(57)【要約】【課題】定形耐火物の浮き上がりを防止し、より長い期間電気炉として使用できる耐久性のある電気炉炉底を提供する。【解決手段】電気炉炉底は、炉底板３５と、炉底板３５に下端が固定され２次元的に配列された複数の棒状電極１と、棒状電極１の上端部の棒状電極１間に装着された複数の定形耐火物２とを有する。定形耐火物２は、棒状電極１の側面と対向する部分に係止凹部１０をもつ。棒状電極１は、定形耐火物２の係止凹部１０と対向する側面に、係止凹部１０に進入係合する係止突部１１をもつ。棒状電極１の側面に設けた係止突部１１が定形耐火物２の係止凹部１０に挿入されて係合することにより、炉底板３５に固定された棒状電極１に電極周りの定形耐火物２が掛かり止めされる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉底板と、該炉底板に下端が固定され２次元的に配列された複数の棒状電極と、該棒状電極上端部の該棒状電極間に装着された複数の定形耐火物とを有する電気炉炉底であって、
該定形耐火物は該棒状電極の側面と対向する部分に係止凹部を持ち、
該棒状電極は該係止凹部と対向する側面に該係止凹部に進入係合する係止突部を持つことを特徴とする電気炉炉底。
【請求項２】
上記定形耐火物は、上記棒状電極の側周面が対向する少なくとも１本の断面半円形の長尺窪みを側面に持ち、
上記係止凹部は、該長尺窪みの内周面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電気炉炉底。
【請求項３】
上記係止突部は、弾性材料で形成され上端部が前記棒状電極の外周面に固定され下端部が斜め下方へ延びる板状体であることを特徴とする請求項１または２記載の電気炉炉底。
【請求項４】
上記係止突部は、弾性材料で形成され上端部が上記棒状電極の外周面に固定され下端部が斜め下方向へテーパ状に広がる截頭円錐体であることを特徴とする請求項２記載の電気炉炉底。
【請求項５】
上記棒状電極は、軸芯部に設けられた軸孔と該軸孔の下端部と外周面とを連通する横孔をもつ棒状の本体と該軸孔に挿着係止される駆動ピンとを有し、
上記係止突部は該横孔に保持され該駆動ピンにより先端部が該横孔より押し出されて上記係止凹部に係止される従動駒とを備えていることを特徴とする請求項１記載の電気炉炉底。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の溶解または精錬を行う電気炉炉底に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、公害防止または製鋼コストの大幅な削減などの理由から直流電気炉（以下ＤＣ炉）が現在多用されている。このＤＣ炉の炉底は、炉底板とこの炉底板に下端が固定され２次元的に配列された複数の棒状電極とこれら棒状電極上端部のこれら棒状電極間に装着された複数の定形耐火物とを有する。そして炉底板と定形耐火物との間には不定形耐火物が埋設され、定形耐火物同士の間にできる間隙には、小粒状の不定形耐火物が埋められ、炉底上面が平にされている。このＤＣ炉の各棒状電極に電流が流されると、この電流によって生じるジュール熱により炉内の原料が加熱され溶融される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなＤＣ炉の稼働時には、棒状電極から発せられる熱と溶融して流動する金属溶湯により、定形耐火物が部分的に損傷し、その損傷部分から金属溶湯が定形耐火物の下方に浸透しこれにより定形耐火物が炉底から上方へ浮き上がることがある。この結果、炉底全体が大きく損傷され、電気炉としての稼働が困難になる。
【０００４】
