JPH0979752A - アーク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流アーク炉において、給電回路の磁界の影
響により、アーク発生点におけるアーク放電の外方向へ
のふらつきを無くすような別の磁界を設け、垂直下方へ
アーク放電させることを目的とする。 【解決手段】 炉内に臨ませた可動電極６と炉間に電圧
を印加し、可動電極６より発生した直流アークで炉内の
被溶解物１１を溶解する直流アーク炉５と、可動電極６
と直流アーク炉５間に給電用導体３にて印加電圧給電用
の給電装置２を接続して構成した給電回路と、給電用導
体３により可動電極６のアーク発生点に発生する磁界Ｂ
１を打ち消す方向の磁界Ｂ２を発生する補助コイル８と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流アーク炉の給
電回路により発生する電磁力の影響で直流アークの方向
が偏向されるのを抑制し、炉内の被溶解物に均等に直流
アークを放電して溶解させるアーク制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】大電流の直流アーク炉では、被溶解物に
対して放電させる加熱用アークの偏向が問題となる。こ
の直流アークの偏向は、直流アーク発生用の電極に対し
て電力を供給する給電回路自身が発生する磁界と直流ア
ーク自身の電流によって発生する電磁力によって起こる
ものである。直流アークが偏向されると、直流アーク炉
内の被溶解物の均一な溶解を妨げられる。特に、直流ア
ークが偏向されると、フラットバス期には炉壁熱負荷を
局部的に増大させ、電力原単位や耐火物原単位の悪化を
招くことが下記の文献より明らかである。（工業加熱
「ＤＣアーク炉のアーク現象（４）」Ｐ２８より抜粋。
筆者：南條、吉田）。

【０００３】そこで、従来よりアーク偏向に対する対策
案がいろいろと提案されている。図２４は、例えば実開
平２−２４２９０号公報に開示された従来の直流アーク
炉における給電回路の構成例を示す図である。この給電
回路は図に示すように、炉用変圧器１より供給された交
流電力を直流電力に変換するサイリスタ変換器２の直流
側出力端の負極側（−）には給電用導体３を介して平滑
用リアクトル４が接続され、この平滑用リアクトル４は
直流アーク炉５にその先端を臨ませた可動電極６に接続
されている。

【０００４】更に、サイリスタ変換器2の正極側（＋）は
給電用導体３’により直流アーク炉５の炉底電極７に接
続されている。給電用導体３’は、炉底電極７の近傍に
おいて、本来、給電回路が作る磁界によって発生する電
磁力によって直流アークが振られる方向、即ち図におい
て右に向け一旦炉心より外側に折曲され、さらに炉から
遠ざかる向きに垂直方向に折曲された後に炉心方向に折
り返されてサイリスタ変換器２の直流側出力端の正極側
（＋）に接続されている。尚、可動電極６は上下方向に
移動するホルダアーム１０によって支持されている。

【０００５】給電用導体３、３’及び各回路素子４、２
で構成される給電回路中、ホルダアーム１０とサイリス
タ変換器２の負極側（−）を結ぶＦ−Ｇ部分と、給電用
導体３’によってサイリスタ変換器２の正極側（＋）と
炉底電極７を結ぶループＡ−Ｅ中のループＡ−Ｄとで給
電回路Ｆ−Ｇ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄを形成する。ループＡ−
Ｅ中でＤ−Ｅ部分を給電回路Ｄ−Ｅとする。

【０００６】次に動作について説明する。サイリスタ変
換器２より出力された直流電力が可動電極６と炉底電極
７間に給電されると、給電回路Ｆ−Ｇ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ
には矢印Ｙの向きに電流が流れ磁界Ｂ１が発生する。更
に、給電回路Ｄ−Ｅには、給電回路Ｆ−Ｇ−Ａ−Ｂ−Ｃ
−Ｄとは反対方向に矢印Ｘの向きに電流が流れ磁界Ｂ２
が発生する。この場合、給電回路Ｄ−Ｅがつくる磁界Ｂ
２は給電回路Ｆ−Ｇ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄが作る磁界Ｂ１と
は逆方向であるため、磁界Ｂ２は磁界Ｂ１を弱める方向
に作用する。従って、給電回路Ｆ−Ｇ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ
により直流アークに働く電磁力も弱まり、直流アークの
炉壁方向への偏向が軽減される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の直流アーク炉に
おける給電回路は以上のように構成されているので、給
電回路Ｆ−Ｇ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄの作る磁界Ｂ１は、水平
方向に配設される給電回路Ｄ−Ｅの作る磁界Ｂ２によっ
て軽減される。しかし、磁界Ｂ１を十分に打ち消すこと
はできないため、アーク発生点付近から水平方向で、か
つ給電回路の外側へ直流アークを振らすように作用する
電磁力が僅かながら残る。

【０００８】この残留電磁力は、特に１００ＫＡ程度の
大電流のアーク炉では無視出来ない大きさとなる。ま
た、被溶解物１１であるスクラップ等に対しては、放電
方向を任意に制御することができないため、短時間で効
率よく均等に被溶解物１１を溶解することができないと
いう問題があった。

【０００９】この発明は以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、給電回路のアーク発生点に
おける磁界Ｂ１を完全に打消ことができ、また、給電回
路の配線方向に関係なくアーク放電を任意の方向に制御
して被溶解物を均等に溶解することができるアーク制御
装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るア
ーク制御装置は、炉内に臨ませた可動電極と前記炉間に
電圧を印加し、前記可動電極より発生したアークで前記
炉内の被溶解物を溶解するアーク炉と、前記可動電極と
前記アーク炉間に給電用導体にて印加電圧給電用の給電
装置を接続して構成した給電回路と、前記給電用導体に
より前記可動電極のアーク発生点に発生する磁界を打ち
消す方向の磁界を発生する補助コイルとを備えたもので
ある。

【００１１】請求項２の発明に係るアーク制御装置は、
請求項１において、２つの補助コイルを炉を挟んで対向
配置して立設し、給電用導体より可動電極のアーク発生
点に発生する磁界を前記補助コイルより発生する磁界で
打ち消すようにしたものである。

【００１２】請求項３の発明に係るアーク制御装置は、
請求項２において、アーク炉の両側面に配置した各補助
コイルの平面と可動電極との間に所定の広がり角度を設
けたものである。

【００１３】請求項４の発明に係るアーク制御装置は、
炉内に臨ませた可動電極と前記炉間に電圧を印加し、前
記可動電極より発生したアークにて前記炉内の被溶解物
を溶解するアーク炉と、前記可動電極と前記アーク炉間
に給電用導体にて印加電圧給電用の２つの給電装置を並
列に接続して構成した第１および第２の給電回路と、前
記第１の給電回路に設けられ、前記給電用導体により前
記可動電極のアーク発生点に発生した磁界の向きと逆方
向の磁界を発生する第１の補助コイルと、前記第２の給
電回路に設けられ、前記給電用導体により前記可動電極
のアーク発生点に発生した磁界の向きと同方向の磁界を
発生する第２の補助コイルとを備え、これら補助コイル
を前記給電用導体により前記可動電極のアーク発生点に
発生した磁界を打ち消すように前記アーク炉を介して対
面配置したしたものである。

