JPH02306137A - アーク炉における電極損耗判定方法 - Google Patents

アーク炉における電極損耗判定方法

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JPH02306137A
JPH02306137A JP12685989A JP12685989A JPH02306137A JP H02306137 A JPH02306137 A JP H02306137A JP 12685989 A JP12685989 A JP 12685989A JP 12685989 A JP12685989 A JP 12685989A JP H02306137 A JPH02306137 A JP H02306137A
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JP
Japan
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electrode
weight
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arc furnace
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JP12685989A
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Takaaki Noda
野田 孝昭
Tsutomu Takahashi
勉 高橋
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はスクラップ等の溶解をおこなうアーク炉にお
ける電極の損耗状態を判定する方法に関する。
〔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
により消耗あるいは折損するため、この電極の損耗状態
を正確に判定して、適切な時期に電極を継ぎ足して操業
を円滑におこなう必要がある。
しかし従来この電極の損耗状態の判定は、炉の操業をお
こなう現場作業者の目視により経験に基づいておこなっ
ているため、操業中に電極長さが不足するなどの事態を
生じ、炉操業およびそれに続く後工程に大きな支障をき
たすことも見受けられる。また特に溶解工程中において
万一電極が折損しても炉外からはそれを発見できず、ス
クラップ追装時等に電極を引上げた際に発見してから電
極の継ぎ足しの準備を開始していたので、円滑な炉操業
が中断され好ましくなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
この発明は上記従来の問題点を解決するもので、電極の
損耗状態を正確に、しかも炉操業中においても必要な時
に、判定することができるアーク炉における電極損耗判
定方法を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
しかしてこの出願の第1の発明は、駆動装置により昇降
駆動される電極支持体に把持された電極のアーク熱によ
り装入材の溶解をおこなうアーク炉において、前記電極
の停止状態において該電極を把持した電極支持体の重量
を計測し、この重量から電極支持体の自重を減算して電
極重量を求め、この電極重量から装人材溶解用投入電力
吊に対応する電極消耗予想重量を減算して電極予想重量
を求め、この電極予想重量と操業に必要な電極最小重量
とを比較して、電極継ぎ足し要否を判定することを特徴
とするアーク炉における電極損耗判定方法である。
また第2の発明は、駆動装置により昇降駆動される電極
支持体に把持された電極のアーク熱により装入材の溶解
をおこなうアーク炉において、前記電極の停止状態にお
いて該電極を把持した電極支持体の重量を計測し、この
Iflから電極支持体の自重を減算して電極型fjHa
を求め、次いで装入材の溶解進行後に電極停止状態にお
いて該電極を把持した電極支持体の重量を計測し、この
重量から電極支持体の自重を減算して電極重量すを求め
、前記両計測時点間に炉に投入された溶解用電力量に対
応する電極消耗予想重量を前記電極重量aから減算した
電極予想重量と、前記電極重量すとを比較して、電極折
損の有無を判定することを特徴とするアーク炉における
電極損耗判定方法である。
また第3の発明は、駆動装置により昇降駆動される電極
支持体に把持された電極のアーク熱により装入材の溶解
をおこなうアーク炉において、前記電極の停止状態にお
いて該電極を把持した電極支持体の重量Aを計測し、次
いで装入材の溶解進行後に電極を把持した電極支持体の
重量Bを計測し、前記型ωAから前記型USを減算して
電極消耗重量を求め、前記両計測時点間に炉に投入され
た溶解用電力量に対応する電極消耗予想重量と、前記電
極消耗重量とを比較して、電極折損の有無を判定するこ
とを特徴とするアーク炉における電極損耗判定方法であ
る。
〔作用〕
この発明においては、電極の停止状態において該電極を
把持した電極支持体の重量を計測するので、たとえば電
動ウィンチ式の駆動装置を有する炉の場合、電極支持体
を吊るワイヤローブの張力を検出するロードセルやワイ
ヤローブ巻胴の回転駆動系に挿入したトルクセンサなど
により、電極昇降の加減速度の影響を受けることなく、
精度よく電極支持体の重量計測および電極重量の算出を
行なうことができる。
また発明者の知見によると装入材溶解に伴なう電極の消
耗量は、投入電力量(積算電力量)にほぼ比例するので
、投入電力量から電極消耗予想重量は比較的精度よく求
められる。
第1の発明においては、上記のように精度のよい電極重
量と電極消耗予想重量とにより継ぎ足しの要否を判定す
るので、判定の信頼度は高い。
また第2および第3の発明においても、上記のように精
度のよい電極重量(第2の発明の場合)あるいは電極支
持体の重量(第3の発明の場合)と電極消耗予想重量と
により折損の有無を判定するので、判定の信頼度は高い
〔実施例〕
以下第1図および第2図によりこの発明の一実施例を説
明する。
第1図において、1は直流アーク炉で、2は炉体、3は
この炉体に被せられる炉蓋、4は炉底電極、5は電極支
持体6により把持された黒鉛電極である。電極支持体6
は、電極支柱7に基部を昇降自在にガイドされた電極支
腕8の先端に、黒鉛電極5を把持する電極ホルダー9を
取付けて成る。
この電極ホルダー9と炉底電極4の間には、図示しない
直流電源が接続されている。また10は、電極支持体6
を昇降駆動する電動ウィンチ式の駆動装置で、ワイヤロ
ーブ11を巻取る巻胴12に、電動機13を連結して成
り、14はこの電動機13の回転軸に連結したパルスジ
ェネレータから成る停止検出器である。ワイヤロープ1
1の先端に連結した接続金具11aは、ロードセルから
成る重量検出器15を介して電極支腕7に接続され、こ
の重量検出器15は、圧電素子により電極支持体6(黒
鉛電極5把持時は該電極を含む)の重量を電圧に変換し
て重量信号Swとして出力するものである。また第2図
において、16は電極重量演算回路で、その演算内容は
後述する。この電極重量演算回路16と、停止検出器1
4、および重量検出器15によって、電極重置計測装置
17が構成されている。19は電力量設定器で、1チヤ
一ジ分の溶解用電力量を図示のように時間tに対する電
力KWの操業パターンとして損耗判定回路20の継ぎ足
し判定回路部21および折損判定回路部22に入力する
ものであり、継ぎ足し判定回路部21はこの溶解用電力
量と電極重量計測装置17からの電極重量とから、後述
の演算により電極継ぎ足し要否の判定をおこない、継ぎ
足し要否判定信号を電極の重量データと共にCRT23
に出力するものである。また折損判定回路部22は、前
記電力量設定器19および電極重量計測!IA置17の
出力信号から後述の演算により電極折損有無の判定をお
こない、電極折損判定信号を電極の重量データと共にC
RT23に出力するものである。
次に上記構成の装置を用いた黒鉛電極5の損耗判定法に
ついて説明すると、先ず対象となる新規装入材溶解の前
のチャージ分の溶解終了後、黒鉛電極5を電極ホルダー
9に把持したまま適宜位置に引上げて停止させ、停止検
出器14が電動機回転に伴うパルスを発生しないことを
確認後、電極重量演算回路16において、重量検出器1
5の発する重量信号S、から電極支持体6(黒鉛電極5
を含む)の重量を算出し、これから予め計測しておいた
電極支持体6の自重を差引いて、黒鉛電極5の電極重量
W。を算出し出力する。
継ぎ足し判定回路部21は、この電極重量W。
と、電力量設定器19による対象製人材の溶解用電力量
とから、下式によって該装入材溶解終了時(時刻t4)
における黒鉛電極5の電極予想重量Wt4を算出し、操
業に必要な電極最小重量WH□との大小比較をおこなう
W、4=Wo−δ ・・・・・・(1)上式において、
δは溶解開始時から終了時t4までの黒鉛電極5の電極
消耗予想重量であり、実験により求めた定数kを用いた
次式で算出される。
δ=にΣ(KW)△t ・・・・・・(2)上記の電極
予想重量Wt4が電極最小重量WH0Nより小のときは
、継ぎ足し判定回路部21は電極継ぎ足し指令S1を発
し、Wt4の値と共に「継ぎ足し要」の表示をCRT2
3に表示する。またWt4〉W)1.Nのときは「継ぎ
足し不要」の表示がCRT23に表示される。そこで前
記の[継ぎ足し要jが表示されたら、自動電極交換装置
を用いるなど公知の方法により、黒鉛電極5の継ぎ足し
をおこなえばよい。
また新規製人材装入後、溶解が開始されると、駆動装置
10は公知の方法により制御されて黒鉛電極5を昇降駆
動してその位置制御をおこなうが、この黒鉛電極5の昇
降動作中、所定の時間(たとえば1秒間)以上黒鉛電極
5が停止して停止検出器14が停止検出(パルス零)信
号を出力し続けると、その時点(上記1秒軽過時点)t
bにおける重量検出器15の重量検出信号S、をもとに
、電極重量演算回路16は前記と同様にして黒鉛電極5
の重量W、を出力し、折損判定回路部22は、この重量
W、と、電力吊設定器19による溶解用型カバターンか
ら下式によって算出した上記時点tbにおける黒鉛電極
5の電極予想型ff1Wxとの比較をおこなう。
W =W −δ    ・・・・・・(3)×ax 上式において、W8は溶解に伴う消耗前の電極重量で、
このWaとしては、前記継ぎ足し判定により継ぎ足しを
おこなわなかったときは、前記電極子ff1W。を用い
、継ぎ足しをおこなった場合は継ぎ足し後の電極重量を
電極重量計測装置17により前記と同様に計測して得た
新たなW。を用いる。またδ8は溶解開始時から時点t
bまでの黒鉛電極5の電極消耗予想重量で、(2)式と
同様な下式により算出される。
【b δ、=にΣ(KW)Δt  ・・・・・・(4)そして
折損判定回路部22においては、上記のW、W、をもと
に下記(5)式の条件が満たされ× るか否かを判定する。式中、Rは1世計測装置17の計
測精度および(4)式の計算精度に余裕重量を加えたも
ので、たとえば定尺電極の重量が260 Kgのものに
対してR=10Kg程度とする。
Wx−Wb≦R−−−−−−(5) 上式の条件が満たされないときは、電極重量が電極予想
重量より大巾に減少していることになり、電極の折損が
発生したとして、折損判定回路部22は折損検出信号S
2を発し、Wbの値と共に「電極折損発生」の表示がC
RT23に表示される。
また上式の条件が満たされたときは「電極折損なし」の
表示がCRT23に・表示される。そこで前記の1電極
折損発生」が表示されたら、電極継ぎ足しの準備をおこ
ない、スクラップ連装時(時刻t2〜t3)あるいは溶
解終了時(時刻t4)等に、自動電極交換装置を用いる
などの公知の方法により、黒鉛電極5の継ぎ足しをおこ
なえばよい。
なおこれに先立って、前記W、を継ぎ足し判定回路部2
1に入力するとともに、時刻tbから時刻t4 (ある
いはt2)までの黒鉛電極5の電極消耗予想重量を(2
)式より算出して用い、継ぎ足し判定回路部21によっ
て前記と同様にして継ぎ足しの要否を判定すれば、折損
に伴う継ぎ足しの要否を確認できる。
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、たと
えば上記実施例では溶解進行後の電極子ff1bと電極
予想重量の比較により電極折損の有無を判定したが、同
様に上記(3)〜(5)式の関係を利用して、溶解進行
前後の電極重量の変化量と電極消耗予想型(3)との比
較により電極折損の有無を判定してもよ(、この判定法
も第2の発明に包含されるものである、ざらに第3の発
明のように溶解進行前後の電極支持体6(M極を含む)
の重量の変化量と電極消耗予想重量との比較により、電
極折損の有無を判定するようにしてもよい。また上記実
施例では継ぎ足し判定回路部21と折損判定回路部22
の両方で損耗状態を判定したが、継ぎ足し判定回路部2
