溝型誘導加熱装置における電源損傷防止方法
【課題】溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置を用いて溶銑を加熱するに当たり、溶銑中に巻き込まれた炉内スラグや炉内で生成した酸化物などの異物が流路に付着して流路が閉塞しても、電流の変動を緩和するようにして電源の損傷を防止することのできる溝型誘導加熱装置における電源損傷防止方法を提供する。
【解決手段】流路２３を形成する耐火物１９にあらかじめ鉄を含浸させておき、異物２２などによる流路の閉塞時には前記鉄含浸領域２４に電流を逃がすことにより、電流が完全には遮断されないようにする。
【解決手段】流路２３を形成する耐火物１９にあらかじめ鉄を含浸させておき、異物２２などによる流路の閉塞時には前記鉄含浸領域２４に電流を逃がすことにより、電流が完全には遮断されないようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉から出銑された溶銑を転炉で精錬する前に一旦貯蔵するための貯銑炉に設置される、溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置における電源損傷防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉から出銑された溶銑は、トーピードカーや溶銑鍋などの溶銑搬送容器で受銑され、必要に応じて脱硫処理、脱燐処理などの予備処理が施された後に転炉へ輸送され、転炉で脱炭精錬が行われている。このとき、高炉からの出銑タイミングや転炉における処理量の変動などによって生ずる溶銑の過不足を調整するために、転炉で脱炭精錬する前に溶銑を一旦貯銑炉に貯蔵する場合がある。貯銑炉内の溶銑は、出銑口などの開口部からの放熱及び耐火物からの抜熱によって温度低下を招くため、溶銑の加熱が必要になっている。
この溶銑の加熱には、貯銑炉に設けた、溝型の流路を有する誘導加熱装置（以下、溝型誘導加熱装置ともいう）が用いられている。
【０００３】
図５は、誘導加熱装置の加熱原理を説明する図である。鉄心８０の誘導コイル８１を一次回路とし、流路内を満たす溶銑により形成される１ターンの溶銑電路８２を二次回路とする変圧器回路８３により説明できる。
【０００４】
つまり、誘導コイル８１に電源装置８４から通電することにより、鉄心８０に磁束Ｆが発生し、この磁束Ｆが溶銑電路８２と鎖交することにより誘導電流Ｉが発生し、溶銑がこの誘導電流Ｉによるジュール発熱によって加熱される。
【０００５】
一般に、流路内の溶銑中に生ずる誘導電流により、流路内の溶銑には流路の断面を収縮させる方向のローレンツ力（電磁気力）が作用する。このローレンツ力は、一般にピンチ力と称され、このピンチ力によって流路内の溶銑が収縮し、ピンチ力が大きい場合には流路内の溶銑が切断される状態にまで至る。ピンチ作用によって流路内の溶銑が収縮し、更に収縮によって流路内の溶銑が切断される現象を、ピンチ現象と称している。
【０００６】
このようなピンチ現象が発生すると、鉄心に巻いた誘導コイルに流れる電流の変動が激しくなり、溶銑の加熱に必要な電力を安定して供給することができなくなるとともに、電源の負荷が増大し電気回路が損傷するトラブルに至ることもある。
【０００７】
また、溶銑中に巻き込まれた炉内のスラグや炉内で生成した酸化物が異物として流路の内壁に付着することから、流路の縮小や時には流路の閉塞が発生する。これにより、流路の断面積が狭くなるため、断面積当たりの溶銑に流れる誘導電流が増加し、上述のピンチ現象がより一層発生しやすくなるという問題が生ずる。
【０００８】
この対策として、例えば特許文献１には、鉄心に巻いた誘導コイルに、高出力の通電と低出力の通電とを交互に供給し、これによって異物による流路の閉塞を抑制する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２１８０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている方法には、以下の問題点がある。