JP2671746B2 - 誘導加熱炉の炉況診断、回復方法 - Google Patents
誘導加熱炉の炉況診断、回復方法Info
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- JP2671746B2 JP2671746B2 JP9454493A JP9454493A JP2671746B2 JP 2671746 B2 JP2671746 B2 JP 2671746B2 JP 9454493 A JP9454493 A JP 9454493A JP 9454493 A JP9454493 A JP 9454493A JP 2671746 B2 JP2671746 B2 JP 2671746B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融亜鉛めっき用など
の誘導加熱炉の炉況診断、炉況不良原因推定および炉況
回復方法に関する。
の誘導加熱炉の炉況診断、炉況不良原因推定および炉況
回復方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば小径管の溶融亜鉛めっき炉にお
ける亜鉛浴温度を、通常４５０〜４８０℃程度に保持す
るために、誘導加熱装置が設けられている。
ける亜鉛浴温度を、通常４５０〜４８０℃程度に保持す
るために、誘導加熱装置が設けられている。
【０００３】図１に代表的な誘導加熱装置１０の縦断面
図を、図２にその電気回路の略図を示す。図１に示すよ
うに、誘導加熱装置１０は、鉄心１と、この鉄心１の周
囲に巻回された誘導加熱コイル２と、被加熱金属である
Ｚｎが連続的に通過する黒鉛またはチタン酸アルミニウ
ム製であり、亜鉛浴６に臨むＵ字管３と、内壁および外
壁を構成する耐火物４Ａ，４Ｂと、外壁を包む金属ケー
ス５とを備えている。
図を、図２にその電気回路の略図を示す。図１に示すよ
うに、誘導加熱装置１０は、鉄心１と、この鉄心１の周
囲に巻回された誘導加熱コイル２と、被加熱金属である
Ｚｎが連続的に通過する黒鉛またはチタン酸アルミニウ
ム製であり、亜鉛浴６に臨むＵ字管３と、内壁および外
壁を構成する耐火物４Ａ，４Ｂと、外壁を包む金属ケー
ス５とを備えている。
【０００４】この加熱原理は、コイル２に電流を流すと
電磁誘導によって鉄心１を介してＵ字管３内のＺｎに２
次誘導電流が発生し、その２次誘導電流によりＺｎが自
己発熱するものである。
電磁誘導によって鉄心１を介してＵ字管３内のＺｎに２
次誘導電流が発生し、その２次誘導電流によりＺｎが自
己発熱するものである。
【０００５】ところが、かかる誘導加熱装置において
は、亜鉛漏れや電源トリップの発生頻度が極めて高い。
従来、この保全に際しては、次記の方法を採っていた。
は、亜鉛漏れや電源トリップの発生頻度が極めて高い。
従来、この保全に際しては、次記の方法を採っていた。
【０００６】イ．電源がトリップしたときには、亜鉛漏
れがあるか否かを目視点検する。 ロ．亜鉛漏れ検出器でその漏れを検出する。 ハ．定期的に電圧、電流、電力、および力率を測定し、
トリップを予測する。
れがあるか否かを目視点検する。 ロ．亜鉛漏れ検出器でその漏れを検出する。 ハ．定期的に電圧、電流、電力、および力率を測定し、
トリップを予測する。
【０００７】ニ．亜鉛漏れが生じた場合には、誘導加熱
装置全体を取り替える。 そして、原因の究明に際しては、誘導加熱装置を分解調
査する、亜鉛漏れの要因を推定するなどし、対策とし
て、耐火物の改善を図る、誘導加熱サイクル数を低減す
る、コイル２と耐火物４Ａとの間に通す冷却水による冷
却方法を改善するなどを採ってきた。
装置全体を取り替える。 そして、原因の究明に際しては、誘導加熱装置を分解調
査する、亜鉛漏れの要因を推定するなどし、対策とし
て、耐火物の改善を図る、誘導加熱サイクル数を低減す
る、コイル２と耐火物４Ａとの間に通す冷却水による冷
却方法を改善するなどを採ってきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、亜鉛の真の漏れ原因が究明できない、トラブ
ル発生の予知を適確に行い延命補修を行うことができな
い、稼働中の補修技術が見出せないなどの問題があっ
た。
