电弧炉的操作方法技术

本发明专利技术涉及电弧炉的操作方法，该电弧炉包括：(a)炉壳体，其具有流出口和/或出渣口，(b)炉盖，其具有多个设置为面向下的电极，和(c)转动装置，其使炉壳体绕着竖向轴线相对于电极转动，所述方法包括：在金属材料的熔融过程中使炉壳体相对于电极转动的转动步骤，和在多个电极中的任意一个电极到达预先设定为靠近流出口或出渣口的保持位置时停止转动并且使炉壳体保持在保持位置的保持步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及具有使炉壳体相对于电极转动的转动装置的。
技术介绍
通常，三相交流电弧炉(three-phasealternating current arc furnace)被广泛地用作恪融诸如金属废料等的金属材料用的恪融炉(melting furnace)，在三相交流电弧炉中，在炉壳体内的金属材料和插入炉壳体中的三个电极之间产生电弧以便通过电弧热熔融金属材料。通常，在使用这种电弧炉熔融金属材料的操作中，出现金属材料熔融不均匀的问题。在三相交流电弧炉中，向下插入炉壳体中的三个电极被布置为在平面图中形成绕着炉壳体的中心轴线的三角形，即，布置为使得三个电极分别位于三角形的顶点。结果，在炉壳体中，存在所谓的热点和所谓的冷点，所谓的热点是到电极的距离短(即、靠近电极)的位置，所谓的冷点是到电极的距离长(即、远离电极)的位置。由于在热点处的金属材料被电极剧烈加热，所以在热点处的金属材料容易熔融，而在冷点处电极的加热相对弱。这造成了即使在热点处的金属材料完全熔融后，在冷点处的金属材料也维持为未熔融的不均匀熔融。由于这种不均匀熔融，出现了一些问题。例如，一个问题是，熔融效率差，并且熔融所需的用电成本上升。例如，另一个问题是，即使在热点处的金属材料完全熔融后，在冷点处的金属材料被持续熔融的过程中需要继续施加高能量的热，因此需要投入过多的电、使得炉壁的耐熔材料的融蚀(melt-eros1n)加速并且需要在短周期内修复耐熔材料的被融蚀了的部分。作为针对这些问题的对策，已经提出了使炉壳体相对于固定的电极转动的电弧炉或者使电极相对于固定的炉壳体转动的电弧炉。例如，在专利文献I和2中公开了前一种电弧炉，在专利文献3中公开了后一种电弧炉。通过在熔融过程中使炉壳体相对于电极转动，如上的具有转动装置的电弧炉能够使起初布置在冷点的金属材料的位置移动到热点，而起初布置在热点的金属材料的位置移动到冷点，因此能够对不均匀恪融的问题进行补救。此时，通过使炉壳体相对于电极沿周向转动大约60°来使得起初位于热点的周向上的中央区域的电极置于相邻冷点的周向上的中央区域是有效的。以此方式，为了确认电弧炉在操作期间的炉子内部状态，本专利技术人有一次停止了熔融操作，冷却炉子并且检查了炉子内部，结果，发现在炉壳体的流出口(tapping hole)或出渣口(slag hole)附近存在金属材料的未恪融残余。在流出口附近形成未熔融残余的原因根据炉子的类型而不同。图12A和图12B是示出在偏心底部出钢电弧炉(EBT炉(eccentric bottomtapping electric furnace))中金属材料的未恪融残余的图。附图标记80表示具有炉壳体82的EBT炉，炉壳体82具有炉底部84，炉底部84局部地从炉壳体82的圆形周壁部85的内表面沿径向向外突出并超出周壁部85的外表面，从而形成突出部86。突出部86形成了具有小坡度的搁板状部，该搁板状部上形成有作为流出口 88的沿竖直方向贯通的开口。流出口 88被未图示出的、处于突出部86的下侧外部的盖封堵。在具有这种构造的EBT炉80中，当金属材料经由炉壳体82上端的充填用开口 95填入炉壳体82中时，一部分金属材料会被安置于流出口 88附近的搁板状突出部86上。通常认为是因为安置于突出部86上的这部分金属材料距离电极83远并且受到的加热弱，所以在此处的金属材料直到出钢时都保持未熔融状态。图12B中的附图标记87示出了形成于流出口 88附近的未熔融残余。在EBT炉80中，某些情况下，金属材料的未熔融残余会形成于被布置成在径向上与流出口 88相反的出渣口 91附近。EBT炉80具有出渣口 91和出渣口底部92，出渣口 91沿内外方向贯穿炉壳体82的周壁部85，出渣口底部92从出渣口 91沿径向向外延伸。