JPH0792337B2 - 直流アーク式スクラップ溶解精錬炉 - Google Patents
直流アーク式スクラップ溶解精錬炉Info
- Publication number
- JPH0792337B2 JPH0792337B2 JP3226088A JP22608891A JPH0792337B2 JP H0792337 B2 JPH0792337 B2 JP H0792337B2 JP 3226088 A JP3226088 A JP 3226088A JP 22608891 A JP22608891 A JP 22608891A JP H0792337 B2 JPH0792337 B2 JP H0792337B2
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- Japan
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- furnace
- arc
- shell
- hearth
- arc type
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流アーク式スクラッ
プ溶解精錬炉に関するものである。
プ溶解精錬炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】製鋼用アーク炉は、主として三相交流ア
ーク炉が用いられてきたが、近年直流アーク炉も盛んに
用いられるようになって来た。直流アーク炉は、従来、
図３に示すように、有底円筒状の炉殻1 の底部内周面に
は耐火物がライニングされて炉床2 が形成されており、
炉殻1 の側部内周面には前記炉床2 の上端から炉頂にか
けて耐熱性の炉壁3 が付設されている。従来、該炉壁3
は耐火レンガによって構成されていたが、近年水冷パネ
ルが使用されることも多い。図例の炉壁3 は水冷パネル
のものを示している。炉頂には、炉蓋4 が開閉自在に設
けられており、炉蓋4 の中央部には陰極を構成する黒鉛
電極5 が昇降自在に垂下されており、一方、炉床2 には
陽極6 が装着されている。7 は炉内燃性ガスを排気する
ための集塵用エルボである。炉内に装入された原料は、
陽極6 と導通状態にあり、原料に向って黒鉛電極5 の先
端からプラズマアーク9を発生させ、プラズマアーク9
の高温を利用して原料を溶解し、鋼浴8 を得る。
ーク炉が用いられてきたが、近年直流アーク炉も盛んに
用いられるようになって来た。直流アーク炉は、従来、
図３に示すように、有底円筒状の炉殻1 の底部内周面に
は耐火物がライニングされて炉床2 が形成されており、
炉殻1 の側部内周面には前記炉床2 の上端から炉頂にか
けて耐熱性の炉壁3 が付設されている。従来、該炉壁3
は耐火レンガによって構成されていたが、近年水冷パネ
ルが使用されることも多い。図例の炉壁3 は水冷パネル
のものを示している。炉頂には、炉蓋4 が開閉自在に設
けられており、炉蓋4 の中央部には陰極を構成する黒鉛
電極5 が昇降自在に垂下されており、一方、炉床2 には
陽極6 が装着されている。7 は炉内燃性ガスを排気する
ための集塵用エルボである。炉内に装入された原料は、
陽極6 と導通状態にあり、原料に向って黒鉛電極5 の先
端からプラズマアーク9を発生させ、プラズマアーク9
の高温を利用して原料を溶解し、鋼浴8 を得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、直流アーク炉の
炉体は、電極の取付構造を除いて、三相交流アーク炉と
同様の構造が適用されており、炉殻高さ (炉殻内底面か
ら炉頂までの高さ) Ｈと炉底部における炉殻内径Ｄとの
比Ｈ／Ｄは0.7 以下とされていた。その理由は、交流ア
ーク炉ではＨ／Ｄを大きくすると電極部のインピーダン
スが大きくなり、効率が低下するためである。
炉体は、電極の取付構造を除いて、三相交流アーク炉と
同様の構造が適用されており、炉殻高さ (炉殻内底面か
ら炉頂までの高さ) Ｈと炉底部における炉殻内径Ｄとの
比Ｈ／Ｄは0.7 以下とされていた。その理由は、交流ア
ーク炉ではＨ／Ｄを大きくすると電極部のインピーダン
スが大きくなり、効率が低下するためである。
【０００４】しかしながら、Ｈ／Ｄが0.7 以下と炉殻高
さが低いため、黒鉛電極先端から発生するアークジェッ
トにより鋼浴8 から飛散した多量のスプラッシュが集塵
用エルボ7 を介して外部に放出され、歩留りの低下の一
因となっている。特に、電力レベル (ＫＶＡ／ton)の高
いＵＨＰアーク炉では、図１のように電極が１本であ
り、アークジェットが強力であり、スプラッシュの発生
が著しい。
さが低いため、黒鉛電極先端から発生するアークジェッ
トにより鋼浴8 から飛散した多量のスプラッシュが集塵
用エルボ7 を介して外部に放出され、歩留りの低下の一
因となっている。特に、電力レベル (ＫＶＡ／ton)の高
いＵＨＰアーク炉では、図１のように電極が１本であ
り、アークジェットが強力であり、スプラッシュの発生
が著しい。
【０００５】また、装入原料の崩落前において高温の燃
焼ガスが炉内挿入原料内を通過する間に、これらを予熱
する時間が短く、熱効率が悪いという問題がある。本発
明はかかる問題に鑑みなされたもので、歩留り、熱効率
の高い直流アーク式スクラップ溶解精錬炉を提供するこ
とを目的とする。
焼ガスが炉内挿入原料内を通過する間に、これらを予熱
する時間が短く、熱効率が悪いという問題がある。本発
明はかかる問題に鑑みなされたもので、歩留り、熱効率
の高い直流アーク式スクラップ溶解精錬炉を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の直流アーク式ス
クラップ溶解精錬炉は、炉殻の底部内面に耐火物によっ
て炉床が形成され、炉殻の側部内面に耐熱性の炉壁が付
設された直流アーク式スクラップ溶解精錬炉において、
炉殻高さＨと炉底部における炉殻内径Ｄとの比Ｈ／Ｄを
０．９以上とする。この場合、炉壁内面は炉床上部から
炉頂にかけて炉中心線側に傾いたテーパ面で形成するの
がよい。
クラップ溶解精錬炉は、炉殻の底部内面に耐火物によっ
て炉床が形成され、炉殻の側部内面に耐熱性の炉壁が付
設された直流アーク式スクラップ溶解精錬炉において、
炉殻高さＨと炉底部における炉殻内径Ｄとの比Ｈ／Ｄを
０．９以上とする。この場合、炉壁内面は炉床上部から
炉頂にかけて炉中心線側に傾いたテーパ面で形成するの
がよい。
【０００７】
【作用】炉殻高さＨと炉底部における炉殻内径Ｄとの比
Ｈ／Ｄを0.9 以上としたので、炉体は縦に長い形状とな
り、黒鉛電極の先端から発生するアークジェットによっ
て鋼浴から飛散する多量のスプラッシュが炉蓋に到達し
難くなり、炉蓋に取付けられた集塵用エルボを介して外
部へ放出されるのが抑制される。また、アーク熱源で発
生した炉内燃焼ガスが装入原料間を通過して炉頂に至る
間、ガスの保有熱量を原料に十分付与することができ、
高温ガスの熱交換率を高めることができる。この際、Ｈ
／Ｄを0.9 以上にするのは、0.9 未満では上記作用を十
分発揮させることが困難だからである。尚、本発明は直
流アーク炉を対象としているため、Ｈ／Ｄを0.9 以上と
することによってＨが大きくなり、これに伴って黒鉛電
極の長さが長くなっても、インピーダンスの増大はほと
んど生じず、効率の低下は問題とならない。
Ｈ／Ｄを0.9 以上としたので、炉体は縦に長い形状とな
り、黒鉛電極の先端から発生するアークジェットによっ
て鋼浴から飛散する多量のスプラッシュが炉蓋に到達し
難くなり、炉蓋に取付けられた集塵用エルボを介して外
部へ放出されるのが抑制される。また、アーク熱源で発
生した炉内燃焼ガスが装入原料間を通過して炉頂に至る
間、ガスの保有熱量を原料に十分付与することができ、
高温ガスの熱交換率を高めることができる。この際、Ｈ
／Ｄを0.9 以上にするのは、0.9 未満では上記作用を十
分発揮させることが困難だからである。尚、本発明は直
流アーク炉を対象としているため、Ｈ／Ｄを0.9 以上と
することによってＨが大きくなり、これに伴って黒鉛電
極の長さが長くなっても、インピーダンスの増大はほと
んど生じず、効率の低下は問題とならない。
【０００８】また、炉壁内面を炉床上部から炉頂にかけ
て炉中心線側に傾いたテーパ面で形成することにより、
アーク熱源から炉壁内面までの距離を縮めることがで
き、炉壁内面における熱負荷 (受熱量) の減少を防止す
ることができる。これによって、炉壁に付着したスプラ
ッシュの再溶解が促進され、スプラッシュ付着物の残存
を防止することができ、歩留りの向上、炉内整備性の向
上を図ることができる。尚、熱負荷は装入原料の崩落後
のアーク熱源からの距離の２乗に比例するので、炉壁内
面を炉頂側が縮径したテーパ面で形成することにより、
大きな効果が得られる。
て炉中心線側に傾いたテーパ面で形成することにより、
アーク熱源から炉壁内面までの距離を縮めることがで
き、炉壁内面における熱負荷 (受熱量) の減少を防止す
ることができる。これによって、炉壁に付着したスプラ
ッシュの再溶解が促進され、スプラッシュ付着物の残存
を防止することができ、歩留りの向上、炉内整備性の向
上を図ることができる。尚、熱負荷は装入原料の崩落後
のアーク熱源からの距離の２乗に比例するので、炉壁内
面を炉頂側が縮径したテーパ面で形成することにより、
大きな効果が得られる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、従来例と同一名称の部材には同一符号を付
し、構造が相違する点を中心に説明する。図１は実施例
に係わる直流アーク式スクラップ溶解精錬炉を示してお
り、炉体11には炉蓋4 が開閉自在に設けられており、炉
体11は炉殻1 によってその外周面が形成され、炉殻1 は
炉殻高さＨと炉殻内径Ｄとの比Ｈ／Ｄが0.9 以上であっ
て、縦長形状をしている。炉殻1 の底部内周面には、従
来と同様、炉床2 が耐火材で形成されており、その上端
はスラグレベル（Ｓ．Ｌ）のやや上部に位置している。
Ｍ．Ｌは鋼浴レベルである。
する。尚、従来例と同一名称の部材には同一符号を付
し、構造が相違する点を中心に説明する。図１は実施例
に係わる直流アーク式スクラップ溶解精錬炉を示してお
り、炉体11には炉蓋4 が開閉自在に設けられており、炉
体11は炉殻1 によってその外周面が形成され、炉殻1 は
炉殻高さＨと炉殻内径Ｄとの比Ｈ／Ｄが0.9 以上であっ
て、縦長形状をしている。炉殻1 の底部内周面には、従
来と同様、炉床2 が耐火材で形成されており、その上端
はスラグレベル（Ｓ．Ｌ）のやや上部に位置している。
Ｍ．Ｌは鋼浴レベルである。
【００１０】炉殻1 の側部は、前記炉床2 の上端部から
炉頂にかけて縮形して形成されており、その内面は炉中
心線に対してθ＝ 5゜〜20゜程度傾斜して形成されてい
る。そして、その内周面に沿って、水冷パネルからなる
炉壁3 が付設されている。図２は、実施例に係る直流ア
ーク電気炉の操業状態を示しており、スクラップを主原
料とし石灰やコークスを含む装入原料12の中央部を溶解
して、１本の黒鉛電極5 が垂下している。電極先端と炉
床2 に溜まった溶鋼13との間にアークプラズマ9 が発生
しており、アーク熱源の回りの原料を順次溶解してい
る。この溶解の際に生じた、スクラップ付着物や炭素等
の炉内燃焼ガスは図中矢印のように未溶解の装入原料の
間を通って、これらを加熱して、集塵用エルボ7 から排
出される。装入原料が崩落後、鋼浴に照射されるアーク
ジェットによって多量のスプラッシュが発生するが、炉
殻高さＨが高いので集塵用エルボ7 から放出されにく
い。また、炉壁3 の中間部ないし上部内面に付着して凝
固したスプラッシュも、炉壁3 内面が炉床上部から炉頂
にかけて黒鉛電極5側に傾いたテーパ面で形成されてい
るため、アーク熱源からの距離が小さくなり、熱負荷
(受熱量) が大きく、再溶解し易くなる。
炉頂にかけて縮形して形成されており、その内面は炉中
心線に対してθ＝ 5゜〜20゜程度傾斜して形成されてい
る。そして、その内周面に沿って、水冷パネルからなる
炉壁3 が付設されている。図２は、実施例に係る直流ア
ーク電気炉の操業状態を示しており、スクラップを主原
料とし石灰やコークスを含む装入原料12の中央部を溶解
して、１本の黒鉛電極5 が垂下している。電極先端と炉
床2 に溜まった溶鋼13との間にアークプラズマ9 が発生
しており、アーク熱源の回りの原料を順次溶解してい
る。この溶解の際に生じた、スクラップ付着物や炭素等
の炉内燃焼ガスは図中矢印のように未溶解の装入原料の
間を通って、これらを加熱して、集塵用エルボ7 から排
出される。装入原料が崩落後、鋼浴に照射されるアーク
ジェットによって多量のスプラッシュが発生するが、炉
殻高さＨが高いので集塵用エルボ7 から放出されにく
い。また、炉壁3 の中間部ないし上部内面に付着して凝
固したスプラッシュも、炉壁3 内面が炉床上部から炉頂
にかけて黒鉛電極5側に傾いたテーパ面で形成されてい
るため、アーク熱源からの距離が小さくなり、熱負荷
(受熱量) が大きく、再溶解し易くなる。
【００１１】次に、具体的実施例を掲げる。図１のよう
に、炉殻高さＨ＝7000mm、炉床部における炉殻内径Ｄ＝
7000φmm、炉頂部における炉殻内径ｄ＝5000φmmの炉殻
を製作し、炉殻側部内周面に沿って炉床上部に水冷パネ
ルを付設して炉壁を形成した。該実施例の炉体 (炉内容
量149m3)を用いて、１本電極式の直流電気炉を構成し、
スクラップ等の原料（初回装入量90ton)を装入し、通電
して原料の溶解、製錬を行った。
に、炉殻高さＨ＝7000mm、炉床部における炉殻内径Ｄ＝
7000φmm、炉頂部における炉殻内径ｄ＝5000φmmの炉殻
を製作し、炉殻側部内周面に沿って炉床上部に水冷パネ
ルを付設して炉壁を形成した。該実施例の炉体 (炉内容
量149m3)を用いて、１本電極式の直流電気炉を構成し、
スクラップ等の原料（初回装入量90ton)を装入し、通電
して原料の溶解、製錬を行った。
【００１２】その結果、従来のＨ＝5540mm、Ｄ＝ｄ＝70
00φmm、炉内容積127m3 の有底円筒形炉体を用い、同条
件で操業した場合に比べて、スクラップの積高さが実施
例では約4000mmから5400mmと35％増大したため、原料装
入の際のならし作業は不要となり、また炉内燃焼ガスが
スクラップ中を通過することによるスクラップへの受熱
量が約35％増大し、溶解期の総合熱効率が向上した。ま
た、実施例では炉高が約1400mm高くなったことに起因し
て、鋼浴レベル(M.L) から炉頂までの高さが3000mmから
4500mmとなり、スクラップの崩落後に、アークジェット
によって発生したスプラッシュの集塵用エルボからの放
出が約35％軽減された。また、炉壁はその頂部が縮径
し、その内面が炉中心線側に傾斜しているため、アーク
熱源からの距離が傾斜させない場合に比べて短縮されて
おり、スプラッシュの付着残留量が大幅に減少した。
00φmm、炉内容積127m3 の有底円筒形炉体を用い、同条
件で操業した場合に比べて、スクラップの積高さが実施
例では約4000mmから5400mmと35％増大したため、原料装
入の際のならし作業は不要となり、また炉内燃焼ガスが
スクラップ中を通過することによるスクラップへの受熱
量が約35％増大し、溶解期の総合熱効率が向上した。ま
た、実施例では炉高が約1400mm高くなったことに起因し
て、鋼浴レベル(M.L) から炉頂までの高さが3000mmから
4500mmとなり、スクラップの崩落後に、アークジェット
によって発生したスプラッシュの集塵用エルボからの放
出が約35％軽減された。また、炉壁はその頂部が縮径
し、その内面が炉中心線側に傾斜しているため、アーク
熱源からの距離が傾斜させない場合に比べて短縮されて
おり、スプラッシュの付着残留量が大幅に減少した。
【００１３】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の直流アーク
式スクラップ溶解精錬炉は、炉殻高さＨと炉殻内径Ｄと
の比Ｈ／Ｄが0.9 以上としたので、従来に比べて炉高が
高くなり、炉内燃焼ガスの保有熱をスクラップへ十分供
給することができ、熱交換率の向上による溶解期の総合
熱効率を向上させることができ、またスクラップ崩落後
のアークジェットによるスプラッシュの集塵用エルボか
らの放出を抑制することができ、歩留りの向上に資する
ことができる。
式スクラップ溶解精錬炉は、炉殻高さＨと炉殻内径Ｄと
の比Ｈ／Ｄが0.9 以上としたので、従来に比べて炉高が
高くなり、炉内燃焼ガスの保有熱をスクラップへ十分供
給することができ、熱交換率の向上による溶解期の総合
熱効率を向上させることができ、またスクラップ崩落後
