JPH08165510A - 直流アーク炉の溶鋼レベル検知装置 - Google Patents
直流アーク炉の溶鋼レベル検知装置Info
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- JPH08165510A JPH08165510A JP33216994A JP33216994A JPH08165510A JP H08165510 A JPH08165510 A JP H08165510A JP 33216994 A JP33216994 A JP 33216994A JP 33216994 A JP33216994 A JP 33216994A JP H08165510 A JPH08165510 A JP H08165510A
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- Japan
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- arc
- electrode
- molten steel
- length
- upper electrode
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶鋼レベルが連続的に変化するスクラップの
連続投入操業での非消耗式酸素吹き込み装置の位置制御
及び溶鋼温度測定装置の高さ制御を可能にし、レイアウ
トの制約を受けずに安価な装置を構成する。 【構成】 電極ホルダー高さ検出手段により計測された
電極ホルダー高さ、上部電極長さ検出手段により計測さ
れた電極ホルダー下の上部電極長さとアーク電圧設定値
に基づき電極ホルダー高さと電極ホルダー下の電極長さ
より電極先端高さを演算する電極先端高さ演算器、アー
ク電圧設定値よりアーク長さを演算するアーク長さ演算
器と、前記電極先端高さとアーク長さより溶鋼レベルを
演算する溶鋼レベル演算器で構成されることを特徴とす
る溶鋼レベル検知装置。
連続投入操業での非消耗式酸素吹き込み装置の位置制御
及び溶鋼温度測定装置の高さ制御を可能にし、レイアウ
トの制約を受けずに安価な装置を構成する。 【構成】 電極ホルダー高さ検出手段により計測された
電極ホルダー高さ、上部電極長さ検出手段により計測さ
れた電極ホルダー下の上部電極長さとアーク電圧設定値
に基づき電極ホルダー高さと電極ホルダー下の電極長さ
より電極先端高さを演算する電極先端高さ演算器、アー
ク電圧設定値よりアーク長さを演算するアーク長さ演算
器と、前記電極先端高さとアーク長さより溶鋼レベルを
演算する溶鋼レベル演算器で構成されることを特徴とす
る溶鋼レベル検知装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、上部電極と炉底電極と
の間でアークを形成することにより、スクラップ等の被
溶解金属を溶解加熱するための直流アーク炉の溶鋼レベ
ル検知装置に関するものである。
の間でアークを形成することにより、スクラップ等の被
溶解金属を溶解加熱するための直流アーク炉の溶鋼レベ
ル検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】直流アーク炉は、交流アークのように３
本の上部電極を必要とせず、少なくとも１本の上部電極
と炉底電極との間でアークを形成することによりスクラ
ップ等の被溶解金属を溶解加熱するもので、構造が簡単
であるため測温・サンプリング装置等の自動化設備を容
易に設置できるという利点を有する。さらに所定のエネ
ルギーを炉内に投入するためには、アーク電流及びアー
ク電圧を一定に保つ必要があるが、直流アーク炉におい
てはアーク電流は実際のアーク電流とあらかじめ設定さ
れた電流を比較し、サイリスタ整流器の位相角を数ｍＳ
〜数＋ｍＳの非常に短時間で制御可能であるため、交流
アーク炉に見られるようなスクラップ等の被溶解金属に
よる炉内短絡により、電源設備がトリップし操業中断を
