JPH0456095A - ３相交流アーク炉における大電流導体の配設方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は３相交流アーク炉における大電流導体の配設方
式に係り、より詳細には、電極支持アームに併設されお
り、変圧器側ターミナルから電極ホルダーへ大電流を通
電させる導体を、全投入電力の減衰を防止すると共に各
相への投入電力のバラツキを少なくするように配設せし
める方式に関する。

［従来の技術］ 鉄屑を溶製する３相交流アーク炉には、第２図（側面図
）及び第３図（側面図）に示すような電極駆動部か用い
られ、これらはアーク炉の側部て第４図（平面図）に示
すような位置関係て配置される。以下、第２図に示す電
極駆動部をＡ相ユニット、第３図に示す電極駆動部をＢ
相ユニット及びＣ相ユニットという。

第２図のＡ相ユニットの主要な構成は、電極１ａと、同
電極を把持する電極ホルダー２ａと、電極ホルダー２ａ
か固設された支持アーム３ａと、電極ホルダ２ａのター
ミナルとボルト締め接合されるターミナル板４ａと、先
端がターミナル板４ａに溶接され、水平方向に２本併設
されている大電流導体５ａ−１及び５ａ−２と、シリン
タロａと、シリンタロａの駆動力により電極ホルタ−２
ａて電極１ａを口、ンクせしめるリンク機構７ａと、変
圧器（図示せず）側のケーフル８ａと大電流導体５ａ−
１，５ａ２の後端とを接続させるターミナル部９ａを支
持アーム３ａの後端部側て支持する支持板１０ａとから
なる。そして、このＡ相ユニットの支持アーム３ａは昇
降機（図示せず）のマストヘットｌｌａに取付けられて
、アーク炉内へ垂下挿入される電極１ａの挿入量か制御
されることになる。

一方、第３図のＢ相ユニット及びＣ相ユニットの主要構
成もほぼ同様てあり、電極１ｂ（ＩＣ）と、電極ホルタ
−２ｂ　（２ｃ）と、支持アーム３ｂ　（３ｃ）と、タ
ーミナル板４ｂ（４Ｃ）と、鉛直方向に２本併設されて
いる大電流導体５ｂ−１（５ｃｍ１）及び５ｂ−２（５
ｃ−２）と、シリンタロｂ　（６ｃ）と、リンク機構７
ｂ（７ｃ）と、変圧器側のケーフル８ｂ（８Ｃ）と大電
流導体５ｂ−１（５ｃｍ１）及び５ｂ２（５ｃｍ２）の
後端とを接続させるターミナル部９ｂ　（９ｃ）を支持
アーム３ｂ（３Ｃ）の後端部側で支持する支持板１０ｂ
（１０ｃ）とからなるか、Ａ相ユニットとの主要な相違
は、同Ａ相ユニットか２本の大電流導体を水平方向に設
けているのに対し、このＢ相ユニット及びＣ相ユニット
では鉛直方向に設けている点にある。

尚、前記の各電極ホルタ−２ａ、２ｂ、２ｃにはその内
部に冷却用の水路か形成されており、各電極ホルダー２
ａ、２ｂ、２ｃへの給水は各支持アーム３ａ、３ｂ、３
ｃから供給され、各排水管（図示せず）を通して排水さ
れる。一方、別系統の水路かターミナル板４ａ。

４ｂ、４ｃと大電流導体５ａ−１，５ａ−２゜５ｂ−１
，５ｂ−２，５ｃｍ１，５ｃｍ２にも形成されており、
一方の大電流導体を通して冷却水か供給され、他方の大
電流導体を通して排水されるようになっている。

そして、各相ユニットは、前記したようにアーク炉の外
て第４図に示すような位置関係て配置され、各相ユニッ
トの電極１ａ、ｌｂ、ＩＣか炉蓋を貫通して炉の中央部
へ垂下されることになる。

また、第４図からは明らかてないか、前記のように各相
ユニットか配置された状態て同図のｘ−Ｘ矢視断面をと
り、各相ユニットの大電流導体５ａ−１，５ａ−２，５
ｂ−１，５ｂ２．５ｃｍ１，５ｃｍ２の相対的位置関係
についてみると、第５図に示すような関係か成立してい
る。

即ち、従来から、アーク炉に採用されている各相ユニッ
トの大電流導体の相関位置関係は三角形配置になってお
り、Ａ相ユニットの大電流導体５ａ−１，５ａ−２をＢ
相ユニットとＣ相ユニットの各大電流導体［５ｂ−１，
５ｂ−２コ、［５ｃｍ１，５ｃｍ２］か対向している空
間の上側で水平に配置するようになっている。

