JP2841513B2 - 電気炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電極を昇降させて被溶解物を溶解する電気
炉に関する。

（従来の技術） 電気炉において電極を昇降させる技術としては次に示
す２タイプがある。第３図はかかる電極昇降技術を示す
電気炉の構成図である。１は電気炉本体であって、この
電気炉本体１は接地されている。又、送電系統には炉用
遮断器２を介してタップ付きリアクトル３及び炉用変圧
器４が直列接続され、この炉用変圧器４の２次側に電極
５が接続されている。

一方、炉用変圧器４の２次側には変流器６が設けら
れ、この変流器６にベース抵抗７及び電流設定器８を直
列に介して電圧−電流判定部９が接続されている。従っ
て、炉用変圧器４から電極５に流れる電極電流が変流器
６により検出され、この電極電流に応じた電流がベース
抵抗７及び電流設定器８を流れて設定電流信号として電
圧−電流判定部９に送られる。

又、電気炉本体１と接地との間には変成器10の１次側
が接続され、その二次側にはベース抵抗11及び補償抵抗
回路12が接続されている。この補償抵抗回路12は、それ
ぞれ抵抗値の異なる複数の抵抗とこれら抵抗とそれぞれ
直列接続された複数の接点とから構成され、炉用変圧器
４のタップ電圧切替えに応じて抵抗値を切替えて電極５
と接地との間を電圧を変化させないようにするものであ
る。そして、ベース抵抗11には変成器13が接続され、こ
の変成器13の２次側が電圧−電流判定部９に接続されて
いる。従って、電極５に印加される電極電圧が変成器10
により検出され、この電極電圧に応じた電圧信号が補償
抵抗回路12、ベース抵抗11、変成器13を通して電圧−電
流判定部９に送られる。

この電圧−電流判定部９は電圧信号に対する適正な設
定電流信号、例えば電圧信号が50Vに対して設定電流信
号5Aが設定されており、50Aの電圧信号を受けている状
態に設定電流信号の値が変動するとこの変動に応じて、
例えば設定電流信号値が低下すれば電極５を下降させる
電極５の昇降制御信号を送出する機能を有している。こ
の電圧−電流判定部９から送出された昇降制御信号は設
定器14を通して昇降制御部15に送られ、この昇降制御部
15は昇降制御信号を受けて各サイリスタ16,17をオン・
オフして電極昇降モータ18を正転，逆転する。かくし
て、電極昇降モータ18の正転，逆転により電極５は昇降
する。

ところで、以上のような構成で電極５に電力が供給さ
れると、電極５と電気炉本体１内の被溶解物（スクラッ
プ）との間にアーク放電が発生してスクラップは溶解す
る。ここで、スクラップの溶解には溶解期と精練期とが
あり、溶解期には電極５とスクラップとの間に比較的高
電圧でかつ低電流の電力が供給されてロングアークが発
生し、又精練期には電極５とスクラップとの間に比較的
低電圧でかつ大電流の電力が供給されてショートアーク
が発生する。従って、溶解期から精練期に切替わる際に
炉用変圧器４のタップ電圧が切替えられる。

又、溶解期から精練期に切替わる際にタップ付きリア
クトル３のタップが切替えられて炉用遮断器２から電極
５の回路のリアクトル値が小さく設定される。これによ
り、電極５とスクラップとの間には低電圧が印加される
とともに増大したアーク電流が流れる。

第４図は別タイプの電極昇降技術を示す電気炉の構成
図である。なお、第３図と同一部分には同一符号を付し
てある。変流器６から出力される電流信号を流れるライ
ンには変流器20が設けられ、この変流器20に整流回路2
1、ベース抵抗22を介して電圧−電流比較部23が接続さ
れている。従って、電極電流が変流器６により検出さ
れ、この電極電流に応じた電流信号が整流回路21及びベ
ース抵抗22を通して実電流として電圧−電流比較部23に
送られる。

又、変成器10の２次側には整流回路24を介して補償抵
抗回路25が接続され、この補償抵抗回路25にベース抵抗
26及び電流設定器27を介して電圧−電流比較部23が接続
されている。従って、電極５に印加される電極電圧が検
出され、この電極電圧に応じた電圧信号が整流回路24を
通して補償抵抗回路25に送られ、この補償抵抗回路25の
出力電圧がベース抵抗26を通して電流に変換されて電流
設定器27に送られ、そしてこの電流設定器27の出力が設
定電流として電圧−電流比較部23に送られる。

