JPH10185437A

JPH10185437A - 直流アーク溶解炉およびその操業方法

Info

Publication number: JPH10185437A
Application number: JP8349199A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Mizukami; 秀昭水上; Shuzo Uchino; 周三内野; Hirotsugu Kubo; 博嗣久保; Keiji Wakahara; 啓司若原; Hidehiko Yato; 秀彦矢戸
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-14
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: JP3341609B2

Abstract

(57)【要約】【課題】瞬時的なサイドアーク発生時には可動電極を
上昇させず、平均投入電力の低下を抑制し、更に、アー
ク熱および炉内発生ガスからスクラップへの着熱効率の
高い直流アーク溶解炉とその操業方法。【解決手段】炉本体の形状を、炉内側壁上端までの高
さＬと炉内径ＤとがＬ／Ｄ＝0.6 〜1.4 にし、電力投入
制御装置を、電圧が所定値より下がった場合の電圧低下
信号および電流が所定値以上であることの通流信号を受
けたら、先ず可動電極１の昇降を停止する。上記電圧低
下信号および通流信号が所定時間以上継続したときには
じめて、可動電極１を急速に上昇させて短絡を解消す
る。【効果】スクラップ溶解時の熱効率向上および平均投
入電力の向上によりコスト低減および生産性向上に寄与
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属原料の溶解およ
び溶融金属の精錬に使用される直流ア−ク溶解炉におい
て、初装入チャンスに大量のスクラップを装入して溶解
効率を高め、しかも溶解過程でのスクラップの崩れ落ち
時に発生するアークの短絡制御による操業時間の増大を
抑制し、もって効率的な電気炉操業に資するアーク溶解
炉設備およびその操業方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アーク溶解炉における金属の溶解におい
ては、溶解原料であるスクラップを炉内へ装入し、アー
ク加熱することによりこれを溶解する。この場合、一般
的には、炉内への初装入分のスクラップがある程度溶解
してスクラップが崩れ落ち、炉内に追加スクラップを装
入するための容積が形成されたところで追加装入をする
方法がとられている。これに対して最近、追加装入時の
炉熱放散による熱損失および炉外への粉塵発生による環
境悪化を改善するために、１溶解の出湯に要するスクラ
ップの全量を初装入の１チャンスで装入し、しかる後に
溶解作業に入る方法が提案されている。

【０００３】上述した初装入でスクラップ全量を装入す
る方法に使用されるアーク溶解炉は、炉内容積を大きく
するに当たり、溶解および精錬の全期間を通じた熱効率
改善の観点から、炉高を高くした形状の電気炉が提案さ
れている。例えば、実開平１１６７５９４号公報は、ア
ーク溶解炉においてシルレベル（電気炉のスラグ排出口
の上端面）から炉本体上端面までの高さをＨとし、炉本
体を構成する炉殻の内径をＤとするとき、Ｈ≧０．７５
Ｄを満たす形状の炉本体を用いることにより、熱効率の
改善を図ろうとする技術（以下、「先行技術」という）
を開示している。

【０００４】次に、従来の直流アーク溶解炉におけるス
クラップ溶解時の電力制御について説明する。スクラッ
プ溶解は炉本体の上部に炉蓋を通して炉内に昇降される
可動電極とスクラップとの間に発生するアーク熱により
加熱・溶解される。この間、正常なアークの発生時と、
溶けて崩れ落ちたスクラップと可動電極との接触による
短絡発生時とに分けられる。

【０００５】図４に、電源系を含む従来の直流アーク溶
解炉例の全体構成図を示す。電源系として、一次側の送
電系統Ｅから遮断器１５を経て炉用変圧器１６の二次側
にあるサイリスタ整流器１７の正極側に、リアクトル１
８を介して炉底電極５が接続され、サイリスタ整流器１
７の負極側には可動電極１が接続されている。制御系と
して、アーク電圧制御系とアーク電流制御系とが設けら
れている。

【０００６】スクラップの正常溶解時についてみると、
アーク電圧制御系は、電圧検出器１３からの検出電圧と
電圧設定器１１からの設定電圧とが加算器２０に送られ
て偏差電圧が求められ、調節部２１に送られる。調節部
２１は比例制御に従って偏差電圧に応じた昇降制御信号
を求め、可動電極昇降用の油圧駆動装置２３に送出し、
これにより可動電極１とスクラップ３との間に適正なギ
ャップを保持し、アーク電圧を所定値に制御する。一
方、アーク電流制御系は、電流検出器１４からの検出電
流と電流設定器１２からの設定電流とが加算器１９に送
られて偏差電流が求められ、ゲート制御部１０に送られ
る。ゲート制御部１０は偏差電流に応じてサイリスタ１
７の点弧角を制御し、アーク電流を所定値に制御する。

