(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内に装入した含クロム原料を、溶解促進用助燃バーナで加熱しながら、電力によって溶解する電気炉の原料溶解方法において、
炉内に装入した含クロム原料が溶解するまでの期間を溶解期とし、溶解した含クロム原料が予め定める温度に到達するまでの期間を昇熱期とし、溶解期の全溶解電力量Ｅｎｔと昇熱期の全昇熱電力量Ｅｈｔとの和を総電力量Ｅｔとし、
総電力量Ｅｔに対する全溶解電力量Ｅｎｔの比率α（＝Ｅｎｔ／Ｅｔ）を０．８≦α≦０．９の範囲の値に選び、さらに溶解期においてのみ助燃バーナで燃料を燃焼することを特徴とする電気炉の原料溶解方法。
【請求項２】
含クロム原料は、電気炉に１または複数回に分けて装入され、装入される毎に溶解電力によって溶解されており、
各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎは、対応する溶解期の原料装入重量Ｗｎ、全原料装入重量Ｗｎｔおよび全溶解電力量Ｅｎｔに基づいて、等式Ｅｎ＝Ｅｎｔ×（Ｗｎ／Ｗｎｔ）を満たすように設定され、
各溶解期の助燃バーナに対する燃料供給設定量Ｆｎは、対応する溶解期の原料装入重量Ｗｎ、全原料装入重量Ｗｎｔおよび全燃料供給量Ｆｔに基づいて、等式Ｆｎ＝Ｆｔ×（Ｗｎ／Ｗｎｔ）を満たすように設定されることを特徴とする請求項１記載の電気炉の原料溶解方法。
【請求項３】
各溶解期の投入電力量の積算値が対応する溶解期の溶解電力設定量Ｅｎの１５％を超えてから、助燃バーナの燃焼を開始することを特徴とする請求項２記載の電気炉の原料溶解方法。
【請求項４】
各溶解期の投入電力量の積算値が対応する溶解期の溶解電力設定量Ｅｎの５５％に到達すると、それ以降の溶解期における助燃バーナの燃料供給量の積算値を対応する溶解期の燃料供給設定量Ｆｎの５０％未満に制限することを特徴とする請求項２または３記載の電気炉の原料溶解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気炉の原料の溶解方法に関し、特に助燃バーナを備える電気炉における含クロム原料の溶解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電気炉において鉄屑等の原料を溶解する場合、電極間には周囲よりも比較的温度の低い、いわゆるコールドスポットを生ずることがある。コールドスポットの原料の溶解速度は周囲よりも遅くなるので、炉内の原料の溶解速度はコールドスポットの原料の溶解速度によって律速される。したがって、コールドスポットにおける原料の溶解を促進するために助燃バーナが使用されている。
【０００３】
特開平８−７５３６４公報には、先端を炉内のコールドスポットに向けた助燃バーナを少なくとも一基炉壁に配置した製鋼用電気炉が開示されている。この電気炉の助燃バーナには、バーナ中心部に酸素ガスの吐出管が設けられている。助燃バーナからの燃焼炎はコールドスポットに向かって延び、原料に直接接触して原料を昇熱する。原料の昇熱後、吐出管から酸素ガスが吐出され、原料を溶断して熱流の流通を向上する。助燃バーナの燃焼は、電気炉の通電中一定の燃料供給流量で継続される。原料は、燃焼炎および酸素ガスとの接触によって酸化反応を起こして酸化する。このような助燃バーナは、燃料の燃焼熱ばかりでなく原料の酸化熱も溶解用エネルギとして活用することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記先行技術の助燃バーナを備える電気炉で原料を溶解するとき、次のような問題がある。電気炉に装入される原料にクロムが含まれていると、助燃バーナの燃焼によって原料中のクロムが酸化し、還元しにくいクロム酸化物が生成してクロムの歩留まりが低下する。このような原料中のクロムの酸化は、燃焼炎と原料との直接接触によって生じ、助燃バーナから酸素ガスを吐出するとさらに促進される。したがってこの問題は酸素ガスの吐出管が設けられていない助燃バーナにおいても発生する。このように、含クロム原料を溶解するとき助燃バーナの使用には問題があるので、これまで助燃バーナは主にクロムを含まない原料、たとえば普通鋼スクラップの溶解促進に使われ、含クロム原料、たとえばステンレス鋼スクラップの溶解促進には使われていない。また本発明者の調査によると、助燃バーナの燃料の発熱量に対する原料の着熱量の割合である着熱効率が全期間の平均値では低水準であることが判明した。
