JPH0254891A

JPH0254891A - 直流アーク炉の電流制御方法

Info

Publication number: JPH0254891A
Application number: JP63205805A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimizu; 洋清水; Shoichi Takahashi; 昭一高橋; Toshimichi Maki; 牧　敏道; Norio Ao; 範夫青; Kinzo Okazaki; 岡崎　金造
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; JFE Engineering Corp
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1988-08-19
Publication date: 1990-02-23
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JP2683371B2

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〕本発明は、特に直流アーク炉の可動電極が被溶解物であ
るスクラップと接触して短絡状態となった場合のアーク
電流を制御する直流アーク炉の電流制御方法に関する。

〔従来の技術〕

第２図は直流アーク炉の全体構成図であって、直流アー
ク炉本体１は底部に炉底電極２が設けられるとともに上
部に炉蓋３が配置されて閉じられるようになっている。

又、この炉蓋３の中央部には孔４が形成され、この孔４
に可動電極５が配置されている。なお、この直流アーク
炉本体１の内部には被溶解物であるスクラップ６が投入
される。

又、可動電極５は昇降装置７によって直流アーク炉１の
内部において昇降されるようになっている。

すなわち、昇降装置７は、電極昇降用電動機８が設けら
れ、この電動機８の回転軸がウィンチ９と連結されてい
る。このウィンチ９には一端が固定されたワイヤ１０が
掛けられ、このワイヤ１０にマスト１１のローラ１２が
掛けられている。そして、マスト１１にはホルダアーム
１３が設けられ、このホルダアーム１３に前記可動電極
５が設けられている。

一方、可動電極５への電流供給系は次のようになってい
る。炉用変圧器１４の一次側には送電系統１５が接続さ
れ、又同変圧器１４の二次側には双方向整流器としての
サイリスク変換器１６が接続されている。そして、この
サイリスタ変換器１６の出力側にリアクトル１７を介し
て前記可動電極５が接続されている。又、この電流供給
系にはアーク電圧及びアーク電流の各制御系が設けられ
ている。すなわち、アーク電圧制御系は、炉底電極２と
可動電極５との間に電圧検出器１８が接続され、この電
圧検出３１８から出力される検出電圧つまりアーク電流
が加算器１９に送られている。この加算器１９には電圧
設定器２０に設定された設定電圧が入力しており、加算
器１９は検出゛電圧と設定電圧との電圧偏差を求めて調
節部２１に送出している。しかして、この調節部２１は
ＰＩ制御に従って電圧偏差に応じた昇降制御信号を求め
この信号を電極昇降用電動機８に送出する。

これにより可動電極５はスクラップ６とのギャップが適
正に保たれる。一方、アーク電流制御系は、リアクトル
１７と可動電極５との間に電流検出器２２が接続され、
この電流検出器２２から出力される検出電流つまりアー
ク電流が加算器２３に送られるようになっている。この
加算器２３には電流設定器２４に設定された設定電流が
入力しており、加算器２３は検出電流と設定電流との偏
差電流を求めてゲート制御部２５へ送出している。かく
して、このゲート制御部２５は偏差電流に応じてサイリ
スク変換器１６のゲート点弧角を制御している。

しかるに、以上の構成であれば、可動電極５とスクラッ
プ６との間にアークＱが発生してスクラップ６は溶解す
る。この溶解の状態を第３図を参照して説明すると、先
ず同図（ａ）に示すようにスクラップ６が溶解するに従
って可動電極５が下降される。つまり、操業パターンに
おけるポーリングである。そして、このポーリングによ
り可動電極５は同図（ｂ）に示すように直流アーク炉本
体１の底部に到達して安定期となる。この安定期が過ぎ
ると、同図（Ｃ）に示すようにスクラップ６の溶解によ
って直流アーク炉本体１の壁側のスクラップ６が崩れ落
ちる。そして、この−崩れ落ちたスクラップ６と可動電
極５との間でアークが発生してスクラップ６は溶解する
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、以上のようなスクラップ６の溶解中ではスク
ラップ６が崩れ落ちるが、この崩れ落ちるときスクラッ
プ６が可動電極５に接触しなければ良いが可動電極５に
接触したり、又崩れ落ちたスクラップ６が可動電極５に
接触した状態になることがある。このようにスクラップ
６と可動電極５とが接触すると、電気的に短絡状態とな
って非常に大きな短絡電流が流れる。このため、アーク
は発生せずにスクラップ６の溶解が全く進行しないばか
りでなく、可動電極５の電流供給系に対してダメージを
与えてしまうので、従来は短絡電流（例えば、定格電流
の１２０％以上）が所定期間続いた場合、これをアーク
電流監視部２６で監視し、短絡判定部２７を通して可動
電極５を最大スピードで引き上げるが、所定期間内に短
絡電流をおさえることができない場合は炉用しゃ断器２
８を開いて機器の保護を行なっている。従って、その都
度操業を中断することになる。

そこで本発明は、・可動電極と被溶解物とが接触して短
絡状態となったときでも短絡電流を短時間に抑制でき操
業を中断することのない直流アーク炉の電流、制御方法
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段と作用〕

本発明は、双方向整流器で整流された直流電流を直流ア
ーク炉の可動電極に供給して直流アーク炉内の肢溶解物
を溶解する直流アーク炉の電流制御方法において、直流
アーク炉のアーク電流が一定値以上流れていて、かつア
ーク電圧が所定電圧よりも低くなり、この状態が所定期
間続いた場合に双方向整流器の点弧角を所定角で一定制
御するとともに可動電極を急速に上昇させて上記目的を
達成しようとする直流アーク炉の電流制御方法である。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について説明する。なお、第２
図と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省
略する。

第１図は直流アーク炉の電流制御方法を適用した電流制
御装置の全体構成図である。同図において３０はアーク
電圧監視部であり、３１はアーク電流監視部であって、
アーク電圧監視部３０は電圧検出器１８からの検出電圧
を受けるようになっており、又アーク電流監視部３１は
電流検出器２２からの検出電流を受けるようになってい
る。

アーク電圧監視部３０は、予め所定の比較電圧が設定さ
れ、この比較電圧と検出電圧とを比較して検出電圧が比
較電圧よりも低下したときに電圧低下信号を送出する機
能を有するものである。又、アーク電流監視部３１は、
予め所定の比較電流例えば定格電流の２０９６が設定さ
れ、この比較電流と検出電流とを比較して検出電流が比
較電流よりも増加したときに電流が流れていることを示
す通流信号を送出する機能を有するものである。又、３
２は短絡判定部であって、この短絡判定部３２はアーク
電圧監視部３０からの電圧低下信号及びアーク電流監視
部３１からの通流信号を受け、これら信号が共に所定期
間続けて受けたときに可動電極５とスクラップ６とが短
絡したと判定する機能を有している。そして、この短絡
判定部３２は短絡と判定したときにゲート制御部２５に
対してサイリスク変換器１６の点弧角を所定角で一定に
固定させる指令を送出し、これと同時に調節部２１に対
して可動電極５を急速に上昇させる指令を送出する機能
を有している。なお、サイリスク変換器１６の点弧角を
所定角で一定に固定する場合、そのときのアーク電流は
例えば電流供給系の定格電流に設定される。又、短絡判
定部３２はサイリスク変換器１６を一定の点弧角にする
とともにｉ１Ｊ動電極５を急速に上昇させた後、アーク
電圧監視部３０を通ってくる電圧検出器１８の検出電圧
を受け、この検出電圧が所定電圧まで高くなったことを
検出してサイリスク変換器１６の点弧角固定を解除して
電流制御系に戻すとともに可動電極５の昇降を解除して
電圧制御系に戻す機能を有している。

次に」二記の如く構成された装置での短絡発生時の作用
について説明する。

可動電極５に直流゛電圧が供給されて可動電極５とスク
ラップ６との間にアークＱが発生すると、スクラップ６
は溶解する。なお、このとき可動電極５とスクラップ６
との間のアーク電圧が検出されて加算器１９に送られて
設定電圧との偏差電圧が求められ、この偏差電圧が調節
部２１に送られる。そして、この調節部２１からは偏差
電圧を零とするような昇降制御信号が電極昇降用電動機
８に送られて可動電極５が昇降制御される。又、これと
同時にアーク電流が電流検出器２２により検出されて加
算器２３に送られて設定電流との偏差電流が求められ、
この偏差電流がゲート制御部２５に送られる。そして、
このゲート制御部２５から偏差電流を零とするようなゲ
ート信号がサイリスク変換器１６のゲートに送られる。

又、これと同時にアーク電圧監視部３０はアーク電圧が
比較ｒａ圧よりも低下したかを監視するとともにアーク
電流監視部３１はアーク電流が流れているか否かを！監
視している。

このような状態にスクラップ６の溶解が進むと、第３図
（Ｃ）に示すようにスクラップ６か崩れ落ちる。さて、
このとき崩れ落ちたスクラップ６が可動電極５に接触す
ると、アーク電圧は低下するとともにアーク電流が激増
する。しかるに、アーク電圧監視部３０はアーク電圧が
比較電圧よりも低下したことを検出して電圧低下信号を
短絡判定部３２へ送出する。又、これと同時にアーク電
流監視部３１はアーク電流が比較電流よりも大きい時に
はいつも通流生信号を短絡判定部３２へ送出している。

この短絡判定部３２は電圧低下信号及び通流生信号を共
に受け、これら信号が所定期間続けて受けたことを検出
すると可動電極５とスクラップ６とが短絡したと判定す
る。そして、短絡判定部３２は短絡の判定によりゲート
制御部２５ヘサイリスタ変換器１６の点弧角を所定角で
一定に固定する指令を送出するとともに調節部２１に対
して可動電極５を急速に上昇させる指令を送出する。こ
れにより、アーク電流は定格電流以下に抑えられるとと
もに可動電極５がスクラップ６と離れるまで急速上昇す
る。可動電極５とスクラップロとが離れると電圧が発生
する。さらにギャップが広がってアーク電圧は高くなる
。そうして、可動電極５が上昇してアーク電圧が高くな
り、このアーク電圧が所定電圧以上になると、短絡判定
部３２はゲート制御部２５への指令を停止してゲート電
流制御をアーク電流制御系に戻すとともに調節部２１へ
の指令を停止して可動電極５の昇降制御をアーク電圧制
御系に戻す。

このように上記一実施例においては、直流アーク炉のア
ーク電流が比較電流以上流れている状態でアーク電圧が
比較電圧よりも低くなるとともにその状態が所定期間続
いた場合にサイリスク変換器１６の点弧角を所定角で一
定に固定するとともに６Ｉ動電極５を急速に上昇させる
ようにしたので、６Ｊ動電極５とスクラップ６とが接触
して短絡状態となっても極めて短時間でこのときの短絡
電流をほぼ定格電流に抑えることができる。従って、短
絡が発生してもスクラップ溶解の操業にロスが生じるこ
となく継続できて生産性を向上でき、さらに短絡電流に
より電流供給系に損害を与えることかない。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、サ
イリスク変換器１６の点弧角を一定とするゲート信号は
、ゲート制御部２５からのゲート信号をしゃ断して短絡
判定部３２から直接サイリスク変換器１６のゲートに供
給するようにしてもよい。又、可動電極５を急速に上昇
させる場合、直接電極昇降用電動機８に制御信号を供給
するようにしてもよい。又、サイリスタ変換器１６以外
の整流装置であっても適用できる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、可動電極と彼溶解
物とが接触して短絡状態となったときでも短絡電流を短
時間に抑制でき操業を中断することのない１１１流アー
ク炉の電流制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる直流アーク炉の電流制御方法を
適用した直流アーク炉の電流制御装置の全体構成図、第
２図は従来技術を説明するための図、第３図は直流アー
ク炉の操業状態を示す図である。１・・・アーク炉本体、２・・・炉底電極、３・・・炉
蓋、５・・・可動電極、６・・・スクラップ、７・・・
昇降装置、１４・・・炉用変圧器、１６・・・サイリス
ク変換器、１７・・・リアクトル、１８・・・電圧検出
器、１９・・・加算器、２０・・・電圧設定器、２１・
・・調節部、２２・・・電ｉ検出器、２３・・・加算器
、２４・・・電流設定器、２５・・・ゲート制御部、３
０・・・アーク電圧監視部、３１・・・アーク電流監視
部、３２・・・短絡判定部。 −−一工浜典出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（ａ）（ｂ）（ｃ）第図

Claims

【特許請求の範囲】

双方向整流器で整流された直流電流を直流アーク炉の可
動電極に供給して前記直流アーク炉内の被溶解物を溶解
する直流アーク炉の電流制御方法において、前記直流ア
ーク炉のアーク電圧が所定電圧よりも低くなるとともに
前記直流アーク炉のアーク電流が所定電流よりも大きい
状態が所定期間続いた場合に前記双方向整流器の点弧角
を所定角で一定制御するとともに前記可動電極を急速に
上昇させることを特徴とする直流アーク炉の電流制御方
法。