JPH0824068B2

JPH0824068B2 - 金属の溶解・精錬方法ならびにそれに供する電極冷却装置

Info

Publication number: JPH0824068B2
Application number: JP62157169A
Authority: JP
Inventors: 八束中本; 敏彦森
Original assignee: 日本カ−ボン株式会社
Priority date: 1987-06-24
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPS642294A

Description

【発明の詳細な説明】＜発明の目的＞産業上の利用分野本発明は金属の溶解・精錬方法ならびにそれに供する
電極冷却装置に係り、詳しくは、アーク電気炉におい
て、ニップルを介して順次に接続される黒鉛電極に電流
を通電して金属を溶解・精錬する際に、電極ホルダによ
って把持される上部の黒鉛電極の外周面に冷却水等の冷
却液を連続的に吹付けて冷却し、とくに、冷却液を水平
レベルに対して傾斜角10〜35゜をとって上向きに傾斜さ
せて噴射して、黒鉛電極の外周面に吹付け、吹付時の冷
却液の飛散を最小限におさえて黒鉛電極を効果的に冷却
し、黒鉛電極外周面の酸化消耗をおさえ、電極原単位を
大巾に低減でき、更に、冷却水の吹付けによって電気ア
ーク炉の炉蓋耐用を向上させ、高電圧高力率操業による
金属の溶解・精錬方法ならびにそれに供する電極冷却装
置に係る。

従来の技術従来から、製鋼ならびに金属の電気アーク溶解および
精錬においては、電気エネルギのコストの低下に併せ
て、黒鉛電極の先端部ならびに外周面の酸化消耗を抑制
し、これによって電極原単位を低下させることが望まれ
ている。この酸化消耗抑制の手段として黒鉛電極を冷却
することが提案実施され、冷却法の一つとして、順次に
接続される黒鉛電極においてその上部の電極は内部を冷
却水により冷却する構造のもの、つまり、水冷式の非消
耗電極として構成し、この非消耗電極の下端にニップル
を介して黒鉛電極を接続し、溶解等の精錬操業時には上
部の非消耗電極を冷却することによって下端の黒鉛電極
を冷却し、黒鉛電極のみを消耗して精錬する方法やその
装置が提案されている。例えば、米国特許4.416.014
号、4.417.344号ならびに4.451.926号の各明細書には、
水冷式の非消耗電極をアルミニウム製の中空円筒から構
成し、この非消耗電極内に冷却水を導入し、この冷却水
によって非消耗電極の壁面や、下端に接続される黒鉛電
極を冷却する構造のものが記載されている。

また、日本国特開昭60−501879号ならびに特開昭60−
501880号の各明細書には、水冷式の非消耗電極を黒鉛製
の管状体から構成し、この非消耗電極の中心孔内に冷却
水を導入し、この冷却水によって、非消耗電極の壁面
や、それに接続される黒鉛電極を冷却する構造のものが
記載されている。

このように上端の非消耗電極の冷却によって下部に接
続される黒鉛電極を冷却する場合は、黒鉛電極の先端部
ならびに外周部の酸化消耗がおさえられ、電極原単位の
低減が達成できる。

しかしながら、下部に接続される黒鉛電極が消耗さ
れ、この黒鉛電極を外すときには、電極炉からオフライ
ンに移して使用済の黒鉛電極をニップルから外し、必要
なときには、ニップルも非消耗電極から外す。また、新
しい黒鉛電極を接続するときには、非消耗電極にニップ
ルを取付け、このニップルに新しい黒鉛電極を取付ける
ことになる。従って、上記の如き水冷式の非消耗電極に
よって下部に接続される黒鉛電極を冷却するときには、
黒鉛電極を交換のために、オフラインに移送し、そこで
重筋労働の取外しや接続作業を行なう必要があって、作
業がきわめてはん雑化する。また、黒鉛電極の取外しな
らびに接続がくり返されると、黒鉛電極、非消耗電極、
ニップル等のねじ山が変形、つぶれ、破損し、接続不
良、電気抵抗の増加等が起こり、操業上に支障がある。

