JPH06307766A - 製鋼用アーク炉の電力投入制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アーク炉操業において短時間で容易に測定で
き、かつ装入原材料の溶解・精錬・昇熱に必要な電力と
相関関係がある操業因子を用いて最適な電力投入制御を
行うことにより、電気エネルギー効率の向上と作業負荷
の軽減、省力化を図る。 【構成】 アーク炉のの原材料の溶解終了時の溶鋼を精
錬・昇熱するのに必要な投入電力量を溶解終了時の溶鋼
中の炭素濃度の測定結果により決定し、投入電力を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスクラップおよび合金鉄
などの原材料の溶解・精錬・昇熱に使用される製鋼用ア
ーク炉における電力投入制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクラップおよび合金鉄などの原材料の
溶解・精錬・昇熱に使用される製鋼用アーク炉において
は生産性の向上、生産コストの低減のために設備面およ
び操業面から種々の取り組みがなされている。電力投入
制御技術の面では、製鋼用アーク炉の主たるエネルギー
である電機エネルギー効率の向上、電力投入操作を行う
作業者の作業負荷の軽減あるいは電力投入操作の無人化
を目的として種々の制御方法が提案されている。

【０００３】その最も一般的な方法は、原材料の溶解あ
るいは精錬・昇熱に必要な電力量および電力投入パター
ンを原材料の基準装入量に対して過去の操業実績をもと
に鋼種、操業パターン毎に設定してコンピューターに入
力し、実績装入量の測定値によってその設定値および設
定パターンを補正して自動的に電力を投入するものであ
る。

【０００４】しかしながら従来方法では、実際の操業に
おいて装入される原材料に成分、含有可燃物量のばらつ
きがあり反応熱に差があること、また原材料を予熱する
場合には予熱の程度の違いによりその含有熱量や酸化度
合いに差があることなどの理由から、原材料の溶解・精
錬・昇熱に要するエネルギーは各チャージで大きく変動
するため、この変動に応じた最適な電気エネルギーの投
入ができず、必ずしも電気エネルギーの面で最大効率を
引き出せていないのが実情である。

【０００５】その結果、投入電力の増減、電力の入り切
りのタイミングは今なお作業者の判断に頼るケースがほ
とんどであり、特に精錬・昇熱期においては高温の炉の
前に立った作業者がスラグの状態や溶鋼の温度の上昇度
合いを見ながら操作室内の作業者に電力投入の指示を与
えており、作業負荷の軽減という面においても目ざまし
い改善がなされたとは言い難い。

【０００６】これら問題点を解決すべく、アーク炉にお
けるエネルギーバランスをとり、電力投入制御を行う方
法が特公平４ー６４１５６号公報で提案されている。該
方法は、アーク炉の通電前に必要電力量を想定熱収支に
より決定するものであり、さらには実績熱収支の計算結
果により次のチャージでの設定通電量を補正し、その精
度を向上させようとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
電力投入の制御方法技術においても次のごとき問題点が
ある。熱収支により必要電力量を決定するためには正確
な熱収支をとる必要があり、その方法は、日本工業規格
ＪＩＳＧ０７０３ アーク炉の熱勘定方式などに示され
ている。

【０００８】しかしながら生産性を追求している実際の
操業において、装入原材料の成分、溶解・精錬過程で生
成されるスラグの成分や重量を測定することは不可能あ
るいは極めて困難なことであり、熱収支を計算する上で
その前段階となる物質収支を正確に把握できない。また
熱収支の出熱の中で大きな割合を占める排ガスの温度、
風量および成分を測定する必要があるが、これらを長時
間にわたって正確に測定することが困難であるため、入
熱と出熱のバランスが取れない事態が度々生じる。

【０００９】以上のごとく実際の操業において正確な熱
収支を計算することは困難であり、おのずと熱収支によ
って決定された電力量と実績電力量に差を生じる場合が
多く、最適な電力投入制御が十分できないという問題が
ある。

