KR20000057513A - 아크로 - Google Patents

Abstract

노상을 갖는 쉘과, 서로 그리고 쉘로부터 전기적으로 격리된 다수의 절편(10, 11)을 구비하는 쉘용 루프와, 전극(12)과, 적어도 약간은 전기전도성을 갖는 루프상의 내화부(14)를 구비하는 아크로.

Description

아크로{Arc Furnace Protection}

이런 종류의 불안정을 뚜렷이 설명하는데 사용된 "표류아크(stray arcing)"라는 용어는 로의 내부, 예를 들어 전극과 로의 루프사이 또는 로의 내부의 다른 표면들 사이에서 표류아크가 발생할 수 있음을 나타내는 것으로 생각된다.

본 발명은 DC 및 AC전기아크로에 응용된다.

DC아크로의 동작 중에 슬래그는 용융슬래그층으로부터 로의 측벽 및 루프로의 아크의 작용에 의해 변위된다. 또한 측벽 및 루프에는 뜨거운 먼지입자와 응축증기도 부착된다. 이 슬래그는 일반적으로 냉각된 상태에서 비전도성이거나 불량한 도체이다.

고온에서 슬래그, 특히 높은 비율의 이산화티탄같은 특정산화물을 함유하는 슬래그는 절연성이 악화한다. 이들 슬래그의 저항성은 재료가 전기적으로 전도성이 될 정도로 강하할 수 있다. 따라서, 로의 내부, 즉 루프와 측벽에는 전도층이 존재하며 따라서 로의 용융욕의 상부와 동일한 전위를 부여한다. 따라서 전도층은 그에 대한 아크발생을 촉진시켜 캐소드와 애노드 사이의 전류경로를 제공한다.

표류아크를 발생시키는 아크로내부의 조건은 변화할 수 있다. 예를 들어 메인아크는 완전히 안정하지 않고 거품 및 스파크가 발생하며, 슬래그는 장시간에 걸쳐 만들어지고, 용융욕의 레벨이 변화하며, 로에 공급되는 재료의 속도 및 조성에 변동이 있다. 따라서 표류아크를 제어하는 방법은 바람직하게는 상술한 종류의 인자던지 또는 온도 및 압력변동같은 그 외의 인자에 기인하던지에 관계없이 로의 내부변화에 따라서 그리고 아크로에로의 전력공급, 즉 로에 인가되는 전압 및 전류의 변화에 따라서 적용될 수 있어야 한다.

아크발생은 아크로의 루프, 쉘 및 노상의 구성요소를 손상시킬 수 있으며 아크로의 생산성을 상당히 감소시킬 수 있다. 수냉아크로에 있어서 아크발생에 의한 수관의 파열은 물이 아크로 속으로 들어가게 하고 결국 강력하고 손상을 주는 폭발을 일으킬 수 있다.

본 발명은 아크로의 아크손상의 가능성을 줄임에 의해 전기아크로의 경제적성능을 향상시키는 것에 관한 것이다.

본 발명은 일반적으로 아크로(arc furnace)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 동작 중에 아크로 내에서 생기는 전기적 불안정에 관한 것이다.

이하 본 발명을 첨부도면을 참조하여 예로서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 DC아크로의 중심루프의 중심부의 평면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 구성을 개략적으로 도시하는 아크로부의 단면도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 아크로에서 사용되는 도전성부재 또는 핀이 서로 90°변위된 측면도이다.

도 5A, 도 5B, 도 6C 및 도 5D는 각각 도 2의 구성에서 사용하는 여러 가지 다른 전력부를 나타낸다.

도 6A, 도 6B 및 도 6C는 각각 본 발명의 아크로에서 사용되는 도전성부재의 여러 가지 다른 구성을 나타낸다.

도 7은 저항분압기를 사용하는 본 발명에 따른 아크로의 단면도이다.

도 8은 동적제어법을 사용하는 본 발명의 변형예에 따른 아크로의 단면도이다.

본 발명은 노상을 갖는 쉘과, 서로 그리고 쉘로부터 전기적으로 격리된 다수의 절편을 구비하는 쉘용 루프와, 전극과, 적어도 약간은 전기전도성을 갖는 루프상의 내화부를 구비하는 아크로를 제공한다.

내화부는 자체가 전기전도성을 갖는 내화재로 만들어지거나 포함할 수 있다. 다른 방법으로서 또는 부가적으로 내화부의 적어도 일부에는 적절한 형상 및 크기의 적어도 하나의 도전성부재가 위치한다.