【０００７】以上の構成により可動電極１とスクラップ
３との間にアーク２を発生させスクラップ３を加熱・溶
解する。これに対して溶解中にスクラップ３が崩れ落
ち、スクラップ３’が可動電極１に接触して電気的に短
絡が発生するとアーク電圧が０となり、電力が下がる。
この場合には、アーク電圧監視部７およびアーク電流監
視部８が機能する。

【０００８】アーク電圧監視部７は、所定の比較電圧
（例えば、１００Ｖ）と検出電圧とを比較して検出電圧
が比較電圧よりも低下したときに電圧低下信号を送出す
る機能を有し、また、アーク電流監視部８は、所定の比
較電流（例えば定格電流の２０％）と検出電流とを比較
して検出電流が比較電流を超過したときに通流信号を送
出する機能を有する。そして、電圧低下信号および通流
信号が短絡判定部９に送出され、短絡判定部９はこれを
受けて短絡発生信号を調節部２１に送る。調節部２１は
これを受けて電極昇降機構Ｓにより可動電極１を急速上
昇させて短絡を解消させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図５に、背高型の直流
アーク溶解炉においてスクラップの溶解が進行し、崩れ
落ちたスクラップが電極と接触して短絡が発生するに至
る過程の説明図を示す。同図において、アーク溶解炉は
直流アーク溶解炉の場合であり、１は可動電極、５は炉
底電極そして４は溶湯である。溶解初期の所謂ボーリン
グ（ａ）においては、可動電極１から発生するアーク２
熱によりその下端部周囲のスクラップ３を溶解しつつ可
動電極１は下降し、溶湯４が炉底に溜まると共にスクラ
ップ３の下積み領域の溶解が進行してそこに空洞６が形
成される（ｂ）。更に溶解が進行すると可動電極１周囲
のスクラップ３が溶解すると共に崩れ落ち（崩れ落ちた
スクラップ３’）、可動電極１と接触して短絡が発生
し、アーク電圧は零となる（ｃ）。

【００１０】これは、多量のスクラップが崩れ落ち電極
に接触したまま居座ってしまうような状況の場合であ
る。ところが、スクラップの溶解期には、ボーリング中
に発生する「サイドアーク」がある。

【００１１】図６に、ボーリング時におけるサイドアー
クの発生経過と電極上昇によるアーク切れを説明する図
を示す。同図（ａ）は可動電極１の周辺にスクラップ小
塊３”が形成された状況、（ｂ）はスクラップ小塊３”
が離脱して可動電極１の周壁と接触しながら転がり落ち
る状況、（ｃ）はサイドアークが発生し可動電極１を上
昇させる状況、そして（ｄ）は瞬時的短絡は解消したが
可動電極１を上昇させためにアーク切れが誘発される直
前の状況を示す。このように可動電極１が上昇され、一
旦アーク切れが発生すると、電極を下降させスクラップ
に接触させた後、電極を引き上げ再点弧する制御が起動
するが、その間は通電が停止していることになり、操業
時間の損失となる。

【００１２】図６のボーリング時において（ｂ）の場合
は、スクラップ３”が可動電極に接触しつつ転がり落ち
るので短絡とアークとを繰り返す「サイドアーク」を発
生させながらも最後には「サイドアーク」は自然解消す
る。

【００１３】従来型アーク炉の電極昇降制御では、図５
（ｃ）のような短絡発生と図６（ｂ）のような「サイド
アーク」発生とを区別せず、いずれが発生しても可動電
極を上昇させ、アークの再点弧を行なう制御が起動す
る。従って、自然解消するはずの瞬時的な短絡を伴なう
「サイドアーク」発生時における電極上昇とそれによっ
て引き起こされるアーク切れにより電力の投入効率の悪
化（平均投入電力の低下）をきたし、操業時間が長引く
という問題がある。

【００１４】従って、可動電極を上昇させないと解消し
ない短絡と「サイドアーク」との両者をまとめて「従来
短絡」と呼ぶことにし、「従来短絡」と短絡とを区別す
る。一方、アーク炉本体が背高炉の場合には、スクラッ
プの装入高さが高い分だけ従来型アーク炉よりもボーリ
ングの所要時間が長くなり、またサイドアークの発生頻
度も増加するので、一層上記問題の解決が重要となる。