このところから、上記の如く、下部に接続される黒鉛
電極を冷却するために、水冷式の非消耗電極を用いるこ
となく、日本国実公昭59−23357号には、アーク電気炉
の炉蓋から上方に突出する黒鉛電極の表面に対して冷却
水を吹付けて冷却する冷却装置が記載され、この冷却装
置は第２図に示す通りに構成されている。すなわち、第
２図において、符号１はアーク電力炉の炉蓋を示し、こ
の炉蓋１に黒鉛電極２が昇降自在に挿通され、この黒鉛
電極２の下部には黒鉛電極が接続され、この下部の黒鉛
がアーク電気炉内に位置し、製鋼等の精錬が行なわれ
る。炉蓋１の上方において、黒鉛電極２の上端部は電極
ホルダ３によって把持されている。電極ホルダ３の下面
には黒鉛電極２の外周を包囲する環状冷却管４が設けら
れ、環状冷却管４から下向きに複数本の縦パイプ５が突
出されて、各縦パイプ５の内面には黒鉛電極表面に指向
するノズル６が設けられている。従って、環状冷却管４
に供給された冷却水は各縦パイプ５に沿って下降し、内
面の各ノズル６から冷却水が黒鉛電極外周面に吹付けら
れて冷却される。

しかしながら、第１図に示す冷却装置では各ノズル６
から冷却水は水平レベル若しくはそれと平行な方向に指
向して噴射される。このため、冷却水が黒鉛電極２の外
周面に衝突したときに相当量のものが反射されて飛散
し、この飛散した冷却水が多いことから、電極ホルダ３
や炉蓋１の汚染、破損が激しく、実用に供することがで
きない。また、噴射された冷却水のうちで、冷却に寄与
するのは僅かであるため、冷却水の使用量が異常に大き
くなり、きわめて不経済である。また、冷却管４から多
数の縦パイプ５が下向きに突出し、しかも、この突出長
さがきわめて長い。このために、電極交換のときに冷却
装置を取外す場合に、この長い縦パイプ５が障害にな
り、取扱いがきわめてめんどうである。

また、第２図に示す冷却装置は上記の如き欠点がある
ほかに、黒鉛電極２の外周を包囲して環状の冷却管４を
設けるため、この冷却管４が電磁力をシールドすること
により黒鉛電極２に流れる電流の相当部分が遮断され、
操業に大きな支障が生じる。すなわち、アーク電気炉の
操業では通常３相交流電源に対応して３本の黒鉛電極が
用いられ、黒鉛電極を冷却するときには、各黒鉛電極に
それぞれ第２図に示す冷却装置を設ける。このため、各
冷却管４は環状である故に、黒鉛電極２相互間により電
磁的影響が与えられる一方、各冷却管４が電磁力をシー
ルドすることによって黒鉛電極２の電流が遮断され、金
属を十分に通電加熱できず、電力原単位が大巾にアップ
して好ましくない。

発明が解決しようとする問題点本発明は、これらの問題点の解決を目的とし、具体的
には、冷却液を水平レベルに対して10〜35℃上向きの傾
斜角をとって噴射し、この噴射された冷却水をループさ
せて黒鉛電極の外周面に吹付ける金属の溶解・精錬方法
とそれに供する電極冷却装置を提供する。

＜発明の構成＞問題点を解決するための手段ならびにその作用すなわち、本発明方法は、ニップルを介して順次に接
続された黒鉛電極の外周面に、冷却液を吹付けて冷却し
て、金属を溶解、精錬する際に、冷却液を水平レベルに
対して10〜35゜上向きの傾斜角をとって噴射しこの噴射
された冷却液をループさせて黒鉛電極の外周面に吹付け
ることを特徴とする。

また、これを実施するのに好適な装置においては、ア
ーク電気炉の炉蓋と黒鉛電極の上端部を把持する電極ホ
ルダとの間に、この黒鉛電極の外周を包囲しかつ冷却液
が流動する環状の冷却管を配置し、この環状冷却管の黒
鉛電極の外周面に対向する内周面から冷却液を吹付ける
金属の溶解・精錬時に供する電極冷却装置において、環
状冷却管の少なくとも１ケ所を切欠いて切欠き部を構成
し、環状冷却管の内周面に、水平レベルに対して上向き
に10〜35゜傾斜しかつ黒鉛電極の中心軸方向に指向して
冷却液を噴射する少なくとも１つの噴射孔を設ける。

