JP3116491B2 - アーク炉投入電力制御装置 - Google Patents
アーク炉投入電力制御装置Info
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、アーク炉の炉内状態
に対応してこのアーク炉に投入する電力を適切に制御す
るアーク炉投入電力制御装置に関する。
に対応してこのアーク炉に投入する電力を適切に制御す
るアーク炉投入電力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アーク炉は炉内に材料例えば鋼のスクラ
ップを装入し、このスクラップと電極との間に電圧を印
加してアークを発生させ、このアークの熱でスクラップ
を溶解して溶鋼を作る装置である。電極と材料との間に
直流を印加するものが直流アーク炉であり、交流を印加
するものが交流アーク炉であるが、ここでは直流アーク
炉を例にして以下に記述する。
ップを装入し、このスクラップと電極との間に電圧を印
加してアークを発生させ、このアークの熱でスクラップ
を溶解して溶鋼を作る装置である。電極と材料との間に
直流を印加するものが直流アーク炉であり、交流を印加
するものが交流アーク炉であるが、ここでは直流アーク
炉を例にして以下に記述する。
【０００３】図４は直流アーク炉に投入する電力を制御
する従来例を示した回路図である。この図４の従来例回
路では、交流電源２からの交流電力をアーク炉変圧器３
で所望の電圧に変圧した後サイリスタ整流器４で直流電
力に変換し、直流リアクトル６を経て昇降電極７と炉底
電極（図示せず）との間に直流電圧を印加する。アーク
炉内には材料としての溶鋼又はスクラップ９が装入され
ており、昇降電極７と溶鋼又はスクラップ９との間にこ
の直流電圧でアークを発生させ、このアーク熱で溶鋼又
はスクラップ９を加熱溶解する。ここで溶鋼又はスクラ
ップ９の溶解加熱を効率良く行うためにアーク電圧（即
ち昇降電極７と図示していない炉底電極との間の電圧）
を電圧検出器２１で検出し、このアーク電圧が電圧設定
器１３で設定する値に一致するように昇降装置２２から
昇降電極７へ電極位置の上昇指令或いは下降指令を与え
る。これはアーク電圧とアーク長さとには相関関係があ
るからであって、アーク長さを制御することで実質的に
アーク電圧を制御している。更に変流器３１で検出した
アーク電流が電流設定器１４で設定した値に一致するよ
うに電流調節器３２が制御信号を出力し、この制御信号
に対応してサイリスタ整流器４のゲート回路へ信号を送
って各サイリスタの点弧位相を調整することで、アーク
電流を制御する。このようにアーク電圧とアーク電流と
を制御することで、アーク炉への投入電力を最適に制御
しようとするものである。
する従来例を示した回路図である。この図４の従来例回
路では、交流電源２からの交流電力をアーク炉変圧器３
で所望の電圧に変圧した後サイリスタ整流器４で直流電
力に変換し、直流リアクトル６を経て昇降電極７と炉底
電極（図示せず）との間に直流電圧を印加する。アーク
炉内には材料としての溶鋼又はスクラップ９が装入され
ており、昇降電極７と溶鋼又はスクラップ９との間にこ
の直流電圧でアークを発生させ、このアーク熱で溶鋼又
はスクラップ９を加熱溶解する。ここで溶鋼又はスクラ
ップ９の溶解加熱を効率良く行うためにアーク電圧（即
ち昇降電極７と図示していない炉底電極との間の電圧）
を電圧検出器２１で検出し、このアーク電圧が電圧設定
器１３で設定する値に一致するように昇降装置２２から
昇降電極７へ電極位置の上昇指令或いは下降指令を与え
る。これはアーク電圧とアーク長さとには相関関係があ
るからであって、アーク長さを制御することで実質的に
アーク電圧を制御している。更に変流器３１で検出した
アーク電流が電流設定器１４で設定した値に一致するよ
うに電流調節器３２が制御信号を出力し、この制御信号
に対応してサイリスタ整流器４のゲート回路へ信号を送
って各サイリスタの点弧位相を調整することで、アーク
