TW201114917A - Arc melting equipment and molten metal manufacturing method using arc melting equipment - Google Patents

Description

201114917 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明制於-種藉由電弧將鐵肩、直接還原鐵等鐵源溶 解而製造溶態金屬的電弧轉設備及使用電弧賴設備之 熔態金屬之製造方法。 【先前技術】 溶解鐵屬等鐵源之電弧炫解爐中批次式電弧炫解爐中，通 常係將要處理之則分2〜3次藉由料而裝人鱗解爐本 體。裝入鐵屑後，藉由石墨電極而產生電弧，電派之熱 將鐵屑熔解。為促錢解，_氧及碳等吹人至爐内，藉由 追加化學反應熱而使_時_短，從而提昇生產性。曰此 2來自祕爐巾高溫、且含未職成分之魏會朝系統外 排出’由於電弧輯爐中消耗大量之電力，故而要求開發出 =該高溫、且含未燃燒成分之廢氣職㈣人之鐵屑並進 仃‘、、、回K _減電力使用量_解設備。但是，於批 式炼解爐之情況’存在難以提高預熱效率之問題。另外，二 :批一屑供給至爐内’則電⑽ 進仃’故而電力效率降低。 作為不同於批次式地連續地供給鐵屑等鐵源，且使用廢氣 預熱所裝入之鐵源的電弧熔解設備，例如，知采 1中揭示之冷鐵源(本發财所記载之鐵源）之轉^ 弧轉設備）。該炫解設備之特徵在於包括：用於溶又解冷鐵 099124501 201114917 源之熔解室；直接連接於熔解室上部’利用熔解室產生之廢 氣預熱冷鐵源之預熱室；用於在熔解室内熔解冷鐵源之電弧 產生用電極；向預熱室供給冷鐵源之冷鐵源供給手段；以可 ， 於預熱室内進出之方式設置於預熱室下部之推料器 _ (pusher) ’及设置於炫解室之出鋼口。於專利文獻丨所記載 之炼解設備中，—面以保持冷鐵源連續地存在於預熱室及溶 解室之狀態的方式，連續地或斷續地向預熱室中供給冷鐵 源’-面使推料ϋ於填充有冷鐵源之預熱室内進出而將預熱 室内之冷鐵源向炫解室供給。繼而，將轉室内之冷鐵源藉 由電弧溶解，於炫態鋼積存於炫解室時，停止推料器，繼而: 藉由電弧將溶態鋼加熱升溫後，於冷鐵源連續地存在於預熱 室及熔解室狀態下將熔態鋼出鋼。 於上述連續供給式之溶解爐中，炫解鐵肩等鐵源時，必須 包含使鐵源自固體狀態變化為液體狀態（炫態金屬）之時期 (以下，記載為「轉期」）’及將所獲得之料金屬升溫至 下-步驟需要的溫度為止之時期（以下，記載為「升溫期」 若所出爐之溶態金屬之溫度較低，則存在出爐時因出爐口附 著凝固裸金屬而出爐受到阻礙之虞，因此於升溫期，進行升 溫直至充分高於鐵源溶點之溫度。但是，於如專利文獻^ 所5己載，連續地供給鐵源之炫解爐（以下，記載為「具有软 爐型（shaft type)預熱裝置之電弧熔解設備」）中，在熔解期 内必須連續地且順暢地向爐内供給鐵源，但是在升溫期内必 099124501 5 201114917 須抑制向爐内供給鐵源，故而成為問題。 丨、;/、有豎爐型預熱裝置之電弧熔解設備中，係—而 以保持鐵源連續地存在於轉室^面 態的方式，Α π上 f貝…、至（預熱豆爐）之狀 室内之鐵畔由^連續地或斷續地供給麟，—面將炫解 室内及Γ 而炫解。因此，在升溫.出爐時，預執 熱，可熱彻之鐵源進行預 只兄鐵原之仏解。但是，若於并Mb iv 繼續向炫解室内#^、@， 疋讀升/皿期亦 溫，故m 、。载源’則無法高效率地將溶態金屬升 二解室内之=暫時抑制向轉室内供給鐵源之狀態下，對 4金^進行升溫。鱗彳彳讀1所記載之熔解 S交備中，藉由#脾 外岭鮮 之裝置即推料器’：、室下部朝向熔解室中央部推出 a τ工作’而可減少向熔解室内之鐵源供給 =要疋可順暢地供給鐵源之爐形狀，則即便停止推料 '纟愈合易發生鐵源亦流入、崩落至炼態金屬中之情 況導致升/皿困難。其原因在於，當固體之鐵源供給至升溫 ，\、土屬中時’即便固體之鐵源經實施預熱亦會使升溫 溶態金屬時之熱效率(升溫效率）降低。 