可以用门等封堵出渣口 91，但是，在熔融操作过程中，外部的空气能够经由出渣口 91(经由用门封堵时产生的缝隙)渗入炉子中，并且如图12B中的箭头所示，冷空气可能从出渣口 91朝向安装于炉盖93的集尘孔94在炉子内流动。因此，认为在炉子内的金属材料在靠近集尘孔94的一侧、在出渣口 91的端部附近被冷却，从而形成了未熔融残余96。另一方面，还在如下的沟槽出汤电弧炉(gutter tapping electric furnace)的情况下，在熔融操作期间使流出口保持敞开状态，因此外部空气经过流出口渗入炉子中:该沟槽出汤电弧炉具有沿径向贯穿炉壳体的周壁部的流出口和从流出口沿径向向外延伸的沟槽。因此，认为，出于与EBT炉中的出渣口 91相同的原因，在流出口附近，炉子内的金属材料被冷却并且维持未熔融状态。而且，在沟槽出汤电弧炉中的出渣口附近，金属材料与EBT炉中的出渣口 91附近相同地维持未熔融状态。如上所述的流出口和出渣口通常既不位于电弧炉操作过程中的冷点的中央区域也不位于电弧炉操作过程中的热点的中央区域。所以，通过仅仅借助于炉壳体和电极间的相对转动来切换热点和冷点的操作，难以令人满意地熔融在流出口或出渣口附近的维持为未熔融状态的金属材料。自然，在不通过使用转动装置进行转动来执行热点和冷点之间的切换的电弧炉的操作中，更加难以令人满意地熔融在流出口或出渣口附近的维持为未熔融状态的金属材料。如图17A和图17B所示，提出了对上述问题的另一个对策:燃烧器106以面朝炉子内部的方式在各冷点的周向中央区域中的位置处固定安装于炉壳体102的周壁部104，并且通过燃烧器106的火焰熔融冷点处的金属材料M。如图17B所示，当燃烧器106能够使火焰直接接触初始阶段堆积在燃烧器106正前方的金属材料时，金属材料M能够被令人满意地熔融。然而，相比之下，如图17C所示，在燃烧器106正前方的金属材料熔融之后，燃烧器106的火焰不能与剩余的金属材料直接接触，仅通过气氛气中的热对剩余的金属材料加热。因此，通过燃烧器106对剩余金属材料M的加热迅速变弱，通过燃烧器106对在冷点处的材料的加热效率变差，延长了电弧炉中的熔融时间，并且需要大量的加热能量，从而出现了总成本上升的问题。能够通过增加燃烧器的数量来扩大加热范围；然而，在此情况下，能量成本变差，因此认为这并不实用。专利文献1:JP-A-S60-122886专利文献2:JP-A-2014-40965专利文献3 JP-A-H07-190624
技术实现思路
出于这些情况产生了本专利技术。本专利技术的目的是提供一种，在使金属材料熔融的电弧炉的操作中，通过有效地防止特别是在流出口或出渣口附近形成未熔融残余，本专利技术能够改善熔融效率。 即，本专利技术提供一种，其中，所述电弧炉包括:a)炉壳体，其包括充填用开口、筒状的周壁部和炉底部，以及流出口和/或出渣P,b)炉盖，其具有多个设置为面向下的电极，和c)转动装置，其使所述炉壳体绕着竖向轴线相对于所述电极转动，通过所述电极与填入所述炉壳体中的金属材料之间形成的电弧的热使所述金属材料熔融，所述操作方法包括:将所述金属材料经由所述充填用开口填入所述炉壳体中的充填步骤，之后，在所述金属材料的熔融过程中使所述炉壳体相对于所述电极转动的转动步骤，和在多个所述电极中的任意一个电极到达预先设定为靠近所述流出口或所述出渣口的保持位置时停止转动并且使所述炉壳体保持在所述保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电弧炉的操作方法，其中，所述电弧炉包括：a)炉壳体，其包括充填用开口、筒状的周壁部和炉底部，以及流出口和/或出渣口，b)炉盖，其具有多个设置为面向下的电极，和c)转动装置，其使所述炉壳体绕着竖向轴线相对于所述电极转动，通过所述电极与填入所述炉壳体中的金属材料之间形成的电弧的热使所述金属材料熔融，所述操作方法包括：将所述金属材料经由所述充填用开口填入所述炉壳体中的充填步骤，之后，在所述金属材料的熔融过程中使所述炉壳体相对于所述电极转动的转动步骤，和在多个所述电极中的任意一个电极到达预先设定为靠近所述流出口或所述出渣口的保持位置时停止转动并且使所述炉壳体保持在所述保持位置的保持步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：富田规之，田中良和，永谷哲洋，小川正人，松尾国雄，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP