JP2000155017A - 電気炉内電極位置測定方法 - Google Patents
電気炉内電極位置測定方法Info
- Publication number
- JP2000155017A JP2000155017A JP10331063A JP33106398A JP2000155017A JP 2000155017 A JP2000155017 A JP 2000155017A JP 10331063 A JP10331063 A JP 10331063A JP 33106398 A JP33106398 A JP 33106398A JP 2000155017 A JP2000155017 A JP 2000155017A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より正確に常時電極先端位置を測定する方法
を提供する。 【解決手段】 自焼成電極において、電源電圧波形を計
測し、この電源電圧波形と、特定位置で計測した電極先
端部で発生するアークによる振動波形との位相差を求
め、この位相差に電極を伝播する平均音速を乗じて上記
特定位置から電極先端部までの電極長さを求める電気炉
内電極先端位置測定方法である。
を提供する。 【解決手段】 自焼成電極において、電源電圧波形を計
測し、この電源電圧波形と、特定位置で計測した電極先
端部で発生するアークによる振動波形との位相差を求
め、この位相差に電極を伝播する平均音速を乗じて上記
特定位置から電極先端部までの電極長さを求める電気炉
内電極先端位置測定方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気炉内電極先端
位置を測定する技術分野に属し、詳しくは電気炉内の自
焼成電極先端位置を測定する技術分野に属するものであ
る。
位置を測定する技術分野に属し、詳しくは電気炉内の自
焼成電極先端位置を測定する技術分野に属するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】合金鉄電気炉で高炭素フェロマンガン(F
MnH)およびシリコマンガン(SiMn)等を製造する場合、品
種によって操業状態が異なる。すなわち、操業状態は、
使用鉱石、還元材の種類、還元材の量、生成メタルとス
ラグの量、温度等で異なる。また、炉内温度は電極先端
位置を上下させて炉内の電気抵抗を変化させ調整する
が、このとき、過度に電極を上昇させるとガス吹き抜け
や、ガス還元不良が起こり炉況が悪化する。このため合
金鉄電気炉では電気エネルギを有効に活用するために、
炉内温度に直接影響を及ぼす電極先端位置を知り、これ
を管理することが重要である。
MnH)およびシリコマンガン(SiMn)等を製造する場合、品
種によって操業状態が異なる。すなわち、操業状態は、
使用鉱石、還元材の種類、還元材の量、生成メタルとス
ラグの量、温度等で異なる。また、炉内温度は電極先端
位置を上下させて炉内の電気抵抗を変化させ調整する
が、このとき、過度に電極を上昇させるとガス吹き抜け
や、ガス還元不良が起こり炉況が悪化する。このため合
金鉄電気炉では電気エネルギを有効に活用するために、
炉内温度に直接影響を及ぼす電極先端位置を知り、これ
を管理することが重要である。
【０００３】電極先端位置を知る方法としては、電極近
傍に多点測温センサを挿入し、挿入した多点測温センサ
による炉内温度分布から炉内の電極先端位置を推定する
方法が特願平8-003245号に開示してある。また、直接的
な方法としては、オペレータが測定棒を測定孔から炉内
に挿入し、測定棒の先端を電極先端部に当て三角測量の
原理により電極先端位置を知る方法が採られている。ま
た、自焼成電極上部の原料ペーストの液化層の表面から
電極先端部に向けて超音波を発振し、電極先端からの反
射波を電極先端位置測定センサで受信し、発振から受信
までの時間に基づいて電極先端位置を測定する方法が特
願平9-263678号に開示してある。
傍に多点測温センサを挿入し、挿入した多点測温センサ
による炉内温度分布から炉内の電極先端位置を推定する
方法が特願平8-003245号に開示してある。また、直接的
な方法としては、オペレータが測定棒を測定孔から炉内
に挿入し、測定棒の先端を電極先端部に当て三角測量の
原理により電極先端位置を知る方法が採られている。ま
た、自焼成電極上部の原料ペーストの液化層の表面から
電極先端部に向けて超音波を発振し、電極先端からの反
射波を電極先端位置測定センサで受信し、発振から受信
までの時間に基づいて電極先端位置を測定する方法が特
願平9-263678号に開示してある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の多点測
温センサによる炉内温度分布から電極先端位置を推定す
る方法は、電極と多点測温センサとの間に存在する炉内
原料の物理的、化学的状態が常に一定でないことから、
推定電極先端位置に大きな誤差が生じる要因を含んでい
る。また、多点測温センサによる方法は、多点測温セン
サ自体の熱応答速度の遅れの影響を受け、電極先端位置
をリアルタイムに、かつ正確に測定できないことがあ