【００１５】本発明者等は、アーク溶解炉のスクラップ
溶解期において、短絡発生に対する制御とサイドアーク
発生に対する制御とを異なったものにし、各々に適した
制御をすることにした。

【００１６】この発明の目的は、初装入で１溶解分のス
クラップ全量を装入し、スクラップへのアーク熱および
炉内発生ガスからの着熱効率を高め、且つ、「サイドア
ーク」発生時には通電を中断することなく継続して平均
投入電力の低下を抑制し、操業時間の損失を低減して生
産性を向上させることができるアーク溶解炉およびその
操業方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から、スクラップ溶解時の熱効率改善および環境改
善等を目指して、１溶解分のスクラップ全量を初装入で
装入することができる形状・寸法の炉本体を有する直流
アーク溶解炉であって、スクラップの溶解過程で短絡や
「サイドアーク」が発生した場合に適切に対処して速や
かに適正なアーク加熱状態に回復し、操業時間損失を防
止するような直流アーク溶解炉とその操業方法を開発す
べく鋭意研究を重ね、本発明を完成させた。従って、本
発明の特徴は溶解炉本体の形状・寸法に関する部分と電
力制御に関する部分とからなる。

【００１８】この発明の第一の特徴は溶解炉本体の形状
・寸法に関するものであり、炉体の形状を、炉内湯面か
ら炉内側壁上端までの高さＬと炉内径Ｄとの関係が下記
（１）式：Ｌ／Ｄ＝０．６〜１．４ --------------------------（１）を満たすことにある。炉体形状をこのように限定した理
由を説明する。

【００１９】スクラップ装入式アーク溶解炉において、
スクラップの溶解効率に影響する第一の要因は、ア−ク
に対する装入スクラップの分布およびア−クと炉内壁と
の位置関係である。即ち、スクラップはア−クにできる
だけ近い方が有利であり、しかも、炉内壁はア−クから
一定の距離以上離れていた方が有利である。上記第二の
要因は、炉内の発生ガスの顕熱および潜熱のスクラップ
への熱伝達である。発生ガスに接触するスクラップの表
面積が大きく、且つ接触時間が長い方が有利である。通
常、スクラップ予熱装置が設置されたアーク溶解炉の炉
内径は炉からの排ガスダクトの内径に比べて大きいの
で、排ガスのスクラップへの熱伝達上からも有利であ
る。上記要因を考慮すると、湯面から炉内側壁上端まで
の高さＬと炉内径Ｄとの比Ｌ／Ｄは、スクラップの溶解
効率に影響する要因を定量的に表わす指標として適する
ことが推定される。

【００２０】一方、ア−ク炉操業におけるスクラップの
溶解効率は、上述したように、ア−クおよび発生ガスか
らスクラップへの着熱効率によって大きく左右される。
この着熱効率に注目して、Ｌ×Ｄ²が一定という条件、
即ち、湯面よりも上方の炉内容積が一定であるとの条件
下で、各種Ｌ／Ｄの小型試験ア−ク炉を用いて、発生ガ
スの排ガスによりア−ク炉外へ持ち去られる熱損失の大
きさについて試験した。試験溶解はいずれのチャ−ジに
おいても、嵩密度が一定のスクラップを用い、且つ、初
装入でスクラップ全量を装入し、常法によるア−ク炉試
験操業を行なった。

【００２１】図１は、この発明で使用する溶解炉本体の
プロフィールを示す概略縦断面である。これは従来の直
流アーク溶解炉本体の上面に接して炉内側壁部を形成す
る嵩上げ部を設けることによって、フリ−ボ−ドの高さ
（炉内湯面４’から炉内側壁上端２７までの高さ）Ｌを
高くしたものであり、Ｄは炉内径を示す。

【００２２】図２は、湯面から炉内側壁上端までの高さ
Ｌと炉内径Ｄとの比Ｌ／Ｄと、排ガスの熱損失比との関
係を示すグラフである。但し、排ガスの熱損失比は、Ｌ
／Ｄ＝０．５５の場合の試験チャ−ジにおける排ガスの
顕熱および潜熱の損失和に対する、当該試験チャ−ジに
おける排ガスの顕熱および潜熱の損失和で表わしたもの
である。