【００１４】請求項５の発明に係るアーク制御装置は、
炉内に臨ませた可動電極と前記炉間に電圧を印加し、前
記可動電極より発生したアークにて前記炉内の被溶解物
を溶解するアーク炉と、前記可動電極と前記アーク炉間
に給電用導体にて印加電圧給電用の４つの給電装置を並
列に接続して構成した第１ないし第４の給電回路と、前
記第１の給電回路および前記第２の給電回路のそれぞれ
に設けられ、前記給電用導体により前記可動電極のアー
ク発生点に発生した磁界の向きと逆方向の磁界を発生す
る第１の補助コイルおよび前記給電用導体により前記可
動電極のアーク発生点に発生した磁界の向きと同方向の
磁界を発生する第２の補助コイルと、前記第３の給電回
路および前記第４の給電回路のそれぞれに設けられ、前
記給電用導体により前記可動電極のアーク発生点に発生
した磁界の向きと逆方向の磁界を発生する第３の補助コ
イルおよび前記給電用導体により前記可動電極のアーク
発生点に発生した磁界の向きと同方向の磁界を発生する
第４の補助コイルとを備え、前記第１および第２の補助
コイルを前記給電用導体により前記給電用導体により前
記可動電極のアーク発生点に発生した磁界を打ち消すよ
うに前記アーク炉を介して対面配置し、前記第３および
第４の補助コイルを前記給電用導体により前記可動電極
のアーク発生点に発生した磁界に対し直交方向に、且
つ、逆方向に磁界が発生するように前記アーク炉を介し
て対面配置したものである。

【００１５】請求項６の発明に係るアーク制御装置は、
請求項１項ないし５項のいずれかにおいて、補助コイル
は給電装置と炉間に配設された給電用導体の一部をコイ
ル状にして形成したものである。

【００１６】請求項７の発明に係るアーク制御装置は、
請求項１項ないし５項のいずれかにおいて、可動電極の
上下移動に追従して補助コイルを上下移動させるコイル
可動手段を備えたものである。

【００１７】請求項８の発明に係るアーク制御装置は、
炉内に先端を臨ませた可動電極と前記炉間に電圧を印加
し、前記可動電極より発生したアークにて前記炉内の被
溶解物を溶解するアーク炉と、前記可動電極と前記アー
ク炉間に給電用導体にて印加電圧給電用の給電装置を接
続して構成した給電回路を複数備え、これら給電回路
を、前記給電用導体により前記可動電極のアーク発生点
に発生する磁界を前記可動電極の部分で相互に打消すよ
うに前記可動電極とアーク炉間に並列に接続したもので
ある。

【００１８】請求項９の発明に係るアーク制御装置は、
請求項８において、各給電回路に通電される直流電流の
大きさを制御することにより、直流アークを全方向に任
意に制御可能にする。

【００１９】請求項１０の発明に係るアーク制御装置
は、請求項８または９において、炉を中心に給電回路を
９０°間隔で配置することにより、給電用導体より可動
電極のアーク発生点に発生する磁界を可動電極部で相互
に打消すようにする。

【００２０】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態１は、１つ
の給電回路に給電装置１台で、給電用導体により可動電
極のアーク発生点に発生する磁界と逆方向に磁界を発生
させる様に給電回路による磁界発生用の補助コイルを炉
の側壁に設け、給電用導体により可動電極のアーク発生
点に発生する磁界を、補助コイルより発生する磁界で十
分に打ち消し可動電極からのアークを垂直下方へ発生さ
せる。

【００２１】この発明の実施の形態２は、１つの給電回
路に給電装置１台で、給電用導体により可動電極のアー
ク発生点に発生する磁界と逆方向に磁界を発生させる様
に給電回路による可動磁界発生用の補助コイルを炉の側
壁に設け、給電用導体により可動電極のアーク発生点に
発生する磁界を補助コイルより発生する磁界で十分に打
ち消し、可動電極の上下動によりアークの位置が上下に
移動しても、補助コイルの上下動により常に垂直下方へ
発生させる。

【００２２】この発明の実施の形態３は、１つの給電回
路に給電装置１台で、給電用導体により可動電極のアー
ク発生点に発生する磁界と逆方向に磁界を発生させる様
に給電回路による磁界発生用の補助コイルを炉の側壁に
設け、かつ給電回路に水平方向に可動電極を挟むように
他の補助コイルを設け、給電用導体により可動電極のア
ーク発生点に発生する磁界を各補助コイルより発生する
磁界で十分に打ち消し可動電極からのアークを垂直下方
へ発生させる。

【００２３】この発明の実施の形態４は、１つの給電回
路に給電装置１台で、給電用導体により可動電極のアー
ク発生点に発生する磁界と逆方向に磁界を発生させる様
に給電回路による可動磁界発生用コイルを炉の側壁に設
け、かつ給電回路に水平方向に可動電極を挟むように他
の補助コイルを設け、給電用導体により可動電極のアー
ク発生点に発生する磁界を各補助コイルより発生する磁
界で十分に打ち消し、可動電極の上下動によりアークの
位置が上下に移動しても、補助コイルの上下動により常
に垂直下方へ発生させる。

【００２４】この発明の実施の形態５は、１つの給電回
路に給電装置１台で、給電回路に水平方向に可動電極を
挟むように磁界発生用の補助コイルを炉底下部にある角
度で設け、磁界発生用コイルよりある角度上方の可動電
極アーク発生点へ向かって発生させる磁界と給電用導体
により可動電極のアーク発生点に発生する磁界を十分に
打ち消し、可動電極からのアークを垂直下方へ発生させ
る。

【００２５】この発明の実施の形態６は、１つの給電回
路に給電装置１台で、給電回路に水平方向に可動電極を
挟むように可動磁界発生用の補助コイルを炉底下部にあ
る角度で設けた、補助コイルよりある角度上方の可動電
極アーク発生点へ向かって発生させる磁界と給電用導体
により可動電極のアーク発生点に発生する磁界を十分に
打ち消し、上下へ移動する可動電極からのアークを常に
垂直下方へ発生させる。

【００２６】この発明の実施の形態７は、１つの給電回
路に給電装置２台で、給電用導体により可動電極のアー
ク発生点に発生する磁界と逆方向に磁界を発生させる様
に給電回路による磁界発生用の補助コイルを炉の側壁に
設け、かつ給電回路に水平方向に可動電極を挟むように
し、上記補助コイルと巻方向が逆で巻数が３倍のターン
数となるように他の補助コイル設け、給電電流を可変制
御して各補助コイルに流すことで発生する磁界と給電用
導体により可動電極のアーク発生点に発生する磁界との
相互作用により、可動電極からのアークの偏向を、補助
コイルにより発生する磁界と直角方向へ任意に制御す
る。

【００２７】この発明の実施の形態８は、１つの給電回
路に給電装置２台で、給電用導体により可動電極のアー
ク発生点に発生する磁界と逆方向に磁界を発生させる様
に給電回路による可動磁界発生用の補助コイルを炉の側
壁に設け、かつ給電回路に垂直方向に可動電極を挟むよ
うにし、補助コイルの一方が片方の補助コイルの逆方向
で３倍のターン数となるように設け、給電用導体により
可動電極のアーク発生点に発生する磁界と、給電電流を
可変制御して補助コイルに流すことにより発生する磁界
との相互作用により、可動電極の上下動によりアークの
位置が上下に移動しても可動電極からのアークの偏向
を、補助コイルにより発生する磁界と直角方向へ任意に
制御する。

