JP3145802B2 - アーク炉の電極長検出方法 - Google Patents
アーク炉の電極長検出方法Info
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- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄クズ等のスクラッ
プの溶解を行うアーク炉における電極長の検出方法に関
するものである。
プの溶解を行うアーク炉における電極長の検出方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にアーク炉においては、アーク発生
用の電極として黒鉛電極が多く用いられているが、この
黒鉛電極は操業により消耗するため、適切な時期に、電
極を把持するクランプから電極下端までの寸法であるク
ランプ下電極長を所定値まで伸ばす電極伸ばしや、電極
の継足しが行われる。このため、炉の操業中に電極の消
耗量を把握する必要がある。この電極長の計測装置とし
て例えば特開平２−２９８７９１号公報に紹介されてい
る。この方式は、投入する電力量から電極消耗量を推定
演算し、操業前に計測した電極の各部寸法を基準に操業
中の電極長を求めるものである。
用の電極として黒鉛電極が多く用いられているが、この
黒鉛電極は操業により消耗するため、適切な時期に、電
極を把持するクランプから電極下端までの寸法であるク
ランプ下電極長を所定値まで伸ばす電極伸ばしや、電極
の継足しが行われる。このため、炉の操業中に電極の消
耗量を把握する必要がある。この電極長の計測装置とし
て例えば特開平２−２９８７９１号公報に紹介されてい
る。この方式は、投入する電力量から電極消耗量を推定
演算し、操業前に計測した電極の各部寸法を基準に操業
中の電極長を求めるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のアーク炉の電極
長検出方法は以上のように、投入電力量から電極の消耗
量を推定するものであるので、スクラップの形状や装入
状況によって左右される個々具体的なアーク発生、溶解
現象等の変動要因により、必ずしも精度のよい値が得ら
れないという問題点があった。
長検出方法は以上のように、投入電力量から電極の消耗
量を推定するものであるので、スクラップの形状や装入
状況によって左右される個々具体的なアーク発生、溶解
現象等の変動要因により、必ずしも精度のよい値が得ら
れないという問題点があった。
【０００４】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、推定によることなく個々のアー
ク発生、溶解現象の結果を加味したデータに基づきその
検出を行うアーク炉の電極長検出方法を実現することを
目的とする。
ためになされたもので、推定によることなく個々のアー
ク発生、溶解現象の結果を加味したデータに基づきその
検出を行うアーク炉の電極長検出方法を実現することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係るアーク炉
の電極長検出方法は、電極を把持するクランプの高さ位
置を検出する手段を備え、電極伸ばし作業の直後にクラ
ンプ下電極長を基準長として測定しておき、操業開始後
各回チャージの昇熱期にクランプ高さ位置を検出し、上
記各回チャージの昇熱期の検出値と第１回チャージの昇
熱期の検出値との差を電極消耗長として上記基準長から
この電極消耗長を差し引いて上記クランプ下電極長を求
めるようにしたものである。
の電極長検出方法は、電極を把持するクランプの高さ位
置を検出する手段を備え、電極伸ばし作業の直後にクラ
ンプ下電極長を基準長として測定しておき、操業開始後
各回チャージの昇熱期にクランプ高さ位置を検出し、上
記各回チャージの昇熱期の検出値と第１回チャージの昇
熱期の検出値との差を電極消耗長として上記基準長から
この電極消耗長を差し引いて上記クランプ下電極長を求
めるようにしたものである。
【０００６】
【作用】この発明においては、アーク炉の操業中の昇熱
期における電極高さ位置を検出しそのデータを基に電極
の消耗量を求めるようにしているが、この昇熱期は電極
高さが最も安定しており、かつ現実の電極長に対応した
位置に制御されるので、以上のようにして求められる電
極長は十分信頼性の高い値となる。
期における電極高さ位置を検出しそのデータを基に電極
の消耗量を求めるようにしているが、この昇熱期は電極
