JPS6121838Y2 - - Google Patents
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- JPS6121838Y2 JPS6121838Y2 JP1981045822U JP4582281U JPS6121838Y2 JP S6121838 Y2 JPS6121838 Y2 JP S6121838Y2 JP 1981045822 U JP1981045822 U JP 1981045822U JP 4582281 U JP4582281 U JP 4582281U JP S6121838 Y2 JPS6121838 Y2 JP S6121838Y2
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- JP
- Japan
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- furnace
- melting
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- iron
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Discharge Heating (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は鉄屑を迅速に溶解させる鉄屑溶解専用
アーク炉に関するもので、特に、コールドゾーン
に炉床から熱源を与えることによりコールドゾー
ンに残存する鉄屑の溶解速度を速め、ホツトゾー
ンとコールドゾーンの溶解速度の不均一を解消し
て迅速且つ効率のよい溶解を行うことのできる鉄
屑溶解専用超高電力アーク炉に関するものであ
る。
アーク炉に関するもので、特に、コールドゾーン
に炉床から熱源を与えることによりコールドゾー
ンに残存する鉄屑の溶解速度を速め、ホツトゾー
ンとコールドゾーンの溶解速度の不均一を解消し
て迅速且つ効率のよい溶解を行うことのできる鉄
屑溶解専用超高電力アーク炉に関するものであ
る。
製鋼用アーク炉は近年ますます大型化、高電力
化しつつある。アーク炉技術の変遷は周知の如
く、通常電力（RP）、高電力（HP）、超高電力
（UHP）、近年更に超高電力（SUHP）へと進歩し
つつある。これを具体的に示すと、鋼浴表面積20
m2をもつアーク炉の場合、平均値として PR炉 12MW（600KW／m2） HP炉 18MW（900KW／m2） UHP炉 24MW以上（1200KW／m2）以上 となり、１m2当りの投入電力は従来の２倍以上に
なつてきている。これによつて鉄屑溶解の速度は
早くなつた反面種々の問題点が発生してきた。問
題点の中で末解決のままになつているものに「鋼
浴と鉄屑が共存する状態以降の溶解促進」があ
る。即ち、塊状の鉄屑が半溶融のまま鋼浴に沈ん
だ状態にある場合、この残存鉄屑を迅速に溶解す
る解決策がなかつた。この問題点はUHP炉で顕
著に現れるようになつた。
化しつつある。アーク炉技術の変遷は周知の如
く、通常電力（RP）、高電力（HP）、超高電力
（UHP）、近年更に超高電力（SUHP）へと進歩し
つつある。これを具体的に示すと、鋼浴表面積20
m2をもつアーク炉の場合、平均値として PR炉 12MW（600KW／m2） HP炉 18MW（900KW／m2） UHP炉 24MW以上（1200KW／m2）以上 となり、１m2当りの投入電力は従来の２倍以上に
なつてきている。これによつて鉄屑溶解の速度は
早くなつた反面種々の問題点が発生してきた。問
題点の中で末解決のままになつているものに「鋼
浴と鉄屑が共存する状態以降の溶解促進」があ
る。即ち、塊状の鉄屑が半溶融のまま鋼浴に沈ん
だ状態にある場合、この残存鉄屑を迅速に溶解す
る解決策がなかつた。この問題点はUHP炉で顕
著に現れるようになつた。
それに伴い、炉体も次々と改良され、例えば炉
壁や天井の水冷化やコールドゾーンの炉壁へのバ
ーナー取付などが一般化している。一方、高電力
化に伴う、新たな問題が発生し、より高能率化へ
の限界的障害となりつつある。そのひとつは、溶
解過程で鉄屑の山が崩落し、この鉄屑の鋼浴中に
おける溶解および昇温速度の不均一である。即
ち、電極の非対向部であるコールドゾーンと電極
対向部のホツトゾーンの溶解速度および昇温速度
の不均一は、鉄屑が崩落するまでは、コールドゾ
ーンの炉壁に設けたバーナによつてほぼ解消でき
るが、鉄屑の崩落後鋼浴と鉄屑が共存する状態以
降の上記不均一は解消されていない。この鋼浴中
でのコールドゾーンの溶解のおくれは、全体の溶
解時間を長びかせるばかりでなく、投入電力効率
を悪くしている。この不均一性は、鋼浴面積当り
の炉用変圧器容量の大きい炉ほど大きくなるの
で、超高電力アーク炉における重要な解決課題で