【００２８】この発明の実施の形態９は、１つの給電回
路に給電装置４台で、給電用導体により可動電極のアー
ク発生点に発生する磁界と逆方向に磁界を発生させる様
に給電回路による磁界発生用の補助コイルを炉の側壁に
設けて給電回路に水平方向に可動電極を挟むようにし、
さらに、給電用導体により可動電極のアーク発生点に発
生する磁界と直交する方向に磁界を発生させる様に給電
回路による磁界発生用の他の補助コイルを炉の側壁に設
けて給電回路に垂直方向に可動電極を挟むように構成
し、給電電流を可変制御して磁界発生用コイルに流すこ
とにより発生する磁界と給電用導体により可動電極のア
ーク発生点に発生する磁界との相互作用により、可動電
極からのアークの偏向を、補助コイルにより発生する磁
界の方向により全方向へ任意に制御する。

【００２９】この発明の実施の形態１０は、１つの給電
回路に給電装置４台で、磁界と逆方向に給電用導体によ
り可動電極のアーク発生点に発生する磁界を発生させる
様に給電回路による可動磁界発生用の補助コイルを炉の
側壁に設けて給電回路に水平方向に可動電極を挟むよう
にし、さらに、給電用導体により可動電極のアーク発生
点に発生する磁界と直交する方向に磁界を発生させる様
に給電回路による補助コイルを炉の側壁に設けて給電回
路に垂直方向に可動電極を挟むように設け、給電電流を
可変制御して補助コイルに流すことにより発生する磁界
と給電用導体により可動電極のアーク発生点に発生する
磁界との相互作用により、可動電極の上下動によりアー
クの位置が上下に移動しても可動電極からのアークの偏
向を、補助コイルにより発生する磁束の方向により全方
向へ任意に制御する。

【００３０】この発明に実施の形態１１は、炉を中心に
４つの給電回路を各々９０゜ずらして４方向の位置に設
け、各々の給電回路により発生する磁界が可動電極アー
ク発生点で相互に打ち消し、可動電極からのアークを垂
直下方へ発生させる。

【００３１】この発明に実施の形態１２は、炉を中心に
４つの給電回路を各々９０゜ずらして４方向の位置に設
け、各々の給電回路による磁界と、給電電流を可変制御
して磁界発生用コイルに流すことにより発生する磁界と
の相互作用により、可動電極からのアークを任意の方向
へ発生させる。

【００３２】以下、各実施の形態について図１ないし図
２３を参照して詳細に説明する。 実施の形態１．図１に本実施の形態の構成図を示す。
尚、図中、図２４と同一符号は同一または相当部分を示
す。本実施の形態においては、補助コイル８は、給電回
路の一部を成す給電用導体３により可動電極６のアーク
発生点に発生する磁界Ｂ１と逆方向の磁界Ｂ２を発生す
るようにして直流アーク炉５の側壁に設置する。

【００３３】この補助コイル８はサイリスタ変換器２の
正極側（＋）より炉底電極７に配設された給電用導体と
同様の導体を、給電回路のなす面に対して平行で、且つ、
直流アーク炉５の長手方向に沿ってコ字状（Ｅ−Ｆ−Ｇ
−Ｈ）に折曲して形成する。ここで、給電用導体３と
は、可動電極６と平滑用リアクトル４との間、平滑用リ
アクトル４とサイリスタ変換器２との間、そしてサイリ
スタ変換器２と補助コイルとの間を接続する導体３を総
称したものを示す。従って、以下、各実施の形態中では
導体、即ち給電用導体として説明する。

【００３４】給電装置（サイリスタ変換器２）より給電
用導体３を介して可動電極６と炉底電極７間に直流電圧
を印加すると、直流アーク炉５内に直流アークが発生す
る。この時、給電用導体３を流れる直流電流Ｉにより、
磁界Ｂ１が直流アーク炉５内に発生し、同じく直流電流
Ｉにより磁界Ｂ２が補助コイル８に発生する。補助コイ
ル８は、磁界Ｂ１と逆向きの磁界Ｂ２が発生するように
給電回路に設置されている。そのため、磁界Ｂ１とＢ２
は互いに打消し合い、磁界Ｂ１が可動電極６よりの直流
アークに影響を与えることはない。

【００３５】図２に可動電極６よりの直流アークに影響
する磁界Ｂ１および補助コイル８により発生した磁界Ｂ
２のベクトル図を示す。 図において給電用導体３およ
び補助コイル８より発生する磁界Ｂ１およびＢ２は、値
が等しく方向が逆向きに作用するベクトルとなる。その
ため、磁界Ｂ１およびＢ２は互いに打消し合い、可動電
極６のアーク発生点より発生する直流アークは磁界Ｂ１
の影響を受けず、直流アーク放電方向を垂直下方に制御
可能となる。

【００３６】実施の形態２．上記、実施の形態１では補
助コイル８を所定の位置に固定したが、本実施の形態で
は可動電極６の上下移動に併せて補助コイル８を上下方
向に移動する。図３は本実施の形態によるアーク制御装
置の構成図である。尚、図中、図１と同一符号は同一又
は相当部分を示す。補助コイル８は給電用導体により可
動電極６のアーク発生点に発生する磁界と逆方向に磁界
を発生させる様に直流アーク炉５の側壁に設けられ、補
助コイル可動装置９により直流アーク炉に沿って上下方
向に移動する。

【００３７】可動電極６が上下移動した時に、補助コイ
ル８を補助コイル可動装置９で移動させると、補助コイ
ル８より発生した磁界Ｂ２をアーク発生点に追従させる
ことができる。

【００３８】この場合、補助コイル８は、発生する磁界
Ｂ２が給電用導体３より発生する磁界Ｂ１と逆向きとな
るように設置されている。従って、可動電極６の移動に
よりアーク発生点の位置が移動しても、その位置での、
給電導体３による磁界Ｂ１’と補助コイル８による磁界
Ｂ２とは大きさが等しく、方向が逆向きであるのでの磁
界Ｂ１’とＢ２は互いに打消し合い、可動電極６よりの
直流アークは磁界Ｂ１’の影響を受けない。

【００３９】図４に可動電極６よりの直流アークに影響
する磁界Ｂ１’および補助コイル８により発生する磁界
Ｂ２のベクトル図を示す。図において可動電極６が上移
動した場合に給電用導体３および補助コイル８より発生
する磁界Ｂ１'およびＢ２は、それぞれ値が等しく、方
向が逆向きに作用するベクトルとなる。

【００４０】そのため、磁界Ｂ１’とＢ２とをベクトル
合成すると互いに打消し合い可動電極６よりの直流アー
クに影響を与えないように制御することができる。従っ
て本実施の形態の構成では、可動電極６の上下移動によ
りアーク発生位置が大きく変化しても、直流アーク放電
方向を垂直下方へ制御することができると共に、直流ア
ーク発生方向をある範囲において十分に制御することが
できるため、直流アークを炉内の被溶解物１１に均等に
放電させることで短時間で効率よく溶解させることがで
きる。

【００４１】実施の形態３．上記、実施の形態１では給
電回路の１水平方向に給電用導体３の一部を導いて補助
コイル８を形成したが、本実施の形態では給電回路を介
してもう１個の補助コイル８’を既存の補助コイル８
に、直流アーク炉の５を介して対面配置して並列接続す
る。即ち、本実施の形態では給電用導体３により可動電
極６のアーク発生点に発生する磁界と逆方向に磁界を発
生させる様に補助コイル８を直流アーク炉５の側壁に設
けると共に、この補助コイル８に対して他の補助コイル
８’が直流アーク炉５を挟んで対向配置されている。
尚、他の補助コイル８’に発生する磁界は給電用導体３
により可動電極６のアーク発生点に発生する磁界と同方
向に磁界を発生する。

【００４２】図５に本実施の形態の構成図を示す。直流
アーク炉５の一側面に形成した補助コイル８に対して、
もう１個の補助コイル８'を直流アーク炉５の反対側面
に配置して補助コイル８に並列接続している。補助コイ
ル８'より発生する磁界Ｂ３は補助コイル８より発生す
る磁界Ｂ２と同方向になるように巻線方向を定める。

【００４３】給電用導体３に直流電流Ｉが流れると給電
回路に磁界Ｂ１が発生する。この時、補助コイル８と補
助コイル８'には直流電流Ｉが分流し、値の等しい直流
電流Ｉ１とＩ２がそれぞれ流れる。電流Ｉ１,Ｉ２が流
れることにより、補助コイル８と８'のそれぞれに発生
する磁界Ｂ２,Ｂ３は、磁界Ｂ１の１/２で逆向きとなる
ように補助コイル８,８'が設置されている。

【００４４】給電用導体３により発生する磁界Ｂ１と補
助コイル８,８'により発生する合成磁界Ｂ２＋Ｂ３とは
大きさが等しく方向が逆向きの磁界となり、そのため磁
界Ｂ１と合成磁界Ｂ２＋Ｂ３のベクトル合成は互いに打
消し合い可動電極６よりの直流アークに影響を与えな
い。

【００４５】図６に可動電極６よりの直流アークに影響
する磁界Ｂ１、及び合成磁界Ｂ２＋Ｂ３のベクトル図を
示す。 図において給電用導体３および補助コイル８,
８'により発生する磁界Ｂ１および合成磁界Ｂ２＋Ｂ３
は大きさが等しく、方向が逆向きに作用するベクトルと
なる。そのため、磁界Ｂ１および合成磁界Ｂ２＋Ｂ３の
ベクトル合成は互いに打消し合い可動電極６よりの直流
アークに影響を与えないように制御することができる。

【００４６】従って、本実施の形態によれば、可動電極
アーク発生点Ｐにおける直流アーク放電方向を垂直下方
へ制御することが出来、片側補助コイルよりも広い範囲
で磁界Ｂ１を十分に打ち消すことができる。

【００４７】実施の形態４．上記、実施の形態３では補
助コイル８,８'を所定の位置に固定したが、本実施の形
態では可動電極６の上下移動に併せて補助コイル８,８'
を上下方向に移動する。図７は本実施の形態によるアー
ク制御装置の構成図である。尚、図中、図５と同一符号
は同一又は相当部分を示す。補助コイル８,８'は補助コ
イル可動装置９により直流アーク炉５に沿って上下方向
に移動する。

【００４８】給電用導体３を流れる直流電流Ｉにより磁
界Ｂ１が発生する。この時、可動電極６の上下移動によ
り磁界Ｂ１が上下移動すれば補助コイル８,８'を補助コ
イル可動装置９により可動させることにより直流アーク
の位置に、補助コイル８,８'を追従させることができ
る。

【００４９】この場合、直流電流Ｉ１とＩ２が等しく、
直流電流Ｉ１,Ｉ２により発生する磁界Ｂ２,Ｂ３がそれ
ぞれ磁界Ｂ１の１/２で逆向きとなる様な補助コイルを
設置してある。従って、給電用導体３により発生する磁
界Ｂ１と、補助コイル８,８'により発生する磁界Ｂ２,
Ｂ３の和とは大きさが等しく、方向が逆向きとなり、磁
界Ｂ１と合成磁界Ｂ２＋Ｂ３のベクトル合成は互いに打
消し合い可動電極６よりの直流アークに影響を与えな
い。

【００５０】図８に本実施の形態における可動電極６よ
りの直流アークに影響する磁界Ｂ１、及び合成磁界Ｂ２
＋Ｂ３のベクトル図を示す。図において可動電極６が上
移動した場合の給電用導体３および補助コイル８,８'に
より発生する磁界Ｂ１'および合成磁界Ｂ２＋Ｂ３は値
が等しく、方向が逆向きに作用するベクトルとなる。従
って、磁界Ｂ１'と合成磁界Ｂ２＋Ｂ３のベクトル合成
は互いに打消し合い可動電極６よりの直流アークに影響
を与えないように制御することができる。

【００５１】本実施の形態によれば、可動電極の上下移
動により直流アーク発生位置が大きく変化しても、直流
アーク放電方向を垂直下方へ制御することができると共
に、直流アークを炉内の被溶解物１１に均等に放電させ
ることで短時間で効率よく溶解させることができる。

【００５２】実施の形態５．上記、実施の形態３では補
助コイル８及び８'の設置角度を磁界Ｂ１の方向に対し
て平行となるようにしたが、本実施の形態では、２つの
補助コイル８，８’を給電回路に対して水平方向に、且
つ、可動電極を挟むようにして炉底下部にある角度で設
置する。２つの補助コイル８，８’は、所定角度上方の
可動電極アーク発生点へ向かって磁界を発生させ、この
磁界は給電用導体により可動電極のアーク発生点に発生
する磁界を十分に打ち消し、可動電極からのアークを垂
直下方へ発生させる。図９は本実施の形態によるアーク
制御装置の構成図である。本実施の形態では図９に示す
ように補助コイル８及び８'の設置角度を磁界Ｂ１方向
に対してある角度θになるようにし、各補助コイルに分
流する直流電流Ｉ１とＩ２が等しく、且つ、直流電流Ｉ
１,Ｉ２により発生する磁界Ｂ２,Ｂ３がそれぞれ磁界Ｂ
１の１／（２ＣＯＳθ）となるように補助コイル８,８'
の巻数を設定してある。

【００５３】図１０は本実施の形態において可動電極６
から放電する直流アークに影響を与える磁界Ｂ１と、磁
界Ｂ１の方向に対してある角度θに設置した補助コイル
８及び８'により発生する磁界Ｂ２およびＢ３の合成ベ
クトルを示す。図において、補助コイル８の平面に垂直
な中心軸から可動電極アーク発生点Ｐの方向へθの角度
で磁界Ｂ２を発生させ、同点Ｐから補助コイル８'の平
面に垂直な中心軸へθの角度で磁界Ｂ３を発生させる。
その結果、磁界Ｂ２とＢ３の合成ベクトルを磁界Ｂ１と
１８０゜反対方向に作用させることにより相互に打ち消
し、アーク放電方向を垂直下方へ発生することができ
る。

【００５４】本実施の形態の構成では、補助コイル８お
よび８'のコイル平面に垂直な中心軸から可動電極アー
ク発生点Ｐに対しθの角度で炉の下部に設置するので、
実施の形態３と同様に直流アーク放電方向を垂直下方へ
制御することができると共に、炉側面の補助コイル設置
用スペースを少なくすることができるため、出鉱等の炉
前作業がやりやすくなる。

【００５５】実施の形態６．上記、実施の形態５では補
助コイル８,８'を所定の位置に固定したが、本実施の形
態では可動電極６の上下移動に併せて補助コイル８,８'
を上下方向に移動する。図１１は本実施の形態によるア
ーク制御装置の構成図である。尚、図中、図９と同一符
号は同一又は相当部分を示す。補助コイル８,８'は補助
コイル可動装置９により直流アーク炉５に沿って上下方
向に移動する。

【００５６】図１２は本実施の形態における可動電極６
から放電する直流アークに影響を与える磁界Ｂ１と可動
電極アーク発生点Ｐと各補助コイル８,８'の平面に垂直
な中心軸とのある角度θの方向へ発生する磁界Ｂ２およ
びＢ３のベクトル図を示す。

【００５７】図において、補助コイル８および補助コイ
ル８'を補助コイル可動装置９で可動電極の上下移動に
追従して上下移動させることで、補助コイル８の平面に
垂直な中心軸から可動電極アーク発生点Ｐの方向へθの
角度で磁界Ｂ２を発生させ、同点Ｐから補助コイル８'
の平面に垂直な中心軸へθの角度で磁界Ｂ３を発生させ
る。そして、磁界Ｂ２とＢ３の合成ベクトルを磁界Ｂ
１'と１８０゜反対方向に作用させることにより、相互
に打ち消し直流アーク放電方向を垂直下方へ発生させる
ことができる。

【００５８】本実施の形態のによれば、可動電極の上下
移動により直流アーク発生位置が大幅に変化しても直流
アーク放電方向を、垂直下方へ制御することができると
共に、直流アークを炉内の被溶解物１１に均等に放電さ
せることで短時間で効率よく溶解させることができる。

【００５９】実施の形態７．上記、実施の形態３（図５
を参照）では同一巻数の補助コイル８,８'を給電回路を
挟んで並列接続し、これら補助コイル８,８'に単一の給
電装置より直流電流Ｉを分流させた。本実施の形態では
図１３に示すように、補助コイル（第１の補助コイル）
８の巻数を補助コイル（第２の補助コイル）８'の巻数
の３倍とし、更に、補助コイル８'の巻方向を図のよう
に補助コイル８の巻方向と逆方向した。即ち、給電用導
体により可動電極６のアーク発生点に発生する磁界と逆
方向に磁界を発生させる様に給電回路による磁界発生用
の補助コイル８を直流アーク炉５の側壁に設け、かつ給
電回路に水平方向に可動電極を挟むようにして補助コイ
ル８と巻方向が逆で巻数が３倍のターン数となるように
他の補助コイル８’が設置されている。また、各補助コ
イル８,８'の一端は炉底電極７に共通接続すると共に、
各他端にそれぞれ設けた給電装置（サイリスタ変換器
２： 第１の給電回路を構成する）、給電装置（サイリ
スタ変換器２’：第２の給電回路を構成する）より直流
電流Ｉ１,Ｉ２が個々に給電される。その他の構成は実
施の形態３と同様である。

【００６０】給電用導体３を流れる直流電流Ｉにより磁
界Ｂ１が発生する。この場合、直流電流Ｉ１により補助
コイル８に発生する磁界Ｂ２は磁界Ｂ１の３/２位で、
向きは逆方向である。更に、直流電流Ｉ２により補助コ
イル８'に発生する磁界Ｂ３は磁界Ｂ１の１／２位で、
向きは同方向となるように補助コイルを設置してある。
従って、給電用導体３により発生する磁界Ｂ１と補助コ
イル８'により発生する磁界Ｂ３との合成磁界は、もう
片方の補助コイル８により発生する磁界Ｂ２と大きさが
等しく方向が逆向きの磁界となり、合成磁界Ｂ１＋Ｂ３
と磁界Ｂ２は互いに打消し合い可動電極６よりの直流ア
ークに影響を与えない。更に、直流電流Ｉ１,Ｉ２の大
きさを各給電装置２,２'により可変制御することによ
り、合成磁界Ｂ１＋Ｂ３を変えることができる。

【００６１】図１４に本実施の形態における可動電極６
よりの直流アークに影響する合成磁界Ｂ１＋Ｂ３および
Ｂ２のベクトル図を示す。図において給電用導体３およ
び補助コイル８,８'により発生する合成磁界Ｂ１＋Ｂ３
および磁界Ｂ２は値が等しく、方向が逆向きに作用する
ベクトルとなり、合成磁界Ｂ１＋Ｂ３および磁界Ｂ２は
互いに打消し合い可動電極よりの直流アークに影響を与
えないため直流アークを垂直下方に発生させるように制
御できる。

【００６２】更に、直流電流Ｉ１,Ｉ２の大きさを給電
装置により可変制御することにより、補助コイル８,８'
より発生する磁界Ｂ２とＢ３の大きさを可変することに
より、磁界Ｂ１との合成磁界の向きと大きさを制御する
ことができる。

【００６３】本実施の形態のによれば、各補助コイル
８,８'に流す直流電流を変化させることにより、可動電
極アーク発生点Ｐにおける直流アーク放電方向を垂直下
方を含め、磁界Ｂ１方向に対して直交かつ両方向へ制御
することができるため、直流アークを炉内の被溶解物１
１に均等に放電でき、且つ、短時間で効率よく溶解させ
ることができる。

【００６４】実施の形態８．上記、実施の形態７では補
助コイル８,８'を所定の位置に固定したが、本実施の形
態では可動電極６の上下移動に併せて補助コイル８,８'
を上下方向に移動する。図１５は本実施の形態によるア
ーク制御装置の構成図である。尚、図中、図１３と同一
符号は同一又は相当部分を示す。補助コイル８,８'は補
助コイル可動装置９により直流アーク炉に沿って上下方
向に移動する。その他は実施の形態７と同様である。

【００６５】本実施の形態における直流アーク炉は、給
電装置より可動電極６へ直流電圧を印加する事により炉
内に直流アークを発生させるものであるが、給電用導体
３を流れる直流電流Ｉにより磁界Ｂ１が発生する。この
時、可動電極６の上下移動により磁界Ｂ１が上下移動す
れば補助コイル８,８'を可動させることにより直流アー
クの位置に追従することができる。

【００６６】この場合、直流電流Ｉ１により補助コイル
８に発生する磁界Ｂ２は磁界Ｂ１の３/２位で逆方向に,
直流電流Ｉ２により発生する磁界Ｂ３は磁界Ｂ１の１/
２位で同じ向きとなる様な補助コイルを設置しているた
め、給電用導体３により発生する磁界Ｂ１と補助コイル
８'により発生する磁界Ｂ３との合成磁界が、もう片方
の補助コイル８により発生する磁界Ｂ２と大きさが等し
く、方向が逆向きの磁界となり合成磁界Ｂ１＋Ｂ３と磁
界Ｂ２は互いに打消し合い可動電極よりの直流アークに
影響を与えない。更に、直流電流Ｉ１,Ｉ２の大きさを
給電装置２,２'により可変制御することにより、合成磁
界Ｂ１＋Ｂ３の大きさを可変することができる。

