KR930006266B1

KR930006266B1 - 직류 전기 아크로

Info

Publication number: KR930006266B1
Application number: KR1019900016908A
Authority: KR
Inventors: 마끼 도시미찌; 마쯔오 다까또
Original assignee: 엔케이케이 코퍼레이션; 사이또 히로시
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1993-07-09
Also published as: CA2028215A1; JPH03233289A; CA2028215C; US5138629A; KR910008364A; JP2940134B2

Abstract

내용 없음.

Description

직류 전기 아크로

제1도는 본 발명의 실시예를 예시하는 도면.

제2도와 제3도는 본 발명의 직류 전기 아크로의 내부에서 전기의 경로에 관해 설명하는 도면.

제4도는 선전류에 의해 유발되는 자기장을 설명하는 도면.

제5도는 직류 전기 아크로의 흐름도.

제6도는 본 발명의 실시예를 예시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 변압기 2 : 다이리스터

3 : 콘덕터 4 : 직류반응기

5 ; 직류 전기아크로 6 : 가동전극

7,71,72 : 저부전극 9 : 강철욕

10 : 아크 31 : 케이블

본 발명은 금속학의 분야에 관한 것이며, 특히 강철 제조를 위한 직류 전기 아크로에 관한 것이다. 상당한 용량을 갖는 전기 아크로에 의한 종래의 강철 제조방법으로서, 전력 공급과 전압 조절이 손쉽기 때문에 교류 전기 아크로가 이용된다.

다른 한편 반도체 분야의 최근의 발전에 의해 직류전기 공급 용량이 증가하여 교류 전기 아크로에서 직류전기 아크로로 전환하게 되었다.

이 직류 전기 아크로의 전기 설비는 변압기를 포함하여 전력 공급의 면에 있어서는 동일하다. 직류 전기 아크로의 경우에 있어서 전압은 변압기에 의해 로에 적정한 수준까지 낮아지며, 교류는 다이리스터(thyrister)와 같은 정류기에 의해 직류로 정류된다. 이러한 다이리스터 시스템에서 직류 시스템이 단락될때 전류가 지나치게 증가하는 것을 방지하기 위해 직류 반응기가 이용된다. 직류 회로는 일차 콘덕터 또는 정류기로부터 양극까지의 회로, 그리고 이차 콘덕터 또는 가동 탄소전극으로부터 정류기까지의 회로로 구성된다.

종래의 교류 전기 아크로에서 전극은 3개다. 직류전기 아크로에서 전극의 수는 반드시 3개일 필요는 없으며 최소한 1개일 수도 있다. 따라서 직류전기 아크로에서 용량이 매회 150톤인 로에 대해서 한개의 전극이 가능하며 이 경우 전극 주위의 로의 구조는 간단하나, 로의 저부에 대한 저부 전극이 필요하다.

제5도는 직류전기 아크로의 흐름도이다. 제5도에 도시되어 있듯이 변압기(1)의 2차 측 단자는 다이리스터의 (2)의 교류 단자에 연결된다. 음극 직류 단자는 직류 반응기(4)와 콘덕터(3)를 경유하여 직류 전기로(5)의 가동전극(6)에 연결된다. 양극 직류 터미날은 콘덕터(3a)를 경우하여 저부 전극에 연결된다. 이렇게 하여 전류(Ⅰ)의 공급 회로(A-B-C-D-E-F-G-A)가 구성된다. 저부 전극(7)은 로(5)의 저부의 중심에 위치한다. 아크(10)는 가동전극(6)과 강철욕(9)사이에 전기경로를 형성한다. 호울더 아암은 가동 전극(6)을 유지하며 위 아래로 가동시킨다. 콘덕터의 일부는 가요성이며 U자형의 쇠사슬 모양을 형성하며 로의 근방에 현가된다. 이러한 형태의 배열에서 아크(10)의 자기장과 콘덕터(3)의 자기장은 서로 간섭하며 아크의 위치는 로(5)의 중심에 유지될 수 없다.

제5도에 도시되어 있듯이 공급 시스템에 의한 자기장(B1)은 전류(Ⅰ)와 공조하여 아크상에 힘(f)를 발생시키며 중심의 위치에서 일탈한다. 이 일탈의 결과 강철 제조 반응은 아크가 일탈되는 로 내의 위치에서 가속된다. 그러나 로의 다른 측에서는 반응이 저하된다.

강 제조에 걸리는 전체 시간은 증가하기 때문에 전체 전기 소모는 증가하며 불균일한 반응 때문에 내화물의 마모도 증가한다.

