JP6570479B2

JP6570479B2 - 電極昇降装置

Info

Publication number: JP6570479B2
Application number: JP2016111143A
Authority: JP
Inventors: 康一郎桑原
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2019-09-04
Anticipated expiration: 2036-06-02
Also published as: JP2017216216A

Description

本発明の実施形態は、電極とスクラップとの間でアーク放電を発生させてアーク熱によってスクラップを溶解するアーク炉の電極昇降装置に関する。

三相交流アーク炉では、電極昇降装置によって電極を昇降させ、スクラップとの間の距離を調整して放電を開始させる。アーク放電が開始した後には、電極とスクラップとの間の電圧値および電極とスクラップとの間に流れる電流の電流値の比を一定することによってアーク放電を継続させる。電圧および電流の比を一定にしてアーク放電を制御する方式をインピーダンス一定制御方式という。また、アーク電流を一定に保つような制御方式もあり、定電流制御方式として利用されている。

スクラップは、炉体に装入され、溶解の程度に応じてたびたび炉体に追加装入される。追加装入等の際には、電極を引き上げてアーク放電を停止する。スクラップの装入等の後、再度アーク放電を開始させるように、電極をスクラップまで降下させるが、自動モードかつインピーダンス一定制御もしくは定電流制御によって電極を降下させると、降下速度が遅いため作業効率が低下する。そのため、オペレータが手動で電極を炉蓋の近傍まで降下させた後、インピーダンス一定制御もしくは定電流制御による自動モードに切り換えている。

オペレータの手動による電極の降下では、オペレータの勘に頼る面も多く、誤って電極をスクラップに衝突させてしまい、電極の折損等の事故を生じるおそれがある。このような事故が生じると、電極の交換やスクラップ中に埋没した電極を回収するために長い時間を要する。そのため、一旦溶解したスクラップの温度が低下し、再チャージによりスクラップを加熱する分、余計に電力を消費することとなり、コスト上昇を招くおそれがある。

特許文献１に示すように、オペレータの手動による電極降下に代えて、電極とスクラップ間の電圧および電流を測定し、しきい値と比較することによって、電極の高速降下を自動化する技術が提案されている。しかし、アーク炉による製鋼の場合、炉体に装入されるスクラップには、絶縁物や導電率の低い化合物を含む金属材料等が混入される場合も少なくない。このような場合には、安定かつ正確に、電極とスクラップ間の電圧および電流を測定することが困難な場合があり、生産スループットが想定通りに向上しないことが考えられる。

特許第２９７９８１６号公報

実施形態は、目視に頼らず、電極とスクラップとの間の電圧および電流を測定することなく、高速に電極を降下させることができる電極昇降装置を提供する。

実施形態に係る電極昇降装置は、炉蓋が設けられた炉体に装入されたスクラップに対する電極の位置を制御してアーク放電を形成する電極昇降装置である。電極昇降装置は、位置センサによって検出された前記電極の位置を表す位置信号にもとづいて、前記電極が下降したときに前記電極が撮像手段によって撮像可能に前記炉蓋の上方に設定された第１位置に到達するまで、電極を下降させる速度を設定する第１下降信号を出力する第１下降指令回路と、前記撮像手段によって取得された前記電極の先端部および前記炉蓋に開口され前記電極が貫通する貫通孔の画像データにもとづいて、前記電極の先端が前記貫通孔の位置である第２位置に到達するまで、前記電極を下降させる速度を設定する第２下降信号を出力する第２下降指令回路と、前記第１下降信号および前記第２下降信号にもとづいてそれぞれ設定された下降速度で、前記電極を前記スクラップに対して下降動作させる電極昇降駆動装置と、を備える。

本実施形態では、自動的に、スクラップの材質にかかわりなく高速に電極を降下させることができ、操業時間を短縮し、放熱によるエネルギー損失を抑えることによって省エネ効果を向上させることができる。

実施形態に係る電極昇降装置を例示するブロック図である。電極昇降装置の動作を説明するための概念図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、電極昇降装置の動作を概念的に説明するための断面図である。電極昇降装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。比較例の電極昇降装置を例示するブロック図である。実施形態の電極昇降装置および比較例の電極昇降装置の動作状態を比較した図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

図１は、本実施形態に係る電極昇降装置を例示するブロック図である。
図１に示すように、電極昇降装置１０は、変圧器６を介して電力系統１に接続されている。電極昇降装置１０は、変圧器６の二次側で変流器７および補助変圧器８を介して接続されている。変圧器６の一次側は電力系統１に接続されている。変圧器６の二次側には、電極２が接続されている。電極２は、アーム９ｂによって支持されており、アーム９ｂは、マスト９ａによって支持されている。マスト９ａは、昇降駆動系９ｃに接続されている。電極２は、昇降駆動系９ｃ、マスト９ａおよびアーム９ｂを介して、電極昇降装置１０に接続され、上下に昇降駆動される。

電極２には、変圧器６を介して交流電力が供給される。電極２は、炉体３に装入されたスクラップ５との間でアーク放電を生ずる。電極昇降装置１０は、変圧器６の二次側の電圧Ｖおよび電流Ｉを入力して、アーク放電が発生した後には、この電圧Ｖおよび電流Ｉの比（インピーダンス）を一定もしくは電流Ｉを一定にするように、電極２とスクラップ５との間の距離を制御する。なお、スクラップ５には、鋼材やくず鉄のほかに、ゴムや灰等の絶縁物や導電率が低い材料が含まれていてもよい。

電極位置センサ２１は、たとえばアーム９ｂに設けられている。電極位置センサ２１は、たとえばレーザ距離計等の光学式のセンサである。電極位置センサ２１は、アーム９ｂから下方にある炉体３上に設けられた炉蓋４に向けて配置されている。電極位置センサ２１は、炉蓋４との間の距離を測定し、その距離に応じた信号である位置信号Ｐ１を電極昇降装置１０に供給する。なお、電極位置センサ２１には、光学式のセンサに限らず、他の形式のセンサ等を用いてももちろんよい。たとえば、電極２を昇降させるための昇降駆動系９ｃの電動機の回転数を検出するロータリエンコーダやレゾルバ等を用いて、回転数から電極２の移動距離を算出することによって、電極２の位置を判定するようにしてもよい。なお、電極位置センサ２１が検出する電極２の位置は、後述するように、炉蓋４からの距離を検出することができればよく、電極２の先端２ａの位置に限らず、電極２の任意の位置を検出することができればよい。

監視カメラ２２は、炉蓋４に設けられた貫通孔４ａに向けて設置されている。炉蓋４は、炉体３内のスクラップ５の温度が低下しないように、炉体３を覆うように設けられている。貫通孔４ａは、炉蓋４を介して、電極２が鉛直方向に昇降動作できるように電極２の位置に応じた箇所に開口されている。

監視カメラ２２は、炉蓋４の貫通孔４ａと、貫通孔４ａに近づいてくる電極２の先端部２ａと、を撮影して、画像データＰ２を出力する。画像データＰ２は、たとえば動画像である。画像データは、離散的な時間ごとに取得された静止画であってもよい。監視カメラ２２は、高温状態となる炉蓋４近傍に設置することが困難な場合には、貫通孔４ａおよび電極２の先端部２ａを撮影可能な位置に後退させて設置される。監視カメラ２２は、高温動作が可能な場合には、たとえばアーム９ｂに電極位置センサ２１とともに設けるようにしてもよい。監視カメラ２２は、取得した画像データＰ２を電極昇降装置１０に供給する。

電極昇降装置１０は、電極位置センサ２１から供給される位置信号Ｐ１および監視カメラ２２から供給される画像データＰ２にもとづいて設定された降下速度で、電極２を降下させる。位置信号Ｐ１および画像データＰ２にもとづいて設定された降下速度は、インピーダンス一定制御もしくは定電流制御によって設定される昇降速度よりも速い速度である。

電極昇降装置１０は、電極位置判定回路１１と、電極先端位置検出回路１２と、電極昇降駆動装置１３と、を備える。電極昇降装置１０は、インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４をさらに備える。

インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４は、変流器７を介して、電極２に流れる電流Ｉを入力する。また、インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４は、補助変圧器８を介して、電極２とスクラップ５との間に印加されている電圧Ｖを入力する。インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４は、アーク電流設定部１５にあらかじめ設定された電流値を入力する。インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４は、電極昇降駆動装置１３に接続されており、電極昇降駆動装置１３に速度指令値Ｆを供給する。速度指令値Ｆは、電極２に流れる電流Ｉおよび電極２に印加される電圧Ｖの比を一定もしくは電流Ｉを一定にし、電極２とスクラップ５との間の距離を調整するように設定される。

電極昇降駆動装置１３は、インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４から供給される速度指令値Ｆにもとづいて設定される駆動トルクＴで昇降駆動系９ｃを駆動し、電極２を昇降駆動する。電極昇降駆動装置１３は、たとえばインバータ装置である。

電極位置判定回路１１は、判定回路１１１と、速度設定回路１１２と、をさらに含む。電極位置センサ２１から供給された位置信号Ｐ１は、判定回路１１１に入力される。判定回路１１１は、位置信号Ｐ１によって電極２の位置が所定の位置に到達していない場合には、電極降下指令を出力する。判定回路１１１は、位置信号Ｐ１によって電極２の位置が所定の位置に到達した場合には、減速指令または停止指令を出力する。

速度設定回路１１２は、判定回路１１１の出力が電極降下指令のときには、たとえば、あらかじめ設定された定速度で電極２を降下させる速度指令値Ｆ１を電極昇降駆動装置１３に供給する。速度設定回路１１２は、判定回路１１１の出力が減速指令や停止指令のときには、電極２の降下を減速あるいは停止させる速度指定値Ｆ１’を電極昇降駆動装置１３に供給する。

電極先端位置検出回路１２は、画像処理回路１２１と、速度設定回路１２２と、をさらに含む。監視カメラ２２から供給された画像データＰ２は、画像処理回路１２１に入力される。画像データＰ２には、電極２の先端部２ａおよび炉蓋４に開口された貫通孔４ａの画像データが含まれている。画像処理回路１２１は、電極２の先端部２ａおよび炉蓋４の貫通孔４ａを含む画像データＰ２を画像処理して、先端部２ａと貫通孔４ａとの相対的位置Ｐ３を計算する。なお、画像処理回路１２１は、監視カメラ２２に含まれるようにしてもよい。

速度設定回路１２２は、画像処理回路１２１の出力に接続されており、画像処理回路１２１が出力する先端部２ａと貫通孔４ａとの相対的位置Ｐ３にもとづいて、電極昇降駆動装置１３に供給する速度指令値Ｆ２を生成する。後に詳述するが、速度指令値Ｆ２は、相対的位置Ｐ３に応じて、正の加速度を有し、また負の加速度を有する。つまり、速度指令値Ｆ２は、相対的位置Ｐ３に応じて、加速し、減速する。たとえば、先端部２ａが貫通孔４ａに挿入された位置を相対的位置Ｐ３がゼロとする場合に、速度指令値Ｆ２は、インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４が出力する最大の速度指令値Ｆ０に等しい。

本実施形態の電極昇降装置１０の動作について説明する。
図２は、電極昇降装置の動作を説明するための概念図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）は、電極昇降装置の動作を概念的に説明するための断面図である。
図４は、電極昇降装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図２に示すように、電極位置センサ２１は、電極２が昇降する上限位置（始点）からの位置Ｌを測定できる位置に設けられている。この例では、電極２を支持しているアーム９ｂに取り付けられている。電極位置センサ２１は、たとえば、レーザ光源を用いた光学式距離計であり、位置Ｌを測定することができる。

電極２の上限位置は、たとえば上限のリミットスイッチによって設定される。電極位置センサ２１が出力する位置信号Ｐ１によって電極２が降下する位置は、炉蓋４よりも上方に設定される。下限位置Ｌｍは、炉蓋４よりも上方に設定される。下限位置Ｌｍは、たとえば、炉蓋４の上方ΔＬの位置にとることとする。

電極位置センサ２１は、位置Ｌに応じた位置信号Ｐ１を出力し、位置信号Ｐ１は、電極位置判定回路１１に供給される。なお、位置Ｌの始点は、電極２が昇降する上限位置に限らず任意にとることができる。

電極位置判定回路１１の判定回路１１１では、位置ＬがＬｍ−Ｌ＞０であるか否かを判定する。判定回路１１１は、Ｌｍ−Ｌ＞０である場合には、一定速度で電極２が降下するように速度指令値Ｆ１を生成し、速度指令値Ｆ１を電極昇降駆動装置１３に供給する。Ｌｍ−Ｌ＞０の場合とは、電極２の位置Ｌが下限位置Ｌｍよりも上方にあることを表している。

電極位置判定回路１１の判定回路１１１は、Ｌｍ−Ｌ≦０である場合には、電極２の降下速度を減速させる速度指令値Ｆ１’を生成し、速度指令値Ｆ１’を電極昇降駆動装置１３に供給する。Ｌｍ−Ｌ≦０である場合とは、電極２の位置が位置Ｌｍに到達し、位置Ｌｍよりも下方にあることを表している。Ｌｍ−Ｌ≦０の場合の減速の度合いは、たとえば、負の定加速度によって減速するとしてもよい。

電極位置判定回路１１において、Ｌｍ−Ｌ≦０が検出された後には、電極２の降下速度の制御は、電極先端位置検出回路１２に移る。

電極先端位置検出回路１２は、監視カメラ２２から供給される画像データＰ２を、画像処理回路１２１に入力し、画像処理を行う。画像データＰ２には、電極２の先端部２ａの画像および炉蓋４の貫通孔４ａの画像が含まれている。画像処理回路１２１は、たとえば先端部２ａの形状および貫通孔４ａの形状にもとづいて、先端部２ａと貫通孔４ａとの相対的位置Ｐ３を計算する。

電極２の先端部２ａの位置は、電極先端位置検出回路１２によって検出され、位置信号Ｐ３として、速度設定回路１２２に供給される。

図３（ａ）に示すように、電極２の先端部２ａと炉蓋４の貫通孔４ａとが離れている場合には、電極２の下降速度がより速くなるように、速度指令値Ｆ２は速度設定回路１２２によって設定される。

電極２の先端部２ａが貫通孔４ａに近づくにしたがって、下降速度が低下するように、速度指令値Ｆ２は、速度設定回路１２２によって設定される。

電極２の先端部２ａが貫通孔４ａに到達したときに、速度設定回路１２２によって設定される速度指令値Ｆ２は、たとえば速度指令値Ｆ０になる。そして、アーク電流設定部１５によって設定されたアーク電流となるようにインピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４が速度指令値Ｆ０を生成し、電極昇降駆動装置１３に供給する。この場合には、インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４は、アーク電流が流れていないので、インピーダンス一定制御回路１４において設定される最大の降下速度となるように速度指令値Ｆ０を出力する。速度指令値Ｆ０は、たとえば、速度指令値Ｆ１の１／２程度である。

図４には、速度指令値Ｆの時間変化のグラフの例が示されている。図４では、横軸が時間ｔであり、縦軸が速度指令値Ｆである。速度指令値Ｆは、電極昇降駆動装置１３に供給されて、電極２の降下速度を設定する。速度指令値Ｆは、降下速度に比例する値に設定される。

図４に示すように、電極２は、時刻ｔ０から時刻ｔ３の期間では、電極位置判定回路１１によって電極２の降下速度が設定されている。電極位置判定回路１１は、電極位置センサ２１から供給される位置信号Ｐ１によって動作する。電極２は、時刻ｔ３から時刻ｔ５の期間では、電極先端位置検出回路１２によって電極の降下速度が設定されている。電極先端位置検出回路１２は、監視カメラ２２の画像データＰ２によって動作する。電極２は、時刻ｔ５以降では、インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４によって電極２の降下速度が設定されている。

より詳細に説明する。
時刻ｔ０から時刻ｔ１では、電極２は、距離Ｌｍ（図２）よりも上方にあり、下方に向かって正の定加速度で速度を増しながら下降する。

時刻ｔ１において、電極２は、最大の速度（速度指令値Ｆ１）に到達し、その定速度で降下する。

時刻ｔ２において、電極２は、位置Ｌｍに到達し、時刻ｔ３にかけて減速降下する。

時刻ｔ３において、監視カメラ２２からの画像データＰ２にもとづいて、電極先端位置検出回路１２は、位置検出動作を開始する。監視カメラ２２および電極先端位置検出回路１２は、時刻ｔ２において、電極位置センサ２１が検出した位置Ｌｍに応じた位置信号Ｐ１を受信して、先端部２ａと貫通孔４ａとの間の撮影領域に対する焦点合わせやキャリブレーション等を行い、動作準備をするようにしてもよい。

なお、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間中に、監視カメラ２２あるいは電極先端位置検出回路１２が正常に動作しない場合には、電極昇降装置１０は、インピーダンス一定制御回路もしくは定電流回路１４へ切り換えて通常モードで動作する。

監視カメラ２２および電極先端位置検出回路１２が正常に動作している場合には、時刻ｔ３から時刻ｔ４において、電極２は再度加速されて下降する。電極２は、最大の降下速度（速度指令値Ｆ２で設定される速度）に到達する。なお、この例では、速度指令値Ｆ１，Ｆ２は等しく、最大の降下速度を設定するものとしたが、それぞれ異なった値に設定してももちろんよい。また、時刻ｔ３において電極２を一旦停止させた後、再度加速して下降させるようにしてもよい。電極降下のパターンは、任意に設定することができる。

時刻ｔ４において、電極２が最大の降下速度に達した後には、減速して、時刻ｔ５において、インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路１４が設定する速度（速度指令値Ｆ０で設定される速度）となる。

本実施形態の電極昇降装置の作用および効果について、比較例の電極昇降装置と対比させつつ説明する。
図５は、比較例の電極昇降装置を例示するブロック図である。
図６は、実施形態の電極昇降装置および比較例の電極昇降装置の動作状態を比較した図である。
図５に示すように、比較例の電極昇降装置１１０は、本実施形態の電極昇降装置１０から、電極位置判定回路１１および電極先端位置検出回路１２を備えていない点で、本実施形態の電極昇降装置１０と相違する。また、これに関連して、比較例の電極昇降装置１１０には、電極位置センサ２１および監視カメラ２２からの入力信号もない。

比較例の電極昇降装置１１０では、アーク放電開始前の電極を降下させる場合には、オペレータが手動で電極２を降下させる。オペレータは、目視によって電極２が炉蓋４の近傍になるように、電極２を降下させる。なお、比較例の電極昇降装置１１０では、電極２が自重によって自由落下しないように、ブレーキが設けられており、ブレーキを操作することによって電極２の降下を制御する場合もある。また、オペレータの目視に代えて、電極２とスクラップ５との間の電圧を測定することによって電極２の位置を調整することとしてもよい。

このような比較例の電極昇降装置１１０では、オペレータが電極２の位置を目視したり、電圧計の測定値を目視したりして、電極２の位置を設定するので、位置の精度が十分でない。そのため、インピーダンス一定制御もしくは定電流制御に移行した後にアーク放電開始までの時間に大きなばらつきが生じ得る。また、電極２の位置を目視するには、オペレータが遠方の制御室から行うため、停止位置はオペレータの勘に頼る面が多く、電極２をスクラップ５に衝突させて折損等させる場合が少なくない。そのような場合には、折損した電極の回収や、電極の交換のため、さらにアーク放電の停止時間が長くなる。

これに対して、本実施形態の電極昇降装置１０では、監視カメラ２２からの画像データＰ２を画像処理して、電極２の先端部２ａと炉蓋４の貫通孔４ａとの相対的位置Ｐ３を精度よく測定することができる。そのためアーク放電前の電極降下のための停止時間の長さを一定以内に抑えることができる。

本実施形態の電極昇降装置１０では、監視カメラ２２からの画像データＰ２にもとづいて電極２の相対的位置Ｐ３を測定するので、オペレータの技量や経験とは無関係に電極２の降下制御を行うことができる。そのため、確実に電極２の先端部２ａを指定した位置に移動させることができるので、スクラップ５との接触、衝突等による事故を生じる可能性を低減することができる。

さらに本実施形態の電極昇降装置１０では、監視カメラ２２および電極先端位置検出回路１２による電極の位置の検出に先立って、降下する電極２の位置を精度よく測定する電極位置判定回路１１を備えている。そのため、電極昇降装置１０では、監視カメラ２２等の起動等の初期動作や、焦点合わせ、キャリブレーション等のための時間を確保することができるので、より精度よく電極２の先端部２ａの位置を所定の位置に降下させることができる。

また、電極位置センサ２１および電極位置判定回路１１によって、炉蓋４よりも上方において、電極２を減速させ、監視カメラ２２等の不具合等によって先端部２ａの位置検出ができないときには、電極２の降下を安全に停止させることができる。そのため、スクラップ５との接触、衝突等による電極２の折損事故等を、より確実に回避することができ、操業時間の短縮、消費エネルギーの低減に寄与することができる。

図６の上段には、比較例の電極昇降装置１１０を用いた場合のアーク炉の稼働状態を示し、下段に、本実施形態の電極昇降装置１０を用いた場合のアーク炉の稼働状態を示している。横軸は時間を表し、縦軸は稼働状態の有無を表している。縦軸のハイレベルはアーク炉が稼働している状態、縦軸のローレベルはアーク炉が停止している状態である。

図６に示すように、本実施形態の電極昇降装置１０では、アーク炉の停止期間を、比較例の電極昇降装置１１０の場合よりも少なくともΔだけ短縮することができる。アーク炉の停止期間には、上述した電極の降下時間のばらつきや電極の交換時間等に加えて、停止期間が延長されることによって炉内の温度が低下することがあり、そのような場合には、スクラップ５を再加熱をする必要があるため、アーク炉の稼働期間自体も長くなる。本実施形態の電極昇降装置１０では、アーク炉の停止期間を短縮することができ、それによって炉内温度を維持することが可能になるので、稼働期間自体を不要に延長することがない。したがって、本実施形態の電極昇降装置１０では、プラント内の省エネルギー効果を向上させることができ、製品のスループットを向上させることが可能になる。

さらに、本実施形態の電極昇降装置１０では、電極位置センサ２１や監視カメラ２２は、既存のものを流用することができる。そして、電極位置判定回路１１や電極先端位置検出回路１２は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等を応用することによって、容易に実現することができる。そのため、本実施形態の電極昇降装置１０は、既存の電極昇降装置に対して、既存の製品を追加することによって容易に構成することができる。

以上説明した実施形態によれば、目視に頼らず、また電極とスクラップとの間の電圧および電流を測定することなく、高速に電極を降下させることができるアーク炉電極昇降装置を実現することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１電力系統、２電極、２ａ先端部、３炉体、４炉蓋、４ａ貫通孔、５スクラップ、６変圧器、７変流器、８補助変圧器、９ａマスト、９ｂアーム、９ｃ昇降駆動系、１０電極昇降装置、１１電極位置判定回路、１１１判定回路、１１２速度設定回路、１２電極先端位置検出回路、１２１画像処理回路、１２２速度設定回路、１３電極昇降駆動装置、１４インピーダンス一定制御回路もしくは定電流制御回路、１５アーク電流設定部、２１電極位置センサ、２２監視カメラ

Claims

炉蓋が設けられた炉体に装入されたスクラップに対する電極の位置を制御してアーク放電を形成する電極昇降装置であって、
位置センサによって検出された前記電極の位置を表す位置信号にもとづいて、前記電極が下降したときに前記電極が撮像手段によって撮像可能に前記炉蓋の上方に設定された第１位置に到達するまで、電極を下降させる速度を設定する第１下降信号を出力する第１下降指令回路と、
前記撮像手段によって取得された前記電極の先端部および前記炉蓋に開口され前記電極が貫通する貫通孔の画像データにもとづいて、前記電極の先端が前記貫通孔の位置である第２位置に到達するまで、前記電極を下降させる速度を設定する第２下降信号を出力する第２下降指令回路と、
前記第１下降信号および前記第２下降信号にもとづいてそれぞれ設定された下降速度で、前記電極を前記スクラップに対して下降動作させる電極昇降駆動装置と、
を備えた電極昇降装置。
前記第１下降指令回路は、前記電極が前記第１位置に到達するまでは、前記電極を一定速度で下降させ、前記電極が前記第１位置に到達した後には、前記第１下降指令回路は、前記第１位置と前記第２位置との間の第３位置まで前記電極を減速させる請求項１記載の電極昇降装置。
前記電極が前記第１下降指令回路によって減速された後、前記第２下降指令回路によって加速され、さらに減速される請求項２記載の電極昇降装置。