［発明か解決しようとする課題］ ところて、従来のアーク炉技術においてこのような大電
流導体の位置関係か採用されているのは、３相インピー
ダンスを平衡化することにより各相の投入電力をてきる
たけ平均化することにある。

しかし、この方式を採用すると次のような問題点か指摘
される。

■　実機において各相ユニットの大電流導体の間隔距離
が大きくなるため、３相インピータンスが大きくなりす
ぎる。

■　初期の静的状態においては各相ユニットの大電流導
体の相対的距離が等しいが、アーク炉か稼動して通電か
開始されると各相ユニットか昇降される。このため、各
相ユニットの大電流導体間の距離が大きく変化し、その
動的状態ては３相インピータンスの平衡化か保たれず、
結果として各相ユニットへの投入電力にバラツキか発生
する。

そこで、本発明は、各相ユニットの大電流導体の相対的
位置関係を工夫し、前記の問題点を解消した３相交流ア
ーク炉における大電流導体の配設方式を提供することを
目的として創作された。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、３相交流アーク炉における各相の電極駆動ユ
ニットがその電極支持アーム方向に横架された複数の大
電流導体て電極と変圧器側の電力供給ケーブルとを接続
しており、各相の電極駆動ユニットの内、Ａ相ユニット
は大電流導体を昇降方向に対して垂直方向に整列させた
構成とし、Ｂ相ユニット及びＣ相ユニットについては大
電流導体を昇降方向へ整列せしめた構成とし、Ｂ相ユニ
ットとＣ相ユニットの各大電流導体か対向する空間内に
Ａ相ユニットの大電流導体な配設せしめることを特徴と
した３相交流アーク炉における大電流導体の配設方式に
係る。

［作用］ ３相交流アーク炉において、その加熱効率は３相インピ
ータンスの大きさによって定まりそのインピータンスか
大きいほど効率か悪くな０　。

一般に、このインピータンスの大小は電極と変圧器側の
電力供給ケーフルとを接続している大電流導体に依存す
るところか大きく、同インピータンスはその導体の抵抗
分とりアクタンス分の合成値となる。そして、前者の抵
抗分は大電流導体に使用する銅の材質（鋼材の導電率）
によって決定され、後者のりアクタンス分は各相ユニッ
トの大電流導体の配置関係によって定まる。

更に、３相交流アーク炉における前記のりアクタンス分
については主要に誘導リアクタンスか問題になる。

一般に、誘導リアクタンスは、 ＸＬ　＝２πｆ　（Ｉｓ　−Ｉｍ） 但し、ｆ：周波数 Ｉｓ　：自己インタフタンス Ｉｌｌ　＝相互インタフタンス として求められるか、Ｉｓは大電流導体の距離か大きく
なるにつれて小さくなり、Ｉｌｌは同距離か小さくなる
につれて大きくなる。

ところて１本発明における大電流導体の配設関係を第５
図に示したと同様に表現してみると第１図に示すような
配設関係になる。

そして、この場合には、Ａ相ユニットの大電流導体とＢ
相ユニット及びＣ相ユニットの大電流導体との幾何学的
平均距離か第５図て示した場合より小さくなっているこ
とが理解され、更に、各ユニットの移動によりΔＶて示
す相対的変位か生じたときにも、前記の幾何学的平均距
離の変化は少なくなる。

この結果、平均的な３相インピーダンスか小さくなるこ
とにより３相交流アーク炉の加熱効率の向上を図ること
かてき、また各相ユニットの昇降に伴なうインピーダン
ス変化を小さくてきるために３相インピータンスの平衡
化か図れ、投入電力のバラツキを抑制できる。

尚、大電流導体の抵抗成分については、導電率の大きい
無酸素銅を用いることにより小さくすることかできる。

［実施例コ 以下５本発明の一実施例を各図を参照しなから説明する
。

本実施例においても、前記の第２図て示したＡ相ユニッ
ト及び第３図で示したＢ相ユニウドとＣ相ユニットを第
４図に示すような平面的配置で設置した。但し、その鉛
直方向の配置関係については、第４図でｘ−ｘ矢視断面
をとった場合における大電流導体５ａ−１，５ａ−２゜
５ｂ−１，５ｂ−２，５ｃｍ１，５ｃｍ２の配設位置関
係か第１図に示すような態様になっている。

即ち、第５図に示した大電流導体の配設位置と比較して
、Ａ相ユニットを下方へ降すことにより、Ｂ相ユニット
の大電流導体５ｂ−１，５ｂ−２とＣ相ユニットの大電
流導体５ｃｍ１゜５ｃｍ２とか対向している空間の中央
部へＡ相ユニットの大電流導体５ａ−１，５ａ−２をセ
ットさせるようにしている。

