JPH04103594U - 電気炉の炉体形状 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 底吹きガス攪拌の効果を最大にする（湯溜ま
り深さＨ）÷（湯面部直径Ｄ）の値０．３０から０．４
５を、操業整備・設備面よりより経済的に可能ならしめ
る炉体形状を提供する。 【構成】 溶融金属の湯溜まり部における湯溜まり深さ
Ｈと湯面部直径Ｄの関係（湯溜まり深さＨ）÷（湯面部
直径Ｄ）が０．３０から０．４５となる電気炉におい
て、一回の出湯金属量と残湯金属量の合計金属量で湯溜
まり部の湯溜まり深さＨと湯面部直径Ｄの関係を成立さ
せる。これにより、湯面直径Ｄの小さくなることを防
ぐ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、金属材料の溶解、溶融金属の精錬等に使用される電気炉の炉体形状 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、金属を溶解するのに用いられる電気炉等において生産性を向上させるた め高速溶解を指向している。この高速溶解の一つとして、溶融金属を攪拌する方 法が考えられているが、これは溶融金属への攪拌力伝達により溶融金属の流速を 増加させ、未溶融金属と溶融金属との間の熱伝達率の増加を図り、その効果とし て未溶融金属の溶解促進を期待するものである。

【０００３】 この溶融金属の有効な攪拌手段として電気炉の炉底からガスを吹き込む底吹き ガス攪拌法が考えられているが、例えば特開昭６３−１８３１１５号公報におい て指摘されているとおり従来電気炉の炉底構造は、その直径Ｄに対して深さＨが 極めて浅い、いわゆるシャローバスの形状を呈しており、底吹きガスによる溶融 金属浴の攪拌力は極めて弱いものであった。

【０００４】 このため、発明者らは底吹きガスの持つ攪拌エネルギーを効果的に溶融金属へ 伝達することを可能ならしめるため、溶融金属の湯溜まり部における湯溜まり深 さＨと湯面部直径Ｄの関係（湯溜まり深さＨ）÷（湯面部直径Ｄ）を０．３０か ら０．４５とするという炉体形状を特願平０２−１２０２９号願書に添付した明 細書において提案している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかるにこの提案は、高速溶解を達成するためには非常に有効なものではある が、（湯溜まり深さＨ）÷（湯面部直径Ｄ）の値を従来の電気炉の値よりも大き くするため、同一の金属溶解量の場合、従来の電気炉よりもその直径は小さくな り、このため電極と炉壁間の距離も小さくなり炉壁の熱損傷度合いが大きくなる 傾向となる問題、また、直径が小さくなるため同一体積のスクラップを電気炉内 に装入する場合には電気炉の高さを従来より高くする必要があるといった操業整 備上、設備上の問題を有していた。 本考案の目的は、底吹きガス攪拌の効果を最大にする（湯溜まり深さＨ）÷（ 湯面部直径Ｄ）の値０．３０から０．４５を、操業整備・設備面からより経済的 に可能ならしめる炉体形状を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の炉体形状は、その目的を達成するために、溶融金属の湯溜まり部にお ける湯溜まり深さＨと湯面部直径Ｄの関係（湯溜まり深さＨ）÷（湯面部直径Ｄ ）の値を、一回の出湯金属量と電気炉内に残す残湯金属量の合計金属量でもって ０．３０から０．４５とするものである。

【０００７】

【作用】

電気炉の湯溜まり深さＨと湯面部直径Ｄの関係を決定する溶融金属の湯溜まり 部の金属量を一回の出湯金属量と電気炉内に残す残湯金属量の合計金属量とする ことで、従来の電気炉における炉壁の許容熱損傷度を確保する湯面部直径Ｄと底 吹きガス攪拌の効果を最大にする（湯溜まり深さＨ）÷（湯面部直径Ｄ）の値０ ．３０から０．４５とより決定される湯溜まり深さＨを確保できることとなる。 つまり、炉壁の許容熱損傷度を維持する湯面部直径Ｄは従来の電気炉のそれと同 一レベルであり、底吹きガス攪拌の効果を最大にする（湯溜まり深さＨ）÷（湯 面部直径Ｄ）の値は従来に比べはるかに大きいため、電気炉の湯溜まり部の必要 溶融金属量は一回の生産による出湯金属量よりも多くなるが、本考案では湯溜ま り部の必要溶融金属量と一回の生産による出湯金属量の差をすべて電気炉内に残 す残湯金属とするため炉壁の熱損傷に対して問題なく、かつ底吹きガス攪拌の効 果を最大にする炉体形状が形成できることとなる。 また、本考案では湯面部直径Ｄは従来レベルとなるためスクラップを装入する 電気炉内の空間体積も従来レベルとほぼ同等となり電気炉高さが増加することは なくなり設備上の問題もなくなることとなる。

