基づいて前記追
加装入または出湯時期を正確に判定することができる。

【００６０】図１８は、初期装入から追加装入間におけ
る通電開始後の耐火物温度と、通電開始時の耐火物温度
との温度差に対する原料の材料盛り発生頻度および原料
溶解率８０％以上の頻度の関係を示す特性図である。原
料の溶解率とは、原料の装入総量に対する原料の溶解量
の割合である。図１８から、前記耐火物温度の温度差と
原料の溶解状況とは対応しており、前記温度差が大きく
なるほど原料の溶解が進行し、前記材料盛りの発生頻度
が低下していることが判る。すなわち、前記温度差が４
０℃未満の範囲では、原料の溶解率が低い溶解初期段階
に対応しており、前記温度差が大きくなるにつれて溶解
率が急増し、材料盛りの発生頻度が急減している。前記
温度差が４０℃以上５０℃以下の範囲では、原料の溶解
率が高く、原料の溶解がかなり進行している段階に対応
しており、材料盛り発生頻度は、ほぼ０％である。この
ため、この温度差範囲においては、材料盛りが発生せ
ず、原料の追加装入が可能である。前記温度差が５０℃
を超える範囲では、原料がほぼ完全に溶解しており、追
加装入は可能であるけれども、過剰な電力投入によって
電力原単位の増大を招く。これによって、原料の追加装
入時点を判定するための前記温度差範囲は、４０〜５０
℃であることが好ましく、かつ前記温度差の判定温度
は、４０℃に選ばれることが好ましい。

【００６１】図１９は、初期装入から追加装入間におけ
る炉壁の耐火物温度の時間変化率に対する原料の材料盛
り発生頻度、および原料溶解率８０％以上の頻度の関係
を示す特性図である。図１９から、前記耐火物温度の時
間変化率と原料の溶解状況とは対応しており、前記時間
変化率が大きくなるほど原料の溶解が進行し、材料盛り
の発生頻度が低下していることが判る。すなわち、前記
耐火物温度の時間変化率が５℃／分未満の範囲では、原
料の溶解率が低い溶解初期段階に対応しており、前記時
間変化率が大きくなるにつれて溶解率が急増し、材料盛
りの発生頻度が急減している。前記時間変化率が５℃／
分以上では、原料溶解率が高く、原料の溶解がかなり進
行している段階に対応しており、材料盛りの発生頻度は
ほぼ０％である。このため、前記時間変化率の範囲にお
いては、材料盛りが発生せず、原料の追加装入が可能で
ある。これによって、原料の追加装入時点を判定するた
めの前記時間変化率の予め定める基準値としては、５℃
／分の値に選ばれることが好ましい。

【００６２】図２０は、追加装入から出湯間における通
電開始後の耐火物温度と、通電開始時の耐火物温度との
温度差に対する原料の溶解率の関係を示す特性図であ
る。図２０から、前記耐火物温度の温度差と原料の溶解
率とは対応しており、前記温度差が大きくなるほど原料
の溶解が進行していることが判る。すなわち、前記温度
差が４０℃未満の範囲では、原料の溶解率が低く、未溶
解原料の残存する段階に対応しており、前記温度差が大
きくなるにつれて溶解率が急増している。前記温度差が
４０℃以上５０℃以下の範囲では、原料が完全溶解して
いる段階に対応している。原料の完全溶解後には、溶湯
の出湯が可能であるけれども、実操業においては、溶湯
の温度調整やスラグ中酸化クロムの還元精錬などが行わ
れた後、溶湯の出湯を行うことが多い。前記原料の完全
溶解後の精錬は、溶湯の温度上昇をもたらし、それは前
記温度差の増大を招く。

【００６３】前記温度差が５０℃を超える範囲は、前記
原料の完全溶解後の精錬によってもたらされる温度上昇
よりも過大な温度上昇に対応する範囲であり、過剰な電
力投入によって電力原単位の増大を招く。これによっ
て、溶湯の出湯時点を判定するための前記温度差範囲
は、４０〜５０℃であることが好ましく、かつ前記温度
差の判定温度は４０℃に選ばれることが好ましい。な
お、この判定温度は、前記原料の完全溶解後の精錬内容
に応じて、前記温度範囲４０〜５０℃内で変更すること
ができる。

【００６４】図２１は、追加装入から出湯間における炉
壁の耐火物温度の時間変化率に対する原料の溶解率の関
係を示す特性図である。図２１から、前記耐火物温度の
時間変化率と原料の溶解率とは対応しており、前記時間
変化率が大きくなるほど原料の溶解が進行していること
が判る。すなわち、前記時間変化率が５℃／分未満の範
囲では、原料の溶解率が低く、未溶解原料の残存する段
階に対応しており、前記時間変化率が大きくなるほど溶
解率が急増している。前記時間変化率が５℃／分以上の
範囲では、原料が完全溶解している段階に対応してい
る。これによって、溶湯の出湯時点を判定するための前
記時間変化率の予め定める基準値としては、５℃／分の
値に選ばれることが好ましい。なお、この値は原料の完
全溶解に対応する値であり、前述のように、原料の完全
溶解後に精錬を行う場合には、精錬内容に応じて溶湯の
出湯時点を決定すればよい。

【００６５】図２２は、通電開始後の耐火物温度と通電
開始時の耐火物温度との温度差による原料の追加装入時
点、または溶湯の出湯時点の判定方法を説明するための
フローチャートである。ステップｃ１では、電気炉９の
炉本体２内にステンレス鋼の原料が初期装入され、通電
が開始される。ステップｃ２では、通電開始時の耐火物
温度Ｔ５が測温センサ１２によって測定される。ステッ
プｃ３では、通電開始後の耐火物温度Ｔ６が測温センサ
１２によって測定される。ステップｃ４では、通電開始
後の耐火物温度Ｔ６と、通電開始時の耐火物温度Ｔ５と
の温度差が演算手段１７によって算出される。ステップ
ｃ２からステップｃ４の各処理は、図６に示す周方向に
配置された６個の測温センサ１２ａ〜１２ｆ毎に行われ
る。

【００６６】ステップｃ５では、前記耐火物温度の温度
差Ｔ６−Ｔ５が、前記追加装入時点を判定するための予
め定める判定温度である４０℃以上であるか否かが判断
される。この判断に供される前記温度差Ｔ６−Ｔ５とし
ては、前記各測温センサ１２ａ〜１２ｆ毎に求めた前記
温度差Ｔ６−Ｔ５の最小値が用いられる。これは、前記
温度差の最小値を示す測温センサ１２に対応する位置に
おいて原料の溶解が律速されるからであり、これによっ
て局部的に原料が溶け残ることを防ぐことができる。ス
テップｃ５における判断が否定であれば、原料の溶解率
が低いと判断され、ステップｃ４に戻り、再度前記耐火
物温度の温度差Ｔ６−Ｔ５が算出される。この繰り返し
処理は、ステップｃ５における判断が肯定になるまで繰
り返される。ステップｃ５における判断が肯定であれ
ば、原料の溶解が進行し、前記材料盛りが生じない溶解
率に達したと判断され、通電を停止してステップｃ６に
進む。なお、ステップｃ５では、前記判断後さらに前記
各測温センサ１２ａ〜１２ｆ毎に求めた前記温度差Ｔ６
−Ｔ５の最大値が、前記追加装入時点を判定するための
温度範囲の上限温度である５０℃を超えているか否かも
判断される。この判断が否定であれば、ステップｃ６に
進み、この判断が肯定であれば、耐火物の残厚が小さい
か、または過剰な電力投入が行われたと判断され、通電
を停止して、ステップｃ６に進む。なお前者の場合に
は、出湯後、耐火物の残厚が目視で点検され、炉修等の
処置が決定される。

【００６７】ステップｃ６では、原料の追加装入が行わ
れ、再度通電が開始される。ステップｃ７では、通電開
始時の耐火物温度Ｔ７が測定され、ステップｃ８では、
通電開始後の耐火物温度Ｔ８が測定される。ステップｃ
９では、温度差Ｔ８−Ｔ７が算出される。ステップｃ１
０では、前記温度差Ｔ８−Ｔ７が、前記出湯時点を判定
するための予め定める判定温度である４０℃以上である
か否かが、前記ステップｃ５と同様に判断される。この
判断が否定であれば、原料が完全溶解していないと判断
され、ステップｃ９に戻り、再度、前記温度差Ｔ８−Ｔ
７を算出する。この繰り返し処理は、ステップｃ１０に
おける判断が肯定になるまで繰り返される。ステップｃ
１０における判断が肯定であれば、原料が完全溶解して
いると判断され、ステップＣ１１に進む。なおステップ
Ｃ１０では、前記温度差Ｔ８−Ｔ７が前記出湯時点を判
定するための温度範囲の上限温度である５０℃を超えて
いるか否かがステップＣ５と同様に判断される。ステッ
プＣ１１では、溶湯の温度調整やスラグ中酸化クロムの
還元精錬などを行った後、出湯が行われる。

