JPH02293593A - 直流アーク炉の操業方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は溶解原料の溶解を行う為に利用されるアーク
炉に関し、更に詳しくは電源として直流電源を用いてい
る直流アーク炉及びその操業方法に関する． （従来の技術〕 直流アーク炉は炉床に炉底電極を備えさせ、一方上部に
は上部電極を備えさせて、それらの間に直流電力を供給
することによって炉内においてアークを発生させ、溶解
原料の溶解を行うようにしている． 〔発明が解決しようとする課題〕 この従来の直流アーク炉では炉底電極の部分から溶湯が
漏れたりする危険があり、又炉底電極自身に関しても、
それに対する冷却設備を設けねばならぬ等の煩わしさの
ある問題点があった．更に又炉内で溶解原料を溶解する
場合においては、炉内の一部において溶解遅れが生ずる
と、その遅れがそのまま継続してしまう問題点もあった
．本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、炉底電極を使用せずして溶解原
料の溶解を行うことができ、しかも炉内の一部において
溶解遅れが生じたりした場合にはそこへ向けての供給熱
量を増大して、上記遅れのある場所での溶解を促進させ
ることができるようにした直流アーク炉及び直流アーク
炉の操業方法を提供することである． 〔課題を解決する為の手段〕 上記目的を達成する為に、本願発明は前記請求の範囲記
載の通りの手段を講じたものであって、その作用は次の
通りである． 〔作用〕 電極に供給される直流は溶湯を導電路として流れ、一つ
の電極と溶湯との間及び他の電極と溶湯との間に夫々ア
ークが形成される．そしてそのアークからの熱によって
溶解原料の溶解が行われる．又炉内の一部においてそこ
に供給すべき熱量を大きくする必要がある場合には、そ
ちら側の電極を上昇させて、その電挽と溶湯との間での
アーク長を長くする．するとそのアークによって発生さ
れろ熱量は増大し、上記の部分への供給熱量が増大する
． （実施例） 以下本願の実施例を示す図面について説明する．第１図
及び第２図に示される直流アーク炉において、１は周知
の炉を示し、２は炉本体、３は炉蓋を夫々示す．４は炉
零体２における炉床、５は炉壁を夫々示す．６は炉床４
の一部に設けられた溶湯の排出口で、開閉自在の蓋７に
よって常時は閉ざされている．８は炉壁５の各部に設け
た熱センサを示す．この熱センサ８は周知のもので、例
えば炉壁の一部に水冷ブロックを設け、そこに一定量の
冷却水を常時流しておく．そしてその水冷ブロックを通
る過程での水温の上昇の検知によって、該熱センサ８を
設けた部分の温度を検知するようにしたものが用いられ
る．他の形式のものを用いてもよい．次に１１．　１２
は電極で、相互に離間した状態に設けられ、各々は周知
の電極支持装置１３，ｌ４によって個別に上下動自在に
支持されている．又、各電極１１．　１２は図示される
如く炉蓋３に設けた電極孔を通して炉内に挿入されてい
る．これらの電極としては例えば黒鉛電極が用いられる
．電極の数は本例の如く２本のみでなく、より多数本を
備えさせても良い．１５は直流電源で、前記電極１１．
　１２が相互に異極（本例では電極ｌ１が陽極、電極ｌ
２が陰極）となるように接続してある．向上記電極がよ
り多数本備えられる場合には、それらが相互に異極とな
るように、それらの内のいくつかが直流電源の陽極に接
続され、他のいくつかが陰極に接続される．尚１６は電
極と直流電源との間に介在させた切替スイッチで、電極
１１．　１２の極性を相互に切替える為のものである． 次に上記直流アーク炉の操業にういて説明する．周知の
アーク炉と同様、炉蓋３を開けで炉床４上に溶解原料Ａ
（例えばスクラップ）が装入される．次に炉！３が閉じ
られ、電極１１．　１２が図示の如く挿入される．そし
て直流電源１５から電極１１．　１２に直流電力が供給
される．上記電力供給により各電極１１，　１２と上記
溶解原料Ａとの間でアーク２１．　２２が生じ、それら
のアークの熱によって溶解原料Ａは溶解されてやがて溶
湯Ｂ・となる〈尚上記溶解初期においてはアーク２１．
　２２相互間では溶解原料Ａを通して電流が流れ、溶湯
Ｂが形成された後は溶湯Ｂを通して電流が流れる》． 上記操業の開始は、炉床上に残湯がある残湯操業でも、
それが無い残湯レス操業でも良い．上記のように溶解が
行われる場合における通電回路は第３図に示される通り
である。この第３図において、Ｒ２１及びＲ２２は夫々
アーク２１．　２２の電気抵抗を示す．又２３は熔湯Ｂ
を通る通電回路を示す．一方、２４は直流電源ｌ５にお
ける直流源、２５は電力調節器で、電極１１．　１２へ
の投入電力を調節する為のものであり、例えばＳＣＲを
用いた公知のものである． 次に上記操業時における電極１１．　１２の制御につい
て説明する．上記溶解作業中において、例えば第１図に
符号イで示される側の溶解が遅れ、口で示される側の溶
解が速い場合には、イの側の電極１１を上昇させる一方
、口の側の電極１２を下降させる．するとアーク２ｌの
アーク長Ｌｌが増大し、アーク２２のアーク長Ｌ２が減
少する．上記の如くアーク長が変わると、第３図におけ
る電気抵抗Ｒ２１は増大し、電気抵抗Ｒ２２は減少する
．この場合、第３図から明らかなようにアーク２１と２
２の電流値は同じである．従って抵抗が太き《なったア
ーク２ｌの電力が増大し、抵抗が小さくなったアーク２
２の電力が減少する．これによりイの側の電極１１から
その側の溶湯Ｂ乃至は溶解原料Ａに与えられる熱量が増
大し、口の側の電極１２からその側への熱量は減少する
，その結果、上記イの側の溶解が促進され、口の側の溶
解は抑制される．以上のような方法での電極１１．　１
２の制御を行うことにより、溶解原料の溶解を炉内の全
域において均一に進めることができる． 上記のようにして全ての溶解原料が溶解されて形成され
た溶湯Ｂは、１７を開けて排出口６から排出される．こ
れによって１チャージの操業が完了する． 次に電極１１．　１２の制御の場合、前述の如く一方の
電極１ｌを上昇させ他方の電極ｌ２を下降させることに
ようて、電極ｌｌ側の電気入力と電極１２側の電気入力
の総和は一定で、それらの電気入力比率を変えて前述の
ような制御を行うことができる、その他には、上記総和
を増大させると共に一方の電極の上昇のみを行い、上記
総和の増大分をその上昇を行ワた側の電極のみに投入し
てその電極から溶湯乃至は溶解原料に与えられる熱量を
増大させることも可能である． 次に上記のような操業時における溶解の進み遅れの検出
について説明する．その検出は炉壁５の各所に設けられ
た熱センサ８によって行える．即ち熱センサ８の前面側
の熔解原料が溶け落ちるとその熱センサ８に与えられる
熱量が増大する為、各熱センサによる検出熱量の増大が
あったか又は未だ無いかの判別にようて、炉内各部での
溶解の進み遅れを検知できる． 次に上記操業の場合、陽極となっている側の電極の消耗
が陰極となっている側のそれよりも早い（周知の陽極ド
ロップが陰極ドロップに比べ大きいことによる）．従う
て、必要に応じて切替スイッチｌ６の切替により電極１
１と１２との極性を入れ替え、それらの電極の消耗が均
一になるようにすると良い． 次に第４図は自動制御装置をプロンクで示すものである
．図において、３１は自動投入電力制御装置で、例えば
炉の操業条件（例えば前記各電極への投入電力の総和》
が予め設定される．３２は電極制御装置で、上記多数の
熱センサ８からの検出信号を元に各電極への投入電力比
率を制御する為のものである．　３３．　３４は電極位
置制御装置で、上記電極制ｍ装置３２によって設定され
る比率に応じて各電極の上下位置を制御する為の装置で
ある．このような構成の自動制御装置を用いることによ
り、前述の如き溶解の進み遅れを自動検知してそれに対
応して電極の上下制御を行うことができ、炉内での溶解
原料の溶解を極めて迅速に行なわせることができる． 次に第５図は本願の異なる実施例を示すもので、炉に３
本の電極３６，　３７．　３８を散設した例を示すもの
である． このような構成のものにあっては、各電ｆｆｉ３６．　
３７．３８を次の第１表に示されるように陽極、陰極又
は非利用とすることにようて、炉内の各部での溶解の進
み遅れに対応することができる．この場合、炉内各部の
炉壁熱センサからの出力によって各電極の選択利用を行
うと良い． 第　　１　　表 向上記３本の電［３６．　３７．　３８は相互に等価な
ものである為、本願の理解に当たっては第１表における
符号３６．　３７．　３８を相互に入れ替えて理解して
も良い． 更に又、上記のような電極の選択に加え、各電極を前述
の如《上下に位置変更してアーク長を変えることにより
各電極の電力入力比率を変えて、炉内各部での溶解原料
の溶解をより一層均一かつ迅速に進めることができる． 向上記電極はより多数本にし、それらの各々に選択的に
通電し、しかもその場合陽極または陰極として選択利用
するようにしてもよい． 〔発明の効果〕 以上のように本発明にあっては、溶解原料Ａを熔解させ
たい場合、溶湯Ｂを導電路として利用することによって
、一つの電掻１１と溶湯Ｂとの間でアーク２１発生させ
ると共に、その溶湯ＢＪＩＬ−経て、他の電極１２とそ
の溶湯Ｂとの間でもアーク２２を発生させて、それらの
アーク２１．　２２によって溶湯Ｂを加熱することがで
き、前記従来の直流アーク炉の如き炉底電極を使用せず
して原料の溶解を行い得る特長がある． しかも上記のように溶解を行う場合、炉内において溶湯
Ｂに供給する熱量を大きくせねばならぬ部分が生じた場
合には、そちら側の電極（例えば１１）と溶湯Ｂとの間
隔を大きくしてそこでのアーク長を長くすることによっ
て、そこの溶湯に大きい熱量を供給することができ、炉
内で必要とする加熱条件に対応することのできる効果が
ある．更に本発明の操業方法にあっては、上記のように
炉内において溶湯Ｂに供給する熱量を大きくせねばなら
ぬ部分が生じた場合、例えば一部の場所で溶解原料の溶
解が遅れかけた場合、それに対応して各電極から溶湯に
与えられる熱量を調節するから、上記溶解が遅れかけた
側の溶解を促進させて、原料の溶解を炉内全域において
均一に進めることのできる効果がある． さらに本発明において炉内に３本以上の電極を欽設する
ことによって、炉内においての溶解が均一に進行してい
る場合にはその時の加熱状態を維持できるは勿論の事、 炉内においていずれかの側に溶解遅れが生じた場合には
、２本又は３本以上の電極を選択利用することにより、
その溶解の遅れている場所に近い電極に通電し必要に応
じてはその電極を上昇させてアーク長を増大させて、上
記遅れのある部分に対して的確に供給熱量を増大し、そ
この溶解を促進させることができる効果がある．

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は直流アーク
炉の縦断面図、第２図は第１図におけるｎ−ｎ線断面図
、第３図は操業中における通電回路図、第４図は自動制
御装置のブロック図、第５図は異なる実施例を示す水平
断面図． Ａ・・・溶解原料、Ｂ・・・溶湯、１・・・炉、１１．
　１２・・・電極、１５・・・直流電源、２Ｌ　２２・
・アーク． 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炉内には、相互に離間する少なくとも２本の電極が
   夫々上下動自在に備えられ、かつそれらの電極は直流電
   源に対して相互に異極となるように接続してあることを
   特徴とする直流アーク炉。 ２、炉内には、相互に離間する少なくとも２本の電極を
   夫々上下動自在に備えさせ、かつそれらの電極は直流電
   源に対して相互に異極となるように接続しておき、炉内
   における溶解原料の溶解状況に対応して各電極と溶湯間
   のアーク長を夫々変更して、各々の電極から溶湯に与え
   る熱量を夫々調節することを特徴とする直流アーク炉の
   操業方法。 ３、炉内には、相互に離間する３本以上の電極を夫々上
   下動自在に散設しておき、炉内における溶解原料の溶解
   状況に対応して、２本又は３本以上の電極を選択利用し
   て、各々の電極から溶湯に与える熱量を夫々調節するこ
   とを特徴とする直流アーク炉の操業方法。