【０００８】 ここで、従来も電気炉内に残湯金属を残す操業が実施されてはいるが、その目 的は、出湯時にスラグを電気炉内に残す、また直流電気炉の場合ではスクラップ と炉底電極の電気的接触を確実にするといったためで、このため残湯金属量も極 めて僅かであり、本考案の目的である炉体形状を所定のものにするといった技術 とは大きく掛け離れていることを述べておく。

【０００９】

【実施例】

図１は、本考案の一例を直流電気炉の場合で示した縦断面図である。本考案が 交流電気炉にも適用されることは勿論である。 一回の出湯金属量１ａと電気炉内に残す残湯金属量１ｂの合計溶融金属の上部 に配置された上部電極３と炉殻耐火物５に埋設された炉底電極４および炉底ガス 吹き込み用羽口２をもつ電気炉で、炉殻耐火物５に保持される一回の出湯金属量 １ａと電気炉内に残す残湯金属量１ｂの合計溶融金属の湯溜まり部における（湯 溜まり深さＨ）÷（湯面部直径Ｄ）の値が０．３から０．４５となっている。こ こで、一回の出湯金属量が４０トンクラスの電気炉を例にして、炉体形状寸法の 比較を具体的にしてみることとする。このクラスの従来のシャローバス電気炉の 場合、湯面部直径Ｄは炉壁の熱損傷を考慮して、平均的にＤ＝３４００mm程度、 湯溜まり深さＨ＝７５０mm程度である。また底吹きガス攪拌の効果を考慮して炉 体形状を（湯溜まり深さＨ）÷（湯面部直径Ｄ）＝０．４とする時、本考案によ らない場合、湯面部直径Ｄ＝２７００mm程度、湯溜まり深さＨ＝１０８０mm程度 になるが、本考案による炉体形状では、湯面部直径Ｄは炉壁の熱損傷の面より従 来と変わらず、これよりＤ＝３４００mm程度で、湯溜まり深さＨ＝１３６０mmと なる。この時、本考案による炉体形状のみ湯溜まり部の溶融金属量が約８０トン と一回の出湯金属量４０トンの差の約４０トンは電気炉内に残す残湯金属量とす ることとなる。

【００１０】 以上の比較で、一回の出湯金属量と電気炉内に残す残湯金属量の合計金属量で もって、（湯溜まり深さＨ）÷（湯面部直径Ｄ）の値を決定する本考案では、湯 面部直径Ｄを従来のレベルと変えることなく、（湯溜まり深さＨ）÷（湯面部直 径Ｄ）の値を大きくすることができ、底吹きガス攪拌の効果を最大にする炉体形 状が形成できることが判る。

【００１１】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案の炉体形状においては、操業整備面・設備面で 従来と何の変りもなく底吹きガス攪拌の効果を最適にする炉体形状が形成できる こととなり、高速溶解プロセスが容易に実現でき、これにより生産性の向上に大 きく貢献できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の炉体形状を直流電気炉に適用した例で
示した縦断面図である。

【符号の説明】

１ａ 一回の出湯金属量 １ｂ 残湯金属量 ２ 炉底ガス吹き込み用羽口 ３ 上部電極 ４ 炉底電極 ５ 炉殻耐火物 Ｈ 湯溜まり深さ Ｄ 湯面部直径

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属の湯溜まり部における湯溜まり
   深さＨと湯面部直径Ｄの関係（湯溜まり深さＨ）÷（湯
   面部直径Ｄ）が０．３０から０．４５となる電気炉にお
   いて、一回の出湯金属量と残湯金属量の合計金属量で湯
   溜まり部の湯溜まり深さＨと湯面部直径Ｄの関係を成立
   させることを特徴とした電気炉の炉体形状。