JPS5841939B2 - 加熱装置及び加熱方法 - Google Patents

加熱装置及び加熱方法

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JPS5841939B2
JPS5841939B2 JP51160551A JP16055176A JPS5841939B2 JP S5841939 B2 JPS5841939 B2 JP S5841939B2 JP 51160551 A JP51160551 A JP 51160551A JP 16055176 A JP16055176 A JP 16055176A JP S5841939 B2 JPS5841939 B2 JP S5841939B2
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0075Treating in a ladle furnace, e.g. up-/reheating of molten steel within the ladle
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
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Description

【発明の詳細な説明】 従来より、溶湯を鋳型に入れるに当っては、溶湯の温度
を予め鋳型に注入するに適する温度(以下鋳込温度とも
いう)にして鋳型に注入するのが望ましいとされている
そこで一般的には炉から出た溶湯を直接鋳型に注ぐ場合
は別として、炉から出た溶湯を一旦容器に受は入れ、そ
の容器から或は更に別の容器を通して鋳型に注ぐ場合は
、上記炉から出る溶湯の温度を予め鋳込温度より高いも
のにしておくのが一般的である。
しかし現場においては予定通りに作業が進まない場合も
あり、ときには上記の容器、即ち取鍋内にある溶湯の温
度の低下する度合が予定より太きく低下することがある
斯る場合は、結果的に取鍋から鋳型への溶湯の鋳込温度
が低いことになり、成型品の品質が低下する問題点があ
る。
更にまた連鋳機等の鋳型において、この鋳型に向けて取
鍋から注入される溶湯の温度がしばしば高、低変化する
と鋳型から連続的に引き出される単一製品において各所
に品質斑が生じる等の大きな問題点が生じるので鋳込温
度はより一層厳格なものが要求される。
この為上記諸問題点の解決が要求されている。
そこで本発明はそのような要求に応えようとするもので
、取鍋内の溶湯な極めて簡単な取扱いで加熱することが
出来、しかもその加熱も極めて熱効率高く行なうことが
出来るようにした加熱装置及び加熱方法を提供しようと
するものである。
以下本願の実施例を示す図面第1図について説明する。
1は取鍋で、内周面には耐火物のライニング1aが施さ
れており、その内部には周知のように転炉その他の炉か
らの溶湯2を貯えうるようにしである。
3は流出口を示し、連鋳機に向けて溶湯2を流出させる
ように設けられたものである。
次に加熱装置4について説明する。
5は把持機で、周知のように昇降及び横移動を自在に構
成されている。
6は把持機5の先端に連結した基枠として例示する水冷
把持機で、周知のようにその内部に形成された流通路7
に水を通すことによって自体を冷却しうるように構成し
である。
9はアーク発生用電極として用いたプラズマトーチで、
水冷把持機6に対し絶縁用のアスベスト板10を介して
取付けである。
またこのプラズマトーチ9は熱効率の高いトランスファ
ータイプのものが用いられている。
11はプラズマトーチ9に接続した負極給電ケーブルで
、プラズマトーチ9を図示外の電源装置の負極に接続す
るように設けられたものである。
12はプラズマトーチ9に連通させたガス供給管で、ア
ルゴンガスをプラズマトーチ9に供給しうるようにしで
ある。
14は水冷把持機6に取付けた中空筒状の給電電極で、
溶湯2との電気的な接続が可能な材料で形成されている
尚この材料としては熱伝導特性及び電気伝導特性の良好
な黒鉛を用いることが望ましい。
またその形状は円筒形状の外、任意形の筒状にしてもよ
い。
15は水冷把持機6に取り付けた端子、16は端子15
に接続した正極給電ケーブルで、これらは給電電極14