以下、図面によって本発明の手段たる構成ならびに作
用を説明すると次の通りである。

第１図は本発明方法の実施態様の一例を示す説明図で
あり、第２図は従来例に係る冷却装置の斜視図である。

まず、本発明は、例えば、日本国実公昭59−23357号
に示す如く、ニップルを介して順次に接続された黒鉛電
極の上端部の外周面に、冷却液を直接吹付けて冷却し
て、金属を溶解、精錬する方法である。

しかし、本発明では、冷却液を水平レベルで吹付ける
ことなく、水平レベルに対して10〜35゜の上向きの傾斜
角をとって、冷却水を噴射し、吹付ける。従って、冷却
液はループをとって黒鉛電極の外周面に当たると共に、
その一部はあまり飛散せずに外周面に沿って下降し、こ
の冷却液フィルムによって黒鉛電極の外周面は冷却さ
れ、その冷却は外周面で局部的に限られることなく、冷
却されて黒色状態に保つ部分の長さが長くなり、接続さ
れた黒鉛電極の酸化消耗が大巾に低減できる。

また、冷却水を水とするか、この冷却液の中に耐酸化
剤を含有させることができる。従って、冷却液が黒鉛電
極外周面に沿って下降する際に、その中に含まれる耐酸
化剤が付着し、この付着によって形成された耐酸化剤皮
膜によって黒鉛電極の酸化消耗が効果的に防止できる。

また、冷却液を噴射圧力0.5〜3kg/cm²、噴射量0.8〜
6.0／分で吹付ける。従って、この範囲で吹付ける
と、冷却液が吹付け時にほとくで飛散せず、冷却液が黒
鉛電極の外周面に沿って下降してたとえ炉内に入って
も、冷却液は瞬時に蒸発気化してしまうため、電気炉内
の操業上障害が起こらない。

また、上記の如く、本発明を実施する際に、アーク電
気炉の炉蓋と黒鉛電極の上端部を把持する電極ホルダと
の間に、環状の冷却管を配置し、この環状冷却管の内周
面に吹付けノズルを設けて、これら吹付けノズルから黒
鉛電極の外周面に冷却液を吹付けるが、この環状冷却管
の少なくとも１ケ所を切欠いて切欠き部を構成する。従
って、黒鉛電極に流れる電流の電磁的影響をうけても、
冷却管には切欠き部の存在のために電流が流れることが
なく、これによって黒鉛電極に流れる電流が遮断される
ことはない。また、環状冷却管の内周面に設けられる少
なくとも１つの吹付けノズルは、水平レベルに対して上
向きに10〜35゜の傾斜角をとって、傾斜させかつ前記黒
鉛電極の中心軸に指向するよう、冷却液を噴射する噴射
孔を、環状冷却管に設けている。従って、吹付けノズル
からの冷却液は上向きに傾斜させて噴射し、その冷却液
はループされて黒鉛電極の外周面に衝突するため、その
ときには、相当の噴射エネルギが失なわれることもあっ
て、周囲に飛散することなく外周面に沿って流下して冷
却液層を形成する。このため、電極ホルダにより把持さ
れる黒鉛電極の外周面は全長にわたって均一に冷却で
き、黒鉛原単位は大巾に低減できる。

まず、第１図において、符号10は黒鉛電極を示すが、
この黒鉛電極10の上端は電極ホルダによって把持される
と共に、下端はニップルを介して黒鉛電極が接続され、
この接続される黒鉛電極は炉蓋を通って電気炉内に入れ
られている。

また、電気炉内に黒鉛電極10を配置する場合、電気炉
のセンターを中心として所定半径の円サークルを画き、
この円サークルの上に位置するよう、間隔をおいて３本
の黒鉛電極を配置する。ここで３本の黒鉛電極を配置す
るのは電源として３相交流が用いられるからである。し
かしながら、第１図においては、そのうちの代表例とし
て、１本の黒鉛電極10を示しているが、３本の黒鉛電極
において各黒鉛電極10にはそれぞれ上記の如くニップル
を介して下部に黒鉛電極が接続され、電気炉内でこれら
各電極に通電して製鋼等金属の溶解および精錬が行なわ
れる。

