JP3641130B2 - Water cooling lance device for electric furnace - Google Patents
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Description
【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使用される電気炉において、酸素を超音速で吹き込むとともに粉体を必要に応じて吹き込むための、酸素または酸素含有ガスと粉体とを吹き込む水冷ランス装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属材料の溶解、溶融金属の精錬等に使用される電気炉として、炉内に装入した金属材料の上方に配設した電極と、炉底、側壁等の炉壁に取り付けた電極との間に電極を流し、金属材料の溶解、溶融金属の精錬を行う直流電気炉、また、炉内に装入した金属材料の上方に配設した3本の電極間に電流を流し金属材料の溶解、溶融金属の精錬を行う交流電気炉が知られている。この種の電気炉は金属材料の溶解促進、溶融金属の精錬を行うために、パイプを使用し、酸素及び粉体を炉内の溶融金属内に吹き込む操業が一般的に行われている。従来、作業者が酸素及び粉体を吹き込むためのパイプを保持し炉内に吹き込む作業を行っていたが、たとえば、実開平2−38457号公報に示されるようにパイプを自走台車上に搭載させ、機械的に酸素及び粉体を吹き込むためのパイプを把持、炉内へ送り込む装置が提案され、作業者の重筋、高温環境化の作業を軽減している。
【0003】
一方、特開平7−12466号公報に示されるように非消耗型ランスを用いて酸素及び粉体を炉内へ吹き込むことにより、作業者の重筋、高温環境化の作業をなくす技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非消耗型水冷ランスを用いて酸素及び粉体を炉内に吹き込む作業については、作業者の重筋、高温環境化の作業はなくなったが、酸素を吹き込む非消耗型水冷ランスと炭粉を吹き込む非消耗型水冷ランスとの相対位置が固定であるため、溶融金属に加炭を行う場合には、炭粉は必ず酸素流と接触して燃焼してしまう割合がおおく、溶融金属への加炭量が少なくなり、溶融金属への必要な加炭が得られず、所定の加炭を行うためには、加炭時間を長く取る必要があった。
【0005】
このため、加炭時間が長くなるため、生産性が低下するという問題があった。特に未溶融金属がほとんど溶融した時期の溶融金属のカーボン成分が最終製品のカーボン成分よりも低い成分となる操業形態をとっている場合には、毎ヒート必ず加炭をする必要があり、加炭時間が長くかかってしまい著しく生産性が低下してしまうという問題があった。
【0006】
本発明は、上記技術課題を解決するためのもので、その目的とするところは酸素吹き込み用水冷ランスと粉体用水冷ランスの相対位置を変更可能とする水冷ランス構造を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは、電気炉内の溶融金属内上面に酸素または酸素含有ガスを吹き込む酸素用ランスと粉体を吹き込む粉体用ランスを有するランス装置において、平行に配設した酸素用ランスと粉体用ランスを回転板に取り付け、該酸素用ランスは回転板に対し回転自在とし、該回転板を取り付けブロックに回転自在に配設し、該回転板を回転させることより、前記酸素用ランスと粉体用ランスを回転板の軸中心に回転自在にしたことを特徴とする電気炉の水冷ランス装置である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付の図面をもとに実施例に基づいて詳しく説明する。
【0009】
【実施例】
図1は本発明を適用したカッティング時期の直流電気炉の断面図、図2は溶融金属がほとんどを占める、または溶融金属のみの時期の直流電気炉の断面図、図3はランスホルダー部の詳細構造図、図4はランスの相対位置を変更したランスの正面図である。
【0010】
図1において、直流電気炉1は耐火物2と水冷ボックス3とで覆われた炉本体4と、その上部に配設された炉蓋5からなり、炉蓋5には、中心部から昇降自在な上部電極6と炉底には炉底電極を配設し、上部電極6と炉底電極7に供給される直流電流により、主に直流電気炉内に装入されたスクラップの溶融金属8と上部電極6の先端との間に形成されるアークでもってスクラップを溶解、または、溶融金属8を加熱する。
【0011】
未溶解金属15の溶解の促進、溶融金属8の加熱補助、精錬を行うために、炉本体4に配設された作業口9より水冷された酸素吹き込み用ランス10と酸素吹き込み用ランス10の下部に配設し水冷された粉体吹き込み用ランス11を炉内に装入してある。また、ランス10,11は、前後進及び昇降駆動装置(図示せず)により炉内での前後上下方向の位置調整を行える。図1においては、未溶解金属15を酸素吹き込み用ランス10から吹き出す酸素によってカッティングする場合の図で、あらかじめ加熱された未溶解金属15に酸素を吹き付けて未溶解金属15をカッティングする。
【0012】
ランス10,11は、ランスホルダー12により保持され、ピン16により一方をアーム13に支持され、さらに他方をアーム13にピン17を介して取り付けられた駆動装置(たとえば油圧シリンダー)14とピン18により支持されており、駆動装置14の押し引きにより酸素吹き込みランス10の吹き込み角度を変化させることができる。