電流を制御する。このようにアーク電圧とアーク電流と
を制御することで、アーク炉への投入電力を最適に制御
しようとするものである。
【０００４】ところで前述したアーク電圧とアーク長さ
との相関関係は非線形である。又、アーク電圧とアーク
長さとアーク電流との相関関係はアーク炉内の雰囲気に
よって変化する。更に当該アーク炉内でスクラップが崩
れたりすることで炉内状況が急激に変化すると、これに
対応してアーク電圧やアーク電流を調整しなければなら
ないが、それには炉内部の雰囲気や状況を知ることが必
要となる。しかしこの検出は実際には不可能である。よ
って従来は運転員が過去の経験に基づいてアーク電圧と
アーク電流を設定していたので、アーク炉への投入電力
が最適に制御されているとは言い難いのが現実である。
との相関関係は非線形である。又、アーク電圧とアーク
長さとアーク電流との相関関係はアーク炉内の雰囲気に
よって変化する。更に当該アーク炉内でスクラップが崩
れたりすることで炉内状況が急激に変化すると、これに
対応してアーク電圧やアーク電流を調整しなければなら
ないが、それには炉内部の雰囲気や状況を知ることが必
要となる。しかしこの検出は実際には不可能である。よ
って従来は運転員が過去の経験に基づいてアーク電圧と
アーク電流を設定していたので、アーク炉への投入電力
が最適に制御されているとは言い難いのが現実である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように炉内状
況や雰囲気を把握出来ないために、従来はいろいろな損
失を発生してしまう欠点があった。例えばスクラップが
溶け落ちて電極が埋没すれば炉内短絡を生じて電力や時
間の損失を発生するし、スクラップの溶解速度を早める
べく電圧設定器１３の設定値を上昇させると昇降電極が
上昇してアーク長さが長くなるので、アーク切れを生じ
てしまうこともある。アーク切れが発生すれば溶解時間
が長くなる不都合がある。
況や雰囲気を把握出来ないために、従来はいろいろな損
失を発生してしまう欠点があった。例えばスクラップが
溶け落ちて電極が埋没すれば炉内短絡を生じて電力や時
間の損失を発生するし、スクラップの溶解速度を早める
べく電圧設定器１３の設定値を上昇させると昇降電極が
上昇してアーク長さが長くなるので、アーク切れを生じ
てしまうこともある。アーク切れが発生すれば溶解時間
が長くなる不都合がある。
【０００６】そこでこの発明の目的は、炉内状況を何ら
かの手段で検出し、この検出した炉内状況に対応してア
ーク電圧やアーク電流を制御することで、無駄な電力を
消費することなく、最適の電力量でアーク炉に装入した
材料の加熱を行うと共に、ロスタイムの発生を回避して
加熱時間の短縮を図るものである。
かの手段で検出し、この検出した炉内状況に対応してア
ーク電圧やアーク電流を制御することで、無駄な電力を
消費することなく、最適の電力量でアーク炉に装入した
材料の加熱を行うと共に、ロスタイムの発生を回避して
加熱時間の短縮を図るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明のアーク炉投入電力制御装置は、炉内に装
入した材料と電極との間に発生するアークの電圧制御を
前記電極の上昇又は下降で行わせる電極昇降手段と、ア
ーク電流を制御する電流制御手段とを備え、前記アーク
炉の炉内状況に対応したアーク電圧又はアーク電流の制
御により前記材料を加熱するアーク炉において、第１手
段は前記アーク炉炉底に設置している炉底電極の温度を
検出する炉底電極温度検出手段とこの炉底電極温度とア
ーク電流との関係をアーク電圧をパラメータとする第１
関数関係に維持する信号を出力する第１関数発生手段と
を備えてこの第１関数関係に従って前記電極の昇降と電
流の制御とを行い、第２手段は前記アーク炉炉壁の温度
を検出する炉壁温度検出手段と当該アーク炉炉底に設置
している炉底電極の温度を検出する炉底電極温度検出手