る。さらに、これら以外の問題点としては、炉内原料と
の接触による磨耗と腐食性炉内雰囲気による腐食が多点
測温センサの耐久性を低下させる。また、測定棒で電極
先端位置を知る方法は、悪い環境下でのオペレータの操
作によるものであり、これに代わる方法が望まれてい
る。また、超音波を利用する方法は原料ペーストの液化
層の表面から電極先端部に向けて超音波を発振するた
め、上記の測定棒を用いる方法と同じように電極先端位
置の測定はバッチ測定になり、常時電極長さを監視し、
その情報を電気炉操業にフィードバックしたいという現
場のニーズに応えられるものではない。
温センサによる炉内温度分布から電極先端位置を推定す
る方法は、電極と多点測温センサとの間に存在する炉内
原料の物理的、化学的状態が常に一定でないことから、
推定電極先端位置に大きな誤差が生じる要因を含んでい
る。また、多点測温センサによる方法は、多点測温セン
サ自体の熱応答速度の遅れの影響を受け、電極先端位置
をリアルタイムに、かつ正確に測定できないことがあ
る。さらに、これら以外の問題点としては、炉内原料と
の接触による磨耗と腐食性炉内雰囲気による腐食が多点
測温センサの耐久性を低下させる。また、測定棒で電極
先端位置を知る方法は、悪い環境下でのオペレータの操
作によるものであり、これに代わる方法が望まれてい
る。また、超音波を利用する方法は原料ペーストの液化
層の表面から電極先端部に向けて超音波を発振するた
め、上記の測定棒を用いる方法と同じように電極先端位
置の測定はバッチ測定になり、常時電極長さを監視し、
その情報を電気炉操業にフィードバックしたいという現
場のニーズに応えられるものではない。
【０００５】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、計測した電源電圧波形と特定位置で計
測した電極先端部で発生するアークによる振動波形との
位相差を求めることによって、より正確に常時電極先端
位置を測定する方法を提供することを目的とする。
なされたもので、計測した電源電圧波形と特定位置で計
測した電極先端部で発生するアークによる振動波形との
位相差を求めることによって、より正確に常時電極先端
位置を測定する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】その要旨は、自焼成電極
において、電源電圧波形を計測し、この電源電圧波形
と、特定位置で計測した電極先端部で発生するアークに
よる振動波形との位相差を求め、この位相差に電極を伝
播する平均音速を乗じて上記特定位置から電極先端部ま
での電極長さを求める電気炉内電極先端位置測定方法で
ある。
において、電源電圧波形を計測し、この電源電圧波形
と、特定位置で計測した電極先端部で発生するアークに
よる振動波形との位相差を求め、この位相差に電極を伝
播する平均音速を乗じて上記特定位置から電極先端部ま
での電極長さを求める電気炉内電極先端位置測定方法で
ある。
【０００７】電気炉内の電極先端部からは、電源電圧の
周期と同じ周期でアークが発生しており、このアークが
電極を振動させている。このアークによる振動波形を特
定位置で計測した場合、アークによる振動波形は電極先
端部から特定位置まで電極を伝播するのに時間を要し、
このためアークによる振動波形は特定位置では電源電圧
波形と位相差を生じる。この位相差に電極を伝播する平
均音速を乗ずることによって電極先端部から特定位置ま
での電極長さを求めることができる。
周期と同じ周期でアークが発生しており、このアークが
電極を振動させている。このアークによる振動波形を特
定位置で計測した場合、アークによる振動波形は電極先
端部から特定位置まで電極を伝播するのに時間を要し、
このためアークによる振動波形は特定位置では電源電圧
波形と位相差を生じる。この位相差に電極を伝播する平
均音速を乗ずることによって電極先端部から特定位置ま
での電極長さを求めることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。図１は本発明法による電気炉内電極先端
位置の測定方法を説明する概略図である。自焼成電極
は、図１に示すように、例えば、外径1450mm、肉厚2.3m
m 、長さ 15000〜16000mm のＳＣ鋼製の円筒状の電極外
筒８に、電極原料である原料ペースト９を充填し、通電
によって発生するジュール熱と炉内からの伝導熱によっ
て、上部から順に原料ペースト９、液化層10、固化層11
の順に変化し、電極を自己焼成するものである。したが
って、自焼成電極は操業中、減少した固化層11量に応じ
て原料ペースト９を電極外筒８に補給してやればよい。
なお、原料ペースト９は黒鉛、コークス、無煙炭、ピッ
チなどを混練してペースト状にしたものである。
いて説明する。図１は本発明法による電気炉内電極先端
位置の測定方法を説明する概略図である。自焼成電極
は、図１に示すように、例えば、外径1450mm、肉厚2.3m
m 、長さ 15000〜16000mm のＳＣ鋼製の円筒状の電極外
筒８に、電極原料である原料ペースト９を充填し、通電
によって発生するジュール熱と炉内からの伝導熱によっ
