(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行でそれぞれの長手方向軸を定める複数の金属バー（５）を有する少なくとも１つの底部電極（３）、および前記金属バーを支持して電気的に供給するのに適合された支持フランジ（４）、を備える冶金プラント用の直流アーク炉（１）であって、
各金属バー（５）は、前記バー（５）の第１の端部（６）を含む少なくとも第１の部分（１２、１２’）、および、前記第１の部分（１２、１２’）に軸方向に隣接して前記バー（５）の第２の端部（７）を含む少なくとも第２の部分（１３、１３’）を備え、前記第１の部分（１２、１２’）は、前記第１の端部（６）で前記支持フランジ（４）に拘束されて、前記第２の部分（１３、１３’）に関してより大きい熱伝導率を有し、
前記支持フランジ（４）は、前記金属バー（５）によって交差されて、前記バーの前記第１の端部（６）から遠位の少なくとも第１のプレート（４’）、および前記第１の端部（６）から近位の少なくとも第２のプレート（４’’）を備え、前記第１のプレート（４’）および前記第２のプレート（４’’）は、実質的に平坦かつ平行であり、相互間に間隙（１５）を形成するように配置され、各第１の端部（６）は前記第２のプレート（４’’）に固定される、ことを特徴とする、冶金プラント用の直流アーク炉（１）。
【請求項２】
前記第２のプレート（４’’）は、第１の金属材料でできている第１の層、および、前記第１の層に隣接して第２の金属材料でできている第２の層、によって形成されるバイメタルシートでできていて、前記第２の金属材料は、前記第１の金属材料よりも大きい電気伝導率を有する、請求項１に記載の炉。
【請求項３】
前記支持フランジ（４）は、金属導管（２３）を備え、前記金属導管（２３）は、前記第２のプレート（４’’）の下に固定されて、冷却流体の通過のための前記間隙（１５）と連通する、請求項１〜２のいずれか１項に記載の炉。
【請求項４】
前記支持フランジ（４）は、前記第２のプレート（４’’）のそれぞれの周辺位置に配置されて、電力供給源に接続されるのに適合された複数の電気的接点（２２’）を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炉。
【請求項５】
前記金属導管（２３）は、電流を前記第２のプレート（４’’）に分配するための電力供給源に接続されるのに適合される、請求項３に記載の炉。
【請求項６】
前記第２のプレート（４’’）が、第１の金属材料でできている第１の層、および、前記第１の層に隣接して第２の金属材料でできている第２の層、によって形成されるバイメタルシートでできていて、前記第２の金属材料は前記第１の金属材料よりも大きい電気伝導率を有する、バイメタルシートでできているときに、
そして、前記支持フランジ（４）が金属導管（２３）を備え、前記金属導管（２３）は、前記第２のプレート（４’’）の下に固定されて、冷却流体の通過のための前記間隙（１５）と連通するときに、
前記第２の層は、複数の半径方向チャネル（４３）によって複数のセクター（４２）に分割され、その結果、各セクター（４２）は、前記金属導管（２３）によってまたはそれぞれの電気的接点（２２’）によって電気的に供給される、請求項４または５に記載の炉。
【請求項７】
前記第１の部分（１２、１２’）および前記第２の部分（１３、１３’）は、円形の断面を有し、前記第１の部分（１２、１２’）の直径は、前記第２の部分（１３、１３’）の直径よりも大きいかまたは等しい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の炉。
【請求項８】
第２の部分（１３’）よりも大きい直径を有する第１の部分（１２’）の場合、前記間隙（１５）の内側に配置される前記第１の部分（１２’）の範囲上に環状溝が設けられる、請求項７に記載の炉。
【請求項９】
前記第１の部分（１２、１２’）の長さは、前記第２の部分（１３、１３’）の長さよりも大きいかまたは等しい、請求項１〜８のいずれか１項に記載の炉。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの底部電極（３）において、少なくとも１００本の金属バー（５）が設けられる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の炉。
【請求項１１】
前記第１の部分（１２、１２’）は銅または銅合金でできていて、前記第２の部分（１３、１３’）は鋼でできている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の炉。
