JPH0447919Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、取鍋精錬炉のように、複数の電極
と溶融金属との間にアークを発生させて加熱する
アーク加熱炉に関する。より詳しくはその電極昇
降機構とその制御装置と電極をそろえる装置、お
よびこの電極への給電回路に関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来の三相交流取鍋精錬炉の斜視図で
ある。図において、１，１ａ，１ｂは電極、２，
２ａ，２ｂはアーク、３は溶融金属、４，４ａ，
４ｂは各々上下動する電極支持アームマスト、
５，５ａ，５ｂはモータ及び滑車などから成る電
極昇降駆動装置、６，６ａ，６ｂは電極昇降制御
装置、２０は取鍋である。

次にこの動作について説明する。取鍋２０の中
にある溶融金属３の昇温やこの温度制御のため
に、各々独立して上下動する電極１，１ａ，１ｂ
と上記溶融金属３との間にアーク２，２ａ，２ｂ
を発生させて行う。

この電極１，１ａ，１ｂは電極支持アームマス
ト４，４ａ，４ｂを滑車を介して上下動する電極
昇降駆動装置５，５ａ，５ｂによつて個々に行わ
れている。更にこの電極昇降駆動装置５，５ａ，
５ｂは電極昇降制御装置６，６ａ，６ｂによつて
制御されている。

この図においては電極１，１ａ，１ｂに給電し
ている電源回路は表示していない。

第４図は、第３図に示した従来の三相交流取鍋
精錬炉の一部を示すシステム図である。図におい
て、１，２，３，４，５，６は第３図と同一、７
は電極１に電流を供給すると供にこの中に冷却水
が通つている。水冷銅管、１０は水冷銅管７を支
えている支柱、８は変圧器９と水冷銅管７の間に
介装された水冷ケーブルである。

このように構成された従来のアーク電気炉にお
いては電極昇降駆動装置５，５ａ，５ｂと電極制
御装置６，６ａ，６ｂが共に３組必要となる。ま
た３つの電極１，１ａ，１ｂが別個に独立して動
くため、各電極に給電する水冷ケーブル８や水冷
銅管７は互いに接触しないように配置されてい
る。しかし、そのために、これらの給電回路は一
体にはできていない。

そして、スクラツプ溶解用アーク炉の場合に
は、アーク２が電極１とスクラツプ（図示せず）
の間に発生し、スクラツプの崩れなどにより、ア
ーク２が無秩序に各極バラバラに変化するが、精
錬炉では溶融金属３と電極１の間にアーク２が発
生するので各電極毎の差もなく、アーク２も安定
している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のアーク加熱炉においては、
スクラツプ溶解用アーク炉を異なりアークが安定
しており、各電極毎のアークの違いが小さいにも
かかわらず、各電極を個別に制御・運転していた
ので、 (1) 構造や制御システムをいたずらに複雑化して
設備コストが高価である。

(2) 電極に給電する導体の配置が制約を受けるた
め、炉のインピーダンスが不平衡となり、また
インピーダンスの低減もできない。このため各
電極に同一のアークを発生することができず、
また力率も悪くなつている。

(3) 制御面では、通常各電極毎に溶鋼と電極間の
電圧とアーク電流の比を一定に保つよう、いわ
ゆるインピーダンス一定制御が行われる。しか
しこのとき、溶鋼面に生じる波などにより、ア
ーク長が変化した場合、このような速い変化の
外乱に対しては追従が不充分で、逆にハンチン
グを生じ易い。しかもある極での制御の乱れが
他の極にも影響を及ぼすため制御結果が悪くな
ると云う問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係るアーク加熱炉においては、複数
の電極と、溶融金属との間にアークを発生させる
アーク加熱炉において、上記複数の電極端を一平
面上に揃える装置と、上記電極を一括して把持出
来る電極支持アームマストと、この電極支持アー
ムマストを上下動する電極昇降駆動装置と、この
電極昇降駆動装置を制御する電極昇降制御装置
と、上記電極に電力を供給する変圧器及び水冷ケ
ーブルから構成されたものである。

〔作用〕

この考案においては、複数の電極を一括して把
持する電極支持アームマストが上下すれば、電極
は同時に昇降する。電極昇降制御装置によつて制
御された電極昇降駆動装置は滑車を介して動力を
電極支持アームマストの上下動に変換する。電極
端をそろえるため取鍋の傍に設けた平板上に電極
を降下させれば、電極は一平面上に並ぶ、導線の
間隔を揃え長さをほぼ等しくすれば複数の電極間
のインピーダンスがほぼ等しくなる。又力率は低
下する。