本発明は、定形耐火物の浮き上がりを防止し、より長い期間電気炉として使用できる耐久性のある電気炉炉底を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電気炉炉底は、炉底板と、該炉底板に下端が固定され２次元的に配列された複数の棒状電極と、該棒状電極上端部の該棒状電極間に装着された複数の定形耐火物とを有する電気炉炉底であって、該定形耐火物は該棒状電極の側面と対向する部分に係止凹部を持ち、該棒状電極は該係止凹部と対向する側面に該係止凹部に進入係合する係止突部を持つことを特徴とする。
【０００６】
棒状電極側面に設けた係止突部が定形耐火物の係止凹部に挿入されて係合することで、炉底板に固定された棒状電極に該電極周りの定形耐火物が掛かり止めされる。これにより、定形耐火物の上方への位置ずれ発生を防止できる。
【発明の効果】
【０００７】
棒状電極側面に形成された係止突部がその弾性復元力によって棒状電極側面方向に閉じ込まれるか、または該棒状電極内に収納されているので、各棒状電極周りへ定形耐火物が組み付けられる際、係止突部がその組み付け作業に支障を与えることがない。
【０００８】
しかも、定形耐火物が棒状電極周りの所定位置に嵌合されたとき、棒状電極の係止突部がその弾性復元力で定形耐火物の係止凹部に進入するか、または係止突部である従動駒が棒状電極側面から突出して定形耐火物の係止凹部に進入する。これにより、棒状電極の係止突部と定形耐火物の係止凹部とが掛かり止めするので、定形耐火物が棒状電極に固定され、電気炉運転時における定形耐火物の浮き上がりを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の電気炉炉底は、炉底板と、該炉底板上に２次元的に配列された複数の棒状電極と、該棒状電極それぞれの上端を挟む複数の定形耐火物とで構成される。そして本発明の電気炉炉底は、その定形耐火物が棒状電極の側面と対向する部分に係止凹部を持ち、棒状電極がこの係止凹部と対向する側面にこの係止凹部に進入係合する係止突部を持つことで、従来の電気炉炉底と異なる。すなわち、本発明の電気炉炉底を構成する炉底板、棒状電極の炉底板への固定、棒状電極の配置、定形耐火物の配置等は従来の電気炉炉底と同じである。
【００１０】
本発明の棒状電極は係止突部をもつ。この係止突部は定形耐火物の係止凹部に係合し、定形耐火物が棒状電極に対して上方に相対移動するのを阻止する。
【００１１】
この係合突部は、バネ鋼等の弾性材料で形成し、その上端部が棒状電極の外周面に固定され下端部が斜め下方に延びる板状体とすることができる。また、係止突部は、弾性材料で形成され上端部が上記棒状電極の外周面に固定され下端部が斜め下方向へテーパ状に広がる截頭円錐体としてもよい。これら板状体および截頭円錐体はその下端部が押圧されることにより弾性的に変形し棒状電極の側面に押しつけられるように変形し、押圧が解除されるとその下端が棒状電極の側面より離れる方向に戻る。そしてこれら板状体および截頭円錐体の下端が定形耐火物の係止凹部に当接し、定形耐火物を棒状電極に係止する。
【００１２】
また、棒状電極を、軸芯部に設けられた軸孔とこの軸孔の下端部と外周面とを連通する横孔をもつ棒状の本体とこの軸孔に挿着係止される駆動ピンとで構成し、係止突部をこの横孔に保持され、駆動ピンによりその先端部が横孔より押し出されて棒状の本体の側面より突出する従動駒とすることもできる。この従動駒の先端部は横孔より突出し、定形耐火物の係止凹部に入り込み定形耐火物を係止する。
【００１３】
定形耐火物は、炉底板に下端が固定され２次元的に配列された複数の棒状電極の間隙を埋めるもので、個々の定形耐火物が上方より棒状電極間に装着される。定形耐火物の係止凹部は棒状電極の側面と対向する側面に設けられる。
【００１４】
定形耐火物は棒状電極の側周面が対向する少なくとも１本の断面半円形の長尺窪みを側面に持つ形状とすることができる。また、定形耐火物は棒状電極が挿入される孔をもつものとすることができる。係止凹部はこれら長尺窪みの側面及び孔を区画する内周面に形成される。
