JPS6096735A - 溶融金属のア−ク加熱方法 - Google Patents
溶融金属のア−ク加熱方法Info
- Publication number
- JPS6096735A JPS6096735A JP20423183A JP20423183A JPS6096735A JP S6096735 A JPS6096735 A JP S6096735A JP 20423183 A JP20423183 A JP 20423183A JP 20423183 A JP20423183 A JP 20423183A JP S6096735 A JPS6096735 A JP S6096735A
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- JP
- Japan
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- molten metal
- arc
- container
- ladle
- heating
- Prior art date
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は溶鉄等の溶融金属をアーク加熱法によシ加熱
する方法に関するものである。
する方法に関するものである。
周知のように鋼の精錬過程においては、高純度の溶鉄を
得ることなどを目的として、転炉等の精錬炉や溶解炉に
おいて脱炭精錬や溶解を行った後に、取鍋等の容器内に
収容された溶鉄に対して脱ガス処理やフラックス吹込み
処理等の所謂二次精錬を行うことが多い。このような二
次精錬においては、溶鉄の温度低下を補償するため、取
鍋等の容器内の溶鉄な再加熱する必要が生じる場合が多
く、その場合の加熱方法としてはアーク加熱法を適用す
るのが一般的である。
得ることなどを目的として、転炉等の精錬炉や溶解炉に
おいて脱炭精錬や溶解を行った後に、取鍋等の容器内に
収容された溶鉄に対して脱ガス処理やフラックス吹込み
処理等の所謂二次精錬を行うことが多い。このような二
次精錬においては、溶鉄の温度低下を補償するため、取
鍋等の容器内の溶鉄な再加熱する必要が生じる場合が多
く、その場合の加熱方法としてはアーク加熱法を適用す
るのが一般的である。
従来のこのようなアーク加熱方法として最も一般的なも
のは、三相交流アーク方式であるが、この方法では各相
のアークの反発力によってアークが外側へ向くため、い
わゆるホットスポットを生じて取鍋等の内張耐火物の溶
損が急速に進行する問題があシ、またこの方法では電極
損耗により溶鉄が電極材の炭素で汚染される問題がある
。
のは、三相交流アーク方式であるが、この方法では各相
のアークの反発力によってアークが外側へ向くため、い
わゆるホットスポットを生じて取鍋等の内張耐火物の溶
損が急速に進行する問題があシ、またこの方法では電極
損耗により溶鉄が電極材の炭素で汚染される問題がある
。
一方、電極損耗による炭素汚染のないアーク加熱方式と
してはプラズマアーク加熱方式があるが、プラズマアー
ク加熱の場合には輻射熱による熱伝達割合が太きいため
、熱効率が劣り、しかも耐火物の溶損も太きいなどの問
題がある。
してはプラズマアーク加熱方式があるが、プラズマアー
ク加熱の場合には輻射熱による熱伝達割合が太きいため
、熱効率が劣り、しかも耐火物の溶損も太きいなどの問
題がある。
この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、熱効率
が高く、シかも耐火物溶損の少ないアーク加熱による溶
融金属加熱方法を提供することを目的とするものである
。
が高く、シかも耐火物溶損の少ないアーク加熱による溶
融金属加熱方法を提供することを目的とするものである
。
ところでアーク加熱時の溶融金属保持容器の耐人物の溶
損は、アークによって生じるホットスポットおよび輻射
熱が主原因であシ、またサブマージドアーク加熱の場合
には、スラグによる耐火物の溶損もある。しだがって耐
火物溶損を少なくするためには、ホントスポットが容器
内壁の耐火物に生じないようにし、併せてアークの輻射
熱が容器内壁にできる限シ直接当らないようにすれば良
く、またサブマージドアーク加熱の場合スラグが耐火物
に接しないようにすれば良いと考えられる。
損は、アークによって生じるホットスポットおよび輻射
