JPH0731010B2 - 金属メルトの生成方法およびその電気アーク炉 - Google Patents

金属メルトの生成方法およびその電気アーク炉

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JPH0731010B2 JP33582792A JP33582792A JPH0731010B2 JP H0731010 B2 JPH0731010 B2 JP H0731010B2 JP 33582792 A JP33582792 A JP 33582792A JP 33582792 A JP33582792 A JP 33582792A JP H0731010 B2 JPH0731010 B2 JP H0731010B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属メルト、特にスクラ
ップからの鋼メルトを少なくとも一つの黒鉛電極からな
る電気アーク炉において生成する方法およびその方法を
実施するための電気アーク炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気アークを形成することによって電気
エネルギーを導入する黒鉛電極を備える電気炉(ＤＥ−
Ａ−３２４１９８７およびＤＥ−Ｃ−２９４４２６９号
から知られる種類のもの)は、主としてアノードとして
作動する時には先端において比較的高い電極消費を示
し、その電極消費は電流の平方に依存し、エレクトロン
交換によって熱的に生じるものである。今まで、この電
極先端の消費は事実として捕らえられる必要があり、避
けがたいものとして考えられるコスト要素を構成してき
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら不利
益および困難を排除し、電極消費を実質的に減少させる
ことができる方法およびそれを実施するための電気アー
ク炉を提供することを目的とする。特に、アノードとし
て接続された黒鉛電極の消費を著しく減少させることが
でき、その結果アノードとして接続された黒鉛電極の消
費はカソードとして接続された黒鉛電極の消費より実質
的に高くないが、これは溶融方法として不利益なもので
なく、効率および溶融容量は従来の電気アーク炉のもの
と少なくとも等しくなる方法および電気アーク炉を提供
しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は有機物質を黒鉛電極の中央の長手方向に形成した孔
を通して電気アーク炉内に導入されることによって達成
される。電気アーク炉の最も熱い地域に対して有機物質
を導入することによってこれらの物質を分解させ、すな
わちエネルギー消費を分ける反応を起こさせる。これに
よって電極先端の温度を低下させる冷却効果が起こり、
それだけ黒鉛消費がかなり減少することになる。中空電
極は、例えばＤＥ−Ａ−２９００８６４およびＤＥ−Ａ
−３０２２５６６号から知られている。ＤＥ−Ａ−２９
００８６４によれば、これらの中空電極は石灰、炭素、
酸化アルミニウムまたは他の合金添加物をキャリアーガ
ス、例えば貴ガス、窒素、酸素または空気によって導入
するように機能している。また、ＤＥ−Ａ−３０２２５
６６によれば、シルト、石炭または石灰のような添加物
を導入するように機能している。
【０００５】
【作用】本発明によれば、固体、液体および／または気
体形態の有機物質、好ましくは炭化水素が電気アーク内
に導入され、そこで電極先端を冷却しながら分解し、そ
の分解生成物がさらにそこで燃焼することになる。クラ
ックプロセスの冷却効果は特に加熱電極先端を効果的に
冷却することを伴うが、本発明によれば、電極先端の冷
却と合成物質または使用済みオイルのような固体または
液体炭化水素の環境への安全な廃棄と組み合わせる機会
を与えるとともにエネルギー的有効利用を図ることがで
きるものである。クラックプロセスが即時に起こる電気
アークの高い温度によって、環境的に危険な有機化合
物、例えばジオキシンおよびフラン類の形成が避けら
れ、放出熱が文献によって規定された各放出熱以下に落
ちる。本発明にかかる方法を実施するための電気アーク