高さが最も安定しており、かつ現実の電極長に対応した
位置に制御されるので、以上のようにして求められる電
極長は十分信頼性の高い値となる。
【０００７】
実施例１．本願発明の最大の特徴は、アーク炉操業中の
昇熱期に電極の制御状態が極めて安定していることに着
目した点にあるので、以下先ずアーク炉の操業の内容を
概略説明する。即ち、１チャージの操業は、先ず炉内へ
のスクラップの装入に始まり、次に溶解期となる。そし
て、このスクラップ装入−溶解期の工程を１ないし複数
回行い、その後昇熱期を経て出鋼に至る。この内、電極
を炉内に装入して通電しているのは溶解期と昇熱期とで
ある。そして、前者の溶解期においては、スクラップが
常に溶け落ちるため、それに追従して電極が激しく上下
に駆動されるのに対し、後者の昇熱期においては、その
ような電極の上下動はほとんどなく安定しており、その
ときの電極高さは、現実の電極長に対応した位置に制御
される。
昇熱期に電極の制御状態が極めて安定していることに着
目した点にあるので、以下先ずアーク炉の操業の内容を
概略説明する。即ち、１チャージの操業は、先ず炉内へ
のスクラップの装入に始まり、次に溶解期となる。そし
て、このスクラップ装入−溶解期の工程を１ないし複数
回行い、その後昇熱期を経て出鋼に至る。この内、電極
を炉内に装入して通電しているのは溶解期と昇熱期とで
ある。そして、前者の溶解期においては、スクラップが
常に溶け落ちるため、それに追従して電極が激しく上下
に駆動されるのに対し、後者の昇熱期においては、その
ような電極の上下動はほとんどなく安定しており、その
ときの電極高さは、現実の電極長に対応した位置に制御
される。
【０００８】以下、この発明の一実施例について説明す
る。先ず、図１は炉体、電極および電極の昇降状況につ
いて示したものである。図において、１は炉本体、２は
炉蓋、３は電極、４は電極３を把持するクランプであ
る。そして、同図（１）は電極３が炉本体１に降下した
状態、同図（２）は電極３が降下する前でクランプ４が
上限位置にある状態、同図（３）は炉外における電極伸
ばし作業時の状態を示し、点線はクランプ４の上限位置
にある電極３を示す。なお、図にＬ1〜Ｌ4で示したもの
は、以下、この発明で検出せんとする電極長ないしは炉
本体１との相対位置寸法で、炉の操業上必要となる寸法
である。また、ＰＬＧは図示しない電極昇降機構の出力
から得られるパルス信号で、図に示すように、クランプ
４の高さ位置をその上限位置を基準にした値で表すもの
である。更に、４ケタの数字は、実施例１における具体
的寸法値（単位ｍｍ）である。
る。先ず、図１は炉体、電極および電極の昇降状況につ
いて示したものである。図において、１は炉本体、２は
炉蓋、３は電極、４は電極３を把持するクランプであ
る。そして、同図（１）は電極３が炉本体１に降下した
状態、同図（２）は電極３が降下する前でクランプ４が
上限位置にある状態、同図（３）は炉外における電極伸
ばし作業時の状態を示し、点線はクランプ４の上限位置
にある電極３を示す。なお、図にＬ1〜Ｌ4で示したもの
は、以下、この発明で検出せんとする電極長ないしは炉
本体１との相対位置寸法で、炉の操業上必要となる寸法
である。また、ＰＬＧは図示しない電極昇降機構の出力
から得られるパルス信号で、図に示すように、クランプ
４の高さ位置をその上限位置を基準にした値で表すもの
である。更に、４ケタの数字は、実施例１における具体
的寸法値（単位ｍｍ）である。
【０００９】図２は、この発明を適用して電極長に関す
る必要な情報（寸法Ｌ1〜Ｌ4）を表示する装置の概略構
成を示す図である。図において、５は以下に示す各信号
を入力して演算を行い必要な情報をＣＲＴ６へ出力する
演算装置、７は後述する初期値を入力するためのキーボ
ードである。ＰＬＧは電極高さのパルス信号、ＬＳ１は
クランプ開の信号、ＬＳ２はクランプ閉の信号、ＬＳ３
は電極３が炉外にあるとき出力する信号、Ｔは操業情報
信号で、これから各昇熱期のステップ１の立ち上がり時
点を検出する。なお、ここでステップとは、各溶解期や
昇熱期における工程をその電圧、電流の変化程度により
更に細かく区分けした１区分を指し、ステップ１とはそ
の最初のステップをいう。
る必要な情報（寸法Ｌ1〜Ｌ4）を表示する装置の概略構
成を示す図である。図において、５は以下に示す各信号
を入力して演算を行い必要な情報をＣＲＴ６へ出力する
演算装置、７は後述する初期値を入力するためのキーボ
ードである。ＰＬＧは電極高さのパルス信号、ＬＳ１は
クランプ開の信号、ＬＳ２はクランプ閉の信号、ＬＳ３