【００１０】本発明は、このような現状の電力投入制御
方法の問題点に鑑み、通常のアーク炉操業において短時
間で容易に測定でき、且つ装入原材料の溶解・精錬・昇
熱に必要な電力量と相関関係がある操業因子を用いて最
適な電力投入制御を行う方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係るアーク炉の電力投入制御方法は、ス
クラップおよび合金鉄などの原材料の溶解・精錬・昇熱
に使用される製鋼用アーク炉の電力投入制御方法におい
て、前記原材料の溶解終了時の溶鋼を精錬・昇熱するの
に必要な投入電力量を、溶解終了時の溶鋼中の炭素濃度
により決定し、前記溶解終了時から目標とする出鋼時刻
までの通電時間と前記投入電力量とから投入電力を設定
することを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明のアーク炉の電力投入制御方法において
は、通常のアーク炉操業において短時間で容易に測定で
き、かつ装入原材料の溶解・精錬・昇熱に必要な電力量
と相関関係がある溶解終了時の溶鋼中の炭素濃度という
操業因子を用いて原材料の溶解終了後の溶鋼を精錬・昇
熱するのに必要な投入電力量を決定することにより、最
適な電力投入パターンを得ると共に作業負荷の軽減、省
力化が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２に基づ
いて説明する。図１は本発明の電力投入制御方法を示す
ブロック図、図２は本発明の制御において必要電力量を
決定する際に用いられる原材料の溶解終了時の溶鋼中の
炭素濃度と必要全電力原単位の関係を示す図の一例であ
る。

【００１４】図２中の曲線は実際の操業において得られ
たデータ（図中・印）を回帰したもので、この関係は種
々の操業形態において普遍的なものである。但し、操業
形態の違い、例えば１チャージに要する操業時間、電気
および燃料等のエネルギーの投入速度や使用割合などに
よって必要全電力原単位の絶対値は変わるが、各操業形
態に応じた溶解終了時の溶鋼中の炭素濃度と必要全電力
原単位の関係を求めることによって本発明の電力投入制
御方法に適応可能となる。

【００１５】図１において、１および２は演算器、３は
積算電力計、４は溶鋼中炭素濃度の測定計、５は原材料
の実績装入量積算計を示している。すなわち、溶鋼中炭
素濃度の測定計４から送られてくる溶解終了時の溶鋼中
炭素濃度の測定結果により、演算器１で例えば第２図に
示したような溶解終了時の溶鋼中炭素濃度対必要全電力
原単位の曲線から当該チャージで必要な全電力原単位が
もとめられ、さらに実績装入量積算計５から送られる当
該チャージの実績装入量を乗じて当該チャージで必要な
全電力量が求められる。

【００１６】次に演算器２で当該チャージで必要な全電
力量から積算電力計３で積算されている溶解終了時まで
の実績電力量を減じて、当該チャージの精錬・昇熱に必
要な電力量が求められ、この電力量をタイマー等でカウ
ントされている目標出鋼時刻までの残り時間で除すこと
によって、精錬・昇熱期の設定電力が決定される。ま
た、アーク炉とその後工程との関係において頻繁に出鋼
温度を高めるあるいは低くするような操業が行われる場
合は、基準出鋼温度との差によって生じる必要電力量の
差を加減する補正演算部（図示せず）を設けることが有
効である。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 （１）原材料の溶解・精錬・昇熱に必要な電力量を従来
技術に比べ、高い精度でかつ容易に推定でき、最適な電
力投入制御が可能となる。 （２）作業者による作業、判断が最も多く要求される精
錬・昇熱期において、作業者が電力投入制御をする必要
がなくなり、作業負荷の軽減、省力化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電力投入制御方法の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明の制御において必要電力量を決定する際
に用いられる原材料の溶解終了時の溶鋼中の炭素濃度と
必要全電力原単位の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 演算器 ２ 演算器 ３ 積算電力計 ４ 溶鋼中炭素濃度の測定計 ５ 原材料の実績装入量積算計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクラップおよび合金鉄などの原材料の
   溶解・精錬・昇熱に使用される製鋼用アーク炉の電力投
   入制御方法において、前記原材料の溶解終了時の溶鋼を
   精錬・昇熱するのに必要な投入電力量を、溶解終了時の
   溶鋼中の炭素濃度により決定し、前記溶解終了時から目
   標とする出鋼時刻までの通電時間と前記投入電力を設定
   することを特徴とする製鋼用アーク炉の電力投入制御方
   法。