炉は、少なくとも一つの中央長手方向孔を有する黒鉛電
極を備えることを特徴としており、その電気アーク炉か
ら突出する端部は有機物質を運ぶダクトと接続し、該ダ
クトは固体および／または液体の炭化水素を混合する混
合段階を含むのが好ましい。
【０００６】
【実施例】本発明は添付図面に示す具体例によってさら
に詳細に説明される。図１〜図３は電気アーク炉の断面
を概略的に示すものである。傾動可能な電気アーク炉は
全ての図面においてほぼ同一の設計がなされており、基
本的に直流または交流によって作動させるのが好まし
く、平面でほぼ円形をなすタブ形状の下方部を有し、こ
の下方部１に重なって上方部２を有し、それらの概略的
に示される蓋３を通して黒鉛電極４を有し、好ましくは
この黒鉛電極４は部分円形に配置され、炉内部５内に案
内されている。上記タブ形状の下方部１は耐火性のブリ
ックワーク６を備え、上方部には冷媒の流れが通過する
壁部材９によって形成されている。一側面７において、
張り出し形状の突出部８が上記下方部１に設けられてい
る。上記突出部８の底部１０には、タップ穴１１が設け
られ、それは詳細に図示されていない閉鎖部材１２によ
って開閉することができる。スラグ注入のために、スラ
グ注ぎ口１３が上記下方部に、上記突出部８に対向して
半径方向に設けられており、そのスラグ注ぎ口は図示し
ないドアによって閉鎖可能である。
【０００７】黒鉛電極４は中央孔１４を有する中空電極
として設計され、全ての黒鉛電極４は輸送ダクト１５に
接続し、その端部はバルブステーション１６に接続して
いる。このバルブステーションには空気、ＣＨ4または
ＣxＨy、Ｎ2およびＯ2を供給することができる。Ｃ
Ｈ4、ＣxＨ4またはＮ2は選択的に供給ダクト１５に供給
するされ、混合スティション１７および調整バルブ１８
を介して電極４に導かれる。供給されるガスの比率は電
気アーク炉の作動状態に依存して調整される。
【０００８】さらにまた、一または数個のガス酸素バー
ナランス１９が電気炉の上方部２に挿入され、そのラン
スにはバルブステーションによりＯ2、ＣＨ4、Ｎ2およ
び空気が供給され、これらのガスの消費は所望の操作条
件に従って調整可能である。
【０００９】図１の具体例によれば、主としてガス状炭
化水素が中空電極４を通して電気アーク２０に供給され
る。電極における条件調整は以下の通りである。中空電
極４の孔１４を通して非常に熱い電極先端２１に案内さ
れる炭化水素は電極先端において分解し、それらの成分
に分割される吸熱反応となり、それに対応する冷却効果
が起こる。例えばメタン、ＣＨ4がその成分である炭素
および水素に分解されるならＣＨ4の２.５Ｍcal／Ｎm3
が消費される。この冷却効果によって電極先端２１の温
度を低下させ、黒鉛消費がかなり減少することになる。
【００１０】この冷却効果は炭化水素の消費される分解
エネルギーと分解された生成物の炭素および水素が電気
アーク内でほぼ室温から１５００℃以上に加熱されるに
必要な消費エネルギーからなる。
【００１１】分解に伴う冷却による黒鉛電極の節約によ
ってエネルギー消費が増大するが、分解した生成物の燃
焼から得られるエネルギーによって補償されることにな
る。 炭素: Ｃ＋Ｏ2 → ＣＯ2−Ｑc (Ｑc＝７.９Ｍcal／ＫgＣ)と 水素: ２Ｈ2＋Ｏ2 → ２Ｈ2Ｏ−ＱＨ (ＱＨ＝２.７Ｍcal／Ｎm3Ｈ2)． エネルギーを消費する冷却反応が電極先端２１で起こ
り、エネルギーを供給する反応が各反応スペースにおい
て起こり、例えばスクラップ２２のような充填材料の溶
融プロセスを助けるために利用される。
【００１２】図２および図３において、固体炭化水素
(合成物質廃棄物の形態)２４の吹き入れが貯蔵容器２３
から中空電極４を通して電気アーク２０内に行なわれる
かまたは液体炭化水素(例えば使用済みオイル)２６の吹
き入れは貯蔵容器２５に集められて行なわれるように例
示されている。双方の場合において、例えばＣＨ4、Ｃx
Ｈy、Ｎ2のようなガスは中空電極を通して加圧下に導入
され、運搬手段として機能する。電極先端における上述
した冷却効果は固体炭化水素(例えば合成物質)および液
体炭化水素(例えば使用済みオイル)の廃棄においても起
こり、分解する生成物がエネルギーの回収およびそれの
