JP3308950B2 - 誘導加熱装置のピンチ検出方法 - Google Patents
誘導加熱装置のピンチ検出方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溝型誘導加熱装置
におけるピンチ検出方法に関し、特に溶融金属を貯留す
る容器に付設される溶融金属加熱用の誘導加熱装置にお
けるピンチ検出方法に係る。
におけるピンチ検出方法に関し、特に溶融金属を貯留す
る容器に付設される溶融金属加熱用の誘導加熱装置にお
けるピンチ検出方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、混銑炉は混銑車と転炉の間に位
置し混銑車の溶銑を一時的に貯えることを目的としてい
るが、混銑炉内の溶銑は、開口部からの放熱、耐火物か
らの抜熱により温度低下を招く。そのため、図１及び図
２に示すように混銑炉１に誘導加熱装置２を設け、これ
により溶銑加熱を行っている。この誘導加熱装置２は、
混銑炉１の下方にて、通路３を形成する耐火物のケース
４に、通路３及び溶銑５より成るループ状の溶銑通路に
鎖交する磁束を発生させるためのコイル６を有するコア
７を組合せて成り、このループ状の溶銑通路に鎖交する
磁束が変化するようにコイル６に通電してループ状の溶
銑通路内の溶銑に通路３を通る誘導電流を発生させるこ
とにより、この誘導電流に基づくジュール熱によって溶
銑を加熱するものである。なお、図１及び図２では、通
路３及び溶銑５より成るループ状の溶銑通路を両側に設
けてメガネ状にしているが、片側しかない場合もある。
置し混銑車の溶銑を一時的に貯えることを目的としてい
るが、混銑炉内の溶銑は、開口部からの放熱、耐火物か
らの抜熱により温度低下を招く。そのため、図１及び図
２に示すように混銑炉１に誘導加熱装置２を設け、これ
により溶銑加熱を行っている。この誘導加熱装置２は、
混銑炉１の下方にて、通路３を形成する耐火物のケース
４に、通路３及び溶銑５より成るループ状の溶銑通路に
鎖交する磁束を発生させるためのコイル６を有するコア
７を組合せて成り、このループ状の溶銑通路に鎖交する
磁束が変化するようにコイル６に通電してループ状の溶
銑通路内の溶銑に通路３を通る誘導電流を発生させるこ
とにより、この誘導電流に基づくジュール熱によって溶
銑を加熱するものである。なお、図１及び図２では、通
路３及び溶銑５より成るループ状の溶銑通路を両側に設
けてメガネ状にしているが、片側しかない場合もある。
【０００３】ところが、溶銑加熱にあたって誘導加熱装
置２のコイル６に、ある一定の電力を供給すると、混銑
炉１内の溶銑量が少ない時や何らかの原因で通路３の溶
銑の断面積が減少した時、通路３を流れる二次誘導電流
によるピンチ力が溶銑静圧に比べて相対的に大きくな
り、通路３におけるピンチ現象が著しくなり、時には通
路３の溶銑の離断が生じて誘導電流が遮断されることが
ある。このようにピンチ現象が著しくなると、コイル６
に流れる電流の変動が激しくなり溶銑の加熱に必要な電
力を安定して供給することができなくなると共に、時に
は電源がトリップすることもある。また、通電が停止す
ると通路３内の溶銑が液相から固相へ変化し始め、電源
回復に時間がかかる場合には通路３内の溶銑通路が途切
れ再通電加熱ができなくなる場合もある。
置２のコイル６に、ある一定の電力を供給すると、混銑
炉１内の溶銑量が少ない時や何らかの原因で通路３の溶
銑の断面積が減少した時、通路３を流れる二次誘導電流
によるピンチ力が溶銑静圧に比べて相対的に大きくな
り、通路３におけるピンチ現象が著しくなり、時には通
路３の溶銑の離断が生じて誘導電流が遮断されることが
ある。このようにピンチ現象が著しくなると、コイル６
に流れる電流の変動が激しくなり溶銑の加熱に必要な電
力を安定して供給することができなくなると共に、時に
は電源がトリップすることもある。また、通電が停止す
ると通路３内の溶銑が液相から固相へ変化し始め、電源
回復に時間がかかる場合には通路３内の溶銑通路が途切
れ再通電加熱ができなくなる場合もある。
【０００４】そこで、従来はコイル６への供給電力を電
力計を介してオペレータにより監視し、電力が連続して
大きく変動した時に、上述した著しいピンチ現象が発生
したものと判断してタップトランスの出力電圧を降下さ
せ、これによりコイル６への供給電力を低下させてピン