본 발명의 일 형태에 있어서, 도전성부재는 아크로의 내부에 노출된다.

본 발명의 다른 형태에 있어서, 도전성부재는 아크로의 내부에 노출되지 않고, 즉 내화부에 의해 보호된다.

마지막으로 언급한 구체예에 있어서, 내화부가 부식되어 도전성부재의 적어도 일부를 노출시킬 때만 아크로와 도전성부재사이의 직접적인 전도접속이 이루어질 수 있다.

요구조건에 따라서 내화부영역의 여러 지역에 다수의 도전성부재가 사용될 수 있다. 그러므로 내화부재료의 부식에 의한 도전성부재의 노출은 내화부의 열화 또는 마모를 평가하고 따라서 내화부내의 수냉관같은 민감한 구성요소의 손상이 생기기 쉬울 때를 나타내는 수단이 된다. 이 시도는 시스템의 기계적악화를 조기에 경고하는 진단시스템을 개발할 수 있게 한다.

도전성부재는 적절한 도전성재료로 만들어지며 바람직하게는 구리로 만들어진다.

도전성재료는 적절한 형상 및 크기로 만들어질 수 있으며 원형실린더의 특성의 핀형상이 될 수 있다. 적합한 길이는 550mm이고 직경은 대략 120mm이다. 이들 크기는 예로서 제시한 것일 뿐으로 전기 및 열전도성을 고려한 그 외의 크기도 만족스럽게 작용하므로 한정되지 않는다.

다수의 도전성부재가 사용될 수 있다. 이들 부재는 어떤 적합한 패턴으로, 예를 들어 전극에 중심을 두는 하나이상의 원의 주위에 간격을 두고 전극의 주위로 배치될 수 있다.

도전성부재는 전극 및 루프와 접촉하지 않고 전극 및 루프로부터 전기적으로 격리되도록 위치한다.

이들 부재의 적어도 일부는 루프절편 중의 적어도 일부에 완전히 매립될 수 있다.

다른 방법으로서 또는 부가적으로 이들 부재의 적어도 일부는 루프절편 중의 적어도 일부에 약간 매립되며 로의 동작 중에 형성되어 루프절편에 부착되는 슬래그에 일부 노출되게 위치할 수 있다.

도전성부재는 서로 접속되거나, 적절하고 원하는 방식 또는 배열로 하나 이상의 제어된 전위에 연결될 수 있다.

루프는 수냉될 수 있으며 다수의 수냉루프절편 또는 패널로 만들어질 수 있지만 본 발명은 다른 루프종류, 예를 들어 분무냉각되는 루프절편 또는 패널을 구비하는 종류를 보호한다.

도전성부재는 어떤 적절한 유체, 예를 들어 물 또는 에어/물의 혼합물을 사용하여 냉각될 수 있으며 도전성부재로의 유체냉각회로는 내화부가 아크발생에 의해 손상된다면 도전성부재의 냉각회로의 손상가능성이 줄어들도록 내화부로부터 떨어져 위치할 수 있다. 냉각유체나 냉각방법은 냉각회로가 손상될 때 아크로 속으로 들어가는 물의 양이 최소화되도록 하여야 한다.

아크로의 종류에 따라서, 일정한 AC 또는 DC전압을 사용하여 전압구배가 정해질 수 있으며, 따라서 예를 들어 저항네트워크에 의해 발생된 정적인 또는 안정한 상태의 구배가 될 수 있다.

이 구배는 다른 방법으로서 가변적이거나 동적이 될 수 있으며 아크로 내의 동작조건에 응답하는 스위칭장치에 의해 정해질 수 있다. 다시 아크로의 종류에 따라서 스위칭장치가 AC 또는 DC전압으로 동작한다.

전압구배에 의해 정해진, 아크로의 내화부와 인접구성요소사이의 전압차는 아크로에 인가되는 공급전압의 5%-50%가 될 수 있다. 일 예에 있어서, 전압차는 50V-80V이다.

도전성부재를 접지 또는 그 외의 제어전위에 접속하면 아크발생중에 도전성부재측으로 끌리는 전류는 접지 또는 그 외의 다른 제어전위로 향할 수 있다. 한편 제어전위를 변화시킴으로써, 아크를 발생시킬 수 있는 조건이 제어될 수 있으며 아크의 발생이 제한될 수 있다.

