JPH11237189A - 直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉底電極の操業を安定化して、その寿命を延
ばすことができる直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦
構造を提供する。 【解決手段】 直流電気炉の炉底１０に、棒状電極１８
と、棒状電極１８の外周を囲む不定形耐火物２１と、棒
状電極１８と不定形耐火物２１との間に上下方向に水平
目地部２２を介して少なくとも２段にわたって嵌着され
るスリーブ煉瓦２３からなるアノード電極部１４を埋設
してなる直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造にお
いて、スリーブ煉瓦２３と不定形耐火物２１との間に補
強スリーブ煉瓦２４が介設されると共に、スリーブ煉瓦
２３の外周面と補強スリーブ煉瓦２４の内周面とが接着
材によって一体的に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料の溶解、
溶融金属の精錬等に用いられる直流電気炉の炉底電極用
スリーブ煉瓦構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記した目的に供される直流電気
炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造として、特公昭６０−
３６８７７号公報に開示されている炉底電極用スリーブ
煉瓦構造Ｂがあり、その構造を図３に示す。

【０００３】図示するように、炉底５０を貫通した棒状
電極５１の周りには上下方向に間隔をあけた複数の水平
目地部５２によって分割された複数のスリーブ煉瓦５３
が同心円的に配設されている。そして、これらのスリー
ブ煉瓦５３の外周には不定形耐火物５４が密着状態に配
設されている。また、各水平目地部５２は、中央部が低
く、周縁部分が高い段丘状に形成されている。かかる構
成によって、スリーブ煉瓦５３の水平目地部５２への溶
融金属の選択的浸食によるスリーブ煉瓦５３の浮上や、
消失、及び、溶融金属の不定形耐火物５４への流出を防
止している。なお、ここで、溶融金属の選択的浸食と
は、溶融金属が、スリーブ煉瓦５３より耐食性が低い水
平目地部５２を浸食することを意味する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した直流
電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造Ｂは、未だ、以下
の解決すべき課題を有していた。図３に示すように、上
記した構造では、長期間炉底に設けた棒状電極５１を使
用し、スリーブ煉瓦５３が内面から損耗し、スリーブ煉
瓦５３の厚みが薄くなった場合、水平目地部５２に設け
た段部が消失することにより、再び、溶融金属の浸食が
始まり、スリーブ煉瓦５３の浮上、消失、及び、溶融金
属の不定形耐火物５４への流出が生じるおそれがある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、スリーブ煉瓦の寿命を延ばすことによって
棒状電極の寿命も延ばし、電極交換を少なくして電気炉
操業のランニングコストを低減できると共に、スリーブ
煉瓦の浮上、消失及び不定形耐火物への溶融金属の流出
を防止して電気炉操業を安定化することができる直流電
気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造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】前記目的に沿う請求項１
記載の直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造は、直
流電気炉の炉底に、棒状電極と、該棒状電極の外周を囲
む不定形耐火物と、前記棒状電極と前記不定形耐火物と
の間に上下方向に水平目地部を介して少なくとも２段に
わたって嵌着されるスリーブ煉瓦からなるアノード電極
部を埋設してなる直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦
構造において、前記スリーブ煉瓦と前記不定形耐火物と
の間に補強スリーブ煉瓦が介設されると共に、該補強ス
リーブ煉瓦の内周面が前記スリーブ煉瓦の外周面に接着
材によって一体的に連結されている。

【０００７】請求項２記載の直流電気炉の炉底電極用ス
リーブ煉瓦構造は、請求項１記載の直流電気炉の炉底電
極用スリーブ煉瓦構造において、前記補強スリーブ煉瓦
は、前記スリーブ煉瓦に、上下方向に水平目地部を介し
て少なくとも２段にわたって嵌着され、前記スリーブ煉
瓦の水平目地部と、前記補強スリーブ煉瓦の水平目地部
は上下方向に相対的にずらしている。

【０００８】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。 （第１の実施の形態）図１を参照して、本発明の第１の
実施の形態に係る直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦
構造Ａを説明する。

【０００９】図示するように、直流電気炉の炉底１０
は、外殻を形成する鉄皮１１の内側にライニングとして
第１のパーマレンガ１２と第１の不定形耐火物１３を積
層することによって構成されており、その中央部には、
以下の構成を有するアノード電極部１４が形成されてい
る。即ち、炉底１０の外面中央部において、水冷ジャケ
ット構造を有する環状支持板１５が、鉄皮１１に連結さ
れている。環状支持板１５の中央部には、同様に水冷ジ
ャケット構造を有する中央支持板１６が絶縁板１７を介
して連結されている。