【請求項１２】
前記第１の金属材料は鋼であり、前記第２の金属材料は銅または銅合金である、請求項２に記載の炉。
【請求項１３】
前記金属バー（５）は、耐火材料でできていて前記フランジ（４）の上に配置される炉のベースソール（１０）に組み込まれる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冶金プラントで使用可能な直流アーク炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電気炉（頭字語ＤＣ  ＥＡＦｓ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ａｒｃ  Ｆｕｒｎａｃｅｓ）によっても公知の）は、鉄ベースの金属合金を溶融して、精製するための鉄鋼産業において主に使われる。
【０００３】
これらの炉では、アークは、上に配置される少なくとも１つの黒鉛電極（カソード）と、炉のベースソールにおいて下に配置される少なくとも１つの底部電極（アノード）との間に放出される。電流を通過させることは、放射および対流の効果が炉に導入する以前に金属材料の溶融を可能にするアークの形成を許容する。
【０００４】
交流アーク炉（頭字語ＡＣ  ＥＡＦｓ（Ａｌｔｅｒｎａｔｅ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ａｒｃ  Ｆｕｒｎａｃｅｓ）によっても公知の）に関して、直流炉は、以下を都合よく許容する：
−電気エネルギーのより少ない消費、
−黒鉛電極のより少ない消費、
−炉の構造における耐火材料のより少ない損耗（ｗｅａｒ）、
−炉内部の金属材料のその後のより均一でより速い溶融を有するアークのより大きい長さ、
−ノイズおよび機械的応力の減少、
−炉内部の溶融する液体金属浴のより大きい再混合、
−無効電力のより少ないバリエーション、
−低下したちらつき効果。
【０００５】
概して、直流電気炉は、炉自体の内部の屋根を通って延びる運動システムに拘束される上部電極またはカソード、および、炉の底部（ｆｕｒｎａｃｅ  ｂｏｔｔｏｍ）に拘束されて、溶融した金属浴を受け入れる炉床（ｈｅａｒｔｈ）を作るように、耐火材料でできている炉のベースソールにおいて組み込まれる複数の下部電極または底部電極またはアノードを有する。直流アーク炉の例は、特許文献１において開示される。
【０００６】
これらの炉のアノードは、それらが非常に高い強度を有する電流によって交差されて、そして重大な温度応力および電磁力を受けるので、最も繊細なコンポーネントの１つである。
【０００７】
炉の炉床は、下の鋼製フレームワークによって、そして耐火性セラミック材料でできているカバーによって形成される。そしてそれは、液体鋼またはそこに含まれる他の金属の浴のため、温度応力からその荷重支持鋼構造を保護する。電気炉において、そして特にＤＣ直流炉において考慮されるさらなる課題は、炉の底部の冷却に関する。炉の底部が常に非常に高い温度を維持する場合、これはベースの、そしてアノードの電流循環部分が炉のフレームワークに達してそれに損傷を与えることから防止する絶縁材の、期間に負に影響を及ぼす。カバーの損耗は、作業環境の安全性を減少させる。そして、炉床をしばしば変える（プラントを止める動作）必要がある。したがって、多くの周知の解決策は、炉の底部を形成するフレームワーク、そして特にアノードのボディ、を冷却することを提供する。とりわけ、この種の予防措置は、溶融する金属のための可能な逃避ルートの形成を防止することも必要とする。シェルの下に配置される導体がアノードの高強度の電流を供給するために水によって冷却されることを考慮する。こうした状況では、アノード内部の融合正面がアノードベースを完全に穿孔するまで続ける場合、アノードベースをクールダウンするために使用される水または他の冷却液と液体金属との接触が発生して、このように非常に危険な爆発反応を引き起こす。
【０００８】
このように、上述した欠点を解決することができる底部電極を作る必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第０４２８１５０Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
最高水準の技術の平均温度よりも著しく低い電極の平均温度、そしてそれに続くより大きい安全性を確実にすることができるタイプの底部電極を作ることは、本発明の主要な目的である。