【００２３】図２から明らかなように、Ｌ／Ｄが増加す
るに従い、排ガスの熱損失比は低下する。Ｌ／Ｄが０．
６における排ガスの熱損失比は０．９０程度に低下し、
その効果も操業コスト上有用なものである。更に、Ｌ／
Ｄが大きくなるほど排ガスの熱損失比は低下している。
しかしながら、Ｌ／Ｄが１．４を超えても排ガスの熱損
失比の低下量は小さくほぼ飽和する。一方、Ｌ／Ｄが大
きくなるほど、電極昇降装置、建屋、クレ−ン設備およ
び炉体冷却設備等の諸元を大きくしなければならないと
いう不利益が発生し、Ｌ／Ｄが１．４を超えると上記不
利益が問題となる。従って、スクラップの溶解効率の向
上を図るためには、少なくともＬ／Ｄを０．６〜１．４
の範囲内にすべきである。

【００２４】一方、この発明のア−ク溶解炉は、１溶解
の出湯に必要な量のスクラップを全量、１回の装入チャ
ンスで装入することができる炉内容積を有することが必
要である。そこで、１溶解分のスクラップ装入量および
Ｌ／Ｄを決め、これに応じて定まるＬおよびＤを算出す
ることにより、所望の炉内寸法を求めることができる。
通常のア−ク溶解炉においては、湯面から炉内側壁上端
までの高さＬ、炉内径Ｄ、およびスクラップの装入量Ｗ
の間には、下記（２）式：Ｌ／Ｄ＝（４／π）｛（ρ_l−ρ_S’）／（ρ_lρ_S’）｝（Ｗ／Ｄ³） ------------（２）但し、ρ_l ：溶鋼の密度 ρ_S’：スクラップの嵩密度Ｗ：スクラップの装入量の関係がある。

【００２５】ア−ク炉において使用される製鋼用スクラ
ップには種々の形態のものが使用される。従って、これ
らスクラップの嵩密度も０．３〜１．０ｔ／ｍ³の範囲
内の種々のものにわたるが、その加重平均値は、０．７
ｔ／ｍ³程度である。従って、１溶解分のスクラップ装
入量：Ｗ、および、Ｌ／Ｄを与えれば、湯面から炉内側
壁上端までの高さＬ、および炉内径Ｄが求められる。例
えば、Ｗ＝５０ｔとすれば、この発明の特徴であるＬ／
Ｄ≧０．６が満たされるためには、炉内径Ｄは、Ｄ≦
５．１（ｍ）であって、且つ、湯面から炉内側壁上端ま
での高さＬは、Ｄの値に応じて、Ｌ≧０．６×Ｄ（ｍ）
であればよい。

【００２６】従って、湯面から炉内側壁上端までの高さ
Ｌと炉内径Ｄとの比Ｌ／Ｄを０．６〜１．４の範囲内に
限定すれば、１溶解分のスクラップ全量を溶解開始前に
装入することができるア−ク溶解炉の炉内寸法および形
状を決めることができる。

【００２７】溶解開始前にスクラップの全量を予めア−
ク炉へ装入することができるので、操業中に炉蓋の開閉
を行なう必要はない。従って、このような炉蓋開閉に伴
う炉内からの熱損失が無くなる。また、溶解期において
は、電極からのアークはスクラップに囲まれて発生して
おり、スクラップへの着熱効率が高くなる。更に、スク
ラップを炉内中央部に装入することができるので、例え
ば炉体の炉壁近傍にスクラップを連続的に装入する場合
に発生し易い炉内壁へのスクラップ融着の問題も解消さ
れる。

【００２８】この発明の第二の特徴は、溶解期に発生す
るスクラップと電極との間に発生する短絡と「サイドア
ーク」とを区別し、それぞれに適した電力制御を行なう
ことにある。そのための直流アーク溶解炉は、アーク電
圧監視部、アーク電流監視部、サイドアーク判定部、調
節部およびゲート制御部を備えた制御装置を有し、各制
御部は次の機能を有するものであることに特徴を有す
る。即ち、（ａ）アーク電圧監視部は、アーク電圧測定
値が所定の電圧よりも低くなった場合に電圧低下信号を
送出する機能を有し、（ｂ）アーク電流監視部は、アー
ク電流測定値が所定の電流よりも大きくなった場合に通
流信号を送出する機能を有し、（ｃ）サイドアーク判定
部は、電圧低下信号と通流信号との両方を受けたときに
サイドアーク信号を送出し、そして電圧低下信号と通流
信号との両方が所定時間ｔ^*以上継続した場合にはサイ
ドアーク信号を短絡信号に切り替えて送出する機能を有
し、そして、（ｄ）調節部は、サイドアーク信号を受け
たときは可動電極の昇降を固定し、そして、短絡信号を
受けたときは可動電極を急速に上昇させる機能を有す
る。