段とこれら炉壁温度並びに炉底電極温度とアーク電流と
の関係をアーク電圧をパラメータとする第２関数関係に
維持する信号を出力する第２関数発生手段とを備えてこ
の第２関数関係に従って前記電極の昇降と電流の制御と
を行い、第３手段は前記アーク炉を流れるアーク電流か
ら炉内短絡を検出する炉内短絡検出手段とこの炉内短絡
の発生率を演算する短絡発生率演算手段とこの短絡発生
率と電極位置とを第３関数関係に維持する信号を出力す
る第３関数発生手段とを備えてこの第３関数関係に従っ
て前記電極を昇降させるものとする。
めにこの発明のアーク炉投入電力制御装置は、炉内に装
入した材料と電極との間に発生するアークの電圧制御を
前記電極の上昇又は下降で行わせる電極昇降手段と、ア
ーク電流を制御する電流制御手段とを備え、前記アーク
炉の炉内状況に対応したアーク電圧又はアーク電流の制
御により前記材料を加熱するアーク炉において、第１手
段は前記アーク炉炉底に設置している炉底電極の温度を
検出する炉底電極温度検出手段とこの炉底電極温度とア
ーク電流との関係をアーク電圧をパラメータとする第１
関数関係に維持する信号を出力する第１関数発生手段と
を備えてこの第１関数関係に従って前記電極の昇降と電
流の制御とを行い、第２手段は前記アーク炉炉壁の温度
を検出する炉壁温度検出手段と当該アーク炉炉底に設置
している炉底電極の温度を検出する炉底電極温度検出手
段とこれら炉壁温度並びに炉底電極温度とアーク電流と
の関係をアーク電圧をパラメータとする第２関数関係に
維持する信号を出力する第２関数発生手段とを備えてこ
の第２関数関係に従って前記電極の昇降と電流の制御と
を行い、第３手段は前記アーク炉を流れるアーク電流か
ら炉内短絡を検出する炉内短絡検出手段とこの炉内短絡
の発生率を演算する短絡発生率演算手段とこの短絡発生
率と電極位置とを第３関数関係に維持する信号を出力す
る第３関数発生手段とを備えてこの第３関数関係に従っ
て前記電極を昇降させるものとする。
【０００８】
【作用】図５はアーク炉の作業時間の経過と投入電力と
の関係を示したグラフであって、横軸は時間を表し縦軸
は投入電力を表している。この図５のグラフに示してい
るように、アーク炉の作業は一般に点弧期間・ボーリン
グ期間・湯溜形成期間・及び溶解期間の４期間に区分す
ることが出来る。最初の点弧期間では投入電力は少ない
が、ボーリング期間・湯溜形成期間と進行するのに従っ
て投入電力は次第に増加し、最終の溶解期間での投入電
力が最大になる。
の関係を示したグラフであって、横軸は時間を表し縦軸
は投入電力を表している。この図５のグラフに示してい
るように、アーク炉の作業は一般に点弧期間・ボーリン
グ期間・湯溜形成期間・及び溶解期間の４期間に区分す
ることが出来る。最初の点弧期間では投入電力は少ない
が、ボーリング期間・湯溜形成期間と進行するのに従っ
て投入電力は次第に増加し、最終の溶解期間での投入電
力が最大になる。
【０００９】図６は点弧期の炉内状況を表したアーク炉
の断面図であって、５は直流電源、７は昇降電極、８は
炉底電極、９は材料としての溶鋼又はスクラップ、１１
は炉蓋、１２は炉体である。点弧期はアーク炉内に装入
したスクラップ９に電流の通流が始まる期間であって、
スクラップ９が炉蓋１１の近くまで入っており、このス
クラップ９の温度は低い。このときのアーク電圧とアー
ク長さとはほぼ比例関係にあり、アーク長さ１cm当たり
のアーク電圧は約10V であることが経験的に判ってい
る。しかしアークは炉内温度の影響を受け、周囲温度が
低いとアークが不安定になるので、アーク電圧を高める
べくアーク長さを延ばすとアークが切れ易くなる。点弧
期はスクラップ９の温度が低く炉内温度も低いので、早
くスクラップ９を溶解させようと設定電圧を高くすると
アーク切れを頻繁に生じ、アークを再点弧させるのにロ
スタイムを発生する。又、スクラップ９が炉蓋１１の近
くまであるので、アークの輻射熱でこの炉蓋１１が過熱
し破損の恐れがある。