【０００５】
本発明の目的は、前記問題を解決し、助燃バーナを備える電気炉で含クロム原料の溶解をクロムの酸化を抑制しながら促進することのできる電気炉の原料溶解方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炉内に装入した含クロム原料を、溶解促進用助燃バーナで加熱しながら、電力によって溶解する電気炉の原料溶解方法において、
炉内に装入した含クロム原料が溶解するまでの期間を溶解期とし、溶解した含クロム原料が予め定める温度に到達するまでの期間を昇熱期とし、溶解期の全溶解電力量Ｅｎｔと昇熱期の全昇熱電力量Ｅｈｔとの和を総電力量Ｅｔとし、
総電力量Ｅｔに対する全溶解電力量Ｅｎｔの比率α（＝Ｅｎｔ／Ｅｔ）を０．８≦α≦０．９の範囲の値に選び、さらに溶解期においてのみ助燃バーナで燃料を燃焼することを特徴とする電気炉の原料溶解方法である。
【０００７】
本発明に従えば、総電力量Ｅｔに対する全溶解電力量Ｅｎｔの比率αが適正範囲の値に選ばれるので、投入電力量の積算値が全溶解電力量Ｅｎｔに到達する時点、換言すれば原料の溶解が完了したと判断される時点と真の原料の溶解完了時点とをほぼ一致させることができる。これによって、溶解期を的確に設定することができる。また、助燃バーナでの燃料の燃焼が未溶解原料の存在する溶解期においてのみ行われ、未溶解原料の存在しない昇熱期において行われないので、溶解期が的確に設定されることとあいまって常に燃焼炎と原料との接触面積が大きい状態で助燃バーナの燃焼が行われ、平均着熱効率を向上することができる。
【０００８】
また本発明の含クロム原料は、電気炉に１または複数回に分けて装入され、装入される毎に溶解電力によって溶解されており、
各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎは、対応する溶解期の原料装入重量Ｗｎ、全原料装入重量Ｗｎｔおよび全溶解電力量Ｅｎｔに基づいて、等式Ｅｎ＝Ｅｎｔ×（Ｗｎ／Ｗｎｔ）を満たすように設定され、
各溶解期の助燃バーナに対する燃料供給設定量Ｆｎは、対応する溶解期の原料装入重量Ｗｎ、全原料装入重量Ｗｎｔおよび全燃料供給量Ｆｔに基づいて、等式Ｆｎ＝Ｆｔ×（Ｗｎ／Ｗｎｔ）を満たすように設定されることを特徴とする。
【０００９】
本発明に従えば、含クロム原料は電気炉に１または複数回に分けて装入され、各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎおよび燃料供給設定量Ｆｎは、対応する溶解期の原料装入量Ｗｎと全原料装入量Ｗｎｔとの比率と等しくなるように、換言すれば対応する溶解期の装入原料の重量配分に応じて全溶解電力量Ｅｎｔおよび全燃料供給量Ｆｔに対してそれぞれ設定されるので、電気炉に分割装入された含クロム原料を各溶解期毎に過不足なく溶解することができる。
【００１０】
また本発明は、各溶解期の投入電力量の積算値が対応する溶解期の溶解電力設定量Ｅｎの１５％を超えてから、助燃バーナの燃焼を開始することを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、各溶解期の初期に、すなわち含クロム原料の温度が低く、クロムの酸化が生じやすい時期に助燃バーナの燃焼が行われないので、燃焼炎による原料中のクロムの酸化を抑制することができる。したがって、全期間にわたって助燃バーナの燃焼が継続される従来技術に比べてクロムの歩留りを向上することができる。
【００１２】
また本発明は、各溶解期の投入電力量の積算値が対応する溶解期の溶解電力設定量Ｅｎの５５％に到達すると、それ以降の溶解期における助燃バーナの燃料供給量の積算値を対応する溶解期の燃料供給設定量Ｆｎの５０％未満に制限することを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎのうち後期の４５％の電力通電期間中、助燃バーナに対する燃料供給量が残余の期間の燃料供給量よりも少なくなるように構成される。これによって、装入原料の嵩の減少によって着熱効率の低下する溶解後期における燃料供給量が抑制されるので、全期間の平均着熱効率の低下を軽減することができる。したがって、全期間にわたって助燃バーナの燃焼が一定の燃料供給量の下で継続される従来技術に比べて平均着熱効率を向上することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である電気炉の原料溶解方法を説明するためのタイムチャートであり、図２は本発明を好適に適応することのできる電気炉１の構成を簡略化して示す断面図である。
【００１５】
電気炉１は、含クロム原料７を溶解する３相交流アーク式溶解炉であり、炉本体４と炉蓋５と３本の電極６とを含む。炉本体４は、上方に開口した有底円筒状容器であり、炉壁８と炉床９とを備える。含クロム原料７は炉本体４内に装入される。炉壁８には、１または複数（本実施の形態では３）の溶解促進助燃バーナ３（以後、助燃バーナと呼ぶ）が周方向に等間隔をあけて設けられており、さらに溶解した含クロム原料（以後、高炭素クロム溶銑も含めて含クロム溶鋼または単に溶鋼と呼ぶ）を出鋼する出鋼口１４と、出鋼樋１５とが設けられている。
【００１６】
助燃バーナ３は、含クロム原料７を加熱して溶解を促進するバーナであり、重油などの燃料をほぼ理論比の酸素などの燃焼用示燃性ガスで燃焼する。助燃バーナ３は、炉壁８に斜め下方に傾斜して取付けられており、その燃焼炎は電気炉１のコールドスポットに向かって延びる。炉蓋５は、炉本体４に乗載され、炉本体４の上部開口部を着脱可能に塞ぐ。炉蓋５には電極６を挿通する３個の電極挿通孔２０が周方向に等間隔をあけて設けられており、さらに集塵ダクト取付口２１が設けられている。集塵ダクト取付口２１には、集塵ダクト２３が取付けられており、集塵ダクト２３は電気炉１からの排ガスを図示しない集塵機に導く。
【００１７】
集塵ダクト２３には、流量計２４および温度計２５が取付けられており、それらは排ガスの流量および温度をそれぞれ測定する。３本の電極６は黒鉛製の円柱体であり、炉蓋５の各電極挿通孔２０に昇降自在に挿通されている。電極６は、アークの安定化を図るために含クロム原料７の溶解の進行とともに下方に移動し、含クロム原料７の溶解完了時には溶鋼面２６と電極６の下端部との間隔Ｌが予め定める適正距離に保持される。
【００１８】
図１を参照して、電気炉１における含クロム原料７の溶解は次のようにして行われる。
【００１９】
（１）全原料装入重量Ｗｎｔなど電気炉１の操業条件を設定する。
（２）含クロム原料７を電気炉１に装入する。原料の装入は、１または複数回（本実施の形態では３回）に分けて行われる。
（３）炉内に装入した含クロム原料を電力および助燃バーナ３によって加熱して溶解する。原料装入後、溶解完了（以後、溶け落ちと呼ぶことがある）までの期間を溶解期と呼び、この期間に投入される電力量の合計を全溶解電力量Ｅｎｔと呼ぶ。したがって、投入電力量の積算値が全溶解電力量Ｅｎｔに到達すると、溶け落ちと判定される。本実施の形態では、溶解期が３回繰返される。３回の溶解期は時系列的にそれぞれ第１、第２および第３溶解期と呼ばれる。
（４）溶解した含クロム原料７を予め定める温度に到達するまで昇熱する。この期間を昇熱期と呼び、この期間に投入される電力量の合計を全昇熱電力量Ｅｈｔと呼ぶ。
【００２０】
図３は、電気炉１の操業条件の設定手順を説明するためのフローチャートである。ステップａ１では、電気炉１に装入される全原料装入重量Ｗｎｔの設定が行われる。全原料装入重量Ｗｎｔは、装入メタル純分が製造指令重量を満たすように設定される。装入メタル純分とは、装入原料中の鉄、クロム、ニッケルおよび銅の純分合計量を示す。ステップａ２では、総電力量Ｅｔの設定が行われる。総電力量Ｅｔは、前記全溶解電力量Ｅｎｔと全昇熱電力量Ｅｈｔとの和であり、前記全原料装入重量Ｗｎｔおよび予め定める出鋼温度に応じて、これまでの操業実績値に基づいて設定される。ステップａ３では、全燃料供給量Ｆｔの設定が行われる。全燃料供給量Ｆｔは、目標省電力量に応じて予め定められる値であり、たとえば供給される燃料の発熱量の電力換算値が総電力量Ｅｔの１０％になるように設定される。