そこで、これら３本の黒鉛電極のうちで少なくとも１
つの黒鉛電極10の外周面10a、具体的には、電極ホルダ
と炉蓋との間で黒鉛電極10の外周面10aに例えば実質的
に水から成る冷却液11を連続的に吹付ける。このとき
に、冷却液11は水平レベルＬ−Ｌと平行でなく水平レベ
ルＬ−Ｌに対して上向きに10〜35゜の傾斜角をとって傾
斜させて吹付けて冷却する。

すなわち、黒鉛電極10の外周面10aに冷却液11を吹付
けて冷却する場合、何れの方法で吹付けて冷却できる
が、冷却液11を水平レベルＬ−Ｌと略々平行に噴射して
黒鉛電極10の外周面10aに吹付けると、吹付け時の衝突
エネルギが高くなって、冷却液11の相当部分が外部に飛
散し、黒鉛電極10の外周面10aでも衝突部分のみしか局
部的に冷却できない。更に、飛散した冷却水によって電
極ホルダや炉蓋の損耗が早められる。この点から、本発
明では黒鉛電極10の外側に冷却管16を配置し、冷却液11
は傾斜角θ＝10〜35゜で上向きに傾斜させて吹付ける。
この冷却管16は、黒鉛電極10の上端を把持する電極ホル
ダとアーク電気炉の上蓋（図示せず）との間、好ましく
は、冷却管16は電極ホルダの直下に配置する。

冷却管16は、黒鉛電極10の外周面10aから所定の距離
だけ離間するよう、黒鉛電極10と同心円状をなして環状
に構成するが、この環状冷却管16の一部を切欠いて少な
くとも１つの切欠き部を設ける。すなわち、上記の通
り、例えば、３本の黒鉛電極10がアーク電気炉の中心部
を中心とする同心円状に配置され、それぞれに黒鉛電極
を接続して操業する場合に、各黒鉛電極10ならびにそれ
に接続される黒鉛電極に流れる電流によって各黒鉛軽極
10を包囲する各冷却管16は単独または相互に電磁的影響
をうける。この冷却管16のうける電磁的影響によって黒
鉛電極10ならびにそれに接続する黒鉛電極に流れる電流
の一部は遮断されて電気炉操業が損なわれる。このた
め、この電磁気的影響を考慮して、冷却管16の一部に切
欠き部を設け、冷却管16に電磁気的影響が与えられない
よう構成する。平たく云うと、上述の如く、アーク電気
炉においては、３相交流を電源とするため、各交流分に
対応させて、３本の黒鉛電極10が同心円状に配置されて
いる。従って、これら各黒鉛電極10相互間では互いに電
磁気的に影響し合っており、この影響を周囲の各冷却管
16がうけて、冷却管16が環状で連続していると、電流が
流れ、この電流にもとずく電磁気的影響によって黒鉛電
極10に流れる電流が影響され、操業に支障が生じる。し
かしながら、冷却管16の一部に切欠き部を設けると、内
部の黒鉛電極10や周囲の黒鉛電極10からの電磁気的影響
をうけても冷却管16の中には電流が誘起されて流れるこ
とがなく、操業上に全く支障がない。

なお、冷却管16は電磁気的影響を受けずかつ耐酸化性
にすぐれ、しかも、成型加工性に優れる材質から構成
し、例えば、成型加工性から金属材料から構成するとき
には非磁性材料であるステンレス鋼などから構成するこ
とが好ましい。金属材料以外であっても、例えば、セラ
ミックなどの如く電磁気的影響を受けず、しかも、耐酸
化性を持つ材料からも構成することができる。

