December 21, 2025
電気アーク炉は、金属の製錬にアークエネルギーを利用する電力周波数電気炉の一種です。工業用途では、電気アーク炉は主に3つのタイプに分類できます。
このタイプでは、電気アークは特殊な電極棒と溶融炉の装入材との間で発生します。炉の装入材は、電気アークによって直接加熱されます。この方法は主に製鋼に使用され、鉄、銅、耐火材料の製錬、および液体鋼の精錬にも適用できます。
ここでは、アークは2つの特殊な電極棒の間で生成されます。炉の装入材は、アークの放射によって加熱されます。このアプローチは、銅および銅合金の製錬によく使用されます。
サブマージアーク炉は、高抵抗の鉱石を原料として使用します。運転中、電極の下部は一般的に炉の装入材に埋められます。その加熱原理には、電流が通過することによる装入材の抵抗によって発生する熱だけでなく、電極と装入材の間のアークによって生成される熱も含まれます。注目すべきは、サブマージアーク炉は、実際には電気アーク炉のサブタイプであるということです。
電気アーク炉は、電極アークによって発生する高温を使用して鉱石や金属を溶融する電気炉です。金属または非金属電極を介して電気アーク加熱を生成する工業炉です。電気アーク炉は、さらに三相電気アーク炉、消耗型電気アーク炉、単相電気アーク炉、および抵抗電気アーク炉に分けられます。
電気アーク製鋼炉の炉体は、炉蓋、炉扉、タッピングトラフ、および炉スタックで構成されています。炉底と炉壁は、アルカリ性または酸性の耐火材料を使用して構築されています。電気アーク製鋼炉は、炉容量1トンあたりに割り当てられた変圧器容量に基づいて、通常電力、高電力、および超高電力電気アーク炉に分類されます。
電気アーク炉製鋼では、電気エネルギーはグラファイト電極を介して炉に入力され、電極端と炉の装入材の間の電気アークが熱源として機能します。電気エネルギーを熱源として使用するため、炉内の雰囲気を調整でき、酸化しやすい元素を多く含む鋼種の製錬に非常に役立ちます。発明後まもなく、電気アーク炉製鋼は合金鋼の製錬に使用され、それ以来大きな発展を遂げています。
電気アーク炉の設備と製錬技術の向上、および電力産業の発展に伴い、電気アーク炉製鋼のコストは低下し続けています。現在、電気アーク炉製鋼は、合金鋼の製造だけでなく、大量の普通炭素鋼の製造にも使用されています。その生産量は、主要工業国の総鋼生産量に比例して増加しています。
サブマージアーク炉も、非常に高い電力消費量を持つ工業用電気炉です。その構造的および動作特性によると、サブマージアーク炉のシステムのリアクタンスの70％は、短絡ネットワークシステムによって生成されます。これは、最大電流が数万アンペアに達する可能性のある大電流動作システムです。したがって、短絡ネットワークの性能は、サブマージアーク炉の性能を大きく左右します。
サブマージアーク炉の自然力率は0.85を超えることは困難であり、ほとんどの炉では0.7〜0.8の範囲です。低い力率は、変圧器の効率を低下させ、大量の無駄な電力を消費するだけでなく、電力部門からの追加の電力罰金も発生させます。同時に、手動電極制御とスタッキングプロセスにより、三相間の電力の不均衡が増加し、最大20％を超える不均衡が発生します。これにより、製錬効率が低下し、電気代が高くなります。
短絡グリッドの力率を改善し、グリッドの不均衡を減らすことは、エネルギー消費を削減し、製錬効率を高める効果的な方法です。短絡ネットワークの力率を改善するための適切な措置を講じることにより、電力消費量を5〜20％削減し、歩留まりを5〜10％以上増加させることができます。これにより、企業に大きな経済的利益がもたらされ、変革コストは、節約された電気代を通じて短中期的に回収できます。
サブマージアーク炉システムでは、短絡ネットワークの損失は、システムの自己損失の70％以上を占めています。短絡ネットワークは、最大電流が数万アンペアの大電流動作システムであるため、その性能が重要です。短絡ネットワークの力率と電極の不均衡を改善するための適切な措置を講じれば、生産電力消費量を3〜6％削減し、製品の出力を5〜15％増加させることができます。
中国では、サブマージアーク炉の自然力率が低いという問題に対処するために、高電圧側での無効電力補償の方法が主に採用されています。ただし、高電圧補償は、高電圧側の力率を改善するだけです。巨大な誘導性リアクタンスによって生成された無効電力は、依然として短絡グリッドシステムを流れ、三相不均衡は、短絡グリッドの強い相（短絡グリッドは短く、誘導性リアクタンスが小さいため、損失が少なく、出力が高くなります）によるものです。したがって、高電圧補償は、三相バランスの問題を解決したり、短絡ラインシステムの無効電力を相殺して低電圧側の力率を改善したりする効果を達成したりすることはできません。電力供給の70％以上が低電圧側にあるため、低電圧側の損失を減らしたり、変圧器の出力を増やしたりすることはできませんが、罰金を回避することはできます。これは、電力供給部門にとってのみ意味があります。