を図示外の電源装置における正極に接続するように設け
られたものである。
次に18は一端を中空筒状の給電電極14の内側に開口
させたガス流通路で、給電電極14の内側のガスを外部
へ流出させるように設けられたものである。
19は流出路18に介設した圧力調整弁、20は圧力指
示器を夫々示す。
尚21は水冷把持機6及び給電電極14とプラズマトー
チ9との間に設けた耐火物を示す。
次に上記構成のものの操業手順について説明する。
まず加熱装置4の給電電極14を溶湯2の中に浸す。
尚この浸す深さはプラズマトーチ9の先端9aが給電電
極14の内側の湯面2aの上方約50m7ILの位置に
来るような所まで浸す。
次に給電電極14の内側を大気圧にしたまま、電源から
の電圧を給電ケーブル11及び給電ケーブル16、端子
15、給電電極14を夫々介してプラズマトーチ9とこ
れの対向する溶湯2の湯面2aとの間に加え、さらに高
周波放電の重畳等の周知の方法により、プラズマの着孤
をする。
次にプラズマトーチ9から噴出されるガス(ガス供給管
12を介して供給されプラズマトーチ9によってプラズ
マ化された高温のアルゴンガス)によって給電電極14
の内側の気圧を2乃至3気圧迄高め、その内側の湯面を
下げ、更にロングフレームプラズマ(600乃至800
7Wffl)を維持すべくプラズマトーチ9の出力を調
整する。
この状態において中空筒状や給電電極14の湯面は2b
で示すような位置に保持され、プラズマトーチ9から発
せられたプラズマアークの熱は直接或は給電電極14の
側壁を介して取鍋1内の溶湯2に伝えられる。
尚中空筒状の給電電極14の内側の湯面のこのような位
置での保持は、圧力調整弁19を調節して給電電極14
の内側のガスの一部を外部に放出させるととじより行な
われる。
またこの給電電極14の内側の湯面の位置は、所望によ
り2bで示すような深い位置或は2cで示すような浅い
位置に種々に調節されるものである。
このように加熱している状態において流出口3からの注
湯が進んで全体の湯量が減れば、それに応じて把持機5
を下降させこの加熱装置4の全体を順次下げれば良い。
次に第2図及び第3図は第1図の加熱装置における給電
電極の構造の変形例を示すもので、前述の場合と同様に
黒鉛で形成された給電電極22の側壁には多数のガス噴
出孔23が設けである。
このようなものにあっては、プラズマトーチ9からプラ
ズマアークを噴出させて加熱している場合に、中空筒状
の給電電極22の内側のガスは噴出孔23から溶湯2内
に噴出されバブリングが行なわれる。
(このアルゴンガスによるバブリングはギャザール法と
しても知られているものである。
このような加熱状態における給電電極22内の湯面2d
の位置は、その操業中において浅くしたり或は深くした
り、更には給電電極の下端の開口部まで下げてそこから
ガスを噴出させたりするなど任意に調節される。
尚このような加熱状態において給電電極22内の圧力の
設定にミスを生じて、その圧力が高くなりかげた場合に
はバブリングが大きくなるだけで加熱装置に対する危険
は少ないものである。
次に第4図及び第5図は上記の加熱装置における給電電
極の更に異なる例を示すものである。
この給電電極25は、黒鉛等で形成された心材26の外
面及び内面に耐火物ライニング21を施して形成されて
いる。
28は心材26から突出させた突起で、ライニング27
の心材26からの脱落を防止するように設けたものであ
る。
尚29は前述の場合と同様なガスの噴出孔を示す。
このような構成の給電電極25は、黒鉛から溶湯への加
炭を防止したい場合に用いられるものである。
尚この場合の給電電極25と溶湯2との電気的な伝導は
、給電電極25 下端における心材26の露出している
部分26 おいて行なわれる。
次に第6図は きな取鍋31内に入れられた溶湯2を複
数の加 4を用いて加熱している状態を示すもので
あ\る。
この例においては、2つの加熱装置4,4を、図示する
ように夫々の給電電極22の溶湯2に対する浸漬深さを
異ならしめて配置することにより、溶湯2の湯温の均一
化を図るようにしている。
尚、このような状態における夫々の給電電極22の浸漬
深さは、夫々個別的に任意に調節出来るものであること
は言うまでもない。
また、このような使用法での加熱装置4の使用数は、取