の断面図であって、５は直流電源、７は昇降電極、８は
炉底電極、９は材料としての溶鋼又はスクラップ、１１
は炉蓋、１２は炉体である。点弧期はアーク炉内に装入
したスクラップ９に電流の通流が始まる期間であって、
スクラップ９が炉蓋１１の近くまで入っており、このス
クラップ９の温度は低い。このときのアーク電圧とアー
ク長さとはほぼ比例関係にあり、アーク長さ１cm当たり
のアーク電圧は約10V であることが経験的に判ってい
る。しかしアークは炉内温度の影響を受け、周囲温度が
低いとアークが不安定になるので、アーク電圧を高める
べくアーク長さを延ばすとアークが切れ易くなる。点弧
期はスクラップ９の温度が低く炉内温度も低いので、早
くスクラップ９を溶解させようと設定電圧を高くすると
アーク切れを頻繁に生じ、アークを再点弧させるのにロ
スタイムを発生する。又、スクラップ９が炉蓋１１の近
くまであるので、アークの輻射熱でこの炉蓋１１が過熱
し破損の恐れがある。
【００１０】図７はボーリング期の炉内状況を表したア
ーク炉の断面図であって、５は直流電源、７は昇降電
極、８は炉底電極、９は材料としての溶鋼又はスクラッ
プ、１１は炉蓋、１２は炉体である。ボーリング期は炉
内に装入したスクラップ９を垂直に掘り進む期間であっ
て、昇降電極７の周囲はスクラップ９で囲まれる。それ
故このスクラップ９が崩れれば昇降電極７が埋没して炉
内短絡となり、ロスタイムを生じることとなる。又この
短絡により電力系統を擾乱するので他の負荷に悪影響を
与えてしまう。昇降電極７がスクラップ９を掘り進む速
度が速いことはこのスクラップ９が締まっていないこと
を意味しており、スクラップ９が締まっていなければ崩
れ易く、従って炉内短絡を生じ易い。
ーク炉の断面図であって、５は直流電源、７は昇降電
極、８は炉底電極、９は材料としての溶鋼又はスクラッ
プ、１１は炉蓋、１２は炉体である。ボーリング期は炉
内に装入したスクラップ９を垂直に掘り進む期間であっ
て、昇降電極７の周囲はスクラップ９で囲まれる。それ
故このスクラップ９が崩れれば昇降電極７が埋没して炉
内短絡となり、ロスタイムを生じることとなる。又この
短絡により電力系統を擾乱するので他の負荷に悪影響を
与えてしまう。昇降電極７がスクラップ９を掘り進む速
度が速いことはこのスクラップ９が締まっていないこと
を意味しており、スクラップ９が締まっていなければ崩
れ易く、従って炉内短絡を生じ易い。
【００１１】図８は湯溜形成期の炉内状況を表したアー
ク炉の断面図であって、５は直流電源、７は昇降電極、
８は炉底電極、９は材料としての溶鋼又はスクラップ、
１１は炉蓋、１２は炉体である。湯溜形成期は最大電力
を投入する前に溶鋼をアーク炉へ溜めることで、炉底電
極８をアークから保護出来る状態にする期間であるが、
昇降電極７がスクラップ９を掘り進んで炉底電極８に接
近した位置まで到達しており、アークが直接炉底電極８
に当たってこれを過熱し破損させる恐れがある。又昇降
電極７の周囲はスクラップ９で囲まれているのでスクラ
ップ崩れによる炉内短絡が頻発する。よって炉底電極８
の温度を検出する手段を設け、この検出温度とアーク電
流との関数関係をアーク電圧をパラメータとして設定し
ている第１関数発生手段を設けてアーク電流とアーク電
圧の制御を行う。
ク炉の断面図であって、５は直流電源、７は昇降電極、
８は炉底電極、９は材料としての溶鋼又はスクラップ、
１１は炉蓋、１２は炉体である。湯溜形成期は最大電力
を投入する前に溶鋼をアーク炉へ溜めることで、炉底電
極８をアークから保護出来る状態にする期間であるが、
昇降電極７がスクラップ９を掘り進んで炉底電極８に接
近した位置まで到達しており、アークが直接炉底電極８
に当たってこれを過熱し破損させる恐れがある。又昇降
電極７の周囲はスクラップ９で囲まれているのでスクラ
ップ崩れによる炉内短絡が頻発する。よって炉底電極８
の温度を検出する手段を設け、この検出温度とアーク電
流との関数関係をアーク電圧をパラメータとして設定し