【００２９】本発明の直流アーク溶解炉の操業方法は、
上述した溶解炉を用いて次の電力制御をすることにあ
る。即ち、スクラップ溶解を開始し、アーク電流が所定
の判定電流以上に流れている状態にあり、アーク電圧が
所定の電圧よりも低くなったとき、可動電極の昇降を停
止させ、その位置を維持し、そしてアーク電圧およびア
ーク電流が上記状態で所定時間ｔ^*継続した場合には、
可動電極を急速に上昇させる。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら説明する。図３は、この発明の実施の形態を説明
する炉本体並びに電源制御系を含む直流アーク溶解炉の
全体構成図である。

【００３１】アーク炉本体Ｆの上部には炉内に昇降する
可動電極１が、また炉底部には炉底電極５が設けられ、
炉内にスクラップ３が装入される。可動電極１は電極昇
降装置Ｓによって昇降される。即ち、所定の昇降制御信
号が電極昇降動力源の油圧駆動装置２３に送られ、油圧
シリンダー２４によりマスト２５およびホルダー２６を
介して可動電極１が炉内に昇降される。

【００３２】電源供給系並びにアーク電圧およびアーク
電流制御系には、図４に示した従来のものと同じものに
加えて「サイドアーク」判定部２２を備えている。そし
て、スクラップ溶解の正常時には従来と同じ方法で可動
電極１の昇降を制御してアーク電圧を制御すると共に、
アーク電流を制御する。ところが、アーク電圧監視部７
からの電圧低下信号およびアーク電流監視部８からの通
流信号は先ず「サイドアーク」判定部２２に送られる。
そして、図６（ｂ）に示した「サイドアーク」が発生し
たものと判断する。前述したように「サイドアーク」は
発生後時間ｔ^*（例えば、数秒）以内に接触スクラップ
３”は下に転がり落ちて短絡は解消され、電圧値および
電流値ともに短絡前のような値に復帰し、かくして、短
時間内に自然解消するはずである。そこで「サイドアー
ク」判定部２２は、調節部２１に対して可動電極１を動
かさずにそのままその位置で停止させる指令を出す。そ
して、「サイドアーク」発生後所定時間ｔ^*以内に「サ
イドアーク」発生の検出条件が解除されたならば、「サ
イドアーク」は解消されたと判定し、通常の電極昇降制
御が行なわれる。即ち、加算器２０において電圧検出器
１３からの検出電圧と電圧設定器１１からの設定電圧と
から求められた偏差電圧が調節部２１に送られ、調節部
２１は比例制御により偏差電圧に応じた昇降制御信号を
求め、電極昇降用の油圧駆動装置２３により可動電極１
とスクラップ３との間に適正なギャップを保持する。

【００３３】ところが、「サイドアーク」発生信号が所
定時間ｔ^*以上継続する場合は、「サイドアーク」に対
する制御を図５（ｃ）に示した短絡に対する制御に切り
替える。そして、調節部２１は、電極昇降機構をＳを介
して可動電極１を高速上昇させ強制的に短絡を解消させ
る。そして、再点弧し操業を再開する。「サイドアー
ク」であれば５秒以内に解消される。しかし、５秒以上
「サイドアーク」信号が継続する場合は大半の場合が短
絡発生時であり、短絡は自然解消しない。そこでｔ^*＝
５秒と定め、５秒以上「サイドアーク」信号が継続する
ときに短絡発生と判定した。

【００３４】

【実施例】次に、この発明を実施例により更に説明す
る。上述した実施の形態に基づき下記要領で行なった。
また、比較例として短絡と「サイドアーク」とを区別し
ない「従来短絡」の制御方式による通常の電気炉操業を
行なった。

【００３５】表１に、実施例および比較例の試験条件を
示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】アーク炉本体の形状諸元については実施例
および比較例共に同じであり、Ｌ／Ｄは１．０であ
る。実施例における短絡発生判定条件はアーク電流検出
値：定格電流１３５ｋＡの２０％＝２７ｋＡ以上で且つ
アーク電圧検出値：１００Ｖ以下の状態が、時間ｔ^*：
５秒以上継続した場合とし、ｔ^*：５秒未満のときは
「サイドアーク」発生と判定して制御した。表２に試験
結果を示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】比較例での「従来短絡」の発生回数は実施
例での短絡回数と「サイドアーク」との発生回数とほぼ
同じである。通電停止時間は比較例よりも実施例におい
て短縮され、その結果平均投入電力は比較例よりも実施
例において増大して生産性が向上し、また電力原単位も
改善された。

