CN201828130U - 电弧熔化设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种电弧熔化设备,在连续地向电弧炉供给铁源进行熔化时检测供给到炉内的铁源的状态变化,从而以稳定的状态保持电弧炉内的熔融金属。电弧熔化设备(22)具备:熔化室(1),其利用由电极(2)产生的电弧放电来熔化铁源(20);铁源供给装置(8),其向上述熔化室连续供给上述铁源,该电弧熔化设备的特征在于,包括:状态变化检测部(12a、12b、12c),其检测由电极产生电弧放电时熔化室的状态变化;控制装置(6),其基于上述状态变化检测部的检测结果来调整在铁源供给装置将铁源供给到熔化室时的供给速度。

Description

电弧熔化设备
技术领域
本实用新型涉及一种连续地供给废铁、直接还原铁等铁源并通过电弧进行熔化以制造熔融金属的电弧熔化设备以及使用该电弧熔化设备的熔融金属制造方法。
背景技术
在对废铁等铁源进行熔化、精炼的分批式电炉中,采用打开配置在上方的炉盖将所处理的废铁通过铲斗装入炉中的方法,然而存在以下问题:在打开炉盖时必须暂时停止熔化作业,而且因打开炉盖所造成的热损失较大,进而产生的灰尘会使环境恶化。对此,提出有在装入废铁时不打开炉盖就能够连续地向炉内供给废铁的电炉(例如,参照专利文献1、专利文献2)。
图8是表示在专利文献1中提出的废铁连续供给式电炉(电弧熔化设备22)的构成的简略图。其构成为在电炉(熔化室)1的侧面设置废铁装入口,在其上连接废铁供给装置(铁源供给装置)8来连续地向炉内供给废铁(铁源)15。
图9是表示在专利文献2中提出的废铁连续供给式电炉(电炉熔化设备22)的构成的简略图。其具有将预热室16直接连接到电炉1的侧面,使推进器(推送装置)17进出预热室16内,向电炉1内供给废铁15的构造。
在这样的连续供给废铁的方式的电炉中,是通过在炉内保持熔融金属并利用该熔融金属所具有的能量将所供给的废铁熔化。供给能量被用于保持熔融金属的温度,熔融金属温度被调整为能够保持在废铁的熔点以上。因此,在连续供给废铁的方式的电炉中,废铁的供给量速度与熔融金属温度亦即用于熔化的供给能量的平衡变得非常重要。
因此,作为这样的连续供给废铁的方式的电炉的操作方法,公知有以下方法:在废铁连续装入式电弧炉中,用根据废铁累积装入量计算出的炉内熔融金属总量和熔融金属的测量温度值,来精确地推定装入废铁后的熔融金属温度,由此以成为适宜的熔融金属范围内的方式来控制废铁供给速度的方法(例如,参照专利文献3)。
专利文献1:日本特表昭61-502899号公报
专利文献2:日本特开平11-257859号公报
专利文献3:日本特开平7-286208号公报
如果采用专利文献8所记载的方法,虽然能够在某种程度上精确地推定炉内熔融金属量,并能够与其配合进行废铁输送装置的速度控制,然而实际上并未观察电弧炉内的状态,因此存在无法对供给到电炉的能量进行最佳的调整的问题。
即,供给到电炉中的废铁有多种,包括铁以外的成分,在成为熔融金属时的量不同的废金属也被装入。因此根据废铁的装入量计算推定出的炉内熔融金属量与实际的精炼熔融金属量会产生巨大误差。而且熔融金属温度的推定也与实际的温度产生误差。
另外,在供给形状和体积比重不同的废铁的情况下,虽然在某长期范围内能够推定所供给的量,但在短时间的情况下,实际上供给到炉内的废铁量时变动的。在短时间内供给了大量废铁的情况下,则打破与用于熔化的供给能量的平衡,使废铁在炉内成为堆积如山的状态,因此要将它们熔化就需要大量的能量,并且熔化时间也需要长时间。因此使其与在电弧炉内的废铁的熔化速度相应均衡地控制废铁的装入速度,在顺利地进行熔化的基础上使非常重要的。
因此,期望能够连续地测量有时供给到电炉但未熔化的状态的铁源的量以及熔融金属的量,并根据它们的量来调整铁源的供给量和供给到电炉的能量。然而,如上所述在铁源时刻变化的情况下,实际上连续测量电炉内的铁源的量以及熔融金属的量是困难的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,解决上述以往技术的问题而提供一种即使在电炉中特别是作为熔化室使用电弧炉的情况下,在连续地向电弧炉供给铁源进行熔化时能够检测供给到炉内的铁源的状态变化,并能够以稳定的状态保持电弧炉内的熔融金属的、电弧熔化设备以及电弧熔化设备的操作方法。
