JPH04151489A - 直流アーク炉の溶解状況検出方法 - 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〕 この発明は直流アーク炉において、炉体内で溶解される
溶解原料の溶解状況を検出する方法に関する。

〔従来の技術〕

ｒＬ流アーク炉においては、上部電極と炉内に装入され
た溶解原料との間でアークが発せられ、そのアークによ
って溶解原料が溶解される。その溶解の場合、溶解原料
の溶解の進行に伴ない上部電極が下降される。従来はこ
の上部電極の上下位置から炉内における溶解原料の溶解
状況を推定していた。

〔発明が解決しようとするｓｌｌｇ） この従来の直流アーク炉の溶解状況検出方法では上部電
極の下方の溶解原料の溶解状況はよくわかるがその周囲
の溶解原料の溶解状況はわかりづらい問題点があった。

この為、その検出結果に基づいて溶解原料の連装をする
システムでは、既に前の溶解原料が完全に溶解してしま
っていて、それまで無駄なアーク加熱をしていた（電歇
な電力消費をしていた）といった不経済性を生じたり、
未溶解の溶解原料が多く残っていて連装の溶解原料が山
のようになり、炉Ｉが閉まらなくて多くのロスタイムを
住じさせてしまうという問題点があった。

本願発明は上記従来技術の問題点（技術的課題）を解決
する為になされたもので、炉内におけるアークの偏向方
向の側で１ｆ！解原料の溶解が最も速く進む部分の炉壁
とそれ以外の部分の炉壁の温度差の大小の測定により、
溶解原料の溶解状況を精度高く検出できて、その結果、
溶解原料の連装を適正な時点で行なえ、もって省エネル
ギーを図ることができるようにした直流アーク炉の溶解
状況検出方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的を達成する為に、本願発明にけおる直流アーク
炉の溶解状況検出方法は、中空の炉体の下部には炉底電
極が、上部には上部電極が夫々設けられ、上記円電極は
夫々導体を介して電力供給装置に接続されて、上記電力
供給装置から上記円電極に直流電流を供給することによ
り上部電極と炉体内に装入された溶解原料との間にアー
クを生ぜしめ、そのアークによって溶解原料を溶解する
ようにしてある直流アーク炉において、上記炉体におけ
る炉壁には、夫々炉壁の温度を検出するようにした感温
装置を相互に離間した複数箇所に付設すると共に、その
うちの一つの付設位置は、上記導体から及ぼされる電磁
力によるアークの偏向方向の側の位ｌに定め、上記溶解
原料の溶解中においては、上記アークの変更方向側の位
置にある感温装置と他の位置にある感温装置によって夫
々検出される炉壁の温度の温度差の大小を測定すること
によって、炉体内の溶解原料の溶解状況を判別するもの
である。

〔作用〕

上部電極と溶解原料との間で生ずるアークにより溶解原
料が溶解される。その溶解はアークの偏向方向の側にお
いてその進行が鰻も速い、アークの偏向方向の側の溶解
原料が全て溶解してその側の炉壁が露出すると、そこの
炉壁に付設した感温装置によって検出される炉壁温度が
上昇し、他の場所の感温装置によって検出される炉壁温
度との差が増大する。従ってその温度差の増大を知るこ
とによって上記アークの偏向方向の側の溶解原料が全て
溶解したことを検出できる。

〔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図において、１は直流アーク炉を示す、符号２
〜２３は直流アーク炉における周知の部材を示すもので
ある。即ち、２は炉体で、炉底３及び炉壁４から中空に
構成され、内部は溶解原料を存置させる為の原料存置空
間５となっている。６は炉底３の略中央部に取り付けた
炉底電極７は炉壁４の一部に設けた出鋼口、８は出鋼樋
９は作業口を夫々示す、１０は炉体２に被せた炉蓋で、
電極孔１１を有する。その電極孔１１には上部電極１２
が挿通されている。該上部電極１２は１本のみが備えら
れている。上部電極１２は電極支持機構１３により上下
動可能に支持されている。電極支持機構１３は周知の構
成で、１４は電極支柱、１５は昇降装置、１６は電極支
腕、１７は電極把持器を夫々示す次に電力の供給系統に
ついて説明する。１９は炉底電極６に一端を接続した導
体即ち下部導体、２゜は支腕１６に沿わせて設けられた
導体即ち上部導体（支腕母線と称される）の存在を示し
、その一端は上部電極１２に接続しである。２Ｌ　２２
は下部導体１９や上部導体２０の他端に夫々接続した可
撓電線である。２３は変圧器室を示し、内部には炉用変
圧器等の電力供給装置が備えられ、その電力供給装置に
上記下部導体１９や上部導体２ｏに連なる可撓電線２１
、２２が接続しである。