도전성부재는 적절한 장치를 사용하여 접지 또는 그 외의 다른 제어전위에 연결될 수 있다. 또한 적절한 장치를 사용하여 다른 절편이나 패널을 적합한 제어전위에 연결하여 이런 절편 또는 패널의 표류아크를 제어할 수 있다.

이런 접속장치는 어떠한 적합한 형태도 취할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 있어서, 아크로의 다른 루프절편이나 부분의 또는 부분에 걸친 원하는 전압레벨을 누르기 위해 저항분압기를 사용한다.

그러나 표류아크를 제한하고 아크를 끄기 위해 아크로 내의 주요관련조건에 따라서 제어전위를 제공하기 위해 활성기구를 사용할 수 있다. 예를 들어 원칙적으로 부하에 전기를 공급하고 부하로부터 흡수된 전력을 방산할 수 있는 스위치모드 또는 선형제어모드의 반도체장치를 사용하는 컨버터가 사용될 수 있다.

제어전위를 제공하는 전력원의 전력등급은 제한되어 아크로의 전력공급등급의 5%이하가 될 수 있으며, 바람직하게는 1%이하이다. 이들 값은 예시적인 것일 뿐 한정되지는 않는다.

제한 없이 적절한 반도체장치는 제어정류기 내의 다이리스터, 바이폴라트랜지스터, 절연게이트바이폴라트랜지스터 및 DC/DC 또는 AC/DC컨버터내의 게이트턴오프다이리스터이다. 이런 장치는 필요에 따라서 루프절편에 인가되는 적절한 전압을 제공하기 위해 제어되지 않은 전력공급부로부터 단상 또는 다상의 교류전력공급부에 직접 또는 DC공급부로부터 아크로로 직접 동작할 수 있다.

이런 장치는 아크로로부터 분류되거나 아크로 속으로 들어가는 전력을 제한하기 위해 적당한 형태의 보호기구를 구비할 수 있다. 제한 없이 예를 들어 상술한 목적으로 전류제한수단, 예를 들어 블록킹다이오드 및 퓨즈를 사용할 수 있다.

도전성부재에 대한 표류아크발생정도를 제한하기 위해 제어전위가 바람직하게는 동적으로 조정될 수 있다. 또한 도전성부재가 표류아크발생원이 되는 것을 방지하기 위해 제어전위가 제한된다.

아크로의 루프에 대한 아크발생정도를 측정하기 위해 접지나 그 외의 다른 제어전위로의 전류흐름이 모니터될 수 있다. 아크발생에 기인한 아크로의 전위손상을 제한하기 위해 접지나 그 외의 다른 제어전위로의 전류의 크기를 모니터하고, 이 전류가 소정한계를 초과하는 경우 아크로전원에 전기공급을 단속하거나 줄이거나 그 외의 적절한 작용을 개시하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.

본 발명은 또한 노상을 갖는 쉘과, 쉘용 루프와, 적어도 약간은 전기전도성인 루프상의 내화부를 구비하는 아크로 내의 표류아크발생을 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은 내화부와 노상사이의 전압구배를 정하는 단계를 구비하는 방법을 제공한다.

전압구배는 내화부와 전극사이, 내화부와 전극과 내화부사이의 시일사이, 또는 내화부와 쉘의 구성요소사이에서 정해질 수 있다.

전압구배는 대체로 일정하며 예정되어 있다. 다른 방법으로서 전압구배는 아크로 내의 동작조건에 따라서 동적으로 변화할 수 있다.

첨부도면 중의 도 1은 내화재로 공지의 방식으로 형성되거나 덮이고, 그 내화재 내의 관을 통하여 물을 순환시키거나 물을 내화재료에 분사함에 의해 냉각되는 본 발명에 따른 DC아크로의 중심루프의 중심부를 나타낸다. 중심루프는 점선 11로 나타낸 루프패널 또는 루프절편으로 둘러싸인다.

도 2는 아크로의 루프를 통하여 본 단면도이다. 전극(12)은 아크로의 노상(hearth)으로부터 연장되는 쉘을 덮는 중심부(10)를 통하여 연장된다. 사용에 있어서, 노상은 도시하지 않은 DC전원공급기의 애노드를 구성하고, 전극(12)은 캐소드를 구성한다. 루프(10) 중의 적어도 중심부는 내화재(14)로 형성되거나 덮이며, 내화재 속에 매설된 수관(16)은 냉각목적으로 사용된다. 대체로 통상적인 아크로의 물리적구조가 도 7 및 도 8에 보다 상세히 도시되어 있다.

