JPS62266384A

JPS62266384A - 製鋼用電弧炉

Info

Publication number: JPS62266384A
Application number: JP62019577A
Authority: JP
Inventors: アレクサンデル、ヨルダノフ、ブルチェフ; ルメン、ボリソフ、ラデフ; ゲルマン、イワノフ、ゲルマノフ
Original assignee: N PUROIZUBODOSUTOBENO PUREDOPURIATEIE PO EREKUTOROTERUMIA; PROIZV PUREDOPURIATEIE EREKUTO
Current assignee: N PUROIZUBODOSUTOBENO PUREDOPURIATEIE PO EREKUTOROTERUMIA; PROIZV PUREDOPURIATEIE EREKUTO
Priority date: 1986-01-30
Filing date: 1987-01-29
Publication date: 1987-11-19
Also published as: US4783790A; BR8700401A; EP0231880A3; EP0231880A2; BG45040A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は鋼を製造するためにアークを使用する製鋼用直
流型皿炉に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

前世紀末までは、製鋼のための局部加熱用熱源としては
、交流型皿炉よりも直流型皿炉か実質的に有利であると
されていた。しかしながら、長い間、上記型皿炉に大電
流を高い信頼度で流し得る優れた整流器が提供されなか
った。それが、１９６０年代の大電流用のダイオード及
びサイリスクの発達によって状況が変わり、上記直流型
皿炉が再び話題に上ぼるようになった。

上記直流型皿炉に関する主な問題は、型皿炉中の溶融し
た鋼の中に直流電極を挿入する方法であった。

１９６０年代までは、常ｌＨでは電気を通さず、高７１
■時に電気を充分に通し得る耐火物材料で陽極を作り、
この陽極を炉底に設けるのが良いとされた（英国特許第
１１．８３５７号、１９１７年）。

しかしなから、この様な耐火物は存在しなかったから、
当然、どの分野でも、使用されてはいなかった。

また、上記炉の扉の敷居よりも高い位置に設けた穴から
その炉の中に挿入するタイプの水冷式可動型の金属製陽
極が良いという提案もなされた（ドイツ特許ＤＥ第２３
４０６７４号）。この様な陽極には、上記炉の器壁の穴
に金属又はそのスラグが付着して上記陽極が動けなくな
り、そのために、その陽極が比較的早く浸蝕されるとい
う欠点かある。

また、炉底を金属製の冷却型の陽極で作るという提案も
なされた。この提案は、鋼で作った多数の棒状部材から
なる陽極を炉底に設け、この棒状部材の外側の端部を上
記炉外に出し、この炉外に出ている端部を循環空気で強
制冷却するという構造である（第１０回国際電熱コング
レス（ストックホルム）１９８４年、報告書に−４）。

また、鋼のブロックで作ったケースを炉の底に組み込み
、このケースに上記陽極を設け、このケースの外側端部
を水で強制冷却するという提案もなされた（第２回欧州
電気炉コンブレス（フローレンス）。

１９８６年、報告書Ｒ−４，７）。この２つの提案の特
徴は、溶融しない構造の陽極と溶融した鋼との間に、過
渡的な溶融部分を存在させることにある。炉底に陽極を
設けるという上記２つの提案には、炉底を極めて傷つき
易くするという欠点がある。炉の扉すなわち炉の湯口よ
り下の部分に陽極を設けても、聞届の解決には役立たず
、構造を複雑にするだけである。このような構造では、
炉底を形成する各部材か極めて弱くなることは明らかで
ある。

さらに、給電装置をマグネサイトと炭素から成る耐火物
で作り、この給電装置を上記炉底部に組み込むことか提
案された（第２回欧州電気炉コンブレス（フローレンス
）、１９ｇ６年、報告書Ｒ−４，８）。また、このマグ
ネサイトと炭素からなる耐火物で炉底を作ることも提案
された（英国特許第１５０４４４３号）。この２つの提
案は、作用の面から見れば同じ様なものであり、上記マ
グネサイトと炭素からなる耐火物は、寿命が短く、かつ
、鋼の溶融開始時に所要の電流を供給できないという欠
点を有する。

〔発明の目的〕

そこで、本発明は、直流で作動する製鋼用電弧炉を提供
することを目的とし、より詳細には、製鋼用直流型皿炉
の長所を活用し、鋼製陽極と溶融鋼との間に、良好、か
つ、信頼性の高い電気的接続を形成し得る製鋼用直流型
皿炉を提供することを目的とする。

