JPH02263094A - アーク炉の電極棒昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、溶解原料である鉄屑等の被溶解物（以下、ス
クラップと指称する）を溶解するアーク炉の電極棒昇降
制御装置の改良に関する。

（従来の技術） アーク炉の電極棒昇降制御は、電極棒先端とスクラップ
間を所定の距離に維持することにより、アークの安定化
、ひいては適正な品質の溶融金属を得るために非常に重
要なことである。

そこで、一般には、アーク電圧およびアーク電流を検出
し、これら検出電圧および検出電流から炉内抵抗を求め
た後、アーク電流が一定となるように電極棒の昇降制御
を行っている。

第３図はかかる従来の電極棒昇降制御装置を示す構成図
である。すなわち、この装置は、電力受電系の交流ライ
ン（図示せず）からアーク電流相当信号を取込んで整流
回路１で直流に変換した後、信号変換手段２にて前記直
流変換電流および予め定めた設定電流を用いて所定の演
算を行うことにより電極棒に実際に流れるアーク電流を
求め、さらに、電力受電系の交流ラインからアーク電圧
相当信号を取込んで整流回路３で直流に変換した後、信
号変換手段４にて実際のアーク電圧を求める。

しかる後、抵抗演算手段５を用いて前記アーク電流およ
びアーク電圧から炉内抵抗を求めるとともにこの炉内抵
抗との関係から速度制御信号を得、さらに所望のゲイン
に設定されたゲイン切換手段６および演算用アンプ７で
速度基準出力信号に変換した後、電極昇降制御部８にお
いて速度基準出力信号かモータ起動電流到達速度基準最
低値（デッドバンド）を越えたとき、電極昇降用モータ
へ駆動電流を与えて電極棒を昇降制御している。９は極
性検出用ダイオードである。

（発明が解決しようとする課題） 従って、以上のような従来装置は、スクラップの溶解状
態に応じてゲイン切換手段６のゲインを変えて電極棒の
昇降制御を行うために精度の高い制御性を実行すること
かできる。

しかし、炉内抵抗の微少変化に対して第４図（ｂ）に示
すように抵抗演算手段５の出力が徐々に増加し、これに
伴って同図（ｃ）の如く演算用アンプ７の出力である速
度基準出力信号が増加するが、モータ起動電流到達速度
基準最低値（図示イ）に達するまで、つまりデッドバン
ド領域ｔ。

内では同図（ｄ）のように電極昇降用モータが起動てき
ず、その間にアーク電流が変化するので、鋼種によって
は連続して安定なアーク電流の制御を行うことができな
い。同図（ａ）は電極昇降用モータの速度フィードバッ
ク信号である。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、アーク電流
を極微少な変化に抑えて連続的、かつ、安定にアーク電
流を制御しうるアーク炉の電極棒昇降制御装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、アーク電流および
アーク電圧から得られる炉内抵抗に基づいて速度制御信
号を得るとともに、この速度制御信号に対して適宜な利
得調整を行って得られた速度基準出力信号を受けて電極
昇降制御部が電極昇降用モータを駆動制御するアーク炉
の昇降制御装置において、前記速度制御信号のレベル変
化が所定のレベル範囲を越えたか否かを判断するレベル
検出手段と、このレベル検出手段によって速度制御信号
が前記所定のレベル範囲内のとき前記速度基準出力信号
にアーク電流の大きさに逆比例するパルス幅の補正信号
を加える速度補正手段と、前記速度制御信号が予め定め
た所定のレベル範囲を越えたとき前記補正信号なしで前
記速度基準出力信号を用いて電極棒の昇降を連続制御す
る制御手段とを備えたものである。

（作用） 従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより
、レベル検出手段により速度制御信号のレベル変化を検
出し、このレベル変化が所定のレベル範囲内のとき、つ
まりデッドバンド領域内のとき、前記利得調整後の速度
基準信号にアーク電流の大きさに逆比例するパルス幅の
補正信号を加えて電極棒の昇降を制御することにより極
微少なアーク電流の変化とし、一方、速度制御信号のレ
ベル変化がデッドバンド領域を越えたとき補正信号なし
で利得調整後の速度基準信号を用いて電極昇降用モータ
を連続制御し電極棒の昇降制御を行うものである。

（実施例） 以下、本発明装置の一実施例について第１図を参照して
説明する。なお、同図において第１図と同一部分は同一
符号を付してその詳しい説明は省略する。

すなわち、本装置は、従来と同様な構成を有するほか、
アーク電流相当信号と抵抗演算手段５の出力とを乗算し
アーク電流相当信号の大きさに応じたパルス幅調整信号
を出力するパルス幅調整手段１１と、このパルス幅調整
手段１１の出力を増幅するアンプ１２と、炉内抵抗演算
手段５の出力の極性を判別する極性判別手段１３と、前
記炉内抵抗演算手段５の出力である速度制御信号Ｐのレ
ベルか所定のレベル範囲、つまりデッドバンドに相当す
る例えば５％を越えたか否かを検出するレベル検出手段
１４と、このレベル検出手段１４によりレベル変化が５
％以内のときオン動作し、５％を越えたときオフ動作す
る例えばＦＥＴ等を用いたゲート回路１５と、このゲー
ト回路１５のオン動作時、極性判別信号に基づいてアン
プ１２の出力レベルの大きさに逆比例する幅のパルス信
号を出力し前記ゲイン切換手段６の出力に加えて速度基
準出力信号を補正するパルス発生手段１６とが設けられ
ている。図中、１７は電極昇降用モタ、１８は電極棒（
可動電極）、１９はアーク炉、２０はスクラップ、２１
は溶鋼である。

