电弧炉的操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电弧炉的操作方法，特别涉及具有使炉壳体相对于电极转动的转动装置的电弧炉的操作方法。
【背景技术】
[0002]通常，三相交流电弧炉(three-phasealternating current arc furnace)被广泛地用作恪融诸如金属废料等的金属材料用的恪融炉(melting furnace)，在三相交流电弧炉中，在炉壳体内的金属材料和插入炉壳体中的三个电极之间产生电弧以便通过电弧热熔融金属材料。
[0003]通常，在使用这种电弧炉熔融金属材料的操作中，废料桶被广泛地用作将金属材料填入炉壳体中的手段。
[0004]图9A和图9B示意性地示出了将金属材料填入炉壳体中的情形。
[0005]附图标记201表示废料桶，其在上部具有作为主体的圆筒状主干部202和在底部的开闭门203，开闭门203在从中央处向两侧分成两半的同时打开。
[0006]金属材料以如下方式被填入电弧炉205中:将金属材料放入废料桶201中，将其输送至电弧炉205上方的位置，并且通过在中央处向两侧分成两半而打开在底部的开闭门203。
[0007]此时，在废料桶201中的金属材料经由通过打开在底部的开闭门203形成的开口而落下，并且被填入废料桶201下方的炉壳体中。
[0008]金属材料可以包括粉末状材料。
[0009]例如，在诸如铁废料(ferrousscrap)等的废材料被用作金属材料的情况下，废材料可以包含大片状的废料或微细粉末状的废料。
[0010]粉末状的废料可以包括诸如车削肩(lathe chip)等的金属切肩，或者通过粉碎金属切肩产生的更微细的废料。
[0011]在金属材料包含这样的粉末状材料的情况下，粉末状金属材料容易沉落到废料桶中的底部、容易移动到半分开闭门203的顶端的接缝204及其周围，从而聚集在这附近。
[0012]在此情况下，当在废料桶201的底部的开闭门203打开成两片以便将金属材料填入电弧炉205的炉壳体206中时，在开闭门203的末端处的接缝204周围聚集的粉末状的材料在经由开闭门203的打开操作形成的狭缝、即间隙(即、在打开初始时刻具有窄的宽度的开口 )散开的同时向下落入炉壳体206。
[0013]在此情况下，如果废料桶201的半分开闭门203的接缝204的延伸方向、S卩门的关闭侧的顶端的延伸方向与连接炉壳体206的中心O与流出口(tapping hole) 210的中心的方向一致，即，如果炉壳体206和废料桶201处于这样的位置关系(由吊顶起重机输送的废料桶和炉壳体由于设备布局等而容易处在这样的位置关系)，则产生如下问题:在散开的同时落入炉壳体206中的粉末状金属材料容易积聚在炉壳体206的流出口 210的附近。
[0014]特别是在电弧炉205为偏心底部出钢电弧炉(EBT炉(eccentric bottom tappingelectric furnace))的情况下，更容易出现前述问题。具体地，在如下EBT炉的情况下更容易出现前述问题:EBT炉具有炉壳体206和流出口 210，炉壳体206具有炉底部，该炉底部局部地从炉壳体206的圆形周壁部的外表面沿径向向外突出从而形成具有小坡度的搁板状突出部208，流出口 210 (流出口被处于突出部的下侧外部的盖封堵)沿竖直方向贯穿地设置于突出部208。
[0015]这样的原因被认为是搁板状突出部208容易作为粉末状金属材料用的接收部。
[0016]在图中，附图标记220表示积聚的粉末状金属材料。
[0017]通常认为，以这种方式积聚在流出口 210附近的粉末状金属材料220由于其微细度而似乎容易被熔融。然而，实际上，当加热粉末状金属材料220时，颗粒被表面熔融(surface-fused)而彼此结合并且转变为锭块(烧结的还块)。热不容易传递至锭块内部。另外，锭块位于远离电极的位置并且难以熔融。因此，出现了锭块容易维持为未熔融状态的问题。
[0018]在出渣口(slag hole)212设置于在径向上与流出口 210相反的位置的情况下，粉末状金属材料也容易积聚在出渣口 212的附近。