〔発明のｌｌ！Ｅ要〕

」二組目的は、本発明に基いて、内部を水で冷却しない
構造の水平設置型鋼製陽極によって達成される。この陽
極の前部は上記炉壁の穴を貫通して−Ｉ：、記炉の中に
入り、上記陽極の下部は上記炉の扉の下調の敷居より低
い位置に取り付けられる。上記陽極の後部は上記炉のフ
ードの外側の水平なダクトの中に配置面され、このダク
トは耐火物でライニングされる。上記陽極を）１ζ成す
る水平部材は、給電のための鋼製の垂直部材に接続され
る。上記水平部材及び垂直部材は、間接水冷装置により
、上記炉のフードの外側から冷却される。上記間接水冷
装置は上記炉の扉の敷居より高い位置に取り付けられる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図によって詳細に説明する。

本発明に基く直流型別製鋼炉は、第１図ないし第３図に
示すように、炉底部１、炉壁２，２．・・・、天井３、
グラフフィトで作られた陰極４、及び、溶融グラファイ
トで作られた陽極５．５．・・・を有する。これらの部
材は、ブルガリア発明者証第１７９３２号に記載されて
いるものと同様である。

また、第１図に示すように、３個の電極保持具か１−記
炉の横断軸線に対して４５°になるように配置される。

陽極６は鋼で作られ、水平部材７及び垂直部材８から成
る。上記水平部材７の本体部は、鋼で作られ、コンパク
トな形であり、内部が水冷されない。この水平部材７の
前部９は上記炉の壁装２を貫通して上記炉の内部空間１
０に入る。この水平部材７の前部９の下部は上記炉の扉
の敷居１１より低い位置にある。」―記水平部材１１の
内部９は溶融したＩｖ４１２に電気的に直接接続される
。上記水平部材７の後部１３は、上記炉のフードの外に
あり、この炉のフードの側部のダクト１４の中に入り、
耐火物１５と水冷装置１６に囲まれる。上記水平部材４
の後部の頂部は上記扉の敷居１１より高い位置にあり、
この頂部の面に間接水冷装置１７が設けられる。

上記陽極の垂直部材８の本体部は、鋼で作られ、コンパ
クトな形であり、水冷されない。この垂直部材８の下部
は上記水平部材７の後部１３に電気的に直接接続される
。この垂直部材８は電極保持具１８に取り付けられ、こ
の電極保持具１８は、上記水・１′部４Ａ８より若干高
い位置にあり、直流電源の陽極に電気的に接続される。

上記電極保持具１８に直接水冷装置が取り付けられる。

さらに、上記′電極保持具に、垂直方向駆動のための機
構１９が取り付けられる。

例外的にではあるが、必要に応じて、上記垂直部月８が
所定の長さ消耗しても差し支えない＋１■造にすること
ができる。この場合、上記電極保持具１８は、所要距離
下降の後、上記垂直部材８を離し、この垂直部月８を、
より高い位置に固定させる。

本発明を実施するための具体的な装置においては、１．
記ダクト１４の水冷装置１６を直接上記電気回路に含め
ない。これは、上記水冷装置の表面が電気的に浸蝕され
るのを防１■−するためである。

］−記組立ての際に、上記水平部材の後部１３と水冷装
置１６との間に間隙を形成させる。この間隙は、上記鋼
製陽極及び耐火物に温度の変化による亀裂が生じた時に
、鋼で満たされるか、そのために、上記陽極に悪影響が
及ぶことはない。その理由は、電流分布の法則に従って
、上記水冷装置１６に流れる電流か微弱であり、その電
圧の低下も極めて小さいからである。

鋼を溶融する時の、上記水平部材７の長手方向の温度差
は極めて大きい。すなわち、水平部材の前部９の未溶融
状態の鋼の温度は１４５０°ないし１５００°であるが
、この水平部材の後部１３の鋼の温度は２００ないし３
００°である。上記水甲部材の前部９は、炉壁２の耐火
物でライニングしである部分の深さになるまで溶融され
るが、この溶融した部分の温度は１４５０°以下である
。

この溶融された鋼の全部又は一部分が−に記炉壁２の穴
から注ぎ出されると、上記炉の中に比較的浅い空洞がで
きる。製鋼工程において、原料であるスクラップが投入
され、このスクラップが溶融し始めると、上記水平部材
９及びこれに対応する耐火物の温度は、１４５０’より
かなり下がる。そのために、溶融した鋼の最初の部分（
細くなって勢いよく流れ出す部分）は直ちに固化して上
記空洞を満たす。上記溶融した鋼か加熱され、さらに過
熱されると、上記穴の中で一時的に固化した鋼は溶融さ
れ、この溶融した鋼は次の溶融鋼の注出し時に流出する
。このサイクルが、鋼の溶融の度に繰り返される。

