JPH10317046A

JPH10317046A - 直流アーク溶解炉

Info

Publication number: JPH10317046A
Application number: JP12450797A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Mizukami; 秀昭水上; Keiji Wakahara; 啓司若原; Hirotsugu Kubo; 博嗣久保; Shuzo Uchino; 周三内野; Hidehiko Yato; 秀彦矢戸
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】炉内２次燃焼率および着熱効率の向上、並び
に排ガス顕熱およびアーク熱の着熱効率の向上を図り、
且つ溶解時の短絡大電流の通流防止を図る。【解決手段】スクラップ全量を１回で装入でる炉容を
有し、アーク電圧が設定値以下になったら電圧低下信号
を、アーク電流が設定値より大きい場合は通流信号を送
り、サイドアーク判定部47は両信号を受けてサイドアー
ク信号を、また両信号を所定時間継続して受けたら短絡
信号に切り換えて調節部39に送り、調節部39は各場合
に、可動電極12をそのまま保持し、また急速に上昇させ
る。炉内二次燃焼用ノズルを３本以上、フリーボードＬ
と湯面からの高さｈをｈ／Ｌ＝0.15〜0.55、ガス吹出し
方向を電極を回避し且つ電極との開き角度を４０°未満
とする。炉内高さと炉内径との比を0.6 〜1.4 とし、1.
0 〜1.4 のときは、ノズルを２段以上に各３本以上設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、直流アーク溶解
炉に関するものであって、操業中の溶解炉から発生する
排ガス中のＣＯを炉内スクラップ層内で燃焼させ、その
際発生する燃焼熱を炉内のスクラップおよび溶鋼に効率
良く着熱させると共に、炉内で発生するアークエネルギ
ーをスクラップおよび溶鋼に効率良く着熱させ、更に、
溶解期においてスクラップの崩れ落ち時に発生するアー
クの短絡制御による操業時間の増大を抑制し、もって効
率的な電気炉操業を行なうことができる直流アーク溶解
炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の製鋼用アーク溶解炉における通常
の操業条件における１溶解・精錬当たりの入熱および出
熱のヒートバランスをみると、例えば、出熱の内約３５
％を排ガスの顕熱と潜熱とで占め、この内約１／２が排
ガス中の可燃分であるＣＯのＣＯ₂への燃焼熱が占めて
いる。ここで、ＣＯは、スクラップと共に装入した銑鉄
等に含有される炭素や鋼浴中に吹き込んだ炭材の、炉内
空間への吹込みＯ₂や溶鋼中への吹込み酸素等による酸
化反応により生成し、次いで、生成したＣＯは炉内空間
に侵入した空気中のＯ₂ガスによる酸化反応でＣＯ₂と
なる。

【０００３】アーク溶解炉におけるエネルギーコスト低
減のためには、排ガスが有するエネルギーを有効に利用
することが重要であり、そのためには排ガスの顕熱およ
び潜熱を有効に利用しなければならない。排ガス顕熱の
利用に関しては特に溶解期におけるスクラップへの熱伝
達率を向上させることが重要であり、排ガス潜熱の利用
に関しては炉内空間におけるＣＯガスの燃焼率（二次燃
焼率）の向上および被加熱物（スクラップおよび溶鋼）
への着熱効率の向上が重要である。また、溶鋼浴内のＣ
燃焼（一次燃焼）熱の溶鋼への着熱効率向上も重要であ
る。

【０００４】炉内二次燃焼技術のシステムとしては、通
常、溶解炉から発生する排ガスから所定のサンプリング
をし、ＣＯおよびＣＯ₂濃度を測定し、ＣＯ濃度に応じ
て炉内吹込みＯ₂量を調整してＣＯの燃焼熱をスクラッ
プおよび溶鋼に着熱させるものである。

【０００５】上記エネルギーコスト低減のためには、更
に、炉内で発生するアークエネルギーのスクラップおよ
び溶鋼へ着熱効率向上、並びに、スクラップ溶解時にお
けるスクラップと可動電極との短絡発生時の通電中断に
よる熱放散ロス等を最小限に抑制しなければならない。

【０００６】アーク溶解炉における排ガスの潜熱回収と
しての二次燃焼技術として、例えば、特開平５−９８３
６４号公報は、炉内側壁に高さ方向二段にわたって側壁
内周の同一高さで等間隔の位置にＯ₂ガスジェットラン
スを炉空間の垂直軸に対してほぼ切線方向に設け、且
つ、各段のＯ₂ガス噴出方向は同一円周方向に向かせ、
上段と下段とは噴出方向を逆まわり方向に向かせた吹込
み装置を有するアーク溶解炉（以下、「先行技術１」と
いう）を開示している。

【０００７】一方、アーク溶解炉によるスクラップの溶
解期には、ある程度溶解した時期にスクラップが崩れ落
ちて、炉内にスクラップを追加装入するための容積が形
成されたところで再装入をする方法がとられている。こ
れに対して最近、追加装入時の炉熱放散による熱損失お
よび炉外への粉塵発生による環境悪化を改善するため
に、１溶解の出湯に要するスクラップの全量を初装入の
１チャンスで装入し、しかる後に溶解作業に入る方法が
提案されている。

【０００８】上述した初装入チャンスでスクラップ全量
を装入する操業方法に使用されるアーク溶解炉は、炉内
容積を大きくするに当たり、溶解および精錬の全期間を
通じた熱効率改善の観点から、炉高を高くした形状の電
気炉が提案されている。アーク溶解炉で発生する排ガス
の顕熱利用に有利なアーク溶解炉として、例えば、実開
平１−１６７５９４号公報は、溶解途中で金属スクラッ
プを追加装入する際の炉内熱エネルギー損失を抑制する
ために、初装入でスクラップの全量を装入することがで
きる炉体形状を得ることとし、シルレベル（スラグ排出
口の上端面を指す）から炉本体上端までの高さＨを、炉
殻の内径Ｄの０．７５倍以上とする、即ち、Ｈ≧０．７
５Ｄとするアーク溶解炉（以下、「先行技術２」とい
う）を開示し、更に、二次燃焼技術として、同炉におい
てシルレベルから０．３５Ｄ以上の高さの炉内側壁にＯ
₂または空気吹込み用の開口を設け、排ガス中のＣＯ濃
度に応じてＣＯのＣＯ₂への酸化に必要な空気量を吹き
込む方法を開示している。