再者所°月炫態金屬，係指嫁融狀態之金屬’係包含炫能 鋼、熔態鐵等概念。 〜 於專利文獻1所記戴之溶解設備中，係藉由在溶態鋼之升 溫時，使祕室叫預熱室呈相反低之方式麟移動， 而減少熔1鋼與冷鐵源之接觸面積，從而可使熔態鋼溫度更 099124501 201114917 迅速地上升。若使熔解 炼態鋼中HΊ &帛斜移動，則冷鐵源急遽地向 利用設置於炫解室^為困難’藉由在轉室傾斜移動時， 室内 之冷鐵源保持手段（擋板）保 之冷鐵源，可阻礙A饵、吁私解 ν鐵源向熔態鋼側移動。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本卑泰14主„了，， 寻利特開平U-257859號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 專利文獻1所記载傾斜移動時所使用、且設 室内的冷鐵源保持手段，在/ 4 τ ^皿熔解 &存在若不進行水冷等則會產生埶變 形或熔融之虞，另一方面，就 …、文 χ料會導致預熱之熱效 一 ’理想的是不設置如冷鐵源㈣手段之類之 機構。但是如上所述，若於不使科麵保料段之情況下 使熔解室傾斜移動，則冷鐵源向㈣鋼中 落’升溫顯著變得困難。 如此般以保持鐵源連續地存在於炫解室及預熱室之狀態 的方式供給鐵源’以儘力將輯鐵源時所需之電力降低之設 計具有豎爐型預熱裝置之電弧炫解設備中，於轉期順暢地 向炫解室中供給鐵源、與於升溫期停止㈣解室供給鐵源係 相反之要求’❹習知技術’於升溫期停止⑽解室供給鐵 源，而不易熱效率良好地升溫熔態金屬。 099124501 7 201114917 本發明係馨於習知之電弧熔解設備所具有之上述問題點 研究而成者，本發明之目的在於提供一種可熱效率良好地熔 解鐵源，並且可控制自預熱室向熔解室之鐵源供給新穎且經 改良之電弧熔解設備，以及使用該電弧熔解設備之熔態金屬 之作業方法。 (解決問題之手段） 本發明之一態樣係關於一種電弧熔解設備，其包括：熔解 室，其熔解鐵源；豐爐型之預熱室，其以保持上述鐵源連續 地存在之狀態的方式與上述熔解室直接連接設置，以將向上 述熔解室中供給之上述鐵源預熱；及電極，其設置於上述熔 解室内，以將自上述熔解室内所供給之上述鐵源熔解；且該 電弧熔解設備之特徵在於：與上述熔解室底面連續的上述預 熱室底面之至少/部分’形成為具有朝向上述熔解室下降傾 斜的傾斜底面，將上述預熱室與上述熔解室連接部分中最高 位置、與上述熔解室與上述預熱室連續之底面間，在上述電 弧熔解設備内之最短距離，即，豎爐開口尺寸H設定為控 制上述鐵源之供給之最合適值，於上述預熱室下部，設置有 使自上述預熱室供給之上述鐵源向上述電極方向移動之推 出裝置，當驅動上述推出裝置時，則自上述預熱室向上述溶 解室内供給上述鐵源，當停止驅動上述推出裝置時，則停止 自上述預熱室向上述熔解室内供給上述鐵源。 根據本發明之一態樣，藉由推出裝置之驅動控制而切換向 099124501 8 201114917 溶解室供給鐵源之繼續.間斷，故而藉 :?時序停止向熔解室一，可熱效率良 Η之上述 A，滿足a p此時’於本發明-態樣中，上述豎爐開口尺寸 最合適值亦可設定為相對於上·源之最大長度 $ H S 4 A之關係。 如此’於停止驅動推出裝置而停止自預熱室向溶解室作 :麵、之情況，於升溫期可防止鐵源流人、崩落至炫態金屬 中，攸而可停止向熔解室中供給鐵源。 另外，於本發明之-態樣中，亦可使上述傾斜底面之傾斜 角度相對於水平方向為15〜45度。 肖如此’為了停止供給鐵源’而於例如升溫期停止驅動推出 裝置時’可抑制鐵源流人、崩落至㈣金屬中，故而可確實 地停止向炫解室中供給鐵源’可實現熱效率良好地溶解鐵 源。 因此’作為本發明之-態樣，可使用如下電弧炼解設備， 即其包括：轉室’其轉鐵源；S爐型之預熱室，其與上 述溶解室直接連接設置’以於將上述麟供給至±述溶解室 之前預熱上述鐵源；及電極，其設置於上述轉室内，以將 ' 、·預，、、、至所供給之上述鐵源溶解；該電狐溶解設備之特 徵在於.與上輯解室底面連續的上述預熱室底面之至少… 。