即ち、特許文献１の方法は、液体である溶銑の流速の強度を変更して異物を洗い流すという方法であるため、比較的付着力の弱い異物しか洗い流すことはできず、流路の閉塞を十分には抑制することができずにピンチ現象が発生して電源を損傷してしまう場合があるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような問題を鑑みなされたものであり、溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置を用いて溶銑を加熱するに当たり、溶銑中に巻き込まれた炉内スラグや炉内で生成した酸化物などの異物が流路に付着して流路が閉塞しても、電流の変動を緩和するようにして電源の損傷を防止することのできる溝型誘導加熱装置における電源損傷防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係る発明は、溝型の流路を有する誘導加熱装置を用いて貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱するにあたって、前記流路を形成する耐火物にあらかじめ鉄を含浸させておき、流路の閉塞時には前記鉄含浸領域に電流を逃がすことにより、電流が完全には遮断されないようにすることを特徴とする溝型誘導加熱装置の電源損傷防止方法である。
【００１２】
また本発明の請求項２に係る発明は、貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱する、溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置であって、前記流路を形成する耐火物は、あらかじめ鉄を含浸するものであることを特徴とする溝型誘導加熱装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、流路の閉塞時に鉄含浸領域に電流を逃がすことにより、電流が完全には遮断されないようにしたので、電源の負荷が異常に増大するのを防止し電源設備のトラブルを回避することが可能となる。その結果、溶銑の加熱効率が向上するなど安定した昇熱操業が達成され、工業上有益な効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を具体的に説明してゆく。図３は、本発明に係る溝型誘導加熱装置を備えた加熱式貯銑炉の概略断面を示す図である。図４は、図３のＢ−Ｂ矢視による概略断面を示す図である。図中、１０は貯銑炉、１１は鉄皮、１２は溝型誘導加熱装置、１４は受銑口、１５は出銑口、１８は溶銑、および１９は耐火物をそれぞれ表す。
【００１５】
図３及び図４に示すように、円筒状の貯銑炉１０は、外殻を鉄皮１１とし、この鉄皮１１の内側に耐火物１９が施工されていて、溶銑鍋やトーピードカーなどの溶銑搬送容器（図示せず）から溶銑１８を受銑するための受銑口１４、及び、貯蔵した溶銑１８を装入鍋などの溶銑保持容器（図示せず）に排出するための出銑口１５が、貯銑炉１０の側壁に設置されている。
【００１６】
また、貯銑炉１０の側壁下部には、４基の溝型誘導加熱装置１２が配置されている。高炉から出銑された溶銑１８は、必要に応じて脱硫処理、脱燐処理などの溶銑予備処理を施した後、受銑口１４から貯銑炉１０に装入され、溝型誘導加熱装置１２で加熱しながら貯蔵される。そして、貯銑炉１０からの出銑時は貯銑炉１０を傾動し、出銑口１５から溶銑１８を出銑する。
【００１７】
図１は、本発明に係る溝型誘導加熱装置の概略断面を示す図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視による概略断面を示す図である。図中、２０は誘導コイル、２１は鉄心、２２は異物、２３は流路、および２４は鉄含浸領域をそれぞれ表す。なお、その他の符号は、図１および２と同様である。
【００１８】
溝型誘導加熱装置１２は、図１及び図２に示すように、溶銑１８が通るための径路となる流路２３を形成する耐火物製の箱体に、誘導コイル２０の巻かれた鉄心２１を配置した構成であり、流路２３は貯銑炉１０の内部と連通している。誘導コイル２０に交流電流を流すことによって、ループ状の流路２３と鎖交する交流磁束を生じさせ、ループ状の流路２３の内部の溶銑１８に誘導電流を発生させ、この誘導電流により発生するジュール熱によって溶銑１８を加熱する。
【００１９】
また、この誘導電流と、誘導コイル２０による交流磁束とによって流路２３の内部の溶銑１８にはローレンツ力が働き、溶銑１８は流路２３の内部を移動し、それにより流路２３の流入口から流出口に向かう流れが形成される。つまり、加熱された溶銑１８は流出口から排出され、代わって貯銑炉１０の内部の溶銑１８が流入口から溝型誘導加熱装置１２に流入して、溶銑１８は順次加熱される。なお、図１における流路内の矢印は、溶銑１８の流れの方向を示している。
【００２０】