따라서, 본 발명의 목적은 로의 아크의 위치가 로의 중심에서 안정되는 직류 전기 아크로를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 작업시간과, 전기 소모, 내화물 마모의 증가를 피할 수 있는 균일한 용해가 일어나는 직류 전기 아크로를 제공하는 것이다. 본 발명에 따라 직류전기 아크로는 상기 직류 전기 아크로에 대한 직류 공급 시스템과, 강철욕을 포함하는 직류 전기 아크로의 주몸체와, 직류 전기 아크로의 루프의 중심에서 상기 강철욕의 첨부에 있는 가동 전극과, 그리고 직류 전기 아크로의 저부의 중심으로 부터 상기 가동전극에 의해 발생된 아크 아래에서 부터 상기 저부 전극까지의 강철욕의 2차 전류에 의해 발생되며 상기 공급 시스템의 전류에 의해 발생되는 2차 자기장을 상쇄할 수 있는 자기장에 의해 결정되는 거리만큼 중심으로 부터 일탈한 위치에서 직류전기 아크로에 부착되어 있는 저부 전극으로 구성된다. 가동 전극은 직류 전기 아크로의 상기 루프의 중심으로부터 일탈될 수 있다.

전류 밀도의 범위는 45-160킬로암페어가 바람직하다. 전극의 일탈 거리의 범위는 전극의 직경의 절반에서 전극의 직경 사이의 범위가 바람직하다.

관련된 기술에서 제기되는 문제점은 공급 시스템에 의해 발생하는 자기장 때문에 아크의 위치가 직류 전기 아크로의 중심에서 일탈한다는 것이다. 이 문제는 가동 전극의 그리고/또는 저부 전극의 위치를 로의 중심으로부터 변환시켜 자기장의 영향을 상쇄시켜 해결될 수 있다. 로의 중심과, 가동 전극의 위치 그리고/또는 저부 전극 사이의 거리는 공급 시스템에 의해 발생되는 자기장에 의해 결정된다.

제4도는 선전류에 의해 유발되는 자기장의 설명도이다.

"I"의 전류 밀도를 갖는 선전류가 "I"의 길이 만큼 흐르면 XY선으로부터 "d"만큼 떨어진 D지점에서 자기밀도는 "B"로 표시된다.

XY선과 XZ선 사이의 각도와 XY선과 YZ선 사이의 각도는 각각과이다. 자기밀도 "B"는 다음식에 의해 표현된다.

B·I(cos+cos)/4πd

따라서,그리고 "d"가 감소하면 자기밀도 "B"는 감소한다. 제2도와 제3도는 본 발명의 직류 전기 아크로의 내부에서 전기의 경로에 관한 설명도이다.

제2도는 상부 단면도이며 제3도는 측부 단면도이다. 이 경우 저부 전극(71)은 로(5)의 저부의 중심에서 떨어진 위치에 배열되어 있으며 반면 호울더 아암(8)에 의해 유지되는 가동 전극(6)은 로의 루프의 중앙에 위치한다. 전류(I)의 밀도는 두 도면에서 벡터 장으로 도시되어 있다.

아크(10) 아래에서부터 저부 전극(71)까지 강철욕의 전류에 의해 발생하는 자기장은 B₂로 표시되며, 반면 직류 전기 아크로의 공급 시스템에 의해 발생되는 자기장은 제3도에서 B₁으로 표시된다. 자기장(B₁)의 방향은 지면의 위로 향하며 자기장(B₂)의 방향은 지면의 아래로 향한다. 제4도에 도시되어 있듯이 자기장(B₂)은 아크(10)의 근방에 있다. 따라서 자기장(B₂)은 제4도를 통해 설명되는 외부 공급 시스템의 자기장 B₁보다 더 영향을 미친다.

로의 중심에 대한 가동 전극의 위치와 로의 중심에 대한 저부 전극의 위치에 있어서, 이들 위치는 외부 공급 시스템에 의해 유발되는 자기장을 상쇄하기 위해 로의 중심으로 부터 이동될 수 있다. 그러나 가동전극의 이동 기구가 복잡하고 값이 비싸며 저부 전극은 저부에 쉽게 부착될 수 있기 때문에 저부 전극의 위치의 변화가 가동전극의 위치 변화보다 유리하다.

본 발명의 시스템은 매회당 50 내지 250톤의 용량을 갖는 직류 전기 아크로에 적용할 수 있다. 용량이 매회당 50톤 이하이면 공급 시스템에 의해 유발되는 자기장은 로의 중심에서 떨어져 있는 강철욕에 접촉하는 아크의 일부를 일탈시킬 만큼 영향을 미치지 않는다. 용량이 매회당 250톤이 넘으면 이들 전극의 중심으로 부터의 일탈 거리가 너무 크며 강철욕의 균일한 반응은 얻을 수 없다.

본 발명의 시스템은 45 내지 160킬로암페어의 전류밀도를 갖는 직류 전기 아크로에 적용할 수 있다. 전류밀도가 45킬로암페어 이하이면 외부 공급 시스템에 의해 유발되는 자기장의 영향은 무시할 수 있다. 전류밀도가 160킬로암페어 이상이면 이들 전극의 중심으로부터의 일탈 거리는 너무 크며 강철욕의 균일한 반응은 얻을 수 없다.