1^刀，形成為具有朝向上述熔解室、且相對於水平方向為 099124501 9 201114917 15〜45度之下降傾斜的傾斜底面，將上述室與上述炼 解室連接部分中最高位置、及上述熔解室與上述預熱室連續 之底面間’在上述電弧溶解設備内之最短距離，即，豐爐開 口尺寸H設定為相對於上述鐵源之最大長度A，滿足α$η S4A之關係’於上述預熱室下部，設置有使自上述預熱室 供給之上述鐵源向上述炫解室之方向移動的推出裝置。 、另外丄於本發明之—態樣中，亦可藉由使上輯解室與上 述預熱至連接部分之上部由可更換之零件 t爐開口尺寸可變更。 使付上逑 如此，即便於鐵源之最大長度A變更之情況，亦可將 弧祕7之賢爐開口尺寸㈣為最合適值。了將電 另外^本發明之一態樣中’亦可使預熱室與炫解室連 °P刀中、仅置與電極最短距離L’相對於上述鐵源之最大 長度A，滿足0.2A以5Αβ b可防止將鐵源供給至熔解室時發生電極折損。 另外，本菸明 &乃之另一態樣係關於一種使用電弧熔解設 溶態金屬之贺、生+、丄4 乂 於心h ^方法，其係使用如上述任-項所記载之電弧 t將^解㈣金屬之製造方法，其特徵在於包括以下步 產生之廢氣導入至預熱室，並預熱該預熱室

内之鐵源，對西;^ ¥ +入e U -置於預熱上述鐵源之上述預熱室下部的推出 裝置進行驅勤J，I 0 1 —.一、 而將上述鐵源自上述預熱室供給至上述熔解 — 、保待上述鐵源存在於上述預熱室及上述熔解室之 099124501 201114917 —方ί向上躲解室供給上述鐵源，—面於上述溶解 令藉由電弧加熱將上述鐵源炫解而獲得炼態金屬；及停止 驅動上述推出裝置並升溫上述熔態金屬。 ^據本《月之另—態樣，可於所需之時序將鐵源供給至溶 解至□此’例如於炼解期可將鐵源順暢地供給至炫解室， 树/皿』可彳τ止供給鐵源，岐轉室内之㈣金屬升溫時 的熱效率提昇。 (發明效果） 根據本么明’於使用鐵屬等鐵源製造溶態金屬時，可任音 地停止(繼續·間斷）自預熱室向炫解室中供給鐵源，故而: 態金屬。藉此，解期之鐵 亦削減之ΓΓ 行作業時_短，且電力使用量 【實施方式】 以下，就本發明之較佳實施形態進行詳細說明。以 下Γ明之本實施形態並非不當地限ο請翻範圍中所 本發0狀内容者’麵本實施形態巾所朗之全部構 成均為本發明所必需之解決手段。 择之^月者等人發現’如上所述般藉由以保持鐵源連 _存在於溶解室及預熱室中之狀態的方式供給鐵源，而可 能置效率I好祕解鐵源製造㈣金屬的電弧炫解設備 中，為於韻室下部設置可使_自賴室㈣弧電極之方 099124501 201114917 向移動至溶解室之推出裝置，而實現可於任意時序向炼解室 中供給鐵源，例如驅動推出裝置時，自預熱室向炫解室内供 給鐵源，停止驅動推出裳置時，則停止自預熱室向炫解室内 供給鐵源，重要的是將向炫態金屬中供給在預熱冑中經預熱 之鐵源的熔解室開口部分之尺寸，即，豎爐開口尺寸設定為 達到適當之尺寸的最合適值。並且發現，藉由將豎爐開口尺 寸設為於推出裝置不工作之狀態下不供給鐵源，相較於習知 較小之尺寸，使得僅於推出裝置工作時供給鐵源，可僅藉由 控制推出裝置而繼續.間斷供給鐵源，於升溫期停止向炼態 金屬中供給鐵源’防止鐵源流入、崩落至炼態金屬中，因而 可熱效率良好地升溫’從而完成本發明。另外，本發明之發 明者等人亦發現’除調整t爐開σ尺相外，將預熱室之底 狀至少-部分傾斜底面之傾斜角度調整為適當角度亦十 分重=。此外’同時發現’使開口與電極之距離與鐵源之尺 寸f付合亦十分重要。再者，於上述習知技術(專利文獻1) 中。己，預熱至係位於炫解室上部，但於以下所說明的本發明 之貫㈣態中，記載為了將以鐵源不被裝入至溶態金屬中 ^大態進行預熱的豎爐部分之整體作為預熱室，故而將預熱 至”溶解至以相狀狀態而配置。由於該構成中預熱室與炼 解室連續’因⑽存麵熱室贿解室在何錢分之不同， 預熱室之出口盘炫解宮夕λ 烙解至之入口-體化方面與習知相同。以 下，所記載的本發明之—實施形態之說日种，將主要存在炫 099124501 12 201114917 態金屬之部分定義為熔解室。