高電圧補償と比較して、低電圧補償には、力率を改善することに加えて、次の利点があります。
· 利用率の向上: 変圧器と高電流ラインの利用率を向上させ、製錬のための有効入力電力を増加させます。アーク製錬の場合、無効電力は主にアーク電流によって生成されます。補償点を短絡グリッドに移動すると、短絡グリッドの大きな無効電力消費をその場で補償し、電源の入力電圧、変圧器の出力、および製錬の有効入力電力を増加させます。材料の溶融電力は、電極電圧と材料固有抵抗の関数です（P = U²/Z材料）。変圧器の負荷容量が向上するにつれて、炉への電力入力が増加し、生産量の増加と消費量の削減につながります。
· バランス補償: 不均衡を補償し、三相の強相と弱相の状態を改善します。三相短絡グリッド、炉体、および装入材の不均衡なレイアウトにより、三相間で異なる電圧降下と電力が生じ、強相と弱相が発生します。無効電力補償に単相並列接続を使用すると、各相の補償容量を包括的に調整し、炉心の電力密度とるつぼの均一性を向上させ、三相電極の一貫した有効動作電圧、バランスの取れた電極電圧、三相供給、および三相電極を確保し、生産量の増加と消費量の削減という目標を達成します。また、三相不均衡現象、炉の作業環境、および炉の耐用年数も改善します。
· 高調波の削減: 高次高調波を削減し、高調波が電力供給設備全体に及ぼす影響を最小限に抑え、変圧器とネットワークの追加損失を削減します。
· 電力品質の向上: 電力品質を向上させ、システムの電気的パラメータを改善し、製品品質を向上させます。
ただし、従来の補償スイッチング技術（ACコンタクタによるスイッチングなど）は、スイッチングスイッチの数が多く、コストが高くなります。さらに、過酷な作業環境は、その耐用年数に大きな影響を与え、スイッチング方式の低電圧補償が1年を超える耐用年数を達成することを困難にしています。これにより、企業に多くのメンテナンス作業が発生し、投資回収期間が長くなります。高額なフォローアップメンテナンスコストにより、全体的なメリットはそれほど良くありません。
BWKN-3500型無効電力補償コントローラー（サブマージアーク炉短絡ネットワーク用特殊タイプ）は、サブマージアーク炉の動作特性に適応するように特別に開発および設計された無効電力補償コントローラーです。電力品質の改善、主にサブマージアーク炉の力率の改善、省エネ、電圧サポートの提供、およびフリッカーの削減などの理想的な機能を備えています。その顕著な特徴は次のとおりです。
· 独立した三相補償: 三相を個別に補償して、三相不均衡を減らし、生産量を効果的に増やし、消費量を削減します。
· 電圧の改善: 電圧降下とフリッカーを大幅に改善します。
· 自由なスイッチング: いつでも自由にスイッチングできます。
· 高い信頼性: 高い信頼性を備え、メンテナンスフリーで無人運転が可能です。
· 多重保護: コンデンサと電子スイッチへの損傷を可能な限り回避するための多重保護設計を備えています（お客様に合わせてカスタマイズ）。
· 利用率の向上: 電力供給システムの利用率を大幅に向上させます。
· 主な技術パラメータ:
· 設計仕様: DL/T597-1996
· 定格電圧: 220V
· 基本周波数: 50Hz
· 制御物理量: 無効電力Q; 力率COSΦ
· 連続作業
· 周囲温度: -5℃～+70℃
· 相対湿度: 1日の平均95％以下、1か月の平均90％以下（屋内）、結露なし
· 補償方法: 相別およびグレード別補償（お客様のニーズに合わせてカスタマイズ可能）
· 性能特性: 相、グレード、循環、および電子スイッチスイッチングに分割できます。グレーディング補償に使用できます。完全な保護機能を備え、手動介入なしでスイッチングの自動制御を可能にし、安全で効率的な操作を保証します。
電気アーク炉は、他の製鋼炉よりも柔軟性があります。硫黄やリンなどの不純物を効果的に除去できます。炉の温度は制御しやすく、設備は小さな面積を占めているため、高品質の合金鋼の溶融に適しています。
その動作特性には、炭素またはマグネシア耐火材料を炉ライニングとして使用し、自己培養電極を使用することが含まれます。電極は、装入材に挿入してサブマージアーク操作を行い、装入材を通過するアークのエネルギーと電流、および装入材の抵抗によって生成されるエネルギーを使用して金属を溶融します。
当社は、専門の電気炉メーカーです。詳細なお問い合わせ、またはサブマージアーク炉、電気アーク炉、取鍋精錬炉、その他の溶融設備が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。 susan@aeaxa.com