ている第１関数発生手段を設けてアーク電流とアーク電
圧の制御を行う。
【００１２】図９は溶解期の炉内状況を表したアーク炉
の断面図であって、５は直流電源、７は昇降電極、８は
炉底電極、９は材料としての溶鋼又はスクラップ、１１
は炉蓋、１２は炉体である。溶解期とはアーク炉へ最大
電力を投入してスクラップ９を迅速に溶解して溶鋼を作
る期間であって、最大電力の投入により炉内温度は上昇
し炉底電極８や炉体１２を損傷する恐れがある。そこで
炉底電極８の温度を検出する炉底電極温度検出手段と炉
体１２の温度を検出する炉壁温度検出手段とを設置し、
これらの検出温度とアーク電流との関数関係をアーク電
圧をパラメータとして設定している第２関数発生手段を
設けることで、アーク電流とアーク電圧の制御を行う。
の断面図であって、５は直流電源、７は昇降電極、８は
炉底電極、９は材料としての溶鋼又はスクラップ、１１
は炉蓋、１２は炉体である。溶解期とはアーク炉へ最大
電力を投入してスクラップ９を迅速に溶解して溶鋼を作
る期間であって、最大電力の投入により炉内温度は上昇
し炉底電極８や炉体１２を損傷する恐れがある。そこで
炉底電極８の温度を検出する炉底電極温度検出手段と炉
体１２の温度を検出する炉壁温度検出手段とを設置し、
これらの検出温度とアーク電流との関数関係をアーク電
圧をパラメータとして設定している第２関数発生手段を
設けることで、アーク電流とアーク電圧の制御を行う。
【００１３】又ボーリング期や湯溜形成期に頻発する炉
内短絡に対しては、炉内短絡の発生率を演算する短絡発
生率演算手段と、この短絡発生率と昇降電極７の位置と
の関数関係を設定している第３関数発生手段とを設ける
ことで昇降電極７の位置を制御する。更に前述の各制御
手段何れかを組み合わせて、より精度の高いアーク炉制
御を行うものとする。
内短絡に対しては、炉内短絡の発生率を演算する短絡発
生率演算手段と、この短絡発生率と昇降電極７の位置と
の関数関係を設定している第３関数発生手段とを設ける
ことで昇降電極７の位置を制御する。更に前述の各制御
手段何れかを組み合わせて、より精度の高いアーク炉制
御を行うものとする。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を表した回路図で
あって、前述の湯溜形成期に対応した制御を行う場合を
示しているが、この第１実施例回路に図示の昇降電極
７、炉底電極８、溶鋼又はスクラップ９、炉蓋１１、及
び炉体１２の名称・用途・機能は図８で既述済である。
電圧検出器２１は昇降電極７と炉底電極８との間のアー
ク電圧を検出して第１投入電力演算回路３０へ入力して
いる。この第１実施例回路では炉底電極８の温度を炉底
電極温度検出器３８で検出しており、この炉底電極温度
検出値を第１関数発生回路３９を介して第１投入電力演
算回路３０へ入力している。第１関数発生回路３９は前
述したように炉底電極温度とアーク電流との関数関係を
アーク電圧をパラメータにして設定している。よって炉
底電極温度に対応した昇降指令が昇降装置２２を介して
昇降電極７に与えられるので、炉底電極８が過熱損傷し
ないようにアーク電流とアーク電圧とを適切に制御する
ことが出来る。尚、直流電源としてのサイリスタ整流器
４の交流側に変流器３１を設置し、電流調節器３２は第
１投入電力演算回路３０からの電流指令値と変流器３１
からの電流検出値との偏差を零にするようにサイリスタ
整流器４の点弧位相を調整することで電流制御を行って
いる。
あって、前述の湯溜形成期に対応した制御を行う場合を
示しているが、この第１実施例回路に図示の昇降電極
７、炉底電極８、溶鋼又はスクラップ９、炉蓋１１、及
び炉体１２の名称・用途・機能は図８で既述済である。
電圧検出器２１は昇降電極７と炉底電極８との間のアー
ク電圧を検出して第１投入電力演算回路３０へ入力して
いる。この第１実施例回路では炉底電極８の温度を炉底
電極温度検出器３８で検出しており、この炉底電極温度