きたすという現象はほぼ皆無である。よって、交流アー
ク炉に見られるような電源設備のトリップ回避のための
オペレータ介入を必要としないため自動化に適する。
本の上部電極を必要とせず、少なくとも１本の上部電極
と炉底電極との間でアークを形成することによりスクラ
ップ等の被溶解金属を溶解加熱するもので、構造が簡単
であるため測温・サンプリング装置等の自動化設備を容
易に設置できるという利点を有する。さらに所定のエネ
ルギーを炉内に投入するためには、アーク電流及びアー
ク電圧を一定に保つ必要があるが、直流アーク炉におい
てはアーク電流は実際のアーク電流とあらかじめ設定さ
れた電流を比較し、サイリスタ整流器の位相角を数ｍＳ
〜数＋ｍＳの非常に短時間で制御可能であるため、交流
アーク炉に見られるようなスクラップ等の被溶解金属に
よる炉内短絡により、電源設備がトリップし操業中断を
きたすという現象はほぼ皆無である。よって、交流アー
ク炉に見られるような電源設備のトリップ回避のための
オペレータ介入を必要としないため自動化に適する。
【０００３】アーク電圧については、実際のアーク電圧
と電圧設定器によりあらかじめ設定された電圧を比較
し、その電圧偏差が零となるように上部電極の位置を制
御することにより一定に保つことが出来る。直流アーク
炉における代表的な自動化設備として、溶鋼温度測定及
び溶鋼分析のためのサンプルを採取する測温・サンプリ
ング装置及び冶金反応促進のための酸素・カーボンを溶
鋼に吹き込む非消耗式の溶鋼への酸素吹き込み装置が上
げられる。
と電圧設定器によりあらかじめ設定された電圧を比較
し、その電圧偏差が零となるように上部電極の位置を制
御することにより一定に保つことが出来る。直流アーク
炉における代表的な自動化設備として、溶鋼温度測定及
び溶鋼分析のためのサンプルを採取する測温・サンプリ
ング装置及び冶金反応促進のための酸素・カーボンを溶
鋼に吹き込む非消耗式の溶鋼への酸素吹き込み装置が上
げられる。
【０００４】測温・サンプリング装置については、溶鋼
上面に存在するスラグの巻き込み防止及び測定の再現性
を確保するための溶鋼レベルを基準として測定点が設定
することが一般に行われている。非消耗式の溶鋼への酸
素吹き込み装置においても効率の良い冶金反応を達成す
るためには、非消耗式の溶鋼への酸素吹き込み装置の吹
き込み位置と溶鋼レベルの距離が重要であることは、特
願平０４−３５７３６３号に示すところである。従っ
て、直流アーク炉の操業、特に溶鋼レベルが連続的に変
化するスクラップの連続投入操業では、溶鋼レベル検知
装置は、非消耗式の溶鋼への酸素吹き込み装置の位置制
御及び溶鋼温度測定装置の高さ制御には必要不可欠な装
置である。
上面に存在するスラグの巻き込み防止及び測定の再現性
を確保するための溶鋼レベルを基準として測定点が設定
することが一般に行われている。非消耗式の溶鋼への酸
素吹き込み装置においても効率の良い冶金反応を達成す
るためには、非消耗式の溶鋼への酸素吹き込み装置の吹
き込み位置と溶鋼レベルの距離が重要であることは、特
願平０４−３５７３６３号に示すところである。従っ
て、直流アーク炉の操業、特に溶鋼レベルが連続的に変
化するスクラップの連続投入操業では、溶鋼レベル検知
装置は、非消耗式の溶鋼への酸素吹き込み装置の位置制
御及び溶鋼温度測定装置の高さ制御には必要不可欠な装
置である。
【０００５】そこで、特開平０２−１４５７１６号公報
で追加装入の時期或いは溶け落ち時期の判定等を行うた
めに炉体より外れた出鋼口付近にレベル計を設置するこ
とにより溶鋼レベルを計測する溶解の進捗診断方法が提
案されている。
で追加装入の時期或いは溶け落ち時期の判定等を行うた
めに炉体より外れた出鋼口付近にレベル計を設置するこ
とにより溶鋼レベルを計測する溶解の進捗診断方法が提
案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この提案では、出向口
付近にレベル計を設置することにより、溶鋼レベルを計
測して溶解の進捗診断可能となったが、出鋼口を有しな