熱が主原因であシ、またサブマージドアーク加熱の場合
には、スラグによる耐火物の溶損もある。しだがって耐
火物溶損を少なくするためには、ホントスポットが容器
内壁の耐火物に生じないようにし、併せてアークの輻射
熱が容器内壁にできる限シ直接当らないようにすれば良
く、またサブマージドアーク加熱の場合スラグが耐火物
に接しないようにすれば良いと考えられる。
一方、アーク加熱における熱効率は一般に３０〜４０チ
程度とされているが、その熱損失の大半は輻射熱として
失なわれる熱であるから、アークからの輻射熱を溶融金
属にできるだけ吸収させることによって熱効率を向上さ
せることが可能となる。
程度とされているが、その熱損失の大半は輻射熱として
失なわれる熱であるから、アークからの輻射熱を溶融金
属にできるだけ吸収させることによって熱効率を向上さ
せることが可能となる。
本発明者等はこれらの点に着目して種々実験・検討を重
ねた結果、容、器内の溶融金属に容器の円周方向に沿う
回転運動を与えることによってその遠心力により溶融金
属を容器内壁に沿う部分で盛シ上げさせ、特にその容器
内壁に沿って盛シ上がった溶融金属の上端の位置がプラ
ズマトーチもしくはアーク電極の下端よりも上方となる
ように、遠心力による溶融金属表面中央部付近の窪み深
さをアーク長さよりも大きくすることによって、アーク
の輻射熱が容器内壁に沿って盛り上がった溶融金属によ
って効果的に吸収されるとともにアークの輻射熱による
容器内壁の耐火物の溶損も防止され、かつその盛シ上が
った溶融金属によって容器内壁がアークに対し遮られる
ことによシホットスポットの形成も防止され、さらには
サブマージドアーク加熱の場合、スラグが溶融金属表面
中央の窪み部分に集まるため、スラグが耐火物に接する
ことが防止され、その結果熱効率の向上と耐火物溶損量
の減少がともに達成されることを見出し、この発明を完
成するに至ったのである。
ねた結果、容、器内の溶融金属に容器の円周方向に沿う
回転運動を与えることによってその遠心力により溶融金
属を容器内壁に沿う部分で盛シ上げさせ、特にその容器
内壁に沿って盛シ上がった溶融金属の上端の位置がプラ
ズマトーチもしくはアーク電極の下端よりも上方となる
ように、遠心力による溶融金属表面中央部付近の窪み深
さをアーク長さよりも大きくすることによって、アーク
の輻射熱が容器内壁に沿って盛り上がった溶融金属によ
って効果的に吸収されるとともにアークの輻射熱による
容器内壁の耐火物の溶損も防止され、かつその盛シ上が
った溶融金属によって容器内壁がアークに対し遮られる
ことによシホットスポットの形成も防止され、さらには
サブマージドアーク加熱の場合、スラグが溶融金属表面
中央の窪み部分に集まるため、スラグが耐火物に接する
ことが防止され、その結果熱効率の向上と耐火物溶損量
の減少がともに達成されることを見出し、この発明を完
成するに至ったのである。
したがってこの発明のアーク加熱による溶融金属加熱方
法は、取鍋等の容器内に保持された溶融金属に、その容
器の周方向に沿う回転運動を与え、かつその回転運動を
、その遠心力によって形成される溶融金属表面の窪み深
さが加熱のためのアーク長さよシも大きくなるように設
定した状態でア一り加熱を行なうことを特徴とするもの
である。
法は、取鍋等の容器内に保持された溶融金属に、その容
器の周方向に沿う回転運動を与え、かつその回転運動を
、その遠心力によって形成される溶融金属表面の窪み深
さが加熱のためのアーク長さよシも大きくなるように設
定した状態でア一り加熱を行なうことを特徴とするもの
である。
以下この発明の方法についてさらに具体的に説明する。
第１図はこの発明の方法を実施している状況を示すもの
であって、取鍋等の容器１内には溶鉄等の溶融金属２が
保持されておシ、この溶融金属２には、容器１の周方向
に沿う回転運動が適宜の手段で付与されている。ここで
容器１自体は回転させずに容器内の溶融金属のみに回転
運動を与えても良く、あるいは容器ごと回転させて溶融
金属に回転運動を与えても良い。前者の場合、例えば図
示のように容器１の外側に電磁極３を配置して、容器１
の周方向に沿う回転磁界を生起させることによシ、溶鉄
等の磁性金属からなる溶融金属に回転運動を与えること
ができる。また後者の場合、例えば容器１を図示しない
ターンテーブル上に載置して回転させれば良い。
であって、取鍋等の容器１内には溶鉄等の溶融金属２が