チ現象を抑制すると共に、電源のトリップを防止するよ
うにしている。
力計を介してオペレータにより監視し、電力が連続して
大きく変動した時に、上述した著しいピンチ現象が発生
したものと判断してタップトランスの出力電圧を降下さ
せ、これによりコイル６への供給電力を低下させてピン
チ現象を抑制すると共に、電源のトリップを防止するよ
うにしている。
【０００５】図３はかかる従来の通電回路の構成を示す
もので、タップトランス１０の一次側を三相交流電源に
接続し、タップ機能を有する二次側の二相間にコイル６
を接続している。タップトランス１０の各相に平衡して
電流を流すためのリアクトル１１ａ及びコンデンサ１１
ｂから成るロードバランサ１１と、力率改善用のコンデ
ンサ１２とが接続されている。また、コイル６を流れる
電流及びコイル６にかかる電圧を検知するため、それぞ
れ変流器１３及び電圧変成器１４を介して電流計１５及
び電圧計１６が接続されていると共に、これら変流器１
３及び電圧変成器１４による電流及び電圧から電力を表
示する電力計１７が接続されている。
もので、タップトランス１０の一次側を三相交流電源に
接続し、タップ機能を有する二次側の二相間にコイル６
を接続している。タップトランス１０の各相に平衡して
電流を流すためのリアクトル１１ａ及びコンデンサ１１
ｂから成るロードバランサ１１と、力率改善用のコンデ
ンサ１２とが接続されている。また、コイル６を流れる
電流及びコイル６にかかる電圧を検知するため、それぞ
れ変流器１３及び電圧変成器１４を介して電流計１５及
び電圧計１６が接続されていると共に、これら変流器１
３及び電圧変成器１４による電流及び電圧から電力を表
示する電力計１７が接続されている。
【０００６】従来は、上述したようにオペレータが電力
計１７の指示を監視し、連続して大きく変動した時に通
路３において著しいピンチ現象が発生しているものと判
断してタップトランス１０を操作し、これにより出力電
圧を降下させている。しかし、このような従来の方法で
は、オペレータが電力計１７を常時監視していなければ
ならないという問題があると共に、オペレータによる判
断の個人差によってタップトランス１０の電圧調整を行
う以前に電源トリップが起こったり、あるいはタップト
ランス１０の過度の電圧調整により溶銑温度が低下し操
業低下を引き起こすという問題がある。
計１７の指示を監視し、連続して大きく変動した時に通
路３において著しいピンチ現象が発生しているものと判
断してタップトランス１０を操作し、これにより出力電
圧を降下させている。しかし、このような従来の方法で
は、オペレータが電力計１７を常時監視していなければ
ならないという問題があると共に、オペレータによる判
断の個人差によってタップトランス１０の電圧調整を行
う以前に電源トリップが起こったり、あるいはタップト
ランス１０の過度の電圧調整により溶銑温度が低下し操
業低下を引き起こすという問題がある。
【０００７】そこで、上述した種々の問題点を解決する
ため、実公平１−１６３１１号公報では、コイルの電流
及び電圧よりインピーダンスを算出し、インピーダンス
の許容変化範囲を予め設定し、許容変化範囲を外れた時
にピンチ現象が発生したと判断してコイルへの供給電力
を低下させるとあるが、インピーダンスの許容変化範囲
を実績や実験により求めるため、新規設備に対しインピ
ーダンスの許容変化範囲を容易かつ適切に決められない
という問題がある。また、著しいピンチ現象が発生しな
い通常の使用状態の場合でも、溶鋼通路の溶損や閉塞に
よりインピーダンスは変化するため、インピーダンスの
変化だけでピンチ現象を判断するのは難しいという問題
がある。
ため、実公平１−１６３１１号公報では、コイルの電流
及び電圧よりインピーダンスを算出し、インピーダンス
の許容変化範囲を予め設定し、許容変化範囲を外れた時
にピンチ現象が発生したと判断してコイルへの供給電力
を低下させるとあるが、インピーダンスの許容変化範囲
を実績や実験により求めるため、新規設備に対しインピ
ーダンスの許容変化範囲を容易かつ適切に決められない
という問題がある。また、著しいピンチ現象が発生しな
い通常の使用状態の場合でも、溶鋼通路の溶損や閉塞に
よりインピーダンスは変化するため、インピーダンスの
変化だけでピンチ現象を判断するのは難しいという問題
がある。
【０００８】また、実開昭６２−５９９９３号公報で