【００２１】
ステップａ４では、全溶解電力量Ｅｎｔの設定が行われる。全溶解電力量Ｅｎｔは、前記総電力量Ｅｔに対する全溶解電力量Ｅｎｔの比率α（＝Ｅｎｔ／Ｅｔ）を予め定め、前記Ｅｔと予め定めた前記比率αとに基づいて設定される。本実施の形態では、前記比率αは、０．８≦α≦０．９の範囲の値に選ばれる。これは、前記比率αが下限値未満の場合、後記図４の斜線領域Ａに示すように投入電力量の積算値が全溶解電力量Ｅｎｔに到達しても、換言すれば溶け落ちと判断されても実際には未溶解原料７が残存しており、溶け落ち判定精度が低いからである。また前記比率αが上限値を超える場合、後記図４の斜線領域Ｂに示すように投入電力量の積算値が全溶解電力量Ｅｎｔに到達する前に、換言すれば溶け落ちと判断される前に実際には含クロム原料７の溶解が完了しており、同様に溶け落ち判定精度が低いからである。これに対して、前記比率αが０．８≦α≦０．９の範囲の値であれば、後記図４の領域Ｃに示すように溶け落ち判定時点と実際の溶解完了時点とをほぼ一致させることができ、溶解期を的確に設定することができる。
【００２２】
ステップａ５では、全昇熱電力量Ｅｈｔが設定される。全昇熱電力量Ｅｈｔは、前記総電力量Ｅｔから前記全溶解電力量Ｅｎｔを減算することによって設定される。ステップａ６では、含クロム原料７の装入回数および各溶解期の原料装入重量Ｗｎの設定が行われる。前記装入回数は、電気炉１の容量と含クロム原料７の嵩に応じて設定され、各溶解期の原料装入重量Ｗｎは通常均等配分になるように設定される。ステップａ７では、各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎの設定が行われる。各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎは、対応する溶解期の原料装入重量Ｗｎ、全原料装入重量Ｗｎｔおよび全溶解電力量Ｅｎｔに基づいて（１）式を満たすように設定される。
【００２３】
Ｅｎ＝Ｅｎｔ×（Ｗｎ／Ｗｎｔ）                          …（１）
ステップａ８では、各溶解期の助燃バーナ３に対する燃料供給設定量Ｆｎの設定が行われる。各溶解期の燃料供給設定量Ｆｎは、対応する溶解期の原料装入重量Ｗｎ、全原料装入重量Ｗｎｔおよび全燃料供給量Ｆｔに基づいて（２）式を満たすように設定される。
【００２４】
Ｆｎ＝Ｆｔ×（Ｗｎ／Ｗｎｔ）                            …（２）
このように、各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎおよび燃料供給設定量Ｆｎが対応する溶解期の装入原料の重量配分に応じて全溶解電力量Ｅｎｔおよび全燃料供給量Ｆｔに対してそれぞれ設定されるので、電気炉に分割装入された含クロム原料７を各溶解期毎に未溶解および過剰溶解を生ずることなく確実に溶解することができる。またこれによって、各溶解期における溶解電力設定量Ｅｎと燃料供給設定量Ｆｎとの比率が一定に保たれるので、助燃バーナ３は各溶解期において均等に含クロム原料７の溶解を促進することができ、均等に省電力を図ることができる。
【００２５】
再び図１を参照して、前記溶解期および昇熱期における含クロム原料の溶解・昇熱は次のようにして行われる。時刻ｔ１では、含クロム原料の第１回目の装入が開始され、時刻ｔ２で終了する。第１回目の装入終了後、電気炉１に溶解電力が投入されて第１溶解期が開始される。時刻ｔ２における通電開始にともない、溶解電力投入率βが時間経過とともに増大する。溶解電力投入率βは、各溶解期における積算投入電力量の前記溶解電力設定量Ｅｎに対する割合を百分率で示したものであり、０から１００％の間を変化する。
【００２６】