【００６８】このように、本判定方法によれば原料の追
加装入時点または溶湯の出湯時点の判定は、電気炉９内
の原料の溶解状態に対応して変化する前記耐火物温度の
温度差が、原料の追加装入または溶湯の出湯を行うこと
ができる溶解状態と対応する値に予め定められている判
定温度に達したとき、原料の追加装入または溶湯の出湯
を行うべきと判断することによって行われる。このた
め、本判定方法は、前記冷却水温度の温度差に基づく方
法（図１４）と同様に、原料の追加装入時点または溶湯
の出湯時点を正確、かつ確実に判定することができる。

【００６９】図２３は、炉壁の耐火物温度の時間変化率
による原料の追加装入時点、または溶湯の出湯時点の判
定方法を説明するためのフローチャートである。ステッ
プｄ１では、電気炉９の炉本体２にステンレス鋼の原料
が初期装入され、通電が開始される。ステップｄ２で
は、通電開始後の耐火物温度Ｔ６が測温センサ１２によ
って測定される。ステップｄ３では、前記耐火物温度Ｔ
６の時間変化率Ｒ３が算出される。ステップｄ２および
ステップｄ３の各処理は、前記周方向に配置された６個
の測温センサ１２ａ〜１２ｆ毎に行われる。ステップｄ
４では、前記時間変化率Ｒ３が、前記追加装入時点を判
定するための予め定める基準値である５℃／分以上であ
るか否かが判断される。この判断に供される前記時間変
化率Ｒ３としては、前記各測温センサ１２ａ〜１２ｆ毎
に求めた時間変化率Ｒ３の最小値が用いられる。これ
は、前記時間変化率Ｒ３の最小値を示す測温センサ１２
に対応する位置において原料の溶解が律速されるからで
あり、これによって局部的に原料が溶け残ることを防ぐ
ことができる。ステップｄ４における判断が否定であれ
ば、原料の溶解率が低いと判断され、ステップｄ３に戻
り、再度、前記時間変化率が算出される。この繰り返し
処理は、ステップｄ４における判断が肯定になるまで繰
り返される。ステップｄ４における判断が肯定であれ
ば、原料の溶解が進行し、前記材料盛りが生じない溶解
率に達したと判断され、通電を停止してステップｄ５に
進む。

【００７０】ステップｄ５では、原料の追加装入が行わ
れ、再度通電が開始される。ステップｄ６では、通電開
始後の耐火物温度Ｔ８が測定され、ステップｄ７では、
前記耐火物温度Ｔ８の時間変化率Ｒ４が算出される。ス
テップｄ８では、前記時間変化率Ｒ４が、前記出湯時点
を判定するための予め定める基準値である５℃／分以上
であるか否かが判断される。この判断が否定であれば、
原料が完全に溶解していないと判断され、ステップｄ７
に戻り、再度、前記時間変化率Ｒ４が算出される。この
繰り返し処理は、ステップｄ８における判断が肯定にな
るまで繰り返される。ステップｄ８における判断が肯定
であれば、原料が完全溶解していると判断され、ステッ
プｄ９に進む。ステップｄ９では、溶湯の温度調整やス
ラグ中酸化クロムの還元精錬などを行った後、出湯が行
われる。

【００７１】このように本判定方法によれば、原料の追
加装入時点または溶湯の出湯時点の判定は、電気炉内の
原料の溶解状態に対応して変化する前記耐火物温度の時
間変化率が、原料の追加装入または溶湯の出湯を行うこ
とができる溶解状態と対応する値に予め定められている
基準値に達したとき、原料の追加装入または溶湯の出湯
を行うべきと判断することによって行われる。このた
め、本判定方法は、前記冷却水温度の時間変化率に基づ
く方法（図１６）と同様に、原料の追加装入時点、また
は溶湯の出湯時点を正確、かつ確実に判定することがで
きる。

【００７２】なお本実施の形態において、前記測温セン
サ１２は、前記炉本体２の炉壁３の耐火物層５内であ
り、かつ溶湯１４およびスラグ１５よりも上部の位置に
設けられているけれども、前記炉本体２の他の位置の耐
火物層５内、たとえば炉床４の耐火物層５内に設けても
よい。

