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技術情報:溶融

交流アーク炉

概要 三相交流電源に接続する3本の人造黒鉛電極と主原料間にアークを発生させ、これらの原料を溶解し、続いて不純物の除去、成分調整などの精錬ならびに溶鋼を所定の温度に調整して取りなべへ出湯します。以降これを繰り返し操業の基本とします。しかし現在では、取りなべ精錬炉の普及により、取りなべ内で精錬を行う炉外精錬が主流となり、ほとんどのアーク炉は溶解専用炉としての位置付けとなっています。
利点 ・建設費が比較的安価である
・生産調整が容易である。(稼動、休止の操作が迅速)
・多品種、小ロット向き
構造  炉の設備は、原料を入れてアーク溶解するための炉本体、溶解液を出すための炉体傾斜装置、アークを発生するための炉用変圧器、遮断機などの電源設備、人造黒鉛電極、電極昇降装置、集塵装置などから構成されます。
設備構成 炉本体 本体構造は20トン以下の小型炉では側壁が鋼板製の円筒一体型である。
炉体傾斜装置 傾斜装置には、油圧式と電動式がある。
電極昇降装置 電極昇降装置は、投入電力をできるだけ一定に保つために電極を自動的に上下に運動させる装置である。電動式と油圧式がある。
集塵装置 公害防止上アーク炉操業において不可欠の設備である。ろ布を使用した設備が一般的である。
電源設備 炉用変圧器、炉用遮断機、力率改善設備、フリッカ制御装置などがある。

直流アーク炉

直流アーク炉とは、設備的には直流変換装置(整流器)、直流リアクトル(DCL)および炉低電極が付加されている以外は、交流アーク炉との違いはありません。三相交流を整流した直流を、炉低電極と黒鉛電極間に通電し、アークを発生させて溶解します。しかし1980年代に建設された中・小型炉では、炉低電極の寿命に問題があり、直流アーク炉の採用は進展していませんでした。現在では、炉低電極の問題も今後解決見通しが立ち評価が見直されてきています。


交流アーク炉と直流アーク炉の比較

項目 交流アーク炉 直流アーク炉
特高機器 炉用VCB・避雷器/サージ吸収器 炉用VCB・避雷器/サージ吸収器
電源 炉用変圧器 整流器用変圧器・サイリスタ整流器・直流リアクトル
タップ切替装置 負荷時タップ切替装置 無電圧タップ切替装置
二次導体 大電流母線(直流陽極用) 大電流母線(交流三相分)
電極 上部黒鉛電極1本と炉低電極 上部黒鉛電極3本
電極昇降装置 電動式・油圧式 電動式・油圧式
制御監視装置 監視盤・低圧動力盤・電極制御盤・計器制御盤 監視盤・整流器制御盤・炉体制御盤・低圧動力盤
その他 力率改善または高調波フィルタ用コンデンサ 力率改善または高調波フィルタ用コンデンサ
制御監視装置 監視盤・低圧動力盤・電極制御盤・計器制御盤 監視盤・整流器制御盤・炉体制御盤・低圧動力盤