並且，將豎爐開口定義為形成 於預熱室與熔解室分界面之平面。以下，使用圖1就豎爐開 口及開口尺寸進行具體說明。 以下，使用圖式說明上述本發明之一實施形態。再者，於 本說明書及圖式中，對實質上具有相同功能構成之構成要素 標附同一符號，藉此省略重複說明。 圖1、2係本發明之電弧熔解設備之一實施形態，圖1為 縱剖面概略圖，圖2為水平剖面概略圖。 本實施形態之電弧熔解設備1包括：鐵源之熔解室2 ;用 於在熔解室内熔解鐵源之電極3(3a、3b);及為預熱鐵源而 與熔解室2直接連接配置、且與熔解室2直接連接的豎爐型 之預熱室4 ;於預熱室4下部設置有推出裝置6，用於使鐵 源5向熔解室2方向移動。另外，除圖中所示者以外，貫通 爐蓋8而設置有用於向熔解室2内吹入氧氣之吹管、或用於 吹入碳材之吹管。 再者，於圖1、2中，表示直流電弧熔解爐之電極配置， 熔解室2中設置之電極並不限定於圖1、2所示之配置、個 數，例如於交流電弧熔解爐之情況，則無爐底電極3b，且 爐頂侧之電極3a變成3個。 推出裝置6包含使預熱室4内之鐵源5向熔解室2方向移 動的未圖示之驅動裝置，該驅動裝置由未圖示之控制裝置控 制動作。為將預熱室4内之鐵源5高效率地供給至熔解室 099124501 13 201114917 2 ’推出褒置6較佳為設置於預熱室4最下部。具體而言， 車乂佳為如圖1所示般，以沿著預熱室4傾斜底面7a之方式， °又置於自預熱室4向熔解室2供給鐵源5之豎爐間口附近。 另外’推出裝置6之移動方向較佳為沿著預熱室4傾斜底面 乃的方向，亦可對推出裝置6設置推出角度調整機構而變 更移動方向。 另外，推出裝置6之驅動裝置較佳為由上述控制裝置控制 為於炼解鐵源而製造熔態金屬之贿_祕出裝置6，且 控制為於將炫態金屬升溫至下—步驟所需溫度之升溫期，來 停止驅動推出裝置。 藉由使用此種將賢爐型之預熱室直接連接於溶解爐本體 之構成的電弧炫解設備，可以保持鐵源5連續地存在於炫解 至2及預熱至4之狀態的方式’向熔解室2中供給鐵源5。 因此’可-面利祕解室2產生之廢氣連續地預熱鐵源$， 一面於溶解室2熱效率良好地進行炫解。另外，即便於升溫 期’亦可藉由將下—次處理之鐵源保持於難室（1爐)内， 而更連續地供給鐵源，從而可提昇生產性q可提高廢氣之 熱回收效率，可提昇能量效率。 再者’所謂賴縣則、直接還原鐵、_石等電弧炫 解謝炫解處理對象物之固體鐵源，鐵屑例如為不鋪鋼 肩、生鐵、錢皮、半成品婦等，於鋼鐵廠之製鋼或加工過 程、工廠域職製品時之加工邮、料賴物或汽車、 099124501 201114917 豕電、橋鮮拆卸料產生者。此種鐵屑通常 進行璧縮、切斷、粉碎等各種加卫處理 、’業者等 進行售買。 形狀而 . 於本發财，為郷_將_ 5 ，中’於升溫期停止供給_ 5㈣速地升祕態垃解至 將作為預熱室4與炫解室2連接部分的豎爐開口之 而 距離，即，豎爐開口尺寸Η設為最合適值。门又向 於圖1中’豎爐開口尺寸Η相當於自作為豎爐型預妖裝 置部分之預熱室4與溶解室2的連接部分中最高位置，即: 相當於從最高部Χ ’朝向預熱室4與轉室2連續之底面7 下降的垂線Ρ的電弧熔解設備丨内之長度。於該情況，垂線 Ρ之電孤溶解設備1之剖面為賢爐開口，將相對於垂線ρ的 電弧炫解設備1之Q側定義為預熱室4，㉟R側定義為炫 解室2。於假設有數條垂線之情況，取最短長度作為豎爐開 口尺寸Η。較佳為將該豎爐開口尺寸Η設定為達到相對於 鐵源5之最大長度八，滿足AgΗ$4Α關係之適當尺寸的最 合適值。 若增大豎爐開口尺寸H，則雖可順暢地向熔解室中供給鐵 源’但於熔態金屬升溫時，即便停止驅動推出裝置而停止使 用’鐵源亦會崩落至熔態金屬中，導致熔態金屬之升溫之熱 效率降低’電弧效率亦下降，生產效率亦降低。另外，若豎 爐開口尺寸Η較大，則大量之鐵源供給至熔解室’電極折 099124501 15 201114917 損之危險增大。若發生電極折損，則必須停止作業更換電 極，故而生產性降低。再者，生產效率降低係由於若如上所 述般於升溫期發生鐵源崩落至熔態金屬中之情況，則熔解室 内之炫態金屬之量與規定之炫態金屬量相比增加，因此用以 將熔態金屬升溫至下一步驟所要求之出爐溫度之升溫時間 增加。