【０００９】次に、従来の直流アーク溶解炉におけるス
クラップ溶解時の電力制御について説明する。スクラッ
プ溶解は炉本体の上部に炉蓋を通して炉内に昇降される
可動電極とスクラップとの間に発生するアーク熱により
加熱・溶解される。この間、正常なアークの発生時と、
溶けて崩れ落ちたスクラップと可動電極との接触による
短絡発生時とに分けられる。

【００１０】図１２に、電源系を含む従来の直流アーク
溶解炉例の全体構成図を示す。電源系として、一次側の
送電系統Ｅから遮断器３２を経て炉用変圧器３３の二次
側にあるサイリスタ整流器３４の正極側に、リアクトル
３５を介して炉底電極２０が接続され、サイリスタ整流
器３５の負極側には可動電極１２が接続されている。制
御系として、アーク電圧制御系とアーク電流制御系とが
設けられている。

【００１１】スクラップの正常溶解時についてみると、
アーク電圧制御系は、電圧検出器３６からの検出電圧と
電圧設定器３７からの設定電圧とが加算器３８に送られ
て偏差電圧が求められ、調節部３９に送られる。調節部
３９は比例制御に従って偏差電圧に応じた昇降制御信号
を求め、可動電極昇降用の油圧駆動装置２８に送出し、
これにより可動電極１２とスクラップ１５との間に適正
なギャップを保持し、アーク電圧を所定値に制御する。
一方、アーク電流制御系は、電流検出器４１からの検出
電流と電流設定器４２からの設定電流とが加算器４３に
送られて偏差電流が求められ、ゲート制御部４６に送ら
れる。ゲート制御部４６は偏差電流に応じてサイリスタ
整流器３４の点弧角を制御し、アーク電流を所定値に制
御する。

【００１２】以上の構成により可動電極１２とスクラッ
プ１５との間にアーク２６を発生させスクラップ１５を
加熱・溶解する。これに対して溶解中にスクラップ１５
が崩れ落ち、スクラップ１５’が可動電極１２に接触し
て電気的に短絡が発生するとアーク電圧が０となり、電
力が下がる。この場合には、アーク電圧監視部４０およ
びアーク電流監視部４４が機能する。

【００１３】アーク電圧監視部４０は、所定の比較電圧
（例えば、１００Ｖ）と検出電圧とを比較して検出電圧
が比較電圧よりも低下したときに電圧低下信号を送出す
る機能を有し、また、アーク電流監視部４４は、所定の
比較電流（例えば定格電流の２０％）と検出電流とを比
較して検出電流が比較電流を超過したときに通流信号を
送出する機能を有する。そして、電圧低下信号および通
流信号が短絡判定部４５に送出され、短絡判定部４５は
これを受けて短絡発生信号を調節部３９に送る。調節部
３９はこれを受けて電極昇降装置Ｓにより可動電極１２
を急速上昇させて短絡を解消させる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術１お
よび２はいずれも、排ガスからの炉内スクラップおよび
溶鋼へのエネルギー回収により、電気炉の消費電力原単
位の低減に寄与する利点を有する。

【００１５】即ち、先行技術１によれば、二次燃焼技術
の改善により着熱効率が向上する点で有利である。しか
しながら、１回装入可能な炉体ではないので、溶解スク
ラップの全量に対する着熱効率向上を図ることはできな
い。また、先行技術１に開示された形状の炉体を有する
アーク溶解炉に対して先行技術２に開示された２次燃焼
技術を適正に採用して所期の目的を達成するためには、
Ｏ₂ガスジェットランスの適正な配設位置、同ランスの
配設個数および同ランスの噴出方向等の適正化を図らな
ければならない。

【００１６】先行技術２のアーク溶解炉によれば、１溶
解で使用するスクラップの全量を初装入で装入すること
ができる点において、溶解期における熱効率の向上を図
ることができ、排ガスによるスクラップ予熱効果が発揮
される点で優れている。しかしながら、排ガスの二次燃
焼に関しては未だ十分とはいえない。即ち、二次燃焼ノ
ズル位置等の詳細な設定はなされていない。単に、ブロ
アーで空気等を炉内に送り込むことが記載されているだ
けである。また、炉本体の形状を先行技術２に示された
ように竪長にしただけでは、この発明の重要な課題の一
つである、スクラップが溶解過程で崩れ落ちた時に、可
動電極と接触して発生する短絡を制御するのに要する時
間を短縮し、通電停止時間を短くして効率的な操業を行
なうことは困難である。

【００１７】図１３に、背高型の直流アーク溶解炉にお
いてスクラップの溶解が進行し、崩れ落ちたスクラップ
が電極と接触して短絡が発生するに至る過程の説明図を
示す。同図において、アーク溶解炉は直流アーク溶解炉
の場合であり、１２は可動電極、２０は炉底電極そして
２３は溶湯である。溶解初期の所謂ボーリング（ａ）に
おいては、可動電極１２から発生するアーク２６熱によ
りその下端部周囲のスクラップ１５を溶解しつつ可動電
極１２は下降し、溶湯２３が炉底に溜まると共にスクラ
ップ１５の下積み領域の溶解が進行してそこに空洞２７
が形成される（ｂ）。更に溶解が進行すると可動電極１
２周囲のスクラップ１５が溶解すると共に崩れ落ち（崩
れ落ちたスクラップ１５’）、可動電極１２と接触して
短絡が発生し、アーク電圧は零となる（ｃ）。

【００１８】これは、多量のスクラップが崩れ落ち電極
に接触したまま居座ってしまうような状況の場合であ
る。ところが、スクラップの溶解期には、ボーリング中
に発生する「サイドアーク」がある。

【００１９】図１４に、ボーリング時におけるサイドア
ークの発生経過と電極上昇によるアーク切れを説明する
図を示す。同図（ａ）は可動電極１２の周辺にスクラッ
プ小塊１５”が形成された状況、（ｂ）はスクラップ小
塊１５”が離脱して可動電極１２の周壁と接触しながら
転がり落ちる状況、（ｃ）はサイドアーク２６’が発生
し可動電極１２を上昇させる状況、そして（ｄ）は瞬時
的短絡は解消したが可動電極１２を上昇させためにアー
ク切れが誘発される直前の状況を示す。このように可動
電極１２が上昇され、一旦アーク切れが発生すると、電
極を下降させスクラップに接触させた後、電極を引き上
げ再点弧する制御が起動するが、その間は通電が停止し
ていることになり、操業時間の損失となる。