[0019]积聚在出渣口 212附近的粉末状金属材料222容易引起如下问题:由于在排出熔渣的过程中渗入炉子中的空气等而变成不易熔融材料(粉末致密材料)。
[0020]专利文献I和专利文献2公开了一种电弧炉，其中炉壳体相对于固定的电极转动。
[0021]该具有转动装置的电弧炉是为了通过使炉壳体相对于电极转动从而使起初位于冷点的金属材料的位置移动到热点并且起初位于热点处的金属材料移动到冷点(例如，炉壳体相对于电极沿周向转动大约60°，由此使起初位于热点的周向上的中央区域的电极移动到相邻的冷点的周向上的中央区域)来解决热点和冷点之间的不均匀熔融的问题。
[0022]具有该转动装置的电弧炉是为了通过使炉壳体在金属材料熔融时相对于电极转动，因此使冷点处的金属材料移动到热点并且热点处的金属材料移动到冷点(炉壳体相对于电极沿周向转动大约60°，因此位于热点的周向上的中央区域的电极移动到在周向上相邻的冷点的中央区域)来解决热点处和冷点处的金属材料的不均匀熔融的问题。
[0023]然而，这些专利文献既没有公开本发明的新任务，也没有公开用于解决该问题的任何手段。因此，这些专利文献与本发明明显不同。
[0024]专利文献1:JP-A-S60-122886
[0025]专利文献2:JP-A-2014-40965
【发明内容】
[0026]出于这些情况作出了本发明。本发明的目的是提供一种电弧炉的操作方法，其能够有效地解决如下问题:在金属材料从废料桶填入炉壳体中时，粉末状金属材料主要积聚在流出口的附近并且维持为未熔融的状态。
[0027]即，本发明提供一种电弧炉的操作方法，
[0028]其中，所述电弧炉包括:(a)炉壳体，其包括筒状的周壁部、炉底部和流出口 ；(b)炉盖，其具有设置为面向下的多个电极；(c)转动装置，其使所述炉壳体绕着竖向轴线相对于所述电极转动，
[0029]所述方法包括:在所述炉壳体的上方，打开容纳金属材料的废料桶的底部的开闭门从而形成开口，并且使所述金属材料经由所述开口落入所述炉壳体中的充填步骤，和使所述金属材料熔融的熔融步骤，
[0030]其中，通过所述转动装置使所述炉壳体转动直到实现如下位置关系:连接所述炉壳体的中心与所述流出口的中心的直线的方向与所述废料桶的所述开闭门的关闭侧的接缝的延伸方向相交；然后使所述废料桶的所述开闭门在此位置关系下打开，并且充填所述金属材料。
[0031]所述炉壳体还可以包括出渣口，所述出渣口设置在连接所述炉壳体的中心与所述流出口的中心的直线上。
[0032]所述电弧炉的操作方法还可以包括:在所述充填步骤之后，在所述熔融步骤中使所述炉壳体转动的转动步骤。
[0033]如上所述，在根据本发明的电弧炉的操作方法中，通过转动装置使炉壳体转动直到实现连接炉壳体的中心与流出口的中心的直线的方向与废料桶的开闭门的关闭侧的接缝的延伸方向相交的位置关系，然后使开闭门在此位置关系下打开，以便执行金属材料的充填。根据本发明，由于粉末状金属材料从废料桶落入的位置在周向上与炉壳体的流出口的位置(在平面图中的位置)分离并且偏移，所以能够防止从废料桶落下的粉末状金属材料大量积聚在流出口的附近。因此，能够解决在熔融过程中粉末状金属材料积聚在流出口的附近并且维持为未熔融状态的问题。
[0034]在本发明中，优选在如下位置关系时执行填入金属材料的步骤:连接炉壳体的中心与流出口的中心的直线的方向与废料桶的开闭门的关闭侧的接缝(seam)的延伸方向以10°或更大角度的相交，优选以30°或更大角度的相交，更优选以60°或更大角度的相交。
[0035]在本发明中，特别是在炉壳体还包括设置在连接炉壳体的中心与流出口的中心的直线上的出渣口的情况下，通过转动炉壳体，从废料桶落下的粉末状金属材料的落入位置不仅从流出口的位置偏移而且从出渣口的位置偏移。结果，不仅能够防止从废料桶落下的粉末状金属材料大量地积聚在流出口的附近，还能够同时防止从废料桶落下的粉末状金属材料大量地积聚在出渣口的附近。
[0036]根据本发明的方面，特别将出渣口设置在连接炉壳体的中心与流出口的中心的直线的延长线上(方案2)，转动炉壳体，由此粉末状金属材料从废料桶落下的位置不仅从流出口的位置偏移而且从出渣口的位置偏移。结果，不仅能够防止从废料桶落下的大量粉末状金属材料积聚在流出口附近还能够同时防