故而，Η必須設為4A以下（鐵源之最大長度A之4 倍以下）。 又，另一方面若豎爐開口尺寸Η過小，則變得難以向熔 解室供給鐵源，生產效率、熱效率均惡化。作為其一例，若 Η小於A，則存在開口部分堵塞而對作業造成障礙之情況。 因此，於本發明之一實施形態中，雖係構成為使用推出裝置 6將鐵源供給至熔態金屬中，但藉由將豎爐開口尺寸Η設為 最合適的範圍（AS HS4A)，則當停止驅動推出裝置6時， 可防止鐵源崩落，而僅於使用推出裝置6時將鐵源新供給至 熔態金屬中。藉此，可任意地停止（繼續·間斷）自預熱室向 熔解室供給鐵源。 再者，所謂鐵源之最大長度A，係以熔解所使用的鐵源之 最大長度作為基準而決定。所謂此處所言及之最大長度，係 指對鐵源之長度自所有方向進行測定時之最大值，並定義為 鐵源外接球之直徑，相當於鐵源之最大投影長度。關於作為 鐵源之鐵屑，例如有JIS G 2401、及日本鐵源協會（公司）所 規定之標準，根據品種或尺寸，分類為厚度3〜6 mmx寬度 099124501 16 201114917 500 mm以下χ長度12〇〇 mm以下、或3邊之總和為1800 mm 以下等’一定程度地規定了尺寸。於本實施形態中’係使用 上述標準所規定要熔解之鐵屑之最大長度A，而決定豎爐開 口尺寸Η ’但根據環境變化、或各國標準之差異等各種因 素’市場上流通的鐵屑之最大長度Α值亦會發生變動，因 而須對應鐵屑之最大長度A而適宜決定豎爐開口尺寸Η。 另一方面’實際在電弧熔解設備中處理之鐵源，通常其長 度具有分佈。例如，於使用鐵屑作為鐵源之情況 屑為各個軸之則之混合狀態。若考慮包含金屬切碎物: 鋼材之裁斷屬、砂輪4、車床粉末等鐵屑作為最大長度· 麵等具有代表性之_，則作L相對於最大長度的 長度之關分佈如下，長度㈣於最大長度小於挪者為 44貝里％’為25%以上、且小於观者為％質量％，為观 以上、且小於75%者為18 f量％，為以上且小於議 以下者為14質量％左右’存在—定程度之不均。若鐵源之 尺寸在該程度的通常不均之範_，朗宜使用最大長度A 實施本發明。 於設置電轉解爐後，當_之最大長度A變更時，為 調整登爐，尺寸，可如圖3所示，更漏熱室與_室之 分界部的開口部分上部』士 刀上口_ 1中之χ之部分）之零件，將豎爐 開口尺寸自Η調整為η'。i & ‘、、 由於電弧炫解設備1通常並非一 體地製造，而係將數個跫件细 午組合，因而亦可使用此種開口調 099124501 17 201114917 整零件12進行調整。或者，對於鐵源之尺寸 符合g爐開口尺寸進行加卫而變更鐵源之尺寸心用 使用圖4說明上述原理。圖4係定性地表示本實施料 電弧炼解設備之作業時間（1/生產性)與£爐開口〜 係的圖。如® 4所示，魏，尺寸H 之關 室Η供給鐵源，故_所需之炫解時間 二3寸關::大’則越容易供給鐵源，炫解時間縮短： 另方面，關於升溫期之升溫時間，魏開口 則愈不會發生鐵源滾落至熔態金屬中之狀況，故而於=時門 3 =二豎爐^尺寸Η愈大，則愈會因鐵源流入； =爾而花費較長時間，此，伴隨登爐開口尺： 之9加’減少之炫解時間與增加之升溫時間該兩者之變化 =口^=結果，存在使㈣相變得最短的最合適之暨 爐開口尺寸Η之範圍。 本發明料人奸各種研究，絲發現口尺寸Η ==源5之最大長度Α，滿足Α_之關係的範 圍内時為最合適值。 2外’本實施形態之電弧炫解設備較佳為，熔解室2與預 之底面7的預熱室4下部側至少-部分形成為傾 1、- a’且傾斜底面7a之傾斜角度係相對於水平方 15〜45度。甚牺左1 — 度較小），_ 之角度平緩(相對於水平方向之角 又 、難以將鐵源高效率地向、熔解室之方向供給，熔 099124501 201114917 解期之作業時間變長。因此，較佳為將傾斜底面7a 底 角度設為15度以上。另一方面，若預熱室4下部之傾钭 面7a之角度陡山肖，則鐵源向炫解室之移動變得容易， 鐵源順暢地向熔解室之電極方向供給，但是若過度陡％ ' 即便停止推出裝置之工作，亦存在發生鐵源崩落之情況。