のアークジェットによるスプラッシュの集塵用エルボか
らの放出を抑制することができ、歩留りの向上に資する
ことができる。
【００１４】また、炉壁内面を炉床上部から炉頂にかけ
て炉中心線側に傾いたテーパ面で形成することにより、
アーク熱源と炉壁内面との距離が短縮され、炉壁に付着
したスプラッシュの再溶解を促進することができ、歩留
の向上、炉壁整備の容易化を図ることができる。
て炉中心線側に傾いたテーパ面で形成することにより、
アーク熱源と炉壁内面との距離が短縮され、炉壁に付着
したスプラッシュの再溶解を促進することができ、歩留
の向上、炉壁整備の容易化を図ることができる。
【図１】実施例に係わる直流アーク式スクラップ溶解精
錬炉の断面図である。
錬炉の断面図である。
【図２】同アーク炉の操業状態における断面図である。
【図３】従来例の直流アーク炉の断面図である。
1 炉殻 2 炉床 3 炉壁 4 炉蓋 5 黒鉛電極 6 陽極 7 集塵用エルボ
Claims (2)
- 【請求項１】 炉殻の底部内面に耐火物によって炉床が
形成され、炉殻の側部内面に耐熱性の炉壁が付設された
直流アーク式スクラップ溶解精錬炉において、 炉殻高さＨと炉底部における炉殻内径Ｄとの比Ｈ／Ｄを
０．９以上とすることを特徴とする直流アーク式スクラ
ップ溶解精錬炉。 - 【請求項２】炉壁内面は炉床上部から炉頂にかけて炉中
心線側に傾いたテーパ面で形成されている請求項１に記
載した直流アーク式スクラップ溶解精錬炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3226088A JPH0792337B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 直流アーク式スクラップ溶解精錬炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3226088A JPH0792337B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 直流アーク式スクラップ溶解精錬炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0566089A JPH0566089A (ja) | 1993-03-19 |
| JPH0792337B2 true JPH0792337B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=16839636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3226088A Expired - Lifetime JPH0792337B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 直流アーク式スクラップ溶解精錬炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792337B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106197006B (zh) * | 2016-07-04 | 2018-03-20 | 内蒙古纳顺装备工程(集团)有限公司 | 一种矿热炉炉体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE400013B (sv) * | 1974-07-23 | 1978-03-06 | Asea Ab | Anordning vid likstromsmatade ljusbagsugnar |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP3226088A patent/JPH0792337B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0566089A (ja) | 1993-03-19 |
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