JP2985346B2 - 直流アーク炉における炉床構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、直流アーク炉における炉床構造
に係り、特に炉底電極の周辺部に耐火物煉瓦を施工して
なる構造に関するものである。

【０００２】

【背景技術】一般に、直流アーク炉は、容器状の炉体の
底部に電極が設けられる一方、炉体の上方から電極棒が
挿入、配置せしめられ、それら電極棒と炉底電極との間
で発生させられる直流アークの熱によって、スクラップ
鋼材等を溶解する溶解炉として、広く知られている。

【０００３】而して、かかる直流アーク炉における炉底
電極は、通常、該電極を流れる電流によるジュール発熱
等の熱負荷が大きいことに加えて、高温度に加熱された
溶鋼等の金属溶湯と接触することとなるところから、損
耗が著しい問題があり、またそのような電極の周囲を構
成する炉体の底部は、通常、マグネシア等の耐火性の粉
体からなるスタンプ材により形成されているが、炉の操
業時における炉体内の金属溶湯との接触により、かかる
粉体からなる耐火物自身の損耗も大きく、それによって
炉底電極にも更に悪影響を及ぼしてしまうという問題を
も、内在していた。

【０００４】

【解決課題】そこで、直流アーク炉の使用に際して、か
かる炉床面の損耗、ひいては炉底電極の損耗を低減する
ために、本発明者らが、種々検討したところ、炉体の底
部、特に炉底電極を取り巻く部位に、溶損の少ない材料
からなる耐火物煉瓦、例えばマグネシア・カーボン質煉
瓦を配し、これによって、炉底部の溶損、ひいては炉底
電極への悪影響が効果的に回避され得ることを見い出し
たのである。そして、本発明者らが更に検討を進めた結
果、そのような耐火物煉瓦を用いて炉床面を構成する場
合には、その熱による膨脹に基づくところの浮上りを阻
止する上において、耐火物煉瓦の所定の面を台形形状と
為して、湾曲した凹面状の炉床面を構成する必要がある
ことを見い出したのである。

【０００５】

【解決手段】ここにおいて、本発明は、かかる知見に基
づいて完成されたものであって、その要旨とするところ
は、炉体の緩やかに湾曲した凹面状の炉床面の略中央部
に炉底電極を設けて、該炉底電極と上方より炉体内に垂
下される電極棒との間におけるアーク放電により、スク
ラップ鋼材等の溶解材料を溶解せしめるようにした直流
アーク炉における炉床構造において、前記炉底電極を中
心として、その周りに同心円状にブロック状の耐火物煉
瓦を配置すると共に、該耐火物煉瓦を、その４つの側面
が炉上方側に向って漸次幅の狭くなる台形形状を与え、
且つその上面及び下面が炉中心側に向って漸次幅の狭く
なる台形形状を与えるように構成して、前記炉床面を形
成するようにしたのである。

【０００６】

【実施例】以下に、本発明を更に具体的に明らかにする
ために、図面を参照しつつ、本発明の代表的な実施例を
詳細に説明することとするが、本発明は、以下の実施例
の記載によって何等限定的に解釈されるものではなく、
本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識
に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加え得るもの
であることが、理解されるべきである。

【０００７】先ず、図１及び図２には、本発明に従う炉
床構造を有する直流アーク炉の一例が示されている。そ
こにおいて、アーク炉は、公知の耐火物からなる側壁２
と底壁４とを有する炉体を備えており、そしてこの炉体
の該底壁４の中央部には、円柱状の電極本体６を備えた
公知の炉底電極装置８が埋設されてなる構造とされてい
る。また、この炉体内には、図示はしないが、よく知ら
れているように、上方より電極棒が垂下されて配置せし
められるようになっており、この電極棒と電極本体６と
の間において直流アークが発生せしめられて、その熱に
よって、スクラップ鋼材等の鉄原料が溶解されるように
なっている。

【０００８】なお、かかる炉底電極装置８を構成する電
極本体６としては、鉄等の金属からなる公知の電極が何
れも採用され得るものであり、また棒状の他、複数のピ
ンからなる電極であっても、何等差支えない。

【０００９】そして、このような直流アーク炉の炉体底
部には、底壁４上に位置して、ブロック状の耐火物煉瓦
１０が、該電極本体６を中心として、その周りに同心円
状に複数列において配置されていると共に、それら煉瓦
１０と炉底電極装置８との間、及び底壁４との間には、
マグネシア・カーボン等の、公知の粉末状耐火物１２が
充填され、つき固められることにより、緩やかに湾曲し
た凹面状の、略面一とされた炉底面１４が構成されてい
る。