因 此，較佳為將傾斜底面7a之傾斜角度設為45度以下。 使用圖5說明上述原理。圖5係定性地表示本實施形態之 電弧溶解設備之作業時間（1/生產性)與傾斜底面角度之關係 的圖。如圖5所示，關於熔解期所需之熔解時間，傾斜底面 角度愈小’則花費愈長之熔解時間；傾斜底面角度愈大，則 愈谷易供給鐵源，時間越短。相對於此，關於升溫期之升溫 時間，傾斜底面角度愈小，則愈於短時間内即可升溫，傾斜 底面角度愈大，則愈會因鐵源流入.崩落至熔態金屬中而花 費較長時間。據此，使本實施形態之電弧熔解設備進行作業 ，如圖5所示，伴隨傾斜底面角度之大小之增加，減少之 溶解時間與增加之升溫時間該兩者之變化相互抵消，其結 果’存在使作料，得最短的最合適之傾斜底面角度。 本發明者等人進行各種研究，結果發現於暨爐開 口尺寸Η 如上所述，㈣於最大長度A，滿足A$Hg4A關係之條件 的爐令’將傾斜底傾斜角度設為相對於水平方向為15 了45度之’於縮短作業時間而言較佳，尤其是若傾 斜角度為25 35度’則即便對於滿足ASHS4A關係的鐵 099124501 19 201114917 南，因 ::度分佈的不均較大之情況’崩落防止效果亦較 將上述結果歸納表示於表1中。 [表1]

於表為傾 角度β及H扣尺寸Η分別變' f1絲示使傾斜 中之鐵源供給的繼續.間斷切換控制性能， 示自預熱室向_室中供給鐵源之順難、:厂係表 炼解室内之炫態金射流人.崩落之發生狀期鐵源向 1:室:::室:供給鐵源之_、二^^ 地進而自預熱室向炫解室之鐵源供給無法順利 或發生鐵源流人.崩落至_屬中 之情況，△〇〇依序表示_供給之;_性、或防止發生鐵 源流入·崩落至熔態金屬中之水準依序提昇。 如表〗所：豎爐開σ尺寸H在A邮从之範圍内為 最&適值，只要在簡_，職轉财自職室順暢地 向溶解室内供給鐵源，於升溫期可停止自預熱室向炫解室内 供給鐵源。但是，即便在鏡之範圍内，若傾斜底 099124501 20 201114917 =角度⑷相對於水平方向超過45度，則鐵源處於 狀態’另一方面’若小於15度，則根據鐵源之 -有夸亦會產生難以順暢地向炫解室供給鐵源之情況。因 此倾斜底面之傾斜角度⑺)為15度以上、45度以下， =^^_止發生_^^崩落，且亦可順暢地供給 鐵源，因而最佳。 另Λ’較佳為預熱室與炫解室之連接部分中最高位置， Ρ最Q 4(圖1中之X)與電極3之最短距離L(x與電極％

之距離於鐵源之最大長度A，从MASW5A =右足爐開口與電極之距離二過短，則供給鐵源時容易 紫爭㈣Μ。如上所述’若發生電極折損’則必須停止作 業更換電極，故而生產性降低。 則電^^ 卜4極下方存在鐵源， 開口盘電技下降。因此，L較佳為〇.2A以上。再者，若 弧效率職料鐵狀麟增大，電 故而L杈佳為5Α以下。 使用圖6约ηη丨、、 炼解設備作業=理。圖6係表示使本實施形態中電弧 與電極3a之距）靖損發生頻度、與上述最短距離L(X 口盥電極距雜 關係的圖’亦即’係表示因鐵源裝入開 頻度急遽上升，上述距:電極折損發生 生頻度愈降低，故而：較 則電極折知發 為〇·2Α以上。另外，與豎爐開 099124501 21 201114917 口尺寸Η之關係中，如圖6所示可知，备 若將 虽h〜4 Α時 L設為0.2A以上’則可將電極折損發生頻度為’ 月以下較低之發生頻度，相對於此，作為‘、、、〇.5次/ 使H = 4.5A時，即便將l設為〇 2八以 之情况而 /斤t可知，純相對於Α過大，則即便增大L，電 度亦增多，為H)次/月以上。據此可知，將損發生_ 設定為相對於鐵源5之最大長度A，滿足口尺寸H 圍内，就防止發生電極折損之觀點而言亦較^關係的範 6 痛· 士 όΓ Λ- - Μ TT夕卜，如 _ 發生頻度亦變為較高之丨〇次/ 1、〜电極折損 力效率下降。 心上冑弧炫解鐵屬時之電