あつた。
壁や天井の水冷化やコールドゾーンの炉壁へのバ
ーナー取付などが一般化している。一方、高電力
化に伴う、新たな問題が発生し、より高能率化へ
の限界的障害となりつつある。そのひとつは、溶
解過程で鉄屑の山が崩落し、この鉄屑の鋼浴中に
おける溶解および昇温速度の不均一である。即
ち、電極の非対向部であるコールドゾーンと電極
対向部のホツトゾーンの溶解速度および昇温速度
の不均一は、鉄屑が崩落するまでは、コールドゾ
ーンの炉壁に設けたバーナによつてほぼ解消でき
るが、鉄屑の崩落後鋼浴と鉄屑が共存する状態以
降の上記不均一は解消されていない。この鋼浴中
でのコールドゾーンの溶解のおくれは、全体の溶
解時間を長びかせるばかりでなく、投入電力効率
を悪くしている。この不均一性は、鋼浴面積当り
の炉用変圧器容量の大きい炉ほど大きくなるの
で、超高電力アーク炉における重要な解決課題で
あつた。
本考案は、上記に鑑みなされたもので、その要
旨とするところは、３個所のコールドゾーンのシ
ルレベル以下の炉床に、各コールドゾーンごとに
１乃至複数個吹込ノズルを設置し、鋼浴表面積１
m2当り1200kw以上の出力の炉用変圧器を備えた
ことを特徴とする鉄屑溶解専用アーク炉である。
旨とするところは、３個所のコールドゾーンのシ
ルレベル以下の炉床に、各コールドゾーンごとに
１乃至複数個吹込ノズルを設置し、鋼浴表面積１
m2当り1200kw以上の出力の炉用変圧器を備えた
ことを特徴とする鉄屑溶解専用アーク炉である。
次に図面により本考案を説明する。第１図は本
考案になる炉の平面略図で、炉蓋を除いたところ
であり、第２図は第１図のＡ矢視断面図である。
図において１は炉殻鉄板、２は電極、３はホツト
ゾーン、４はコールドゾーンで斜線を付した部分
である。５はガス吹込ノズルで、５ａは酸素等、
５ｂは可燃性ガス又は液体、５ｃは不活性ガスの
各供給管である。５′はノズル取付位置、６は水
冷パネル、７は炉用変圧器である。８は溶鋼、９
は未溶解鉄屑、１０は炉床を示す。
考案になる炉の平面略図で、炉蓋を除いたところ
であり、第２図は第１図のＡ矢視断面図である。
図において１は炉殻鉄板、２は電極、３はホツト
ゾーン、４はコールドゾーンで斜線を付した部分
である。５はガス吹込ノズルで、５ａは酸素等、
５ｂは可燃性ガス又は液体、５ｃは不活性ガスの
各供給管である。５′はノズル取付位置、６は水
冷パネル、７は炉用変圧器である。８は溶鋼、９
は未溶解鉄屑、１０は炉床を示す。
先ず、本考案における特徴の１つは第１図に斜
線で示したアーク炉の３個所のコールドゾーン４
のシルレベル以下の炉床に第２図で一例を示した
如きバーナー兼用ガス吹込ノズル５を各ゾーン１
〜３個宛を、第１図に５′でその取付位置を示し
た如く適切に配設することにあり、これが本考案
における主体構成要件である。一般に、炉底への
ガス吹込ノズルの取付は、転炉あるいは取鍋でも
行なわれているが、本考案における如く、鉄屑溶
解用アーク炉の炉底に、バーナー兼用で設置した
例はない。
線で示したアーク炉の３個所のコールドゾーン４
のシルレベル以下の炉床に第２図で一例を示した
如きバーナー兼用ガス吹込ノズル５を各ゾーン１
〜３個宛を、第１図に５′でその取付位置を示し
た如く適切に配設することにあり、これが本考案
における主体構成要件である。一般に、炉底への
ガス吹込ノズルの取付は、転炉あるいは取鍋でも
行なわれているが、本考案における如く、鉄屑溶
解用アーク炉の炉底に、バーナー兼用で設置した
例はない。
本考案において設置するガス吹込ノズルは、内
管に酸化性ガス、外管には還元性ガスまたは不活
性ガスまたは液体燃料を流すものである。その
為、内管に酸素又は酸素富化空気の配管を、外管
には不活性ガス、還元性ガスおよび空気の供給配
管を接続するほか液体燃料の噴射ノズルをその内
面に備え、これらのガスおよび液体燃料を操業段
階に応じて自由に切り換えて供給し得るシステム
を備えている。
管に酸化性ガス、外管には還元性ガスまたは不活
性ガスまたは液体燃料を流すものである。その
為、内管に酸素又は酸素富化空気の配管を、外管
には不活性ガス、還元性ガスおよび空気の供給配
管を接続するほか液体燃料の噴射ノズルをその内
面に備え、これらのガスおよび液体燃料を操業段
階に応じて自由に切り換えて供給し得るシステム
を備えている。
次に本考案における別の特徴は鋼浴表面積１m2
当り1200kw以上の炉用変圧器を備えたことであ
る。即ち本考案の主体要件であるところのコール
ドゾーンの炉床へのバーナー兼用ガス吹込ノズル
の設置は、その設置効果が鋼浴表面積１m2当り
1200kw以上の炉用変圧器を有する超高電力炉に
おいてはじめて経済的にも現実的となるからであ
る。
当り1200kw以上の炉用変圧器を備えたことであ
る。即ち本考案の主体要件であるところのコール
ドゾーンの炉床へのバーナー兼用ガス吹込ノズル