は、力率の変化によりピンチ現象を捉える方法を提示し
ているが、定格電力の時に力率を正確に検出しようとす
ると、低電力の時には力率を正確に検出することができ
なくなり、ピンチ現象を的確に検出できなくなる、つま
り、電力を大きく変化させる場合には適用できないとい
う問題がある。また、コイルそのものの力率を検出して
いないため、コイル以外の力率の変化が有る場合には対
応できないという問題がある。
は、力率の変化によりピンチ現象を捉える方法を提示し
ているが、定格電力の時に力率を正確に検出しようとす
ると、低電力の時には力率を正確に検出することができ
なくなり、ピンチ現象を的確に検出できなくなる、つま
り、電力を大きく変化させる場合には適用できないとい
う問題がある。また、コイルそのものの力率を検出して
いないため、コイル以外の力率の変化が有る場合には対
応できないという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した２つの公報に
示される従来方法における問題は、いずれもピンチ現象
により発生する一次現象を捉えていないことに起因する
ものであり、そのことにより上述した２つの公報の方法
では、ピンチ現象の発生を的確に捉えることができない
欠点があった。
示される従来方法における問題は、いずれもピンチ現象
により発生する一次現象を捉えていないことに起因する
ものであり、そのことにより上述した２つの公報の方法
では、ピンチ現象の発生を的確に捉えることができない
欠点があった。
【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、混銑炉等の溶融金属容
器内の溶融金属を誘導加熱装置により加熱するに際し、
ピンチ現象による溶融金属の離断や電源トリップを未然
に防止することができるピンチ検出方法を提供すること
を課題とするものである。
解消するためになされたもので、混銑炉等の溶融金属容
器内の溶融金属を誘導加熱装置により加熱するに際し、
ピンチ現象による溶融金属の離断や電源トリップを未然
に防止することができるピンチ検出方法を提供すること
を課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】溶融金属通路を流れる二
次誘導電流によるピンチ力が溶融金属静圧に比べて相対
的に大きくなると、溶融金属通路の断面積が減少し溶融
金属通路を流れる電流の電流密度が増加するが、溶融金
属通路を流れる電流の電流密度が上昇すると、溶融金属
通路を流れる二次誘導電流によるピンチ力が増加し、さ
らに溶融金属通路の断面積が減少し溶融金属通路を流れ
る電流の電流密度がさらに上昇するという正帰還が働
き、最後には溶融金属通路内の溶融金属の離断が発生
し、通電できなくなるというピンチ現象が発生する。こ
のピンチ現象が発生すると、溶融金属通路のインピーダ
ンスが増加すると共に、コイルを流れる電流は減少し、
コイルを貫く磁束は減少すると同時にレンツの法則に基
づく電磁誘導による起電力が発生し、コイルにかかる電
圧は上昇するという過渡現象が発生する。また、この過
渡現象は、通常、急激な回路定数変化を伴うピンチ現象
の発生時に現れる。
次誘導電流によるピンチ力が溶融金属静圧に比べて相対
的に大きくなると、溶融金属通路の断面積が減少し溶融
金属通路を流れる電流の電流密度が増加するが、溶融金
属通路を流れる電流の電流密度が上昇すると、溶融金属
通路を流れる二次誘導電流によるピンチ力が増加し、さ
らに溶融金属通路の断面積が減少し溶融金属通路を流れ
る電流の電流密度がさらに上昇するという正帰還が働
き、最後には溶融金属通路内の溶融金属の離断が発生
し、通電できなくなるというピンチ現象が発生する。こ
のピンチ現象が発生すると、溶融金属通路のインピーダ
ンスが増加すると共に、コイルを流れる電流は減少し、
コイルを貫く磁束は減少すると同時にレンツの法則に基
づく電磁誘導による起電力が発生し、コイルにかかる電
圧は上昇するという過渡現象が発生する。また、この過
渡現象は、通常、急激な回路定数変化を伴うピンチ現象
の発生時に現れる。
【００１２】本発明は、この過渡現象をピンチ現象とし
て捉えるものであり、溶融金属の容器内の下方に形成し
た溶融金属のループ状通路と、この通路に鎖交する磁束
を発生させるコイルを有し、このコイルに通電させるこ
とによって溶融金属の容器内の溶融金属を前記通路に流