【００７３】

【実施例】図２に示す９０トン電気炉９を用いて、ステ
ンレス鋼を溶製した。ＳＵＳ３０４系のステンレス鋼を
溶製する場合の主原料配合を、表１に示す。長期間にわ
たる溶製によって得られた結果を、表２に示す。本発明
の実施例１については、図１に示す判定装置２０を用い
て、図１６に示す判定方法によって原料の追加装入時
点、または溶湯の出湯時点の判定を行った。本発明の実
施例２については、図１７に示す判定装置２５を用い
て、図２３に示す判定方法によって前記判定を行った。
本発明の実施例３については、図１に示す判定装置２０
を用いて、図１４に示す判定方法によって前記判定を行
った。本発明の実施例４については、図１７に示す判定
装置２５を用いて、図２２に示す判定方法によって前記
判定を行った。従来技術の比較例１については、一定の
消費電力量に基づいて前記判定を行った。

【００７４】表２から、実施例１〜４は比較例１に比べ
て、原料の追加装入時点または溶湯の出湯時点の判定を
正確に行うことができるので、原料の溶解時間が短縮さ
れ、電力原単位が大幅に低減されること、水冷炉壁６お
よび耐火物層５へのアーク熱が軽減されるので、水冷炉
壁６の寿命が大幅に延長され、耐火物補修費用が大幅に
低減すること、追加装入時の材料盛り頻度が低減され、
ほとんど発生しなくなることなどが判る。

【００７５】

【表１】

【００７６】

【表２】

【００７７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、次のよう
な効果が得られる。 （１）原料の追加装入時点または溶湯の出湯時点を正確
に判定することができるので、溶解時間の短縮を図るこ
とができる。また、過剰電力の投入を防止することがで
きるので、電力原単位が低減され、省エネルギを図るこ
とができる。 （２）過剰な電力投入がなくなり、水冷炉壁に対する熱
負荷が減少するので、水冷炉壁の寿命が延長される。 （３）炉壁耐火物への熱負荷が減少し、耐火物補修費用
が減少する。 （４）炉内溶解状態が連続的に把握できるので、原料溶
解時期に発生する原料の急速な反応による吹上げやフォ
ーミングを未然に予測できる。 （５）炉内溶解状態が連続的に把握できるので、原料の
未溶解が防止できる。これによって、溶解歩留りの低下
が防止され、溶湯成分のばらつきが減少する。さらに、
原料が未溶解の状態で原料の追加装入を行い、天井蓋の
閉鎖ができなくなる、いわゆる材料盛りの発生が減少す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である電気炉の原料
の追加装入または溶湯の出湯時点の判定装置の構成を簡
略化して示す系統図である。

【図２】電気炉の構成を簡略化して示す正面から見た断
面図である。

【図３】図２に示す電気炉の天井蓋の構成を簡略化して
示す平面図である。

【図４】図２に示す電気炉の炉本体の水冷壁の構成を簡
略化して示す斜視図である。

【図５】図１に示す出口水温センサの構成および設置状
況を簡略化して示す模式図である。

【図６】図２の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た電気炉の横
断面図である。

【図７】図４に示す炉本体の水冷炉壁の出口冷却水温度
の経時変化を示す推移図である。

【図８】図２に示す電気炉への原料の装入方法を示す模
式図である。

【図９】初期装入から追加装入間における水冷炉壁の出
口冷却水温度と、入口冷却水温度との温度差に対する原
料の材料盛り発生頻度および原料溶解率８０％以上の頻
度の関係を示す特性図である。

【図１０】初期装入原料の溶解電力原単位に対する初期
装入から追加装入間における水冷炉壁の出口冷却水温度
と、入口冷却水温度との温度差の関係を示す特性図であ
る。

【図１１】初期装入から追加装入間における水冷炉壁の
出口冷却水温度の時間変化率に対する原料の材料盛り発
生頻度、および原料溶解率８０％以上の頻度の関係を示
す特性図である。

【図１２】追加装入から出湯間における水冷炉壁の出口
冷却水温度と、入口冷却水温度との温度差に対する原料
の溶解率の関係を示す特性図である。

【図１３】追加装入から出湯間における水冷炉壁の出口
冷却水温度の時間変化率に対する原料の溶解率の関係を
示す特性図である。

【図１４】水冷炉壁の出口冷却水温度と、入口冷却水温
度との温度差による原料の追加装入時点、または溶湯の
出湯時点の判定方法を説明するためのフローチャートで
ある。