いアーク炉に適用できず、また既設に追加設置する場
合、出鋼口周辺のレイアウト改造が必要になり複雑化を
招く。さらにフロート等の消耗品あるいはレベル計の整
備が必要になるためランニングコストが発生する等の欠
点を有している。このような従来技術の問題点に鑑み、
本発明の目的は、設置にあたりレイアウトの制約を受け
ず安価な溶鋼レベル検知装置を提供することにある。
付近にレベル計を設置することにより、溶鋼レベルを計
測して溶解の進捗診断可能となったが、出鋼口を有しな
いアーク炉に適用できず、また既設に追加設置する場
合、出鋼口周辺のレイアウト改造が必要になり複雑化を
招く。さらにフロート等の消耗品あるいはレベル計の整
備が必要になるためランニングコストが発生する等の欠
点を有している。このような従来技術の問題点に鑑み、
本発明の目的は、設置にあたりレイアウトの制約を受け
ず安価な溶鋼レベル検知装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、電極ホルダー高さ検出手段により計測され
た電極ホルダー高さと上部電極長さ検出手段により計測
された電極ホルダー下の上部電極長さより電極先端高さ
を演算する電極先端高さ演算器、アーク電圧よりアーク
長さを演算するアーク長さ演算器と、前記電極先端高さ
とアーク長さより溶鋼レベルを演算する溶鋼レベル演算
器で構成する溶鋼レベル検知装置により達成される。
明によれば、電極ホルダー高さ検出手段により計測され
た電極ホルダー高さと上部電極長さ検出手段により計測
された電極ホルダー下の上部電極長さより電極先端高さ
を演算する電極先端高さ演算器、アーク電圧よりアーク
長さを演算するアーク長さ演算器と、前記電極先端高さ
とアーク長さより溶鋼レベルを演算する溶鋼レベル演算
器で構成する溶鋼レベル検知装置により達成される。
【０００８】
【作用】本発明の直流アーク炉の溶鋼レベル検知装置
は、電極ホルダー高さ検出手段で電極ホルダーの高さを
計測し、上部電極長さ検出手段で電極ホルダー下の上部
電極長さを計測し、夫々の計測値により上部電極先端の
位置を演算し、またアーク電圧からアーク電圧とアーク
長さの関係式を用いてアーク長さを演算して、演算され
た上部電極先端の位置とアーク長さから溶鋼レベルを演
算して検知する。
は、電極ホルダー高さ検出手段で電極ホルダーの高さを
計測し、上部電極長さ検出手段で電極ホルダー下の上部
電極長さを計測し、夫々の計測値により上部電極先端の
位置を演算し、またアーク電圧からアーク電圧とアーク
長さの関係式を用いてアーク長さを演算して、演算され
た上部電極先端の位置とアーク長さから溶鋼レベルを演
算して検知する。
【０００９】電極ホルダー高さはパルス発生器等の位置
検出器を設置することに計測可能であり、電極ホルダー
下の上部電極長さは、既に開示されている上部電極受け
台を用いる方法或いは上部電極の有無検出器を用いる方
法等により計測可能である。アーク電圧が、アーク電圧
は可動電極を制御するための電圧検出器により計測可能
である。本発明によれば、アーク炉の操業状況に応じて
正確に溶鋼レベルを検知でき、溶鋼レベルが連続的に変
化するスクラップの連続投入操業での非消耗式酸素吹き
込み装置の位置制御及び溶鋼温度測定装置の高さ制御に
有効である。
検出器を設置することに計測可能であり、電極ホルダー
下の上部電極長さは、既に開示されている上部電極受け
台を用いる方法或いは上部電極の有無検出器を用いる方
法等により計測可能である。アーク電圧が、アーク電圧
は可動電極を制御するための電圧検出器により計測可能
である。本発明によれば、アーク炉の操業状況に応じて
正確に溶鋼レベルを検知でき、溶鋼レベルが連続的に変
化するスクラップの連続投入操業での非消耗式酸素吹き
込み装置の位置制御及び溶鋼温度測定装置の高さ制御に
有効である。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面によ
り詳細に説明する。図１は、本発明の好適実施例で図式