検出値を第１関数発生回路３９を介して第１投入電力演
算回路３０へ入力している。第１関数発生回路３９は前
述したように炉底電極温度とアーク電流との関数関係を
アーク電圧をパラメータにして設定している。よって炉
底電極温度に対応した昇降指令が昇降装置２２を介して
昇降電極７に与えられるので、炉底電極８が過熱損傷し
ないようにアーク電流とアーク電圧とを適切に制御する
ことが出来る。尚、直流電源としてのサイリスタ整流器
４の交流側に変流器３１を設置し、電流調節器３２は第
１投入電力演算回路３０からの電流指令値と変流器３１
からの電流検出値との偏差を零にするようにサイリスタ
整流器４の点弧位相を調整することで電流制御を行って
いる。
【００１５】図２は本発明の第２実施例を表した回路図
であって、前述の溶解期に対応した制御を行う場合を示
しているが、この第２実施例回路に図示の昇降電極７、
炉底電極８、溶鋼又はスクラップ９、炉蓋１１、及び炉
体１２の名称・用途・機能は図９で既述済であり、サイ
リスタ整流器４、電圧検出器２１、昇降装置２２、変流
器３１、電流調節器３２、及び炉底電極温度検出器３８
の名称・用途・機能も図１で既述済であるからこれらの
説明は省略する。この第２実施例回路では炉壁の温度を
炉壁温度検出器４８で検出しており、この炉壁温度と炉
底電極温度検出器３８が検出した炉底電極温度とを第２
関数発生回路４９を介して第２投入電力演算回路４０へ
入力している。この第２関数発生回路４９は前述したよ
うに炉壁温度並びに炉底電極温度とアーク電流との関数
関係をアーク電圧をパラメータにして設定している。よ
って、炉底電極８並びに炉体１２が過熱損傷しないよう
にアーク電流とアーク電圧とを適切に制御する事が出来
る。
であって、前述の溶解期に対応した制御を行う場合を示
しているが、この第２実施例回路に図示の昇降電極７、
炉底電極８、溶鋼又はスクラップ９、炉蓋１１、及び炉
体１２の名称・用途・機能は図９で既述済であり、サイ
リスタ整流器４、電圧検出器２１、昇降装置２２、変流
器３１、電流調節器３２、及び炉底電極温度検出器３８
の名称・用途・機能も図１で既述済であるからこれらの
説明は省略する。この第２実施例回路では炉壁の温度を
炉壁温度検出器４８で検出しており、この炉壁温度と炉
底電極温度検出器３８が検出した炉底電極温度とを第２
関数発生回路４９を介して第２投入電力演算回路４０へ
入力している。この第２関数発生回路４９は前述したよ
うに炉壁温度並びに炉底電極温度とアーク電流との関数
関係をアーク電圧をパラメータにして設定している。よ
って、炉底電極８並びに炉体１２が過熱損傷しないよう
にアーク電流とアーク電圧とを適切に制御する事が出来
る。
【００１６】図３は本発明の第３実施例を表した回路図
であって、例えばボーリング期や湯溜形成期のようにス
クラップ９が崩れて昇降電極７が埋没するような炉内短
絡に対応した制御を行う場合を示しているが、この第３
実施例回路に図示の昇降電極７、炉底電極８、溶鋼又は
スクラップ９、炉蓋１１、及び炉体１２の名称・用途・
機能は図９で既述済であり、サイリスタ整流器４、電圧
検出器２１、昇降装置２２、変流器３１、電流調節器３
２、及び炉底電極温度検出器３８の名称・用途・機能も
図１で既述済であるからこれらの説明は省略する。この
第３実施例回路では、例えば電流調節器３２の前後に短
絡発生率演算回路５７と炉内短絡検出回路５８とを設置
して、これらが検出する炉内短絡検出信号と短絡発生率
とを第３関数発生回路５９を介して第３投入電力演算回
路５０へ入力している。ここで第３関数発生回路５９は
短絡発生率と昇降電極７の位置との関数関係を設定して
いるので、炉内短絡の発生頻度に対応して昇降電極７の
位置を適切に変更することが出来る。
であって、例えばボーリング期や湯溜形成期のようにス
クラップ９が崩れて昇降電極７が埋没するような炉内短
絡に対応した制御を行う場合を示しているが、この第３
実施例回路に図示の昇降電極７、炉底電極８、溶鋼又は
