JP2910052B2 - 直流アーク炉 - Google Patents
直流アーク炉Info
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- JP2910052B2 JP2910052B2 JP1122793A JP12279389A JP2910052B2 JP 2910052 B2 JP2910052 B2 JP 2910052B2 JP 1122793 A JP1122793 A JP 1122793A JP 12279389 A JP12279389 A JP 12279389A JP 2910052 B2 JP2910052 B2 JP 2910052B2
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/02—Details
- H05B7/144—Power supplies specially adapted for heating by electric discharge; Automatic control of power, e.g. by positioning of electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は直流アーク炉に関するものである。
＜従来の技術・その課題＞ 一般に製鋼用直流アーク炉は、炉用変圧器の二次側に
サイリスタ整流器に接続し、このサイリスタ整流器の出
力側に陰陽電極（可動電極と炉底電極）を接続した構成
を有し、前記サイリスタ整流器を位相制御してアーク電
流を制御するとともに、可動電極の昇降駆動によってア
ーク電圧を制御して、炉へ電力を投入しスクラップの溶
解・精錬を行っている。なお、一般に、炉用変圧器は幅
広いアーク電圧の調整のためタップ切換機構を具備して
いる。
サイリスタ整流器に接続し、このサイリスタ整流器の出
力側に陰陽電極（可動電極と炉底電極）を接続した構成
を有し、前記サイリスタ整流器を位相制御してアーク電
流を制御するとともに、可動電極の昇降駆動によってア
ーク電圧を制御して、炉へ電力を投入しスクラップの溶
解・精錬を行っている。なお、一般に、炉用変圧器は幅
広いアーク電圧の調整のためタップ切換機構を具備して
いる。
直流アーク炉は可動電極が１本で済むので、電極消耗
量が大幅に低減され、電極保持昇降機構などの機械装置
や制御装置も簡単になるため、設備費も安く、保守も容
易である。
量が大幅に低減され、電極保持昇降機構などの機械装置
や制御装置も簡単になるため、設備費も安く、保守も容
易である。
しかしながら、通常の直流アーク炉においては可動電
極が１本であるため次のような問題が生ずる。
極が１本であるため次のような問題が生ずる。
（１） 可動電極の下に電気的不導体である被溶解物が
装入されたとき、溶解の進行が困難である。
装入されたとき、溶解の進行が困難である。
（２） 炉内各所で装入被溶解物の片寄りなどによる溶
解進行の不均衡が発生したとき、これを修正することが
困難である。
解進行の不均衡が発生したとき、これを修正することが
困難である。
（３） 炉が大容量化するにつれて可動電極と炉内壁と
の距離が増大し、炉内壁近傍の被溶解物の溶解が困難と
なる。
の距離が増大し、炉内壁近傍の被溶解物の溶解が困難と
なる。
これらの問題点を解決するために可動電極を複数にす
る提案ないし実施例がある。しかし可動電極を複数にす
ることは直流アーク炉のもつ大きな特長、即ち電極消耗
量の低減や機械設備の単純化が生かされないことにな
る。また、炉底を広範囲な導電性耐火物で敷詰めて、ア
ーク電流が電気不導体である被溶解物をバイパス出来る
ようにする試みもあるが、この方法では溶解進行の不均
衡を修正することはできない。
る提案ないし実施例がある。しかし可動電極を複数にす
ることは直流アーク炉のもつ大きな特長、即ち電極消耗
量の低減や機械設備の単純化が生かされないことにな
る。また、炉底を広範囲な導電性耐火物で敷詰めて、ア
ーク電流が電気不導体である被溶解物をバイパス出来る
ようにする試みもあるが、この方法では溶解進行の不均
衡を修正することはできない。
そこで、発明者らは１本の可動電極に対して複数箇所
に炉底電極を設け、その可動電極と各炉底電極との間に
複数のアーク回路を形成し、電気不導体のアーク電流の
バイパス、各アーク回路毎のアーク電力の制御によって
溶解進行の不均衡を修正する方法に思いいたった。
に炉底電極を設け、その可動電極と各炉底電極との間に
複数のアーク回路を形成し、電気不導体のアーク電流の
バイパス、各アーク回路毎のアーク電力の制御によって
溶解進行の不均衡を修正する方法に思いいたった。
しかしながら、１本の可動電極に対して複数の炉底電
極を設けると、その制御性の複雑さからタップ切換器付
整流用変圧器を各炉底電極毎に設けなければならない
が、設備費、設置場所および保守に余分な費用を必要と