【００２０】図１４のボーリング時において（ｂ）の場
合は、スクラップ小塊１５”が可動電極１２に接触しつ
つ転がり落ちるので瞬時的短絡とアークとを繰り返す
「サイドアーク」を発生させながらも最後には「サイド
アーク」は自然解消する。

【００２１】従来型アーク炉の電極昇降制御では、上記
図１３（ｃ）のような短絡発生と図１４（ｃ）のような
「サイドアーク」発生とを区別せず、いずれが発生して
も可動電極を上昇させ、アークの再点弧を行なう制御が
起動する。従って、自然解消するはずの瞬時的な短絡を
伴なう「サイドアーク」発生時における電極上昇とそれ
によって引き起こされるアーク切れにより電力の投入効
率の悪化（平均投入電力の低下）をきたし、操業時間が
長引くという問題がある。

【００２２】従って、可動電極を上昇させないと解消し
ない短絡と、「サイドアーク」との両者をまとめて「従
来短絡」と呼ぶことにし、「従来短絡」と、サイドアー
クを除いた短絡とを区別する。

【００２３】一方、アーク炉本体が背高炉の場合には、
スクラップの装入高さが高い分だけ従来型アーク炉より
もボーリングの所要時間が長くなり、またサイドアーク
の発生頻度も増加するので、一層上記問題の解決が重要
となる。

【００２４】本発明者等は、アーク溶解炉のスクラップ
溶解期において、短絡発生に対する制御とサイドアーク
発生に対する制御とを区別し、各々に適した制御をする
ことにした。

【００２５】従って、この発明が解決しようとする課題
は上述したように、直流アーク溶解炉において、炉内
で発生する高温排ガス顕熱および潜熱の熱回収効率を高
めること、炉内で発生するアークエネルギーのスクラ
ップおよび溶鋼へ着熱効率を高めること、並びに、
「サイドアーク」発生時には通電を中断することなく継
続して平均投入電力の低下を抑制し、操業時間の損失を
低減して生産性を向上させることを実現できる直流アー
ク溶解炉を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から直流アーク溶解炉を開発すべく鋭意研究を重ね
た。

【００２７】先ず、アーク溶解炉の溶解期における熱バ
ランスについて検討した。溶解熱バランス式を簡略化す
ると下記（３）式で表わすことができる。 η_eＱ_e＋η_cＱ_c＋η_mＱ_m＋Ｑ_pr＝Ｑ_s ------------（３）但し、Ｑ_e：投入電力量Ｑ_c：炭素の炉内燃焼発熱量＝（Ｑ_CO＋Ｑ_CO2×ＰＣ
Ｄ）×Ｗ_C／８６０Ｑ_m：金属（主に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ等）の酸化
による発熱量（通常、８０〜９０kWh/ton 程度） η_e：投入電力の平均着熱効率（０．７〜０．８程度） η_c：炭素の炉内燃焼熱の平均着熱効率 η_m：金属酸化熱の平均着熱効率、Ｑ_pr：スクラップ予熱による顕熱量Ｑ_s：スクラップ溶解に必要な着熱量（通常380kWh/ton
程度）Ｗ_C：溶解期溶鋼単位重量当たり炉内燃焼Ｃ量（Kg/to
n）ＰＣＤ（ＰｏｓｔＣｏｍｂｕｔｉｏｎＤｅｇｒｅ
ｅ）：二次燃焼率即ち、スクラップ溶解に必要な着熱量Ｑ_sは、投入電力
量Ｑ_e、炭素の炉内燃焼発熱量Ｑ_cおよび金属酸化によ
る発熱量Ｑ_mからなる各発熱量の平均着熱効率、並び
に、スクラップ予熱の持ち込み顕熱に依存する。本発明
の課題はこれら各熱量の内、特に炭素の炉内燃焼熱を高
効率で利用することにあり、従って、その平均着熱効率
η_cを大きくすることにある。かくして、排ガスエネル
ギー利用を図ることができる。

【００２８】上記（３）式中、η_cは、浴内での下記
（４）式による炭素の一次燃焼、および、炉内空間で
の下記（５）式による炭素の二次燃焼によって発生する
燃焼熱の炉内被加熱物（スクラップおよび溶湯）への平
均着熱効率である。

【００２９】Ｃ＋（１／２）Ｏ₂→ＣＯ＋Ｑ_co，Ｑ_co=2450Kcal/Kg炭素----（４）ＣＯ＋（１／２）Ｏ₂→ＣＯ₂＋Ｑ_co2，Ｑ_co2=5630Kcal/Kg 炭素 ---------------- （５）但し、ＣＯ₂ ：排ガス中のＣＯ₂ ＣＯ：排ガス中のＣＯそして、η_cは下記（６）式で表わすことができる。

【００３０】 η_c＝｛Ｑ_coη_co＋Ｑ_co2ＰＣＤη_co2｝／（Ｑ_co＋Ｑ_co2×ＰＣＤ） ------------------（６）ここで、η_coは浴内での炭素の燃焼熱の着熱効率であ
り、これは溶解炉の形状や操業条件の影響を受けにく
く、且つ高効率である。また、二次燃焼率ＰＣＤは最近
の技術開発により０．８程度まで高められている。従っ
て、電力原単位低減にはＰＣＤを高め、Ｑ_cを上げるこ
と、および、η_cを大きくするために、炉内空間でのＣ
Ｏの燃焼熱の着熱効率η_co2を高めることが必須要件と
なる。

【００３１】以上の検討結果を踏まえて、溶解炉内空間
への酸素含有ガス吹込み条件について検討した。はじめ
に、アーク溶解炉の炉内空間に酸素含有ガスを吹き込ん
で、溶解炉から発生する排ガス中ＣＯを燃焼させる場
合、吹込み用ガスノズルを１本、２本、３本と順次増や
していくと、上記（３）式中の炭素の炉内燃焼熱の平均
着熱効率η _cが上昇することがわかった。この上昇は
（６）式より、ＣＯの２次燃焼率ＰＣＤの向上と共に炉
内空間でのＣＯ燃焼熱の着熱効率η_co2が上昇したこと
によるものであると考えられる。

