JPH055593A - 直流アーク炉の炉底電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流アーク炉のアークの偏向を防止する。 【構成】 直流アーク炉１に設けた炉底電極５の集電板
３に導体１２を接続する給電用ターミナル１１を、直流
アーク炉１の中心線６よりも導体１２が導かれて来る方
向とは反対方向にずらして集電板３に取付け、集電板３
に導体１２が導かれて来る方向と反対の方向の電流が多
く流れるようにして、この電流によって生じる磁界で導
体１２の磁界を打ち消し、アーク１４の偏向を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流アーク炉の炉底電
極に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来から使用されている直流アー
ク炉ａの一例を示す縦断面図であって、直流アーク炉ａ
の炉底には、導電性耐火物ｂ、銅板等の集電板ｃ、鉄皮
ｄより成る炉底電極ｅが直流アーク炉ａの中心線ｆを中
心として円形に取付けられており、直流アーク炉ａの炉
頂には、中心線ｆ上に上部電極ｇが昇降可能に設けられ
ている。

【０００３】炉底電極ｅを構成している導電性耐火物ｂ
は集電板ｃ上に載置され、集電板ｃは鉄皮ｄ上に取付け
られている。そして集電板ｃの下面中心には給電用ター
ミナルｈが取付けてあって、電気室ｉに収容されている
直流電源装置ｊの（＋）側が導体ｋによって給電用ター
ミナルｈに接続されている。上部電極ｇは導体ｌによっ
て直流電源装置ｊの（−）側に接続されていてアークｍ
を生じ、くず鉄等の被溶解物ｎを溶かして溶湯ｏにする
ようになっている。導体ｋ，ｌは通常その一部に水冷ケ
ーブルが使用されるが、図示は省略している。

【０００４】図５に示した従来の直流アーク炉ａでは、
アークｍが導体ｋ，ｌからの電磁力を受けて偏向する。
すなわち、直流アーク炉ａでは炉底電極ｅ側を（＋）
極、上部電極ｇ側を（−）極にした直流回路を構成して
いるため、アークｍ付近では全ての導体ｋ，ｌによる磁
界が図５の紙面に垂直で、かつ紙面裏側から表側の方向
となる。このためアークｍにはフレミングの左手の法則
で知られる電磁力が紙面に向かって右、すなわち導体
ｋ，ｌが導かれて来る電気室とは反対の方向に働き、ア
ークｍは導体ｋ，ｌが導かれて来る方向とは反対の右方
向に振れて偏向する。

【０００５】このようにアークｍが導体ｋ，ｌからの電
磁力を受けて偏向するため、被溶解物ｎの溶解が不均一
になったり、直流アーク炉ａの炉壁ｐが局部的に高温に
なって炉壁ｐの寿命が局部的に短くなり、炉壁ｐの寿命
短縮を避けようとして投入電力を押えると生産性が低下
する不具合があった。

【０００６】このような不具合を解消するため、図６に
示すようにすることが考えられていた。

【０００７】すなわち、炉底電極ｅに接続する導体ｋ
を、この導体ｋが導かれて来る電気室ｉに対し中心線ｆ
から反対方向に迂回して折返し部分ｘを形成して導体ｋ
を給電用ターミナルｈに接続していた。

【０００８】このように導体ｋに折返し部分を設ける
と、折返し部分ｘで生ずる磁界は他の導体ｋ，ｌ部分に
よって生ずる磁界とは逆になって、図６の紙面に垂直
で、紙面の表側から裏側へ向かう方向となる。このため
折返し部分ｘによって生じる磁界が他の導体ｋ，ｌ部分
によって生じる磁界を打ち消し、アークｍの偏向を防止
することができるようになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】直流アーク炉ａに使用
する導体ｋ，ｌは、通常直径が１５０ないし２５０ミリ
メートル程度の太いものであるため、折返し部分ｘを形
成するために直流アーク炉ａの下方に広いスペースが必
要となって配置が困難であった。

【００１０】また鉄皮ｄによる減磁作用があるため、折
返し部分ｘの長さを長くして迂回距離を大きくする必要
があるため、やはり広いスペースを要し、狭い炉下にお
ける配置が困難であった。

【００１１】本発明はこのような従来の問題を解決し、
直流アーク炉の下に広いスペースを必要としないでアー
クの偏向を防止することができるようにした直流アーク
炉の炉底電極を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の直流アーク炉の
炉底電極は、直流アーク炉に設けた炉底電極の集電板に
導体を接続する給電用ターミナルを、直流アーク炉の中
心線よりも前記導体の導かれて来る方向とは反対方向に
ずらして前記集電板に取付けたことを特徴とするもので
ある。

【００１３】

【作用】集電板に流れる電流は導体が給電用ターミナル
に導かれて来る方向とは反対に流れ、導体によって生じ
る磁界を打ち消してアークの偏向を防止する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図を参照して説明
する。

【００１５】図１は本発明の一実施例の縦断面図、図２
は図１のＩＩ−ＩＩ断面図であって、直流アーク炉１の
炉底には、導電性耐火物２、銅板等の集電板３、鉄皮４
より成る炉底電極５が直流アーク炉１の中心線６を中心
として円形に取付けられており、直流アーク炉１の炉頂
には、中心線６上に上部電極７が昇降可能に設けられて
いる。

