JPH0620772A - 交流アーク加熱炉におけるアーク電極への電力供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 炉用変圧器から３相の各アーク電極に電力を
供給する場合、各アーク電極に電力を均等に供給できる
ようにする。 【構成】 夫々電極支腕７に支えられた３相のアーク電
極４に、炉用変圧器からケーブル１４を介して電力を供
給するに当っては、各アーク電極に与えられる電力が均
等となるよう、三つの電極支腕のうち両外側に夫々位置
する電極支腕に連なっている夫々複数のケーブル相互の
間隔を、中間に位置する電極支腕７に連なっている複数
のケーブル相互の間隔よりも広くした状態で電力供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は３相交流アーク加熱炉に
おいて、炉に備えられた複数のアーク電極に炉用変圧器
から電力を供給する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のアーク加熱炉は、炉の上方に三
つの電極支腕が並設され、各電極支腕の前端部において
は夫々上記炉内に向けて挿入されたアーク電極が支持さ
れていると共に、各電極支腕の後部側には各前端部のア
ーク電極に電気的に接続するケーブル端子が備えられ、
上記各ケーブル端子は、夫々ケーブルを介して炉用変圧
器に接続してある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなアーク加熱
炉において炉用変圧器から上記各アーク電極に電力を供
給する場合、各電極支腕におけるケーブル端子から各ア
ーク電極までのリアクタンスが、それらの電極支腕のう
ち中間に位置する電極支腕の相では小さく、両外側に位
置する相では大きい。この為中間に位置する相に係わる
アーク電極に供給される電力が他の相に係わるアーク電
極に供給される電力よりも大きくなり、炉内においては
前者のアーク電極の近傍の炉内耐火物にホットスポット
が生じてそこを局所的に損傷したり、炉内の溶解原料の
溶解に不均一をもたらす問題点があった。

【０００４】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、炉用変圧器から
複数のアーク電極に電力を供給する場合、各アーク電極
に電力を均等に供給することができて、炉の局部的な損
傷を招いたりすることなく炉内の溶解原料を均一溶解さ
せることを可能にできるようにした交流アーク加熱炉に
おけるアーク電極への電力供給方法を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における交流アーク加熱炉におけるアーク
電極への電力供給方法は、炉の上方に三つの電極支腕が
並設され、各電極支腕の前端部においては夫々上記炉内
に向けて挿入されたアーク電極が支持されていると共
に、各電極支腕の後部側には各前端部のアーク電極に電
気的に接続するケーブル端子が備えられ、上記各ケーブ
ル端子は、夫々複数本のケーブルを介して炉用変圧器に
接続してある交流アーク加熱炉において、上記炉用変圧
器から上記ケーブルを介して上記アーク電極に電力を供
給するに当っては、各アーク電極に与えられる電力が均
等となるよう、上記三つの電極支腕のうち両外側に夫々
位置する電極支腕に連なっている夫々複数のケーブル相
互の間隔を、中間に位置する電極支腕に連なっている複
数のケーブル相互の間隔よりも広くした状態で電力供給
するものである。

【０００６】

【作用】炉用変圧器からの電力は夫々複数本のケーブル
を介して各電極支腕のケーブル端子に向け供給され、更
にそのケーブル端子から各アーク電極に供給される。上
記ケーブルのうち中間に位置する電極支腕に連なる複数
ケーブルのリアクタンスに比べ、両外側に位置する電極
支腕に連なる各複数ケーブルのリアクタンスは小さい。
一方、中間に位置する電極支腕のケーブル端子からその
電極支腕によって支えられたアーク電極までのリアクタ
ンスは、両外側に位置する電極支腕のケーブル端子から
その電極支腕によって支えられたアーク電極までのリア
クタンスに比べ小さい。従って炉用変圧器から各アーク
電極までのリアクタンスをどのアーク電極についても同
等にすることができる。その結果、各アーク電極に供給
される電力を均等化することができる。

【０００７】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１において、１〜14は通常のアーク溶解装置の各
部材を示すもので、１はアーク加熱炉の一例として示す
アーク炉、２はその本体、３は炉蓋、４はアーク電極、
５は炉蓋上昇旋回装置、６は電極支柱、７は電極支腕、
８は支腕７の前端部に備えた電極把持器、９は支腕７の
後部側に備えたケーブル端子、11は変圧器室で、その内
部には炉用変圧器が納められている。12は変圧器室11か
ら突設された変圧器の２次母線、13は該２次母線に備え
られたケーブル端子、14はケーブル端子９，13間を繋ぐ
ケーブルを夫々示す。上記アーク炉１は３相交流アーク
炉であって、図２に示されるように３本の電極４，４，
４を備え、それらを支える３本の支腕７は図示の如く並
べて設けられている。支腕７は一例として導体支腕と称
されるものが用いられ、後端部のケーブル端子９から電
極４に向けて該支腕７を通してアーク発生用の電力を供
給できるようになっている。この導電支腕はリアクタン
スが小さい為に電力のロスが少なく、同じ炉用変圧器で
多くの電力をアーク電極４に投入できるという利点から
利用される。前記２次母線12も支腕７と同様に３つが並
設され、各々にケーブル端子13が備わっている。ケーブ
ル14も同様に３組が並設されていると共に、各組は夫々
２本のケーブルを有しており、各々がケーブル端子９，
13間を接続している。尚本件明細書中においては並んだ
状態にある三つの相をその一方の側から順にＡ相、Ｂ
相、Ｃ相と呼び、それらを符号Ａ、Ｂ、Ｃで夫々示す。
従ってＢ相は中間に位置する相となり、Ａ相とＣ相が外
側に位置する相となる。

【０００８】次に電極支腕７におけるケーブル端子９に
ついて図２及び図３に基づき説明する。15，15は支腕７
の後端部に取付けた一対の端子板、16は各端子板15の一
面側において定めたケーブル接続部で、Ａ相、Ｃ相にお
いては一対の端子板15の外面側に、Ｂ相においては一対
の端子板15の内面側において夫々定めてある。この接続
部16には図示の如くケーブル14における端部17が多数の
ボルト18でもって固く接続される。接続部16が上記のよ
うに定められている結果、外側に位置するＡ相及びＣ相
にあっては接続部16に接続されるケーブル端部相互の間
隔が中間に位置するＢ相に比べて大きくなっている。そ
の寸法の一例を示せばＡ相、Ｃ相の寸法Da、Dcが580mm
であり、Ｂ相の寸法Dbが340mm である。又各相相互の間
隔Ｄは800mm である。

【０００９】次に変圧器側のケーブル端子13について図
５を参照して説明する。このケーブル端子13は前記支腕
７側のケーブル端子９と略均等に構成されている。即ち
各２次母線12には一対の端子板21, 21が夫々取付けら
れ、各々の端子板21においてケーブルの接続部22が各相
Ａ、Ｂ、Ｃ毎に前記支腕７側のケーブル端子９の場合と
同様に定めてある。そしてその接続部22にケーブル14の
端部23がボルト24でもって固く接続してある。

【００１０】次にケーブル14について説明する。このケ
ーブル14としては可撓の水冷ケーブルが用いられ、各相
について夫々２本ずつが用いられている。各相における
ケーブル14は、Ｂ相にあっては図４の（Ａ）に示される
ように、２本一対のケーブル14, 14間に絶縁材料例えば
ゴム製の間隔保持板26が介設されてワイヤー27でもって
一体に縛られている。又Ｃ相にあっては図４の（Ｂ）に
示されるように、広幅の間隔保持板28が一対のケーブル
14, 14間に介設されてワイヤー27により一体に縛ってあ
る。Ａ相も同様の構造としてある。このような構造とす
ることにより、Ｂ相においては一対のケーブル14, 14相
互の間隔が前記ケーブル端子９に接続された端部の間隔
Dbと同一になっており、Ａ相及びＣ相に関しては一対の
ケーブル14, 14相互の間隔が夫々前記間隔Da, Dcと同一
となっている。又このような構成の結果、各ケーブルに
大きな電流が流れても、電磁力によるケーブル相互の接
近を防止することができる。

【００１１】このように構成されたものにおいてアーク
炉の運転を行う場合、変圧器室11内の変圧器から出力さ
れたアーク発生用の電力は２次母線12からケーブル端子
13を通してケーブル14に送られ、更にそのケーブル14を
通して電極支腕７のケーブル端子９に至る。そしてその
ケーブル端子９から支腕７、電極把持器８を通して各電
極４に供給される。このような電力供給によりアーク炉
１内においては電極４からアークが発生され、内部に装
入された溶解原料の溶解が行われる。