다수의 수냉도전성부재(18), 이 경우는 구리핀이 전극(12)에 중심을 두는 두 개의 원의 경계상에 간격을 두고 배치되어 있다. 이 수냉도전성부재(18)는 내화재 내에 장착되며 전극(12)과도 수냉된 루프와도 직접 접촉하지 않고 슬래그와 접촉한다.

도 3 및 도 4는 전형전인 도전성부재(18)의 구조를 나타낸다. 각각의 도전성부재는 길이가 550mm이고 직경이 120mm이다. 도전성부재는 도 4에 도시한 바와 같이 횡방향 및 축방향으로 천공되어 있으며, 도 3 및 도 4에서 검게 나타낸 천공부(20)는 막혀지므로 회로에 연결된 U형 냉각덕트(22)을 형성하며, 이 냉각덕트를 통하여 냉각을 위해 물 또는 에어/물혼합물이 순환된다.

도 3 및 도 4로부터 각각의 도전성부재의 상단부에서 수냉이 이루어짐을 알 수 있다.

수냉도전성부재는 도 2, 도 6A 및 도 6B에 나타낸 바와 같이 냉각덕트(22)가 적어도 내화재의 약간 외부에 위치하는 방식으로 설계되어 아크로에 설치된다. 따라서, 도전성부재가 아크로 내에서의 아크발생에 의해 손상된다면 물회로에서 물이 나와서 아크로 속으로 들어갈 가능성이 감소된다.

도 2는 도전성부재(18)가 도체(26) 및 전원부(28)를 통하여 접지될 수 있는 적절한 제어전위(24)에 접속되어 있는 것을 개략적으로 나타낸다. 전원부로는 도 5A 내지 도 5D에 도시한 것 중의 어느 것도 취할 수 있다.

도 5는 각각 전류제한스위치, 저항분리기, 선형전원공급부 및 스위치모드전원공급부를 구비하는 4개의 전원부(28A-28D)의 구조를 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 전원부(28)는 컨트롤러(30)에 접속되며 이 컨트롤러의 동작을 조정하기 위해 처리변수(32)가 사용될 수 있다. 이 컨트롤러는 전류탐침기(36)에서 얻은 전류측정치(34) 및 전압측정치(38)에 응답한다.

전원부 및 컨트롤러의 특성에 따라서, 입력변수에 응답하여 컨트롤러에서 만들어진 제어신호(40)를 사용하여 전원부(28)의 동작을 제어할 수도 있다.

전원부(30)로는 어떤 적절한 형태도 취할 수 있으며 신호(40)를 발생하기 위해 전용아날로그신호회로 또는 마이크로컨트롤러를 구비할 수도 있다. 컨트롤러는 또한 아크로의 동작을 제어하는데 사용되면서 아크로의 동작에 관한 정보에 응답하는 프로그래머블로직컨트롤러(PLC)의 사용에 의거할 수 있다. 이에 따라서, 아크로의 전력레벨과 아크로 내부의 물리적조건의 변화에 응답하는 응용제어를 충족시킬 수 있다.

도 2에서 도전성핀(18) 중의 하나만이 전원부에 접속되어 있다. 다른 핀(18A)에도 접속(26A)이 이루어질 수 있다. 도 6을 참고하여 더 설명하는 루프의 특성에 따라서, 부가의 접속(26b)이 루프의 전도성부품(18C)에 이루어질 수 있다.

도 5A에 도시한 형태의 전원부(28)는 간단한 인터럽트스위치(42)를 구비한다. 아크로 내에서 예기치 않게 아크가 발생한다면 도전성부재(18)로 끌리면서 아크발생에 의해 생기는 어떤 전류라도 접지도체(26)가 접지하여 아크로의 루프를 보호한다. 접지전류는 전류탐침기(36)에 의해 모니터되며 따라서 아크발생정도의 측정치를 얻을 수 있다. 또한 기준치가 스위치를 동작하여 아크로로의 전류공급을 단속하는데 과도하다면 접지도체(26)를 통해 흐르는 전류와 기준치(32A)를 비교할 수 있다. 따라서 2차아크발생이 아크로구성부를 손상할 수 있는 정도라면 아크로로의 전류공급이 즉시 단속되어 손상가능성을 제한할 수 있다.