本实用新型涉及的一个方式的电弧熔化设备,具备:熔化室,其利用由电极产生的电弧放电来熔化铁源;铁源供给装置,其向上述熔化室连续供给上述铁源,该电弧熔化设备的特征在于,包括:状态变化检测部,其检测由上述电极产生上述电弧放电时上述熔化室的状态变化;控制装置,其基于上述状态变化检测部的检测结果来调整在上述铁源供给装置将上述铁源供给到上述熔化室时的供给速度。
根据本实用新型的一个方式,在将铁源连续地供给到成为熔化室的电弧炉来制造熔融金属时,能够间接且迅速地检测炉内铁源的状态变化,并能够根据该检测结果来调整铁源的供给速度。能够以稳定的状态保持电弧炉内的熔融金属。
另外,在本实用新型的一个方式中,上述状态变化检测部可以检测供给到上述电极的电流以及电压的至少任意一个的变动,作为上述熔化室的状态变化。
这样,作为熔化室的状态变化,通过基于供给到电极的电流以及电压的至少任意一个的变动,间接且迅速地检测炉内铁源的状态变化,因此能够根据该检测结果来调整铁源供给速度。
另外,在本实用新型的一个方式中,上述状态变化检测部,可以检测上述电流以及上述电压中包含的高次谐波量的至少任意一个的变动,作为供给到上述电极的上述电流以及上述电压的至少任意一个的变动。
这样,作为熔化室的状态变化,作为供给到电极的电流以及电压的至少任意一个的变动,是基于电流以及电压中包含的高次谐波量的至少任意一个的变动,间接且迅速地检测炉内铁源的状态变化,因此能够根据该检测结果来调整铁源供给速度。
另外,在本实用新型的一个方式中,上述状态变化检测部,可以检测上述电流以及上述电压的至少任意一个值或单位时间的变化量,作为供给到上述电极的上述电流以及上述电压的至少任意一个的变动。
这样,作为熔化室的状态变化,通过基于供给到电极的电流以及电压的至少任意一个值或单位时间的变化量,间接且迅速地检测炉内铁源的状态变化,因此能够根据该检测结果来调整铁源供给速度。
另外,在本实用新型的一个方式中,上述状态变化检测部可以检测发生上述电弧放电时传递至上述熔化室的上述炉体振动的变化,作为上述熔化室的状态变化。
这样,作为熔化室的状态变化,基于发生电弧放电时传递至熔化室的炉体振动的变化,间接且迅速地检测炉内铁源的状态变化,因此能够根据该检测结果来调整铁源供给速度。
另外,在本实用新型的一个方式中,上述状态变化检测部可以检测上述电极位置的变动,作为上述熔化室的状态变化。
这样,作为熔化室的状态变化,基于电极位置的变动,间接且迅速地检测炉内铁源的状态变化,因此能够根据该检测结果来调整铁源供给速度。
另外,本实用新型的一个方式涉及使用电弧熔化设备的熔融金属的制造方法,其是使用上述电弧熔化设备熔化上述铁源来制造熔融金属的方法,该使用电弧熔化设备的熔融金属的制造方法的特征在于,包括以下工序:状态变化检测工序,用于检测发生上述电弧放电时上述熔化室的状态变化;供给速度调整工序,用于基于上述状态变化检测工序的检测结果来调整向上述熔化室供给上述铁源时的供给速度。
根据本实用新型的一个方式,在将铁源连续地供给到成为熔化室的电弧炉来制造熔融金属时,能够间接且迅速地检测炉内铁源的状态变化,并能够根据该检测结果来调整铁源的供给速度。能够以稳定的状态保持电弧炉内的熔融金属。
另外,在本实用新型的一个方式中,上述熔融金属的制造方法,可以基于上述状态变化检测部的检测结果,配合上述供给速度来调整供给到上述电极的电量。
这样,通过配合铁源的供给速度来调整供给到上述电弧炉的电极的电量,由此能够更稳定地控制熔融金属的状态。
在上述熔融金属的制造方法中,还包括:铁源供给工序,用于驱动配置在对铁源进行预热的预热室的下部的推送装置,并将铁源从上述预热室供给到熔化室;铁源预热工序,用于将在上述熔化室产生的排气导入上述预热室,对该预热室内的上述铁源进行预热;铁源熔化工序,为了保持上述铁源在上述预热室和上述熔化室存在的状态,一边将铁源供给到上述预热室,一边在上述熔化室通过电弧放电进行的加热来熔化上述铁源。
这样,能够进一步提高生产率并且提高排气的热回收效率,从而能够充分地提高能量转换。
根据本实用新型,在将废铁等铁源连续地供给到电弧炉制造熔融金属时,能够间接且迅速地检测铁源在炉内的状态变化,并能够根据该检测结果来调整操作条件,从而能够以稳定的状态保持炉内的熔融金属。由此无需延长铁源的熔化时间,能够进行能量转换更高的操作。