は電極３が炉外にあるとき出力する信号、Ｔは操業情報
信号で、これから各昇熱期のステップ１の立ち上がり時
点を検出する。なお、ここでステップとは、各溶解期や
昇熱期における工程をその電圧、電流の変化程度により
更に細かく区分けした１区分を指し、ステップ１とはそ
の最初のステップをいう。
【００１０】次に電極長の具体的な検出要領について説
明する。先ず、図３は操業パターンに関連して演算を行
う時点を時間の経過に沿って示したものである。演算処
理は大きく分けて２種類あり、その一つは電極伸ばし作
業直後に実施する基準長の算出で、図中○印で示し、そ
のタイミングは図２のＬＳ３の信号によって検出する。
また、他の一つは、操業中の各昇熱期ステップ１の立ち
上がり時点に実施するもので、図中△印で示し、そのタ
イミングは図２のＴの信号によって検出する。
明する。先ず、図３は操業パターンに関連して演算を行
う時点を時間の経過に沿って示したものである。演算処
理は大きく分けて２種類あり、その一つは電極伸ばし作
業直後に実施する基準長の算出で、図中○印で示し、そ
のタイミングは図２のＬＳ３の信号によって検出する。
また、他の一つは、操業中の各昇熱期ステップ１の立ち
上がり時点に実施するもので、図中△印で示し、そのタ
イミングは図２のＴの信号によって検出する。
【００１１】先ず、基準長の算出要領を図４のフローチ
ャートをも参照して説明する。信号ＬＳ３によって電極
３が炉外にあることが判断されると（Ｓ１でＹＥＳ）Ｓ
２へ進み、信号ＬＳ１によりクランプ開を判別する。Ｓ
２でＹＥＳとなると、クランプ開となる直前のＰＬＧ値
（２）（これは後述する通り、２回目以降の電極伸ばし
時に使用する）を記憶する（Ｓ３）。
ャートをも参照して説明する。信号ＬＳ３によって電極
３が炉外にあることが判断されると（Ｓ１でＹＥＳ）Ｓ
２へ進み、信号ＬＳ１によりクランプ開を判別する。Ｓ
２でＹＥＳとなると、クランプ開となる直前のＰＬＧ値
（２）（これは後述する通り、２回目以降の電極伸ばし
時に使用する）を記憶する（Ｓ３）。
【００１２】図１（３）に示すように、電極３の下端を
床面に当接させた状態で一旦開とされたクランプ４を上
方へ所定量引き上げ再びクランプ４を閉として電極３を
把持すると電極伸ばし作業が完了する（Ｓ４）。なお、
電極伸ばしの過程で、クランプ４の開閉を複数回繰り返
す必要がある場合もあるが、その最後に開から閉になっ
た時点でこの作業が完了する。この時点のＰＬＧ値
（１）を記憶し（Ｓ５）、以下必要な各寸法の演算に入
る。
床面に当接させた状態で一旦開とされたクランプ４を上
方へ所定量引き上げ再びクランプ４を閉として電極３を
把持すると電極伸ばし作業が完了する（Ｓ４）。なお、
電極伸ばしの過程で、クランプ４の開閉を複数回繰り返
す必要がある場合もあるが、その最後に開から閉になっ
た時点でこの作業が完了する。この時点のＰＬＧ値
（１）を記憶し（Ｓ５）、以下必要な各寸法の演算に入
る。
【００１３】先ず、クランプ４から（厳密にはクランプ
４の軸方向中心位置から）電極３の下端までの寸法、ク
ランプ下電極長Ｌ3は以下の(式１)から導かれる（Ｓ
６）。 Ｌ3＝１３３００−ＰＬＧ値（１）・・・（式１） 次に、電極３を炉本体１に降下させた状態（図１
（１））での電極３の下端から炉本体１の底面までの寸
法、Ｌ1を（式２）により算出する（Ｓ７）。 Ｌ1＝６９４０−Ｌ3・・・（式２）
４の軸方向中心位置から）電極３の下端までの寸法、ク
ランプ下電極長Ｌ3は以下の(式１)から導かれる（Ｓ
６）。 Ｌ3＝１３３００−ＰＬＧ値（１）・・・（式１） 次に、電極３を炉本体１に降下させた状態（図１
（１））での電極３の下端から炉本体１の底面までの寸
法、Ｌ1を（式２）により算出する（Ｓ７）。 Ｌ1＝６９４０−Ｌ3・・・（式２）
【００１４】更に、クランプ４がその上限位置にある状
態（図１（２））での電極３の下端から炉蓋２の上面ま
での寸法、Ｌ2を（式３）により算出する（Ｓ８）。 Ｌ2＝７８４０−Ｌ3・・・（式３）
態（図１（２））での電極３の下端から炉蓋２の上面ま
での寸法、Ｌ2を（式３）により算出する（Ｓ８）。 Ｌ2＝７８４０−Ｌ3・・・（式３）
【００１５】最後にクランプ４から電極３の上端までの
寸法、クランプ上電極長Ｌ4であるが、最初の電極伸ば
し時（電極伸ばし回数ｎ＝１の時）には（式４）で（Ｓ
９）、またこの回数ｎが２以上の時は（式５）（Ｓ１
