JPH0636469Y2

JPH0636469Y2 - 直流アーク炉の炉底電極消耗量検出装置

Info

Publication number: JPH0636469Y2
Application number: JP10359588U
Authority: JP
Inventors: 範夫青; 敏道牧; 昭一高橋; 洋清水
Original assignee: 日本鋼管株式会社
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2003-08-04
Also published as: JPH0224291U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は直流アーク炉において、特に炉底電極の消耗状
態を適確に把握し得るようにした炉底電極消耗量検出装
置に関するものである。

（従来の技術）従来から、例えば製鉄用の大容量アーク炉は、電源の供
給が容易で，かつ電圧の制御が容易であることから、交
流式アーク炉が主力になっていた。一方、近年では半導
体技術の進歩によって電力用半導体素子も大容量化が可
能となり、これに伴ってアーク炉も交流式アーク炉から
直流アーク炉に移行しつつある。この直流アーク炉は、
炉用変圧器までの経路，設備は交流式のものと同様であ
るが、炉用変圧器で炉用電圧に降圧した後、サイリスタ
装置等の整流装置により交流を直流に変換する。そし
て、サイリスタ方式の場合には、直流回路にリアクトル
を挿入する。また、直流回路は、炉底電極に至るまでの
二次導体（陽極側）と、カーボン電極からなる可動電極
に至るまでの二次導体（陰極側）とから構成される。

従来の交流式アーク炉は必ず３本の可動電極により構成
されたが、直流アーク炉の場合は必ずしも３本ではな
く、少なくとも１本の電極を用いればよい。すなわち、
150t炉ぐらいまでは１本の電極で構成することが可能で
あり、電極の周囲はシンプルとなるが、炉底電極が必要
となる。そして、この炉底電極は、その寿命および安全
性が非常に重要な問題となる。

さて、直流アーク炉における炉底電極は、通常炉中央部
の炉底耐火物中に、炉の規模に応じて通電ピンを多数本
埋設したものを陽極としている。また、各通電ピンは、
通常の丸棒を端末加工して集電板に取付けて二次導体と
接続し、さらに各通電ピンの下端は強制空冷を行なっ
て、耐火物中の通電ピンの溶損を防止するようにしてい
る。勿論、耐火物中の通電ピン上部の溶鋼と接触する部
分は溶けるが、耐火物が有る限り溶けて固まることの繰
返しで、消耗はしない。ただし、耐火物が消耗してくる
と、通電ピンもその分だけ減ってくることになる。

（考案が解決しようとする課題）ところで、このような直流アーク炉において、炉底電極
の寿命は大切なファクタであり、その寿命を管理するこ
とは極めて重要である。そのため従来では、多数本の通
電ピンの内部に熱電対を各別に挿入して通電ピンの温度
を監視し、最高温度が管理限界温度に達すると炉底電極
の交換を行なうようにしている。

しかしながら、このような方法では次のような問題があ
る。すなわち、電極温度は、必ずしも炉底電極の残存量
（残っている厚み）と再現性のある比例関係になく、ま
た炉床温度，空冷状況，通電電流レベルなど他の影響が
大きいことから、炉底電極の残存量、還元すれば炉底電
極の消耗量を精度良く定量的に把握することが不可能で
ある。このため、炉底電極の底抜け防止対策としては有
効的ではあるものの、炉底電極交換のスケジューリング
や炉底電極原単位低減のための交換判定データとしては
十分に活用できていない。

本考案は上記のような問題を解決するために成されたも
ので、炉底電極の消耗量を適確にかつ容易に把握するこ
とができ、炉底電極の底抜け防止、および炉底電極交換
のスケジューリングや炉底電極原単位低減に極めて有効
的な信頼性の高い直流アーク炉の炉底電極消耗量検出装
置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために本考案では、直流アーク炉
における炉底電極の構造体に絶縁物を隔てて埋設された
少なくとも２本の電極と、各電極のうち，基準となる１
本の電極と他の電極との間の通電性を検出する通電性検
出手段とを備えて構成している。

（作用）従って、本考案の炉底電極消耗量検出装置においては、
炉底電極が消耗して溶鋼に接する耐火物上面が減ると、
消耗前には絶縁物を隔てて埋設されている２本の電極の
上端に溶鋼が接触するため、各々の電極間の通電性を通
電性検出手段で検出することによって、炉底電極の消耗
を検出することが可能となる。

（実施例）以下、本考案の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本考案による直流アーク炉の炉底電極消耗量
検出装置の構成例を示す図である。第１図において、直
流アーク炉の炉底電極１の一部を構成する、炉中央部の
炉底耐火物２の中には、図示のように鋼製の通電ピン３
を多数本埋設して陽極としている。また、各通電ピン３
は鋼製の丸棒を端末加工してなり、これらを集電板４に
取付けて端子５を介して二次導体６と接続し、図示しな
い可動電極（陰極）との間に直流電圧を印加するように
している。さらに、各通電ピン３の下端は強制空冷を行
なっており、耐火物中の通電ピンの溶損を防止するよう
にしている。