第１図に溶融グラファイトで作った陽極５，５゜・・・
と鋼で作った陽極６，６．・・・を示す。この両陽極５
．６は上記炉を横断する軸線に沿って取り付けられる。

すなわち、この両陽極の軸線は上記グラファイトで作ら
れた陰極４に対して１８００の角度を為す。この極の作
用を考慮すれば、上記角度を±２０″以内で変動させる
ことかできる。」二組炉を横断する軸線と上記陽極の軸
線が、炉壁２の穴の内側端部で為す角度は、工学的に極
めて重要である。この角度も±２０°以内で変動させる
ことができる。

−に記製鋼用直流型皿炉を使用する製鋼工程は、ブルガ
リア発明者証第１７９３２号に記載された製鋼工程と同
様である。すなわち、この製鋼工程では、炉にスクラッ
プを投入し、グラファイト製陽極５を上記投入したスク
ラップに突き当たるまで下げ、このスクラップを押す。

次に、上記グラファイト製陰極４を下げ、この陰極４が
上記スクラップに接触させて、電弧を発生させる。この
溶融を行っている時に、上記スクラップは、上記グラフ
ァイト製陽極５の下で、徐々に下がる。この１．１ｒに
、上記グラファイト製陽極５を、適当な装置を用いて、
一定の圧力で上記スクラップに押し当て続けるようにす
ることもできる。この溶融を行っている時に、上記溶融
した鋼１２の上面が上昇し、上記鋼製陽極６の前部９に
電気的に接続される。

この鋼製陽極６の電流が予め定めた電流値の５０％に達
した時に、上記グラファイト陽極５を上記炉の天井３よ
り上に引上げ、この陽極の穴を適当な方法で塞ぐ。

上記スクラップは、通常、１回以上、すなわち、数回に
別けて投入する。このように分割投入しても、溶融鋼１
２に対する給電特性は変化しない。

その理由は、溶融鋼と鋼製の陽極６との電気的接続か既
に形成されているからである。

電気炉に関する最近の実用的な技術によれば、例外的で
はあるが、溶融した鋼１２と従来の鋼製陽極６を電気的
に接触させないようにすることがｎ■能になった。その
ようにするためには、幾つかの方法がある。その第１の
方法は、炉壁２の穴の内側端部の耐火物を型皿装置で溶
融させる方法である。この場合、鋼の溶融の半ばで、陽
極を用いて電弧を発生させる。すなわち、陰極を溶融し
たスラグの中（溶融した鋼の中ではない）に挿入し、グ
ラファイト製陽極５に２木のオーブン型皿を作用させる
。このようにすれば、電磁作用によって、上記オーブン
型皿が上記炉壁の上記グラファイト製陽極の直ぐ近くの
部分に向かって走る。

上記技術を用いても、上記溶融した鋼１２と上記鋼製陽
極６との間に、電気的回路を形成できない場合には、さ
らに、ブルガリア発明者証第２１５０１号に基ずく「電
気抵抗法」を利用して、上記鋼を溶融させる。

また、生産上の都合に応じて、２つの方法のいずれかを
選択することができる。すなわち、その第１の方法は、
上記鋼の溶融を、上記「電気抵抗法」を利用して、予め
定めた回数、継続的に行う方法であり、上記第２の方法
は、ｌ−記所定の溶融を行った後、炉壁２の穴を灼熱す
る方法である。

上記第２の方法を実施した場合には、鋼製陽極６の水平
部材７が全く役に立たないほど完全に破壊されるから、
新しいものに取り替えなければならない。上記灼熱を行
う方法としては、鉄合金とカーバイドからなる電弧炉の
中で、ボーク穴を灼熱する技術、又は、酸素を用いてボ
ーク穴を灼熱する方式の非鉄合金の冶金技術又は鉄合金
の冶金技術を応用することかできる。上記炉内空間１ｏ
を充分広く灼熱した後に行う工程は、従来通りである。

以−１−説明した炉は、１個のグラフフィト製陰極、２
個のグラファイト製陽極、及び、２個の鋼製の陽極を自
゛する電弧炉たけであるが、これはｒドなる例示に過ぎ
ない。この炉の構造を、基本構造として、陰極を３個の
炭素電極で作り、この３個の炭素電極を二角形に配置す
ることも、これと同様に、三相の交流電気炉を作ること
も、２個以上の炭素電極を１列に配置して陰極とした電
気炉を作ることも、さらに、上記と同様に、冶金用の加
熱炉を作ることもてきる。