根據上述’於本實施形態中，藉由將預熱室與炫解室之連 接部分中最高位置’即’最高部x與電極3a之最短距離L 設定為相對於鐵_最長邊之長度A，滿足G2A^5A 之關係’可㈣供給鐵科發生電極折m電弧效率下 降。 繼而，利用圖1，對使用如上所述之電弧溶解設備之熔態 金屬之製造方法進行說明。 本作業方法之特徵在於包括以下步驟：將溶解室2產生之 廢氣導人至預熱室4，對預熱室4内之鐵源5進行預熱；對 配置於預熱鐵源5之預熱室4下部的推出裝置6進行驅動， 而將鐵源5自預熱室4供給线解室2;—面以保持鐵源5 存在於室4及轉室2之㈣的方式，向祕室2供給 099124501 22 201114917 鐵源5，一面於熔解室2藉由電弧加熱將鐵源5熔解而獲得 熔態金屬9 ;及停止驅動推出裝置6並升溫熔態金屬9。藉 此，可使用鐵源而製造熔態鋼等熔態金屬。 [實施例1] 使用與圖1及圖2所示之電弧熔解設備同樣的爐容量約 200噸之設備，進行熔解鐵屑而製造熔態鋼之試驗。 作為鐵屑，係使用處理成最大長度為1200 mm以下之鐵 碎屑（最大長度A = 1200 mm)。 (比較例）將電弧熔解設備之豎爐開口尺寸Η設為5000 mm(4 A < Η)，將預熱室下部之傾斜底面自水平方向之角度 設為30度。預熱室與熔解室之連接部分中最高位置，即， 最高部與電極之最短距離L約為2.5 m。 分數次將鐵屑裝入至預熱室，於熔解期驅動推出裝置，向 熔解室連續地供給鐵屑。由於向豎爐中裝入規定量鐵屑之操 作結束，因而停止驅動推出裝置。繼續·間斷驅動推出裝置 係使用控制裝置而進行。此時之經過時間約為40分鐘，累 計投入電力量約為40 MWh。停止驅動推出裝置時，鐵屑向 熔解室之供給並未完全停止，繼續有少量鐵屑流入至熔解 室，要將熔態鋼升溫至約1650°C需要10分鐘。此時之電力 使用量為10 MWh。 (本發明例）繼而，將電弧熔解設備之開口部分上部（圖1 中X之部分)所設置的未圖示之開口調整零件更換，將豎爐 099124501 23 201114917 開口尺寸Η調整為ASH$4A的登爐開口尺寸範圍内之一 數值 3000 mm。 與上述同樣地炫解鐵屑，於4〇聰、4〇分鐘後，炫解室 内之U里達到規定之值，故停止驅動推出裝置。如此， 則鐵屬向轉至中之供給停止，絲態鋼升溫至約）㈣。C 之時間為5分鐘，此時之電力使用量為5 MWh。 於以上之實施财，藉由將魏開口尺寸Η設為本發明 之範圍’而可控制自預熱室向轉室之鐵屬供給，升溫效率 提昇，結果生產性亦提昇1G%。亦即，於魏開口尺寸η 為本發明之豎爐開口尺寸Η之最合適值之範圍外的Η = 5000 mm下貫施之情況下，即便停止驅動推出裝置，亦無法 70全停止向溶解室供給鐵屑，溶態鋼升溫時之熱效率無法達 到良好。相對於此，將豎爐開口尺寸H設定為本發明之豎 爐開口尺寸Η之最合適值的範圍内之數值、而於h = 3000 mm實施之情況下，當停止驅動推出裝置時，可完全停止向 熔解室供給鐵屑’可使熔態鋼升溫時之熱效率提昇。 [實施例2] 首先，假設最大鐵屑長度A = 500 mm，並將暨爐開口尺 寸Η設為700 mm，使用與圖1、圖2所示之電弧溶解設備 同樣的爐容量約200噸之設備，進行熔解鐵屑而製造熔態鋼 之試驗。 然後，變更所處理之鐵屑’使用最大鐵屑長度A為1000 099124501 24 201114917 mm之鐵屑進行作業。於該情況，豎爐開口尺寸Η相對於最 大鐵屑長度Α變為Η< Α之關係，預想無法順暢地向熔解 室内裝入鐵屑，故而於暫停作業時更換構成豎爐開口上部之 開口調整零件12，將豎爐開口尺寸Η變更為1500 mm，而 進行使用最大長度A為1000 mm鐵屑的作業。藉此，可進 行穩定之作業。 以上，一面參照隨附圖式、一面就本發明之較佳實施形態 進行了說明，但本發明當然並不限定於該等示例。熟悉本技 藝者明白在申請專利範圍所記載之範疇内可想到各種變更 例或修正例，並且明瞭該等變更例或修正例當然亦屬於本發 明之技術範圍。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之電弧熔解設備之一實施形態，係電弧熔解 設備之縱剖面概略圖。 圖2係本發明之電弧熔解設備之一實施形態，係電弧熔解 設備之水平剖面概略圖。 圖3係本發明之電弧熔解設備之一實施形態，係開口調整 零件變更情況的電弧熔解設備之縱剖面概略圖。 圖4係表示作業時間（1/生產性)與豎爐開口尺寸Η關係之 圖。 圖5係表示作業時間與預熱室之傾斜底面角度關係之圖。 圖6係表示電極折損發生頻度、與最高部與電極之最短距 099124501 25 201114917 離L關係之圖。 【主要元件符號說明 1 電弧熔解設備 2 熔解室 3 電極 3a 爐頂側之電極 3b 爐底電極 4 預熱室 5 鐵源 6 推出裝置 7 熔解室之底面 7a 傾斜底面 8 爐蓋 9 炫態金屬 10 出爐口 11 排潰口 12 開口調整零件 Η、Η， 豎爐開口尺寸 L X與電極之最短距離 Ρ 垂線 Q 表示預熱室側之箭頭 R 表示炫解室側之箭頭 X 最向部 099124501 26

Claims (1)

1. 201114917 七、申請專利範圍： L一種電鋒解設備，其包括：轉室，其 爐型之預熱室，其與上述轉室直接連接設置，俾^上^ 鐵源供給至上述祕室之前及電m 於上祕解室内，用以將自上述·室供給之鐵又 解；該電鋒解設叙魏切： n原広 與上述炫解室底面連續的上述預熱室底面之至少一部 分，形成為具有朝向上龍解室下降之傾斜的傾斜底面. 广熱室和上述熔解室連接部分中之最高位置、盘上述 ==上述預熱室連續之底面間的屬於上述電弧溶解設 備内之最短距離的豎爐開口 之供給之最合適值； 寸w為控制上述鐵源 ;上述預熱至之下部’設置有使自上述預熱室供給之上述 鐵源向上述輯室方向移動的推出裝置，當驅動上述推出裝 置時自上述預熱室向上⑽解室内供給上述鐵源； 當停止驅動上述推出裝置時，停止自上述預熱室向上述溶 解室内供給上述鐵源。 2·如申請專利範圍第1項之電弧熔解設備，其中，上述賢 爐開口尺寸Η之上述最合適㈣狀為相對於上述鐵源之 最大長度A ’滿足Α^Η鏡之關係。 3.如申請翻範圍第1項之電弧轉設備，其中，上述傾 斜底面之傾斜角度係相對於水平方向為15〜45度。 099124501 27 201114917 4.一種電弧轉設備，其包括：轉室，其 爐型之預熱室，其與上述熔 · 戥原五 ^ ^ ^ 至直接連接设置，俾於將上述 至上述炼解室之前預熱上述鐵源；及電極，其設置 :上物解室内’用以將自上述賴室所供給之上述鐵祕 解；該電弧熔解設備之特徵在於： 與上述炫解室底面連續的上述預熱室底面之至少一部 分’形成為具有朝向上轉解室幼對於水平方向為15〜 45度下降傾斜的傾斜底面； 上述預熱室和上述炫解室連接部分中最高位置、與上述溶 解室和上述預熱室連續之底面_屬於上述電弧炫解設備 内^最紐距離的g爐開口尺寸H，係設定為相對於上述鐵源 之最大長度A，滿足Α^η$4α之關係； 於上述預熱室下部’設置有使自上述預熱室所供給之上述 鐵源向上述熔解室方向移動的推出裝置。 5.如申凊專利㈣第i至4項中任—項之電弧溶解設備， 其中，藉由使上述熔解室與上述預熱室連接部分之上部由可 更換之零件構成，而可變更上述豎爐開口尺寸。 6·如申請專利範圍第1至4項中任一項之電弧熔解設備， 其中’上述預熱室與上述熔解室連接部分中最高位置與上述 電極之最短距離L，相對於上述鐵源之最大長度a，係滿足 〇.2A $ L S 5A 之關係。 7.如申請專利範圍第5項之電弧熔解設備，其中，上述預 099124501 28 201114917 熱室與上述熔解室連接部分中最高位置與上述電極之最短 距離L，相對於上述鐵源之最大長度A，係滿足0.2ASLS 5A之關係。 8.—種使用電弧熔解設備之熔態金屬之製造方法，其係使 用申請專利範圍第1至7項中任一項之電弧熔解設備者，其 特徵在於包括以下步驟： 將上述熔解室内產生之廢氣導入上述預熱室，預熱該預熱 室内之鐵源之步驟； 將配置於預熱上述鐵源之上述預熱室下部的上述推出裝 置予以驅動，而將上述鐵源自上述預熱室供給至上述熔解室 之步驟； 一面以保持上述鐵源存在於上述預熱室及上述熔解室之 狀態的方式，向上述熔解室供給上述鐵源，一面於上述熔解 室内藉由電弧加熱而將上述鐵源熔解，以作成熔態金屬之步 驟；及 停止驅動上述推出裝置並升溫上述熔態金屬之步驟。 099124501 29