그 외의 발생, 예를 들어 내화재(14)가 지나친 정도로 부식되거나 수냉회로(16)가 노출되거나 노출위험에 있는 경우에 생길 수 있는 손상을 제한하는데 유사한 기술을 채용할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 전도성을 측정하는데 필요한 전력공급부는 아크로 내의 위치에서의 전압을 제어하는데 사용되는 시스템의 전력조건과 비교하여 비교적 작다.

도 5B는 전원부(28), 이 경우 28B로 지시한 전원부가 저항분압기로 구성될 수도 있음을 나타내며, 도 7은 이런 분리기네트워크를 사용하는 DC아크로(50)의 일부를 단면으로 나타낸다. 이 도면은 각각 아크로의 노상(52)과 경계부(54A) 및 (54B)를 구비하는 쉘(54)을 도시한다.

루프는 내화재로 만들어진 중심링(56)에 의해 일부 형성되어 쉘을 구성하며 전극(12)은 이 링 내의 중심개구를 통하여 연장된다. 루프의 나머지는 서로 그리고 링으로부터 전기적으로 격리된 다수의 루프패널이나 절편으로 만들어진다. 전극(58)의 주위에는 전극시일(60)이 둘러싸이며 이 전극시일은 전극과 링(56)사이의 틈새를 밀봉하도록 위치한다. 링 내에는 하나이상의 도전성부재 또는 핀(18)이 장착된다.

저항분압기네트워크(28B)는 전압원(V_s)에 접속되며, 각각 시일(60)과 도전성핀(18)에 접속되는 전압(V₁, V₂)을 제공한다. 전압원(V_s)은 전극(12)에 인가되는 전압이 되거나 또는 외부의 전압원이 될 수 있다. 이 분압기는 수동적으로 전류를 제한한다.

저항값은 각각의 전압(V₁) 및 (V₂)가 각각의 연속적인 아크로구성요소 쌍 사이에 충분히 낮은 전압기울기를 만들어 그 구성요소사이에서의 아크발생가능성을 감소하도록 선택된다. 적절한 전압차는 아크로공급전압의 0%-50%이며, 일 예로 이 전압차는 50V-80V이다.

도 7에 도시한 구성은 비교적 달성하기 쉬운 매력을 갖는다. 그러나 전압차가 아크로 내부의 주어진 조건에 따라서 미리 선택되는 결점을 갖는다. 아크로 내부의 조건은 정적인 상태가 아니므로 전압차는 모든 동작조건에 대하여 최적레벨에 있지 않을 것이다.

경계부(54B)의 전압이 제어가능한 것으로 판명된다면, 도시하지 않은 유사한 분압기네트워크(28B)가 경계부(54B)에 접속될 수 있다.

전술한 바와 같이 도 5B의 저항분압기(28B)는 수동적으로 전류를 제한한다. 전원부(28C, 28D)는 각각 선형전력공급부와 스위치모드전력공급부의 사용에 기초하며 능동적으로 전류를 제한한다. 이 경우에, 전류제어루프에 의해 전류가 제한된다. 이 전류는 전원부를 보호하고 전원부가 아크발생원이 되는 것을 방지하기 위해 제한할 필요가 있다.

도 8은 각각 시일(60)과 도전성핀(18)에 인가되는 전압(V₁) 및 (V₂)을 제공하는 두 개의 전원부(28D)를 도시한다. 이 전원부는 공정변수신호(34)에 따라서 제어가능한 방식으로 공급전압(V_s)을 절환하기 위해 절연게이트바이폴라트랜지스터 (IGBT)를 사용한다.

이 전압(V_s)은 전극(12)에 존재하는 전압이 될 수 있다. 다른 방식으로서, 이 전압은 3개의 위상공급부(74)가 인가되는 적절한 종류의 정류부(72)에 의해 만들어진다.

전원부(28D)는 LC필터를 구비하며, 고전력레벨을 공급하는데 적합하다. 이 전원부들은 프로그램을 갖는 컨트롤러(30)에 따라서 전압(V₁) 및 (V₂)을 능동적으로 제어하는데 사용되며, 결국 적어도 다음과 같은 공정변수(32), 즉 아크로 컨트롤러탭셋팅 및 아크로정류부의 동작시점에 지배된다. 따라서 전압구배, 즉 연속하는 아크로구성요소쌍 사이의 전압차가 아크로정류부의 동작범위전체에 걸쳐서 동적방식 또는 적응방식으로 유지되게 한다.