【００３２】図１は、ガスノズルの本数と炭素の炉内燃
焼熱の平均着熱効率η_cとの関係を示すグラフである。
ここで、溶解炉は公称１２０ｔｏｎの直流アーク溶解
炉、炉内径Ｄは７０００ｍｍ、炉内湯面から炉内側壁の
上端までの高さ（以下、「フリーボード」という）Ｌは
４０００ｍｍでＬ／Ｄ＝０．５７であり、ガスノズルの
取り付け高さｈは炉内湯面から１０００ｍｍ、ｈ／Ｌ＝
０．２５である。同図によれば、炭素の炉内燃焼熱の平
均着熱効率η_cを高めるためにガスノズルの本数を３本
以上とすべきである。

【００３３】なお、炉内湯面とは、一溶解分のスクラッ
プが全量溶解したときの溶鋼の上表面を指すものとする
（以降、同じ）。図２に、フリーボードＬ、ガスノズル
３の取付け高さｈおよび炉内径Ｄの定義を図示する。

【００３４】一方、上記ガスノズルの本数が多すぎると
設備および運転コストが高くなるのでこの点からの制約
を受ける。また、ガスノズルの適正本数は、η_cに及ぼ
す各ガスノズル間隔と吹込みガスの初速または圧力との
関係が影響する。以上を考慮し、同一高さに設置するガ
スノズル本数は３〜６本の範囲内にするのが望ましい。

【００３５】次に、ガスノズルを設置する高さは、低い
ほど炭素の炉内燃焼熱の平均着熱効率η_cは大きくなる
が、湯面から一定の高さを保持しないと溶湯スプラッシ
ュによりガスノズルが損傷し易い。一方、その位置が高
くなり過ぎると、η_cの低下が著しくなる。

【００３６】図３は、ガスノズルの湯面からの取付け高
さｈとフリーボードＬとの比ｈ／Ｌと、炭素の炉内燃焼
熱の平均着熱効率η_cとの関係を示すグラフである。こ
こで、溶解炉は公称１２０ｔｏｎの直流アーク溶解炉、
炉内径Ｄは７０００ｍｍ、フリーボードＬは４０００ｍ
ｍであり、ガスノズルは同一高さｈに３本設置した場合
である。同図によれば、炭素の炉内燃焼熱の平均着熱効
率η_cを高めるためにガスノズルを設置すべき適正な高
さは、湯面からの配設高さｈに依存し、フリーボードＬ
との間の関係が、ｈ／Ｌ＝０．５５より小さい条件でη
_cを大きくすることができることがわかる。ｈ／Ｌは小
さい方がη_Cは上昇するが、上述したスプラッシュの問
題からｈ／Ｌ≧０．１５が必要である。

【００３７】ガスノズルを設置する高さの水準数（段
数）は、溶解炉のＬ／Ｄの値が増加し、炉体が縦長にな
るに従い増やすことによりガス流れの乱流を維持しη_c
を高く維持することができる。この観点から、溶解炉の
Ｌ／Ｄが１．０超えの炉体の場合には、ガスノズルの設
置段数を２以上にすることが望ましい。

【００３８】次に、ガスノズルの吹出し口の方向は、酸
素含有ガスの吹出し線が可動電極が降下した状態のとき
これと衝突してはならない。即ち、ガスノズルのガス吹
出し口の方向は、酸素含有ガスの吹出し線の水平面内へ
の投影線と、吹出し口と可動電極の中心軸線とを結ぶ直
線の上記水平面内への投影線（投影線Ｌc という）との
なす角度θは、酸素含有ガスの吹出し線が可動電極が降
下した状態のときに可動電極の周面と接するときの酸素
含有ガスの吹出し線の上記水平面内への投影線と上記投
影線Ｌc とのなす角度をθr （°）とすると、角度θは
θr よりも大きくする。しかも、角度θを４０°未満と
すべきである。

【００３９】ガスノズルの吹出し口の方向をこのように
限定するのは、酸素含有ガスが可動電極カーボンの酸化
損傷の原因となるのを防止しなければならず、一方、角
度θを４０°未満とするのは酸素含有ガスが炉内側壁
（耐火物、水冷パネル等）材料に衝突することによる耐
火物の損傷を防止するためである。更に、上記条件に付
加してガスノズルの吹出し口の方向は、水平方向よりも
斜め下方に向け、ガスノズル設置段数が一つのときは浴
表面に向けることが望ましい。

【００４０】酸素含有ガスとしては純酸素ガスを使用す
ると二次燃焼率ＰＣＤを一層向上させることができる。
また、純酸素ガスは排ガスで加熱して用いれば排ガスエ
ネルギーの利用率が一層向上する。

【００４１】上述した直流アーク溶解炉において、一溶
解分のスクラップを初装入で全量収容することができる
炉（以下、「１回装入炉」という）を用いれば、初装入
スクラップの溶け落ち後にスクラップを追加装入する２
回装入炉または３回装入炉に比べて、η_cを更に高める
ことができる。

【００４２】溶解炉内で発生した高温排ガスの有するエ
ネルギーおよびアークエネルギーのうち、アーク溶解炉
系外への熱損失は排ガスが持ち去る熱量と炉体を通して
逃げる熱量との和であるが、Ｌ／Ｄの適正範囲を求める
に当たっては、排ガスによる熱損失を指標としてその範
囲を求めた。フリーボードＬと炉内径Ｄとの比Ｌ／Ｄ
は、効率的なアークの形状および発生方向と炉内のスク
ラップ装入分布との関係を左右する要因であって、ア−
クからスクラップへの着熱効率に大きく影響するものと
考えられる。そこで、この着熱効率に着目して、Ｌ×Ｄ
²が一定であるという条件、即ち、炉内湯面よりも上方
の炉内容積を一定にした各種Ｌ／Ｄの実用小型ア−ク炉
を用いて、ア−ク炉外へ持ち去られる排ガスの熱損失に
ついて試験した。試験溶解はいずれのチャ−ジにおいて
も、嵩密度が一定のスクラップを用い、かつ、初装入で
全てのスクラップを装入し、常法によるア−ク炉試験操
業を行なった。