附图说明
图1是表示用本实用新型的电弧熔化设备的熔融金属制造方法的一个实施方式的动作概要的流程图。
图2是本实用新型的一个实施方式的电流和电压的高次谐波检测和废铁供给装置控制电路的说明图。
图3是本实用新型的一个实施方式的电流和电压检测和废铁供给装置控制电路的说明图。
图4是本实用新型的一个实施方式的通过炉体振动进行废铁检测和废铁供给装置控制电路的说明图。
图5是本实用新型的一个实施方式的电极位置检测和废铁供给装置控制电路的说明图。
图6是表示废铁供给速度和高次谐波畸变率的时间变化的曲线图(本实用新型例)。
图7是表示废铁供给速度和高次谐波畸变率的时间变化的曲线图(比较例)。
图8是表示以往的废铁连续供给式电炉的构成的简略图。
图9是表示以往的废铁连续供给式电炉的构成的简略图。
附图标号说明:1...电弧炉(熔化室);2(2a、2b、2c)...电极;3...电极升降装置;4...加速度传感器(状态变化检测部);5(5a、5b、5c)...状态信号;6...控制装置;7...控制信号;8...废铁供给装置(铁源供给装置);9...电极位置检测器(状态变化检测部);10...电源装置;11(11a、11b、11c)...供电线;12(12a、12b、12c)...电传感器(状态变化检测部);13...信号处理装置;14(14a、14b、14c)...信号处理后状态信号;15...废铁(铁源);16...预热室;17...推送装置;20...熔融金属;21...电弧;22...电弧熔化设备。
具体实施方式
以下,对本实用新型的优选实施方式进行详细地说明。然而,以下说明的本实施方式不对权利要求所记载的本实用新型的内容进行限定,而且本实施方式所说明的所有构成不一定是作为本实用新型的解决方案所必备的。
如上所述,在将铁源连续供给到电弧炉(熔化室)制造熔融金属时,难以直接观察电弧炉内的铁源和熔融金属的状态。在本实用新型中,为了解决上述课题,在增加炉内的铁源量使电极附近的熔融金属面上处于有铁源存在的状态时,电弧从电极对位于该电极附近的熔融金属面上的铁源放射,并着眼于此时包含在电流中的高次谐波量、包含在电压中的高次谐波量、电流的变动、电压的变动、电极的位置变动、炉体振动等对熔化室的状态带来影响的状态因子出现的显著变化。而且发现,当向电弧炉内供给过多铁源,该铁源未能熔化完而残留在电极附近的熔融金属面上的情况下,通过检测从电弧炉的电极向残留在该熔融金属面上的铁源产生电弧放电来检测上述熔化室的状态变化,因此能够间接地进行检测并根据该检测的有无来调整向电弧炉供给铁源的速度,从而能够稳定地保持炉内的状态,从而完成了本实用新型。另外,在本说明书中,将包含在电流中的高次谐波量、包含在电压中的高次谐波量、电流的变动、电压的变动、电极的位置变动、炉体振动等对熔化室的状态带来影响的状态因子的变化表述为“熔化室的状态变化”。
在此,使用附图对本实用新型的使用了电弧熔化设备的熔融金属的制造方法进行说明。图1是表示用本实用新型的电弧熔化设备的熔融金属制造方法的一个实施方式的动作概要的流程图。
将铁源连续地供给到熔化室(铁源供给工序S11),利用由电极产生的电弧放电来熔化铁源(铁源熔化工序S12)。而且,检测发生电弧放电时熔化室的状态变化(状态变化检测工序S13)。如上所述,在铁源的状态时时刻刻变化的情况下,实际上难以连续地测量电炉内铁源的量和熔融金属量,因此在本实施方式中,通过检测上述那样的熔化室的状态变化,来间接地检测对残留在熔融金属面上的铁源进行的电弧放电的发生。当在状态变化检测工序S13中检测出发生状态变化时,则调整向熔化室供给铁源时的供给速度(供给速度调整工序S14)。
在状态变化检测工序S13中,对于从电弧炉的电极对残留在炉内熔融金属面上的铁源进行的发生电弧放电的检测,作为电弧炉(熔化室)的状态变化,是通过计量炉体振动、电极的位置变动、电流的变动、电压的变动、包含在电流中的高次谐波量、包含在电压中的高次谐波量中的至少一个,并检测其变化。而且,在供给速度调整工序S14中,使用在状态变化检测工序S13中检测出的熔化室的状态变化中的至少一个或者多个的组合,进行铁源供给速度的调整。具体而言,由于在状态变化检测工序S13中铁源的供给过多,当以高次谐波的变动为基准检测到残留在熔融金属面上的铁源发生了电弧放电时,则停止向熔化室内供给铁源。另外,为了消除铁源在熔化室内过多地残留的状态,可以以降低铁源的供给速度的方式进行控制。另外,为了高精度地检测熔化室的状态变化,优选以上述熔化室的各状态变化中的多个检测结果为基础进行检测。特别是从易于检测且在变化的检测方面性能优越的观点出发,优选利用电流和电压中包含的高次谐波量。具体而言,高次谐波量是测量供给至电弧炉的电流或电压,从通过其频率解析获得的高次谐波中获得的,例如可以利用高次谐波畸变率。