て、上部から順に原料ペースト９、液化層10、固化層11
の順に変化し、電極を自己焼成するものである。したが
って、自焼成電極は操業中、減少した固化層11量に応じ
て原料ペースト９を電極外筒８に補給してやればよい。
なお、原料ペースト９は黒鉛、コークス、無煙炭、ピッ
チなどを混練してペースト状にしたものである。
【０００９】図１に示すように、電源電圧波形は電圧を
印加しているケーブル５に設けたＣＴ（電流計）４と電
源電圧波形測定装置１で計測する。アークによる振動波
形は電極クランプ部７に振動計６を設け、振動波形測定
装置２で振動計６からのアークによる振動波形を計測す
る。電極長さを算出する測定装置３では計測した電源電
圧波形と振動波形との位相差を求め、この位相差に電極
を伝播する平均音速を乗じて、電極先端部から電極クラ
ンプ部（電極先端部から特定位置）までの長さを算出す
る。この算出長さが電極クランプ部（特定位置）を基準
とした本発明における電気炉内電極先端位置である。
印加しているケーブル５に設けたＣＴ（電流計）４と電
源電圧波形測定装置１で計測する。アークによる振動波
形は電極クランプ部７に振動計６を設け、振動波形測定
装置２で振動計６からのアークによる振動波形を計測す
る。電極長さを算出する測定装置３では計測した電源電
圧波形と振動波形との位相差を求め、この位相差に電極
を伝播する平均音速を乗じて、電極先端部から電極クラ
ンプ部（電極先端部から特定位置）までの長さを算出す
る。この算出長さが電極クランプ部（特定位置）を基準
とした本発明における電気炉内電極先端位置である。
【００１０】ここで、電極を伝播する音速に平均音速を
使用する理由は、電極先端部の固化層14および電極外筒
内を伝播する音速は異なり、さらに炉内の電極外筒には
温度勾配があり電極を伝播する音速は伝播とともに変化
する。このため、本発明では電極先端部から特定位置ま
での電極を伝播する音速に平均音速を使用する。したが
って、使用する平均音速は事前に個々の電気炉ごとに求
めておく必要がある。
使用する理由は、電極先端部の固化層14および電極外筒
内を伝播する音速は異なり、さらに炉内の電極外筒には
温度勾配があり電極を伝播する音速は伝播とともに変化
する。このため、本発明では電極先端部から特定位置ま
での電極を伝播する音速に平均音速を使用する。したが
って、使用する平均音速は事前に個々の電気炉ごとに求
めておく必要がある。
【００１１】電源電圧波形測定装置１と振動波形測定装
置２で計測した波形と、測定装置３で求めた位相差の関
係を図２に示す。図２の上段は電極クランプ部のアーク
による振動波形で、下段は電圧印加部で計測した電源電
圧波形である。二つの波形の位相差をΔｔで示してい
る。
置２で計測した波形と、測定装置３で求めた位相差の関
係を図２に示す。図２の上段は電極クランプ部のアーク
による振動波形で、下段は電圧印加部で計測した電源電
圧波形である。二つの波形の位相差をΔｔで示してい
る。
【００１２】最初の状態の電極長さをＬ1 、測定時の電
極長さをＬ2 とすると、Ｌ2 は下記式で求めることがで
きる。下記式でＶは平均音速を、Δｔは位相差を示す。
極長さをＬ2 とすると、Ｌ2 は下記式で求めることがで
きる。下記式でＶは平均音速を、Δｔは位相差を示す。
【００１３】Ｌ2 ＝Ｌ1 ＋Ｖ×Δｔ
【００１４】例えば、ここで、事前に求めておいた平均
音速Ｖ:1540m/sと上記の方法で求めた位相差Δｔ:1.43
×10-4s を上記式に代入すると、Ｌ2 −Ｌ1 、すなわち
電極の損耗長さは 0.22mと求まる。このように最初の電
極長さＬ1 が分かっていれば位相差Δｔを測定すること
で電極長さを算出することができる。
音速Ｖ:1540m/sと上記の方法で求めた位相差Δｔ:1.43
×10-4s を上記式に代入すると、Ｌ2 −Ｌ1 、すなわち
電極の損耗長さは 0.22mと求まる。このように最初の電
極長さＬ1 が分かっていれば位相差Δｔを測定すること
で電極長さを算出することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は計測した電源電圧波形と特定位置で計測した電
極先端部で発生するアークによる振動波形との位相差を
求め、これに電極を伝播する平均音速を乗じて特定位置
から電極先端部までの長さを求めているため、より正確
に常時電極長さを監視し、その情報を電気炉操業にフィ
ードバックすることができる。
本発明は計測した電源電圧波形と特定位置で計測した電
極先端部で発生するアークによる振動波形との位相差を
求め、これに電極を伝播する平均音速を乗じて特定位置
から電極先端部までの長さを求めているため、より正確
に常時電極長さを監視し、その情報を電気炉操業にフィ
ードバックすることができる。
【図１】本発明法による電気炉内電極先端位置の測定方
法を説明する概略図である。
法を説明する概略図である。
【図２】本発明のおける電源電圧波形測定装置１と振動
波形測定装置２で計測した波形と、測定装置３で求めた
位相差との関係を示す図である。
波形測定装置２で計測した波形と、測定装置３で求めた
位相差との関係を示す図である。