【００１１】
最高水準の技術の温度よりも著しく低い炉の底部の温度、そしてそれに続くより低いその熱機械的および化学的応力を確実にすることができるタイプの底部電極を作ることは、本発明のさらなる目的である。
【００１２】
電流通過の能力が底部電極間で一様である傾向があり、そして電流の強度が最高水準の技術に関してより低くて、このように電極の減少した損耗を確実にするタイプの底部電極を作ることは、本発明のさらなる目的である。
【００１３】
炉の底部を形成するフレームワークに関して電気的導体によって伴われる要素を切り離す電気絶縁体のより長い期間を確実にすることができるタイプの底部電極を作ることは、本発明の別の目的である。というのも、低い温度は耐火カバーを維持して、したがってその損耗をより低減させるからである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この種の目的は、互いに平行でそれぞれの長手方向軸を定める複数の金属バーを有する少なくとも１つの底部電極、および金属バーを支持して電気的に供給するのに適した支持フランジ、を備え、各金属バーは、バーの第１の端部を含む少なくとも第１の部分、および、第１の部分に軸方向に隣接してバーの第２の端部を含む少なくとも第２の部分を備え、第１の部分は、第１の端部で支持フランジに拘束されて、第２の部分に関してより大きい熱伝導率を有する、ことを特徴とする、請求項１による冶金プラント用の直流アーク炉によって達成される。
【００１５】
異なる材料（好ましくは第１の部分のための銅またはその合金および第２の部分のための鋼）でできた少なくとも２つの部分によって形成される金属バーのため、周知技術に関して、炉の底部の、そして特に耐火材料の層の大幅に改善した冷却を得ることができる。底部に、したがってこの種の領域に設けられてよい冷却システムにより近い、電極のバーの第１の部分のより大きい熱伝導率によって、より大きい冷却効率が全ての炉の底部で得られることができる。
【００１６】
都合のよいことに、支持フランジは、バーの第１の端部から遠位の少なくとも第１のプレートまたは上プレート、およびバーの第１の端部から近位の少なくとも第２のプレートまたは下プレートを備え、第１のプレートおよび第２のプレートは、実質的に平坦かつ平行であり、相互間に間隙を形成するように配置され、バーの各第１の端部は下プレートに固定される。この種の間隙のため、冷却流体は、金属バーの冷却を得るために第１の部分の一部の表面を包むことができる。プレートは、実質的に円形であることができるか、または別の形状（例えば正方形）を有することができる。
【００１７】
支持フランジの下プレートは、金属バーへの電流の分配を可能にする。例えば、フランジの中間部に配置される管状ケーシングにより供給される単一の中心の電気的接点によって、またはフランジの周辺に配置される複数の電気的接点によって、この種の供給は発生することがありえる。そしてそれは周辺ラジアル供給をつくる。都合のよいことに、この種の周辺ラジアル供給は、単一の中心的供給に関して電流のより均一な通過および改良された熱的挙動を許容する。そしてそれは、周辺のバーに関して電流のより大きい集中のため、この種の供給の近くの金属バーのさらなる損耗をともなう。
【００１８】
好ましくは、フランジの下プレートは、同じ形状および同じサイズを有することができる複数のセクターに分割される。例えば、２つ、３つ、４つまたはそれ以上セクターは、同じ形状および同じサイズを有して設けられることができる。分割は、例えば、ミリングによって達成されることができる。各セクターは、単一の中心の電気的接点によって供給されることができるか、または、各セクターは、それぞれの周辺の電気的接点によって供給されることができる。電流は、セクターへの分割によってより小さい領域に分配されて、このように、電流の改良された分布均一性を確実にする。そしてそれはバーのより少ない損耗をともなう。
【００１９】
好ましくは、支持フランジの下プレートは、バイメタルシートによって形成される。すなわち、その第１の層が支持フランジの上プレートに近位であり、そして好ましくは鋼でできていて、第２の層が支持フランジの上プレートから遠位であり、そして第１の層の材料に関してより大きい電気伝導率を有する材料（好ましくは銅またはその合金）でできている、例えば、溶接または鑞付けによって互いに固定された２つのオーバーラップ層によって形成される。さらにより好ましくは、第２の層は、例えば表面を機械加工することによって、複数のセクターに分割される。そしてそれは、同じ形状および同じサイズを有することができる。特に好適な方法では、２つ、３つ、４つまたはそれ以上のセクターが同じ形状および同じサイズを有して設けられる。各セクターは、単一の中心の電気的接点によって供給されることができるか、または、各セクターは、それぞれの周辺の電気的接点によって供給されることができる。