作为在本实用新型中使用的电弧熔化设备,可以使用具有:电弧炉、向电弧炉连续供给铁源的铁源供给装置、熔化室状态变化的检测部、利用来自检测部的输出来调整铁源供给装置的供给速度的控制装置的设备。熔化室状态变化检测部是指,能够检测从电弧炉的电极向供给到电弧炉内的铁源发生电弧放电的装置。
也可以考虑调整供给到电弧炉的电量来代替控制铁源的供给速度,然而不改变供给速度而增大电弧电量,就会增加炉内的铁源而必须将新供给的铁源也熔化,因此需要巨大的电量,这将无法实现作为本实用新型的目的的能量转换较高的操作。然而,通过检测铁源的状态并利用其结果就能够控制铁源的供给速度和供给到电弧炉的电量这两者。
例如,作为使用本实用新型的电弧熔化设备,是使用具有:专利文献2所记载的熔化铁源的熔化室、用于对供给到上述熔化室的铁源进行预热而与熔化室直接连接设置的竖型预热室、用于熔化供给到熔化室内的铁源而设置在熔化室内的电极、配置在预热室的下部使从预热室供给的铁源向电极的方向移动的推送装置的类型的电弧熔化设备,在将在熔化室产生的排气导入到预热室对余热室内的铁源进行预热,并以保持铁源存在于预热室和熔化室的状态的方式一边将铁源向预热室供给,一边在熔化室利用电弧加热来熔化铁源那样的操作时,如果利用本实用新型,则不会进一步降低生产率,能够充分地提高能量转换因此时非常优选的。在这种情况下,在推送装置的驱动装置中设置控制机构,来控制铁源的供给速度。
在使用上述那样的电弧熔化设备的情况下,由于利用推送装置进行铁源的供给,因此在一次推送结束后必须使推送装置返回到推送开始位置,因此供给不是完全连续地进行,然而这样以规定的间隔连续供给的情况,也作为向电弧炉进行的铁源供给是连续的。非连续的供给是指,分批式那样用铲斗等式铁源集中落下那样的方式的供给,当开始将一次的铁源向电弧炉供给后,则无法在中途停止的那样的供给方式。
另外,铁源是指废铁、直接还原铁等作为电弧熔化设备中的熔化处理对象物,废铁例如为不锈钢屑、生铁、轧制铁鳞、半成品钢材等,在钢铁厂中的制钢或加工过程中,在工厂使用铁制品时的加工过程中,或建筑物、汽车、家电、桥梁等解体等时产生的。
接下来,使用附图对本实用新型的各实施方式进行详细地说明。此外,在本说明书及附图中,对于实质上具有相同功能构成的构成要素,通过标记相同的标号而省略重复说明。
(第一实施方式)
图2是本实用新型的电弧熔化设备的第一实施方式的简略构成的说明图,是用电弧熔化所使用的电流或电压的高次谐波来检测炉内的废铁状态的情况下的图。在本实施方式中,作为检测熔化室1的状态变化的状态变化检测部,是在通往电弧炉1的供电线11(11a、11b、11c)上安装电传感器12(12a、12b、12c),来测量供电线11的电流或电压波形。将测量出的波形用信号处理装置13通过傅里叶变换计算出所包含的高次谐波,并作为信号处理后状态信号14(14a、14b、14c)输入控制装置6。当炉内的铁源成为过量供给,而发生存在于电极附近的状态时,则从电极对铁源放射电弧,从而电流或电压的高次谐波发生变化。在信号处理后状态信号14的值或时间单位的变化量为规定值以上的情况下,将控制信号7从控制装置6发送到作为铁源供给装置的废铁供给装置8,来降低废铁供给速度或使其停止。之后,如果测量值下降到其他的规定值后,将控制信号7从控制装置6发送到废铁供给装置8,使废铁供给速度增加到规定的速度。
在利用电弧熔化所使用的电流或电压的高次谐波来检测炉内废铁状态的情况下,作为信号处理后状态信号14优选使用高次谐波畸变率。具体而言,连续测量高次谐波畸变率,并设置两个阈值(高次谐波判定值),将较高的阈值作为高次谐波判定值H,将较低的阈值作为高次谐波判定值L。当铁源在电弧炉内的熔化过程中发生异常而成为铁源在电极附近存在的状态时,以使高次谐波畸变率超过高次谐波判定值H的方式设定高次谐波判定值H,随着铁源熔化的进行当炉内成为接近扁平孔型(flat pass)的状态时,以使高次谐波畸变率低于高次谐波判定值L的方式设定高次谐波判定值L。由此,在高次谐波畸变率超过高次谐波判定值H的情况下,降低铁源供给速度,在高次谐波畸变率低于高次谐波判定值L的情况下,增加铁源供给速度,从而即使炉内发生铁源过量供给的异常情况时,也能够迅速地恢复现状,继续以稳定的状态进行熔融金属的制造。