【００１０】中央支持板１６の中央部には、アノード電
極を形成する棒状電極１８の基部が固定支持されてお
り、棒状電極１８の先部は直流電気炉の内部に向けて伸
延している。一方、棒状電極１８の基部には給電ケーブ
ル１９の一端が接続されている。環状支持板１５の上面
の外周部には、棒状電極１８と同心円的に、環状体から
なる第２のパーマレンガ２０が積層されており、この第
２のパーマレンガ２０の内周面には、棒状電極１８を囲
む状態で、環状に、不定形耐火物の一例である第２の不
定形耐火物２１が形成されている。

【００１１】そして、棒状電極１８と第２の不定形耐火
物２１との間には、上下方向に水平目地部２２を介し
て、複数段（本実施の形態では４段）にわたってスリー
ブ煉瓦２３が介設されている。水平目地部２２には接着
材としての目地材が封入されている。なお、実際の施工
においては、スリーブ煉瓦２３を棒状電極１８に取付け
た後、棒状電極１８と第２のパーマレンガ２０との間に
第２の不定形耐火物２１を流し込むことになる。

【００１２】本実施の形態は、上記構成を有するアノー
ド電極部１４において、スリーブ煉瓦２３と第２の不定
形耐火物２１との間に、スリーブ煉瓦２３と同様な構成
を有する補強スリーブ煉瓦２４を別途介設したことを特
徴とする。即ち、図１に示すように、スリーブ煉瓦２３
の周りには、上下方向の水平目地部２５を介して、複数
段（本実施の形態では３段）にわたって、補強スリーブ
煉瓦２４が嵌着されており、かつ、補強スリーブ煉瓦２
４の外周面は第２の不定形耐火物２１の内周面に密着さ
れている。水平目地部２５にも接着材としての目地材が
封入されており、また、スリーブ煉瓦２３の外周面と補
強スリーブ煉瓦２４の内周面の間の垂直目地部２４ａに
も接着材としての目地材が封入され、スリーブ煉瓦２３
と補強スリーブ煉瓦２４を強力に一体的に連結してい
る。

【００１３】上記した構成において、第２の不定形耐火
物２１は、好ましくはマグネシアをスタンプすることに
よって形成することができ、スリーブ煉瓦２３と補強ス
リーブ煉瓦２４は、好ましくは、共に、マグネシアカー
ボンレンガより形成することができる。さらに、本実施
の形態においては、図１に示すように、スリーブ煉瓦２
３の水平目地部２２と、補強スリーブ煉瓦２４の水平目
地部２５は上下方向に相対的にずらしている。

【００１４】次に、直流電気炉で操業した場合の上記し
た構成を有する直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構
造Ａの作用について説明する。

【００１５】長期間棒状電極１８を使用すると、スリー
ブ煉瓦２３が内面から損耗し、溶融金属が選択的にスリ
ーブ煉瓦２３の水平目地部２２を浸食し、スリーブ煉瓦
２３に浮力を生じることになる。しかし、本実施の形態
では、溶融金属は補強スリーブ煉瓦２４に到達しておら
ず、また、スリーブ煉瓦２３と補強スリーブ煉瓦２４は
接着材によって強力に一体化されているので、スリーブ
煉瓦２３及び棒状電極１８を安定状態に保持することが
できる。従って、棒状電極１８の交換回数を減らすこと
ができ、電気炉操業のランニングコストを低減できる。
また、補強スリーブ煉瓦２４によって、溶融金属が第２
の不定形耐火物２１まで進出するのを効果的に防止し
て、棒状電極１８が鉄皮１１と導通することによって絶
縁破壊を起こすのを確実に防止することができ、電気炉
操業の安定化を図ることができる。

【００１６】また、本実施の形態では、前述したよう
に、スリーブ煉瓦２３の水平目地部２２と補強スリーブ
煉瓦２４の水平目地部２５を上下方向に相対的にずらし
ているので、この面からも、スリーブ煉瓦２３の水平目
地部２１から補強スリーブ煉瓦２４の水平目地部２５に
溶融金属が侵入するのを確実に防止することができ、上
記した電気炉操業のランニングコストの低減化と安定化
をさらに向上することができる。

【００１７】（第２の実施の形態）図２に示すように、
本実施の形態に係る直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉
瓦構造Ａ１は、第１の実施の形態に係る直流電気炉の炉
底電極用スリーブ煉瓦構造Ａにおけるスリーブ煉瓦２３
に相当するスリーブ煉瓦２６を上下方向に接合する水平
目地部が、中央陥没部２７と周縁隆起部２８と、両者を
連結する環状垂直壁部２９とから構成されていることを
特徴とする。