【００４３】図４は、フリーボードＬと炉内径Ｄとの比
Ｌ／Ｄと、排ガスの熱損失比との関係を示すグラフであ
る。同図は酸素含有ガスによる炉内２次燃焼を行なわな
かった場合であり、排ガスの熱損失比は、Ｌ／Ｄ＝０．
５５の場合の試験チャ−ジにおける排ガスの顕熱および
潜熱の和に対する、当該試験チャ−ジにおける排ガスの
顕熱および潜熱の和の割合で表わしたものである。

【００４４】図４から明らかなように、Ｌ／Ｄが増加す
るに従い、排ガスの熱損失比は低下する。Ｌ／Ｄが０．
６における排ガスの熱損失比は０．９０程度にまで改善
され、その効果も操業コスト上有用なものである。更
に、Ｌ／Ｄが大きくなると、排ガスの熱損失比は一層低
下している。しかしながら、Ｌ／Ｄが１．４を超えても
排ガスの熱損失比の改善は小さくほぼ飽和する。一方、
Ｌ／Ｄが大きくなるほど、電極昇降装置、建屋、クレ−
ン設備および炉体冷却設備等の諸元を大きくしなければ
ならないという不利益が発生し、Ｌ／Ｄが１．４を超え
ると上記不利益が問題となる。排ガスの熱損失比、並び
に、上記設備の投資および運転コストを考慮した場合、
Ｌ／Ｄは０．７〜１．２の範囲内であることが望まし
い。

【００４５】従って、スクラップの溶解効率の向上を図
り、且つトータルコストを下げるためには、Ｌ／Ｄは下
記（２）式：Ｌ／Ｄ＝０．６〜１．４ ----------------------（２）望ましくは、下記（2'）式：Ｌ／Ｄ＝０．７〜１．２ ----------------------（2'）を満たすべきである。

【００４６】次に、Ｌ／Ｄが上記条件を満たす場合の、
フリーボードＬおよび炉内径Ｄの値は下記方法で算出す
ることができる。即ち、１チャ−ジのスクラップ装入
量、および、Ｌ／Ｄを決定し、これに応じて定まるＬお
よびＤの値の各範囲を求めることができる。通常のア−
ク炉においては、Ｌ、Ｄ、および、スクラップの装入量
Ｍの間には、下記（７）式：Ｌ／Ｄ＝（４／π）｛（ρ_l−ρ_S’）／（ρ_lρ_S’）｝（Ｍ／Ｄ³） ------------（７）但し、ρ_l ：溶鋼の密度 ρ_S’：スクラップの嵩密度Ｍ：スクラップの装入量の関係がある。ア−ク炉においては種々の形態の製鋼用
スクラップが使用され、これらスクラップの嵩密度は
０．３〜１．０ｔ／ｍ³の範囲内の種々のものにわたる
が、その加重平均値は、０．７ｔ／ｍ³程度である。従
って、１チャ−ジのスクラップ装入量Ｍ、および、Ｌ／
Ｄを与えれば、フリーボードＬ、および、炉内径Ｄが求
められる。例えば、Ｍ＝１２０ｔとすれば、この発明の
Ｌ／Ｄに関する要件、Ｌ／Ｄ＝０．６〜１．４が満たさ
れるためには、炉内径Ｄは上記（７）式より、Ｄ＝５．
２〜６．９（ｍ）であることが必要となる。従って、こ
の例においてフリーボードＬと炉内径Ｄとがとりうる各
値の範囲は、図５の斜線の領域で表わされる。

【００４７】なお、１回装入炉で操業すると、操業中の
炉蓋の開閉に伴う炉熱損失が無くなること、また、溶解
期においては、可動電極からのアークがスクラップに囲
まれて発生しているので投入電力のスクラップへの着熱
効率も高くなることの二つの効果も加わる。

【００４８】上述した１回装入炉を用いた場合と従来の
２回または３回装入炉を用いた場合とを、炭素の炉内燃
焼熱の平均着熱効率η_cについて比較する。図６は、溶
解期における炭素の炉内燃焼熱の平均着熱効率η_cに及
ぼす、１回、２回および３回装入炉の違いによる影響を
示すグラフである。同図によれば、２回および３回装入
炉に比較して１回装入炉の場合には、炭素の炉内燃焼熱
の平均着熱効率η_cが大幅に向上している。

【００４９】本発明者等は、高温排ガスの有するエネル
ギーおよびアークエネルギーからの熱回収に関して上述
した知見を得ることにより、トータルエネルギーを炉内
被加熱物（加熱中スクラップおよび溶湯）に対して従来
よりも更に高い着熱効率が得られるアーク溶解炉を考案
し、従来みられなかった効果が得られることを確認し、
本発明を完成させた。

【００５０】本発明の特徴は次の通りである。溶解炉で
原料を加熱し溶解しそして精錬する際に発生する高温の
排ガス中の可燃物質例えば、ＣＯガスを燃焼させるため
に、炉内側壁に、酸素含有ガスを炉内空間に吹き込むた
めのガスノズルを設ける。ガスノズルは排ガス中の可燃
物質の燃焼効率向上のため、湯面上の実質的に同一高さ
に３本以上を設け、その位置は炉内湯面からの高さをｈ
とし、フリーボードをＬとすると、下記（１）式：ｈ／Ｌ＝０．１５〜０．５５ ---------------- （１）の関係を満たすものである。

【００５１】更に、上記ガスノズルのガス吹出し口の方
向は、酸素含有ガスの吹出し線の水平面内への投影線
（以下、「投影線Ｌg 」という）と、上記吹出し口と可
動電極の中心軸線（以下、「Ｇ」という）とを結ぶ直線
の上記水平面内への投影線（以下、「投影線Ｌc 」とい
う）とのなす角度θは、酸素含有ガスの吹出し線が可動
電極が降下した状態のときにこの可動電極の周面と接す
るときの酸素含有ガスの吹出し線の上記水平面内への投
影線が上記投影線Ｌc となす角度をθr （°）とした場
合に、θr ＜θ＜４０°なる関係を満たすものとする。
この発明は上記条件をすべて満たすことに特徴を有す
る。