時刻ｔ３では、溶解電力投入率βが１５％超に到達する。これに伴い、助燃バーナ３に対して燃料が供給され、燃料の燃焼が開始される。このように溶解電力投入率βが１５％に到達するまでの溶解初期に助燃バーナ３の燃焼が行われない理由については後述する。時刻ｔ４では、溶解電力投入率βが５５％に到達する。これに伴い、助燃バーナ３に対する燃料の供給量が低減され、時刻ｔ４以降の燃料供給量の積算値が第１溶解期の燃料供給設定量Ｆｎの５０％未満に制限される。時刻ｔ５では、溶解電力投入率βが１００％に到達する。これに伴い、通電が停止されるとともに、助燃バーナ３に対する燃料の供給が停止されて第１溶解期が終了する。溶解電力投入率βが５５％に到達すると助燃バーナ３に対する燃料の供給量が低減される理由については後述する。
【００２７】
時刻ｔ５における通電停止後、炉蓋５が解放され、第２回目の装入が開始される。時刻ｔ５以降、時刻ｔ１３までは同様にして第２回目の装入、第２溶解期、第３回目の装入および第３溶解期の開始・終了が繰返される。時刻ｔ１３における第３溶解期の終了、すなわち溶解期の終了に引続き、昇熱電力が投入されて昇熱期が開始される。時刻ｔ１４では、昇熱電力投入量の積算値が全昇熱電力量Ｅｈｔに到達し、昇熱期が終了する。
【００２８】
本実施の形態では昇熱期間中、助燃バーナ３に対する燃料供給は停止されており、溶鋼の昇熱は昇熱電力のみによって行われる。これは、未溶解原料が存在しない昇熱期においては、燃焼炎と溶鋼との接触面積が小さくなり、燃料の発熱量の着熱効率が大幅に低下するからである。ただし、助燃バーナ３の先端の閉塞を防止するために助燃バーナ３の燃焼を停止しないで燃焼ガスによるパージを行ってもよい。この場合の燃料供給量は、前記全燃料供給量Ｆｔの５％程度に止めることが好ましい。時刻ｔ１４における昇熱期の終了後、溶鋼温度が測定される。溶鋼温度が予め定める温度以上であれば溶鋼の出鋼が行われ、溶鋼温度が予め定める温度に到達していなければ、追加の昇熱電力が投入される。
【００２９】
このように昇熱期間中、助燃バーナ３の燃焼が停止され、かつ未溶解原料の存在によって相対的に着熱効率の高い溶解期においてのみ、助燃バーナ３の燃焼が行われるので、前述のように溶解期が的確に設定されることとあいまって溶解期と昇熱期とを合わせた全期間の平均着熱効率を向上することができる。
【００３０】
図４は、電気炉１の積算投入電力量と助燃バーナ３の燃料発熱量の着熱効率と、含クロム原料の嵩比との関係を示すグラフである。図４は、本発明の基礎となるグラフであり、含クロム原料を装入メタル純分として３０トン、１回で電気炉１に装入したときの試験溶解のデータを示している。電気炉１に装入された含クロム原料７は、投入電力によるアーク熱と、助燃バーナ３の燃料の燃焼熱とによって溶解される。前記試験溶解中に投入された総電力量Ｅｔは１５０００ｋＷＨであり、助燃バーナ３の燃焼は全期間にわたって継続された。助燃バーナ３の燃料は、低硫Ａ重油であり、燃料供給流量は一定流量９０リットル／ｈｒであった。図４の横軸には、総電力量Ｅｔに対する積算投入電力量Ｅの割合（％）を示す目盛と、全溶解電力量Ｅｎｔと総電力量Ｅｔとの比率αを０．８に設定したときの全溶解電力量Ｅｎｔに対する積算投入電力量Ｅの割合（％）、すなわち前記溶解電力投入率βを示す目盛とを合わせて示している。
【００３１】
着熱効率は、前述のように燃料の発熱量に対する原料の着熱量の割合であり、具体的には次のようにして求められる。電極６のアーク熱の着熱効率を８５％で一定であると仮定し、換言すればアーク熱のみによる溶解時には投入電力量の１５％が排ガス中に逃げると仮定し、排ガス流量および排ガス温度を流量計２４および温度計２５によって５分毎に測定して単位時間当りの排ガス顕熱を演算して求め、単位時間当りの燃料の発熱量をＱ１（ｋｃａｌ／ｍｉｎ）、前記求めた排ガス顕熱をＱ２（ｋｃａｌ／ｍｉｎ）、単位時間当りの投入電力量をＥ１（ｋＷＨ／ｍｉｎ）、電力量と発熱量との換算値を８６０（ｋｃａｌ／ｋＷＨ）とすると、着熱効率ηは（３）式によって求められる。
【００３２】
【数１】
0004390890.tif 000002
【００３３】
含クロム原料の嵩比θは出鋼前のフラットな溶鋼面２６を零とし、原料装入時の含クロム原料７の溶鋼面２６からの最大高さを１．０として溶解中の含クロム原料７の最大高さを原料装入時の含クロム原料７の最大高さに対する比率として表した。含クロム原料７の最大高さの測定は目視観察によって行った。
