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スタッサーノ炉は、鋼鉄製造用の電気アーク炉である。1898年にエルネスト・スタッサーノによって発明されたこの炉は、鉄冶金の歴史上最初の電気炉である。[ 1 ]
スタッサーノは1896年、アオスタ渓谷のポン・サン・マルタンで炭化カルシウム製造用の電気炉の研究をしていた際に、鉄冶金用の電気炉を建設するというアイデアを思いついた。[ 2 ]
スタッサーノは1898年にローマのサンタ・マリア・デイ・チェルキの工房に移った。そこで彼は、95kWの間接アークで鉱石を加熱できる2つの電極を備えた小型のシャフト炉を使用して鉄鉱石から鋼を得る最初の実験を行った。同年、ダルフォ（BS）で、370kWで動作する3つの電極を備えた同様の炉で他のテストを行った。[ 2 ]
実験の結果、スタッサーノは炉の構造を改良し、電極上部の空間を縮小し、電極用セクションと材料製造用セクションを分離した。また、鉱石のみの原料から、鉱石、スクラップ、鋳鉄からなる混合原料へと変更した。これらの調整により、スタッサーノはスクラップ80％、鋳鉄20％を含む原料から高品質の鋼を得ることができ、輸入鋼と経済的に競争できる製品を手に入れた。[ 2 ]
1898年、スタッサーノはイタリア、オーストリア、スペイン、ルクセンブルク、ベルギー、ノルウェー、イギリス、スウェーデン、ドイツ、アメリカ合衆国で炉の原理と技術的解決策の特許を取得した。1901年にはフランスとハンガリーで、1902年にはスイスで特許を取得した。[ 2 ]
ダルフォの炉を基に、スタッサーノは1901年に最終構成の炉を製造し、トリノの兵器廠に設置した。[ 2 ]
1904年、スタッサーノはスタッサーノ熱電炉協会（Società Forni Termoelettrici Stassano）を設立し、トリノに電気で鋼を得る最初の鋳造所を開設した。この鋳造所は1905年に稼働を開始し、1トン炉2基、2トン炉2基、5トン炉1基を使用していた。[ 2 ]
1906年から1907年にかけて、ドイツのボン、オーストリアのザンクト・ポーレン、イギリスのダンストン・オン・タインとニューカッスル、アメリカのブリッジトンとレドンドにあるボナー・ファーザーファブリック社の工場で、多数のスタッサーノ製炉が稼働を開始した。1910年には、ジェノヴァのアンサルド製鉄所とミラノのヴァンゼッティ製鉄所にもスタッサーノ製炉が設置される予定である。[ 2 ]
1900年から1915年の間に、工業分野では3種類の電気アーク炉が稼働していました。スタッサーノ式間接アーク炉、非導電性底板を備えたエルー式直接アーク炉、そして導電性底板を備えたジロ式直接アーク炉です。この3つの中で、エルー炉は大規模生産に最も適しており、その優位性により、1915年にはすでに鉄鋼業界におけるスタッサーノ炉の衰退が決定づけられました。[ 1 ]
スタッサーノ型間接アーク電気炉は、最終的な構成では、耐火レンガで内側を覆った鋳鉄製の円筒形構造でできています。構造は2つの独立したセクションに分かれており、上部セクションには電極が配置され、下部のるつぼには装入物が装填され、鋼に溶融されます。[ 2 ]
炉側壁の上部、3つの黒鉛電極を収容するスペースに対応する位置に、これらの電極のカップリングが互いに120°の間隔で配置されている。各カップリングには水冷ジャケットと電極を移動させるための油圧システムが装備されている。電極は水平位置に配置される。[ 2 ]
側壁の中央部、るつぼの上部に対応する位置には、内部に耐火材がコーティングされた金属パネルを備え、滑車 機構で閉じることができる装入扉がある。側壁の下部、るつぼの下部に対応する位置には、出銑口がある。炉の上部底部の中央には、ガスの排出管がある。[ 2 ]
スタッサーノ製鉄所は、鉄くずと鋳鉄を溶融し、溶融した材料を連続的に脱炭することによって鋼を製造する。
炉にはまず溶融する材料が装入扉からるつぼに投入されます。装入が完了すると、電極に電流が送られ、電極間に電気アークが発生します。アークによって発生した熱は、熱放射伝熱によって溶融する材料に伝達されるため、この炉は間接アーク炉または放射アーク炉と呼ばれます。このプロセス中に、装入扉を再び開けて、さらにスクラップや鋳鉄をるつぼに投入することができます。すべての材料が溶融すると、出湯口から注ぎ出される前に最初の精錬が行われます。[ 2 ]