【００５２】更に、上述したガスノズルの取付高さは、
炉内湯面から同一水準の高さに限定せず、即ち一段のみ
に限定せず、２次燃焼の効果をより大きくするためにフ
リーボードが大きい場合には高さを二段以上に設けるこ
とが望ましい。そして、各々の段に３本以上のガスノズ
ルを設けるものとする。

【００５３】そして、更に、溶解炉の内容積は、一溶解
分のスクラップ全量を初装入チャンスに装入することが
できるものとする。この場合、フリーボードＬと炉内径
Ｄとの間の関係が下記（２）式：Ｌ／Ｄ＝０．６〜１．４ ---------------------- （２）を満たすようにする。かくして、排ガスエネルギーおよ
びアークエネルギーを一層効率よく利用することができ
る。

【００５４】更に、この発明の特徴は、溶解期に発生す
るスクラップと電極との間に発生する短絡と「サイドア
ーク」とを区別し、それぞれに適した電力制御を行なう
ことにある。そのための直流アーク溶解炉は、アーク電
圧監視部、アーク電流監視部、サイドアーク判定部、調
節部およびゲート制御部を備えた制御装置を有し、各制
御部は次の機能を有するものであることに特徴を有す
る。即ち、（ａ）アーク電圧監視部は、アーク電圧測定
値が所定の電圧よりも低くなった場合に電圧低下信号を
送出する機能を有し、（ｂ）アーク電流監視部は、アー
ク電流測定値が所定の電流よりも大きくなった場合に通
流信号を送出する機能を有し、（ｃ）サイドアーク判定
部は、電圧低下信号と通流信号との両方を受けたときに
サイドアーク信号を送出し、そして電圧低下信号と通流
信号との両方が所定時間ｔ^*以上継続した場合にはサイ
ドアーク信号を短絡信号に切り替えて送出する機能を有
し、そして、（ｄ）調節部は、サイドアーク信号を受け
たときは可動電極の昇降を固定し、そして、短絡信号を
受けたときは可動電極を急速に上昇させる機能を有す
る。

【００５５】

【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら更に説明する。図７はこの発明の直流アーク溶解
炉の一実施態様を示す概略全体構成図であり、図８〜１
１は図７の溶解炉１の要部概略断面図であって、図８お
よび９はそれぞれ図７の溶解炉１のＸ−Ｘ線およびＹ−
Ｙ線水平断面図であり、図１０および１１はそれぞれ図
８および９のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線縦断面図である。

【００５６】はじめに、この発明の直流アーク溶解炉の
第一の特徴について説明する。図７に示すように、溶解
炉１本体の炉内側壁１３の内部には、高さ方向２段にわ
たり酸素含有ガスを炉内に吹き込むためのガスノズルが
各段に３個ずつ、合計６個のガスノズル３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆが取り付けられており、各ガスノ
ズルは、酸素含有ガス配管系４を介して酸素含有ガス供
給装置５に接続している。一方、溶解炉１の炉蓋６（図
２参照）には排ガス系配管７（図２参照）が接続し溶解
炉排風機（図示せず）に通じている。電気炉排ガス２５
が排ガス系配管７の途中から排ガスサンプリング装置８
を経て排ガス分析装置９が接続され、これからガス供給
制御装置１０に送信ケーブルが接続され、更に酸素含有
ガス供給装置５に接続している。

【００５７】図８および９に示すように、ガスノズル３
は各段に炉内側壁１３の内周等間隔に３個ずつ取り付け
られ、各ガスノズルにはガス吹出し孔が１孔ずつ設けら
れている。ガス吹出し線の水平面内への投影線（直線Ｌ
g ）と、ガス吹出し口と可動電極１２の中心軸線（Ｇ）
とを結ぶ直線の水平面内への投影線（直線Ｌc ）とのな
す角度θ（図８参照）がそれぞれ所定の角度で炉内方向
を向いている。ここで、角度θは酸素含有ガスの吹出し
線が可動電極１２が降下した状態のとき電極の周面と接
するときの角度θr よりも大きく、且つ、４０°未満に
設定する。そして、下段および上段のガスノズルからの
吹出し方向はそれぞれ時計廻りおよび反時計廻りとなっ
ている。

【００５８】図１０および１１に示すように、下段およ
び上段に取り付けられたガスノズル３の高さは、湯面か
らそれぞれｈ₁／Ｌ＝０．２５、ｈ₂／Ｌ＝０．５０の
位置であり、各ガスノズルは水平方向Ｈに対してそれぞ
れ所定の角度αの下方向を向いている。

【００５９】この発明の直流アーク溶解炉の第二の特徴
は、溶解炉１本体が１溶解分のスクラップ全量を初装入
チャンスに収容することができ、しかもスクラップへの
アーク熱伝達効率が良好である点にある。即ち、図２に
示したように炉体形状は、一溶解分のスクラップ全量が
溶解した時の炉内湯面レベル１４から炉内側壁１３の上
端１３’までの高さ（フリーボード）Ｌと、炉の内径Ｄ
との比Ｌ／Ｄは、０．６〜１．４の範囲内にあり、一溶
解分のスクラップは全量初回の装入チャンスで収容する
ことができる、所謂１回装入炉である。

【００６０】この発明の直流アーク溶解炉の第三の特徴
は、スクラップ溶解中に可動電極とスクラップとの間に
電気的短絡が発生しても、適正且つ迅速な対処ができる
機能を備えていることである。上記図７を参照しながら
電力制御系とその作用を説明する。

【００６１】溶解炉本体１の上部には炉内に昇降する可
動電極１２が、また炉底部には炉底電極２０が設けら
れ、炉内にスクラップ１５が装入される。可動電極１２
は電極昇降装置Ｓによって昇降される。即ち、所定の昇
降制御信号が電極昇降動力源の油圧駆動装置２８に送ら
れ、油圧シリンダー２９によりマスト３０およびホルダ
ーアーム３１を介して可動電極１２が炉内に昇降され
る。