(第二实施方式)
图3是本实用新型的电弧熔化设备的第二实施方式的简略构成的说明图,是用电弧熔化所使用的电流或电压来检测炉内废铁状态的情况下的图。在本实施方式中,作为检测熔化室1的状态变化的状态变化检测部,是在通往电弧炉1的供电线11(11a、11b、11c)上安装电传感器12(12a、12b、12c),来测量供电线11的电流或电压。当炉内的铁源成为过量供给,而发生存在于电极附近的状态时,则从电极对铁源放射电弧,从而电流或电压发生变化。在将电传感器12的状态信号5(5a、5b、5c)输入控制装置,且供电线11的电流或电压的值或者时间单位的变化量为规定值以上的情况下,将控制信号7发送到作为铁源供给装置的废铁供给装置8,来降低废铁供给速度或使其停止。之后,如果测量值下降到其他的规定值后,将控制信号7从控制装置6发送到废铁供给装置8,使废铁供给速度增加到规定的速度。
(第三实施方式)
图4是本实用新型的电弧熔化设备的第三实施方式的简略构成的说明图,表示利用炉体振动来检测炉内的废铁状态。在本实施方式中,作为对电弧炉炉体(熔化室)1检测熔化室1的状态变化的状态变化检测部,是安装加速度传感器4(状态变化检测部)来连续地测量炉体振动,并将该状态信号5输入控制装置6。当炉内的铁源成为过量供给,而发生存在于电极附近的状态时,则从电极对铁源放射射电弧,由于炉体振动发生变化,因此在加速度传感器4的测量值为规定值以上的情况下,将控制信号7发送到作为铁源供给装置的废铁供给装置8,来降低废铁供给速度或使其停止。之后,如果测量值下降到其他的规定值后,将控制信号7从控制装置6发送到废铁供给装置8,使废铁供给速度增加到规定的速度。由此炉内铁源的供给过量状态被迅速消除,从而能够继续进行稳定的操作。
(第四实施方式)
图5是本实用新型的电弧熔化设备的第四实施方式的简略构成的说明图,表示利用电极位置变化来检测炉内的废铁状态。在本实施方式中,作为检测熔化室1的状态变化的状态变化检测部,是在电极的电极升降装置的可动部分安装电极位置检测器9来连续地测量电极位置,并将其信号输入控制装置6。当炉内的铁源成为过量供给,而发生存在于电极附近的状态时,则从电极对铁源放射电弧,由于电流和电压的变动变大,使电流值应为设定值的电极位置的变动量增大,因此在电极位置的时间单位的变化量为规定值以上的情况下,将控制信号7发送到作为铁源供给装置的废铁供给装置8,来降低废铁供给速度或使其停止。之后,如果测量值下降到其他的规定值后,将控制信号7从控制装置6发送到废铁供给装置8,使废铁供给速度增加到规定的速度。
另外在上述实施方式中是通过控制铁源的供给速度来控制铁源的熔化状态,此外通过调整供给电弧炉的电量,能够更稳定地控制熔融金属的状态。
另外,如上所述,电流中包含的高次谐波量、电压中包括的高次谐波量、电流的变动、电压的变动、炉体振动、电极位置的变动可以分别单独用于检测铁源的状态,然而通过将它们中两个以上进行组合,能够更准确地把握废铁的状态,能够使炉内的状态进一步稳定。例如,利用电弧电流变动和电弧电流中包含的高次谐波量,来检测废铁的状态。
(实施例1)
用图2表示的电弧熔化设备进行了废铁的熔化试验。
图6表示作为上述的第一实施方式的电弧熔化设备的熔融金属的制造方法,测量供给到电极的电流的高次谐波,来改变废铁供给速度的情况的例子。以一定的速度向电弧炉供给废铁,在电弧电流的测量点设置高次谐波解析装置并求出高次谐波畸变率。另外,高次谐波畸变率是表示发生的全部的高次谐波的执行值之和相对于基本频率的执行值的百分比。
本实施例在高次谐波畸变率超过规定值(高次谐波判定值)时,判定为废铁在炉内称为存在于电极附近的状态,因此停止废铁供给。当炉内废铁增加时则高次谐波畸变率增加。当超过高次谐波判定值H时(图6中的时间a)停止废铁供给,废铁的熔化继续进行因此高次谐波畸变率逐渐降低。高次谐波畸变率的降低意味着电弧朝向熔融金属放射,在电极附近不存在废铁。
