エルー炉とは？仕組みと特徴を解説
家電を知りたい
「エルー炉」とはどのような種類の炉ですか?
家電製品マニア
アーク炉の一種で、炉フタに電極を挿入した形をしています。
家電を知りたい
アークが発生するのはどこですか?
家電製品マニア
電極と被熱物との間です。さらに、被熱物の中にも電流が流れるため、抵抗発熱も生じます。
エルー炉とは。
「エルー炉」と呼ばれる家電の用語は、直接式アーク炉の一種です。図に示すように、炉の蓋に電極が挿入されており、アークが電極と加熱される物体との間で発生します。また、加熱される物体にも電流が流れ、抵抗による発熱が生じます。日本においては製鋼炉など、もっとも広く用いられている炉です。
エルー炉の仕組みと特徴
エルー炉とは、鉄鉱石から鉄を製錬する際に使用する炉のことです。その仕組みは、鉄鉱石にコークス（石炭の一種）を加え、炉内で高温で溶解・還元することによって鉄を得るというものです。
エルー炉の特徴としては、まず連続操業が可能な点が挙げられます。一度操業を開始すれば、鉄鉱石とコークスを炉内に連続的に投入することで、安定して鉄を生産し続けることができます。また、熱効率が高いことも特徴で、炉内の熱を効率的に利用することで、エネルギー消費を抑えることができます。さらに、大規模な鉄鉱石の処理が可能であり、大量の鉄を生産することができるため、産業規模の製鉄に適しています。
エルー炉の炉構造
エルー炉の炉構造
エルー炉は、その特徴的な炉構造が特徴です。通常、円筒形の炉で、高さ約10～20m、直径約5～10mです。炉の内部は耐火レンガで裏打ちされ、炉壁と呼ばれています。炉壁の内側はさらに水冷パネルで覆われており、炉内の高温を制御しています。
炉の上部には、原料や燃料を供給するための給料口があり、下部にはスラグや廃棄物を排出するための出料口があります。炉の中央部には溶湯溜まりがあり、溶融した鉄が貯められます。溶湯溜まりの周囲には、溶湯に酸素を吹き込むためのランスと呼ばれる装置が配置されています。
エルー炉の電極配置
エルー炉の電極配置
エルー炉の電極は、炉の上部から垂直に吊り下げられています。この配置により、電極間の距離が一定に保たれ、安定したアークの生成が確保されます。さらに、電極の傾斜角もアーク特性を制御するために調整できます。電極間の距離と傾斜角を適切に調整することで、最適なアーク長とアーク形状を実現できます。
エルー炉の加熱原理
エルー炉の加熱原理は、電磁誘導を利用しています。電磁誘導とは、変化する磁界があるときに、その磁界にさらされた物質で電流が流れる現象です。エルー炉では、コイルに高周波電流を流すことで磁界を発生させ、材料の中に渦電流を発生させます。この渦電流が材料の抵抗によりジュール熱に変換され、材料を加熱します。
エルー炉の用途と種類
–エルー炉の用途と種類–
エルー炉は、主に金属の溶解、精製、保持工程において使用されます。用途としては、以下のものが挙げられます。
* 金属の溶解鉄、アルミニウム、銅などの金属を溶解して鋳造や加工に使用します。
* 金属の精製溶解した金属に不純物を除去し、品質を向上させます。
* 金属の保持溶解した金属を一定の温度に保ち、鋳造や加工時に必要な量を供給します。
エルー炉には、用途に応じてさまざまな種類があります。主な種類は以下の通りです。
* -アーク炉-電極からワーク（金属）への放電により加熱します。スクラップや合金などの金属を溶解するのに使用されます。
* -誘導炉-コイルからワークへの電磁誘導により加熱します。高周波誘導炉と低周波誘導炉があり、溶解や精製に使用されます。
* -抵抗炉-抵抗体（カーボンなど）のジュール熱により加熱します。金属の溶解や保持に使用されます。
* -太陽炉-太陽光を集中させて加熱します。高純度金属の溶解や研究開発に使用されます。
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