方法では、亜鉛の真の漏れ原因が究明できない、トラブ
ル発生の予知を適確に行い延命補修を行うことができな
い、稼働中の補修技術が見出せないなどの問題があっ
た。
【０００９】そこで、本発明の主たる課題は、誘導加熱
装置の運転情報を基礎として、正確な炉況の診断、解析
を行い、これに基づいて適確な対策を採ることができる
ようにすることにある。
装置の運転情報を基礎として、正確な炉況の診断、解析
を行い、これに基づいて適確な対策を採ることができる
ようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本願は、次記の３つの発明を含むものである。 ＜第１発明＞被加熱金属の一部がＵ字管を流通する過程
で、誘導加熱コイルにより加熱をする誘導溶解炉におい
て、前記誘導加熱コイルを流れる有効電力および無効電
力を測定し、この測定値に基づいて前記Ｕ字管内の詰ま
り状況を診断することを特徴とする誘導加熱炉の炉況診
断方法。
の本願は、次記の３つの発明を含むものである。 ＜第１発明＞被加熱金属の一部がＵ字管を流通する過程
で、誘導加熱コイルにより加熱をする誘導溶解炉におい
て、前記誘導加熱コイルを流れる有効電力および無効電
力を測定し、この測定値に基づいて前記Ｕ字管内の詰ま
り状況を診断することを特徴とする誘導加熱炉の炉況診
断方法。
【００１１】＜第２発明＞前記測定値に基づいて、Ｕ字
管内の堆積物の除去作業を行うことを特徴とする誘導加
熱炉の炉況回復方法。
管内の堆積物の除去作業を行うことを特徴とする誘導加
熱炉の炉況回復方法。
【００１２】＜第３発明＞被溶融金属の一部がＵ字管を
流通する過程で、誘導加熱コイルにより加熱をする誘導
溶解炉において、前記誘導加熱コイルの両端にコンデン
サーを接続し、電源側電圧Ｖ、電源側負荷電流Ｉ、コン
デンサーを流れるコンデンサー電流Ｉc 、コイル側電流
ＩL 、有効電力ＫＷおよび無効電力Ｋvar を測定し、こ
れらおよびコイルを流れる定格電流を含めた相関により
不良原因の推定を行うことを特徴とする誘導加熱炉の炉
況不良原因推定方法。
流通する過程で、誘導加熱コイルにより加熱をする誘導
溶解炉において、前記誘導加熱コイルの両端にコンデン
サーを接続し、電源側電圧Ｖ、電源側負荷電流Ｉ、コン
デンサーを流れるコンデンサー電流Ｉc 、コイル側電流
ＩL 、有効電力ＫＷおよび無効電力Ｋvar を測定し、こ
れらおよびコイルを流れる定格電流を含めた相関により
不良原因の推定を行うことを特徴とする誘導加熱炉の炉
況不良原因推定方法。
【００１３】
【作用】本発明では、図２に示すように、誘導加熱コイ
ル２の両端に力率改善のためにコンデンサーＣを接続す
るとともに、各符号で示すように、電源側電圧Ｖ、電源
側負荷電流Ｉ、コンデンサーを流れるコンデンサー電流
Ｉc 、コイル側電流ＩL、有効電力ＫＷ、無効電力Ｋ
var 、力率 cosφ、ケース５の温度℃、漏れ検出ＥL を
知るための計器または検出器を設ける。
ル２の両端に力率改善のためにコンデンサーＣを接続す
るとともに、各符号で示すように、電源側電圧Ｖ、電源
側負荷電流Ｉ、コンデンサーを流れるコンデンサー電流
Ｉc 、コイル側電流ＩL、有効電力ＫＷ、無効電力Ｋ
var 、力率 cosφ、ケース５の温度℃、漏れ検出ＥL を
知るための計器または検出器を設ける。
【００１４】図３に示すように、これらの運転情報を検
出部２０から得て、自動運転状態診断解析部３０では、
各診断項目について診断解析し、その結果を表示部４０
に運転状態表示および補修情報を表示する。この表示部
４０での表示項目に基づいて、対応する補修項目につい
て補修または処置を行うものである。
出部２０から得て、自動運転状態診断解析部３０では、
各診断項目について診断解析し、その結果を表示部４０
に運転状態表示および補修情報を表示する。この表示部
４０での表示項目に基づいて、対応する補修項目につい
て補修または処置を行うものである。
【００１５】具体的には次記、図５および図６のように
判断することができる。図５は原因を単純四角で、結果
を二重四角で囲み、区分して表示してある。図６には、
取るべき対策も図示してある。 １．Ｕ字管の詰まり このＵ字管の詰まり現象は、Ｕ字管内に溶融亜鉛のフラ