在检测到高次谐波畸变率降低到规定值(高次谐波判定值L)时(图6的时间b),再次以规定的速度开始废铁供给。由此能够迅速检测炉内状况的变化,从而迅速返回通常状态继续进行废铁的熔化。
图7是本实用新型的比较例,表示即使电路电流的高次谐波畸变率增加也不改变废铁供给速度的情况。在使用本实用新型的情况下是在图7的时间a的时刻停止废铁供给或者减少供给量,然而由于继续废铁的供给,因此炉内废铁增加,高次谐波畸变率增大,该状态继续。这即表示废铁为熔化完而持续残留的状况,当在这样的状态下继续操作时就必须供给过多的能量,也增大熔化时间且降低能量转换并且也降低了生产率。
以上,参照附图对本实用新型的优选实施方式进行了说明,但是不言而喻本实用新型并不限定于上述的例子。显而易见地只要是本领域技术人员,则在权利要求所记载的范围内还可以想到各种变形例或修正例,对于这些也应当理解为属于本实用新型的技术范围。

Claims (6)

1.一种电弧熔化设备,具备:熔化室,其利用由电极产生的电弧放电来熔化铁源;铁源供给装置,其向上述熔化室连续供给上述铁源,该电弧熔化设备的特征在于,包括:
状态变化检测部,其检测由上述电极产生上述电弧放电时上述熔化室的状态变化;
控制装置,其基于上述状态变化检测部的检测结果来调整在上述铁源供给装置将上述铁源供给到上述熔化室时的供给速度。
2.根据权利要求1所述的电弧熔化设备,其特征在于,
上述状态变化检测部检测供给到上述电极的电流和电压的至少任意一个的变动,作为上述熔化室的状态变化。
3.根据权利要求2所述的电弧熔化设备,其特征在于,
上述状态变化检测部检测上述电流以及上述电压中包含的高次谐波量的至少任意一个的变动,作为供给到上述电极的上述电流以及上述电压的至少任意一个的变动。
4.根据权利要求2所述的电弧熔化设备,其特征在于,
上述状态变化检测部检测上述电流以及上述电压的至少任意一个值或单位时间的变化量,作为供给到上述电极的上述电流以及上述电压的至少任意一个的变动。
5.根据权利要求1所述的电弧熔化设备,其特征在于,
上述状态变化检测部检测发生上述电弧放电时传递至上述熔化室的上述炉体振动的变化,作为上述熔化室的状态变化。
6.根据权利要求1所述的电弧熔化设备,其特征在于,
上述状态变化检测部检测上述电极位置的变动,作为上述熔化室的状态变化。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102003875A (zh) * 2009-08-27 2011-04-06 钢铁普蓝特克股份有限公司 电弧熔化设备及使用该电弧熔化设备的熔融金属制造方法
CN112280932A (zh) * 2020-11-23 2021-01-29 中冶赛迪工程技术股份有限公司 电弧炉冶炼废钢熔化状态的过程检测系统

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101877060B1 (ko) * 2011-03-17 2018-07-10 다이도 스틸 코오퍼레이션 리미티드 아크로의 용해 상태 판정 장치
JP5726103B2 (ja) * 2011-03-17 2015-05-27 大同特殊鋼株式会社 アーク炉の溶解状態判定装置
TWI530650B (zh) * 2011-03-17 2016-04-21 Daido Steel Co Ltd And the melting state determining device of the electric arc furnace
CN104023877B (zh) * 2011-11-02 2017-08-08 大亚真空株式会社 电弧熔化炉装置以及被熔化物的电弧熔化方法
CN102798294B (zh) * 2012-06-19 2014-03-12 合肥瑞石测控工程技术有限公司 一种管式工业炉炉管温度实时监测及安全预警装置
EP3052948B1 (en) * 2013-09-30 2018-07-18 Mintek Measurement of electrical variables on a dc furnace
CN103900375B (zh) * 2014-04-18 2016-01-20 大连理工大学 电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉系统及方法