【００１６】炉底電極５を構成している導電性耐火物２
は集電板３上に載置され、集電板３は鉄皮４上に取付け
られている。直流アーク炉１の近傍には直流電源装置８
が電気室９に収納されている。上述した集電板３の中心
線６よりも電気室９とは反対方向に距離１０だけずれた
下面には給電用ターミナル１１が取付けてあって、直流
電源装置８の（＋）側が導体１２によって給電用ターミ
ナル１１に接続されている。従って給電用ターミナル１
１は、直流アーク炉１の中心線６よりも導体１２が導か
れて来る方向とは反対の方向に、距離１０だけずれてい
ることになる。

【００１７】上部電極７は導体１３によって直流電源装
置８の（−）側に接続されていてアーク１４を生じ、被
溶解物１５を溶かして溶湯１６にするようになってい
る。

【００１８】炉底電極５では、導電性耐火物２の導電率
と集電板３の導電率とが異なっていて、導電性耐火物２
より銅板製の集電板３の方が電流がはるかに流れやすい
ので、導体１２を通って給電用ターミナル１１に達した
電流は給電用ターミナル１１から集電板３の全面に広が
った後、矢印Ａで示すように導電性耐火物２の上方に流
れ、溶湯１６、被溶解物１５、アーク１４を通って上部
電極７に達する。

【００１９】給電用ターミナル１１は、直流アーク炉１
の中心線６よりも導体１２の導かれて来る方向とは反対
方向にずらして集電板３に取付けてあるので、給電用タ
ーミナル１１から集電板３を流れる電流は、導体１２が
導かれて来る方向とは反対の方向に向かって流れる電流
が多くなる。このため集電板３を流れる電流によってア
ーク１４の部分に生じる磁界は、図１の紙面の表側から
裏側の方向、すなわち導体１２により生じる磁界を打ち
消す方向となる。集電板３は鉄皮４よりも炉内側にある
ため、集電板３を流れる電流によって生じる磁界を鉄皮
４が減磁させてしまうこともなく、またアーク１４との
距離も小さくなるので、導体１２，１３によって生じる
磁界を効果的に打ち消してアーク１４の偏向を防止する
ことになる。

【００２０】このことは、シミュレーションの結果を示
す表１からもわかるように、給電用ターミナル１１を直
流アーク炉１の中心線から少しずらすだけで、アーク１
４の偏向を低減させるのに大きな効果がある。

【００２１】

【表１】

【００２２】図３は本発明の他の実施例の縦断面図、図
４は図３のＩＶ−ＩＶ断面図であって、図１、図２と同
一部分には同一符号を付してある。

【００２３】図３、図４の実施例は４個の給電用ターミ
ナル１１を集電板３に取付けたもので、４個の給電用タ
ーミナル１１のうちの２個を直流アーク炉１の中心線６
よりも導体１２が導かれて来る方向とは反対方向にずら
して配置し、残りの２個の給電用ターミナル１１を、中
心線６よりも導体１２が導かれて来る側ではあるが、中
心線６側に近付けて配置し、４個の給電用ターミナル１
１が全体として中心線６よりも導体１２が導かれて来る
方向とは反対方向にずらしたものである。

【００２４】このように給電用ターミナル１１を配置し
た炉底電極５では、集電板３を流れる電流は全体として
導体１２が導かれて来る方向とは反対の方向から導体１
２が導かれて来る方向へ流れることになり、アーク１４
の偏向を打ち消すようになる。

【００２５】図３、図４の実施例では、４個の給電用タ
ーミナル１１を中心線６よりも導体１２が導かれて来る
方向とは反対方向と、中心線６よりも導体１２が導かれ
て来る側で中心線６側に近付けた位置とに配置したが、
全ての給電用ターミナル１１を中心線６よりも導体１２
の導かれて来る方向とは反対方向に配置することも可能
であって、その配置は、給電用ターミナル１１の物理的
な配置可能性と、アーク偏向作用のシミュレーションの
結果とによって決定すればよい。

【００２６】上記実施例では給電用ターミナル１１が１
個の場合と、４個の場合について説明したが、給電用タ
ーミナル１１の数は、２個、３個、あるいは５個以上と
した場合も、全体として給電用ターミナル１１の配置
を、直流アーク炉１の中心線６よりも導体１２の導かれ
て来る方向とは反対方向にずらせばよいのであって、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の配置が可能であ
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明は直流アーク炉の下に広いスペー
スを必要とせず、給電ターミナルの配置を変えるだけ
で、太い導線を迂回させずにコンパクトな構成でアーク
の偏向を防止することができる。

【００２８】この結果、被非溶解物の均一溶解ができ、
炉壁が局部的に高温になることがなく寿命が延び、投入
電力を最大にして生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図３】本発明の他の実施例の縦断面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図５】従来の直流アーク炉の縦断面図である。

【図６】図５を改善した従来の直流アーク炉の縦断面図
である。

【符号の説明】

１ 直流アーク炉 ３ 集電板 ５ 炉底電極 ６ 中心線 １１ 給電用ターミナル １２ 導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 雅博 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 直流アーク炉に設けた炉底電極の集電板
   に導体を接続する給電用ターミナルを、直流アーク炉の
   中心線よりも前記導体の導かれて来る方向とは反対方向
   にずらして前記集電板に取付けたことを特徴とする直流
   アーク炉の炉底電極。