ックス、アッシュ、ドロス分が付着したり沈着して、Ｕ
字管内を狭窄させる現象であり、この狭窄が生じると、
二次電流が流れ難くなり、有効電力ＫＷの増加、無効電
力Ｋvar の減少となって現れる。そこで、図４に示すよ
うに、予め、正常状態におけるＵ字管の溝径ごとの定格
電圧における有効電力Ｋｗと無効電力Ｋvar との相関点
を結んだ溝径推定曲線Ｘを作成しておき、現時点の定格
電圧に換算した有効電力Ｋｗと無効電力Ｋvar との相関
点が溝径推定曲線Ｘに対してどの程度誤差を生じている
かによって、Ｕ字管の詰まり現象を定量的に把握でき
る。なお、電圧がＶ、有効電力がＫＷ、無効電力がＫ
var 、コンデンサー容量８００ＫＶＡである場合には、
５００Ｖ定格換算時の有効電力Ｋｗは、ＫＷ（５００／
Ｖ）2 によって計算でき、また無効電力Ｋvar は、８０
０±Ｋvar （５００／Ｖ）2 によって演算できる。
判断することができる。図５は原因を単純四角で、結果
を二重四角で囲み、区分して表示してある。図６には、
取るべき対策も図示してある。 １．Ｕ字管の詰まり このＵ字管の詰まり現象は、Ｕ字管内に溶融亜鉛のフラ
ックス、アッシュ、ドロス分が付着したり沈着して、Ｕ
字管内を狭窄させる現象であり、この狭窄が生じると、
二次電流が流れ難くなり、有効電力ＫＷの増加、無効電
力Ｋvar の減少となって現れる。そこで、図４に示すよ
うに、予め、正常状態におけるＵ字管の溝径ごとの定格
電圧における有効電力Ｋｗと無効電力Ｋvar との相関点
を結んだ溝径推定曲線Ｘを作成しておき、現時点の定格
電圧に換算した有効電力Ｋｗと無効電力Ｋvar との相関
点が溝径推定曲線Ｘに対してどの程度誤差を生じている
かによって、Ｕ字管の詰まり現象を定量的に把握でき
る。なお、電圧がＶ、有効電力がＫＷ、無効電力がＫ
var 、コンデンサー容量８００ＫＶＡである場合には、
５００Ｖ定格換算時の有効電力Ｋｗは、ＫＷ（５００／
Ｖ）2 によって計算でき、また無効電力Ｋvar は、８０
０±Ｋvar （５００／Ｖ）2 によって演算できる。
【００１６】２．電源のトリップの診断、解析 電源側電圧Ｖ、電源側負荷電流Ｉ、コンデンサーを流れ
るコンデンサー電流Ｉc 、コイル側電流ＩL 、有効電力
ＫＷ、無効電力Ｋvar 、力率 cosφ、ケース５の温度
℃、漏れ検出ＥL に基づいて、次記のように判断でき
る。
るコンデンサー電流Ｉc 、コイル側電流ＩL 、有効電力
ＫＷ、無効電力Ｋvar 、力率 cosφ、ケース５の温度
℃、漏れ検出ＥL に基づいて、次記のように判断でき
る。
【００１７】１）定格電流ｉ＜Ｉ≧Ｉc ≫ＩL ＋詰まり
……ピンチ効果（Ｕ字管内のある位置において電流が狭
窄状態で集中的に流れ、その電磁力により溶融Ｚｎが強
い力で収束され瞬時にちぎれる現象） ２）［Ｖの変動＋定格電流ｉ］＜Ｉ≧Ｉc ≫ＩL ……コ
ンデンサー不良、誘導コイル断線 ３）定格電流ｉ＜Ｉ≧ＩL ≫Ｉc ……亜鉛漏れ、誘導コ
イル短絡 ４）定格電流ｉ＜Ｉ……過負荷 ５）定格電力＜ＫＷ……過電力 かくして、図６にも示すように、電流、電力が定格内で
あるか否かをステップＳ１で判断し、定格内である場
合、ステップＳ２により詰まり診断を定期的に行う。こ
の診断の結果、ステップＳ３で示すように、溝径推定曲
線Ｘで８５mmφ未満であるときは、Ｕ字管の詰まりが生
じていると判断し、その詰まりの原因となる堆積物の除
去を、たとえば後述のようにガスバブリングによって行
うことができる。さらに、ステップＳ４およびＳ５で１
１０mmφ以上で、かつケース温度が異常値を示すときに
は、亜鉛漏れが生じる危険性が高いと判断する。
……ピンチ効果（Ｕ字管内のある位置において電流が狭
窄状態で集中的に流れ、その電磁力により溶融Ｚｎが強
い力で収束され瞬時にちぎれる現象） ２）［Ｖの変動＋定格電流ｉ］＜Ｉ≧Ｉc ≫ＩL ……コ
ンデンサー不良、誘導コイル断線 ３）定格電流ｉ＜Ｉ≧ＩL ≫Ｉc ……亜鉛漏れ、誘導コ
イル短絡 ４）定格電流ｉ＜Ｉ……過負荷 ５）定格電力＜ＫＷ……過電力 かくして、図６にも示すように、電流、電力が定格内で
あるか否かをステップＳ１で判断し、定格内である場
合、ステップＳ２により詰まり診断を定期的に行う。こ
の診断の結果、ステップＳ３で示すように、溝径推定曲