【００１５】
係止突部を前記した板状体あるいは截頭円錐体とした場合、板状体あるいは截頭円錐体の下端が係止凹部に係止されるため係止凹部を区画し板状体あるいは截頭円錐体の下端と当接する面は水平方向さらには係止凹部の奥に進むにつれ下方に傾斜する面とするのが好ましい。
【００１６】
係止突部が前記した従動駒である場合、係止凹部はこの従動駒の先端部が入り込む形状の凹部とする必要がある。
【００１７】
なお、本発明の電気炉炉底を構成する全ての棒状電極に係止突部を設け、全ての定形耐火物に係止突部と係止する係止凹部を設ける必要はない。損傷が激しく、炉底より浮き上がり易い部分に配置された定形耐火物とそれに対向する棒状電極のみに係止凹部、係止突部を設けるのみでもよい。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。本発明の第１実施例の棒状電極１の外観を図１に、この棒状電極１が嵌合する本発明の第１実施例の定形耐火物２の外観を図２に、本発明の第２実施例の棒状電極３の外観を図３に、本発明の第３実施例の棒状電極４の垂直断面を図４に、本発明の第３実施例の定形耐火物５の外観を図５に、本発明の第４実施例の棒状電極６の垂直断面を図６に、実施例の定形耐火物及び棒状電極が用いられて構成される電気炉炉底７の上観を図７に、図７に示す電気炉炉底７の垂直断面を図８に示す。
【００１９】
（第１実施例）
本発明の第１実施例の棒状電極１は、図１から明らかなように、小径円柱状の支持部１３を下端に有する長尺な円柱状（横断面円形状）に形成されており、しかも、その下部側面には、先端部１２が外方向の下方向に屈曲した「くの字」形状または「への字」形状をなす複数（２個）の係合突部１１が一体的に設けられている。係合突部１１の先端部１２と棒状電極１の外周面との間に、先端部１２を変形させるための空間が形成されている。係合突部１１は下方に向かうにつれて拡開している。係合突部１１は径外方向及び径内方向つまり矢印Ｄ方向に弾性的にまたは塑性的に変位可能とされている。この棒状電極１及び係合突部１１はカーボン系等の導電材料で形成されている。
【００２０】
本第１実施例の定形耐火物２は、図２から明らかなように、上記棒状電極１が嵌合する断面が半円形状の長尺窪み８を二つの側面に持つブロック柱状に成形されており、上下方向に延びる断面半円形状をなす内壁面８ｉをもつ。長尺窪み８は上下方向に延設されており、棒状電極１が嵌合するように、上方に開口する上端開口８ｕ及び下方に開口する下端開口８ｔとをもつ。この定形耐火物２の長尺窪み８の下部８ｄには、この長尺窪み８の内壁面８ｉから下方に向けて形成面がテーパ状に広げられたテーパ壁面１０ｋをもつ係止凹部１０が設けられている。定形耐火物２の長尺窪み８の係止凹部１０は、ストッパ面として機能できる半リング形状の底面１０ｘをもつ。
【００２１】
棒状電極１と定形耐火物２の長尺窪み８とが同軸的に嵌合しているとき、定形耐火物２が浮力などで浮上しようとすると、定形耐火物２の係止凹部１０の底面１０ｘは、棒状電極１の係合突部１１の先端部１２と係合するので、定形耐火物２の浮上は抑制される。
【００２２】
長尺窪み８のうち底面１０ｘよりも下方の部分は、棒状電極１の支持部１３が嵌合する断面半円形状の孔８ｒとされている。そして棒状電極１が定形耐火物２の長尺窪み８に同軸的に嵌合されたとき、係止凹部１０内に棒状電極１の先端部１２が進入して係合する。これにより、使用時において、定形耐火物２が棒状電極１に掛かり止めされ、定形耐火物２の浮き上がりが防止される。
【００２３】
（第２実施例）