〔効　果〕

本発明は次の長所をｑする。すなわち、各溶融段階に於
ける上記溶融鋼と溶融しない鋼製の陽極との相の境界の
位置を周期的に変化させることができ、上記直流電源の陽極のリード線を、維持整備し易いよう
に、炉のフードの外側に横に配置することかでき、上記鋼製陽極を耐火物てライニングした外部ダクトの中
に取り付け、これにより、鋼製の陽極の取付部分から溶
融鋼が噴出する恐れを肋汲に取り除くことができ、１、記鋼製の陽極の冷却を間接冷却方式とし、そのため
の水冷装置を上記炉のフードの外側に取り付け、その取
付位置を炉の扉の敷居より高くし、これにより、冷却水
が溶融鋼の中に混入する可能性を完全に除去することが
でき、上記ダクトの中に設けた水冷装置を主電流回路に含めな
いので、上記水冷装置の構成部材の表面の電気的混触を
完全に防止することができ、さらに、溶融鋼と鋼製の陽
極との電気的接続に異常が発生した場合に、容易に修理
し機能を回復させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基く直流型皿製鋼炉の溶融鋼の表面の
高さに於ける部分断面を含む垂直立面図、第２図は第１
図の直流型皿製鋼炉の線Ａ−Ａに沿う部分断面図、第３
図は３方向に突出した水冷装置を宵する鋼製陽極の三面
図である。１・・炉底部、２・・・炉壁、３・・・天井、４・・・
グラファイトで作られた陰極、５・・溶融グラファイト
で作られた陽極、６・・・鋼製陽極、７・・・水平部材
、８・・・垂直部材、９・・・水平部材の前部、１０・
・・炉内部の空間、１１・・・炉の扉の敷居、１３・・
・水平部材の後部、１４・・・水１九なダクト、１５・
・・耐火物、１６・・・水冷部＋４．１７・・・間接水
冷部材、１８・・・電極保ｒ！ｊ具、１９・・垂直駆動
機構、１２・・・溶融した鋼。出！り１１人代理人　　佐　　藝　　−雄［Ａ面ゾ１ｊ
・、］：１内８．−に変更’ｌ’　ｉ−、ｊＦＩＧ、１

Claims

【特許請求の範囲】１、炉底部、壁壁、天井、及び、電極保持具を有し、上
記電極保持具はグラファイト製可動型の１個以上の陽極
と、上記天井の穴を貫通するグラファイト製可動型の１
個以上の陰極と、上記グラファイト製可動型の陽極とは
組成が異なり、直流電源の陽極に接続されてスクラップ
及び溶融鋼に電流を供給する形状の１個以上の陽極とを
有する製鋼用電弧炉において、上記製鋼用電弧炉は水平
な２個以上の鋼製陽極（６、６）を有し、上記鋼製陽極
はそれぞれ水平部材（７）及び垂直部材（８）を有し、
上記水平部材（７）は内部が水冷されないコンパクトな
形の鋼製の本体部を有し、上記水平部材（７）の前部（
９）は上記炉壁（２）の穴を貫通して上記炉内空間（１
０）に入り、このように配置された時の上記水平部材（
７）の下部の位置は上記炉の扉の敷居（１１）より低く
、上記水平部材（７）の後部（１３）は上記炉のフード
の外側にあり、耐火物（１５）でライニングされた水平
なダクト（１４）と水冷部材（１６）との中に配置され
、上記水平部材（７）の後部（１３）に間接水冷部材（
１７）が設けられ、上記間接水冷部材（１７）は上記炉
のフードの外側に配置され、上記上記間接水冷部材（１
７）の配置位置は上記炉の扉の敷居（１１）より高く、
上記垂直部材（８）は内部が水冷されないコンパクトな
形の鋼製の本体部を有し、上記垂直部材（８）の下部は
上記水平部材（７）の後部（１３）に電気的に直接接触
し、上記垂直部材（８）の頂部は上記電極保持具（１８
）に取り付けられ、上記電極保持具（１８）は水冷部材
と垂直駆動機構（１９）とを有することを特徴とする製
鋼用電弧炉。２、上記炉壁（２）にある陽極（６）の上記水平部材（
７）の前部（９）は内側から外側まで断面積が増加する
形状であり、上記水平部材（７）の後部（１３）は断面
積が均一な形状であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の製鋼用電弧炉。３、上記水冷部材（１６）は上記水平部材（１４）の器壁に取り付けられ、上記水冷部材（１６）
は上記水平部材（７）から予め定めた距離離間した位置
に取り付けられ、上記陽極（６）の垂直部材（８）及び
その構成部材は予め上記直流電源の陽極に接続されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
の製鋼用電弧炉。４、鋼製の陽極（６）が２個である場合にのみ、上記炉
壁（２）に設けられた陽極のための穴を、上記炉の一方
の端部から他方の端部まで横断する軸線上に設け、上記
陽極（６）の軸線と上記ダクト（１４）の軸線とを上記
横断軸線に一致させ、又は、溶融鋼の吐出方向又は上記
炉の扉の方向に上記横断軸線に対して角度２０°までの
範囲内で広げることもできることを特徴とする特許請求
の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項に記載の製鋼
用電弧炉。