(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0003641130.tif 000002
【図２】
0003641130.tif 000003
【図３】
0003641130.tif 000004
【図４】
0003641130.tif 000005