本発明の第２実施例の棒状電極３は、図３から明らかなように、小径円柱状の支持部１３を下端に有する円柱状に形成されており、しかもその周面に下端裾部１４がテーパ状に広げられた截頭円錐形状の係合突部１５が一体的に設けられている。係合突部１５は、棒状電極３の中心軸芯の回りを１周しており、円錐外壁面１５ｐ及び円錐内壁面１５ｉと、円錐内壁面１５ｉと棒状電極３の外周壁面とで包囲された空間１５ｍとを有する。この棒状電極３及び係合突部１５はカーボン系等の導電材料で形成されている。そして、該棒状電極３が図２の定形耐火物２に嵌合されるとき、定形耐火物２の係止凹部１０に下端裾部１４が進入して係合する。これにより、使用時において、定形耐火物２が棒状電極１に掛かり止めされ、定形耐火物２の浮き上がりが防止される。
【００２４】
（第３実施例）
第３実施例は図４，図５に示されている。第３実施例の棒状電極４は、図４から明らかなように、小径円柱状の支持部１３を下端に有する長尺円柱状の電極本体１７と、この電極本体１７の上面から中心線下方向に螺設した軸孔１８と、この軸孔１８のネジ１８ａに螺合するネジ１９ａが外周面に螺設された長尺軸状の駆動ピン１９と、軸孔１８の先端部分１８ｅから電極本体１７の側面１７ｓに向けて穿設した複数の横孔２０と、横孔２０の両端部に遊嵌される可動体として機能するブロック状の従動駒２３とからなる。
【００２５】
この長尺ネジ形状の駆動ピン１９の先端部２１は、尖鋭化によって円錐面２１ｓが形成されている。また、従動駒２３の内端部となる後端部には傾斜面２３ｒが形成されている。そして、上下方向に延設された軸孔１８に駆動ピン１９が上側から螺入されることで、駆動ピン１９の先端部２１の円錐面２１ｓで従動駒２３の傾斜面２３ｒが押され、電極本体１７の径外方向つまり矢印Ｄ１方向に押される。この結果、従動駒２３の先端部２４が本体１７の側面１７ｓよりも径外方向つまり矢印Ｄ１方向に突出する。従動駒２３の先端部２４は次に説明する定形耐火物の係合凹部に進入する。これら電極本体１７、軸孔１９及び従動駒２３はカーボン系等の導電材料で形成されている。
【００２６】
この実施例の定形耐火物５は、図５から明らかなように、棒状電極４が嵌合する半円形状の断面をした長尺窪み８を二つの側面に有するブロック柱状に形成されている。この長尺窪み８の下部の内面には、窪み８と同軸でしかも窪み８の内径より大径な円柱状の係合凹部１６が穿設されている。係合凹部１６は半円柱状の内壁面１６ｉをもつ。複数の定形耐火物５が互いに隣設するように敷設されると、係合凹部１６の内壁面１６ｉは円柱形状の空間を形成する。この係合凹部１６に棒状電極４の係合体２３の先端部２４が進入して係合する。これにより、棒状電極４に定形耐火物５が掛かり止めされる。この結果、使用時において、定形耐火物５が棒状電極４に掛かり止めされ、定形耐火物５の浮き上がりが防止される。尚、使用時には、駆動ピン１９は棒状電極４から外しても良いし、あるいは、駆動ピン１９を棒状電極４に取り付けたままとしておいても良い。
【００２７】
（第４実施例）
第４実施例は図６に示されている。第４実施例の棒状電極６は、図６から明らかなように、小径円柱状の支持部１３を下端に有する円柱状の本体２５と、この本体２５の上部から中心線下方向に穿設した上下方向に延びる軸孔２６と、この軸孔２６に上側から挿入される駆動ピン２８と、軸孔２６の先端部分２６ｋから本体２５の側面２５ｓへ向けて斜め下方向に傾斜した傾斜底面３１を有する複数の横孔２９と、この横孔２９に遊嵌される可動体としてのブロック台形状の従動駒３３とからなる。横孔２９は本体２５の側面２５ｓで開口する。
【００２８】
これら本体２５、駆動ピン２８及び従動駒３３は、カーボン系等の導電材料で形成されている。駆動ピン２８の先端部分である下端部分は、尖鋭化された尖鋭先端部２７が形成されている。この尖鋭先端部２７の斜面２７ａによって従動駒３３の側端に形成された斜面３０が押される。尖鋭先端部２７の斜面２７ａは、下方向に向かうにつれて内径が小さくなる方向に傾斜している。またこの従動駒３３の底面の側部には、横孔２９から突出する鋭角状の先端部３２が形成されている。