れる誘導電流に基づくジュール熱により加熱するように
した溝型誘導加熱装置のピンチ検出方法において、コイ
ルにかかる電圧とコイルに流れる電流を検出し、その電
圧と電流の変化速度を算出し、算出した変化速度を監視
するとともに、電圧の変化速度が正で、かつ電流の変化
速度が負の場合で、それぞれの許容変化範囲を超えた場
合にピンチ発生と判別することにより、ピンチ現象の発
生を検出すること（請求項１）、並びに、コイルにかか
る電圧とコイルに流れる電流を定周期に検出し、その電
圧と電流の値を記憶するとともに、それぞれの平均変化
速度を算出し、算出した電圧の平均変化速度が正で、か
つ電流の平均変化速度が負の場合で、それぞれの許容変
化範囲を超えた場合にピンチ発生と判別することによ
り、ピンチ現象の発生を検出すること（請求項２）を特
徴とする。
て捉えるものであり、溶融金属の容器内の下方に形成し
た溶融金属のループ状通路と、この通路に鎖交する磁束
を発生させるコイルを有し、このコイルに通電させるこ
とによって溶融金属の容器内の溶融金属を前記通路に流
れる誘導電流に基づくジュール熱により加熱するように
した溝型誘導加熱装置のピンチ検出方法において、コイ
ルにかかる電圧とコイルに流れる電流を検出し、その電
圧と電流の変化速度を算出し、算出した変化速度を監視
するとともに、電圧の変化速度が正で、かつ電流の変化
速度が負の場合で、それぞれの許容変化範囲を超えた場
合にピンチ発生と判別することにより、ピンチ現象の発
生を検出すること（請求項１）、並びに、コイルにかか
る電圧とコイルに流れる電流を定周期に検出し、その電
圧と電流の値を記憶するとともに、それぞれの平均変化
速度を算出し、算出した電圧の平均変化速度が正で、か
つ電流の平均変化速度が負の場合で、それぞれの許容変
化範囲を超えた場合にピンチ発生と判別することによ
り、ピンチ現象の発生を検出すること（請求項２）を特
徴とする。
【００１３】すなわち、ピンチ現象が発生しない場合に
は、コイルに流れる電流はコイルにかかる電圧に正比例
する。つまり、タップトランスのタップを操作し、コイ
ルにかかる電圧を増加させるとコイルに流れる電流は増
加し、逆に、コイルにかかる電圧を減少させるとコイル
に流れる電流は減少する。しかし、ピンチ現象が発生す
ると、タップトランスのタップを操作しなくても、コイ
ルにかかる電圧は増加しコイルに流れる電流は減少する
という反比例現象が発生する。従って、コイルにかかる
電圧とコイルに流れる電流を検出し、その電圧と電流の
値を記憶し、所定時間後にコイルにかかる電圧とコイル
に流れる電流を検出し、その電圧と電流を前記電圧と電
流と比較し、電圧が増加すると同時に電流が減少する反
比例現象が発生すると、ピンチ現象の発生と判定する。
は、コイルに流れる電流はコイルにかかる電圧に正比例
する。つまり、タップトランスのタップを操作し、コイ
ルにかかる電圧を増加させるとコイルに流れる電流は増
加し、逆に、コイルにかかる電圧を減少させるとコイル
に流れる電流は減少する。しかし、ピンチ現象が発生す
ると、タップトランスのタップを操作しなくても、コイ
ルにかかる電圧は増加しコイルに流れる電流は減少する
という反比例現象が発生する。従って、コイルにかかる
電圧とコイルに流れる電流を検出し、その電圧と電流の
値を記憶し、所定時間後にコイルにかかる電圧とコイル
に流れる電流を検出し、その電圧と電流を前記電圧と電
流と比較し、電圧が増加すると同時に電流が減少する反
比例現象が発生すると、ピンチ現象の発生と判定する。
【００１４】なお、誘導加熱装置の制御方法として、上
記請求項１又は２記載のピンチ検出方法によりピンチ現
象を検出してピンチ発生信号を出力し、タップトランス
のタップを所定のタップ分だけ自動的に降圧してコイル
への供給電力を、溶融金属の離断及び電源のトリップが
生じない所定の電力まで低下させ、ピンチ現象による溶
融金属の離断及び電源のトリップを未然に防止すること
が可能である。
記請求項１又は２記載のピンチ検出方法によりピンチ現
象を検出してピンチ発生信号を出力し、タップトランス
のタップを所定のタップ分だけ自動的に降圧してコイル
への供給電力を、溶融金属の離断及び電源のトリップが
生じない所定の電力まで低下させ、ピンチ現象による溶
融金属の離断及び電源のトリップを未然に防止すること
が可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図４は本発明方法を実施する装置
の一例の構成を示す回路図で、図１及び図２に示した誘
導加熱装置２に適用したものである。本例では、タップ
トランス１０の一次側を三相交流電源に接続し、タップ
機能を有する二次側の二相間にコイル６を接続してい
る。タップトランス１０の各相に平衡して電流を流すた
めのリアクトル１１ａ及びコンデンサ１１ｂから成るロ
ードバランサ１１と、力率改善用のコンデンサ１２とが
接続されている。また、コイル６を流れる電流及びコイ
ル６にかかる電圧を検知するため、それぞれ変流器１３
及び電圧変成器１４を介して電流計１５及び電圧計１６
が接続されていると共に、これら変流器１３及び電圧変
成器１４による電流及び電圧から電力を表示する電力計
１７が接続されている。
に基づいて説明する。図４は本発明方法を実施する装置
の一例の構成を示す回路図で、図１及び図２に示した誘
導加熱装置２に適用したものである。本例では、タップ
トランス１０の一次側を三相交流電源に接続し、タップ
機能を有する二次側の二相間にコイル６を接続してい
る。タップトランス１０の各相に平衡して電流を流すた
めのリアクトル１１ａ及びコンデンサ１１ｂから成るロ
ードバランサ１１と、力率改善用のコンデンサ１２とが
接続されている。また、コイル６を流れる電流及びコイ
ル６にかかる電圧を検知するため、それぞれ変流器１３
及び電圧変成器１４を介して電流計１５及び電圧計１６
が接続されていると共に、これら変流器１３及び電圧変
成器１４による電流及び電圧から電力を表示する電力計
１７が接続されている。
【００１６】本例では、電流計１５で検出される電流を
電流−電圧変換器１８で電圧に変換すると共に、電圧計
１６で検出される電圧を電圧−電圧変換器１９で電圧に
変換し、これらコイル６に流れる電流に対応する電圧
と、コイル６にかかる電圧に対応する電圧とに基づい
て、演算回路２０においてコイル６に流れる電流とコイ
ル６にかかる電圧の変化を演算し、その演算結果に基づ
いて制御回路２１によりタップトランス１０のタップを
制御し、その出力電圧を制御して、これによりコイル６
への供給電力を制御するようにしている。
電流−電圧変換器１８で電圧に変換すると共に、電圧計
１６で検出される電圧を電圧−電圧変換器１９で電圧に
変換し、これらコイル６に流れる電流に対応する電圧
と、コイル６にかかる電圧に対応する電圧とに基づい
て、演算回路２０においてコイル６に流れる電流とコイ
ル６にかかる電圧の変化を演算し、その演算結果に基づ
いて制御回路２１によりタップトランス１０のタップを
制御し、その出力電圧を制御して、これによりコイル６
への供給電力を制御するようにしている。
【００１７】すなわち、コイル６へある一定の電力を供
給している状態で、時間Ｔｏに通路３においてピンチ現
象が発生すると、図５に示すように時間Ｔｏ以降コイル
６にかかる電圧は上昇し（電圧の変化速度が正とな
る）、コイル６に流れる電流は減少する（電流の変化速
度が負となる）。そこで、本例ではコイル６に流れる電
流とコイル６にかかる電圧を、電流−電圧変換器１８と
電圧−電圧変換器１９を介して、演算回路２０において
適当な時間間隔でサンプリングして、コイル６にかかる
電圧は上昇し、コイル６に流れる電流は減少するという
変化を捉える。つまり、演算回路２０において、図６に
示すように、時間ｔｍにおける電圧と電流を各々Ｖ（ｔ
ｍ）、Ｉ（ｔｍ）、時間ｔｎにおける電圧と電流を各々
Ｖ（ｔｎ）、Ｉ（ｔｎ）、電圧の許容変化範囲を△Ｖ、
電流の許容変化範囲を△Ｉとする時、｛Ｖ（ｔｎ）−Ｖ
（ｔｍ)]＞２×△Ｖと｛Ｉ（ｔｎ）−Ｉ（ｔｍ)]＜−２
×△Ｉが同時に成立するか否かを判別し、成立した時に
ピンチ現象が発生したと判別する。
給している状態で、時間Ｔｏに通路３においてピンチ現
象が発生すると、図５に示すように時間Ｔｏ以降コイル
６にかかる電圧は上昇し（電圧の変化速度が正とな
る）、コイル６に流れる電流は減少する（電流の変化速
度が負となる）。そこで、本例ではコイル６に流れる電
流とコイル６にかかる電圧を、電流−電圧変換器１８と
電圧−電圧変換器１９を介して、演算回路２０において
適当な時間間隔でサンプリングして、コイル６にかかる
電圧は上昇し、コイル６に流れる電流は減少するという
変化を捉える。つまり、演算回路２０において、図６に
示すように、時間ｔｍにおける電圧と電流を各々Ｖ（ｔ
ｍ）、Ｉ（ｔｍ）、時間ｔｎにおける電圧と電流を各々
Ｖ（ｔｎ）、Ｉ（ｔｎ）、電圧の許容変化範囲を△Ｖ、
電流の許容変化範囲を△Ｉとする時、｛Ｖ（ｔｎ）−Ｖ
（ｔｍ)]＞２×△Ｖと｛Ｉ（ｔｎ）−Ｉ（ｔｍ)]＜−２
×△Ｉが同時に成立するか否かを判別し、成立した時に
ピンチ現象が発生したと判別する。
【００１８】なお、図６においては、ピンチ現象が発生
したと判定した場合には、制御回路２１にピンチ発生信
号を出力し、制御回路２１によりタップトランス１０の
タップを制御しその出力電圧を制御して、これによりコ
イル６への供給電力を自動的に低下させ、ピンチ現象に
よる溶融金属の離断や電源トリップを起こすことを防止
している。
したと判定した場合には、制御回路２１にピンチ発生信
号を出力し、制御回路２１によりタップトランス１０の
タップを制御しその出力電圧を制御して、これによりコ
イル６への供給電力を自動的に低下させ、ピンチ現象に
よる溶融金属の離断や電源トリップを起こすことを防止
している。
【００１９】このように、本発明では、コイル６に流れ
る電流とコイル６にかかる電圧の変化から演算回路２０
によりピンチ現象を検出し、制御回路２１によりタップ
トランス１０のタップを制御しその出力電圧を制御し
て、これによりコイル６への供給電力を自動的に低下さ
せることにより、通路３でのピンチ現象による溶融金属
離断を有効に防止でき、従って、電源トリップを起こす
ことなく混銑炉１内の溶融金属を常に有効に加熱するこ
とができ、安定して操業することができる。また、オペ
レータによる監視や電圧調整の判断が必要でないので、
省力化の点でも有利である。
る電流とコイル６にかかる電圧の変化から演算回路２０
によりピンチ現象を検出し、制御回路２１によりタップ
トランス１０のタップを制御しその出力電圧を制御し
て、これによりコイル６への供給電力を自動的に低下さ
せることにより、通路３でのピンチ現象による溶融金属
離断を有効に防止でき、従って、電源トリップを起こす
ことなく混銑炉１内の溶融金属を常に有効に加熱するこ
とができ、安定して操業することができる。また、オペ
レータによる監視や電圧調整の判断が必要でないので、
省力化の点でも有利である。
【００２０】次に、本発明によりピンチ現象の発生を検
出するまでのフローチャートを図７により説明する。誘
導加熱装置のコイルに一定の電力を供給することにより
溶融金属を加熱する場合において、このコイルにかかる
電圧Ｖと電流Ｉを予め定めた間隔でサンプリングすると
共に、この電圧Ｖと電流Ｉを記憶する。電圧・電流の測
定には、プロセスのノイズ（電圧電流の微小変動）を含
む測定誤差が含まれるので、この測定誤差を超えない一
定値以下の変化は検出できない。サンプリング間隔の最
小値は、この一定値を超える変化をどれ程の時間で検出
するかにより決まるが、通常１〜１０秒の範囲に設定す
る。また、Ｖ，Ｉの記憶では、最古を捨て最新を記憶す
ることになる。
出するまでのフローチャートを図７により説明する。誘
導加熱装置のコイルに一定の電力を供給することにより
溶融金属を加熱する場合において、このコイルにかかる
電圧Ｖと電流Ｉを予め定めた間隔でサンプリングすると
共に、この電圧Ｖと電流Ｉを記憶する。電圧・電流の測
定には、プロセスのノイズ（電圧電流の微小変動）を含
む測定誤差が含まれるので、この測定誤差を超えない一
定値以下の変化は検出できない。サンプリング間隔の最
小値は、この一定値を超える変化をどれ程の時間で検出
するかにより決まるが、通常１〜１０秒の範囲に設定す
る。また、Ｖ，Ｉの記憶では、最古を捨て最新を記憶す
ることになる。
【００２１】このようにして検出し記憶した電圧Ｖ、電
流Ｉに基づいて、それぞれの平均変化速度を算出する。
この算出は例えば上記した演算回路で行い、１〜ｎのそ
れぞれにわたって平均変化速度を算出し、そのつどピン
チの判定を行う。ピンチの判定に際しては、電圧につい
ての変化速度が正の場合であって許容変化範囲（ΔＶ：
定格電圧の１〜２％）を超えているか、また、電流につ
いての変化速度が負の場合であって許容変化範囲（Δ
Ｉ：定格電流の１〜２％）を超えているか、の判別にお
いて、同時にこれら二つの条件を満足する場合、即ち、
電圧Ｖの変化速度＞２×ΔＶ及び電流Ｉの変化速度＜−
２×ΔＩのときに、ピンチ現象の発生と判断する。
流Ｉに基づいて、それぞれの平均変化速度を算出する。
この算出は例えば上記した演算回路で行い、１〜ｎのそ
れぞれにわたって平均変化速度を算出し、そのつどピン
チの判定を行う。ピンチの判定に際しては、電圧につい
ての変化速度が正の場合であって許容変化範囲（ΔＶ：
定格電圧の１〜２％）を超えているか、また、電流につ
いての変化速度が負の場合であって許容変化範囲（Δ
Ｉ：定格電流の１〜２％）を超えているか、の判別にお
いて、同時にこれら二つの条件を満足する場合、即ち、
電圧Ｖの変化速度＞２×ΔＶ及び電流Ｉの変化速度＜−
２×ΔＩのときに、ピンチ現象の発生と判断する。
【００２２】図８に混銑炉に設置した溝型誘導加熱装置
により溶銑を加熱する場合における実際の電圧・電流の
測定を記録したチャートの一部を示す。図８のＰv 、Ｐ
i の箇所がピンチ現象が発生した状態を模式的に示して
おり、急激に電圧が上昇すると同時に電流が急激に降下
していることが分かる。このピンチ現象は自動的に検出
され、タップトランスのタップを制御してコイルへの電
力を低下させて未然に溶銑の離断を防止している。サン
プリング間隔を変えることにより、急激な変化速度の変
動だけでなく、緩やかな変化速度の変動をも確実に把握
することが可能である。
により溶銑を加熱する場合における実際の電圧・電流の
測定を記録したチャートの一部を示す。図８のＰv 、Ｐ
i の箇所がピンチ現象が発生した状態を模式的に示して
おり、急激に電圧が上昇すると同時に電流が急激に降下
していることが分かる。このピンチ現象は自動的に検出
され、タップトランスのタップを制御してコイルへの電
力を低下させて未然に溶銑の離断を防止している。サン
プリング間隔を変えることにより、急激な変化速度の変
動だけでなく、緩やかな変化速度の変動をも確実に把握
することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、溶融
金属離断が起きる恐れのあるピンチ現象の発生を自動的
にかつ確実に検出することが可能となる。従って、この
検出に基づき誘導加熱装置への供給電力を溶融金属離断
が生じない所定の電力まで自動的に低下させるようにで
きるため、ピンチ現象による溶融金属の離断や電源トリ
ップを起こすことなく、溶融金属を常に有効に加熱する
ことができ、従って安定して操業することができる。
金属離断が起きる恐れのあるピンチ現象の発生を自動的
にかつ確実に検出することが可能となる。従って、この
検出に基づき誘導加熱装置への供給電力を溶融金属離断
が生じない所定の電力まで自動的に低下させるようにで
きるため、ピンチ現象による溶融金属の離断や電源トリ
ップを起こすことなく、溶融金属を常に有効に加熱する
ことができ、従って安定して操業することができる。
【図１】混銑炉の誘導加熱装置部の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】誘導加熱装置の従来の通電回路の構成図であ
る。
る。
【図４】本発明を実施する装置の一例の構成を示す回路
図である。
図である。
【図５】ピンチ現象の一例を示す線図である。
【図６】図４に示す回路図の動作を説明するための線図
である。
である。
【図７】本発明に係る検出方法のフローチャートを示す
図である。
図である。
【図８】溝型誘導加熱装置により溶銑を加熱する場合に
おける実際の電圧・電流の測定を記録したチャートの模
式図である。
おける実際の電圧・電流の測定を記録したチャートの模
式図である。
１：混銑炉 ２：誘導加熱装置 ３：通路 ４：ケース ５：溶銑 ６：コイル ７：コア １０：タップトランス １１：ロードバランサ １１ａ：リアクトル １１ｂ：コンデンサ １２：コンデンサ １３：変流器 １４：電圧変成器 １５：電流計 １６：電圧計 １７：電力計 １８：電流−電圧変
換器 １９：電圧−電圧変換器 ２０：演算回路 ２１：制御回路
換器 １９：電圧−電圧変換器 ２０：演算回路 ２１：制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ２７Ｄ 11/06 Ｆ２７Ｄ 11/06 Ｂ Ｈ０５Ｂ 6/16 Ｈ０５Ｂ 6/16 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 6/06 H05B 6/16 C21C 1/06 C22B 9/22 F27B 14/20 F27D 11/06