溝型誘導加熱装置１２によって溶銑１８を加熱する際には、溶銑１８に巻き込まれたスラグや貯銑炉１０の内部で生成した酸化物などが流路２３の内壁に付着堆積して、異物２２を形成する。この形成・成長した異物２２によって、流路２３が縮小・閉塞するピンチ現象が生ずることにより起こる誘導電流の急激な変動または遮断により電源装置が破損する。
【００２１】
本発明では、図１に示すように、流路を形成する耐火物１９の一部または全部に鉄を含浸させた鉄含浸領域２４を設けることを特徴としている。流路２３が縮小・閉塞に至る場合には、鉄含浸領域２４に電流が流れることで誘導電流の変動が緩和し、完全遮断に至ることがない。この間に電源装置を停止する(電源装置を停止する時間的余裕が生まれる)ことにより、電源装置が損傷することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る溝型誘導加熱装置の概略断面を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視による概略断面を示す図である。
【図３】本発明に係る溝型誘導加熱装置を備えた加熱式貯銑炉の概略断面を示す図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視による概略断面を示す図である。
【図５】誘導加熱装置の加熱原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０ 貯銑炉
１１ 鉄皮
１２ 溝型誘導加熱装置
１４ 受銑口
１５ 出銑口
１８ 溶銑
１９ 耐火物
２０ 誘導コイル
２１ 鉄心
２２ 異物
２３ 流路
２４ 鉄含浸領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉から出銑された溶銑を転炉で精錬する前に一旦貯蔵するための貯銑炉に設置される、溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置における電源損傷防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉から出銑された溶銑は、トーピードカーや溶銑鍋などの溶銑搬送容器で受銑され、必要に応じて脱硫処理、脱燐処理などの予備処理が施された後に転炉へ輸送され、転炉で脱炭精錬が行われている。このとき、高炉からの出銑タイミングや転炉における処理量の変動などによって生ずる溶銑の過不足を調整するために、転炉で脱炭精錬する前に溶銑を一旦貯銑炉に貯蔵する場合がある。貯銑炉内の溶銑は、出銑口などの開口部からの放熱及び耐火物からの抜熱によって温度低下を招くため、溶銑の加熱が必要になっている。
この溶銑の加熱には、貯銑炉に設けた、溝型の流路を有する誘導加熱装置（以下、溝型誘導加熱装置ともいう）が用いられている。
【０００３】
図５は、誘導加熱装置の加熱原理を説明する図である。鉄心８０の誘導コイル８１を一次回路とし、流路内を満たす溶銑により形成される１ターンの溶銑電路８２を二次回路とする変圧器回路８３により説明できる。
【０００４】
つまり、誘導コイル８１に電源装置８４から通電することにより、鉄心８０に磁束Ｆが発生し、この磁束Ｆが溶銑電路８２と鎖交することにより誘導電流Ｉが発生し、溶銑がこの誘導電流Ｉによるジュール発熱によって加熱される。
【０００５】
一般に、流路内の溶銑中に生ずる誘導電流により、流路内の溶銑には流路の断面を収縮させる方向のローレンツ力（電磁気力）が作用する。このローレンツ力は、一般にピンチ力と称され、このピンチ力によって流路内の溶銑が収縮し、ピンチ力が大きい場合には流路内の溶銑が切断される状態にまで至る。ピンチ作用によって流路内の溶銑が収縮し、更に収縮によって流路内の溶銑が切断される現象を、ピンチ現象と称している。
【０００６】
このようなピンチ現象が発生すると、鉄心に巻いた誘導コイルに流れる電流の変動が激しくなり、溶銑の加熱に必要な電力を安定して供給することができなくなるとともに、電源の負荷が増大し電気回路が損傷するトラブルに至ることもある。
【０００７】
また、溶銑中に巻き込まれた炉内のスラグや炉内で生成した酸化物が異物として流路の内壁に付着することから、流路の縮小や時には流路の閉塞が発生する。これにより、流路の断面積が狭くなるため、断面積当たりの溶銑に流れる誘導電流が増加し、上述のピンチ現象がより一層発生しやすくなるという問題が生ずる。
【０００８】