次に、以上のように構成された装置の動作について、信
号変換手段２，４の出力であるアーク炉のアーク電流お
よびアーク電圧を一定と仮定して説明する。スクラップ
１９の溶解に伴い、電極棒１８と溶鋼２１との接触面積
が逓増し、炉内抵抗が低下していく。従って、信号変換
手段４の出力であるアーク電流が下がり、炉内抵抗演算
手段５の出力Ｐが第２図（ａ）のように増加し、これに
伴って電極昇降制御部９は同図（ｂ）に示す如く電極棒
１８を上昇する方向へ動作するような駆動電流を電極昇
降用モータ１７に供給する。

このとき、レベル変化検出手段１４は炉内抵抗演算手段
５の出力Ｐが０＜Ｐ＜５％以内に有るか否かを判断し、
出力Ｐが５％以内であると判断したときゲート回路１５
をオン動作させる。一方、パルス幅調整手段１１ではア
ーク電流の大きさに逆比例するパルス幅の調整信号が出
力され、その調整信号がパルス発生手段１６に導入され
ている。

その結果、このパルス発生手段１６から極性判断手段１
３の極性検出方向にアーク電流の大きさに逆比例した状
態で電極棒を動かすための補正信号（第２図（ｃ）参照
）が出力され、前記ゲート回路１５を介してゲイン切換
手段６の出力である速度基準信号に印加される。従って
、アンプ７からは補正された第２図（ｄ）に示す速度基
準信号が出力され、この信号を受けて電極昇降制御部９
は電極昇降用モータ１７に駆動電流を供給し電極棒１８
を昇降制御する。同図（ｅ）は電極昇降用モータ１７の
速度フィードバック信号である。

ところで、レベル検出手段１４において出力Ｐが５％を
越えたか否かを判断し、例えば条件の変化による抵抗の
急変や高圧受電系の電圧変動等に伴って５％を越えたと
判断したときにはオフ信号を出力してゲート回路１５を
オフ動作する。従って、この場合にはデッドバンドを越
えているので、炉内抵抗演算手段５の出力をゲイン調整
した後、そのまま電極昇降制御部９に入力し、いわゆる
電極棒１８の昇降を連続的に制御する。

従って、以上のような実施例の構成によれば、アーク炉
設備の溶解過程において従来のようなデッドバンド付き
のみのものではデッドバンド領域内で電極昇降用モータ
ー７が起動せずアーク電流の変化による製品の品質のム
ラが発生したが、本発明装置では炉内抵抗演算手段５の
出力レベルを検出しこの検出レベルが所定のレベル範囲
内のとき、つまりデッドバンド領域内のときには常に活
かし、かつ、このときアーク電流の大きさに逆比例する
幅のパルスを速度基準出力信号に加えて補正することに
より、極微少なアーク電流の変化に抑えることができ、
ひいては安定なアーク電流の制御を実現でき、均一な品
質の製品を得ることができる。

なお、上記実施例では、特に鋼種を問題にしなかったが
、例えば鋼種に応じたベースパルス幅をパルス発生手段
１６に与えることにより、鋼種に応じた電極昇降制御を
行ってもよい。その他、本発明はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施できる。

［発明の効果］ 以上説明たように本発明によれば、デートバンド領域内
では極微少なアーク電流の変化に抑えることができ、よ
って連続的、かつ、安定にアク電流を制御でき、均一品
質の製品を得ることが可能な電極棒昇降制御装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるアーク炉の電極棒昇降制御装置
の一実施例を説明する構成図、第２図は第１図の装置の
動作を説明する波形図、第３図は従来装置の構成図、第
４図は第３図の装置の波形図である。 ２．４・・・信号変換手段、５・・・炉内抵抗演算手段
、６・・・ゲイン切換手段、８・・・電極昇降制御部、
１１・・・パルス幅調整手段、１３・・・極性判別手段
、１４・・・レベル検出手段、１５・・・ゲート回路、
１６・・・パルス発生手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アーク電流およびアーク電圧から得られる炉内抵抗に基
   づいて速度制御信号を得るとともに、この速度制御信号
   に対して適宜な利得調整を行って得られた速度基準出力
   信号に基づいて電極昇降制御部が電極昇降用モータを駆
   動制御するアーク炉の昇降制御装置において、 前記速度制御信号のレベル変化が所定のレベル範囲を越
   えたか否かを判断するレベル検出手段と、このレベル検
   出手段によって速度制御信号が前記所定のレベル範囲内
   のときアーク電流の大きさに逆比例するパルス幅の補正
   信号を前記速度基準出力信号に加える速度補正手段と、
   前記速度制御信号が予め定めた所定のレベル範囲を越え
   たとき前記補正信号なしで前記速度基準出力信号を用い
   て電極棒の昇降を連続制御する制御手段とを備えたこと
   を特徴とするアーク炉の電極棒昇降制御装置。