【００１０】すなわち、かかる耐火物煉瓦１０は、図３
及び図４からも明らかなように、それを構成する各面に
おいて、上面（Ａ）及び下面（Ｂ）は炉中心側に向っ
て、また４つの側面（Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）は、何れも炉上
方に向って、それぞれ、漸次幅の狭くなる台形形状を呈
する構成とされている。これによって、そのような煉瓦
１０を用いて、電極本体６（電極装置８）の周りに周方
向に、更に炉底を径方向に所定数の列において配列する
ことにより、底壁４の形状に対応して、緩やかに湾曲し
た凹面状の炉床面１４が形成されているのである。

【００１１】なお、かかる耐火物煉瓦１０としては、公
知の耐火物からなる煉瓦が何れも使用可能であるが、特
に、耐損耗性が良好であることから、マグネシア・カー
ボンからなる未焼成の煉瓦が好適に採用される。また、
そのような煉瓦１０の寸法や形状としては、適用される
アーク炉やその炉床における配置部位等に応じて、適宜
に選定されることが望ましい。

【００１２】ところで、このような構成の炉床構造を有
する直流アーク炉において、スクラップ鋼材等を溶解せ
しめるに際しては、常法に従って、容器状の炉体内に溶
解材料を充填し、該炉体開口部の上方より黒鉛電極等の
電極棒を垂下して、かかる開口部を覆蓋した状態で、該
電極棒と炉底電極６との間で通電を行ない、それによっ
て発生する直流アークの熱により、溶解材料を溶解せし
めるのである。

【００１３】そして、本発明にあっては、かかる溶解操
作に際しても、上述の如き構成の煉瓦１０により炉床が
構成されていることによって、従来の如く粉末耐火物を
用いる場合に比して、損耗を有利に低減し得、また煉瓦
の浮き上がりも、特定の煉瓦形状によって良好に回避さ
れ得ることとなるのである。

【００１４】因みに、本発明者らの実験の結果によれ
ば、従来のスタンプ材に代えて、本発明に従う耐火物煉
瓦を用いて凹面状の炉床面を構成することにより、炉床
面の溶損速度が、粉末耐火物の平均１．５mm／チャージ
から０．５mm／チャージに減少して、耐損耗性が著しく
向上し、そしてそれによって炉底電極への影響も低減し
て、電極自体の損耗速度は、平均３．５mm／チャージか
ら０．９mm／チャージとなり、電極の著しく損耗も有効
に低減され得たのである。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従う直流アーク炉の炉床構造にあっては、該炉床の中
心部に位置する炉底電極を中心として、その周りに同心
円状に、４つの側面が炉上方側に向って、且つ上面及び
下面が炉中心側に向って、それぞれ、漸次幅の狭くなる
台形形状として構成された、ブロック状の耐火物煉瓦を
配置してなるものであるところから、炉の操業に際し、
それら耐火物煉瓦の金属溶湯との接触による損耗、ひい
てはそのような煉瓦の損耗による炉底電極の損耗の増大
が有利に低減され得、また煉瓦の浮き上がりも効果的に
回避され得ることとなり、以て直流アーク炉としての耐
用性の向上をも図り得たのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う直流アーク炉の炉床構造の一実施
例を示す断面説明図である。

【図２】図１における炉床構造の平面半截図である。

【図３】図１における炉床構造において用いられる耐火
物煉瓦の平面説明図である。

【図４】図１における炉床構造において用いられる耐火
物煉瓦の正面説明図である。

【符号の説明】

６ 電極本体 ８ 炉底電極装置 １０ 耐火物煉瓦 １２ 粉末耐火物 １４ 炉床面

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F27B 3/08 F27B 3/14 F27D 1/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体の緩やかに湾曲した凹面状の炉床面
   の略中央部に炉底電極を設けて、該炉底電極と上方より
   炉体内に垂下される電極棒との間におけるアーク放電に
   より、スクラップ鋼材等の溶解材料を溶解せしめるよう
   にした直流アーク炉における炉床構造にして、前記炉底
   電極を中心として、その周りに同心円状にブロック状の
   耐火物煉瓦を配置すると共に、該耐火物煉瓦を、その４
   つの側面が炉上方側に向って漸次幅の狭くなる台形形状
   を与え、且つその上面及び下面が炉中心側に向って漸次
   幅の狭くなる台形形状を与えるように構成して、前記炉
   床面を形成したことを特徴とする直流アーク炉における
   炉床構造。