線Ｘで８５mmφ未満であるときは、Ｕ字管の詰まりが生
じていると判断し、その詰まりの原因となる堆積物の除
去を、たとえば後述のようにガスバブリングによって行
うことができる。さらに、ステップＳ４およびＳ５で１
１０mmφ以上で、かつケース温度が異常値を示すときに
は、亜鉛漏れが生じる危険性が高いと判断する。
【００１８】一方、定格を外れており、ステップＳ６で
示すように、電源トリップが生じていないときには、保
護継電器に原因があるものとしての補修を行う。また、
実際に電源トリップが生じており、ステップＳ７でピン
チ効果と判断したときには、バブリングを行う。ステッ
プＳ８でピンチ効果でなく、コイル断線と判断したとき
には、コイルの補修を行う。ステップＳ９で亜鉛漏れま
たはコイル短絡であると判断したときには、装置の取り
替えを行う。さらにステップＳ１０およびＳ１１で過負
荷および過電力と判断したときには、それぞれ過負荷対
策および過電力対策を取る。なお、符号Ｑはその他の要
因に起因する場合もあり得るので、その他の要因をチェ
ックすることを示している。
示すように、電源トリップが生じていないときには、保
護継電器に原因があるものとしての補修を行う。また、
実際に電源トリップが生じており、ステップＳ７でピン
チ効果と判断したときには、バブリングを行う。ステッ
プＳ８でピンチ効果でなく、コイル断線と判断したとき
には、コイルの補修を行う。ステップＳ９で亜鉛漏れま
たはコイル短絡であると判断したときには、装置の取り
替えを行う。さらにステップＳ１０およびＳ１１で過負
荷および過電力と判断したときには、それぞれ過負荷対
策および過電力対策を取る。なお、符号Ｑはその他の要
因に起因する場合もあり得るので、その他の要因をチェ
ックすることを示している。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によってさ
らに詳説する。上記の診断システムにより、Ｕ字管内の
詰まりと判断した場合に、窒素ガスによるバブリングを
行った。このバブリングには、まず電源を切った後
に、図７および図８に示すように、ガス吹込み導管７
をＵ字管３内の一方の開口側から挿入し、Ｎ2 ガスを２
〜４kg／cm2 程度の圧力で５分以内の時間吹込む。こ
の吹込みが完了したならば、電源を投入して加熱する。
この際に、残留ガスによりピンチ効果が発生するので、
電圧を徐々に上げて、電圧、電流、有効電力、無効電力
を測定し、溝径推定曲線ででバブリング効果を測定す
る。次いでこの〜の工程を４〜５回順次繰り返して
行う。この場合、２回目は他方の開口側からバブリング
を行うように交互に行うのが好適である。
らに詳説する。上記の診断システムにより、Ｕ字管内の
詰まりと判断した場合に、窒素ガスによるバブリングを
行った。このバブリングには、まず電源を切った後
に、図７および図８に示すように、ガス吹込み導管７
をＵ字管３内の一方の開口側から挿入し、Ｎ2 ガスを２
〜４kg／cm2 程度の圧力で５分以内の時間吹込む。こ
の吹込みが完了したならば、電源を投入して加熱する。
この際に、残留ガスによりピンチ効果が発生するので、
電圧を徐々に上げて、電圧、電流、有効電力、無効電力
を測定し、溝径推定曲線ででバブリング効果を測定す
る。次いでこの〜の工程を４〜５回順次繰り返して
行う。この場合、２回目は他方の開口側からバブリング
を行うように交互に行うのが好適である。
【００２０】この１例を図４に示す。すなわち、１回目
から４回目までのバブリングによって、無効電力分が増
大したことにより、結果として詰まりが解消されたこと
が判る。
から４回目までのバブリングによって、無効電力分が増
大したことにより、結果として詰まりが解消されたこと
が判る。
【００２１】他方、電源のトリップが生じた場合、前述
の各対策を講じた。これらによって、従来の平均寿命が
１８カ月であったのに対して、本発明方法を採用したこ
とにより、２６カ月まで延長できた。また、その期間中
において安定稼働を行わせることができた。
の各対策を講じた。これらによって、従来の平均寿命が
１８カ月であったのに対して、本発明方法を採用したこ
とにより、２６カ月まで延長できた。また、その期間中
において安定稼働を行わせることができた。