정류기를 갖지 않는 AC아크로에서는 확실한 변형이 필요할 것이다.

아크로를 시험하여 구성요소(58)과 (60)사이, 그리고 구성요소(60)과 (56)사이의 최적전압은 50V 내지 80V에 있는 것을 발견하였다.

전원부(28D)는 아크로 내에서 아크가 사라질 때마다 아크로정류기전압이 150V의 소정의 안전값이 되게 한다. 이렇게 하면 아크발생전이나 아크가 사라졌을 때 루프(56)의 패널에서의 아크발생을 방지한다.

하나 또는 다수의 도전성핀(18)과 접촉하고 있는 슬래그(도 2 및 도 8참조)의 온도는 슬래그의 저항에 영향을 주고, 따라서 전압(V₂)을 상당한 크기로 결정한다. 슬래그저항을 극복하기 위해 극한 경우에서는 아크로전압을 초과하는 전압이 요구될 수도 있다. 특정장치에서는 아크로에 연결된 전원이 테스트하의 예에서 20메가와트인 스레숄드치를 초과할 때만 표류아크가 발생하는 것이 발견되었다. 따라서 아크로가 스레숄드치이상으로 동작되었을 때만 전압분급회로(voltage grading circuit)가 필요하다.

이 전압분급은 아크로 내부의 열제방(thermal bank)의 형성을 돕기 위해 사용된다. 이 열제방은 쉘 및 루프의 상한부에 대하여 상당히 단열한다. 전원부(28D)는 전압차를 정하여 전극전위로 충전된 전극으로부터 입자들이 아크로 루프측으로 그리고 쉘의 내측상한부측으로 끌려가 전원부에 의해 보다 강하게 고정되도록 사용된다. 이렇게 열제방은 스스로 제어하도록 만들어진다. 역으로 부적절한 전압분급은 아크로의 내측면에 열제방이 형성되는데 부정적인 영향을 준다.

전원부(28)는 적어도 다음과 같은 목적을 달성하기 위해 사용될 수 있다.

(a) 표류아크의 감소

(b) 비상시에 아크로의 상부의 접지

(c) 아크로 내부에 열제방을 형성하는 것을 도움

전원부(28D) 대신에 하나 이상의 전원부(28C)를 사용하여 원하는 전압(V₁) 및 (V₂)을 제공한다.

도 7 및 도 8에 있어서, 도전성핀(18)은 전압기울기를 정하는 전원부에 직접 접속된다. 내화재료자체는 전기전도성이며, 이 경우 내화재에 부가적으로 접속된다.

도 6A, 도 6B 및 도 6C는 다른 도전성부재의 구조를 나타낸다. 도 6A에 있어서, 핀(18)은 아크로의 내부에 노출된다. 그러나 핀의 노출표면에서 아크가 직접발생하지 않도록 주의하여야 한다. 그러나 내화재(14) 속에 매립된 핀은 상부강재프레임(80)으로부터 이격되어 접촉하지 않음을 알 수 있다.

도 6B는 핀이 아크로의 내부에 노출되고 내화재의 층에 의해 아크로내부로부터 보호되는 변형예를 나타낸다. 이런 구성으로 인해 내화재가 범위(82)까지 부식되어 적어도 도전성핀을 일부 노출시킬 때만 아크로 내부와 핀 사이의 직접전도접속이 이루어질 수 있다. 이 상황은 핀으로부터의 전류의 증가의 검출에 의해 쉽게 검출할 수 있으며, 발생한 부식의 측정치가 얻어질 수 있다.

이 핀은 요구조건에 따라서 루프패널의 내화재내에 다른 지역에 위치할 수 있다. 내화재의 부식 때문에 도전성핀의 노출은 내화재의 악화 또는 마모를 평가하고 내화재내의 수냉회로같은 민감한 구성요소의 손상이 일어나기 쉬운 때를 지시하는 수단을 제공할 수 있다. 따라서, 핀이 노출됨에 따라서 핀과 캐소드 또는 애노드 사이의 저항이 감소되며, 이것은 쉽게 검출될 수 있다.