【0013】
図3は、ランスホルダー12を中心とする部分の詳細構造図であるが、ランス10は回転板24と連結している取付板23にブッシュ20を介して取り付けボルト21で取り付けられており、吹き込み方向をかえるためにランス10自体をランス10の中心を軸として回転出来るようにしてある。ランス11は、回転板24を連結している取付板23に直接取り付けられている。取付板23に連結された回転板24はブッシュ19を介して取り付けブロック26にて支持され、回転板24と回転板24に連結した取付板23に取り付けられたランス10,11は同時に回転板24の回転中心を軸として回転することが出来る。
【0014】
ランス10の先端の酸素ガス吹き出し口27はランス10の中心軸に対して角度θで傾斜している。回転板24の回転位置にかかわらず、ランス10の酸素ガス吹き出し口は常に下方に向くよう、ランス10自体を回転させることができる。
【0015】
電気炉1の炉内に金属材料を装入した後、上部電極6と炉底電極7との間に電極を流し未溶解金属15の溶解を開始する。このとき、溶解を開始するとほぼ同時に酸素吹き込み用ランス10、粉体吹き込みランス11を未溶解金属15に当たらないようにランスの前後進装置(図示せず)によりランスを前進させ、酸素を吹き始める。
【0016】
未溶解金属15の溶解が進むにつれて、吹き込み位置に溶融金属8と未溶解金属15とが混在するようになる。この時期より必要に応じて粉体吹き込み用ランス11を介して粉炭、石灰等の粉体を炉内に吹き込む。さらに未溶解金属15の溶解が進むにつれて酸素の溶解促進効果により、酸素吹き込み用ランス10の吹き込み位置に未溶解金属15が存在しなくなるため、未溶解金属15の溶解に合わせてランスの前後進装置(図示せず)によりランスを前進させる。
【0017】
次いで、ランス11から炭粉を吹き込み、この炭粉をランス10からの酸素ガスと反応させて加熱を行う。
【0018】
このとき、図3に示すように炭粉を吹き込むランス11は、酸素を吹き込むランス10の下部に配設されている。吹き込まれた炭粉はランス10よりななめ下方に吹き込まれた酸素流と合流して溶融金属内に吹き込まれるためほとんどが酸素と反応する。
【0019】
一方、溶融金属8に加炭する場合、ランス11から吹き込んだ炭粉がランス10から吹き込んだ酸素流と合流しないようにランス10,11の位置を変更する。図4は、ランス10,11の相対位置を炭粉が酸素流と合流しないように位置を変更したランスの正面図であるが、取付板23に連結された回転板24を回転させ、ランス10,11を回転させると共に酸素を吹き込むランス10は吹き込み方向を下向きにするためにランス10自体を回転板24と逆方向に回転させ、炭粉が酸素流と合流しない位置に設定する。そして、溶融金属の加炭を行う。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、酸素吹き込み用ランスと炭粉吹き込み用ランスの相対位置を炭粉が酸素流と合流しないように吹き込むことが出来るようにすることにより、溶融金属に加炭を行う場合には、炭粉と酸素流と接触させず炭粉を溶融金属の加炭のみに使うことが出来、生産の柔軟性を向上すると共に生産性の向上に大きく貢献するもので、その効果は極めて大きい。
【0021】
また各ランスが損傷してランスを交換する場合は、回転板を回転させ交換するランスを上側に配置することによりカバーと取付ボルトのみをはずすことにより交換することが出来、交換性の向上にも大きく貢献するもので、その効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したカッティング時期の直流電気炉の断面図である。
【図2】本発明を適用した溶融金属がほとんど占める、または溶融金属のみの時期の直流電気炉の断面図である。
【図3】本発明を適用したランスホルダー部の詳細構造図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図4】本発明を適用した酸素吹き込みランスと粉体吹き込みランスの相対位置を変更したランスの正面図である。
【符号の説明】
1 直流電気炉
2 耐火物
3 水冷ボックス
4 炉本体
5 炉蓋
6 上部電極
7 炉底電極
8 溶融金属
9 作業口
10 酸素吹き込み用ランス
11 粉体吹き込み用ランス
12 ランスホルダー
13 アーム
14 駆動装置
15 未溶解金属
16,17,18 ピン
19,20 ブッシュ
21,22 取付ボルト
23 取付板
24 回転板
25 カバー
26 取付ブロック
27 酸素ガス吹き出し口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In an electric furnace used for melting a metal material, refining molten metal, etc., the present invention comprises oxygen or oxygen-containing gas and powder for blowing oxygen at a supersonic speed and blowing powder as needed. The present invention relates to the structure of a water-cooled lance device to be blown.