本実施例ては、第５図に示した場合とほぼ同様の各相ユ
ニットを用い、Ｂ相ユニットとＣ相ユニットの間隔も同
様にしである。

そして、第１図及び８５図に示される各寸法を下記のよ
うにとった場合について、Ａ相ユニットの大電流導体５
ａ−１，５ａ−２とＢ相ユニットの大電流導体５ｂ−１
，５ｂ−２の幾何学的平均距離を求め、更にＡ相ユニッ
トとＢ相ユニットの上下移動により大電流導体の相対的
変位か生した場合の前記幾何学的平均距離の変化を求め
て、第１図の場合と第５図の場合とてそれらを比較した
。

〈第１図及び第５図の各寸法〉 Ｓａ　；　２００ａｒｓ、　Ｓｂｃ；　１０００ｍｍ。

Ｓｂｃ　　：　６００ｍｍ、　Ｅ　；　７００ｍ５゜Ｖ
；４００ｍｍ、ΔＶ；１００ｔ＋ｅ 尚、前記の幾何学的平均距離は、第１図の場合について
はＤ　Ｉ、Ｄ　２．Ｄ　３．Ｄ　４の平均距離として、
また第５図の場合についてはｄ　ｌ、ｄ　２．ｄ　３゜
ｄ４の平均距離として求めた。

而して、第１図の場合と第５図の場合における比較結果
は、第１表のような結果として得られる。

同表から明らかなように、本実施例に係る大電流導体の
配設方式（第１図）を採用すると従来の配設方式（第５
図）と比較して、Ａ相ユニットの大電流導体とＢ相また
はＣ相ユニットの大電流導体の間の幾何学的平均距離は
初期位置において約１５％小さくなり、またＡ相ユニッ
トかΔＶたけ相対的に変位した場合についての前記平均
距離の変化率が約６．２％も小さくなる。

この結果、前記平均的距離の短縮による３相インピーダ
ンスの低下はアーク炉全体の加熱効率からみれば約６％
の改善として寄与し、更にリアクタンスの変動率が極め
て小さく抑制されることになるために投入電力のバラツ
キを小さくすることが可使になる。

［発明の効果コ 以北のように、本発明の３相交流アーク炉における大電
流導体の配設方式は、電極駆動ユニットであるＡ相ユニ
ット（大電流導体を昇降方向に対して垂直方向に整列）
の大電流導体を、Ｂ相及びＣ相ユニット（大電流導体を
ユニット昇降方向へ整列）の大電流導体の対向空間内に
配設せしめたことにより、名犬電流導体間の平均距離を
小さくして３相インビータンスの低下を実現し、その結
果としてアーク炉の加熱効率を向上させる。

また、各相ユニットの昇降時における各大電流導体間の
平均距離の変化率を小さくして、３相インピーダンスの
平衡化を実現し、これによって各相ユニ・ントへの投入
電力のバラツキを小さく抑制する。

更に、従来の方式に比較して、Ａ相ユニットを低い位置
にセットてきるようになるため、３相交流アーク炉装置
の高さを低くできるという利点も有している。

表１

【図面の簡単な説明】

第１図は大電流導体の配設位置関係を示す図（第４図の
Ｘ−Ｘ矢視断面）、第２図はＡ相ユニットの側面図、第
３図はＢ相及びＣ相ユニットの側面図、第４図は各相ユ
ニットの配置状態ての平面図、第５図は従来の大電流導
体の配設位置関係を示す図（第４図のｘ−Ｘ矢視断面）
である。 ５ａ−１，５ａ−２ ・・・Ａ相ユニットの大電流導体 ｂ−２ ・・・Ｂ相ユニットの大電流導体 ５ｃｍ１，５ｃｍ２ ５ｂ−１゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３相交流アーク炉における各相の電極駆動ユニットがそ
   の電極支持アーム方向に横架された複数の大電流導体で
   電極と変圧器側の電力供給ケーブルとを接続しており、
   各相の電極駆動ユニットの内、Ａ相ユニットは大電流導
   体を昇降方向に対して垂直方向に整列させた構成とし、
   Ｂ相ユニット及びＣ相ユニットについては大電流導体を
   昇降方向へ整列せしめた構成とし、Ｂ相ユニットとＣ相
   ユニットの各大電流導体が対向する空間内にＡ相ユニッ
   トの大電流導体を配設せしめることを特徴とした３相交
   流アーク炉における大電流導体の配設方式。