Claims (2)
- 【請求項１】 溶融金属の容器内の下方に形成した溶融
金属のループ状通路と、この通路に鎖交する磁束を発生
させるコイルを有し、このコイルに通電させることによ
って溶融金属の容器内の溶融金属を前記通路に流れる誘
導電流に基づくジュール熱により加熱するようにした溝
型誘導加熱装置のピンチ検出方法において、コイルにか
かる電圧とコイルに流れる電流を検出し、その電圧と電
流の変化速度を算出し、算出した変化速度を監視すると
ともに、電圧の変化速度が正で、かつ電流の変化速度が
負の場合で、それぞれの許容変化範囲を超えた場合にピ
ンチ発生と判別することにより、ピンチ現象の発生を検
出することを特徴とする誘導加熱装置のピンチ検出方
法。 - 【請求項２】 溶融金属の容器内の下方に形成した溶融
金属のループ状通路と、この通路に鎖交する磁束を発生
させるコイルを有し、このコイルに通電させることによ
って溶融金属の容器内の溶融金属を前記通路に流れる誘
導電流に基づくジュール熱により加熱するようにした溝
型誘導加熱装置のピンチ検出方法において、コイルにか
かる電圧とコイルに流れる電流を定周期に検出し、その
電圧と電流の値を記憶するとともに、それぞれの平均変
化速度を算出し、算出した電圧の平均変化速度が正で、
かつ電流の平均変化速度が負の場合で、それぞれの許容
変化範囲を超えた場合にピンチ発生と判別することによ
り、ピンチ現象の発生を検出することを特徴とする誘導
加熱装置のピンチ検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32768299A JP3308950B2 (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 誘導加熱装置のピンチ検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32768299A JP3308950B2 (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 誘導加熱装置のピンチ検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001143855A JP2001143855A (ja) | 2001-05-25 |
| JP3308950B2 true JP3308950B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=18201809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32768299A Expired - Fee Related JP3308950B2 (ja) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | 誘導加熱装置のピンチ検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3308950B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5526548B2 (ja) * | 2009-01-06 | 2014-06-18 | 新日鐵住金株式会社 | 溝型誘導加熱装置の湯道内径制御方法 |
| JP5526549B2 (ja) * | 2009-01-19 | 2014-06-18 | 新日鐵住金株式会社 | 溝型誘導加熱装置の湯道内径制御方法 |
| CN108118108A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-06-05 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 提高混铁炉铁水温度的感应加热方法及系统 |
-
1999
- 1999-11-18 JP JP32768299A patent/JP3308950B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001143855A (ja) | 2001-05-25 |
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