【００２０】
好ましくは、第１および第２の部分は、溶接によって、または鑞付けによって、またはねじ結合によって、互いに固定される。
【００２１】
好ましくは、各バーの直径は、２０〜１００ｍｍの間で変動する。さらにより好ましくは、それは２０〜６０ｍｍの間で変動する。
【００２２】
さらに、バーの直径は、一定であることができるか、またはその長さに沿って変化することができる。特に、第１の部分の直径は、各バーの第２の部分の直径よりも好ましくは大きい。この場合、可変の直径遷移領域は、第１および第２の部分の間に設けられることができる。
【００２３】
好ましくは、一連の環状溝は、バーの第１の部分上に得られることができる。したがって、間隙を通って流れる冷却流体との熱交換を改良するための一連の対応する環状タブを定める。
【００２４】
好ましくは、バーの数は、１００〜６００の間で、より好ましくは２００〜４００の間でさえ変動する。
【００２５】
バーの第１および第２の部分は、長さにおいて等しいことができ、または異なることができる。好ましくは、第１の部分の長さは、第２の部分の長さよりも大きい。
【００２６】
各バーは、第２の端部から始まり上プレートより上の第１の部分との結合点まで耐火材料のマトリックスまたはベースソールにおいて概して組み込まれる。あるいは、各バーの第２の端部は、この種のベースソールの上部面を過ぎて僅かに突出することができる。
【００２７】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付図面を用いて非限定的な例として開示される、本発明による直流アーク炉の好適な（しかし、排他的でない）実施形態の詳述に照らしてより明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明によるアーク炉の一部のアクソノメトリック図法の断面図を示す。
【図２】図２は、本発明による底部電極の第１実施形態の一部の底面図を示す。
【図３】図３は、底部電極の前記第１実施形態の縦断側面図を示す。
【図４ａ】図４ａは、本発明による底部電極のコンポーネントの第１の異型の断面図を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａのコンポーネントの第２の異型の断面図を示す。
【図４ｃ】図４ｃは、図４ｂの拡大詳細図を示す。
【図５】図５は、本発明による底部電極の第２実施形態のアクソノメトリック図を示す。
【図６】図６は、図５に示される底部電極の一部の底面図を示す。
【図７ａ】図７ａは、単一の材料でできているバーに沿った熱の分布を示す。
【図７ｂ】図７ｂは、２つの材料でできているバーに沿った熱の分布を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１に関して、部分的にのみ表される直流アーク炉は、数字１を用いて全体として示される。炉１は、それを周知の炉から区別する要素に特に関連して部分的に記載されるだけである。詳細に記載されない炉の部分は、それ自身公知で慣用であると意図される。
【００３０】
炉１は底部２を備える。そしてそれは、耐火材料（好ましくは高融点セラミック）でできている（マトリックスとして作用する）ベースソール１０に組み込まれる、正極性によって電気的に概して供給される１つ以上の底部電極３または下部電極を含む。図１は、単一の底部電極３を示す。底部２は、炉１のベースソール１０の一部である。ベースソール１０は、炉１に含まれる金属質量または金属浴と接触していることに影響されやすい上部面１１をさらに備える。
【００３１】