する。そのうえ、サイリスタの位相制御によって発生す
高調波が電源に帰還されたり、また場合によっては各炉
底電極回路毎の電力消費の不均衡が電源三相交流の不平
衡の原因になる。
極を設けると、その制御性の複雑さからタップ切換器付
整流用変圧器を各炉底電極毎に設けなければならない
が、設備費、設置場所および保守に余分な費用を必要と
する。そのうえ、サイリスタの位相制御によって発生す
高調波が電源に帰還されたり、また場合によっては各炉
底電極回路毎の電力消費の不均衡が電源三相交流の不平
衡の原因になる。
＜発明が解決しようとする課題＞ 以上にのべたことを要約すれば解決すべき課題は、１
本の可動電極に対して複数の炉底電極を有する直流アー
ク炉の電気設備を複雑化することなく各炉底電極毎の電
力制御を容易にし、かつ、電源側の三相が平衡し、その
うえ高調波の電源側への帰還の少ない直流アーク炉の電
気設備を提供することにある。
本の可動電極に対して複数の炉底電極を有する直流アー
ク炉の電気設備を複雑化することなく各炉底電極毎の電
力制御を容易にし、かつ、電源側の三相が平衡し、その
うえ高調波の電源側への帰還の少ない直流アーク炉の電
気設備を提供することにある。
＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を達成するために、この発明は整流用変圧器
の二次側にサイリスタ整流器を接続し、このサイリスタ
整流器の出力側に電極を接続した直流アーク炉におい
て、１本の可動電極に供給する整流用変圧器の電源側巻
線を１組設け、負荷側巻線は、同一鉄心に少なくとも炉
底電極の数に分割し、それぞれの出力に独立したサイリ
スタ整流器を接続し、その出力側を可動電極と各炉底電
極に接続することを特徴とする。
の二次側にサイリスタ整流器を接続し、このサイリスタ
整流器の出力側に電極を接続した直流アーク炉におい
て、１本の可動電極に供給する整流用変圧器の電源側巻
線を１組設け、負荷側巻線は、同一鉄心に少なくとも炉
底電極の数に分割し、それぞれの出力に独立したサイリ
スタ整流器を接続し、その出力側を可動電極と各炉底電
極に接続することを特徴とする。
＜作用＞ この発明の直流アーク炉においては、複数の直流アー
ク回路の整流用変圧器の電源側を１組とするので、整流
用変圧器・タップ切換器・炉用遮断器が簡便化できる。
また、負荷側の各相に各炉底電極用巻線を設けるので、
電源の三相平衡を乱すことなく、かつ、高調波発生の少
ない直流アーク炉が得られる。
ク回路の整流用変圧器の電源側を１組とするので、整流
用変圧器・タップ切換器・炉用遮断器が簡便化できる。
また、負荷側の各相に各炉底電極用巻線を設けるので、
電源の三相平衡を乱すことなく、かつ、高調波発生の少
ない直流アーク炉が得られる。
＜実施例＞ 以下、この発明の一実施例を第１図に基ずいて説明す
る。図において、１は直流アーク炉で、昇降可能な可動
電極11および複数（図では３）の炉底に固定された炉底
電極12,13,14を具備している。２はサイリスタ整流用変
圧器で、その鉄心21,22,23と一次側巻線24,25,26は通常
の三相変圧器に類似して構成される。そして、一次側巻
線24,25,26は好ましくは三角形（デルタ）結線され、三
相タップ切換機3,三相遮断器４を通して三相電源R,S,T
に接続される。周知のごとく、三相変圧器の各相の巻線
を三角形結線することによって、サイリスタ整流器およ
びアーク炉から発生する第3,6…3n次高調波のベクトル
量は相殺されて電源に帰還しない効果がある。
る。図において、１は直流アーク炉で、昇降可能な可動
電極11および複数（図では３）の炉底に固定された炉底
電極12,13,14を具備している。２はサイリスタ整流用変
圧器で、その鉄心21,22,23と一次側巻線24,25,26は通常
の三相変圧器に類似して構成される。そして、一次側巻
線24,25,26は好ましくは三角形（デルタ）結線され、三
相タップ切換機3,三相遮断器４を通して三相電源R,S,T
に接続される。周知のごとく、三相変圧器の各相の巻線
を三角形結線することによって、サイリスタ整流器およ
びアーク炉から発生する第3,6…3n次高調波のベクトル
量は相殺されて電源に帰還しない効果がある。
三相変圧器２の二次側の各相巻線27,28,29は少なくと
も炉底電極12,13,14の数に合わせて分割され、巻線271,
272,273,281,282,283,291,292,293とされ、巻線271と28
1および291が三相結線されて、第一の炉底電極12用のサ
イリスタ整流器51の三相電源とされる。同様に、巻線27
2と282および292が三相結線されて、第二の炉底電極13
用のサイリスタ整流器52の三相電源とされ、巻線273と2
83および293が三相結線されて、第三の炉底電極14用の
サイリスタ整流器53の三相電源とされる。二次側巻線27
1と281と291,272と282と292および273と283と293の三相