スクラップ９、炉蓋１１、及び炉体１２の名称・用途・
機能は図９で既述済であり、サイリスタ整流器４、電圧
検出器２１、昇降装置２２、変流器３１、電流調節器３
２、及び炉底電極温度検出器３８の名称・用途・機能も
図１で既述済であるからこれらの説明は省略する。この
第３実施例回路では、例えば電流調節器３２の前後に短
絡発生率演算回路５７と炉内短絡検出回路５８とを設置
して、これらが検出する炉内短絡検出信号と短絡発生率
とを第３関数発生回路５９を介して第３投入電力演算回
路５０へ入力している。ここで第３関数発生回路５９は
短絡発生率と昇降電極７の位置との関数関係を設定して
いるので、炉内短絡の発生頻度に対応して昇降電極７の
位置を適切に変更することが出来る。
【００１７】
【発明の効果】従来はアーク炉内部の状況や雰囲気を検
出することが出来なかったために、アーク電圧やアーク
電流の制御は運転員の経験に頼っていた。そのためアー
ク炉へ投入する電力が不適切になって電力に無駄を生じ
たり、アーク切れによりロスタイムを生じるなどの不具
合があったが、本発明によれば、炉蓋温度の検出、炉底
電極温度の検出、炉壁温度の検出、電極昇降速度の検
出、及び炉内短絡発生率の検出を行うことにより、炉内
状況や雰囲気を推定してアーク電圧、アーク電流、及び
電極位置を適切に制御出来るので、当該アーク炉へ投入
する電力に無駄を生じないから省エネルギーとなり、溶
解時間も短縮出来る効果が得られる。
出することが出来なかったために、アーク電圧やアーク
電流の制御は運転員の経験に頼っていた。そのためアー
ク炉へ投入する電力が不適切になって電力に無駄を生じ
たり、アーク切れによりロスタイムを生じるなどの不具
合があったが、本発明によれば、炉蓋温度の検出、炉底
電極温度の検出、炉壁温度の検出、電極昇降速度の検
出、及び炉内短絡発生率の検出を行うことにより、炉内
状況や雰囲気を推定してアーク電圧、アーク電流、及び
電極位置を適切に制御出来るので、当該アーク炉へ投入
する電力に無駄を生じないから省エネルギーとなり、溶
解時間も短縮出来る効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施例を表した回路図
【図２】本発明の第２実施例を表した回路図
【図３】本発明の第３実施例を表した回路図
【図４】直流アーク炉に投入する電力を制御する従来例
を示した回路図
を示した回路図
【図５】アーク炉の作業時間の経過と投入電力との関係
を示したグラフ
を示したグラフ
【図６】点弧期の炉内状況を表したアーク炉の断面図
【図７】ボーリング期の炉内状況を表したアーク炉の断
面図
面図
【図８】湯溜形成期の炉内状況を表したアーク炉の断面
図
図
【図９】溶解期の炉内状況を表したアーク炉の断面図
２ 交流電源 ３ アーク炉変圧器 ４ サイリスタ整流器 ５ 直流電源 ７ 昇降電極 ８ 炉底電極 ９ 材料としての溶鋼又はスクラップ １１ 炉蓋 １２ 炉体 ２１ 電圧検出器 ２２ 昇降装置 ３０ 第１投入電力演算回路 ３２ 電流調節器 ３８ 炉底電極温度検出器 ３９ 第１関数発生回路 ４０ 第２投入電力演算回路 ４８ 炉壁温度検出器 ４９ 第２関数発生回路 ５０ 第３投入電力演算回路 ５７ 短絡発生率演算回路 ５８ 炉内短絡検出回路 ５９ 第３関数発生回路
Claims (3)
- 【請求項１】炉内に装入した材料と電極との間に発生す
るアークの電圧制御を前記電極の上昇又は下降で行わせ
る電極昇降手段と、アーク電流を制御する電流制御手段
とを備え、前記アーク炉の炉内状況に対応したアーク電
圧又はアーク電流の制御により前記材料を加熱するアー
ク炉において、 前記アーク炉炉底に設置している炉底電極の温度を検出
する炉底電極温度検出手段と、この炉底電極温度とアー
ク電流との関係をアーク電圧をパラメータとする第１関
数関係に維持する信号を出力する第１関数発生手段とを
備え、この第１関数関係に従って前記電極の昇降と電流
の制御とを行うことを特徴とするアーク炉投入電力制御
