TWI602924B - Electric arc furnace - Google Patents

Description

電弧爐

本發明係關於一種電弧爐，特別是關於一種可進行均勻之熔解的電弧爐。

在電弧爐，特別是在三相電弧爐，具有爐內之金屬材料無法均勻地被熔解之問題。換言之，在靠近三根之各個電極的熱點，金屬材料之熔解為迅速地被加以進行，相對於此而在遠離各電極之冷點，金屬材料為容易保持著不熔解而殘留。因此，具有以下之問題：用於將冷點之金屬材料加以熔解而需要必要以上之電力，並且在熱點投入過大之電力，而藉此產生爐壁內襯之損傷。於此，在專利文獻1提出一種電弧爐，其作為使有底筒狀之爐體可繞著該筒軸進行旋轉，而藉由將熱點與冷點加以交替而可進行更均勻之熔解。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開昭60-122886

然而，在上述習知之電弧爐中，具有電弧爐整體於朝 向外側而大型化之問題，該電弧爐整體係因於爐體之周圍外側，設置有用於使爐體產生旋轉之支架、小齒輪、減速機、電動機等。另外，亦具有因無法傾動澆注而導致操作效率不佳之問題。

因此，本發明係為用於解決此課題之發明，其目的在於提供一種一方面可進行均勻之材料熔解，另一方面避免爐整體之大型化且可進行傾動澆注而實現操作效率之提升的電弧爐。

為了達成上述目的，本發明之電弧爐之特徵為具備有：爐體(1)，其呈有底圓筒狀；爐蓋(2)，其以可開放之方式將該爐體(1)之開口加以閉鎖；電極(3)，其設置在爐蓋(2)，將供給至爐體(1)內之金屬材料加以放電熔解；傾動地板(5)，其在大致垂直面內可傾斜移動；以及，旋轉機構(4)，其以較上述爐體(1)之外周更靠近內側之方式設置在上述傾動地板(5)上，且支撐上述爐體(1)之底壁(11)，使該爐體(1)繞著筒軸進行旋轉。

根據本發明，由於為在傾動地板上設置有旋轉機構且將爐體載置於其之構造，因此可進行傾動澆注且提升操作效率。又，由於將旋轉機構設置在較爐體之外周更靠近內側之傾動地板上，因此朝向爐體之外側而突出者則消失，而可避免爐整體為朝向外側呈大型化之情況。如此，藉由旋轉機構使爐體繞著筒軸進行旋轉，藉此將熱點與冷點加以交替而達成均勻之材料熔解。

又，於本發明之電弧爐中，較佳為以設置在上述爐體(1)之底壁(11)之外周部，於內周面形成有連結部(42)之環狀體(41)、設置在上述環狀體(41)之下面必要部，以可繞著上述環狀體(41)之中心進行旋轉之方式將其加以支撐之軸承構件(8)、及設置在上述環 狀體(41)之內側之上述傾動地板(5)上，使輸出部連結至上述連結部(42)之驅動機構(92、93、95)來構成上述旋轉機構(4)。

根據本發明，藉由軸承構件，爐體係在小型之構造下以可旋轉之方式被加以支撐，並且藉由將於內周面形成有連結部之環狀體加以連結至驅動機構而進行旋轉驅動，而可確實地使爐體產生旋轉。

又，較佳為更進一步具備有：設置在上述環狀體(41)側與上述傾動地板(5)側，而當上述環狀體(41)位在既定之旋轉位置時，相互地嵌合且限制該環狀體(41)之旋轉的制動機構(961、963、964)。

根據本發明，例如在爐體為正對於出鋼場之狀態下，藉由制動機構來加以限制爐體之旋轉，藉此可進行確實之出鋼作業。

上述括弧內之符號係表示與於下述之實施形態中所記載之具體的手段所產生之對應關係。

如上述般，根據本發明之電弧爐，一方面可進行均勻之材料熔解，另一方面避免爐整體之大型化且可進行傾動澆注而實現操作效率之提升。

1‧‧‧爐體

2‧‧‧爐蓋

3‧‧‧電極

4‧‧‧旋轉機構

5‧‧‧傾動地板

6‧‧‧傾動體

7‧‧‧基台

8‧‧‧軸承構件

10‧‧‧油壓馬達

11‧‧‧底壁

12‧‧‧出鋼口

13‧‧‧出渣口

41‧‧‧支撐框架(環狀體)

42‧‧‧齒輪體(連結部)

61‧‧‧托架

62‧‧‧驅動缸

81‧‧‧內輪部

82‧‧‧外輪部

83‧‧‧滾軸軸承

91‧‧‧齒輪箱

92‧‧‧油壓馬達(驅動機構)

93‧‧‧齒輪體(驅動機構)

94‧‧‧軸體

95‧‧‧齒輪體(驅動機構)

96‧‧‧制動機構

101‧‧‧驅動滾筒

102‧‧‧架台

411‧‧‧間隔體

961‧‧‧鞘構件(制動機構)