【００６７】図１６に本実施の形態における可動電極６
により直流アークに影響する磁界Ｂ１、及び磁界Ｂ２,
Ｂ３のベクトル図を示す。可動電極６が上移動した場合
の給電用導体３および補助コイル８,８'により発生する
磁界Ｂ１'と磁界Ｂ３およびＢ２のベクトル合成は、値
が等しく方向が逆向きに作用するベクトルとなり磁界Ｂ
１'とＢ３および磁界Ｂ２のベクトル合成は互いに打消
し合い可動電極６よりの直流アークに影響を与えない。

【００６８】更に、直流電流Ｉ１,Ｉ２を給電装置で制
御すると、補助コイル８,８'より発生する磁界Ｂ２とＢ
３の大きさは可変されて磁界Ｂ１との合成磁界を可変す
ることができる。

【００６９】本実施の形態によれば、可動電極６の上下
移動により直流アーク発生位置が変化しても、直流アー
ク放電方向を垂直下方を含め磁界Ｂ１方向に対して、直
交かつ両方向へ制御することができると共に、直流アー
クを炉内の被溶解物１１に均等に放電でき、且つ、短時
間で効率よく溶解させることができる。

【００７０】実施の形態９．上記、実施の形態７では、
可動電極６を中心に給電回路の各水平方向に補助コイル
８,８'を対面配置したが、本実施の形態では補助コイル
８,８'に加えて、可動電極６を中心に図１７に示すよう
に補助コイル（第３の補助コイル）８'',補助コイル
（第４の補助コイル）８'''を対面配置する。従って、
直流アーク炉５の周囲に９０°間隔で補助コイル８,
８'',８',８'''を４個配置し、各補助コイル８,８'',
８',８'''の一端は炉底電極７に共通接続され、各他端
はそれぞれ個々の給電装置を構成するサイリスタ変換器
２,２'',２''',２'の正極側（＋）に接続されている。

【００７１】尚、補助コイル８はサイリスタ変換器２よ
り直流電流Ｉ１が供給され、補助コイル８''は第３の給
電回路を構成するサイリスタ変換器２''より直流電流Ｉ
３が供給され、補助コイル８'はサイリスタ変換器２'よ
り直流電流Ｉ２が供給され、また補助コイル８'''は第
４の給電回路を構成するサイリスタ変換器２'''より直
流電流Ｉ４が供給されている。補助コイル８の巻数は他
の補助コイル８'',８',８'''の巻数の３倍である。

【００７２】発生する磁界Ｂ２の向きは給電回路が発生
する磁界Ｂ１の向に対して逆である。補助コイル８の９
０°右側の補助コイル８''が発生する磁界Ｂ４の向きは
磁界Ｂ２に対して垂直であり、補助コイル８''の９０°
右側の補助コイル８'が発生する磁界Ｂ３の向きは磁界
Ｂ１と同方向であり、また補助コイル８'の９０°右側
の補助コイル８'''が発生する磁界Ｂ５の向きは磁界Ｂ
４と逆方向である。

【００７３】給電用導体３を流れる直流電流Ｉにより給
電回路に磁界Ｂ１が発生する。この場合、前記実施の形
態７と同様に、補助コイル８,８'に発生する磁界Ｂ２,
Ｂ３の大きさは直流電流Ｉ１,Ｉ２により制御すること
ができ、補助コイル８'',８'''に発生する磁界Ｂ４,Ｂ
５の大きさは直流電流Ｉ３,Ｉ４により制御することが
できる。

【００７４】図１８に本実施の形態における可動電極よ
りの直流アークに影響する磁界Ｂ１、及び磁界Ｂ２,Ｂ
３,Ｂ４,Ｂ５のベクトルの斜視図を示す。直流電流Ｉ
１,Ｉ２,Ｉ３,Ｉ４のそれぞれの大きさを可変制御する
ことで磁界Ｂ１＋Ｂ３とＢ２の合成、及びＢ４とＢ５と
の合成の全合成ベクトルＢ（＝｛Ｂ２−（Ｂ１＋Ｂ
３）｝＋Ｂ５−Ｂ４）を全方向に発生させることができ
る。図の場合はＢ１＋Ｂ３＜Ｂ２かつＢ４＜Ｂ５の場
合、直流アークに影響を与える磁界のベクトル合成Ｂを
図のような方向に発生させることができる。

【００７５】本実施の形態の構成では、可動電極アーク
発生点Ｐにおける直流アーク放電方向を垂直下方および
全方向へ制御することができる。更に直流電流Ｉ１,Ｉ
２,Ｉ３,Ｉ４を順次変化させることにより、直流アーク
放電方向を回転させ炉内の被溶解物１１を均等溶解させ
ることができる。

【００７６】実施の形態１０．上記、実施の形態９では
補助コイル８,８'',８',８'''を所定の位置に固定した
が、本実施の形態では可動電極６の上下移動に併せて補
助コイル８,８'',８',８'''を上下方向に移動する。図
１９は本実施の形態によるアーク制御装置の構成図であ
る。尚、図中、図１７と同一符号は同一又は相当部分を
示す。補助コイル８,８'',８',８'''は補助コイル可動
装置９により直流アーク炉に沿って上下方向に移動す
る。

【００７７】給電用導体３を流れる直流電流Ｉにより磁
界Ｂ１が補助コイル８に発生する。この時、可動電極６
の上下移動により磁界Ｂ１が上下移動した時に補助コイ
ル８を上下可動させることにより直流アーク位置に追従
することができる。この場合、実施の形態７と同様に直
流電流Ｉ１,Ｉ２により補助コイル８,８'に発生する磁
界Ｂ２,Ｂ３の大きさを制御することができる。更に、
直流電流Ｉ３,Ｉ４により補助コイル８'',８'''に発生
する磁界Ｂ４,Ｂ５の大きさも制御することができる。

【００７８】図２０に実施の形態１０における可動電極
６よりの直流アークに影響する磁界Ｂ１、及びＢ２,Ｂ
３,Ｂ４,Ｂ５のベクトルの斜視図を示す。可動電極６が
上下移動した場合に補助コイル８,８',８'',８'''を上
下移動させ、直流電流Ｉ１,Ｉ２,Ｉ３,Ｉ４の大きさを
それぞれ可変制御することで、磁界Ｂ１＋Ｂ３と磁界Ｂ
２との合成、及び磁界Ｂ４とＢ５の合成の全合成ベクト
ルＢを全方向に発生させることができる。図の場合は、
可動電極６が上移動した時に給電用導体３により発生す
る磁界がＢ１'＋Ｂ３＜Ｂ２かつＢ４＜Ｂ５の場合、直
流アークに影響を与える磁界のベクトル合成Ｂを図のよ
うな方向に発生させることができる。