この電圧−電流比較部23は実電流と設定電流とを比較
してその偏差を求めこの偏差に応じた電極５の昇降制御
信号を送出する。この昇降制御信号は設定器14を通して
う昇降制御部15に送られ、この昇降制御部15は昇降制御
信号を受けて各サイリスタ16,17をオン・オフして電極
昇降モータ18を正転，逆転する。かくして、電極昇降モ
ータ18の正転，逆転により電極５は昇降する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上の各タイプの構成では共にタップ
付きアクトル３を接続しているので、炉用変圧器４のタ
ップ電圧が一定でもタップ付きアクトル３のタップを切
替えることにより電極５に印加される電極電圧が変化す
る。このため、一方のタイプでは電圧−電流判定部９へ
送られる電圧信号、又地方のタイプでは及び電圧−電流
比較部23に送られる設定電流信号が変化し、これら電圧
−電流判定部９及び電圧−電流比較部23から出力される
各昇降制御信号が変化して結果的に電極５に流れる電極
電流が変化する。

そこで本発明は、タップ付きリアクトルのタップを切
替えても電極電流を一定に保つことができる電気炉を提
供することを目的とする。

（課題を解決しようとする手段） 本発明は、タップ付きリアクトル及びタップ付き電圧
切替え機能を有する炉用変圧器を通して電極に電力を供
給してこの電極と被溶解物との間にアーク放電を発生さ
せて被溶解物を溶解する電気炉において、電極に流れる
電流を検出する電流検出器と、電極に印加される電圧を
検出する電圧検出器と、この電圧器に接続され炉用変圧
器のタップ切替えに応じた抵抗値を有する第１の補償抵
抗回路と、この第１の補償抵抗回路に対して直列接続さ
れタップ付きリアクトルのタップ切替えに応じた抵抗値
を有する第２の補償抵抗回路と、電流検出器により検出
された電流と第２の補償抵抗回路の出力電圧又は出力電
流との各値に応じて電極を昇降させる電極昇降手段とを
備えて上記目的を達成しようとする電気炉である。

（作 用） このような手段を備えたことにより、電圧検出器に接
続された第１の補償抵抗回路の抵抗値が炉用変圧器のタ
ップ切替えの応じて変えられ、又、第１の補償抵抗回路
に接続された第２の補償抵抗回路の抵抗値がタップ付き
リアクトルのタップ切替えに応じて変えられ、この状態
で電流検出器により検出された電流と第２の補償抵抗回
路の出力電圧又は出力電流との各値に応じて電極昇降手
段により電極が昇降される。

（実施例） 以下、本発明の第１実施例について第１図に示す電気
炉の構成図を参照して説明する。なお、第３図と同一部
分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

変成器10の２次側には第１の抵抗補償回路12が接続さ
れ、さらにこの第１の抵抗補償回路12には第２の抵抗補
償回路30が直接接続されている。この補償抵抗回路30
は、それぞれ抵抗値の異なる複数の抵抗とこれら抵抗と
それぞれ直列接続された複数の接点とから構成され、タ
ップ付きリアクトル３のタップ切替えに応じて抵抗値を
切替えて電極５と接地との間の電圧を変化させないよう
にするものである。そして、この第２の抵抗補償回路30
の出力端子にベース抵抗11及び変成器13の１次側が接続
されている。

このような構成であれば、タップ付きリアクトル３及
び炉用変圧器４を通して電極５に電力が供給されると、
電極５と電気炉本体１内の被溶解物（スクラップ）との
間にアーク放電が発生してスクラップは溶解する。

この状態に変流器６は炉用変圧器４から電極５に流れ
る電極電流を検出してこの電極電流に応じた電流をベー
ス抵抗７及び電流設定器８を通して設定電流信号として
電圧−電流判定部９に送る。

又、変成器10は電極５に印加される電極電圧を検出し
てこの電極電圧に応じた電圧信号を第１の補償抵抗回路
12、第２の補償抵抗回路30、ベース抵抗11及び変成器13
を通して電圧−電流判定部９に送る。

この電圧−電流判定部９は上記と同様に電圧信号に対
する適正な設定電流信号、例えば電圧信号が50Vに対し
て設定電流信号5Aが設定されており、50Aの電圧信号を
受けている状態に設定電流信号の値が変動することの変
動に応じて、例えば設定電流信号値が低下すれば電極５
を下降させる電極５の昇降制御信号を送出する。この電
圧−電流判定部９から送出された昇降制御信号は設定器
14を通して昇降制御部15に送られ、この昇降制御部15は
昇降制御信号を受けて各サイリスタ16,17をオン・オフ
して電極昇降モータ18を正転，逆転する。かくして、電
極昇降モータ18の正転，逆転により電極５は昇降する。