【００４０】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、直流
アーク溶解炉のスクラップ溶解期において、アークから
スクラップへの着熱効率、および炉内発生ガスからスク
ラップへの着熱効率を高めることができる。更に、溶解
過程でのスクラップと上部可動電極との瞬時的な短絡で
ある「サイドアーク」発生時の操業停止を回避すること
ができるので生産性が向上する。上記直流アーク溶解炉
およびその操業方法を提供することができ、工業上有用
な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施に使用される背高型直流ア−ク
溶解炉のプロフィール例を示す概略縦断面図である。

【図２】ア−ク溶解炉における湯面から炉内側壁上端ま
での高さＬと炉内径Ｄとの比Ｌ／Ｄと、排ガスの熱損失
比との関係を示すグラフである。

【図３】この発明の実施の形態を説明する電源制御系を
含む直流アーク溶解炉の全体構成図である。

【図４】従来の一般的な電源制御系を含む直流アーク溶
解炉の全体構成図である。

【図５】背高型直流アーク溶解炉において、溶解中崩れ
落ちたスクラップが上部可動電極と短絡するに至る過程
を説明する概略縦断面図である。

【図６】「サイドアーク」の発生経過とこれに対する電
極上昇によるアーク切れ誘発を説明する図である。

【符号の説明】

Ｌ炉内湯面から炉内側壁上端までの高さＤ炉内径Ｆアーク炉本体Ｓ電極昇降機構Ｅ送電系統１可動電極２アーク３、３’、３”スクラップ４溶湯４’ 炉内湯面５炉底電極６空洞７アーク電圧監視部８アーク電流監視部９短絡判定部１０ゲート制御部１１電圧設定器１２電流設定器１３電圧検出器１４電流検出器１５炉用遮断器１６炉用変圧器１７サイリスタ整流器１８リアクトル１９加算器２０加算器２１調節部２２「サイドアーク」判定部２３油圧駆動装置２４油圧シリンダー２５マスト２６ホルダーアーム２７炉内側壁上端２８湯口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者若原啓司東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者矢戸秀彦東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流アーク溶解炉の炉内湯面から炉内側
壁上端までの高さＬと、炉内径Ｄとの間の関係が下記
（１）式：Ｌ／Ｄ＝０．６〜１．４ --------------------------（１）を満たし、且つ、前記直流アーク溶解炉は、アーク電圧
監視部、アーク電流監視部、サイドアーク判定部および
調節部を備えた制御装置を有し、（ａ）前記アーク電圧
監視部は、アーク電圧測定値が所定の電圧よりも低くな
った場合に電圧低下信号を送出する機能を有し、（ｂ）
前記アーク電流監視部は、アーク電流測定値が所定の電
流よりも大きい場合に通流信号を送出する機能を有し、
（ｃ）前記サイドアーク判定部は、前記電圧低下信号と
前記通流信号との両方を受けたときにサイドアーク信号
を送出し、そして前記電圧低下信号と前記通流信号との
両方が所定時間ｔ^*以上継続した場合には前記サイドア
ーク信号を短絡信号に切り替えて送出する機能を有し、
そして、（ｄ）前記調節部は、前記サイドアーク信号を
受けときは前記可動電極の昇降を固定し、そして、前記
短絡信号を受けたときは前記可動電極を急速に上昇させ
る信号を送出する機能を有することを特徴とする直流ア
ーク溶解炉。
【請求項２】炉内湯面から炉内側壁上端までの高さＬ
と、炉内径Ｄとの間の関係が下記（１）式：Ｌ／Ｄ＝０．６〜１．４ --------------------------（１）を満たす直流アーク溶解炉を用い、初装入でスクラップ
の全量を装入し、次いで電力を投入して溶解を開始し、
前記直流アーク溶解炉のアーク電圧が所定の電圧よりも
低く且つそのアーク電流が所定の電流よりも大きい状態
にある可動電極の昇降を停止させ、その位置を維持し、
そして前記アーク電圧およびアーク電流が前記状態で所
定時間ｔ^*継続した場合には、前記可動電極を急速に上
昇させることを特徴とする直流アーク溶解炉の操業方
法。