鍋31の大きさに合わせて任意の数だけ用いられるもの
である。
更にこのように複数の加熱装置4を用いても、夫々の装
置におけるプラズマアークは中空筒状の給電電極22に
よって相互に遮蔽されているものであるから、加熱装置
相互間の電磁力による干渉は起らずプラズマアークが不
安定になることはない。
次に、この第6図において右側に示される加熱装置4に
は酸素の供給管32が備えられている。
従ってこの酸素供給管32から給電電極22の内側に酸
素を送り込んで、これとプラズマトーチ9から噴出され
るアルゴンガスとによってバブリングを行なうことによ
り、AOD即ちアルゴンと酸素による脱炭作用と同じ効
果を期待することも出来る。
尚この脱炭作用は酸素だけで行なうことも出来るが、ア
ルゴンを入れればその分だけバブリングが盛んとなって
より効果的に脱炭を行ないうるものである。
更にまたこの加熱装置4においては不活性のアルゴンガ
スを用いることにより溶湯2に影響が及ばないようにし
ているが、このガスとしては窒素を用いて溶湯(溶鋼)
の窒化処理を行なう等のことも出来る。
次に第7図は第1図の加熱装置におけるアーク発生用電
極として黒鉛電極を用いた例を示している。
この図において、35は水冷給電棒で、冷却用の水を矢
印で示すように流通させることにより自体を冷却しうる
ように構成されている。
またこの水冷給電型棒35は、絶縁用のアスベスト板1
0及び水冷把持機6に対し、昇降ロール37による昇降
動を可能に構成されている。
更にこの給電棒35の下端にはニップル38を介して黒
鉛電極39が連結されている。
40は水冷給電棒35に取付げた端子、41は給電ケー
ブル、42は電源を夫々示す。
43はガス供給管で、アルゴンその他の任意のガスを中
空筒状の給電電極14内に供給しうるようにしたもので
ある。
上記構成のものにあっては、電源42から黒鉛電極39
とこれに対向する溶湯2との間に電圧が加えられ、その
間にアーク44を発生させて溶湯2の加熱が前述の場合
と同様に行なわれる。
尚このような状態での加熱の場合、黒鉛電極39とこれ
に対向する溶湯2の湯面との間隔りは、圧力調整弁19
を調節して給電電極14内の湯面の位置を上下させて調
整したり、或は昇降ロール37によって黒鉛電極39を
昇降させることにより調整される。
以上のようにこの発明にあっては、アーク発生用電極及
び給電電極を共に基枠に取り付げているものであるから
、この加熱装置を用いて溶湯を加熱する場合には、その
溶湯を普通の(既存の)取鍋内に入れたままで加熱する
ことが出来、その取扱いが極めて簡便であるという利点
がある。
しかもこの加熱装置は、中空筒状の給電電極によって、
アーク発生用電極から発生させたアークを包囲するよう
に構成しているから、複数の加熱装置を一諸に一つの取
鍋内の溶湯に浸漬させ、て用いる場合に、それらの加熱
装置を互いに近接させても、それらの加熱装置相互が干
渉を起こすようなことを防止することが出来、大きな取
鍋内に入れられた溶湯を複数の加熱装置を用いて加熱し
ようとする場合にも利用することの出来る有用性がある
更に本発明にあって、中空筒状の給電電極を取鍋内の溶
湯に浸すと共にその給電電極の内側の湯面な外側の湯面
よりも下げて加熱する場合には、給電電極の内側におい
てアーク発生用電極から放出されたアークによる熱が給
電電極の側壁を介して溶湯に伝達される面積を広くする
ことが出来、その熱効率を高いものにしうる利点がある
更に本発明にあって、給電電極の内側に送り込んだガス
を給電電極の中間部に設ける透孔或は給電電極の下側の
開口部から溶湯内に噴出させてバブリングを行なう場合
には、その噴出されて溶湯内を上昇する泡によって溶湯
な攪拌することも出来、取鍋内の溶湯成分を均一化させ
ることの出来る利点もある。
なお本発明は連鋳機用取鍋に限らず広く一般の取鍋に、
も適用できるが、特に取鍋内で精錬を行なう各種取鍋精
錬に有効であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
図面は本願の実施例を示すもので、第1図は取鍋と加熱
装置との関係を示す縦断面図、第2図、第3図は異なる
構造の給電電極を用いた加熱装置を示すと共に、これを
用いての加熱状態を示す縦断面図(尚第3図において加
熱装置の一部は省略した)、第4図は給電電極の更に異