【００１８】なお、他の構成部材は、第１の実施の形態
にかかる直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造Ａと
同一構成なので、同一の個所は同一の符号で示す。上記
した構成によって、スリーブ煉瓦２６の水平目地部（中
央陥没部２７、周縁隆起部２８、及び環状垂直壁部２
９）を通して溶融金属が補強スリーブ煉瓦２４に侵入し
たり、補強スリーブ煉瓦２４を通して第２の不定形耐火
物２１に侵入するのを効果的に防止することができる。
従って、上記した電気炉操業のランニングコストの低減
化と安定化をこの面からもさらに向上することができ
る。

【００１９】以上、本発明を、第１及び第２の実施の形
態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実
施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられる
その他の実施の形態や変形例も含むものである。

【００２０】

【発明の効果】請求項１及び２記載の直流電気炉の炉底
電極用スリーブ煉瓦構造においては、スリーブ煉瓦と不
定形耐火物との間に補強スリーブ煉瓦が介設されると共
に、スリーブ煉瓦と補強スリーブ煉瓦とが接着材によっ
て一体的に連結されているので、溶融金属がスリーブ煉
瓦の水平目地部を浸食しても補強スリーブ煉瓦に到達し
ておらず、また、スリーブ煉瓦と補強スリーブ煉瓦は接
着材によって強力に一体化されているので、スリーブ煉
瓦及び棒状電極を安定状態に保持することができる。従
って、棒状電極の交換回数を減らすことができ、電気炉
操業のランニングコストを低減できる。

【００２１】また、補強スリーブ煉瓦によって、溶融金
属が不定形耐火物まで進出するのを効果的に防止して、
棒状電極が鉄皮と導通することによって絶縁破壊を起こ
すのを確実に防止することができ、電気炉操業の安定化
を図ることができる。

【００２２】請求項２記載の直流電気炉の炉底電極用ス
リーブ煉瓦構造においては、補強スリーブ煉瓦は、スリ
ーブ煉瓦に、上下方向に水平目地部を介して少なくとも
２段にわたって嵌着され、スリーブ煉瓦の水平目地部
と、補強スリーブ煉瓦の水平目地部は上下方向に相対的
にずらしている。従って、スリーブ煉瓦の水平目地部か
ら補強スリーブ煉瓦の水平目地部に溶融金属が侵入する
のを確実に防止することができ、上記した電気炉操業の
ランニングコストの低減化と安定化をさらに向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直流電気炉の
炉底電極用スリーブ煉瓦構造の正断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る直流電気炉の
炉底電極用スリーブ煉瓦構造の正断面図である。

【図３】従来の直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構
造の正断面図である。

【符号の説明】 Ａ 直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造 Ａ１ 直流電気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造 １０ 炉底 １１ 鉄皮 １２ 第１のパーマレンガ １３ 第１の不
定形耐火物 １４ アノード電極部 １５ 環状支持
板 １６ 中央支持板 １７ 絶縁板 １８ 棒状電極 １９ 給電ケー
ブル ２０ 第２のパーマレンガ ２１ 第２の不
定形耐火物 ２２ 水平目地部 ２３ スリーブ
煉瓦 ２４ 補強スリーブ煉瓦 ２４ａ 垂直目
地部 ２５ 水平目地部 ２６ スリーブ
煉瓦 ２７ 中央陥没部 ２８ 周縁隆起
部 ２９ 環状垂直壁部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電気炉の炉底に、棒状電極と、該棒
   状電極の外周を囲む不定形耐火物と、前記棒状電極と前
   記不定形耐火物との間に上下方向に水平目地部を介して
   少なくとも２段にわたって嵌着されるスリーブ煉瓦から
   なるアノード電極部を埋設してなる直流電気炉の炉底電
   極用スリーブ煉瓦構造において、 前記スリーブ煉瓦と前記不定形耐火物との間に補強スリ
   ーブ煉瓦が介設されると共に、該補強スリーブ煉瓦の内
   周面が前記スリーブ煉瓦の外周面に接着材によって一体
   的に連結されていることを特徴とする直流電気炉の炉底
   電極用スリーブ煉瓦構造。
2. 【請求項２】 前記補強スリーブ煉瓦は、前記スリーブ
   煉瓦に、上下方向に水平目地部を介して少なくとも２段
   にわたって嵌着され、前記スリーブ煉瓦の水平目地部
   と、前記補強スリーブ煉瓦の水平目地部は上下方向に相
   対的にずらしたことを特徴とする請求項１記載の直流電
   気炉の炉底電極用スリーブ煉瓦構造。