１…電源電圧波形測定装置、２…振動波形測定装置、３
…測定装置、４…ＣＴ（電流計）、５…ケーブル、６…
振動計、７…電極クランプ部、８…電極外筒、９…原料
ペースト、10…液化層、11…固化層。
…測定装置、４…ＣＴ（電流計）、５…ケーブル、６…
振動計、７…電極クランプ部、８…電極外筒、９…原料
ペースト、10…液化層、11…固化層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小里 俊哉 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 Ｆターム(参考） 2F068 AA02 AA21 CC00 FF25 GG09 KK16 QQ43 4K056 AA02 BB08 CA02 FA10 FA11 4K063 AA03 AA12 BA02 CA08 CA09 FA55 FA78
Claims (1)
- 【請求項１】 自焼成電極において、電源電圧波形を計
測し、この電源電圧波形と、特定位置で計測した電極先
端部で発生するアークによる振動波形との位相差を求
め、この位相差に電極を伝播する平均音速を乗じて上記
特定位置から電極先端部までの電極長さを求めることを
特徴とする電気炉内電極先端位置測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10331063A JP2000155017A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 電気炉内電極位置測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10331063A JP2000155017A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 電気炉内電極位置測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000155017A true JP2000155017A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18239452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10331063A Withdrawn JP2000155017A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 電気炉内電極位置測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000155017A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104041180A (zh) * | 2011-11-11 | 2014-09-10 | 电气化学工业株式会社 | 自焙电极上端检测装置及自焙电极上端管理方法 |
| KR20200035520A (ko) * | 2018-09-27 | 2020-04-06 | (주)포스코엠텍 | 합금철 용해 장치 및 이의 전극봉 압하량 산출방법 |
| CN113281581A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-08-20 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种lf炉电极测试系统及测试方法 |
-
1998
- 1998-11-20 JP JP10331063A patent/JP2000155017A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104041180A (zh) * | 2011-11-11 | 2014-09-10 | 电气化学工业株式会社 | 自焙电极上端检测装置及自焙电极上端管理方法 |
| KR20200035520A (ko) * | 2018-09-27 | 2020-04-06 | (주)포스코엠텍 | 합금철 용해 장치 및 이의 전극봉 압하량 산출방법 |
| KR102178283B1 (ko) | 2018-09-27 | 2020-11-12 | 주식회사 심팩인더스트리 | 합금철 용해 장치 및 이의 전극봉 압하량 산출방법 |
| CN113281581A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-08-20 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种lf炉电极测试系统及测试方法 |
| CN113281581B (zh) * | 2021-04-14 | 2022-04-01 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种lf炉电极测试系统的测试方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060207 |