【００３４】
図４から、（ａ）積算投入電力量Ｅの総電力量Ｅｔに対する割合が８０％以上で嵩比θがほぼ零になること。（ｂ）溶解初期には溶解電力投入率βの増加につれて着熱効率ηが向上し、溶解電力投入率βが１５％超になると着熱効率ηが５０％以上になること。（ｃ）溶解電力投入率βが２５％になると着熱効率ηが最大値である約８０％になり、この着熱効率の水準は溶解電力投入率βが５５％に達するまでほぼ一定に維持されること、（ｄ）溶解電力投入率βが５５％を超えると、嵩比θが急激に減少し、それに伴い着熱効率ηが低下して行くこと、したがって溶解電力投入率βが５５％に達するまでに多くの燃料を燃焼させることが好ましいこと、（ｅ）溶解電力投入率βが７５％になると着熱効率ηがほぼ５０％に低下することなどが判る。
【００３５】
前述のように全溶解電力量Ｅｎｔの総電力量Ｅｔに対する比率αの下限値が０．８に限定される理由は前記（ａ）によるものである。また溶解電力投入率βが１５％超に達するまでの溶解初期に助燃バーナ３の燃焼が行われない理由は前記（ｂ）によるものであり、さらに含クロム原料の温度が低い溶解初期に助燃バーナ３を燃焼すると、クロムの酸化が生じやすくなるからである。ただし、助燃バーナ３の先端の閉塞を防止するために助燃バーナ３の燃焼を停止しないで燃焼ガスによるパージを行ってもよい。この場合の燃料供給量は前記全燃料供給量Ｆｔの５％程度に止めることが好ましい。また溶解電力投入率βが５５％に到達すると、助燃バーナ３に対する燃料供給量が低減され、それ以降の溶解期間中の燃料供給量の積算値が対応する溶解期の燃料供給設定量Ｆｎの５０％未満に制限される理由は前記（ｄ）によるものである。
【００３６】
以上述べたように、本実施の形態では助燃バーナ３の燃焼が着熱効率の低下する期間中停止されるので、含クロム原料７の溶解を効率的に促進することができる。またクロムの酸化の生じやすい溶解初期における助燃バーナ３の燃焼が停止されるので、含クロム原料７中のクロムの酸化を抑制することができる。
【００３７】
本実施の形態では、含クロム原料７は３回に分けて電気炉１に装入されるけれども、３回に限定されるものではなく、装入回数は１回でもよく、他の複数回数でもよい。装入回数が１回である場合、前記（１），（２）式における原料装入重量Ｗｎと全原料装入重量Ｗｎｔとは等しくなるので、（１）式から各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎと全溶解電力量Ｅｎｔとは等しくなり、（２）式から各溶解期の燃料供給設定量Ｆｎと全燃料供給量Ｆｔとは等しくなる。また装入回数が複数回の場合、各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎおよび燃料供給設定量Ｆｎは前記（１），（２）式に基づいて設定されているけれども、他の方法、たとえば経験に基づいて設定してもよい。
【００３８】
また各溶解期の初期には、助燃バーナの燃焼を停止し、各溶解期の後期には助燃バーナ３に対する燃料供給量を低減するように構成されているけれども、着熱効率の向上よりも省電力の向上を図りたいときには、助燃バーナを溶解期間中、一定の燃料供給量で継続して燃焼するように構成してもよい。また溶解電力投入率βが５５％以上になると、助燃バーナ３に対する燃料供給量を低減して溶解電力投入率βが１００％に達するまで助燃バーナ３の燃焼が継続されるように構成されているけれども、前記（ｅ）の理由から溶解電力投入率βが７５％を超えると、助燃バーナ３の燃焼を停止するようにしてもよい。この場合、溶解電力投入率βが５５％以上、７５％以下である期間中の燃料供給量の積算値は、対応する溶解期の燃料供給設定量Ｆｎの３０％未満に制限することが好ましい。
【００３９】
（実施例）
