JPS6324056B2 - - Google Patents
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- JPS6324056B2 JPS6324056B2 JP20423183A JP20423183A JPS6324056B2 JP S6324056 B2 JPS6324056 B2 JP S6324056B2 JP 20423183 A JP20423183 A JP 20423183A JP 20423183 A JP20423183 A JP 20423183A JP S6324056 B2 JPS6324056 B2 JP S6324056B2
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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
より加熱する方法に関するものである。
より加熱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つた後
に、取鍋等の容器内に収容された溶鉄に対して脱
ガス処理やフラツ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
容器内の溶鉄を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。
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つた後
に、取鍋等の容器内に収容された溶鉄に対して脱
ガス処理やフラツ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
容器内の溶鉄を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つてアーク
が外側へ向くため、いわゆるホツトスポツトを生
じて取鍋等の内張耐火物の溶損が急速に進行する
問題があり、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。
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つてアーク
が外側へ向くため、いわゆるホツトスポツトを生
じて取鍋等の内張耐火物の溶損が急速に進行する
問題があり、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
熱伝達割合が大きいため、熱効率が劣り、しかも
耐火物の溶損も大きいなどの問題がある。
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
熱伝達割合が大きいため、熱効率が劣り、しかも
耐火物の溶損も大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、し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。
で、熱効率が高く、し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
火物の溶損は、アークによつて生じるホツトスポ
ツトおよび輻射熱が主原因であり、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。したがつて耐火物溶損を少なくす
るためには、ホツトスポツ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
器内壁にできる限り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％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
とによつ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つて
その遠心力により溶融金属を容器内壁に沿う部分
で盛り上げさせ、特にその容器内壁に沿つて盛り
上がつ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つ
て、アークの輻射熱が容器内壁に沿つて盛り上が
つた溶融金属によつ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、かつその盛り上がつた溶融金属によ
つて容器内壁がアークに対し遮られることにより
ホツトスポツ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つたものであ
る。
火物の溶損は、アークによつて生じるホツトスポ
ツトおよび輻射熱が主原因であり、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。したがつて耐火物溶損を少なくす
るためには、ホツトスポツ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
器内壁にできる限り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％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
とによつ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つて
その遠心力により溶融金属を容器内壁に沿う部分
で盛り上げさせ、特にその容器内壁に沿つて盛り
上がつ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つ
て、アークの輻射熱が容器内壁に沿つて盛り上が
つた溶融金属によつ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、かつその盛り上がつた溶融金属によ
つて容器内壁がアークに対し遮られることにより
ホツトスポツ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つたものであ
る。
したがつ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、その遠心力によつて形
成される溶融金属表面の窪み深さが加熱のための
アーク長さよりも大きくなるように設定した状態
でアーク加熱を行なうことを特徴とするものであ
る。
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、その遠心力によつて形
成される溶融金属表面の窪み深さが加熱のための
アーク長さよりも大きくなるように設定した状態
でアーク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。
明する。
第１図はこの発明の方法を実施している状況を
示すものであつて、取鍋等の容器１内には溶鉄等
の溶融金属２が保持されており、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
により、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。
示すものであつて、取鍋等の容器１内には溶鉄等
の溶融金属２が保持されており、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
により、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つた
回転運動を与えることによつて、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り上が
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
ており、したがつてアーク柱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ｈ、すな
わち窪みの底部から周囲の盛上がつた部分の縁ま
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。
回転運動を与えることによつて、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り上が
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
ており、したがつてアーク柱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ｈ、すな
わち窪みの底部から周囲の盛上がつた部分の縁ま
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
わちプラズマトーチもしくはアーク電極４の先端
位置よりも上方の位置まで容器内壁に沿つて溶融
金属が盛り上がることを意味する。したがつてア
ーク柱５から生じた輻射熱６は容器内壁に沿つて
盛り上がつ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
間が容器内壁に沿つて盛り上がつた溶融金属で遮
られるため容器内壁にホツトスポツトが生じるこ
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りも比重が格
段に小さいから、溶融金属表面中央部の窪み部分
に集まり、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。
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
わちプラズマトーチもしくはアーク電極４の先端
位置よりも上方の位置まで容器内壁に沿つて溶融
金属が盛り上がることを意味する。したがつてア
ーク柱５から生じた輻射熱６は容器内壁に沿つて
盛り上がつ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
間が容器内壁に沿つて盛り上がつた溶融金属で遮
られるため容器内壁にホツトスポツトが生じるこ
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りも比重が格
段に小さいから、溶融金属表面中央部の窪み部分
に集まり、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ｈ／ｌを変化させてプ
ラズマアーク加熱を行なつた場合の、その比ｈ／
ｌ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ｈ≦ｌの場合には熱効率は回転運動を与
えない場合（ｈ／ｌ＝０）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。
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ｈ／ｌを変化させてプ
ラズマアーク加熱を行なつた場合の、その比ｈ／
ｌ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ｈ≦ｌの場合には熱効率は回転運動を与
えない場合（ｈ／ｌ＝０）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。
す。
容器内に保持した100Kg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り加熱した。それぞ
れの場合について、溶鋼１トン当りのプラズマア
ーク加熱のた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％であつたのに対し、ｈ／ｌ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
場合よりも格段に少なくなつていることが確認さ
れた。
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り加熱した。それぞ
れの場合について、溶鋼１トン当りのプラズマア
ーク加熱のた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％であつたのに対し、ｈ／ｌ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
場合よりも格段に少なくなつ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
動により生起される溶融金属表面の窪み深さをア
ーク長さより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り、アーク加熱の熱効率を従
来よりも大幅に改善して電力原単位を従来よりも
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。
の溶融金属に回転運動を与え、しかもその回転運
動により生起される溶融金属表面の窪み深さをア
ーク長さより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り、アーク加熱の熱効率を従
来よりも大幅に改善して電力原単位を従来よりも
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。
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。
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ｌとの比ｈ／ｌ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。
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ｌとの比ｈ／ｌ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。
Claims (1)
- 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
による遠心力によつ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りも長く
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 JPS6096735A (ja) | 1985-05-30 |
| JPS6324056B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE460621B (sv) * | 1987-04-13 | 1989-10-30 | Asea Ab | Saett att minska foderslitage vid ljusbaagsvaermning av staalsmaeltor i skaenk |
| CN108987020B (zh) * | 2018-08-06 | 2020-04-07 | 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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6096735A (ja) | 1985-05-30 |
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