装置。 - 【請求項２】炉内に装入した材料と電極との間に発生す
るアークの電圧制御を前記電極の上昇又は下降で行わせ
る電極昇降手段と、アーク電流を制御する電流制御手段
とを備え、前記アーク炉の炉内状況に対応したアーク電
圧又はアーク電流の制御により前記材料を加熱するアー
ク炉において、 前記アーク炉炉壁の温度を検出する炉壁温度検出手段
と、当該アーク炉炉底に設置している炉底電極の温度を
検出する炉底電極温度検出手段と、これら炉壁温度並び
に炉底電極温度とアーク電流との関係をアーク電圧をパ
ラメータとする第２関数関係に維持する信号を出力する
第２関数発生手段とを備え、この第２関数関係に従って
前記電極の昇降と電流の制御とを行うことを特徴とする
アーク炉投入電力制御装置。 - 【請求項３】炉内に装入した材料と電極との間に発生す
るアークの電圧制御を前記電極の上昇又は下降で行わせ
る電極昇降手段と、アーク電流を制御する電流制御手段
とを備え、前記アーク炉の炉内状況に対応したアーク電
圧又はアーク電流の制御により前記材料を加熱するアー
ク炉において、 前記アーク炉へ供給するアーク電流から炉内短絡を検出
する炉内短絡検出手段と、この炉内短絡の発生率を演算
する短絡発生率演算手段と、この短絡発生率と電極位置
とを第３関数関係に維持する信号を出力する第３関数発
生手段とを備え、この第３関数関係に従って前記電極を
昇降させることを特徴とするアーク炉投入電力制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03341582A JP3116491B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | アーク炉投入電力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03341582A JP3116491B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | アーク炉投入電力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174965A JPH05174965A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3116491B2 true JP3116491B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=18347194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03341582A Expired - Fee Related JP3116491B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | アーク炉投入電力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116491B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100395104B1 (ko) * | 1999-07-16 | 2003-08-21 | 주식회사 포스코 | 전기로의 구동제어장치 |
| JPWO2023079737A1 (ja) * | 2021-11-08 | 2023-05-11 |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP03341582A patent/JP3116491B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05174965A (ja) | 1993-07-13 |
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