1を用いずに別の電極長計測装置などにより継ぎ足し要
否を判定したり、あるいは折損判定回路部22を用いず
に継ぎ足し判定回路部21を溶解工程中も作動させて、
溶解中における継ぎ足し指令の出力により折損発生を検
出するようにしてもよい。また折損判定に用いる溶解進
行前の電極重量(第2の発明の電極子ff1a)および
電極支持体の重量(第3の2発明の重量A)は、必ずし
も溶解開始前の重量でなくてもよく、溶解中あるいはス
クラップ連装時などにおける計測にもとずり重量を用い
てもよい。また重量検出器14としては、たとえば巻胴
12と電動!fi13の間に接続されたトルクセンサ等
、地形式の検出器を使用してもよい。さらに電極支持体
6は、たとえば昇降自在にガイドされた電極支柱7の下
端部に動滑車を軸支して電動ウィンチにより昇降させる
ものなど、上記実施例以外の形式の電極支持体であって
もよい。
またこの発明は直流アーク炉のほか、可動電極を複数本
そなえた交流アーク炉にも適用できるものであり、この
場合は各電極について上記と同様にして損耗状態の判定
をおこなえばよい。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、電極の損耗状態
を目視によらず正確に判定することができ、また装入材
の溶解工程中においても電極の折損の有無を判定するこ
とができ、炉の円滑な操業に寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の方法に用いる装置の一例を示す機器
配置図、第2図は同じくブロック線図である。 1・・・直流アーク炉、5・・・黒鉛電極、6・・・電
極支持体、10・・・駆動装置、14・・・停止検出器
、15・・・型間検出器、16・・・電極重層演算回路
、17・・・電極重量計測装置、19・・・電力吊設定
器、20・・・損耗判定回路、21・・・継ぎ足し判定
回路部、22・・・折損判定回路部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、駆動装置により昇降駆動される電極支持体に把持さ
    れた電極のアーク熱により装入材の溶解をおこなうアー
    ク炉において、前記電極の停止状態において該電極を把
    持した電極支持体の重量を計測し、この重量から電極支
    持体の自重を減算して電極重量を求め、この電極重量か
    ら装入材溶解用投入電力量に対応する電極消耗予想重量
    を減算して電極予想重量を求め、この電極予想重量と操
    業に必要な電極最小重量とを比較して、電極継ぎ足し要
    否を判定することを特徴とするアーク炉における電極損
    耗判定方法。 2、駆動装置により昇降駆動される電極支持体に把持さ
    れた電極のアーク熱により装入材の溶解をおこなうアー
    ク炉において、前記電極の停止状態において該電極を把
    持した電極支持体の重量を計測し、この重量から電極支
    持体の自重を減算して電極重量aを求め、次いで装入材
    の溶解進行後に電極停止状態において該電極を把持した
    電極支持体の重量を計測し、この重量から電極支持体の
    自重を減算して電極重量bを求め、前記両計測時点間に
    炉に投入された溶解用電力量に対応する電極消耗予想重
    量を前記電極重量aから減算した電極予想重量と、前記
    電極重量bとを比較して、電極折損の有無を判定するこ
    とを特徴とするアーク炉における電極損耗判定方法。 3、駆動装置により昇降駆動される電極支持体に把持さ
    れた電極のアーク熱により装入材の溶解をおこなうアー
    ク炉において、前記電極の停止状態において該電極を把
    持した電極支持体の重量Aを計測し、次いで装入材の溶
    解進行後に電極を把持した電極支持体の重量Bを計測し
    、前記重量Aから前記重量Bを減算して電極消耗重量を
    求め、前記両計測時点間に炉に投入された溶解用電力量
    に対応する電極消耗予想重量と、前記電極消耗重量とを
    比較して、電極折損の有無を判定することを特徴とする
    アーク炉における電極損耗判定方法。
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