본 발명의 시스템은 가동 전극이나 저부 전극이 전극의 직경의 절반에서 전극의 직경의 거리 만큼 일탈되어 있는 직류 전기 아크로에 적용할 수 있다. 일탈 거리가 전극의 직경의 절반 이하이면 외부 공급 시스템에 의해 유발되는 자기장의 영향을 상쇄하는 일탈된 전극의 영향은 무시할 수 있다. 일탈 거리가 전극의 직경 이상이면 이들 전극의 중심으로부터의 일탈 거리는 너무 크며 강철욕의 균일한 반응은 얻을 수 없다.

제1도는 본 발명의 실시예이다. 제1도에 도시되어 있듯이 변압기(1)의 2차 측 단자는 다이리스터(2)의 교류 단자에 연결된다. 다이리스터(2)의 음극 단자는 직류 반응기(4)와 콘덕터(3)를 경유하여 직류 전기로(5)의 가동 전극(6)에 연결된다. 다이리스터(2)의 양극 단자는 콘덕터(3a)를 경유하여 저부 전극(71)에 연결된다. 이렇게 하여 전류(I)의 공급 회로(A-B-C-D-E-F-G-A)가 구성된다. 저부 전극은 로의 저부의 중심에서 떨어져 있다. 공급 시스템(F-G-A-B-C)의 자기장은 전기(DE)의 경로에서 전류에 의해 발생되는 자기장(B2)에 의해 상쇄된다. 전기의 경로가 아크(10)의 근방에 있기 때문에 전기(DE)의 경로에 의해 발생되는 자기장(B₂)은 공급시스템의 자기장 보다 더 영향력이 있다.

제6도는 본 발명의 실시예이다. 제6도에 도시되어 있듯이 외부 전원의 전압을 낮추는 변압기(1), 변압기(1)로 부터의 교류를 정류하는 다이리스터(2), 그리고 전류의 리플을 평활하는 직류 반응기(4)가 이 공급시스템에 배열된다. 강철욕(9)이 가공되는 직류 전기 아크로(5)의 저부에 저부 전극(72)이 배열된다. 로의 첨부에는 가동 전극(6)이 배열된다. 가동전극(6)과 다이리스터(5)는 전력공급 선에 의해 연결되며 그 일부는 가요성 공급 케이블(31)이다. 가요성 공급 케이블(31)에 의해 가동 전극이 상호 움직이며, 가동전극(6)의 근방에 현가된다. 도면의 화살표는 전류의 방향을 도시한다. 변압기(1)와 다이리스터(2)에 의해 사전에 결정된 전압으로 정류된 전류는 화살표로 도시된 것처럼 직류 반응기(4), 저부 전극(72), 강철욕(9), 아크(10), 가동전극(6), 가요성 공급 케이블(31)로 전도된다. 가동 전극(6)과 저부전극(72)은 로의 중심에 있으며 아크(10)는 외부 공급 시스템의 자기장에 의해 일탈된다. 그러나 제6도에 도시되어 있듯이 가동전극의 위치는 로의 중심에서 떨어져 있으며, 가요성 공급케이블에 접근하며, 저부전극(72)의 위치도 중심에서 떨어져 있으며 가요성 공급케이블(31)로부터 떨어진다. 이들 전극의 배열에 의해 아크(10)의 위치의 일탈이 상쇄되며 그 위치가 로의 중심에서 유지되며 이것으로 인해 군형있는 강철 제조반응이 일어난다.

Claims

직류 전기 아크로에 대한 직류공급 시스템과, 강철욕(9)을 포함하는 직류 전기 아크로의 주몸체(5)로 구성된 직류전기 아크로에 있어서, 직류전기 아크로의 루프의 중심에서 상기 강철욕의 첨부에 있는 가동전극(6)과 ; 직류전기 아크로의 저부의 중심으로부터 상기 가동전극에 의해 발생된 아크(10) 아래에서 부터 상기 저부 전극까지의 강철욕의 2차전류에 의해 발생되며 상기 공급 시스템의 전류에 의해 발생되는 2차 자기장을 상쇄할 수 있는 자기장에 의해 결정되는 거리만큼 중심으로부터 일탈한 위치에서 직류 전기 아크로에 부착되어 있는 저부전극(71)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직류 전기 아크로.
제1항에 있어서, 가동전극은 강철욕의 첨부에 위치하며, 직류 전기 아크로의 상기 루프의 중심에서 일탈된 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 직류 전기 아크로.
제1항에 있어서, 일탈 거리가 전극의 직경의 절반에서 직경 사이에 있는 것을 특징으로 하는 직류 전기 아크로.