【００６２】電力供給系及び電力制御系には、図１２に
示した従来のものに加えて「サイドアーク」判定部４７
を備えている。そして、スクラップ溶解の正常時には従
来と同じ方法で可動電極１２の昇降を制御してアーク電
圧を制御すると共に、アーク電流を制御する。ところ
が、アーク電圧監視部４０からの電圧低下信号およびア
ーク電流監視部４４からの通流信号は先ず「サイドアー
ク」判定部４７に送られる。そして、図１４（ｃ）に示
した「サイドアーク」２６’が発生したものと判断す
る。前述したように「サイドアーク」は発生後時間ｔ^*
（例えば、数秒）以内に接触スクラップ小塊１５”は下
に転がり落ちて短絡は解消され、電圧値および電流値と
もに短絡前のような値に復帰し、かくして、短時間内に
自然解消するはずである。そこで「サイドアーク」判定
部４７は、調節部３９に対して可動電極１２を動かさず
にそのままその位置で停止させる指令を出す。そして、
「サイドアーク」発生後所定時間ｔ^*以内に「サイドア
ーク」発生の検出条件が解除されたならば、「サイドア
ーク」は解消されたと判定し、通常の電極昇降制御が行
なわれる。即ち、加算器３８において電圧検出器３６か
らの検出電圧と電圧設定器３７からの設定電圧とから求
められた偏差電圧が調節部３９に送られ、調節部３９は
比例制御により偏差電圧に応じた昇降制御信号を求め、
電極昇降用の油圧駆動装置２８により可動電極１２とス
クラップ１５との間に適正なギャップを保持する。

【００６３】ところが、「サイドアーク」発生信号が所
定時間ｔ^*以上継続する場合は、「サイドアーク」に対
する制御を図１３（ｃ）に示した短絡に対する制御に切
り替える。そして、調節部３９は、電極昇降装置Ｓを介
して可動電極１２を高速上昇させ強制的に短絡を解消さ
せる。そして、再点弧し操業を再開する。「サイドアー
ク」であれば５秒以内に解消される。しかし、５秒以上
「サイドアーク」信号が継続する場合は大半の場合が短
絡発生時であり、短絡は自然解消しない。そこでｔ^*＝
５秒と定め、５秒以上「サイドアーク」信号が継続する
ときに短絡発生と判定した。

【００６４】次に、上記直流アーク溶解炉の操業方法の
一実施態様を図２および７〜１１を参照しながら説明す
る。所定の排風機および排ガス系配管７のダンパー（図
示せず）を操作し、通電準備を完了する。次いで、一溶
解分のスクラップ全量を初装入チャンスに溶解炉１に装
入し、炉蓋６をして炉内を密閉し、可動電極１２を降下
させて通電を開始する。スクラップは予熱済み材か非予
熱材かは問わない。操業中、溶解期および精錬期を通
じ、炉内から発生する高温の電気炉排ガス２５から排ガ
スサンプリング装置８で採取したサンプルを排ガス分析
装置９でＣＯ、Ｈ₂、ＣＯ₂ガス含有量を分析する。排
ガス分析結果に基づき、ガス供給装置５からの酸素含有
ガスをガス供給制御装置１０で制御しながら溶解炉１に
取り付けたガスノズル３（３ａ〜３ｆ）から炉内に噴射
する。溶解期には崩れ落ちるスクラップと可動電極１２
とが瞬間的に接触してサイドアークが発生しても、直ち
に短絡制御には入らない。即ち、上述した電力制御によ
り、アーク電流が所定の判定電流以上に流れている状態
にあり、アーク電圧が所定の電圧よりも低くなったと
き、可動電極の昇降を停止させ、その位置を維持し、そ
してアーク電圧およびアーク電流が上記状態で所定時間
ｔ^*継続した場合にはじめて、可動電極を急速に上昇さ
せる。こうして、短絡制御による通電停止時間の増大を
抑制する。

【００６５】

【実施例】次に、この発明を実施例により更に説明す
る。図７に示したこの発明の全体構成図により実施例と
しての直流アーク溶解炉の操業試験を行なった。なお、
比較例１として図７の電力制御系を図１２に示した従来
設備に置き換えたもの、および、比較例２として更にＯ
₂含有ガス吹込みノズルを設置しなかったもの（炉内２
次燃焼を行なわなかったもの）で操業試験を行なった。
表１にアーク溶解炉の諸元を、表２に炉内Ｏ₂含有ガス
吹込み条件（二次燃焼条件）を、そして表３に電力制御
系の設定条件を示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【表２】

【００６８】

【表３】

【００６９】実施例は、溶解能力１５０ｔｏｎ／チャー
ジでスクラップ全量を初装入で装入可能なＬ／Ｄが５．
７８ｍ／７．２ｍ＝０．８０の直流アーク溶解炉を用
い、炉内へのＯ₂含有ガス吹込みノズルを湯面から１４
９０ｍｍおよび２９００ｍｍの高さの側壁にそれぞれ３
本ずつ等間隔に取り付けた。ノズルのガス吹出し口の方
向は水平に対して下方１５°で炉軸心より３０°開いた
方向とし、工業用純Ｏ₂を合計９．６ｍ³／ｔ吹き込ん
だ。また、スクラップ溶解期の短絡判定条件は、アーク
電流設定値を２７ｋＡ以上、アーク電圧設定値を１００
Ｖ以上とし、比較例では両設定値が共に満たされれば直
ちに短絡と判定し、一方、実施例では両設定値が共に５
秒継続したときに短絡と判定し、継続時間が５秒未満の
ときは「サイドアーク」と判定して通電は継続した。

【００７０】表４に、上記試験結果を示す。

【００７１】

【表４】

【００７２】本発明の直流アーク溶解炉による実施例操
業によれば、比較例１および２の操業に比べて熱効率が
大幅に向上している。その理由は、実施例においては、
炉内２次燃焼率ＰＣＤの向上により炭素の炉内燃焼発熱
量が上昇したこと、排ガス中ＣＯガス燃焼熱の炉内スク
ラップおよび溶鋼への着熱効率が上昇したこと、および
溶解期における通電停止時間が減少したことによるもの
と推察される。また、実施例においては短絡制御に伴う
通電停止時間が減少し生産能率も向上した。

【００７３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
炉内２次燃焼率および着熱効率の向上、排ガス顕熱のス
クラップへの着熱効率の向上により、電気炉内で発生す
る発生ガスからの効率的なエネルギー回収をすることが
できる。更に、短絡制御による操業停止時間が短縮され
たので、生産性が向上し、しかも節電効果が上がる。こ
のようにして、操業コストを大幅に削減することができ
る直流アーク溶解炉を提供することができ、工業上有用
な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガスノズルの本数と炭素の炉内燃焼熱の平均着
熱効率η_cとの関係を示すグラフである。