図１〜図３に関して、底部電極３は、ベースまたは支持フランジ４を備える。フランジ４は、上プレート４’および下プレート４’’を備える。上プレート４’および下プレート４’’は、金属材料でできていて、実質的に平坦かつ円形であり、互いに平行に配置され、そして同じ軸上に配置されるそれぞれの中心を有する。特に、軸Ｚは、この種の中心を通過しているように定められて、２つのプレートの平坦面に対して直交している。冷却流体が通る間隙１５は、２つのプレート４’、４’’間に定められる。底部電極３は、複数の直線状の金属バー５をさらに備える。金属バー５は、プレート４’、４’’に対して直交していて、バー自体のそれぞれの第１の軸方向端部６で下プレート４’’に固定される。第１の端部６の反対側の第２の軸方向端部７は、ベースソール１０の上部面１１の近くに配置される。金属バー５の各々は、軸Ｚと平行なその長手方向軸に沿って延びて、下プレート４’’、上プレート４’およびベースソール１０と交差する。バー５の第２の軸方向端部７は、炉に含まれる金属質量または浴と接触しているように、上部面１１を過ぎて僅かに突出して、それと交差する。しかしながら、第２の端部７が上部面１１に関して突出している必要はない。さらに、この実施形態では、各金属バー５の断面は、その長手方向軸に直交する平面に沿って円形である。しかし、他の形状（例えば正方形）もこの種の断面のために提供されることができる。ケーシングまたは管状導管２３によって囲まれるロッド２２は、上プレート４’の中心から延びる。ロッド２２は、軸Ｚと一致するその長手方向軸を有し、金属バー５の延長に関して反対方向において軸方向に延びる。ロッド２２は、システムの等位性を確実にするのに適している。下プレート４’’は、ケーシング２３と接触していて、金属バー５への電流の分布を許容する。実際、ロッド２２と同じ方向に延びるケーシング２３は、電源用の電気的接点を提供する。冷却流体を間隙１５へと運搬するための導管を提供するように、好ましくは、ケーシング２３は、形状において管状であり、そして、プレート４’’の中間開口に固定される。フランジ４は、裾部３１も備える。そしてそれは、ロッド２２と同じ方向に延びる。裾部３１の上部は、例えば溶接または鑞付けによって、上プレート４’の下面に固定される。
【００３２】
炉１は、少なくとも１つの下部電極に関して反対の、そして負極性によって概して供給される、添付図面に示されない少なくとも１つの上部電極をさらに備える。底部電極の第２の部分は、液体金属浴（例えば鋼）と常に接触しているか、または、まだ固体状態の金属質量といかなるケースにおいても接触している。炉の熱エネルギー源を構成するアークの形成を通して、金属浴または質量と少なくとも１つの上部電極との間に電流通路がある。
【００３３】
金属バー５は、高温金属浴による熱エネルギーの例証効果を制限するために、例えば２０〜１００ｍｍの範囲の、好ましくは４０〜６０ｍｍの範囲の小直径を有する。そしてそれは、この種の直径の二乗に概して比例する。例としてのみ、図示した実施形態では、約３５０本の金属バーがある。この種のバーの数は、底部電極（例えば１００〜６００の範囲、好ましくは２００〜４００の範囲）ごとに異なることができる。
【００３４】
金属バー５は、支持フランジ４によって定義される平面上の実質的に円形の領域の中で、互いに一様に分布されるマトリックスに従って都合よく分配される。それらは互いに実質的に平行であり、そして、それらは支持フランジ４に対して軸方向に直交している。しかしながら、多くの他の分布（例えば、三角形メッシュ、螺旋、またはプレートのうちの１つの中央から始まって複数の半径方向に沿って分布される）は、可能である。バーの配置のピッチは、下プレート４’’にバー５を固定するための要素の寸法と両立できるように電流の分布および浴の熱貢献とのバランスをとるように、都合よく選択される。
【００３５】
図４ａは、底部電極３の詳細を示す。上述の通り、フランジ４は、金属材料でできている上プレート４’および下プレート４’’を備える。前記プレート４’および４’’は、互いに間隔を置かれて平行であるように配置されて、このように間隙１５を形成する。そして、それらは金属バー５に関して直交して方向づけられる。上プレート４’は、ベースソール１０と接触している。上４’および下４’’プレートは、それを通って金属バー５が挿入される複数のホールを備える。特に、各金属バー５の第１の軸方向端部６は、ネジおよびナットタイプのねじ込みカップリング１７によって下プレート４’’に固定される。異なる種類のカップリング（例えば第１の端部６と下プレート４’’との間のスナップカップリング）は、設けられることもできる。
【００３６】
空気（おそらく霧状にされた水を含む空気）は、下および上プレート４’、４’’間の間隙１５を通って循環される。そしてそれは、その冷却を促進するために金属バー５を包む。この種の冷却流体は、好ましくは、しかし必ずしもではなく、ケーシング２３の下部開口によって導かれる。
【００３７】
各金属バー５は、２つの別々の、軸方向に隣接する部分１２、１３において作られる。第１の部分１２は、第１の軸方向端部６を備え、そして、空気循環間隙１５の冷却作用を効果的に伝えるように高い熱伝導性を有する金属でできている。第１の部分１２は、高い熱および電気伝導性の金属（例えば、３８６Ｗ／ｍ℃に等しい最小の熱伝導率値を有する銅または他の材料）で好ましくはできている。各金属バー５の第２の部分１３は、第２の軸方向端部７を備え、そして、高い溶融点金属（好ましくは、１５００℃に等しい最小の溶融点値を有する鋼または他の材料）でできている。都合のよいことに、第２の部分１３は、炉の運転の間溶融するように、そして金属浴との電気的連続性を引き受けるように、溶融される金属と同じ材料を用いて作られる。低い熱作動のステップ、またはスイッチを切られているプラントのステップの間、液体金属は、ベースソール１０内でバーを再生して、このように凝固する。
【００３８】
例としてのみ、図示した実施形態では、第１の部分１２は、ほぼ６００〜６５０ｍｍに等しい長さまたは長手方向の延びを有する。そして、第２の部分１３は、ほぼ４７０〜５２０ｍｍに等しい長さまたは長手方向の延びを有する。しかしながら、異なる長さは、各部分１２、１３にとって可能である。例えば、第１の部分１２の長さは、第２の部分の長さのほぼ３倍に等しいまで、第２の部分１３の長さに等しくなることができる。
【００３９】
好ましくは鋼でできている第２の部分１３の長さは、炉の運転の間、変化することに影響されやすい。そしてその損耗に比例して減少する。好ましくは銅でできていて、高い熱および電気伝導性を有する第１の部分１２は、炉の運転の間一定の長さで残る。
【００４０】
金属バー５の２つの部分１２、１３は、十分な熱および電気伝導性および十分な機械抵抗を確実にするように、溶接または鑞付け１６によって好ましくは接合される。しかしながら、他のタイプの結合（例えばねじ込みカップリングによって）を提供することもできる。いずれにせよ、電流および熱の連続通過を確実にするためになされる接続のタイプの必要がある。
【００４１】
都合のよいことに、下部電極３上の複数の金属バー５の延長領域、およびそれらの各々が異なる材料でできている２つの異なったそして隣接する部分によって形成されるという事実は、ベースソール１０が形成される耐火性の層の大幅に改善した冷却を許容する。
【００４２】
異型による図４ｂおよび図４ｃに関して、第１の軸方向端部６を備える第１の部分１２’および第２の軸方向端部７を備える第２の部分１３’は、異なる直径を有し、そして、第１の部分１２’の直径と第２の部分１３’の直径との比率は１よりも大きい。第１の部分１２’での特定の熱の流れを減らすように、そして同時に、電流通路からジュール効果に起因して発生するパワーを減らして、したがって、システム全体の冷却効率を増加させるように、第１の部分１２’の直径は、第２の部分１３’の直径よりも都合のよいことに大きい。
【００４３】
好ましくは、部分１２’の直径と部分１３’の直径との間の通路は、段階的である。そして、バーの局所的な損耗が生じる場合のある突然の変化を回避するように、例えば部分１２’の一部であるテーパー移行部分１８（図４ｂ）がある。好ましくは、この異型によれば、間隙１５の内側の第１の部分１２’の範囲に相当する各バーの銅の第１の部分１２’の領域１９で、材料の除去によって環状溝が形成される。そしてそれは、バーの長手方向軸に同軸であり、そして、各第１の部分１２’の側面と、間隙１５を通って流れる冷却流体との間の熱交換を増加させることを目的に、対応する環状タブ１４を定める。この場合、端部６は、材料の除去によって形成される環状溝の底面の直径に実質的に等しい直径を有する。
【００４４】
図５は、管状ケーシング２３による電源の代わりに、下部電極３の金属バー５、５’を通る電流の改良された分布をから得るために、フランジ４０がその周辺に沿って電気的に供給される、異型を示す。特に、電源は、フランジ４０の裾部３１に固定された電気的接点２２’によって発生する。
【００４５】
実際、裾部３１は、金属バーが固定される下プレート４’’に対して溶接または鑞付けによって固定される。さらに、炉のフレームワークから底部電極を絶縁するために、裾部３１および上プレート４’（図５に示されない）周辺に絶縁材のリング４４がある。電流の分布が周辺ラジアルタイプである点に注意する価値がある。この解決策は、上記の底部電極の電流のより均一な通過および改良された熱的挙動を許容する。そしてそれはケーシング２３によって供給される。単一の、実質的に中心的供給は、周辺のバーに関して電流のより大きい集中のため、この種の供給の近くの金属バーのさらなる損耗を実際にともなう。
【００４６】
図６に関して、底部電極の一部の異型が示される。この異型によれば、底部電極３の横方向の供給に加えて、金属バー５への電気分布の均一性をさらに改良するために、下プレート４’’は、互いに溶接される例えば２つのパーツにおいてそれぞれ銅および鋼でできているバイメタルシート（ｂｉｍｅｔａｌｌｉｃ  ｓｈｅｅｔ）でできている。特に、下プレート４’’は、２つの層によって形成される。第１の層または上層は鋼でできていて、第２の層または下層は銅でできている。下プレート４’’は、裾部３１の直径よりもわずかに小さい直径を有し、そして裾部によって定められる領域内に含まれる。そして上プレート４’は、それに関して半径方向に突出するように裾部３１よりも大きい直径を有する。さらに、４つのセクター４２またはセグメントが互いに分離して、各々鋼の上層と接触するように、４つの半径方向チャネル４３は、下プレート４’’の銅の下層において２つの直交する直径に沿って得られる。半径方向チャネル４３は、下プレート４’’の鋼の上層の表面をカバーしないで実際に残しておく。各セクター４２は、それぞれの電気的接点２２’によって供給される。この種のセクターを形成する銅層における電気的不連続性は、セクター４２への分離のため確実にされる。鋼の上層の使用は、システムの等位性を確実にして、構造的機能を実行する。セクター４２へと分割される銅の下層は、金属バーの電源の改良されたコントロールが各セクター４２に固定されるのを許容する。電流の周辺ラジアルタイプの分布および、下層が上層に関してより大きい電気伝導率でできていて、そして下層がセクターに分割される、バイメタルシートでできている下プレート４’’の使用は、最適方法で、オーバーロードを回避して、各セクター４２において供給される電流を点検して、標準化して、そして、底部電極３を形成する単一の金属バー５上の熱負荷および電流の分布をよりよく管理することを可能にする。実際、下層の各セクター４２に供給する電流は、この種のセクターにおいて閉じ込められるままの傾向がある。というのも、それらはより高い電気伝導率を有する材料でできていて、このように、より低い電気伝導率を有する上層へと分散される代わりに、バー５を通って流れるからである。
【００４７】
しかしながら、同じタイプの利点は、この種の構造的特徴またはそれらの他の組み合わせのいくらかだけを用いることによっても得られる。例えば、セクターに分割されないバイメタルシートでできている下プレートまたはいずれにせよ支持フランジを使用することができる。
【００４８】
本発明による炉の底部の安全かつ作業層において達する温度は、最高水準の技術の炉の底部において得られる温度に関して著しくより低い。実際、最高水準の技術による炉の温度分布が本発明による炉で発生する温度分野に関してベースソールにおいてより高い値を決定することを、実験的な試験は示した。炉の下部の、そして特にベースソール１０のより少ない熱は、そのより小さい熱力学的応力をその後有する。さらに、絶縁部分での温度もより低い。このように、より少ない損耗、したがってより長い期間を確実にする。
【００４９】
図７ａおよび図７ｂに関して、炉の運転の間、バーの温度プロフィールを決定するために比較の理由のための実験的な試験が実行された。図７ａは、複数のバーの単一バーを示す。そしてそれは鋼だけでできている。図７ｂは、本発明による複数のバーの単一バー５を示す。バーの単一材料におけるそして異なる材料における実現を除いて、構造的および作動が同じ状態において、第１の部分１２と第２の部分１３との間の接合領域５０の近くの温度がほぼ４５０℃に等しく、そして第１の端部６の近くの温度がほぼ２５０℃に等しいことが都合よく発見された。その代わりに、接合領域５０に相当する図７ａにおけるバーの領域、および第１の端部６の近くの領域に相当する図７ａにおけるバーの領域を考慮すると、検出された温度は、それぞれ、ほぼ１６００℃および８００℃である。記載された異型の組合せが本発明の範囲から逸脱しない点に注意する価値がある。
【図１】
0006553721.tif 000002
【図２】
0006553721.tif 000003
【図３】
0006553721.tif 000004
【図４ａ】
0006553721.tif 000005
【図４ｂ】
0006553721.tif 000006
【図４ｃ】
0006553721.tif 000007
【図５】
0006553721.tif 000008
【図６】
0006553721.tif 000009
【図７ａ】
0006553721.tif 000010
【図７ｂ】
0006553721.tif 000011