次に上記直流アーク炉１に付された溶解状況検出用の構
成について説明する。２５は第１の水冷パネル、２６は
第２の水冷パネルで、これらは炉壁４にその一部を構成
する状態に取付けてあり、各々には給水管２７と排水管
２８が接続しである。第１の水冷パネル２５は炉壁にお
ける後述の如きアークＡの偏向方向の側の箇所（溶解原
料が最も早く溶解する部分すなわちホノトスポ、ト部に
隣接した箇所）に設けられ、第２の水冷パネル２６は第
１の水冷パネル２５とは離間した箇所、例えば本例では
第１の水冷パネル２５とは反対の側の箇所に設けである
。３１は第１の水冷パネル２５に付設した第１の感温装
置で、第１の水冷パネル２５の位置における炉壁の温度
を検出する為のものである。本例では第１の水冷パネル
２５の給水と排水の各水温の差を測定して第１の水冷パ
ネル２５のパネル面の熱流束を感知するようにしたもの
が用いである。３２は第２の水冷パネル２６に付設した
第２の感温装置で、第２の水冷パネル２６の位置におけ
る炉壁の温度を検出する為のものであり、上記第１の感
温装置３１と同様のものが用いである。向上記者感温装
置は、上記各水冷パネル２５．２６の内面であって、炉
壁の内側に位置するところに取付けた熱電対または測温
抵抗体とそれに接続した温度検出器とから成るものであ
ってもよい。

上記直流アーク炉の操業について説明する。先ず炉底３
上の空間５に溶解原料３４が装入される（籾袋）。次に
炉１１０を被せた後、電力供給装置から下部導体１９及
び上部導体２０を介して炉底電極６及び上部電極１２に
アーク発生用の直流電流が供給される。すると炉底電極
６と上部電極１２との間、又は、炉底電極６に電気的に
導通している溶解原料３４（例えばスクラップ）と上部
電極１２との間にアークＡが発生する。そのアークＡの
熱によって溶解原料３４が溶解される。

溶解状況は以下の通りである。溶解初期には上部電極１
２を中心とした上部電極径の約２倍の大きさの範囲にわ
たり溶解原料３４が溶解される。そのような溶解が溶解
原料３４の下部に進むにつれ上部電極１２は下降される
０次に、上部電極１２は下降した状態で、溶解原料３４
はかまくら状に溶解され、その周囲の部分が崩れ落ちる
。この場合、導体１９２０から及ぼされる電磁力による
アークＡの偏向方向側の溶解原料３４の溶解が他の部分
より早く進み、第１の水冷パネル２５が露出する０次に
全体的に溶解が進みフラットな溶鋼となる。

上記のような溶解の過程において、空間５の未溶解の溶
解原料３４が少なくなると、溶解原料の連装（２装、３
装・・・）が適宜行なわれる。

上記のようにして溶解原料の溶解が完了して全てが溶鋼
となると、炉体２が傾けられて出鋼ロアから出鋼が行な
われる。

次に、上記のような溶解の過程における熔解状況の検出
について説明する。溶解中においては第１及び第２の感
温装置３１．３２によって各々の付設場所の炉壁での熱
流束が検出されている。この状態において前記のように
アークＡの偏向方向側の溶解原料３４が溶解してしまう
と、Ｗｌ、１の水冷パネル２５のパネル面がアークＡに
対し露出する。するとその面が受ける熱流束は大きくな
る。一方第２の水冷パネル２６は未だ露出しない為、熱
流束は小さいままである。この為、両感温装置３１．３
２で検出されるＲＩＩＩ流束の差が増大し、各々の感温
装置３１３２の出力の差の増大から各々の付設場所の炉
壁の温度差の増大が測定される。このような温度差が増
大したことを測定することにより、溶解原料３４の熔解
が第１の水冷パネル２５に隣接する溶解原料にまで達し
たことを検出することができる。