【００７９】従って、本実施の形態によれば、可動電極
６の上下移動により直流アーク発生位置が変化しても、
直流アーク放電方向を垂直下方および全方向へ制御する
ことができる。更に直流電流Ｉ１,Ｉ２,Ｉ３,Ｉ４を順
次変化させることにより、直流アーク放電方向を回転さ
せ炉内の被溶解物１１を均等溶解させることができる。

【００８０】実施の形態１１．図２１は本実施の形態に
係るアーク制御装置の構成図である。本装置は、平滑用
リアクトルの一端と交流電力を直流電力に変換用のサリ
スタ変換器の負極側（−）とを給電用導体によって直列
接続して構成した給電回路を４回路設け、これらを第１
乃至第４の給電回路とし、可動電極を中心に直流アーク
炉５の周囲に９０°間隔で第１乃至第４の給電回路を配
置する。ここで、各給電回路の配置を詳細に説明するな
らば、給電回路を構成する給電装置を２台、給電回路に
水平方向で直流アーク炉５を中心にして１８０°の双方
に位置に配置し、さらに、給電回路に垂直方向で直流ア
ーク炉５を中心にして９０°の双方に位置に配置する。
尚、本実施の形態で示す給電用導体とは、可動電極６と
各平滑リアクトル４,４',４'',４'''との間を接続する
導体３，３',３'',３'''、各平滑リアクトル４,４',
４'',４'''と各サイリスタ変換器２,２',２'',２'''と
の間を接続する導体３，３',３'',３'''、各サイリタ変
換器２,２',２'',２'''と炉底電極７との間を接続する
導体３，３',３'',３'''を総称したものを示す。従っ
て、実施の形態の説明中では導体３，３',３'',３'''、
を給電用導体として説明する。

【００８１】第１の給電回路は平滑用リアクトル４と、
炉用変圧器１を交流入力側に接続したサイリスタ変換器
２とを給電用導体３で直列接続して構成し、第２の給電
回路は平滑用リアクトル４'と、炉用変圧器１'を交流入
力側に接続したサイリスタ変換器２'とを給電用導体３'
で直列接続して構成し、第３の給電回路は平滑用リアク
トル４''と、炉用変圧器１''とを交流入力側に接続した
サイリスタ変換器２''を給電用導体３''で直列接続して
構成し、第４の給電回路は平滑用リアクトル４'''と、
炉用変圧器１'''を交流入力側に接続したサイリスタ変
換器２'''とを給電用導体３'''で直列接続して構成して
いる。

【００８２】尚、各給電回路における平滑用リアクトル
４、４'、４''、及び４'''の他端は可動電極６に共通接
続され、サイリスタ変換器２、２'、２''、及び２'''の
正極側（＋）は炉底電極７に共通接続されている。給電
用導体３、３'、３''および３'''を流れる直流電流Ｉ
１、Ｉ２、Ｉ３およびＩ４により磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３
およびＢ４が発生する。この場合直流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３
およびＩ４が等しければ給電用導体３、３'、３''およ
び３'''より発生する磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４
は大きさが等しく、磁界の方向が各々９０°づつ異なっ
て磁界Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３およびＢ４は互いに打消し合い可
動電極６よりの直流アークに影響を与えない。

【００８３】図２２は実施の形態１１における可動電極
よりの直流アークに影響する磁界Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３および
Ｂ４のベクトル図を示す。図において給電用導体３,
３',３''および３'''により発生する磁界Ｂ１,Ｂ２,Ｂ
３およびＢ４は大きさが等しく方向が各々９０度づつ異
なったベクトルとなり、Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３およびＢ４は互
いに打消し合い可動電極よりの直流アークに影響を与え
ないため直流アークを垂直下方に発生させるように制御
できる。

【００８４】本実施の形態によれば、磁界発生用コイル
を必要としないため、炉の周囲の給電用導体を単純化す
ることができると共に、可動電極アーク発生点における
直流アーク放電方向を垂直下方へ制御することができ
る。

【００８５】実施の形態１２．上記、実施の形態１１で
は給電用導体３,３',３'',３'''に流れる直流電流Ｉ１,
Ｉ２,Ｉ３,Ｉ４の電流の大きさを等しくして、給電用導
体３、３'、３''および３'''より発生する磁界Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３およびＢ４の大きさを等しくした。本実施の形
態では給電用導体３,３',３'',３'''に流れる直流電流
Ｉ１,Ｉ２,Ｉ３,Ｉ４の電流の大きさを制御して磁界の
ベクトルを変えるようにした。

【００８６】以下、本実施の形態を図２１を参照して説
明する。本実施の形態は給電用導体３,３',３''および
３'''に流れる直流電流Ｉ１,Ｉ２,Ｉ３およびＩ４の電
流の大きさを制御することを考える。給電用導体３に流
れる直流電流Ｉ１と給電用導体３,３',３''および３'''
に流れる直流電流Ｉ１,Ｉ２,Ｉ３およびＩ４が等しくな
い場合、給電用導体３,３',３''および３'''により発生
する磁界Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３およびＢ４は直流電流Ｉ１,Ｉ
２,Ｉ３およびＩ４に比例して大きさが異なり方向が各
々９０度づつ異なった磁界が発生する。次に、本動作を
図２３のベクトル図を用いて説明する。

【００８７】例えば、Ｉ１＝Ｉ３＝Ｉ４＞Ｉ２であると
仮定すると、給電用導体３,３',３"および３'''により
発生する磁界Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３及びＢ４は、Ｂ１＝Ｂ３＝
Ｂ４＞Ｂ２の大きさで各々９０゜づつ異なった方向に作
用するベクトルとなり、Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３,Ｂ４の合成ベ
クトルＢ1234は、Ｂ４の向きにＢ1234の大きさの力を及
ぼすものとなり可動電極よりの直流アークにはＢ４の向
きにＢ1234の大きさの磁界の影響が発生する。よって直
流電流Ｉ１,Ｉ２,Ｉ３及びＩ４を制御することにより可
動電極よりの直流アークを任意の方向に制御することが
できる。

【００８８】本実施の形態によれば、可動電極アーク発
生点における直流アーク放電方向を垂直下方および全方
向へ制御することができる。更に、直流電流Ｉ１,Ｉ２,
Ｉ３,Ｉ４を順次変化させることにより、直流アーク放
電方向を回転させ炉内の被溶解物１１を均等に溶解させ
ることができる。尚、上記説明では補助コイルは全て角
形としているが、他の形状、例えば円形や楕円形に形成
してもよい。

【００８９】この発明によれば、給電用導体および補助
コイルより発生する磁界Ｂ１および磁界ｂ２は、値が等
しく方向が逆向きに作用するベクトルとなる。そのた
め、磁界Ｂ１および磁界Ｂ２は互いに打消し合い、可動
電極のアーク発生点より発生する直流アークは磁界Ｂ１
の影響を受けず、直流アーク放電方向を垂直下方に制御
可能となる。

【００９０】この発明によれば、給電回路を構成する給
電導体をコイル状にして補助コイルを形成することで、
給電回路中における補助コイルの設置が容易となる。

【００９１】この発明によれば、可動電極の移動により
磁界の位置が移動しても、磁界Ｂ１と磁界Ｂ２とは大き
さが等しく、方向が逆向きであるのでの磁界Ｂ１とＢ２
は互いに打消し合い、可動電極６よりの直流アークは磁
界Ｂ１の影響を受けない。