また、冷却管16の内周面から冷却液11を噴射して吹付
けるために、冷却管16の内周面には間隔をおいて複数
個、例えば、４〜８個の吹付けノズルを設ける。各吹付
けノズルは半径方向に黒鉛電極10の中心に向って指向さ
せ、各吹付けノズルの先端ノズル部は、斜め上向きに、
傾斜角θ＝10〜35゜の如く傾斜させる。この範囲で傾斜
させて冷却液を吹付けると、導入ダクトから連続的に供
給される冷却液11は冷却管16の各吹付けノズルから、第
１図に示す如く、斜め上向きに噴射される。すなわち、
冷却液11を上向きに傾斜させて吹付けると、黒鉛電極10
の外周面10aに衝突するときに、その衝突エネルギは緩
和され、冷却液11はほとんど飛散せず、しかも、上向き
に指向しているため、黒鉛電極10の外周面10aに沿って
薄い冷却液フィルム11aが形成される。従って、このフ
ィルム11aが黒鉛電極10の外周面10aに沿って下向きに下
降する間に、冷却液11は黒鉛電極10の内部の熱により気
化され、その気化熱によって黒鉛電極10の保有熱はうば
われてその全長にわたって良好に冷却される。このよう
に上部の黒鉛電極10が冷却されると、その下端部に接続
されている黒鉛電極は上部の黒鉛電極によって冷却さ
れ、下部の黒鉛電極の酸化消耗はおさえられる。

換言すると、黒鉛電極は導電性に優れるため、電極ホ
ルダは把持される上部の黒鉛電極が冷却され、とくに、
なるべく下端まで広範囲に冷却されると、下部に接続さ
れる黒鉛電極まで良好に冷却され、大巾に電極原単位が
減少する。

また、このように冷却するときに、冷却液11はフィル
ム11aとして電極ホルダに把持される黒鉛電極10の外周
面10aに形成され、その一部は、電気炉の上蓋の中まで
入るが、このときに、電気炉内が非常に高温であって、
入った冷却水が多量でないときは蒸発し、操業上にあま
り支障がないが、上蓋がマグネシア等の耐火物から成る
ときには、水分を含浸して潤滑し、ぜい性が劣化するの
で好ましくない。このためには、冷却液11の噴射圧力は
0.5〜3kg/cm²噴射量を0.8〜6.0／分の範囲に調整する
のが好ましい。

一般に、電気炉で溶解および精錬中の溶湯などに冷却
水が達すると、その中に含まれる水分が高温溶湯に接触
し、水素爆発を発生し、甚だ危険である。この点から、
黒鉛電極10の外周面10aに冷却水等の冷却液を吹付ける
ことなく、電極ホルダに保持される上部の電極は、上記
の如く、内部に冷却水が導入できる非消耗電極として構
成し、具体的には、その中心軸に沿って冷却通路を形成
し、この冷却通路によって冷却されている。

これに反し、本発明に如く冷却液11を黒鉛電極10の外
周面10aに吹付けるときには、その冷却液11によって黒
鉛電極10の外周面10aを冷却し、なるべく広範囲にわた
って冷却し、更に、冷却液11の吹付け量は最小限にとど
めて、冷却液11が上蓋内に入っても炉内で速やかに蒸成
し、上記の如き障害を起きないようにすることが必要で
ある。

更に詳しく説明すると、非消耗電極を用いることな
く、黒鉛電極を上部から順次に接続して、上部の黒鉛電
極のみを冷却するときには、電極の接続が通常の操業と
変るところがない。このため、現場操業に最適である。
また、上部や下部の黒鉛電極の黒鉛が極めて良好な熱伝
導性材料であることを利用しているため、きわめて優れ
た冷却法である。しかしながら、上部の黒鉛電極によっ
て下部の黒鉛電極を冷却することから、下部の黒鉛電極
の冷却効果は上部の黒鉛電極の冷却効果によって左右さ
れることになる。換言すると、上部の黒鉛電極の長さ方
向にどの程度冷却されるかによって黒鉛電極原単位の低
減の割合が決まる。ちなみに、従来から言われているこ
とがあるが、上部の黒鉛電極の一部、例えば、上端部の
みが赤熱せずに黒色状態に保っている状態であると、そ
の下に接続されている下部の黒鉛電極の外周部ならびに
先端部の酸化消耗は相当おさえられると云われている。
例えば、上部の黒鉛電極においてその長さに対して10％
程度が黒色状態を保ち、他が赤熱状態のときには、下部
の黒鉛電極では酸化消耗の抑制によって電極原単位の割
合は12％以上に低減されると言われている。

この点、上部の黒鉛電極の外周面に直接冷却液を吹付
けて冷却する際に、上記の例の如く、上向きに傾斜させ
て冷却液を吹付けると、黒鉛電極の長さ方向にわたって
広範囲に冷却できる。つまり、冷却液を直接付ける上部
の黒鉛電極の10％以上の部分が赤熱せずに黒色状態に保
持できるために、電極原単位は大巾に低減できる。

また、以上の如く、黒鉛電極外周面に冷却液を吹付け
て外周面に冷却液フィルムを形成する場合、冷却液11は
水平レベルＬ−Ｌに対して上向きに傾斜させて（傾斜角
θ＝10〜35゜）噴射し、冷却液11はループさせて黒鉛電
極10の外周面10aに接触させる。このように冷却液11を
吹付けると、冷却液11を無駄なく黒鉛電極外周面10aに
吹付けることができ、アーク電気炉の上蓋15が水分の含
浸によりもろくなるマグネシア系耐火物から構成されて
いても、ほとんど上蓋15に冷却液11がかぶることなく、
操業上支障がない。また、上蓋15が水分に対して耐久性
を持ちアルミナ系耐火物から成る場合でも、冷却液11を
上向きに無駄なく吹付けると、冷却液11を下向きに吹付
ける場合に比べて上蓋15の寿命に1.5〜2.0倍程度更にそ
れ以上まで向上する。

また、第１図に示す如く、冷却液11を上向きに傾斜さ
せて吹付ける冷却管16には、吹付けノズルを設けること
もできるが、通常は、少なくとも１つの噴射孔16aを上
向きに傾斜角θ＝10〜35゜の条件で傾斜させて設けるこ
とができる。この冷却管16には一部に切欠き部が形成さ
れている。更に、冷却時には、冷却管16は黒鉛電極10を
把持する電極ホルダの直下に配置することもできるが、
上蓋15の表面に配置することもできる。

また、以上の通りに、冷却管16を用いて冷却するとき
に黒鉛電極10の外周面10aと吹付けノズルの先端ノズル
や噴射孔16aまでの距離は５〜20cm程度離間するのが好
ましく、ノズルや噴射孔16aは冷却液11が水平レベルＬ
−Ｌに対する傾斜角θ10〜35゜の範囲で噴射されるよう
構成し、更に、冷却液11は圧力0.5〜3kg/cm²で吹付け量
0.8〜6.0／分で噴射するのが好ましい。

このような好適条件であると、アーク電気炉の寸法
や、デメンション、容量がある程度変化しても、現在実
用化されているアーク電気炉であれば、冷却液11は無駄
なく黒鉛電極10の外周面10aを良好に冷却でき、電極ホ
ルダや上蓋の上にあまり飛散せず、寿命が大巾に向上で
きる。

すなわち、上向きに傾斜させて冷却液を吹付けるとき
に、吹付けノズルの傾斜角θ（第１図参照）を10〜35゜
の範囲にするのは、上記の理由のほかに、仮りに吹付け
角０゜として、吹付けノズルから水平レベルＬ−Ｌと平
行に冷却液11を噴射させると、冷却液11の量を大巾に増
加させない限りは、黒鉛電極10を局部的にしか冷却でき
ず、せいぜい長さの５％程度しか黒色程度に保持できな
い。また、吹付け時に、冷却液11の相当部分が電極ホル
ダ側に飛散し、電極ホルダそのものを傷めやすく、この
点からも下限は10゜にするのが好ましい。また、傾斜角
θを35゜以上傾斜させると、冷却液11が拡がって、その
一部が電気炉の上蓋にかかり、上蓋そのものの損耗を早
めて好ましくない。

更に、冷却液11は通常得られる水道水などをそのまま
用い、冷却水とすることもできるが、この冷却液11の中
に例えばリン酸カルシウムの如き耐酸化剤を混合して吹
付けることもできる。このように耐酸化剤を混入する
と、吹付けのときに冷却液中の耐酸化剤が上部黒鉛電極
10の外周面に凝固付着し耐酸化皮膜を形成し、その外周
面からの酸化消耗を一層効果的に防止できる。このよう
に外周面に耐酸化剤が付着した上部黒鉛電極を下部黒鉛
電極として用いたときには、外周面からの酸化消耗が一
層効果的におさえられ、電極原単位は一層向上する。な
お、このような効果を達成するのには耐酸化剤を１〜15
wt％程度添加するのが好ましい。

また、上向きに傾斜させて冷却液を吹付ける場合、吹
付けノズルの先端ノズルは黒鉛電極10の外周面10aに平
均して冷却液11が当たるよう構成するのが好ましい。こ
の好適例としては、先端ノズルは冷却液11が先拡がりな
扇形をなすよう、吹付けられる形状に構成し、更に、吹
付けノズルの一部にはフィルタを設けて冷却液11中のゴ
ミなどの異物を除去できるようにするのが好ましい。更
に、第１図に示す如く、冷却液11を上向きに傾斜させて
吹付けるときにも、上記のところと同様に、各噴射孔16
aは冷却液11が黒鉛電極外周面10aに平均して当たるよう
構成するか又は配置するのが好ましい。

また、冷却管16は切欠き部を中心として対称的に構成
しているが、この切欠き部はどの部分に設けることもで
きる。

実施例１冷却液11を下向きにループさせて黒鉛電極外周面10a
に吹付けて冷却し、従来例に比較してその改善効果を求
めたところ、第１表に示す通りであった。

この場合、試験番号１ならびに３はマグネシア系耐火
物から成る上蓋を用いたが、試験番号２はアルミナ系耐
火物から成る上蓋を用いた。

また、この操業では通常の通り単位チャージが約２時
間程度で行なって、この操業であると、アルミナ耐火物
の上蓋でもその寿命が150チャージ程度であったが、試
験番号２の場合には150チャージから600チャージまで45
0チャージ程度の如く大巾にのびた。

＜発明の効果＞以上詳しく説明した通り、本発明は、ニップルを介し
て順次に接続された黒鉛電極の外周面に、冷却液を直接
吹付けて冷却して、金属を溶解、精錬する方法におい
て、この冷却液を水平レベルに対して10〜35゜の上向き
の傾斜角をもって噴射し、それをループさせて黒鉛電極
の外周面上に吹付ける。従って、冷却液は噴射エネルギ
を大巾に失なった状態で黒鉛電極の外周面に当たり、周
囲に飛散せずに外周面に沿って下降し、この冷却液フィ
ルムによって黒鉛電極の外周面はほとんど全長にわたっ
て冷却される。冷却液はループして黒鉛電極に接触し、
冷却液は外部に飛散することなく冷却液フィルムやが形
成できる。このため、電極ホルダや上蓋が破損、損耗す
ることなく、上蓋がマグネシア系耐火物であっても、寿
命が向上する。

また、このように冷却液を直接吹付けて冷却しつつ、
精錬すると、製鋼のほか金属精錬一般において大巾に黒
鉛電極の原単位を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一例を示す説明図、第２図は従来
例に係る冷却装置の斜視図である。符号１……炉蓋２……黒鉛電極３……電極ホルダ４……環状冷却管５……縦パイプ６……ノズル７……黒鉛電極 10a……黒鉛電極の外周面 11……冷却液 15……炉蓋 16……冷却管 16a……噴射孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ニップルを介して順次に接続された黒鉛電
極の外周面に、冷却液を吹付けて冷却して、金属を溶
解、精錬する際に、前記冷却液を水平レベルに対して10
〜35゜上向きの傾斜角をとって噴射しこの噴射された前
記冷却液をループさせて前記黒鉛電極の外周面に吹付け
ることを特徴とする金属の溶解・精錬法。
【請求項２】アーク電気炉の炉蓋と黒鉛電極の上端部を
把持する電極ホルダとの間に、この黒鉛電極の外周を包
囲しかつ冷却液が流動する環状の冷却管を配置し、この
環状冷却管の前記黒鉛電極の外周面に対向する内周面か
ら前記冷却液を吹付ける金属の溶解・精錬時に供する電
極冷却装置において、前記環状冷却管の少なくとも１ケ
所を切欠いて切欠き部を構成し、前記環状冷却管の前記
内周面に、水平レベルに対して上向きに10〜35゜傾斜し
かつ前記黒鉛電極の中心軸方向に指向して前記冷却液を
噴射する少なくとも１つの噴射孔を設けて成ることを特
徴とする金属の溶解・精錬時に供する電極冷却装置。