그 외의 가능한 구성이 도 6C에 도시되어 있다. 이 경우 14A로 나타낸 내화재자체는 전도성이다. 내화재는 지지강재프레임(80)과 접촉하며 전기리드(26)는 강재프레임에 직접 연결된다. 앞으로 언급하는 이 구성은 핀(18)이 없으면 안되게 하며 대신에 도전성루프에 직접 전기접속함으로써 각각의 전압기울기가 정해진다.

도전성부재, 즉 핀은 필요에 따라서 아크로의 루프링, 또는 루프패널 또는 그 외의 구성요소내의 원하는 위치에 위치할 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 DC아크로를 참조하여 설명되었다. 그러나 이 원리는 다른 종류의 로에도 응용가능하다. 특히 본 발명의 원리는 단상 또는 다중상 AC아크로에서의 표류아크발생을 줄인다. 다수의 전극을 구비하는 종류의 로에서는 서로 격리된 로의 표면을 로의 내부와 관련된 동작조건에 관련된 원하는 전압으로 유지하기 위해 복합제어 및 모니터기술에 의지할 수 있다.

Claims (20)

1. 노상을 갖는 쉘과, 서로 그리고 쉘로부터 전기적으로 격리된 다수의 절편을 구비하는 쉘용 루프와, 전극과, 적어도 약간은 전기전도성을 갖는 루프상의 내화부를 구비하는 것을 특징으로 하는 아크로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 내화부는 도전성 내화재로 만들어지거나 도전성 내화재를 구비하는 것을 특징으로 하는 아크로.
3. 제 1항에 있어서, 내화부를 구성하는 내화재의 적어도 일부에는 적어도 하나의 도전성부재가 위치하는 것을 특징으로 하는 아크로.
4. 제 3항에 있어서, 전극의 주위로 간격을 두고 배치되고 전극 및 루프로부터 전기적으로 격리된 다수의 도전성부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 아크로.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 전극도전성부재는 로의 내부에 노출되는 것을 특징으로 하는 아크로.
6. 제 3항, 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 도전성부재는 적절한 유체로 냉각되는 것을 특징으로 하는 아크로.
7. 제 1항 내지 제 6항 중의 한 항에 있어서, 적어도 내화부와 노상을 걸친 전압구배를 정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 아크로.
8. 제 7항에 있어서, 전압구배를 정하는 수단은 로에 인가되는 공급전압의 0%-50%사이로 로의 내화부와 인접구성요소사이의 전압차를 정하는 것을 특징으로 하는 아크로.
9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 전압구배를 정하는 수단은 저항분압기네트워크를 구비하는 것을 특징으로 하는 아크로.
10. 제 1항에 있어서, 전압구배를 정하는 수단은 로 내의 동작조건에 응답하는 다수의 스위칭장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 아크로.
11. 제 1항 내지 제 6항 중의 한 항에 있어서, 도전성내화부는 접지 또는 제어된 전위에 접속되는 것을 특징으로 하는 아크로.
12. 제 1항 내지 제 6항 중의 한 항에 있어서, 도전성내화부로의 전류유동을 모니터하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 아크로.
13. 제 12항에 있어서, 전류가 소정한계를 초과할 때 전극으로의 전기공급을 단속하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 아크로.
14. 제 1항 내지 제 13항 중의 한 항에 있어서, 아크로는 DC아크로인 것을 특징으로 하는 아크로.
15. 노상을 갖는 쉘과, 쉘용 루프와, 적어도 약간은 전기전도성인 루프상의 내화부를 구비하는 아크로 내의 표류아크발생을 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은 내화부와 노상사이의 전압구배를 정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 15항에 있어서, 상기 전압구배는 아크로에 인가되는 공급전압의 0%-50%사이로 내화부와 인접구성요소사이의 전압차를 정하는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서, 전압구배는 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제 15항 또는 제 16항에 있어서, 전압구배는 아크로 내의 선택된 동작조건에 따라서 변화하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제 15항 내지 제 18항 중의 한 항에 있어서, 내화부는 적어도 약간 내화부에 노출되는 적어도 하나의 전도성부재에 의해 적어도 약간은 전도성으로 만들어지며 전도성부재로부터의 전류흐름은 내화재의 부식을 검출하도록 모니터되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제 15항 내지 제 19항 중의 한 항에 있어서, 아크가 아크로 내에서 사라졌을 때 로에 인가된 전압을 안전한 소정값으로 조정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는방법.