図２に示す助燃バーナ３を備える電気炉１を用いて含クロム原料７の溶解を行った。溶解は、本発明の条件を全て満たす発明例と、本発明から外れる条件を有する比較例とについてそれぞれ行い、発明例と比較例とを対比した。発明例と比較例との相違点は、助燃バーナ３の燃焼条件のみとし、その他の条件は全く同一に設定した。電気炉１に装入される含クロム原料の重量は、装入メタル純分として３０トンであり、１回で装入した。含クロム原料７の内訳は、装入メタル純分１トンに対してコークス：５ｋｇ、ＦｅＣｒ：３００ｋｇ、ステンレス鋼屑：１００ｋｇ、普通鋼屑：６３６ｋｇ、ＣａＯ：２８ｋｇ、ＣａＦ２：１５ｋｇであった。溶解には、装入メタル純分１トンに対して、総電力量Ｅｔとして５００ｋＷＨ、助燃バーナ３の燃料として低硫Ａ重油を６リットル使用した。助燃バーナ３には、燃料燃焼用示燃性ガスとして酸素をほぼ理論比になるように供給した。発明例および比較例の助燃バーナ３の燃焼条件を表１に示す。表１には、共通条件である電力投入条件が合わせて示されている。比較例では、全期間にわたって助燃バーナの燃焼が一定の燃料供給流量の下で継続される。
【００４０】
【表１】
0004390890.tif 000003
【００４１】
溶解中、助燃バーナ３の燃料発熱量の着熱効率ηを前述の方法で５分毎に算出し、前記求めた各着熱効率を平均して平均着熱効率を求めた。また出鋼後にスラグサンプルを採取し、分析してスラグ中のクロム酸化物（Ｃｒ２Ｏ３）濃度を求めた。発明例および比較例の平均着熱効率およびスラグ中のクロム酸化物濃度の測定結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
0004390890.tif 000004
【００４３】
表２から、発明例は比較例に比べて平均着熱効率が高く、スラグ中クロム酸化物濃度が低いことが判る。したがって本発明の原料溶解方法によれば、助燃バーナ３を備える電気炉１で含クロム原料７の溶解をクロムの酸化を抑制しながら効率的に促進することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の本発明によれば、総電力量Ｅｔに対する全溶解電力量Ｅｎｔの比率αが適正範囲の値に選ばれるので、溶解期を的確に設定することができる。また助燃バーナにおける燃料の燃焼が未溶解原料の存在する溶解期においてのみ行われるので、平均着熱効率を向上することができる。
【００４５】
また請求項２記載の本発明によれば、各溶解期の溶解電力設定量Ｅｎおよび燃料供給設定量Ｆｎは、対応する溶解期の装入原料の重量配分に応じて全溶解電力量Ｅｎｔおよび全燃料供給量Ｆｔに対してそれぞれ設定されるので、電気炉に分割装入された含クロム原料を各溶解期毎に過不足なく溶解することができる。
【００４６】
また請求項３記載の本発明によれば、各溶解期の初期に助燃バーナの燃焼が行われないので、燃焼炎による原料中のクロムの酸化を抑制することができる。したがって、全期間にわたって助燃バーナの燃焼が継続される従来技術に比べてクロムの歩留りを向上することができる。
【００４７】
また請求項４記載の本発明によれば、装入原料の嵩の減少によって着熱効率の低下する溶解後期における燃料供給量が抑制されるので、全期間の平均着熱効率の低下を軽減することができる。したがって、全期間にわたって助燃バーナの燃焼が一定の燃料供給量の下で継続される従来技術に比べて平均着熱効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である電気炉の原料溶解方法を説明するためのタイムチャートである。
【図２】本発明を好適に適応することのできる電気炉１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図３】電気炉１の操業条件の設定手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】電気炉１の積算投入電力量と、助燃バーナ３の燃料発熱量の着熱効率と、含クロム原料の嵩比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  電気炉
３  助燃バーナ
４  炉本体
５  炉蓋
６  電極
７  含クロム原料
１４  出鋼口
２３  集塵ダクト
２４  流量計
２５  温度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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