〔実施例〕

第１図はこの考案の一実施例の斜視図である。
図において、１，２，３，５，６は第３図に示し
たものと同一、４ｃは３本の電極１，１ａ，１ｂ
を同時に昇降する電極支持アームマストである。

この考案においては３本の電極１，１ａ，１ｂ
のを一括して昇降するようにしているから電極昇
降駆動装置５などは一組あればすむものである。

又操業中の各電極１〜１ｂの消耗量が異なるの
で、電極先端位置をそろえるための機構をもつて
いる。これは例えば取鍋３の近くに設けた平板
（図示せず）の上で電極１〜１ｂの把持をゆるめ
て一旦乗せてから、再度把持し直すことで容易に
可能である。

更に運転中のアークの制御は、三相の投入電力
と、三相電流の平均値を比較するか、または電極
１〜１ｂの消耗スピードがわかつている場合には
電極１〜１ｂと溶鋼３の間隔を所定の間隔に調整
した後、消耗量を補正するため電極１〜１ｂを引
き下げてもよい。

この実施例においては、電極支持アームマスト
４ｃ、電極昇降駆動装置５を全て１台としている
が、これが大型炉の時に必ずしも有利とならない
場合がある。ただし電極昇降制御装置６は１台と
して、一括制御を行なうようにする。

次に、以上述べた電極昇降機構では三電極が一
括して上下又は回転運動するので各電極１〜１ｂ
に給電する水冷ケーブルなどの導体の配置が自由
に行える。

第２図ａ，ｂはこの考案に係る装置の説明図で
ある。ａ図は水冷銅管７及び水冷ケーブル８を並
列した様子を示す説明図、ｂ図は水冷銅管７の配
置と電極支持アームマストの関係を示す説明図で
ある。

上記ａ図によつて導体のインピーダンスが平衡
し、かつ小さく導線が短くなるので誘導損失も少
なくなることが理解出来る。

ｂに示すように三相の各導体が対称形となるよ
うに配置し、しかも変圧器９から電極１までをで
きるだけ短かい経路で結ぶようにする。そして、
鋼製の電極支持アームマスト４から距離３０を大
きくとって、誘導電流の低減を図つている。

このように三相の各導体が対称形となることに
よつて回路のインピーダンスの不平衡が解消で
き、各電極１，１ａ，１ｂへの電力供給のバラン
スがとれ、炉内熱負荷の均等化がはかれる。

また、最短経路が選べることと、三相の各導体
を互いに近づけて配置できることから、インプー
ダンスの低減が可能となる。また同時に、三相の
各導体のつくる磁界が互いに打ち消し合うように
なるので、電極支持アームマスト等に発生してい
た誘導電流による損失が少なくなる効果がある。

〔考案の効果〕

この考案は以上説明したとおり、 電極昇降駆動、制御装置が１組となり、設備
の構成が簡素化され保守性、経済性の点で優れ
ている。

複数の電極の電極昇降制御装置が共通のた
め、従来のように各電極の制御装置間の干渉が
なく、安定した制御が可能となる。

各電極への給電導体の配置が自由に選べるの
で、各導体のもつインピーダンスを等しくなる
ようにでき、この結果、電気回路の平衡化、炉
内の熱負荷の均等化ができ、効率が上がる。

と同じく導体の配置の工夫によつて、導体
のインピーダンスを下げることができ、この結
果、炉の運転力率を高くすることができる。ま
た、同時に電磁誘導による損失の低減ができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の斜視図、第２図
ａ，ｂはこの考案の他の実施例の説明図でａ図は
水冷ケーブルなどの説明図、ｂ図は水冷銅管と電
極支持アームマストの関係を示す説明図、第３図
は従来のアーク加熱炉の斜視図、第４図は従来の
三相交流取鍋精錬炉の一部のシステム図である。 図において、１は電極、２はアーク、３は溶融
金属、４は電極支持アームマスト、５は電極昇降
駆動装置、６は電極昇降制御装置、７は水冷銅
管、８は水冷ケーブル、９は変圧器、１０は支
柱、２０は取鍋、３０は距離である。なお各図
中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の電極と、溶融金属との間にアークを発生
   させるアーク加熱炉において、上記複数の電極端
   を一平面上に揃える装置と、上記電極を一括して
   把持出来る電極支持アームマストと、この電極支
   持アームマストを上下動する電極昇降駆動装置
   と、この電極昇降駆動装置を制御する電極昇降制
   御装置と、上記電極に電力を供給する変圧器及び
   水冷ケーブルから構成されたことを特徴とするア
   ーク加熱炉。