溶融するストックへの供給のために使用されるのが有利
である。
【００１３】
【発明の効果】本発明にかかる方法の利点を従来の溶融
プロセスと比較すると、次のように要約される。 １) 電極先端の冷却効果により電極消費が低下する。 ２) 直流炉において、底部アノードなくして操業を行
うことができる。なぜならば、黒鉛電極はカソードとし
て接続された電極と比較してアノードとして接続された
電極の３倍高い先端消費の不利益なく、アノードとして
接続することができるからである。 ３) 分解した生成物ＣのＣＯ2およびＨ2のＨ2Ｏへの燃
焼によってスクラップの溶融時におけるエネルギーの回
収が行なわれる。 ４) 電気アーク内での有機物質の環境的に許容される
(即ち、無毒性)廃棄がエネルギー利用とともに行なわれ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のかかる電気アーク炉の第１実施例の
概略断面図である。
【図２】 本発明のかかる電気アーク炉の第２実施例の
概略断面図である。
【図３】 本発明のかかる電気アーク炉の第３実施例の
概略断面図である。
【符号の説明】
１ 下方部 ２ 上方部 ３ 蓋 ４ 黒鉛電極 ５ 炉内部 ８ 突出部 １４ 中央孔 １５ ダクト １６ バルブステーション １７ 混合ステ
ーション １８ 調整バルブ １９ バーナラ
ンス ２０ 電気アーク ２１ 電極先端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハラルト・ベルガー オーストリア、アー−4020リンツ、マリア ヒルフガッセ11番 (72)発明者 ペーター・ミッターク オーストリア、アー−4020リンツ、プロシ ュコガング１ベー番 (56)参考文献 特開 昭63−203712（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電極先端を有する少なくとも一つの黒鉛
    電極を備える電気アーク炉において、スクラップから鋼
    メルトのような金属メルトを生成するにあたり、上記少
    なくとも一つの黒鉛電極が中央長手方向に孔を有し、有
    機物質が上記少なくとも一つの黒鉛電極の上記中央長手
    方向孔を通して上記電気アーク内に投入されることを特
    徴とする金属メルトの生成方法。
  2. 【請求項２】 上記電気アーク内に投入される有機物質
    が、固体、液体および気体形態の少なくとも一つの炭化
    水素であって、上記電気アーク内で有機物質を分解させ
    て電極先端を冷却しつつ分解生成物を形成し、続いてそ
    の分解生成物を燃焼させる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記固体形態の炭化水素が合成物質廃棄
    物である請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 さらに、キャリアーガスを供給し、上記
    合成物質廃棄物をキャリアーガスとともに上記電気アー
    ク内に供給する請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記液体形態の炭化水素が使用済みオイ
    ルである請求項２記載の方法。
  6. 【請求項６】 スクラップから鋼メルトのような金属メ
    ルトを形成する電気アーク炉であって、少なくとも一つ
    の黒鉛電極が上記電気アーク内に有機物質を充填するた
    めの中央長手方向孔を備え、その電極端部が電気アーク
    炉から突出して該電極端部に上記有機物質を運ぶための
    ダクトが接続していることを特徴する電気アーク炉。
  7. 【請求項７】 上記ダクト内に固体および液体炭化水素
    の少なくとも一つを混合するための混合段階を有する請
    求項６記載の電気アーク炉。
JP33582792A 1991-12-16 1992-12-16 金属メルトの生成方法およびその電気アーク炉 Expired - Lifetime JPH0731010B2 (ja)

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