なる例を示す縦断面図、第5図は第4図における部分拡
大図、第6図は複数の加熱装置を用いた状態での操業例
を示す縦断面図、第7図は黒鉛電極を用いた加熱装置及
びこの加熱装置と溶湯との関係を示す縦断面図。 6・・・・・・基枠、9・・・・・・プラズマトーチ、
14゜22.25・・・・・・給電電極、1,31・・
・・・・取鍋、2・・・・・・溶湯、23,29・・・
・・・噴出口、39・・・・・・黒鉛電極、44・・・
・・・アーク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基枠に対して、取鍋内の溶湯に向はアークを発生し
    うるようにしたアーク発生用電極を装着し、更に上記基
    枠には中空筒状の給電電極を上記のアーク発生用電極か
    ら発生されるアークを包囲し得る位置に装着して、上記
    給電電極の下端の開口部を取鍋内の溶湯に対して浸漬さ
    せた状態において、その内側に入り込んだ溶湯に向は上
    記のアーク発生用電極からアークを発生しうるようにし
    ていることを特徴とする加熱装置。 2 基枠に対して、取鍋内の溶湯に向はアークを発生し
    うるようにしたアーク発生用電極を装着し、更に上記基
    枠には中空筒状の給電電極を上記のアーク発生用電極か
    ら発生されるアークを包囲し得る位置に装着すると共に
    、上記給電電極の内側にはガスを送り込みうるよう構成
    してL・る加熱装置を用いて取鍋内の溶湯を加熱するに
    あたり、上記給電電極を溶湯に浸漬させると共に、アー
    ク発生用電極からアークを発生させ、更に上記中空筒状
    の給電電極の内側に送り込むガスの圧力によって、給電
    電極の内側に入り込んだ溶湯の湯面をその外側の湯面よ
    りも下げ、給電電極の内側においてア一り発生用電極か
    ら発生されるアークの熱を直接或は上記中空筒状の給電
    電極の側壁を介して取鍋内の溶湯に伝えて、その溶湯を
    加熱することを特徴とする加熱方法。 3 基枠に対して、取鍋内の溶湯に向はアークを発生し
    うるようにしたアーク発生用電極を装着し、更に上記基
    枠には中空筒状の給電電極を上記のアーク発生用電極か
    ら発生されるアークを包囲し得る位置に装着すると共に
    、上記給電電極の内側にはガスを送り込みうるよう構成
    している加熱装置を用いて取鍋内の溶湯を加熱するにあ
    たり、上記給電電極を溶湯に浸漬させると共に、アーク
    発生用電極からアークを発生させ、更に上記中空筒状の
    給電電極の内側に送り込むガス圧力によって、給電電極
    の内側に入り込んだ溶湯の湯面をその外面の湯面よりも
    下げ、給電電極の内側においてアーク発生用電極から発
    生されるアークの熱を直接或は上記中空筒状の給電電極
    の側壁を介して取鍋内の溶湯に伝え、更にその状態にお
    いて中空筒状の給電電極の中間部に設ける透孔または中
    空筒状の給電電極の下側の開口部から、給電電極の内側
    のガスを溶湯内に噴出させることを特徴とする加熱方法
JP51160551A 1976-12-29 1976-12-29 加熱装置及び加熱方法 Expired JPS5841939B2 (ja)

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US05/865,151 US4152532A (en) 1976-12-29 1977-12-28 Means and method of heating
DE2758654A DE2758654C2 (de) 1976-12-29 1977-12-29 Verfahren und Vorrichtung zum Beheizen einer in einer Pfanne befindlichen Metallschmelze

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JPS5383932A JPS5383932A (en) 1978-07-24
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