[0002]
[Prior art]
As an electric furnace used for melting metal materials, refining molten metal, etc., between the electrode placed above the metal material charged in the furnace and the electrodes attached to the furnace wall such as the furnace bottom and side walls A DC electric furnace for melting the metal material and refining the molten metal, and melting the metal material by passing an electric current between the three electrodes disposed above the metal material charged in the furnace, An AC electric furnace for refining molten metal is known. In this type of electric furnace, in order to promote melting of a metal material and refine the molten metal, a pipe is used, and an operation of blowing oxygen and powder into the molten metal in the furnace is generally performed. Conventionally, an operator has held a pipe for blowing oxygen and powder and blows it into the furnace. For example, as shown in Japanese Utility Model Publication No. 2-38457, the pipe is mounted on a self-propelled carriage. A device for mechanically grasping a pipe for injecting oxygen and powder and feeding it into the furnace has been proposed to reduce the work of the operator and the high temperature environment.
[0003]
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-12466, there is disclosed a technique that eliminates the operator's heavy work and high temperature environment work by blowing oxygen and powder into the furnace using a non-consumable lance. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, with regard to the work of blowing oxygen and powder into the furnace using a non-consumable water-cooled lance, there has been no work for the operator and the high-temperature environment, but the non-consumable water-cooled lance and charcoal powder that blows oxygen are eliminated. Since the relative position with the non-consumable water-cooled lance that blows in is fixed, when carburizing the molten metal, the proportion of the charcoal powder that always burns in contact with the oxygen stream is large. The amount of carburization is reduced, the necessary carburization of the molten metal is not obtained, and in order to perform predetermined carburization, it is necessary to take a long carburizing time.
[0005]
For this reason, since carburizing time became long, there existed a problem that productivity fell. Especially when the operation form is such that the carbon component of the molten metal when the unmolten metal is almost melted is lower than the carbon component of the final product, it is necessary to always carburize each heat. There was a problem that it took a long time and the productivity was remarkably lowered.
[0006]
The present invention is intended to solve the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a water-cooled lance structure that can change the relative position of the water-cooled lance for blowing oxygen and the water-cooled lance for powder.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist of the present invention is that a lance device having an oxygen lance for blowing oxygen or an oxygen-containing gas and a powder lance for blowing powder on the inner surface of the molten metal in the electric furnace are arranged in parallel. An oxygen lance and a powder lance are attached to a rotating plate, the oxygen lance is rotatable with respect to the rotating plate, the rotating plate is rotatably arranged on a mounting block, and the rotating plate is rotated, A water-cooled lance device for an electric furnace, wherein the oxygen lance and the powder lance are rotatable about the axis of a rotating plate.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0009]
【Example】
FIG. 1 is a cross-sectional view of a DC electric furnace at a cutting time to which the present invention is applied, FIG. 2 is a cross-sectional view of the DC electric furnace at a time when most of the molten metal occupies or only a molten metal, and FIG. FIG. 4 is a front view of the lance with the relative position of the lance changed.
[0010]
In FIG. 1, a DC electric furnace 1 includes a furnace body 4 covered with a refractory 2 and a water-cooled
[0011]
The oxygen blowing
[0012]
The
[0013]
FIG. 3 is a detailed structural view of a portion centered on the
[0014]
The
[0015]
After the metal material is charged into the furnace of the electric furnace 1, an electrode is passed between the
[0016]
As the dissolution of the
[0017]
Next, carbon powder is blown from the
[0018]
At this time, as shown in FIG. 3, the
[0019]
On the other hand, when carburizing the
[0020]
【The invention's effect】
As described above, when carburizing molten metal by enabling the relative position of the oxygen blowing lance and the carbon powder blowing lance to be blown so that the coal powder does not merge with the oxygen flow, The charcoal powder can be used only for carburizing the molten metal without contacting the charcoal powder and the oxygen stream, which greatly improves the flexibility of production and greatly contributes to the improvement of productivity.
[0021]
In addition, when replacing each lance because it is damaged, it can be replaced by removing the cover and the mounting bolt only by rotating the rotating plate and placing the lance on the upper side. It contributes greatly and its effect is extremely large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a DC electric furnace at a cutting time to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a DC electric furnace at a time when the molten metal to which the present invention is applied is mostly occupied or only the molten metal is present.
3A and 3B are detailed structural views of a lance holder portion to which the present invention is applied, in which FIG. 3A is a front view, and FIG. 3B is a side view.
FIG. 4 is a front view of a lance in which the relative positions of an oxygen blowing lance and a powder blowing lance to which the present invention is applied are changed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC
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- 1998-04-10 JP JP09875398A patent/JP3641130B2/en not_active Expired - Fee Related
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