この対策として、例えば特許文献１には、鉄心に巻いた誘導コイルに、高出力の通電と低出力の通電とを交互に供給し、これによって異物による流路の閉塞を抑制する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２１８０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている方法には、以下の問題点がある。即ち、特許文献１の方法は、液体である溶銑の流速の強度を変更して異物を洗い流すという方法であるため、比較的付着力の弱い異物しか洗い流すことはできず、流路の閉塞を十分には抑制することができずにピンチ現象が発生して電源を損傷してしまう場合があるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような問題を鑑みなされたものであり、溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置を用いて溶銑を加熱するに当たり、溶銑中に巻き込まれた炉内スラグや炉内で生成した酸化物などの異物が流路に付着して流路が閉塞しても、電流の変動を緩和するようにして電源の損傷を防止することのできる溝型誘導加熱装置における電源損傷防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係る発明は、溝型の流路を有する誘導加熱装置を用いて貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱するにあたって、前記流路を形成する耐火物にあらかじめ鉄を含浸させておき、流路の閉塞時には前記鉄含浸領域に電流を逃がすことにより、電流が完全には遮断されないようにすることを特徴とする溝型誘導加熱装置の電源損傷防止方法である。
【００１２】
また本発明の請求項２に係る発明は、貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱する、溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置であって、前記流路を形成する耐火物は、あらかじめ鉄を含浸するものであることを特徴とする溝型誘導加熱装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、流路の閉塞時に鉄含浸領域に電流を逃がすことにより、電流が完全には遮断されないようにしたので、電源の負荷が異常に増大するのを防止し電源設備のトラブルを回避することが可能となる。その結果、溶銑の加熱効率が向上するなど安定した昇熱操業が達成され、工業上有益な効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を具体的に説明してゆく。図３は、本発明に係る溝型誘導加熱装置を備えた加熱式貯銑炉の概略断面を示す図である。図４は、図３のＢ−Ｂ矢視による概略断面を示す図である。図中、１０は貯銑炉、１１は鉄皮、１２は溝型誘導加熱装置、１４は受銑口、１５は出銑口、１８は溶銑、および１９は耐火物をそれぞれ表す。
【００１５】
図３及び図４に示すように、円筒状の貯銑炉１０は、外殻を鉄皮１１とし、この鉄皮１１の内側に耐火物１９が施工されていて、溶銑鍋やトーピードカーなどの溶銑搬送容器（図示せず）から溶銑１８を受銑するための受銑口１４、及び、貯蔵した溶銑１８を装入鍋などの溶銑保持容器（図示せず）に排出するための出銑口１５が、貯銑炉１０の側壁に設置されている。
【００１６】
また、貯銑炉１０の側壁下部には、４基の溝型誘導加熱装置１２が配置されている。高炉から出銑された溶銑１８は、必要に応じて脱硫処理、脱燐処理などの溶銑予備処理を施した後、受銑口１４から貯銑炉１０に装入され、溝型誘導加熱装置１２で加熱しながら貯蔵される。そして、貯銑炉１０からの出銑時は貯銑炉１０を傾動し、出銑口１５から溶銑１８を出銑する。
【００１７】
図１は、本発明に係る溝型誘導加熱装置の概略断面を示す図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視による概略断面を示す図である。図中、２０は誘導コイル、２１は鉄心、２２は異物、２３は流路、および２４は鉄含浸領域をそれぞれ表す。なお、その他の符号は、図１および２と同様である。
【００１８】
溝型誘導加熱装置１２は、図１及び図２に示すように、溶銑１８が通るための径路となる流路２３を形成する耐火物製の箱体に、誘導コイル２０の巻かれた鉄心２１を配置した構成であり、流路２３は貯銑炉１０の内部と連通している。誘導コイル２０に交流電流を流すことによって、ループ状の流路２３と鎖交する交流磁束を生じさせ、ループ状の流路２３の内部の溶銑１８に誘導電流を発生させ、この誘導電流により発生するジュール熱によって溶銑１８を加熱する。