【００１２】上記のように電力の供給を行う場合、電極
支腕７は三つの相のものが並設されている関係で中間に
位置するＢ相の電極支腕７のリアクタンスが小さく（例
えば0.375mΩ）、外側に位置するＡ相、Ｃ相のリアクタ
ンスが大きい（例えば0.613mΩ）。一方ケーブル14に関
しては、中間に位置するＢ相の一対のケーブル14相互の
間隔を小さく、外側に位置するＡ相及びＣ相の一対のケ
ーブル14相互の間隔を大きくしてある為、それらのリア
クタンスは前者が大きく（例えば1.413mΩ）、後者が小
さい（例えば1.264mΩ）。従って、ケーブル端子13から
電極４に至るまでのトータルのリアクタンスは、中間に
位置するＢ相と外側に位置するＡ相及びＣ相とで略同様
の値となる（例えばＢ相が2.421mΩ、Ａ相及びＣ相が2.
51ｍΩ）。その結果、変圧器の２次側に出力された電力
は各相の電極４，４，４にいずれも均等に供給され、ア
ーク炉１内においては局部的なホットスポットを生じた
りすることなく内部の溶解原料の全体が均一に溶解され
る。尚、中間に位置するＢ相の一対のケーブル14相互の
間隔に比べ外側に位置するＡ相及びＣ相の一対のケーブ
ル14相互の間隔を大きくする度合は、変圧器から各相の
アーク電極までのリアクタンスのバランスがとれるよう
に、即ち各相のリアクタンスが均等になるように設定す
ると良い。

【００１３】次に、上記のような方法による電力供給
は、アーク加熱炉の他の例として、レードルファーネス
即ち取鍋精錬炉と称される設備において実施しても良
い。

【００１４】次に図６は本願の異なる実施例を示すもの
で、各電極支腕7eが夫々支腕母線31を備えている場合の
例を示すものである。このような支腕母線31を備える場
合、Ｂ相における支腕後部側のケーブル端子9eにおいて
は、支腕母線31の後端部の間隔を図示の如く狭くして各
々の母線に端子板15ｅを備えさせ、Ａ相及びＣ相におけ
る支腕後部側のケーブル端子9eにおいては、支腕母線31
の後端部の間隔を図示の如く広くして各々の母線に端子
板15ｅを備えさせる。そして各端子板15ｅに夫々各相の
ケーブルを接続する。すると前記実施例と同様にＢ相に
あってはケーブル相互の間隔が狭くなり、Ａ相及びＣ相
にあってはケーブル相互の間隔が広くなる。なお、機能
上前図のものと同一又は均等構成と考えられる部分に
は、前図と同一の符号にアルファベットのｅを付して重
複する説明を省略した。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、炉用
変圧器から三つの電極支腕７によって夫々支えられてい
るアーク電極４に電力を供給する場合、それらのアーク
電極４を支える三つの電極支腕７のうち両外側に位置す
る各電極支腕に連なっている夫々複数のケーブル14，14
相互の間隔Da、Dcを、中間に位置する電極支腕７に連な
っている複数のケーブル14，14相互の間隔Dbよりも広く
した状態で電力供給するから、炉用変圧器から各アーク
電極４までのリアクタンスをどのアーク電極４について
も均等化させることができ、各アーク電極４には電力を
均等に供給できる特長がある。このことは前記従来技術
の問題点を解決して、炉における炉内耐火物に局所的な
ダメージを与えたりすることなく、しかも炉内の溶解原
料の均一溶解を可能にできる有益性を発揮する効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】アーク溶解装置を略示する側面図。

【図２】電極支腕の並設状態を示す平面図。

【図３】（Ａ）は電極支腕におけるケーブル端子の拡大
平面図、（Ｂ）はケーブル端子の正面図。

【図４】（Ａ）は中間に位置する相における一対のケー
ブル相互の結合状態を示す断面図（図１におけるIV−IV
線位置での断面図）、（Ｂ）は外側に位置する相におけ
る同様の状態を示す断面図。

【図５】（Ａ）は変圧器におけるケーブル端子の平面
図、（Ｂ）は同拡大平面図、（Ｃ）は同正面図。

【図６】電極支腕が支腕母線を備える場合の例を示す平
面図。

【符号の説明】

１ アーク炉 ４ アーク電極 ７ 電極支腕 ９，13 ケーブル端子 14 ケーブル Ａ，Ｃ 外側に位置する相 Ｂ 中間に位置する相

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉の上方に三つの電極支腕が並設され、
   各電極支腕の前端部においては夫々上記炉内に向けて挿
   入されたアーク電極が支持されていると共に、各電極支
   腕の後部側には各前端部のアーク電極に電気的に接続す
   るケーブル端子が備えられ、上記各ケーブル端子は、夫
   々複数本のケーブルを介して炉用変圧器に接続してある
   交流アーク加熱炉において、上記炉用変圧器から上記ケ
   ーブルを介して上記アーク電極に電力を供給するに当っ
   ては、各アーク電極に与えられる電力が均等となるよ
   う、上記三つの電極支腕のうち両外側に夫々位置する電
   極支腕に連なっている夫々複数のケーブル相互の間隔
   を、中間に位置する電極支腕に連なっている複数のケー
   ブル相互の間隔よりも広くした状態で電力供給すること
   を特徴とする交流アーク加熱炉におけるアーク電極への
   電力供給方法。