ところで、スクラップの溶解は電極５とスクラップと
の間に比較的高電圧でかつ低電流の電力が供給されてロ
ングアークが発生しする溶解期から電極５とスクラップ
との間に比較的低電圧でかつ大電流の電力が供給されて
ショートアークが発生する精練期に切替わるが、この際
に炉用変圧器４のタップが切替えられる。このように各
タップが切替えられると、第１の抵抗補償回路12が抵抗
値が切替えられて電極５と接地との間の電圧が一定に保
たれる。又、タップ付きリアクトル２のタップが切替え
られると、この切替えにより電極５と接地との間の電圧
が変化するが、このとき第２の抵抗補償回路30の抵抗値
がタップ付きリアクトル２のタップ電圧とに応じて切替
えられる。これにより電極５と接地との間の電圧は一定
に保たれる。この結果、タップ付きリアクトル２のタッ
プが切替えられても電圧−電流判定部９から送出される
昇降制御信号は変化せず、電極５の昇降は安定する。

このように上記第１の実施例においては、第１の補償
抵抗回路12の抵抗値を炉用変圧器４のタップ切替えに応
じて変え、又第２の補償抵抗回路30の抵抗値をタップ付
きリアクトル３のタップ切替えに応じて変えて、このと
きの電極電流及び電極電圧から電極５を昇降させるよう
にしたので、タップ付きリアクトル３のタップを切替え
たとしても電極電流は変化せずに安定したアーク放電を
電極５とスクラップとの間に発生できる。

次に第２の実施例を第２図の構成図を参照して説明す
る。なお、第４図と同一部分には同一符号を付してその
詳しい説明は省略する。第１の抵抗補償回路25とベース
抵抗26との間には第２の抵抗補償回路31が接続されてい
る。この補償抵抗回路31は、それぞれ抵抗値の異なる複
数の抵抗とこれら抵抗とそれぞれ直列接続された複数の
接点とから構成され、タップ付きリアクトル３のタップ
切替えに応じて抵抗値を切替えて電極５と接地との間の
電圧を変化させないようにするものである。

このような構成であれば、変流器６は電極電流を検出
してこの電極電流に応じた電流信号を整流回路21及びベ
ース抵抗22を通して実電流として電圧−電流比較部23に
送る。

又、変成器10は電極５に印加される電極電圧を検出し
てこの電極電圧に応じた電圧信号を整流回路24を通して
第１の補償抵抗回路25、第２の補償抵抗回路31、ベース
抵抗26を通して電流に変換されて電流設定器27に送る。
そしてこの電流設定器27の出力が設定電流として電圧−
電流比較部23に送られる。

この電圧−電流比較部23は実電流と設定電流とを比較
してその偏差を求めこの偏差に応じた電極５の昇降制御
信号を送出する。昇降制御部15は昇降制御信号を受けて
各サイリスタ16,17をオン・オフして電極昇降モータ18
を正転，逆転し、かくして電極５は昇降する。

この状態にタップ付きリアクトル２のタップが切替え
られると、この切替えにより電極５と接地との間の電圧
が変化するが、このとき第２の抵抗補償回路30の抵抗値
がタップ付きリアクトル２のタップ電圧に応じて切替え
られる。これにより電極５と接地との間の電圧は一定に
保たれ、この結果、タップ付きリアクトル２のタップが
切替えられても電圧−電流判定部９から送出される昇降
制御信号は変化せず、電極５の昇降は安定する。

このように上記第２の実施例においても上記第１の実
施例と同様の効果を奏することができる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものでなく
その主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。

（発明の効果） 以上詳記したように本発明によれば、タップ付きリア
クトルのタップを切替えても電極電流を一定に保つこと
ができる電気炉を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる電気炉の第１実施例を示す構成
図、第２図は本発明の電気炉の第２実施例を示す構成
図、第３図及び第４図は従来の電気炉の構成図である。 １……電気炉本体、３……タップ付きリアクトル、４…
…炉用変圧器、５……電極、６……変流器、８……電流
設定器、９……電圧−電流判定部、10……変成器、12,2
5……第１の抵抗補償回路、15……昇降制御部、16,17…
…サイリスタ、18……モータ、23……電圧−電流比較
部、30,31……第２の抵抗補償回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タップ付きリアクトル及びタップ付き電圧
   切替え機能を有する炉用変圧器を通して電極に電力を供
   給してこの電極と被溶解物との間にアーク放電を発生さ
   せて前記被溶解物を溶解する電気炉において、前記電極
   に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電極に印加
   される電圧を検出する電圧検出器と、この電圧検出器に
   接続され前記炉用変圧器のタップ切替えに応じた抵抗値
   を有する第１の補償抵抗回路と、この第１の補償抵抗回
   路に対して直列接続され前記タップ付きリアルトルのタ
   ップ切替えに応じた抵抗値を有する第２の補償抵抗回路
   と、前記電流検出器により検出された電流と前記第２の
   補償抵抗回路の出力電圧又は出力電流との各値に応じて
   前記電極を昇降させる電極昇降手段とを具備したことを
   特徴とする電気炉。