【図１５】本発明の判定方法を適用した場合における水
冷炉壁の出口冷却水温度と、入口冷却水温度との温度差
の経時変化を示す推移図である。

【図１６】水冷炉壁の出口冷却水温度の時間変化率によ
る原料の追加装入時点、または溶湯の出湯時点の判定方
法を説明するためのフローチャートである。

【図１７】本発明の第２の実施の形態である判定装置の
構成を簡略化して示す系統図である。

【図１８】初期装入から追加装入間における通電開始後
の耐火物温度と、通電開始時の耐火物温度との温度差に
対する原料の材料盛り発生頻度および原料溶解率８０％
以上の頻度の関係を示す特性図である。

【図１９】初期装入から追加装入間における炉壁の耐火
物温度の時間変化率に対する原料の材料盛り発生頻度、
および原料溶解率８０％以上の頻度の関係を示す特性図
である。

【図２０】追加装入から出湯間における通電開始後の耐
火物温度と、通電開始時の耐火物温度との温度差に対す
る原料の溶解率の関係を示す特性図である。

【図２１】追加装入から出湯間における炉壁の耐火物温
度の時間変化率に対する原料の溶解率の関係を示す特性
図である。

【図２２】通電開始後の耐火物温度と、通電開始時の耐
火物温度との温度差による原料の追加装入時点、または
溶湯の出湯時点の判定方法を説明するためのフローチャ
ートである。

【図２３】炉壁の耐火物温度の時間変化率による原料の
追加装入時点、または溶湯の出湯時点の判定方法を説明
するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１ 天井蓋 ２ 炉本体 ３ 炉壁 ４ 炉床 ５ 耐火物層 ６ 水冷壁 ６ａ 水冷管 ７ 作業口 ８ 出湯口 ８ａ 出湯樋 ９ 電気炉 １０ 電極 １１ 吹込みノズル １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２
ｆ 測温センサ １３ 出口水温センサ １４ 金属溶湯 １５ スラグ １６ 入口水温センサ １７ 演算手段 １８ 設定手段 １９ 判定手段 ２０ 判定装置 ２１ 運搬手段 ２２ 装入容器 ２５ 判定装置