保持されておシ、この溶融金属２には、容器１の周方向
に沿う回転運動が適宜の手段で付与されている。ここで
容器１自体は回転させずに容器内の溶融金属のみに回転
運動を与えても良く、あるいは容器ごと回転させて溶融
金属に回転運動を与えても良い。前者の場合、例えば図
示のように容器１の外側に電磁極３を配置して、容器１
の周方向に沿う回転磁界を生起させることによシ、溶鉄
等の磁性金属からなる溶融金属に回転運動を与えること
ができる。また後者の場合、例えば容器１を図示しない
ターンテーブル上に載置して回転させれば良い。
上述のように溶融金属に容器の周方向に沿った回転運動
を与えることによってζ溶融金属には遠心力が作用する
から、溶融金属表面は容器１の中央部付近で窪み、容器
内壁側の部分が盛シ上がる。
を与えることによってζ溶融金属には遠心力が作用する
から、溶融金属表面は容器１の中央部付近で窪み、容器
内壁側の部分が盛シ上がる。
一方プラズマアーク加熱の場合のプラズマトーチもしく
はその他のアーク加熱の場合のアーク電極４は容器１の
ほぼ中央部に上方から挿入されておシ、シたがってアー
ク柱５は容器１内の溶融金属表面の窪み部分に生起され
ることになる。ここで溶融金属の回転運動は、溶融金属
表面中央のアーク柱５が生起される窪み部分の深さｈｌ
ずなわち窪みの底部から周囲の盛上がった部分の縁まで
の高さｈが、アーク柱５の長さすなわち溶融金属表面の
窪み部分の底部からプラズマトーチもしくはアーク電極
４の先端までのアーク長さｌよりも大きくなるように設
定する。そのためには、溶融金属の比重や粘性、あるい
は容器１の径などに応じて溶融金属の回転運動を適切に
定めれば良い。
はその他のアーク加熱の場合のアーク電極４は容器１の
ほぼ中央部に上方から挿入されておシ、シたがってアー
ク柱５は容器１内の溶融金属表面の窪み部分に生起され
ることになる。ここで溶融金属の回転運動は、溶融金属
表面中央のアーク柱５が生起される窪み部分の深さｈｌ
ずなわち窪みの底部から周囲の盛上がった部分の縁まで
の高さｈが、アーク柱５の長さすなわち溶融金属表面の
窪み部分の底部からプラズマトーチもしくはアーク電極
４の先端までのアーク長さｌよりも大きくなるように設
定する。そのためには、溶融金属の比重や粘性、あるい
は容器１の径などに応じて溶融金属の回転運動を適切に
定めれば良い。
以上のように溶融金属表面の窪み深さｈがアーク長さｌ
よりも大きくなるように溶融金属に回転運動を与えるこ
とは、アーク柱５の上端位置すなわちプラズマトーかも
しくはアーク電極４の先端位置よシも上方の位置まで容
器内壁に沿って溶融金属が盛シ上がることを意味する。
よりも大きくなるように溶融金属に回転運動を与えるこ
とは、アーク柱５の上端位置すなわちプラズマトーかも
しくはアーク電極４の先端位置よシも上方の位置まで容
器内壁に沿って溶融金属が盛シ上がることを意味する。
したがってアーク柱５から生じた輻射熱６は容器内壁に
沿って盛シ上がった溶融金属の面で吸収されて熱効率が
向上し、同時に輻射熱による容器内壁の耐火物溶損が防
止される。またアーク柱５と容器内壁との間が容器内壁
に沿って盛シ上がった溶融金属で遮られるため容器内壁
にホットスポットが生じることも防止される。さらに、
サブマージドアーク加熱の場合でも、スラグは溶融金属
よシも比重が格段に小さいから、溶融金属表面中央部の
窪み部分に集まシ、そのためスラグが容器内壁の耐火物
に接触することが防止されるから、スラグによる耐火物
の溶損も防止される。
沿って盛シ上がった溶融金属の面で吸収されて熱効率が
向上し、同時に輻射熱による容器内壁の耐火物溶損が防
止される。またアーク柱５と容器内壁との間が容器内壁
に沿って盛シ上がった溶融金属で遮られるため容器内壁
にホットスポットが生じることも防止される。さらに、
サブマージドアーク加熱の場合でも、スラグは溶融金属
よシも比重が格段に小さいから、溶融金属表面中央部の
窪み部分に集まシ、そのためスラグが容器内壁の耐火物
に接触することが防止されるから、スラグによる耐火物
の溶損も防止される。
第２図には、取鍋内溶鉄に対し種々の回転速度で回転運
動を与えることにより溶鋼表面の窪み深さｈとアーク長
さｌとの比ｈＡを変化させてプラズマアーク加熱を行な
った場合の、その比ｈ／１３の値と熱効率との関係を調
べた結果を示す。第２図から明らかなようにｈ／ｌが１
以下の場合、すなわち６ｇの場合には熱効率は回転運動
を与えない場合（ｈ／ｌ＝ Ｏ）とほとんど変わらず、
ｈ／ｌが１を越えれば急激に熱効率が向上する。この実
験結果からも窪み深さｈをアーク長さｌよりも大きくす
る必要があることが判る。
動を与えることにより溶鋼表面の窪み深さｈとアーク長
さｌとの比ｈＡを変化させてプラズマアーク加熱を行な
った場合の、その比ｈ／１３の値と熱効率との関係を調
べた結果を示す。第２図から明らかなようにｈ／ｌが１
以下の場合、すなわち６ｇの場合には熱効率は回転運動
を与えない場合（ｈ／ｌ＝ Ｏ）とほとんど変わらず、
ｈ／ｌが１を越えれば急激に熱効率が向上する。この実
験結果からも窪み深さｈをアーク長さｌよりも大きくす
る必要があることが判る。
以下にこの発明の実施例を比較例とともに記す。
容器内に保持した１００に９の溶鋼に対し、容器外から
回転磁界を与えて、溶融金属の窪み深さｈとアーク長さ
ｌとの比ｈ／ｌが２となるように容器内の溶鋼に周方向
の回転運動を与えつつプラズマアーク加熱により加熱し
た。一方、同じく容器内に保持した１００ｋｇの溶鋼に
対して回転運動を与えずにプラズマアーク加熱によシ加
熱した。それぞれの場合について、溶鋼１トン当りのプ
ラズマアーク加熱のだめの電力と溶鋼温度上昇値ΔＴと
の関係を調べたところ、第３図に示すような結果が得ら
れた。そしてそれぞれについて熱効率を計算したところ
、回転運動を与えない従来法では熱効率が約３０％であ
ったのに対し、ｈＡが２となるような回転運動を与えた
この発明の方法では熱効率が約５０％と著しく改善され
た。また耐火・物の溶損についてもこの発明の方法の場
合には従来法の場合よシも格段に少なくなっていること
が確認された。
回転磁界を与えて、溶融金属の窪み深さｈとアーク長さ
ｌとの比ｈ／ｌが２となるように容器内の溶鋼に周方向
の回転運動を与えつつプラズマアーク加熱により加熱し
た。一方、同じく容器内に保持した１００ｋｇの溶鋼に
対して回転運動を与えずにプラズマアーク加熱によシ加
熱した。それぞれの場合について、溶鋼１トン当りのプ
ラズマアーク加熱のだめの電力と溶鋼温度上昇値ΔＴと
の関係を調べたところ、第３図に示すような結果が得ら
れた。そしてそれぞれについて熱効率を計算したところ
、回転運動を与えない従来法では熱効率が約３０％であ
ったのに対し、ｈＡが２となるような回転運動を与えた
この発明の方法では熱効率が約５０％と著しく改善され
た。また耐火・物の溶損についてもこの発明の方法の場
合には従来法の場合よシも格段に少なくなっていること
が確認された。
以上のようにこの発明の方法によれば、容器内の溶融金
属に回転運動を与え、しかもその回転運動によシ生起さ
れる溶融金属表面の窪み深さをアーク長さよシも長くな
るようにした状態でアーク加熱を行うことによシ、アー
ク加熱の熱効率を従来よシも大幅に改善して電力原単位
を従来よシも著しく引下げることができると同時に、耐
火物の溶損を小さくして耐火物寿命の延長を図ることが
できる顕著な効果が得られる。
属に回転運動を与え、しかもその回転運動によシ生起さ
れる溶融金属表面の窪み深さをアーク長さよシも長くな
るようにした状態でアーク加熱を行うことによシ、アー
ク加熱の熱効率を従来よシも大幅に改善して電力原単位
を従来よシも著しく引下げることができると同時に、耐
火物の溶損を小さくして耐火物寿命の延長を図ることが
できる顕著な効果が得られる。
なおこの発明の方法は、従来輻射熱による損失が最も大
きいとされていたプラズマアーク法による加熱に適用し
て最も効果的であるが、三相交流アーク法、サブマージ
ドアーク法、あるいは直流アーク法等による加熱に適用
しても有効であることは勿論である。
きいとされていたプラズマアーク法による加熱に適用し
て最も効果的であるが、三相交流アーク法、サブマージ
ドアーク法、あるいは直流アーク法等による加熱に適用
しても有効であることは勿論である。
第１図はこの発明の加熱方法を実施している状況の一例
を示す略解図、第２図は溶融金属表面の窪み深さｈとア
ーク長さΔとの比ｈＡと熱効率との関係を示す相関図、
第３図はこの発明の実施例の方法および従来法における
アーク加熱電力と溶鋼温度上昇値ΔＴとの関係を示す相
関図である。 １・・−容器、２・・・溶融金属、４・・・プラズマト
ーチもしくはアーク電極、５・・・アーク柱。 出願人 川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士豊田武人 （ほか１名） 第１図 第２図 − 〇 騒 第３図 アーク電力 ＫＷＨ／ｌ
を示す略解図、第２図は溶融金属表面の窪み深さｈとア
ーク長さΔとの比ｈＡと熱効率との関係を示す相関図、
第３図はこの発明の実施例の方法および従来法における
アーク加熱電力と溶鋼温度上昇値ΔＴとの関係を示す相
関図である。 １・・−容器、２・・・溶融金属、４・・・プラズマト
ーチもしくはアーク電極、５・・・アーク柱。 出願人 川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士豊田武人 （ほか１名） 第１図 第２図 − 〇 騒 第３図 アーク電力 ＫＷＨ／ｌ
Claims (1)
- 容器内に保持された溶融金属に、その容器の周方向に沿
う回転運動を与え、かつその回転運動による遠心力によ
って形成される溶融金属表面の窪みの深さが加熱のため
のアーク長さよシも長くなるように設定した状態で溶融
金属をアーク加熱することを特徴とする溶融金属のアー
ク加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20423183A JPS6096735A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 溶融金属のア−ク加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20423183A JPS6096735A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 溶融金属のア−ク加熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6096735A true JPS6096735A (ja) | 1985-05-30 |
| JPS6324056B2 JPS6324056B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=16487012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20423183A Granted JPS6096735A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 溶融金属のア−ク加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6096735A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263383A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-10-31 | アセア ブラウン ボベリ アクチーボラグ | ライニングの摩耗を減らす方法 |
| CN108987020A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-12-11 | 包头韵升强磁材料有限公司 | 降低烧结钕铁硼磁体切割黑片两面表磁差异的方法 |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP20423183A patent/JPS6096735A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263383A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-10-31 | アセア ブラウン ボベリ アクチーボラグ | ライニングの摩耗を減らす方法 |
| CN108987020A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-12-11 | 包头韵升强磁材料有限公司 | 降低烧结钕铁硼磁体切割黑片两面表磁差异的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6324056B2 (ja) | 1988-05-19 |
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