【００２２】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、誘導加熱
装置の運転情報を基礎として、正確な炉況の診断、解析
を行い、これに基づいて適確な対策を採ることができ
る。
装置の運転情報を基礎として、正確な炉況の診断、解析
を行い、これに基づいて適確な対策を採ることができ
る。
【図１】誘導加熱装置の概要断面図である。
【図２】回路の構成図である。
【図３】本発明の基本概念の説明図である。
【図４】溝径推定曲線の相関図である。
【図５】現象の説明用ブロック図である。
【図６】診断過程のフローチャートである。
【図７】バブリングの説明図である。
【図８】バブリング導管の挿入態様の説明図である。
１…鉄心、２…誘導加熱コイル、３…Ｕ字管、４Ａ，４
Ｂ…耐火物、５…ケース、６…亜鉛浴、７…ガス吹込み
導管、１０…誘導加熱装置。
Ｂ…耐火物、５…ケース、６…亜鉛浴、７…ガス吹込み
導管、１０…誘導加熱装置。
Claims (3)
- 【請求項１】被加熱金属の一部がＵ字管を流通する過程
で、誘導加熱コイルにより加熱をする誘導溶解炉におい
て、 前記誘導加熱コイルに発生する有効電流および無効電力
を測定し、この測定値に基づいて前記Ｕ字管内の詰まり
状況を診断することを特徴とする誘導加熱炉の炉況診断
方法。 - 【請求項２】前記測定値に基づいて、Ｕ字管内の堆積物
の除去作業を行う請求項１記載の誘導加熱炉の炉況回復
方法。 - 【請求項３】被溶融金属の一部がＵ字管を流通する過程
で、誘導加熱コイルにより加熱をする誘導溶解炉におい
て、 前記誘導加熱コイルの両端にコンデンサーを接続し、電
源側電圧Ｖ、電源側負荷電流Ｉ、コンデンサーを流れる
コンデンサー電流Ｉc 、コイル側電流ＩL 、有効電力Ｋ
Ｗおよび無効電力Ｋvar を測定し、これらおよびコイル
を流れる定格電流を含めた相関により不良原因の推定を
行うことを特徴とする誘導加熱炉の炉況不良原因推定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9454493A JP2671746B2 (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 誘導加熱炉の炉況診断、回復方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9454493A JP2671746B2 (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 誘導加熱炉の炉況診断、回復方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307781A JPH06307781A (ja) | 1994-11-01 |
| JP2671746B2 true JP2671746B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=14113262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9454493A Expired - Lifetime JP2671746B2 (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 誘導加熱炉の炉況診断、回復方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671746B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106907927B (zh) * | 2017-04-05 | 2019-01-01 | 东北大学 | 一种核灵活流形嵌入电熔镁炉故障监测方法 |
-
1993
- 1993-04-21 JP JP9454493A patent/JP2671746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06307781A (ja) | 1994-11-01 |
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