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気炉を構成する天井蓋および炉本体の
   少なくとも一部に水冷管が配設され、前記電気炉に通電
   開始して初期装入されている金属等の原料を溶解する炉
   本体内に、さらに原料を追加装入する時点、または溶解
   された金属溶湯を炉本体内から出湯する時点を判定する
   方法において、 前記水冷管の入口冷却水の水温と、出口冷却水の水温と
   の温度差が１５〜４５℃の範囲内で予め定める判定温度
   以上になったとき、原料の追加装入または金属溶湯の出
   湯を行うことを特徴とする電気炉の原料の追加装入また
   は金属溶湯の出湯時点の判定方法。
2. 【請求項２】 前記温度差が１５〜３０℃の範囲内で、
   １５℃以上になったとき、原料の追加装入を行うことを
   特徴とする請求項１記載の電気炉の原料の追加装入また
   は金属溶湯の出湯時点の判定方法。
3. 【請求項３】 前記温度差が２０〜４５℃の範囲内で、
   ２０℃以上になったとき、金属溶湯の出湯を行うことを
   特徴とする請求項１記載の電気炉の原料の追加装入また
   は金属溶湯の出湯時点の判定方法。
4. 【請求項４】 電気炉を構成する天井蓋および炉本体の
   少なくとも一部に水冷管が配設され、前記電気炉に通電
   開始して初期装入されている金属等の原料を溶解する炉
   本体内に、さらに原料を追加装入する時点、または溶解
   された金属溶湯を炉本体内から出湯する時点を判定する
   方法において、 前記水冷管における出口冷却水の水温の時間変化率が大
   きく急変し、予め定めた基準となる時間変化率以上にな
   ったとき、原料の追加装入または金属溶湯の出湯を行う
   ことを特徴とする電気炉の原料の追加装入または金属溶
   湯の出湯時点の判定方法。
5. 【請求項５】 前記予め定めた基準となる時間変化率が
   ３℃／分であることを特徴とする請求項４記載の電気炉
   の原料の追加装入または金属溶湯の出湯時点の判定方
   法。
6. 【請求項６】 電気炉を構成する天井蓋および炉本体の
   少なくとも一部に水冷管が配設され、前記電気炉に通電
   開始して初期装入されている金属等の原料を溶解する炉
   本体内に、さらに原料を追加装入する時点、または溶解
   された金属溶湯を炉本体内から出湯する時点を判定する
   方法において、 前記炉本体内の耐火物層中、または炉本体内における炉
   壁の耐火物層中に間隔をあけて複数の測温センサを配設
   し、 前記通電開始時における各測温センサからの出力値と、
   それらにそれぞれ対応する通電開始後の各測温センサか
   らの出力値とに基づく温度差が、４０〜５０℃の範囲内
   で４０℃以上になったとき、原料の追加装入または金属
   溶湯の出湯を行うことを特徴とする電気炉の原料の追加
   装入または金属溶湯の出湯時点の判定方法。
7. 【請求項７】 電気炉を構成する天井蓋および炉本体の
   少なくとも一部に水冷管が配設され、前記電気炉に通電
   開始して初期装入されている金属等の原料を溶解する炉
   本体内に、さらに原料を追加装入する時点、または溶解
   された金属溶湯を炉本体内から出湯する時点を判定する
   方法において、 前記炉本体内の耐火物層中、または炉本体内における炉
   壁の耐火物層中に間隔をあけて複数の測温センサを配設
   し、 各測温センサからの出力に基づく各温度の時間変化率が
   急変して予め定めた基準値以上になったとき、原料の追
   加装入または金属溶湯の出湯を行うことを特徴とする電
   気炉の原料の追加装入または金属溶湯の出湯時点の判定
   方法。
8. 【請求項８】 前記基準値が５℃／分であることを特徴
   とする請求項７記載の電気炉の原料の追加装入または金
   属溶湯の出湯時点の判定方法。
9. 【請求項９】 電気炉を構成する天井蓋および炉本体の
   少なくとも一部に水冷管が配設され、前記電気炉に通電
   開始して初期装入されている金属等の原料を溶解する炉
   本体内に、さらに原料を追加装入する時点、または溶解
   された金属溶湯を炉本体内から出湯する時点を判定する
   装置において、 前記水冷管の入口冷却水の水温と、出口冷却水の水温と
   が検出される各水温測定センサと、 前記各水温センサからの出力に基づいて前記入口冷却水
   の水温と出口冷却水の水温との温度差、または前記出口
   冷却水の水温の時間変化率が算定される演算手段と、 前記温度差に関する特定温度範囲内にあって予め定める
   判定温度、または前記出口冷却水の水温に関して予め定
   めた基準となる時間変化率が予め設定される設定手段
   と、 前記演算手段から算出される温度差または時間変化率
   が、前記設定手段に設定されている特定温度範囲内にあ
   って、予め定める判定温度または予め定めた基準となる
   時間変化率とそれぞれ対比され、当該判定温度以上また
   は基準となる時間変化率以上になったとき、原料の追加
   装入または金属溶湯の出湯を行うべきことを判定する判
   定手段とを含むことを特徴とする電気炉の原料の追加装
   入または金属溶湯の出湯時点の判定装置。
10. 【請求項１０】 電気炉を構成する天井蓋および炉本体
    の少なくとも一部に水冷管が配設され、前記電気炉に通
    電開始して初期装入されている金属等の原料を溶解する
    炉本体内に、さらに原料を追加装入する時点、または溶
    解された金属溶湯を炉本体内から出湯する時点を判定す
    る装置において、 前記炉本体内の耐火物層中、または炉本体内における炉
    壁の耐火物層中に間隔をあけて設けられる複数の測温セ
    ンサと、前記通電開始時における各測温センサからの出
    力値と、それらにそれぞれ対応する前記通電開始後の各
    測温センサからの出力値とに基づく温度差、または通電
    開始後の各測温センサの出力値に基づく各温度の時間変
    化率が算定される演算手段と、 前記温度差に関する特定温度範囲内にあって予め定める
    判定温度、または各温度の時間変化率に関して予め定め
    た基準となる時間変化率が予め設定される設定手段と、 前記演算手段から算出される温度差または時間変化率
    が、前記設定手段に設定されている特定温度範囲内にあ
    って、予め定める判定温度または予め定めた基準となる
    時間変化率とそれぞれ対比され、当該判定温度以上また
    は基準となる時間変化率以上になったとき、原料の追加
    装入または金属溶湯の出湯を行うべきことを判定する判
    定手段とを含むことを特徴とする電気炉の原料の追加装
    入または金属溶湯の出湯時点の判定装置。