JPS59117090A

JPS59117090A - 電気炉の二次側部材の発熱低減方法

Info

Publication number: JPS59117090A
Application number: JP22508782A
Authority: JP
Inventors: 健夫山田; 北條　博行; 長楝　章生; 河「淵」　勝夫
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1984-07-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電気炉の二次側導体に流、Ｉする大電流によ
って生じる、電路に近接して誘導を受は易い部材の発熱
を低減させる方法に関する。

大型電気炉では、二次側導体に敵方アンペアの大電流が
通電さイするため、この電路から生じる磁界の影響によ
り、付近の部材が発熱し、破損する場合があるので、こ
の欠点を改善する技術が要請されている。

第１図は、電気炉の電極および電極支持部の構成を示す
。すなわち、電極支持部材６は貫通孔を有する電極挿入
部５ａ、端子板部６ｂおよびフランジ接続部５Ｃとから
なり、電極１は電極挿入部３ａの貫通孔に挿入、止着さ
イｔ１また、二次側導体２は端子板部６ｂに鋲着さイ１
．て、そイＬぞれ電気的に接続さ７１．ている。一方、
フランジ接続部６Ｃには、支持腕４に貫通さイｔた孔と
同径の孔が適宜の深さで軸方向に穿設され、該穿設孔よ
り冷却水戻り口（図示せず）に連通する孔６ｄが設けら
イしている。さらに、電極支持部材６と支持腕４とは、
それぞｆＬのフランジ部で接続され、矢印で示すように
、冷却水の循還路が具備さｉｔている。前記フランジ部
は二次側導体２に近接しているので、交番磁界の誘導に
よるうず電流の発生が大きいことに加えて、外周部は冷
却水による冷却効果が低いため、最も発熱し易い部分な
ので、過熱防止対策が特に必要である。

従来より、上記の電磁誘導によって部材が発熱、破損す
ることの防止対策としては、発熱のおそれのある部材と
電流路との間の距離を長くする方法が講じら２している
。すなわち、電流■の電流路から「の距離にある磁界の
強さ■（は、Ｈ−１／２π「の関係にあるので、部材の
電流路から離すと、部桐を通過する磁束が減少し、発熱
量は低減するが、この入点としては電気炉自体が大きく
なるので設備の価格が高く、広い設置スペースが必要と
なる。

また、他の方法としては、炭素鋼材で栴成さ７している
部材にかえて、非磁性体であるオーステナイト系ステン
レス鋼を使用することもある・すなわち、炭素鋼材の比
透磁率μ、＝１００・〜１０００であるのに対して、前
記オーステナイト系ステンレス鋼の比透磁率μｒ−１で
あるので、炭素鋼材の比透磁率μ「　に比較して非常に
小さいため、部材を通過ラーる磁束は１／１００〜１／
１０００　　に減少し、誘導発熱の低減には効果が認め
らイＬるが、オーステナイト系ステンレス鋼の材料費は
通常使用さイＬる炭素鋼の約１０倍を要し、価格面で採
用し難い。

本発明は、上記従来の欠点に鑑み、前述の第１図におけ
る二次側導体２に流イ’Ｌる大電流により誘導さＫＬる
磁界の影響で発熱し易い部材に、銅板等の導電体を電気
的に接続するように配設し、前記部材に誘導さ７１．る
うず電流の分布を変化させ、該部材の発熱を低減させ、
破損を防止する方法を提供するものである７以下、図面
を参照して本発明を説明する。

第２図（ａ）に示す如く、磁界中に鋼材５を置いた場合
、誘導により磁束と直交する面に沿ってうず電流が発生
し、このうず電流と流イＬる回路の抵抗に応じて鋼材５
は発熱する。この場合のうず電流の分布は、表皮効果に
よって前記直交する面の外周部に多く流１’Ｌるため、
鋼材５の表面に近いほど発熱量が犬である。第２図（ｂ
）は第２図（ａ）における鋼材５に対して、図に示すよ
うなコの字形断面の銅板等の導電体６を跨設し、鋼材５
と電気的に接続させたもので、鋼材５に流れていたうず
電流が導電体乙に分流して、うず電流路の分布に変化を
与える。すなわち、図に示す表面（イ）側のうず電流が
減少するため、導電体６を設置しない場合と比較すると
、表面（イ）側の発熱が低減することが認めらイＬる。

第６図は上記第２図（ａ）、第２図（ｂ）の状況で実験
を行ない、時間の経過にともなう（イ）、（ロ）両（位置の温度変化を求めた線図である。すなわち、強さ７
０００ｅの磁界内に、厚さ２５ｍｍ　の鋼材のみを置い
た場合は、第６図（ａ）に示すごとく、同一時間では（
イ）　、　Ｃ口）両位置の温度にほとんどそり差が認め
らイＬないが、第２図（ｂ）の構成のように前記２５ｍ
ｍ厚さの鋼材に厚さ１ｍｍ　の銅板を接続させると、第
６図（ｂ）に示すような（イ）、（ロ）位置の温度の差
が生じ、（イ）位置の発熱の低減が認めら１した。

第４図は、以上に述べた考案および実験結果にもとづい
た、本発明の一実施例を概略の構成図で示したものでち
る。すなわち、第１図の構成に、銅板カバー７を付加し
、最も発熱し易いフランジ部上半分を覆うように設置し
て、電極支持部材６および支持腕４に、小ねじで取付け
”で１電気的に接続することにより、後述のごとき、フ
ランジ部上半分に誘導発生するうず電流の分布に変化を
与え、発熱の低減をさせている。なお、第４図では図示
を省略しているが、銅板カバー７の外周には、第５図に
部分的に示す、矢印の方向へ冷却水を循還するような冷
却用パイプ８を設けてもよい。また、銅板カバー７の形
状は、フランジ部に取付けた際、銅板カバー７の内壁と
フランジ部間の空隙を極力少なくするように寸法を定め
、上記空隙内を通過する磁束数を制限して該磁束数に応
じて誘導が増加し、銅板カバー７とフランジ部とで形成
さＶｌる閉回路に流？’Ｌるうず電流の増加による銅板
カバー７の過熱を防止するよう留意する必要がある。

第６図（ａ）は、第１図におけるフランジ部上半分の断
面内のりず電流の分布傾向を示し、第６図（ｂ）は、第
４図におけるフランジ部上半分の断面内のうず電流の分
布傾向を示しＣいる。第６図（ａ）におけるうず電流分
布よりみても、図中の突起部に発熱が多く、特に（イ）
点に近い程、電路からの距離が近く、冷却水による冷却
効果が少ないので、最も発熱し易い。第６図（ｂ）では
、銅板カバー７にうず電流が分流するため、分布が変動
し、図中の突゛起部の発熱を低減することが認めら、Ｋ
Ｌる。

第７図（ａ）は、第６図（ａ）における（イ）、（ロ）
２点の、同様にして、第７図（ｂ）は、第６図（ｂ）に
おける（イ）。

（ロ）、（ハ）６点の、時間の経過にともなう上記各点
の温度上昇の傾向を示し、り線図である。この両線区に
おける（イ）点温度上列特性を比較すｔＬば、誘）４−
により発源し易い部材に７１シて、うず電流を分流する
ような手段を応じると、前記部材の発熱の低減効果によ
って（イ）点の温度の顕著な差が認められる。

以上述べたごとく、本発明は、電気炉（″、ｌ二次側に
おいて、誘導により過熱し易い部材に銅板等の電導体を
接続して、上記部材の発熱を低減する方法を提供するも
のである。特にフランジの突起部のように、冷却水の効
果が少ない部分の発熱を低減するのに有効な方法である
ので、電気炉の設計および製作の経済性を向上させると
ともに、操業および保守を容易に行なうことが−Ｃきる
・

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す電気炉の二次側電極部の構成図、
第２図（ａ）　、　（ｂ）は磁界中に鋼拐址たは鋼材と
他の導電体装置いた場合の、うす電流の発生を示す説明
図、第５図（ａ）　、　（ｂ）は第２図の状況で実験を
行なって得た鋼材表面の温度上昇を示す線図、第４図は
本発明にもとづく、銅板をフランジ部に接続した部分の
構成図、第５図は銅板カバーに設けた水冷装置の部分図
、第６図（ａ）　、　（ｂ）は第１図と第４図における
うず電流の分布状態を示す説明図、第７図（ａ）　、　
（ｂ）は第６図（ａ）　、　（ｂ）における温度上昇の
傾向を示す線図である。１・・・電極、２・・・二次側導体、６・・・電柱支持
部材、４・・・支持腕、７・・・銅板カバー・代理人　
弁理士　　木村三朗 ′ｉ５２図　　　　　　　　　　（１）１第３図〈、６　図第７図

Claims

【特許請求の範囲】ｔｌｌ電磁誘導が起因して発熱し易い部材に導電体を跨
設し電気的に接続することにより、前記部材の発熱を低
減させることを特徴とする電気炉の二次側部材の発熱低
減方法。（２）導電体を水冷または空冷することを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の方法。