962‧‧‧架台

963‧‧‧驅動缸(制動機構)

964‧‧‧栓構件(制動機構)

965‧‧‧桿

圖1係在本發明之第1實施形態中之電弧爐的整體垂直剖面圖。

圖2係旋轉機構之整體立體圖。

圖3係旋轉機構之整體俯視圖。

圖4係沿著圖3之IV-IV線之剖面圖。

圖5係沿著圖3之V-V線之剖面圖。

圖6(1)至(6)係顯示電弧爐之操作步驟之爐體的大致水平剖面圖。

圖7係在本發明之第2實施形態中之旋轉機構之半部俯視圖。

圖8係沿著圖7之VIII-VIII線之剖面圖。

此外，以下所說明之實施形態係只不過是一個例子，而在不脫離本發明之主旨的範圍內，於該領域具有通常知識者所進行之各種設計上的改良亦被包含在本發明之範圍內。

(第1實施形態)

於圖1顯示具備有本發明的構造之電弧爐的剖面圖。電弧爐係具備有朝向上方呈開放之有底筒狀的爐體1，其開口係藉由爐蓋2而被加以閉鎖，該爐蓋2係朝向上方產生分離而可旋轉開放。三根(僅圖示兩根)電極3係貫通爐蓋2而被插入在爐蓋2之下方的爐體1內。爐體1之底壁11係朝下方而彎曲呈凸狀，該底壁11係被於之後加以詳述之旋轉機構4而加以支撐。旋轉機構4係設置在傾動地板5上。傾動地板5係將傾動體6之上面加以構成，傾動體6係下面為朝向下側而彎曲呈凸狀，其頂點為位在水平之基台7上。

朝向上下方向所配設之驅動缸62之上端係以可旋轉之方式連結於設置在傾動體6之一端的拖架61，該驅動缸62之下端係以可旋轉之方式連結於設置在圖示省略之地板面上的托架。藉 此，若使驅動缸62朝向上方伸長，則傾動體6在基台7上產生轉動，傾動地板5係朝向圖1之右方而下沉傾斜。伴隨於此，被支撐於傾動地板5上之爐體1亦朝向圖1之右方而下沉傾斜，而成為可進行爐體1內之熔鋼的出鋼。若使驅動缸62產生收縮，則傾動地板5係朝向圖1之左方而下沉傾斜，藉此可進行出渣。

圖2係旋轉機構4之整體立體圖，圖3係旋轉機構4之整體俯視圖。旋轉機構4係具有成為環狀體之呈圓形環狀的支撐框架41，該支撐框架41係具備有多數個立壁，且於該支撐框架41之上面，固定載置有爐體1。於支撐框架41之內周部下面，以全周之方式固定有環狀齒輪體42(參照圖4)。此外，齒輪體42並不一定需要設置在全周，而僅設置在必要部位即可。

於齒輪體42，以內周之全周的方式形成有成為連結部之齒形，又該齒輪體42之外周中間部係朝向外側呈角形剖面而突出，而構成軸承構件8之內輪部81。以包覆內輪部81之方式而配設有字形剖面之外輪部82，於外輪部82之凹面與內輪部81之上下面及外周端面之間，介設有滾軸軸承83。外輪部82之下面係被固定在傾動地板5側。此外，齒輪體42之齒形亦可僅形成在必要部位。又，連結部並不一定需要以齒輪體42之齒形來加以構成。

藉由如此之構造，支撐框架41係被軸承構件8所支撐，且可繞著其環狀中心在平行於傾動地板5之面內進行旋轉，藉此，被旋轉機構4所支撐之爐體1係可繞著其筒軸而進行旋轉，該旋轉機構4係具有環狀之支撐框架41。

支撐框架41之環狀內側之在徑向對稱位置之傾動地 板5上，設置有齒輪箱91(圖3)，且於其內部配設有齒輪體。將其詳細內容顯示於圖4。在圖4中，於傾動地板5側設置有以垂直姿勢構成驅動機構之油壓馬達92，並於其輸出軸，裝配有齒輪體93。齒輪體93係與齒輪體95產生咬合，該齒輪體95係以可旋轉之方式被立設在傾動地板5側之軸體94所支撐，該齒輪體95係與上述環狀齒輪體42之齒形產生咬合。

藉此，若使油壓馬達92產生正反旋轉，則經由齒輪體93、95、42使支撐框架41產生正反旋轉。在本實施形態，藉由油壓馬達92，在自爐體1之出鋼口為正對於出鋼區域之圖3所示之原位置而朝向逆時針方向50°的範圍內(圖3之鏈線)，可使支撐框架41即爐體1產生旋轉。

兩齒輪箱91之間之在支撐框架41之圓周方向的中間位置，配設有制動機構96。將制動機構96之詳細內容顯示於圖5。在圖5中，於支撐框架41以朝向內側之方式設置有鞘構件961。鞘構件961係為圓筒體，且內側之該半部內周係形成為朝向內側而逐漸擴展之錐狀。另一方面，在位於傾動地板5側之架台962上，設置有藉由驅動缸963而朝向內外方向進行直線進退之栓構件964。栓構件964係成為位在外側之前端部為朝向前端方向而逐漸縮徑之圓柱體，栓構件964之後端係連結至驅動缸963之桿965。

在支撐框架41位於原位置時，如圖5所示，鞘構件961為正對於栓構件964，藉由驅動缸963而使栓構件964產生進出，則栓構件964進入至鞘構件961內，栓構件964之錐狀之前端部係嵌合至鞘構件961之錐狀之半部內。藉此，可確實地限制支撐框架41即爐體1之轉動，在此狀態下可進行藉由傾動體6所運作 之爐體1的出鋼傾斜或出渣傾斜。

在利用如此之電弧爐加以進行金屬材料(廢料)之熔解之情況的步驟下，請一方面參照圖6並一方面進行以下之說明。此外，在圖6中爐體1內之斜線部係表示未熔解之廢料，空白部分係表示已熔解之廢料。又，12係為出鋼口，13係為出渣口。圖6(1)、(2)係顯示第1熔解期，藉由來自三根電極3之電弧放電(白箭頭)，爐體1內之廢料被熔解。在此階段，尚未產生極端之不均勻的熔解(圖6(2))。圖6(3)、(4)係顯示第2熔解期，在此時將爐蓋2加以開放，而在使爐體1自原位置進行所預定之旋轉50°之後，追加裝入廢料(圖6(3))。

在此狀態下，將爐蓋2加以閉鎖，並藉由自三根電極3之電弧放電而將爐體1內之廢料加以熔解，則於爐體1之圓周方向，三處之各個熱點與冷點為交互地產生而廢料以不均勻之方式被加以熔解(圖6(4))。於此，在下一個之氧化升熱期，使爐蓋朝向上方產生分離，並使爐體1再次朝向原位置進行回復旋轉(圖6(5))，而使未熔解之廢料朝向熱點移動。在該狀態下，將爐蓋2加以閉鎖，並再次開始自電極3之放電，則對於未熔解之廢料有效地將電力加以投入，而進行迅速的熔解，廢料整體係均勻地被加以熔解(圖6(6))。

(第2實施形態)

於圖7、圖8係顯示在本發明中之旋轉機構之其他的例子。在本實施形態中，將油壓馬達10與固定在其輸出軸之驅動滾筒101，沿著支撐框架41之環狀全周(於圖7僅顯示半周)而在設置在其下方 之傾動地板5側之架台102上，以隔開間隔之方式設置複數個。驅動滾筒101係成為朝向支撐框架41之外側(圖8之右方)而擴展直徑之錐狀，於該驅動滾筒101上，載置有設置在支撐框架41之內周部下面之全周的環狀間隔體411。

間隔體411係使其下面作為沿著驅動滾筒101之外周之傾斜面，在載置於驅動滾筒101之狀態下，將支撐框架41以平行之方式支撐於傾動地板5。藉由如此之構造，使各油壓馬達10進行同期旋轉，則使載置於驅動滾筒101上之支撐框架41即爐體1繞著其筒軸進行轉動。本構造係為對於現場之粉塵環境，針對耐久性而更可加以期待者。

本發明係根據2013年8月31日申請之日本專利申請2013-180757案，其內容被引用於此作為參考。

1‧‧‧爐體

2‧‧‧爐蓋

3‧‧‧電極

4‧‧‧旋轉機構

5‧‧‧傾動地板

6‧‧‧傾動體

7‧‧‧基台

11‧‧‧底壁

61‧‧‧托架

62‧‧‧驅動缸

Claims (3)

1. 一種電弧爐，其具備有：爐體，其呈有底圓筒狀；爐蓋，其以可開放之方式將該爐體之開口加以閉鎖；電極，其設置在爐蓋，將供給至爐體內之金屬材料加以放電熔解；傾動地板，其在大致垂直面內可傾斜移動；以及旋轉機構，其以較上述爐體之外周更靠近內側之方式設置在上述傾動地板上，且支撐上述爐體之底壁，使該爐體繞著筒軸進行旋轉；上述旋轉機構係包含有：環狀體，其設置在上述爐體之底壁外周部，形成有連結部；軸承構件，其設置在上述環狀體之下面必要部，以可繞著上述環狀體之中心進行旋轉之方式將其加以支撐；驅動機構，其設置在上述傾動地板上，使輸出部連結至上述連結部。
2. 如申請專利範圍第1項之電弧爐，其中，上述環狀體係於內周面形成有上述連結部，上述驅動機構係設置在上述環狀體之內側之上述傾動地板上。
3. 如申請專利範圍第2項之電弧爐，其中，更進一步具備有：制動機構，其設置在上述環狀體側與上述傾動地板側，而當上述環狀體位在既定之旋轉位置時，相互地嵌合且限制該環狀體之旋轉。