結線は一般的に星形（スター）とされる。
も炉底電極12,13,14の数に合わせて分割され、巻線271,
272,273,281,282,283,291,292,293とされ、巻線271と28
1および291が三相結線されて、第一の炉底電極12用のサ
イリスタ整流器51の三相電源とされる。同様に、巻線27
2と282および292が三相結線されて、第二の炉底電極13
用のサイリスタ整流器52の三相電源とされ、巻線273と2
83および293が三相結線されて、第三の炉底電極14用の
サイリスタ整流器53の三相電源とされる。二次側巻線27
1と281と291,272と282と292および273と283と293の三相
結線は一般的に星形（スター）とされる。
サイリスタ整流器51,52,53は各炉底電極12,13,14と可
動電極11間に制御された直流電力を供給するもので、図
では三相ブリッジ方式のものを例示しているが、これに
限定されるものではない。周知の如く、三相整流方式は
単相方式に比して、第3,6,…3n次高調波の発生が著しく
低減されるので好都合である。
動電極11間に制御された直流電力を供給するもので、図
では三相ブリッジ方式のものを例示しているが、これに
限定されるものではない。周知の如く、三相整流方式は
単相方式に比して、第3,6,…3n次高調波の発生が著しく
低減されるので好都合である。
各炉底電極用変圧器の二次側巻線、例えば第一炉底電
極用変圧器の二次側巻線271,281,291をさらに２、４…2
n分割してそれらの結線組合わせによって、６、12…6n
相交流を得て、これをサイリスタ整流器によって６、12
…6n相整流することによって、より平滑で高周波の発生
の少ない直流を得ることができる。
極用変圧器の二次側巻線271,281,291をさらに２、４…2
n分割してそれらの結線組合わせによって、６、12…6n
相交流を得て、これをサイリスタ整流器によって６、12
…6n相整流することによって、より平滑で高周波の発生
の少ない直流を得ることができる。
サイリスタ整流器51,52,53は各点弧制御装置54,55,56
によって可動電極と各炉底電極との間の直流アーク電力
を個別に制御する。各サイリスタ整流器51,52,53の陰極
側57,58,59はまとめられて、例えば可動電極に接続さ
れ、陽極側60,61,62はそれぞれ炉底電極12,13,14に接続
される。
によって可動電極と各炉底電極との間の直流アーク電力
を個別に制御する。各サイリスタ整流器51,52,53の陰極
側57,58,59はまとめられて、例えば可動電極に接続さ
れ、陽極側60,61,62はそれぞれ炉底電極12,13,14に接続
される。
タップ切換器３は三相回路をまとめて切換えるように
１組とし、炉用遮断器４は三相３極用が１基装備され
る。
１組とし、炉用遮断器４は三相３極用が１基装備され
る。
なお、本実施例は三相交流電源の場合のものである
が、本発明は単相電源にも適用でき、炉用遮断器、タッ
プ切換器付サイリスタ整流変圧器が簡単化される。また
さらに．本発明は上記した製鋼用直流アーク炉に限定さ
れるものでわなくて、例えば各種金属の溶解・精錬用直
流アーク炉、連鋳設備のターンディッシュ加熱用直流ア
ーク加熱設備にも適用できるものである。
が、本発明は単相電源にも適用でき、炉用遮断器、タッ
プ切換器付サイリスタ整流変圧器が簡単化される。また
さらに．本発明は上記した製鋼用直流アーク炉に限定さ
れるものでわなくて、例えば各種金属の溶解・精錬用直
流アーク炉、連鋳設備のターンディッシュ加熱用直流ア
ーク加熱設備にも適用できるものである。
＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明は、整流用変圧器の二次
側のサイリスタ整流器を接続し、このサイリスタ整流器
の出力側に電極を接続した直流アーク炉において、１本
の可動電極に供給する整流用変圧器の電源側巻線を１組
設け、負荷側巻線は同一鉄心に少なくとも炉底電極の数
に分割し、それぞれの出力に独立したサイリスタ整流器
を接続し、その出力側を可動電極と各炉底電極に接続し
たので、１基の炉用遮断器と１基のタップ切換器付サイ
リスタ整流用変圧器で事足り、設置スペースの縮小化、
設備費の低減、操業・制御の簡便化、保守の容易化に効
果がある。
側のサイリスタ整流器を接続し、このサイリスタ整流器
の出力側に電極を接続した直流アーク炉において、１本
の可動電極に供給する整流用変圧器の電源側巻線を１組
設け、負荷側巻線は同一鉄心に少なくとも炉底電極の数
に分割し、それぞれの出力に独立したサイリスタ整流器
を接続し、その出力側を可動電極と各炉底電極に接続し
たので、１基の炉用遮断器と１基のタップ切換器付サイ
リスタ整流用変圧器で事足り、設置スペースの縮小化、
設備費の低減、操業・制御の簡便化、保守の容易化に効
果がある。
また、三相変圧器の巻線が三角形に結線され得るので