【００１９】
また、この誘導電流と、誘導コイル２０による交流磁束とによって流路２３の内部の溶銑１８にはローレンツ力が働き、溶銑１８は流路２３の内部を移動し、それにより流路２３の流入口から流出口に向かう流れが形成される。つまり、加熱された溶銑１８は流出口から排出され、代わって貯銑炉１０の内部の溶銑１８が流入口から溝型誘導加熱装置１２に流入して、溶銑１８は順次加熱される。なお、図１における流路内の矢印は、溶銑１８の流れの方向を示している。
【００２０】
溝型誘導加熱装置１２によって溶銑１８を加熱する際には、溶銑１８に巻き込まれたスラグや貯銑炉１０の内部で生成した酸化物などが流路２３の内壁に付着堆積して、異物２２を形成する。この形成・成長した異物２２によって、流路２３が縮小・閉塞するピンチ現象が生ずることにより起こる誘導電流の急激な変動または遮断により電源装置が破損する。
【００２１】
本発明では、図１に示すように、流路を形成する耐火物１９の一部または全部に鉄を含浸させた鉄含浸領域２４を設けることを特徴としている。流路２３が縮小・閉塞に至る場合には、鉄含浸領域２４に電流が流れることで誘導電流の変動が緩和し、完全遮断に至ることがない。この間に電源装置を停止する(電源装置を停止する時間的余裕が生まれる)ことにより、電源装置が損傷することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る溝型誘導加熱装置の概略断面を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視による概略断面を示す図である。
【図３】本発明に係る溝型誘導加熱装置を備えた加熱式貯銑炉の概略断面を示す図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視による概略断面を示す図である。
【図５】誘導加熱装置の加熱原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０ 貯銑炉
１１ 鉄皮
１２ 溝型誘導加熱装置
１４ 受銑口
１５ 出銑口
１８ 溶銑
１９ 耐火物
２０ 誘導コイル
２１ 鉄心
２２ 異物
２３ 流路
２４ 鉄含浸領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝型の流路を有する誘導加熱装置を用いて貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱するにあたって、
前記流路を形成する耐火物にあらかじめ鉄を含浸させておき、流路の閉塞時には前記鉄含浸領域に電流を逃がすことにより、電流が完全には遮断されないようにすることを特徴とする溝型誘導加熱装置の電源損傷防止方法。
【請求項２】
貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱する、溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置であって、
前記流路を形成する耐火物は、あらかじめ鉄を含浸するものであることを特徴とする溝型誘導加熱装置。
【請求項１】
溝型の流路を有する誘導加熱装置を用いて貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱するにあたって、
前記流路を形成する耐火物にあらかじめ鉄を含浸させておき、流路の閉塞時には前記鉄含浸領域に電流を逃がすことにより、電流が完全には遮断されないようにすることを特徴とする溝型誘導加熱装置の電源損傷防止方法。
【請求項２】
貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱する、溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置であって、
前記流路を形成する耐火物は、あらかじめ鉄を含浸するものであることを特徴とする溝型誘導加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２４９４１（Ｐ２００９−２４９４１Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８８９０４（Ｐ２００７−１８８９０４）
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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