の設置は、その設置効果が鋼浴表面積１m2当り
1200kw以上の炉用変圧器を有する超高電力炉に
おいてはじめて経済的にも現実的となるからであ
る。
本考案におけるような超高電力炉の操業を可能
ならしめる為には、その炉壁に水冷パネル６を設
置する。この水冷パネル６は、例えば鉄板の炉内
面側にヒレを、炉外面側に半割り鋼管を伏せて溶
接して水路としたもの、あるいは、内部に水路を
有する銅鋳物製などが適切である。
ならしめる為には、その炉壁に水冷パネル６を設
置する。この水冷パネル６は、例えば鉄板の炉内
面側にヒレを、炉外面側に半割り鋼管を伏せて溶
接して水路としたもの、あるいは、内部に水路を
有する銅鋳物製などが適切である。
次に本考案における更に別の特徴は、本考案に
なる炉は精練を他の容器に移して行なう、いわゆ
る炉外精練を行なうことを前提とした溶解専用の
炉である点である。酸化あるいは還元精練とも炉
中で行なう一般的な電気炉精練法を行なう場合
は、本考案の主体要件たる炉内へのガス吹込ノズ
ルの設置の効果が特に経済面で減殺されてしまう
ので実際的でない。即ち、１ヒート当りのノズル
使用時間が延長し出鋼トン当りのノズルコストを
上昇させしかも、精練中もノズルの冷却保護の
為、高価な不活性ガスや還元性ガスの吹込を続け
ねばならないので、コストが高くなるからであ
る。溶解専用アーク炉としては既に実用新案登録
出願（実願昭55−164928、同55−181894）されて
いる考案の炉が適切であるが、必ずしもこれに限
定するものでなく、主たる精練を炉中で行なわな
いものであればよい。
なる炉は精練を他の容器に移して行なう、いわゆ
る炉外精練を行なうことを前提とした溶解専用の
炉である点である。酸化あるいは還元精練とも炉
中で行なう一般的な電気炉精練法を行なう場合
は、本考案の主体要件たる炉内へのガス吹込ノズ
ルの設置の効果が特に経済面で減殺されてしまう
ので実際的でない。即ち、１ヒート当りのノズル
使用時間が延長し出鋼トン当りのノズルコストを
上昇させしかも、精練中もノズルの冷却保護の
為、高価な不活性ガスや還元性ガスの吹込を続け
ねばならないので、コストが高くなるからであ
る。溶解専用アーク炉としては既に実用新案登録
出願（実願昭55−164928、同55−181894）されて
いる考案の炉が適切であるが、必ずしもこれに限
定するものでなく、主たる精練を炉中で行なわな
いものであればよい。
以上に述べたとおり、本考案は、コールドゾ
ーン炉床へのバーナー兼用のガス吹込ノズルの設
置、鋼浴表面積１m2当り1200kw以上の炉用変
圧器の設置、溶解専用炉であること、の３つの
構成要件の組合せになるもので主体要件たるを
の付帯要件にて技術的および経済的に可能な
らしめたものである。
ーン炉床へのバーナー兼用のガス吹込ノズルの設
置、鋼浴表面積１m2当り1200kw以上の炉用変
圧器の設置、溶解専用炉であること、の３つの
構成要件の組合せになるもので主体要件たるを
の付帯要件にて技術的および経済的に可能な
らしめたものである。
次に、本考案のアーク炉の実施の態様について
述る。
述る。
炉殻径5.8ｍ（鋼浴表面積20m2）出力42500kw
（2150kw／m2）の炉用変圧器を備え、その炉壁の
約80％を水冷パネルでカバーし、且つ操業口をつ
けず密閉度を高くして、溶解専用としたアーク炉
の第１図、５′に示す各位置に計６本、第２図５
にその基本構造を示したバーナー兼用ガス吹込ノ
ズルを設置して本考案の炉を構成し、これに鉄屑
70tの装入直後から30tの追加装入を経て鉄屑崩落
までの約15分間を内管に酸素を10Nm3／min・
本、外管に燈油を２〜５／min・本とその噴霧
用空気１〜3Nm3／min・本を吹き込み、鉄屑の山
を溶かし、その後、出鋼までの約45分は内管に酸
素を10Nm3／min・本、外管に窒素を２〜5Nm3／
min・本吹き込んで鋼浴の温度を上昇させること
により、計約60分で溶解を完了し、1600℃の溶鋼
約98tを炉外精練用取鍋に出鋼することができ
る。出鋼サイクルは約75分である。
（2150kw／m2）の炉用変圧器を備え、その炉壁の
約80％を水冷パネルでカバーし、且つ操業口をつ
けず密閉度を高くして、溶解専用としたアーク炉
の第１図、５′に示す各位置に計６本、第２図５
にその基本構造を示したバーナー兼用ガス吹込ノ
ズルを設置して本考案の炉を構成し、これに鉄屑
70tの装入直後から30tの追加装入を経て鉄屑崩落
までの約15分間を内管に酸素を10Nm3／min・
本、外管に燈油を２〜５／min・本とその噴霧
用空気１〜3Nm3／min・本を吹き込み、鉄屑の山
を溶かし、その後、出鋼までの約45分は内管に酸
素を10Nm3／min・本、外管に窒素を２〜5Nm3／
min・本吹き込んで鋼浴の温度を上昇させること
により、計約60分で溶解を完了し、1600℃の溶鋼
約98tを炉外精練用取鍋に出鋼することができ
る。出鋼サイクルは約75分である。
溶鋼は次いで取鍋内で精練され、脱ガス処理さ
れて鋳造される。
れて鋳造される。
以上述べた如く、本考案の鉄屑溶解専用アーク
炉によれば、炉底ガス吹込を行なわない場合とく
らべて、約15％の生産性の向上と、高価なガスの
使用にも拘らず電力原単位は約20％（40〜
50KWH／ｔ）減少でき、従来の炉では到底得ら
れなかつた大きな利益を得ることができる。
炉によれば、炉底ガス吹込を行なわない場合とく
らべて、約15％の生産性の向上と、高価なガスの
使用にも拘らず電力原単位は約20％（40〜
50KWH／ｔ）減少でき、従来の炉では到底得ら
れなかつた大きな利益を得ることができる。
第１図は本考案のアーク炉の炉床の平面略図、
第２図は第１図のＡ矢視拡大断面図である。 １……炉殻鉄板、２……電極、３……ホツトゾ
ーン、４……コールドゾーン、５……ガス吹込ノ
ズル、５′……ノズル設置位置、６……水冷パネ
ル、７……炉用変圧器、８……溶鋼、９……未溶
解鉄屑、１０……炉床。
第２図は第１図のＡ矢視拡大断面図である。 １……炉殻鉄板、２……電極、３……ホツトゾ
ーン、４……コールドゾーン、５……ガス吹込ノ
ズル、５′……ノズル設置位置、６……水冷パネ
ル、７……炉用変圧器、８……溶鋼、９……未溶
解鉄屑、１０……炉床。
Claims (1)
- ３個所のコールドゾーンのシルレベル以下の炉
床に、各コールドゾーンごとに１乃至複数個のガ
ス吹込ノズルを設置し、鋼浴表面積１m2当り
1200KW以上の出力の炉用変圧器を備えたことを
特徴とする鉄屑溶解専用アーク炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981045822U JPS6121838Y2 (ja) | 1981-03-31 | 1981-03-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981045822U JPS6121838Y2 (ja) | 1981-03-31 | 1981-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57158196U JPS57158196U (ja) | 1982-10-04 |
| JPS6121838Y2 true JPS6121838Y2 (ja) | 1986-06-30 |
Family
ID=29842697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1981045822U Expired JPS6121838Y2 (ja) | 1981-03-31 | 1981-03-31 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6121838Y2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5092807A (ja) * | 1973-12-14 | 1975-07-24 | ||
| JPS50157215A (ja) * | 1974-06-11 | 1975-12-19 | ||
| JPS52101609A (en) * | 1976-02-24 | 1977-08-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Arc furnace for continuous melting and refining of reduced iron |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP1981045822U patent/JPS6121838Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5092807A (ja) * | 1973-12-14 | 1975-07-24 | ||
| JPS50157215A (ja) * | 1974-06-11 | 1975-12-19 | ||
| JPS52101609A (en) * | 1976-02-24 | 1977-08-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Arc furnace for continuous melting and refining of reduced iron |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57158196U (ja) | 1982-10-04 |
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