一方、炉の周辺部および中央部の炉底耐火物２の中に
は、消耗検出用の複数本（本実施例では２本）の棒状の
電極７および８をそれぞれ埋設している。ここで、基準
となる１本の電極７は、図示のように炉底耐火物２の底
部から上部に貫通するように設け、また他の電極８は図
示のように炉底耐火物２の底部からほぼ中央部位置まで
設けている。さらに、電極７の下端部は導体91,および
リレー10を介して電源11に接続し、また電極８の下端部
は導体92を介して電源11に接続している。さらに、リレ
ー10が動作することにより、図示しない接点が閉路して
アラームを発生するようにしている。そして、この導体
91,92、リレー10、および電源11により、各電極間の通
電性を検出する通電性検出手段を構成している。なお第
１図において、12は直流アーク炉の炉床を構成する耐火
物、13は溶鋼をそれぞれ示すものである。

以上の如く構成した直流アーク炉の炉底電極消耗量検出
装置において、直流アーク炉の操業を開始した当初の時
点では、炉底耐火物２はほとんど消耗せず、溶鋼13に接
する炉底耐火物２の上面Ａは図示状態にある。そして、
炉底耐火物２は絶縁物であることから、２本の電極7,8
の間には通電路が形成されない。従って、この場合には
リレー10が動作しないためにアラームは出力されず、炉
底耐火物２の残存量が多い、すなわち炉底電極１の消耗
量が少ないことが把握できる。

次に、直流アーク炉の操業に伴って炉底耐火物２が消耗
すると、溶鋼13に接する炉底耐火物２の上面Ａが減る。
そして、やがてこの炉底耐火物２の上面Ａが電極８の上
端部である図示破線状態まで消耗すると、２本の電極7,
8に溶鋼が接触するため、電源11→導体92→電極８→溶
鋼13→電極７→導体91→リレー10→電源11による電気的
な通電路が形成される。従って、この場合にはリレー10
が動作してアラームが出力され、炉底耐火物２の残存量
が少ない、すなわち炉底電極１の消耗量が多くなって限
界に達したことを把握することができる。

上述したように、本実施例による直流アーク炉の炉底電
極消耗量検出装置では、次のような効果が得られるもの
である。

（ａ）炉底電極１（炉底耐火物２）の消耗の状態を、極
めて適確にかつ容易にしかも精度良く検出することが可
能となる。

（ｂ）炉底電極１（炉底耐火物２）の消耗進行パターン
データをベースにアラーム設定することによって、炉底
電極１の交換時期の推定および準備に十分に活用するこ
とが可能となる。

（ｃ）炉底電極１（炉底耐火物２）の消耗の状態を適確
に把握できるため、炉底電極１原単位を低減することが
可能となる。

（ｄ）炉底電極１（炉底耐火物２）の消耗状態を検出す
るのに、従来のような熱電対を使用していないため、検
出装置が破損したり故障したりする恐れがなく、極めて
信頼性の高い検出を行なうことが可能となる。

尚、上記実施例では消耗検出用の電極を２本埋設した場
合について述べたが、これに限らず消耗検出用の電極を
３本以上の複数本だけ炉底耐火物に埋設して、それぞれ
の上端部位置に何段階かのレベルを持たせ、アラームを
夫々に対応する段数だけ出力するようにしてもよい。

第２図は、３本の電極を炉底耐火物中に埋設した場合の
実施例構成を概略的に示すものであり、第１図と同一部
分には同一符号を付して示している。第２図において、
14は炉底耐火物２中に新たに埋設した電極であり、その
下端は導体93およびリレー15を介して電源11に接続して
いる。ここで、電極14はその上端部が、他の電極７と８
の上端部のほぼ中間位置となるように設けている。ま
た、リレー15が動作することにより、図示しない接点が
閉路してアラームを発生するようにしている。従って、
本実施例では炉底電極１の炉底耐火物２の消耗に伴っ
て、２段階にわたってアラームが出力されるため、より
一層信頼性の高い炉底電極の消耗検出を行なうことが可
能となる。

また、上記実施例において、基準となる電極７として
は、炉底電極１自身の通電ピン３を利用するようにして
もよい。

さらに、上記実施例において、基準となる電極７として
は、直流アーク炉の可動電極を利用するようにしてもよ
い。

（考案の効果）以上説明したように本考案によれば、炉底電極の消耗量
を適確にかつ容易に把握することができ、炉底電極の底
抜け防止、および炉底電極交換のスケジューリングや炉
底電極原単位低減に極めて有効な信頼性の高い直流アー
ク炉の炉底電極消耗量検出装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による直流アーク炉の炉底電極消耗量検
出装置の一実施例を示す構成図、第２図は本考案の一実
施例を示す構成図である。１…炉底電極、２…炉底耐火物、３…通電ピン、４…集
電板、５…端子、６…二次導体、7,8,14…電極、91,92,
93…導体、10,15…リレー、11…電源、12…耐火物、13
…溶鋼。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】直流アーク炉における炉底電極の構造体に
絶縁物を隔てて埋設された少なくとも２本の電極と、前記各電極のうち，基準となる１本の電極と他の電極と
の間の通電性を検出する通電性検出手段と、を備えて成ることを特徴とする直流アーク炉の炉底電極
消耗量検出装置。