０）により算出する。 Ｌ4＝Ｌ40−（ＰＬＧ値（２）−ＰＬＧ値（１））・・・（式４） Ｌ4＝Ｌ41−（ＰＬＧ値（２）−ＰＬＧ値（１））・・・（式５） 但し、ここでＬ40は寸法Ｌ4の初期値でそのデータはオ
ペレータによりキーボード７から入力される。また、Ｐ
ＬＧ値（２）−ＰＬＧ（１）は（電極伸ばし時に実際に
伸ばした長さ）で、Ｓ３とＳ５とで記憶した値の差から
求められる。Ｌ41は当該電極伸ばし作業開始前の寸法Ｌ
4の値である。なお、Ｌ4の値がマイナスになる場合は、
新たな電極を装着するものとして（式４）を使用して算
出する（Ｓ１１）。
寸法、クランプ上電極長Ｌ4であるが、最初の電極伸ば
し時（電極伸ばし回数ｎ＝１の時）には（式４）で（Ｓ
９）、またこの回数ｎが２以上の時は（式５）（Ｓ１
０）により算出する。 Ｌ4＝Ｌ40−（ＰＬＧ値（２）−ＰＬＧ値（１））・・・（式４） Ｌ4＝Ｌ41−（ＰＬＧ値（２）−ＰＬＧ値（１））・・・（式５） 但し、ここでＬ40は寸法Ｌ4の初期値でそのデータはオ
ペレータによりキーボード７から入力される。また、Ｐ
ＬＧ値（２）−ＰＬＧ（１）は（電極伸ばし時に実際に
伸ばした長さ）で、Ｓ３とＳ５とで記憶した値の差から
求められる。Ｌ41は当該電極伸ばし作業開始前の寸法Ｌ
4の値である。なお、Ｌ4の値がマイナスになる場合は、
新たな電極を装着するものとして（式４）を使用して算
出する（Ｓ１１）。
【００１６】以上で算出された各寸法Ｌ1〜Ｌ4はＣＲＴ
６に表示され（Ｓ１２）、操業の各ステップの判断情報
に供される訳である。
６に表示され（Ｓ１２）、操業の各ステップの判断情報
に供される訳である。
【００１７】次に操業中での各寸法の算出要領につき図
５のフローチャートをも参照して説明する。この演算
は、図２に示す信号Ｔの操業情報から各昇熱期のステッ
プ１の立ち上がりを検出し、この時点毎（Ｓ１３）に一
連の寸法を算出する。最初の昇熱期ステップ１の時点
（昇熱期ステップ１回数ｍ＝１の時）で、その時のＰＬ
Ｇ値をＡ値として記憶する（Ｓ１４）。このＡ値は、次
回の電極伸ばし後の最初の昇熱期ステップ１の時点まで
保持される。
５のフローチャートをも参照して説明する。この演算
は、図２に示す信号Ｔの操業情報から各昇熱期のステッ
プ１の立ち上がりを検出し、この時点毎（Ｓ１３）に一
連の寸法を算出する。最初の昇熱期ステップ１の時点
（昇熱期ステップ１回数ｍ＝１の時）で、その時のＰＬ
Ｇ値をＡ値として記憶する（Ｓ１４）。このＡ値は、次
回の電極伸ばし後の最初の昇熱期ステップ１の時点まで
保持される。
【００１８】以下、このＡ値を基準に各寸法が算出され
る。先ず、クランプ下電極長ｌ3は（式６）により算出
される（Ｓ１５）。 ｌ3＝Ｌ3−（（今回のＰＬＧ値）−Ａ値）・・・（式６） ここで、ｌ3は今回の昇熱期ステップ１時点におけるク
ランプ下電極長、Ｌ3は（式１）で求めた基準長である
クランプ下電極長である。上式右辺の第２項が電極の消
耗量（長さ）に相当する値となる。
る。先ず、クランプ下電極長ｌ3は（式６）により算出
される（Ｓ１５）。 ｌ3＝Ｌ3−（（今回のＰＬＧ値）−Ａ値）・・・（式６） ここで、ｌ3は今回の昇熱期ステップ１時点におけるク
ランプ下電極長、Ｌ3は（式１）で求めた基準長である
クランプ下電極長である。上式右辺の第２項が電極の消
耗量（長さ）に相当する値となる。
【００１９】同様にして、 ｌ1＝６９４０−ｌ3・・・（式７） ｌ2＝７８４０−ｌ3・・・（式８） としてｌ1，ｌ2が求まる（Ｓ１６，Ｓ１７）。なお、ク
ランプ上電極長ｌ4は直接必要としないので、操業中は
算出対象から除外されている。そして、この昇熱期ステ
ップ１の時点毎に、上記で算出された各寸法ｌ1〜ｌ3は
ＣＲＴ６に表示される（Ｓ１８）。
ランプ上電極長ｌ4は直接必要としないので、操業中は
算出対象から除外されている。そして、この昇熱期ステ
ップ１の時点毎に、上記で算出された各寸法ｌ1〜ｌ3は
ＣＲＴ６に表示される（Ｓ１８）。
【００２０】実施例２．なお、上記実施例では操業中の
寸法算出のタイミングを、各昇熱期のステップ１の時点
としたが、ステップ２やステップ３等してもよい。各演
算タイミングを同一ステップにすれば、ほぼ均一な条件
で安定した値が得られるからである。
寸法算出のタイミングを、各昇熱期のステップ１の時点
としたが、ステップ２やステップ３等してもよい。各演
算タイミングを同一ステップにすれば、ほぼ均一な条件
で安定した値が得られるからである。
【００２１】
【発明の効果】この発明は以上のように、炉操業中の昇
熱期に電極位置が最も安定していることに着目し、その
時点の電極高さ位置情報の変化量を基に電極長を求める