【図２】フリーボードＬおよび炉内径Ｄの定義を説明す
る図である。

【図３】ガスノズルの湯面からの取付け高さｈと湯面か
ら炉内側壁上端までのＬとの比ｈ／Ｌと、炭素の炉内燃
焼熱の平均着熱効率η_cとの関係を示すグラフである。

【図４】湯面から炉内側壁上端までの高さＬと炉内径Ｄ
との比Ｌ／Ｄと、排ガスの熱損失比との関係を示すグラ
フである。

【図５】この発明の直流アーク溶解炉において、１溶解
のスクラップ装入量が１２０ｔの場合に溶解炉のフリー
ボードＬと炉内径Ｄとがとりうる値の領域を示すグラフ
である。

【図６】炭素の炉内燃焼熱の平均着熱効率η_cに及ぼ
す、１回、２回および３回装入炉の違いによる影響を示
すグラフである。

【図７】この発明の一実施態様を示す、一部切欠き概略
構成図である。

【図８】図７のＸ−Ｘ線水平断面図である。

【図９】図７のＹ−Ｙ線水平断面図である。

【図１０】図８のＡ−Ａ線縦断面図である。

【図１１】図９のＢ−Ｂ線縦断面図である。

【図１２】従来の電圧および電流制御装置を備えた直流
アーク溶解炉の全体構成図である。

【図１３】１回装入の直流アーク溶解炉の溶解期におい
て短絡が発生する過程の説明図である。

【図１４】溶解期のボーリング時におけるサイドアーク
の発生経過と電極上昇によるアーク切れを説明する図で
ある。

【符号の説明】

１溶解炉２二次側導体３ガスノズル３ａ，３ｂ，・・・，３ｆガスノズル４酸素含有ガス配管系５酸素含有ガス供給装置６炉蓋７排ガス系配管８排ガスサンプリング装置９排ガス分析装置１０ガス供給制御装置１２可動電極１３炉内側壁１３’ 炉内側壁上端１４湯面（スクラップ全量が溶解したときの湯面）１５、１５’ スクラップ１５” スクラップ小塊２０炉底電極２１炉底２２溶鋼（スクラップ全量が溶解したときの溶鋼）２３溶鋼（溶解期途中段階の溶鋼）２４湯口２５電気炉排ガス２６アーク２６’ サイドアーク２７空洞２８油圧駆動装置２９油圧シリンダー３０マスト３１ホルダーアーム３２遮断器３３炉用変圧器３４サイリスタ整流器３５リアクトル３６電圧検出器３７電圧設定器３８加算器３９調節部４０アーク電圧監視部４１電流検出器４２電流設定器４３加算器４４アーク電流監視部４５短絡判定部４６ゲート制御部４７サイドアーク判定部Ｌ炉内の湯面から炉内側壁上端までの高さ（フリーボ
ード）Ｄ炉内径Ｓ昇降装置Ｈ水平方向Ｇ可動電極の中心軸線ｈ₁ 下段ガスノズルの高さｈ₂ 上段ガスノズルの高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内野周三東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者矢戸秀彦東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉内で原料を加熱し溶解しそして精錬す
る際に発生する排ガス中の可燃性物質を燃焼させる酸素
含有ガスを前記炉内空間に吹き込むガスノズルを、前記
炉内側壁に設けた直流アーク溶解炉において、前記ガスノズルを前記炉内の同一高さに３本以上設け、前記ガスノズルを設ける位置は、前記炉内湯面から前記
ガスノズルまでの高さｈと前記炉内湯面から前記炉内側
壁の上端までの高さＬとの間の関係が下記（１）式：ｈ／Ｌ＝０．１５〜０．５５ ---------------- （１）を満たし（但し、炉内湯面とは一溶解分のスクラップが
全量溶解したときの溶鋼の上表面を指すものとする）、前記ガスノズルのガス吹出し口の方向は、前記酸素含有
ガスの吹出し線の水平面内への投影線と、前記吹出し口
と前記炉上部の可動電極の中心軸線とを結ぶ直線の前記
水平面内への投影線（投影線Ｌc という）とのなす角度
θが、前記酸素含有ガスの吹出し線が前記可動電極が降
下した状態のときに前記可動電極の周面と接するときの
前記酸素含有ガスの吹出し線の前記水平面内への投影線
と前記投影線Ｌc とのなす角度をθr （°）とした場合
に、θr ＜θ＜４０°なる関係を満たし、前記炉は１溶解分のスクラップ全量を初装入の１チャン
スで収容する能力を有し、そして、前記直流アーク溶解炉は、アーク電圧監視部、アーク電
流監視部、サイドアーク判定部、及び調節部を備えた制
御装置を備え、（ａ）前記アーク電圧監視部は、アーク電圧測定値が所
定の電圧よりも低くなった場合に電圧低下信号を送出す
る機能を有し、（ｂ）前記アーク電流監視部は、アーク電流測定値が所
定の電流よりも大きい場合に通流信号を送出する機能を
有し、（ｃ）前記サイドアーク判定部は、前記電圧低下信号と
前記通流信号との両方を受けたときにサイドアーク信号
を送出し、そして前記電圧低下信号と前記通流信号との
両方が所定時間ｔ^*以上継続した場合には前記サイドア
ーク信号を短絡信号に切り替えて送出する機能を有し、
そして、（ｄ）前記調節部は、前記サイドアーク信号を受けとき
は前記可動電極の昇降を固定し、そして、前記短絡信号
を受けたときは前記可動電極を急速に上昇させる信号を
送出する機能を有することを特徴とする複式直流アーク
溶解炉。
【請求項２】前記炉は、前記炉内湯面から前記炉内側
壁上端までの高さＬと炉内径Ｄとの間の関係が下記
（２）式：Ｌ／Ｄ＝０．６〜１．４ ----------------------（２）を満たすことを特徴とする請求項１記載の直流アーク溶
解炉。
【請求項３】前記Ｌ／Ｄの値は１．０を超え、且つ、
前記ガスノズルを設ける位置は、前記炉内湯面からの高
さの水準が２段以上であって各段に３個所以上のガスノ
ズル設けることを特徴とする請求項１または２記載の直
流アーク溶解炉。