上記のような溶解を検出した場合、溶解原料（スクラッ
プ）の種類形状により、上記のように熱流束が大きくな
るまでの時間および消費電力量に差がある。従って、Ｗ
％流束がある一定値に達するまでの時間または消費電力
量により残りスクラップの溶解速度を計算することによ
って、連装判定および溶解判定を正確にかつ容昌に行な
うことができる。その結果、次の連装その他の工程を適
正な時点で行なうことができて、全熔解が完了するまで
の消費電力量の減少ならびにロスタイムの減少を図るこ
とができる。

次に上記第１及び第２の水冷パネル２５．２６の配設場
所の決定について説明する。直流アーク炉においては、
下部導体１９や上部導体２０などが発生する電磁力によ
り、上部電極１２と炉底電極６又は溶解原料３４の間に
発生するアークＡは、フレミングの左手の法則により一
定方向に偏向させられる。

その偏向の方向は、変ＬＬ二次導体（上部導体２０、下
部導体１９）、水冷ケーブル２１２２の位置により電磁
解析をすれば求まる。また二次導体配置を考慮すれば、
自由に方向を変化させ得る。このアーク偏向方向に合わ
せて水冷パネル２５．２６および感温装置３１．３２を
前述のような条件で適切に配置すればよい。

次に、上記水冷パネル及び感温装置は、炉壁においてよ
り多数の箇所に配設すると共にその内の一つはアークの
偏向方向の側の箇所に配設し、それらアークの偏向方向
の側の箇所に配設された感温装置とその他の箇所に配設
された感温装置とによって夫々検出される炉壁の温度の
温度差の大小を測定して、前述の如き溶解状態の判別を
行ってもよい。

次に第３図は第１及び第２の水冷パネル２５ｅ。

２６ｅの配置の異なる例を示すもので、第１の水冷パネ
ル２５ｅをアークＡｅの偏向方向の側に配置し、第２の
水冷パネル２６ｅをその隣の位置に配置した例である。

なお、機能上前図のものと同−又は均等構成と考えられ
る部分には、前回と同一の符号にアルファベットのｅを
付して重複する説明を省略した。

次ニ第４図は水冷パネルの給排水温度の変化の一例を示
すものである。図示の如く排水温度が変化することによ
って、前述の如き感温装置によりアークの偏向方向側と
それ以外の側の炉壁各部の温度の温度差が検出され、そ
れによって溶解原料の溶解状況を把握することができる
。従ってその把握された状況に基づき図示の如く溶解原
料の連装を行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上のように本願発明にあっては、溶解原料３４の溶解
中においては、アークＡの偏向方向の側即ち溶解原料３
４の溶解が最も速く進む側の炉壁の温度と、その他の側
の炉壁の温度との温度差の大小を測定するから、その温
度差の増大の測定によって、上記溶解が最も速く進む側
において炉壁４のきねの溶解原料まで溶解が達したこと
を正確に検出できる特長がある。このことは炉体内にお
ける溶解原料３４の溶解状況を正確に把握できることで
あって、それを基に連装を行なうべき時点を適正に判断
でき、前記従来技術の如き問題を除去して省エネルギー
に貢献できる有用性がある。

【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
炉の縦断面略示図、第２図はｗｉ図の水平断面図、第３
図は水冷パネルの配置位置の異なる例を示す平面略示図
、第４図は水冷パネルの給排水温度の変化の一例を示す
グラフ。 ２・・・炉体、６・・・炉底電極、１２・・・上部電極
、３１．３２・・・感温装置、３４・・・溶Ｖ＃原料、
Ａ−・・アーク。 第 図 第 図 第 図 第 午 図 ｆｔ ｎ 吋 闇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空の炉体の下部には炉底電極が、上部には上部電極が
   夫々設けられ、上記両電極は夫々導体を介して電力供給
   装置に接続されて、上記電力供給装置から上記両電極に
   直流電流を供給することにより上部電極と炉体内に装入
   された溶解原料との間にアークを生ぜしめ、そのアーク
   によって溶解原料を溶解するようにしてある直流アーク
   炉において、上記炉体における炉壁には、夫々炉壁の温
   度を検出するようにした感温装置を相互に離間した複数
   箇所に付設すると共に、そのうちの一つの付設位置は、
   上記導体から及ぼされる電磁力によるアークの偏向方向
   の側の位置に定め、上記溶解原料の溶解中においては、
   上記アークの変更方向側の位置にある感温装置と他の位
   置にある感温装置によって夫々検出される炉壁の温度の
   温度差の大小を測定することによって、炉体内の溶解原
   料の溶解状況を判別することを特徴とする直流アーク炉
   の溶解状況検出方法。