WO2018176119A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Hatch Ltd. Open arc condition mitigation based on measurement
KR20220030285A (ko) * 2019-09-10 2022-03-10 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 전기로에 의한 용철의 제조 방법
JP7126081B1 (ja) 2021-02-10 2022-08-26 Jfeスチール株式会社 映像装置を備える電気炉を用いた溶鉄の製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4543124A (en) 1984-08-02 1985-09-24 Intersteel Technology, Inc. Apparatus for continuous steelmaking
JPH03127486A (ja) * 1989-10-12 1991-05-30 Ebara Infilco Co Ltd プラズマ溶融装置
JP2925727B2 (ja) * 1990-11-30 1999-07-28 新日本製鐵株式会社 アーク炉における装入原料の溶解状況検知方法及びその装置並びにアーク炉用水冷パネル
JP2978027B2 (ja) * 1993-04-06 1999-11-15 新日本製鐵株式会社 電気炉炉況検出方法
JPH07145420A (ja) * 1993-09-30 1995-06-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 電気アーク溶解炉
JPH07286208A (ja) 1994-04-15 1995-10-31 Nippon Steel Corp スクラップ連続投入式アーク炉の操業方法
JPH1183330A (ja) * 1997-09-04 1999-03-26 Nkk Corp アーク溶解炉の溶解進捗評価方法
JPH11257859A (ja) 1998-03-11 1999-09-24 Nkk Corp 冷鉄源の溶解方法及び溶解設備
JP4264467B2 (ja) * 1999-06-04 2009-05-20 Dowaメタルマイン株式会社 電気炉用電極の制御装置および方法
DE102007041632A1 (de) * 2006-09-18 2008-04-03 Sms Demag Ag Verfahren zum Betreiben eines schmelzmetallurgischen Ofens und Ofen
JP2008116066A (ja) * 2006-10-31 2008-05-22 Nisshin Steel Co Ltd 電気炉の操業方法
ITUD20070075A1 (it) * 2007-04-26 2008-10-27 Danieli Automation Spa Procedimento di controllo dell'alimentazione della carica metallica per forni elettrici ad arco
KR20120064684A (ko) * 2009-08-27 2012-06-19 스틸플랜테크가부시키가이샤 아크 용해 설비 및 그 아크 용해 설비를 이용한 용탕의 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102003875A (zh) * 2009-08-27 2011-04-06 钢铁普蓝特克股份有限公司 电弧熔化设备及使用该电弧熔化设备的熔融金属制造方法
CN112280932A (zh) * 2020-11-23 2021-01-29 中冶赛迪工程技术股份有限公司 电弧炉冶炼废钢熔化状态的过程检测系统

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