【００２９】
そして、駆動ピン２８が軸孔２６内に下方向に向けて押し込まれると、駆動ピン２８の尖鋭先端部２７によって従動駒３３の斜面３０が押される。これにより、可動体としての従動駒３３は、横孔２９の傾斜底面３１を滑降し、本体２５の側面２５ｓより従動駒３３の先端部３２を径外方向つまり矢印Ｄ１方向に突出させる。そして、従動駒３３の先端部３２が定形耐火物５の係止凹部１６に進入する。なお、図６の棒状電極６が嵌合される定形耐火物は、図２に示された定形耐火物２、あるいは、図５に示された定形耐火物５が用いられる。
【００３０】
（炉底構造）
本実施例の電気炉炉底７は、図７、８に示されるように、円形平板状の炉底板３５と、この炉底板３５の周囲を囲う円筒状の側板３４と、この側板３４内の炉底板３５の直上に敷き詰められた小粒状の不定形耐火物３６と、不定形耐火物３６上でしかも棒状電極１を挟んで配列された複数の定形耐火物２とから構成されている。隣設する複数の定形耐火物２が敷設され、定形耐火物２に棒状電極１が嵌合されて保持されている。
【００３１】
図８に示すように、各棒状電極１は、電気炉炉底７の上方に向かって直立すべく炉底板３５（炉底構成部材）に支持部１３で固定される。しかも、複数の定形耐火物２が各棒状電極１間に嵌合配列されている。このとき、棒状電極１の側面の係合突部１１がその弾性復元力によって棒状電極１の側面方向に閉じ込まれるので、各棒状電極１周りに定形耐火物２が組み付けられて敷き詰められる際、棒状電極１の係止突部１１の先端部１２がその組み付け作業に支障を与えることが抑えられる。
【００３２】
しかも、定形耐火物２が棒状電極１周りの所定位置に嵌合されたとき、棒状電極１の係止突部１１がその弾性復元力で定形耐火物の係止凹部１０に進入して係合する。この結果、図８から理解できるように、定形耐火物の係止凹部１０の下部１０ｗと棒状電極１の爪形状の係止突部１１とが掛かり止めされる。つまり、棒状電極１の係止突部１１と定形耐火物２の係止凹部１０とが掛かり止めされる。これにより定形耐火物２が棒状電極１に固定され、電気炉運転時における定形耐火物２の浮き上がりを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は電気炉炉底に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施例の棒状電極の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例の定形耐火物の斜視図である。
【図３】本発明の第２実施例の棒状電極の斜視図である。
【図４】本発明の第３実施例の棒状電極の垂直断面図である。
【図５】本発明の第３実施例の定形耐火物の斜視図である。
【図６】本発明の第４実施例の棒状電極の垂直断面図である。
【図７】本発明の実施例の電気炉炉底の平面図である。
【図８】図７の電気炉炉底のの垂直断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１、３、４、６・・・棒状電極、２、５・・・定形耐火物、７・・・電気炉炉底、８・・・長尺窪み、１０、１６・・・係止凹部、１１、１５・・・係止突部、１７、２５・・・本体、１８・・・軸孔、１９・・・駆動ピン、２０・・・横孔、２３・・・従動駒、２６・・・軸孔、２７・・・先端部、２８・・・駆動ピン、２９・・・横孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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