【００９２】この発明によれば、磁界発生用コイルを必
要としないため、炉の周囲の給電用導体を単純化するこ
とができる

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態１
を示す構成図である。

【図２】 本実施の形態１の動作を説明する磁界のベク
トル図である。

【図３】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態２
を示す構成図である。

【図４】 本実施の形態２の動作を説明する磁界のベク
トル図である。

【図５】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態３
を示す構成図である。

【図６】 本実施の形態３の動作を説明する磁界のベク
トル図である。

【図７】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態４
を示す構成図である。

【図８】 本実施の形態４の動作を説明する磁界のベク
トル図である。

【図９】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態５
を示す構成図である。

【図１０】 本実施の形態５の動作を説明する磁界のベ
クトル図である。

【図１１】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態
６を示す構成図である。

【図１２】 本実施の形態６の動作を説明する磁界のベ
クトル図である。

【図１３】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態
７を示す構成図である。

【図１４】 本実施の形態７の動作を説明する磁界のベ
クトル図である。

【図１５】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態
８を示す構成図である。

【図１６】 本実施の形態８の動作を説明する磁界のベ
クトル図である。

【図１７】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態
９を示す構成図である。

【図１８】 本実施の形態９の動作を説明する磁界のベ
クトルの斜視図である。

【図１９】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態
１０を示す構成図である。

【図２０】 本実施の形態１０の動作を説明する磁界の
ベクトルの斜視図である。

【図２１】 本発明によるアーク制御装置の実施の形態
１１を示す構成図である。

【図２２】 本実施の形態１１の動作を説明する磁界の
ベクトル図である。

【図２３】 本実施の形態１２の動作を説明する磁界の
ベクトル図である。

【図２４】 従来技術の説明を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 炉用変圧器、２ サイリスタ変換器（給電装置）、
３ 給電用導体、４ 平滑用リアクトル、５ 直流アー
ク炉、６ 可動電極、７ 炉底電極、８ 補助コイル、
９ 補助コイル可動装置、１０ ホルダーアーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 麻生 隆之 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内に臨ませた可動電極と前記炉間に電
   圧を印加し、前記可動電極より発生したアークで前記炉
   内の被溶解物を溶解するアーク炉と、前記可動電極と前
   記アーク炉間に給電用導体にて印加電圧給電用の給電装
   置を接続して構成した給電回路と、前記給電用導体によ
   り前記可動電極のアーク発生点に発生する磁界を打ち消
   す方向の磁界を発生する補助コイルとを備えたことを特
   徴とするアーク制御装置。
2. 【請求項２】 ２つの補助コイルを炉を挟んで対向配置
   して立設し、給電用導体より可動電極のアーク発生点に
   発生する磁界を前記補助コイルより発生する磁界で打ち
   消すようにしたことを特徴とする請求項１に記載のアー
   ク制御装置。
3. 【請求項３】 アーク炉の両側面に配置した各補助コイ
   ルの平面と可動電極との間に所定の広がり角度を設けた
   ことを特徴とする請求項２に記載のアーク制御装置。
4. 【請求項４】 炉内に臨ませた可動電極と前記炉間に電
   圧を印加し、前記可動電極より発生したアークにて前記
   炉内の被溶解物を溶解するアーク炉と、前記可動電極と
   前記アーク炉間に給電用導体にて印加電圧給電用の２つ
   の給電装置を並列に接続して構成した第１および第２の
   給電回路と、前記第１の給電回路に設けられ、前記給電
   用導体により前記可動電極のアーク発生点に発生した磁
   界の向きと逆方向の磁界を発生する第１の補助コイル
   と、前記第２の給電回路に設けられ、前記給電用導体に
   より前記可動電極のアーク発生点に発生した磁界の向き
   と同方向の磁界を発生する第２の補助コイルとを備え、
   これら補助コイルを前記給電用導体により前記可動電極
   のアーク発生点に発生した磁界を打ち消すように前記ア
   ーク炉を介して対面配置したことを特徴とするアーク制
   御装置。
5. 【請求項５】 炉内に臨ませた可動電極と前記炉間に電
   圧を印加し、前記可動電極より発生したアークにて前記
   炉内の被溶解物を溶解するアーク炉と、前記可動電極と
   前記アーク炉間に給電用導体にて印加電圧給電用の４つ
   の給電装置を並列に接続して構成した第１ないし第４の
   給電回路と、前記第１の給電回路および前記第２の給電
   回路のそれぞれに設けられ、前記給電用導体により前記
   可動電極のアーク発生点に発生した磁界の向きと逆方向
   の磁界を発生する第１の補助コイルおよび前記給電用導
   体により前記可動電極のアーク発生点に発生した磁界の
   向きと同方向の磁界を発生する第２の補助コイルと、前
   記第３の給電回路および前記第４の給電回路のそれぞれ
   に設けられ、前記給電用導体により前記可動電極のアー
   ク発生点に発生した磁界の向きと逆方向の磁界を発生す
   る第３の補助コイルおよび前記給電用導体により前記可
   動電極のアーク発生点に発生した磁界の向きと同方向の
   磁界を発生する第４の補助コイルとを備え、前記第１お
   よび第２の補助コイルを前記給電用導体により前記給電
   用導体により前記可動電極のアーク発生点に発生した磁
   界を打ち消すように前記アーク炉を介して対面配置し、
   前記第３および第４の補助コイルを前記給電用導体によ
   り前記可動電極のアーク発生点に発生した磁界に対し直
   交方向に、且つ、逆方向に磁界が発生するように前記ア
   ーク炉を介して対面配置したことを特徴とするアーク制
   御装置。
6. 【請求項６】 補助コイルは給電装置と炉間に配設され
   た給電用導体の一部をコイル状にして形成したことを特
   徴とする請求項１項ないし５項のいずれかに記載のアー
   ク制御装置。
7. 【請求項７】 可動電極の上下移動に追従して補助コイ
   ルを上下移動させるコイル可動手段を備えたことを特徴
   とする請求項１項ないし５項のいずれかに記載のアーク
   制御装置。
8. 【請求項８】 炉内に先端を臨ませた可動電極と前記炉
   間に電圧を印加し、前記可動電極より発生したアークに
   て前記炉内の被溶解物を溶解するアーク炉と、前記可動
   電極と前記アーク炉間に給電用導体にて印加電圧給電用
   の給電装置を接続して構成した給電回路を複数備え、こ
   れら給電回路を、前記給電用導体により前記可動電極の
   アーク発生点に発生する磁界を前記可動電極の部分で相
   互に打消すように前記可動電極とアーク炉間に並列に接
   続したことを特徴とするアーク制御装置。
9. 【請求項９】 各給電回路に通電される直流電流の大き
   さを制御することにより、直流アークを全方向に任意に
   制御可能にすることを特徴とする請求項８に記載のアー
   ク制御装置。
10. 【請求項１０】 炉を中心に給電回路を９０°間隔で配
    置することにより、給電用導体より可動電極のアーク発
    生点に発生する磁界を可動電極部で相互に打消すように
    することを特徴とする請求項８または９に記載のアーク
    制御装置。