サイリスタ整流器や炉から発生する第３、６…3n次高調
波の電源側への影響を少なくし、多相交流サイリスタ整
流が可能となるので平滑な高調波発生の少ない直流が得
られる。加えて可動電極と各炉底電極間に消費される電
力は電源の三相の各相が平等に分担するようになしうる
ので、電源の不平衡化が防止される。
サイリスタ整流器や炉から発生する第３、６…3n次高調
波の電源側への影響を少なくし、多相交流サイリスタ整
流が可能となるので平滑な高調波発生の少ない直流が得
られる。加えて可動電極と各炉底電極間に消費される電
力は電源の三相の各相が平等に分担するようになしうる
ので、電源の不平衡化が防止される。
第１図は本発明の一実施例を示す直流アーク炉の要部機
器系統図である。 １……直流アーク炉 11……可動電極 12,13,14……炉底電極 ２……サイリスタ整流用変圧器 ３……タップ切換器 ４……炉用遮断器 51,52,53……サイリスタ整流器
器系統図である。 １……直流アーク炉 11……可動電極 12,13,14……炉底電極 ２……サイリスタ整流用変圧器 ３……タップ切換器 ４……炉用遮断器 51,52,53……サイリスタ整流器
Claims (1)
- 【請求項１】整流用変圧器の二次側にサイリスタ整流器
を接続し、このサイリスタ整流器の出力側に電極を接続
した直流アーク炉において、１本の可動電極に供給する
整流用変圧器の電源側巻線を１組設け、負荷側巻線は同
一鉄心に少なくとも炉底電極の数に分割し、それぞれの
出力に独立したサイリスタ整流器を接続し、その出力側
を可動電極と各炉底電極に接続してなる直流アーク炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122793A JP2910052B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 直流アーク炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122793A JP2910052B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 直流アーク炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02302581A JPH02302581A (ja) | 1990-12-14 |
| JP2910052B2 true JP2910052B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=14844767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1122793A Expired - Fee Related JP2910052B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 直流アーク炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910052B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2054774C (en) * | 1990-03-19 | 1997-01-21 | Nobuyoshi Takashiba | Direct current electric furnace for melting metal |
| DE4240891C2 (de) * | 1992-12-04 | 1995-11-16 | Voest Alpine Ind Anlagen | Gleichstrom-Lichtbogenofen und Verfahren zu dessen Betreibung |
| EP1795049B1 (en) | 2004-09-01 | 2016-03-09 | Hatch Ltd. | System and method for minimizing loss of electrical conduction during input of feed material to a furnace |
| CN106556249A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-04-05 | 北京动力源科技股份有限公司 | 一种矿热炉电极电弧调整的方法、装置及电子设备 |
-
1989
- 1989-05-18 JP JP1122793A patent/JP2910052B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02302581A (ja) | 1990-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |