JPH09511324A - 直流電流により加熱される冶金容器の底部電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、耐火材によりライニングされている金属外套を有し例えばフェロアロイ製造等に用いられ直流電流により加熱される冶金容器の底部電極に関する。できるだけ広い面積の電気コンタクトと、ひいては溶融金属と、容器底部の中に設けられている電極装置との間の確実な電流流通を、耐火性ライニングの熱負荷とは無関係な電流供給導電路で保証するために本発明により、容器内室に割当てられ前記冶金容器（１０）の耐火性側壁（１２）に下方に配置されている底部（２２）が導電性耐火材から形成され、導電性底部（２２）の周辺が金属プレート（２５）により取囲まれ、個々の金属プレート（２５）が、金属外套（１）を貫通して前記炉容器（１０）から導出されている電流棒（３１）に接続され、前記電流棒（３１）を含む前記プレート（２５）が前記金属外套（１１）に対して電気絶縁材（３２）により分離されていることが提案される。

Description

【発明の詳細な説明】 直流電流により加熱される冶金容器の底部電極 本発明は、耐火材によりライニングされている金属外套を有し例えばフェロア ロイ製造等に用いられ直流電流により加熱される冶金容器の底部電極に関する。 例えば炉、取鍋等の直流により作動される容器は、棒の形状で容器の中に突出 し規則的に陰極として形成されている電極の外に、底部又は底部領域の中の配置 されている陽極を有する。このコンタクト装置の役割は、冶金容器の中にある溶 融金属浴の周辺に陰極コンタクトを形成することにある。陽極として、容器底部 を貫通案内されている金属棒又は導電性耐火性練り材料すなわち煉瓦が使用され る。例えばドイツ特許出願公開第ＤＥ３１０７４５４Ａ１号公報から、リング状 又はリング部分区間状に１つの共通の円の上に取鍋の周辺に沿って配置されてい る電極用コンタクト装置が公知である。このコンタクト装置は、陽極底部の小さ い一部であることも可能である導電性挿入部材に接続されている。 この文献から公知の底部電極では容器底部の一部のみしか電極として形成され ていない。その上、公知の電極は小型の容器にしか適さない、何故なら底部の熱 膨張の補償機構が、とりわけ大型の容器には設けられていないからである。 電気的に加熱される溶解炉、例えば直流アーク炉の底部は、ドイツ特許出願第 ＤＥ３５３４７５０Ｃ２号明細書からも公知である。この文献で発明者は、電気 的に加熱される溶解炉の少なくとも中央領域に、電極として用いられる導電性材 料から成る層を設け、その際、高溶融性で非金属の材料を用いることを提案して いる。この文献からは、電流供給導電路と導電性底部との間のコンタクトをいか にして実現するかに関する教示は得られない。 本発明の課題は、できるだけ広い面積のコンタクトが保証され、溶融金属と容 器底部の中に設けられている電極装置との間の電流伝達とが、耐火性ライニング の熱負荷とは無関係な電流供給導電路で保証される、直流により加熱される冶金 容器を提供することにある。 上記課題は本発明により請求の範囲第１項の特徴部分に記載の特徴により解決 される。 本発明では、冶金容器の耐火性側壁の下方に配置されている底部が、導電性材 料から形成されている。この底部の周辺には金属プレートが設けられ、それぞれ の金属プレートは、炉容器から突出している電流コンタクトに接続されている。 個々のプレートは順次に並べられて、中心軸線に平行に配置されているコンタク トプレートリングを形成し、コンタクトプレートリングは導電性底部の外壁にし っかりと当接し、従って、電流を確実に伝達できる。これらのプレートの内部に は、これらのプレートに接続されている棒状部材が配置され、これらの棒状部材 は放射状に容器壁を貫通して外部へ案内され、外部で、集中導線に接続されてい る。耐火材の熱膨張により、有利には銅から形成されているプレートとの確実な コンタクトが実現される。底部ライニングの中に設けられているコンタクトプレ ートは、気密構造により腐食から保護されている。 底部の中に導電性耐火材を設けることにより、溶融金属浴と銅プレートとの間 のコンタクトの高い効率が得られる。全電極を溶融金属浴液溜の下方に配置する ことにより、充填度とは全く無関係なコンタクトが得られる。これは、生産する 種々異なる金属の非常に異なる導電性において、プロセス工学的に明らかに良好 に作用する。底部電極は陽極として接続されており、従って電流は、熱により発 生する溶融金属浴の流れを援助する。 本発明の１つの有利な実施の形態ではプレートのそれぞれの半部が、別個の導 電路に接続されている。このようにして、アーク炉の中で電気エネルギー伝達が 行われるかぎり、冶金容器の中に突出する電極と、導電性底部と接触している溶 融金属浴との間のアークが制御不能に偏向すること防止される。 底部電極の材料として、約１５％の炭素含量の微細マグネシア煉瓦が構成材料 として提案される。この材料は、熱伝達度が低く、導電性が高い。その上、溶融 金属浴の中で製造する又は溶解する一連の金属、とりわけフェロアロイに対して 化学的に高い抵抗度を有する。 しかし底部電極として、大きい容積のプレートの形の炭素煉瓦も使用できる。 更に、底部を練り材料から形成し、金属内蔵体を入れることによりこの練り材料 の導電性を制御できる。 導電性耐火材から形成されている電極は、冶金容器の耐火性側壁の下方に保護 されて配置されている。金属外套と底部電極との間に減衰及び絶縁部材が設けら れ、この減衰及び絶縁部材は金属プレートを押圧して、底部電極の周辺への確実 なコンタクトを実現し、その際、耐火材を破壊しない。 電流を耐火性底部電極から導線へ案内する金属部分は、金属容器に対してガル バニック（galvanisch）に分離されており、これにより、炉容器の金属外套を介 して定められない電流が流れるのが防止される。 導線と、電流プレートに接続されている棒との間のいかなる運動も障害無しに 受取ることができるように、これらの接続線は可撓性ケーブルとして形成されて いる。 本発明の１つの実施の形態が図面に示され、次に説明される。 第１図は冶金容器の断面図、第２図は電流案内部材の電気回路の略図である。 第１図は炉容器１０を示し、この炉容器１０の中に、棒状であり陰極として接 続されている電極２１が突出している。炉容器１０は、金属外套１１を有し、金 属外套１１は耐火性側壁１２と耐火性底部１３を有する。耐火性側壁１２の直接 下に、耐火材から製造された底部電極２２が取付けられている。第１図の左側の 底部電極２２は、練り材料２３から形成されている。練り材料２３の中にはこの 例では金属製内蔵体２７が設けられている。第１図の右側では底部電極２２は、 湾曲されて示され、更に、２つの煉瓦層２４及び２８から形成されている。 底部電極２２の周辺にプレート２５が取付けられ、プレート２５は熱膨張によ る変形を吸収する減衰材料２６を介して金属外套１１により支持されている。プ レート２５には電流棒３１が固定され、電流棒３１は減衰材料２６及び金属外套 １１を貫通して容器１０から導出されている。電流棒３１は、ガルバニック分離 体として絶縁体３２を有する。電流棒３１は可撓性ケーブル３５を介して導電体 ３３及び３４に接続されている。陰極２１及び陽極２２は、整流器３６、変圧器 ３７及びチョークコイル３８から成る電流エネルギー装置に接続されている。 第２図は、底面電極２２に当接している個々のプレート２５と、陰極として接 続されている棒電極との回路を概略的に示す。上の図面では、個々のプレート２ ５は、容器１１の一方の半部の隣接するプレート２５が電流棒３１を介して第１ の導電体３３に接続され、他方の半部が同様の構造で導電体３４に接続されるよ うに半分に分割されている。第２図の下の図面では、それぞれ隣接するプレート ２５は導電体３３又は導電体３４に接続されている。 参照番号リスト １０ 上部容器 １１ 金属外套 １２ 耐火性側壁 １３ 耐火性底面 １４ 支持煉瓦 ２０ 電極 ２１ 棒電極（陰極） ２２ 底部電極（陽極） ２３ 練り材料 ２４ 煉瓦 ２５ プレート ２６ 減衰及び絶縁部材 ２７ 金属内蔵体 ２８ 第２の耐火性層 ３０ 導線 ３１ 電流棒 ３２ 電気絶縁材 ３３ 導電体の第１の半部 ３４ 導電体の第２の半部 ３５ 可撓性ケーブル ３６ 整流器 ３７ 変圧器 ３８ チョークコイル Ｉ 中心軸線

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年５月９日 【補正内容】 参照番号リスト １０ 上部容器 １１ 金属外套 １２ 耐火性側壁 １３ 耐火性底面 １４ 支持煉瓦 ２１ 棒電極（陰極） ２２ 底部電極（陽極） ２３ 練り材料 ２４ 煉瓦 ２５ プレート ２６ 減衰及び絶縁部材 ２７ 金属内蔵体 ２８ 第２の耐火性層 ３１ 電流棒 ３２ 電気絶縁材 ３３ 導電体の第１の半部 ３４ 導電体の第２の半部 ３５ 可撓性ケーブル ３６ 整流器 ３７ 変圧器 ３８ チョークコイル Ｉ 中心軸線 請求の範囲（補正） １． 容器内室に割当てられ冶金容器の耐火性側壁に下方に配置されている底 部が導電性耐火材から形成され、耐火材によりライニングされている金属外套を 有し、直流電流により加熱される冶金容器の底部電極において、 導電性底部（２２）の周辺が金属プレート（２５）により取囲まれ、 個々の金属プレート（２５）が、金属外套（１）を貫通して前記炉容器（１０ ）から導出されている電流棒（３１）に接続され、 前記電流棒（３１）を含む前記プレート（２５）が前記金属外套（１１）に対 して電気絶縁材（３２）により分離されていることを特徴とする直流電流により 加熱される冶金容器の底部電極。 ２． 上記金属プレート（２５）が銅製であり、炉の中点から離れるようなＬ 字型腕木形状を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の直流電流によ り加熱される冶金容器の底部電極。 ３． 導電性耐火材（２２）が、１０〜２０％の炭素含量を有する燬焼マグネ シア煉瓦から成ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の直流電流により加 熱される冶金容器の底部電極。 ４． 導電性底部（２２）と金属製の容器外套（１１）との間に耐火性減衰及 び絶縁部材（２６）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 ５． 導電性底部（２２）が湾曲されて形成され、減衰及び絶縁部材（２６） と湾曲状の底部電極（２４）との間に配置され支持煉瓦（１４）として形成され ている耐火性リングにより取囲まれていることを特徴とする請求の範囲第４項に 記載の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 ６． 容器底部（２２）の導電性耐火材（２２）が耐火性練り材料（２３）か ら成ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の直流電流により加熱される冶 金容器の底部電極。 ７． 耐火性練り材料（２３）が金属製内蔵体を含むことを特徴とする請求の 範囲第６項に記載の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 ８． 金属製内蔵体（２７）が星状に導電性底部（２３）の周辺へ向かって、 増加する金属成分を有する請求の範囲第７項に記載の直流電流により加熱される 冶金容器の底部電極。 ９． プレート（２５）の数が半分づつに分割する、それぞれの半部は、炉容 器（１０）の回りの外側を案内されている導線（３３，３４）に接続されている ことを特徴とする請求の範囲第１項から第８項のうちのいずれか１つの項に記載 の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 １０． それぞれの半部の導線（３３，３４）が給電装置（３６，３７，３８ ）に案内されていることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の直流電流により 加熱される冶金容器の底部電極。 １１． プレート（２５）に接続されている電流棒（３１）と導線（３３又は ３４）との間に可撓性ケーブル（３５）が設けられていることを特徴とする請求 の範囲第９項に記載の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 １２． 底部電極が陽極として接続されていることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 耐火材によりライニングされている金属外套を有し、直流電流により加 熱される冶金容器の底部電極において、 容器内室に割当てられ前記冶金容器（１０）の耐火性側壁（１２）に下方に配 置されている底部（２２）が導電性耐火材から形成され、 導電性底部（２２）の周辺が金属プレート（２５）により取囲まれ、 個々の金属プレート（２５）が、金属外套（１）を貫通して前記炉容器（１０ ）から導出されている電流棒（３１）に接続され、 前記電流棒（３１）を含む前記プレート（２５）が前記金属外套（１１）に対 して電気絶縁材（３２）により分離されていることを特徴とする直流電流により 加熱される冶金容器の底部電極。 ２． 上記金属プレート（２５）が銅製であり、炉の中点から離れるようなＬ 字型腕木形状を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の直流電流によ り加熱される冶金容器の底部電極。 ３． 導電性耐火材（２２）が、１０〜２０％の炭素含量を有する燬焼マグネ シア煉瓦（gebrannten Magnesitsteinen）から成ることを特徴とする請求の範囲 第１項に記載の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 ４． 導電性底部（２２）と金属製の容器外套（１１）との間に耐火性減衰及 び絶縁部材（２６）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 ５． 導電性底部（２２）が湾曲されて形成され、減衰及び絶縁部材（２６） と湾曲状の底部電極（２４）との間に配置され支持煉瓦（１４）として形成され ている耐火性リングにより取囲まれていることを特徴とする請求の範囲第４項に 記載の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 ６． 容器底部（２２）の導電性耐火材（２２）が耐火性練り材料（２３）か ら成ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の直流電流により加熱される冶 金容器の底部電極。 ７． 耐火性練り材料（２３）が金属製内蔵体を含むことを特徴とする請求の 範囲第６項に記載の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 ８． 金属製内蔵体（２７）が星状に導電性底部（２３）の周辺へ向かって、 増加する金属成分を有する請求の範囲第７項に記載の直流電流により加熱される 冶金容器の底部電極。 ９． プレート（２５）の数が半分づつに分割され、それぞれの半部は、炉容 器（１０）の回りの外側を案内されている導線（３３，３４）に接続されている ことを特徴とする請求の範囲第１項から第８項のうちのいずれか１つの項に記載 の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。 １０． それぞれの半部の導線（３３，３４）が給電装置（３６，３７，３８ ）に案内されていることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の直流電流により 加熱される冶金容器の底部電極。 １１． プレート（２５）に接続されている電流棒（３１）と導線（３３又は ３４）との間に可撓性ケーブル（３５）が設けられていることを特徴とする請求 の範囲第９項に記載の直流電流により加熱される冶金容器の底部電極。