ようにしたので、精度の高い検出値が得られる。
熱期に電極位置が最も安定していることに着目し、その
時点の電極高さ位置情報の変化量を基に電極長を求める
ようにしたので、精度の高い検出値が得られる。
【図１】炉体、電極および電極の昇降状況を示す図であ
る。
る。
【図２】この発明の実施例１による方法を適用して電極
長に関する必要な情報を表示する装置の概略構成を示す
図である。
長に関する必要な情報を表示する装置の概略構成を示す
図である。
【図３】各寸法の演算時点を操業パターンに関連して示
す図である。
す図である。
【図４】この発明の実施例１による基準長の算出要領を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図５】同じく、操業中の寸法算出要領を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
１ 炉本体 ２ 炉蓋 ３ 電極 ４ クランプ ５ 演算装置 Ｌ3，ｌ3 クランプ下電極長 ＰＬＧ クランプ高さ位置パルス信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F27B 3/08 C22B 7/00 C22B 9/20 F27B 3/28 H05B 7/109
Claims (1)
- 【請求項１】 スクラップ装入とこれに続く溶解期とを
１ないし複数回行いその後昇熱期を経て出鋼に至る一連
の処理を１チャージとして複数のチャージを継続して操
業を行うアーク炉の電極長をその操業中に検出する方法
において、 電極を把持するクランプの高さ位置を検出する手段を備
え、操業開始前炉外においてクランプから電極下端まで
の寸法を調整する作業の直後に上記寸法を基準長として
測定しておき、操業開始後各回チャージの昇熱期にクラ
ンプ高さ位置を検出し、上記各回チャージの昇熱期の検
出値と第１回チャージの昇熱期の検出値との差を電極消
耗長として上記基準長からこの電極消耗長を差し引いて
上記寸法を求めるようにしたことを特徴とするアーク炉
の電極長検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26571492A JP3145802B2 (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | アーク炉の電極長検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26571492A JP3145802B2 (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | アーク炉の電極長検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117759A JPH06117759A (ja) | 1994-04-28 |
| JP3145802B2 true JP3145802B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=17420995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26571492A Expired - Fee Related JP3145802B2 (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | アーク炉の電極長検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3145802B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11324875A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-11-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃焼式ヒータ |
-
1992
- 1992-10-05 JP JP26571492A patent/JP3145802B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06117759A (ja) | 1994-04-28 |
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