ブロック図である。図１に示した直流アーク炉１は、被
溶解金属５を収納する容器である炉床２、炉壁３、炉蓋
４、昇降自在な上部電極７、上部電極７と対をなす炉底
電極６、直流アーク炉に電力を供給する給電用導体１
８、１９、リアクトル１３、サイリスタ変換器１４、変
圧器１５より構成される。溶解に寄与するエネルギー
は、昇降自在な上部電極７と被溶解金属５の間にアーク
１２として形成される。
り詳細に説明する。図１は、本発明の好適実施例で図式
ブロック図である。図１に示した直流アーク炉１は、被
溶解金属５を収納する容器である炉床２、炉壁３、炉蓋
４、昇降自在な上部電極７、上部電極７と対をなす炉底
電極６、直流アーク炉に電力を供給する給電用導体１
８、１９、リアクトル１３、サイリスタ変換器１４、変
圧器１５より構成される。溶解に寄与するエネルギー
は、昇降自在な上部電極７と被溶解金属５の間にアーク
１２として形成される。
【００１１】アーク電流は、図示しないアーク電流検出
手段とアーク電流設定値を比較し、アーク電流がアーク
電流設定値と一致するようにサイリスタ変換器１４の位
相角が制御される。上部電極７を昇降させる電極昇降制
御システムは、上部電極７を支持する上部電極アーム
８、昇降ワイヤー９、昇降ワイヤー９を巻き取るドラム
１０、ドラム１０を駆動する電極昇降駆動装置１１、ア
ーク電圧を検知する電圧検出器１６、アーク電圧を設定
する電圧設定器１７、及び電圧設定器１７により構成さ
れ、設定された電圧と実際のアーク電圧を比較し、上部
電極７の位置を制御する電極昇降制御手段２０から構成
され、被溶解金属５のレベル変動及び溶解進捗による被
溶解金属５のレベル変化に追従して実際のアーク電圧が
一定となるように作動する。
手段とアーク電流設定値を比較し、アーク電流がアーク
電流設定値と一致するようにサイリスタ変換器１４の位
相角が制御される。上部電極７を昇降させる電極昇降制
御システムは、上部電極７を支持する上部電極アーム
８、昇降ワイヤー９、昇降ワイヤー９を巻き取るドラム
１０、ドラム１０を駆動する電極昇降駆動装置１１、ア
ーク電圧を検知する電圧検出器１６、アーク電圧を設定
する電圧設定器１７、及び電圧設定器１７により構成さ
れ、設定された電圧と実際のアーク電圧を比較し、上部
電極７の位置を制御する電極昇降制御手段２０から構成
され、被溶解金属５のレベル変動及び溶解進捗による被
溶解金属５のレベル変化に追従して実際のアーク電圧が
一定となるように作動する。
【００１２】溶鋼レベルの検知装置２６は、電極昇降駆
動装置１１の電極アーム高さ信号に基づき電極ホルダー
高さ検出手段２１により計測された電極ホルダー高さ
と、計測された電極ホルダー高さと電極昇降制御手段２
０からの信号に基づき上部電極長さを検出する上部電極
長さ検出手段２２により計測された電極ホルダー下の電
極長さより電極先端高さを演算する電極先端高さ演算
器、電圧検出器１６の信号によりアーク長さを演算する
アーク長さ演算器２３、と電極先端高さとアーク長さよ
り溶鋼レベルを演算する溶鋼レベル演算器２５により構
成される。
動装置１１の電極アーム高さ信号に基づき電極ホルダー
高さ検出手段２１により計測された電極ホルダー高さ
と、計測された電極ホルダー高さと電極昇降制御手段２
０からの信号に基づき上部電極長さを検出する上部電極
長さ検出手段２２により計測された電極ホルダー下の電
極長さより電極先端高さを演算する電極先端高さ演算
器、電圧検出器１６の信号によりアーク長さを演算する
アーク長さ演算器２３、と電極先端高さとアーク長さよ
り溶鋼レベルを演算する溶鋼レベル演算器２５により構
成される。
【００１３】図２は、本発明の演算部のロジックを示す
フロー図である。電極ホルダー高さＨ0 は、パルス発生
器等の位置検出器を具備した電極ホルダー高さ検出手段
２１により、動作距離をパルスカウントする等の手段に
て計測される。電極ホルダー下の電極長さＬ0 は、すで
に発明されている上部電極受け台を用いる方法等によ
り、計測される。
フロー図である。電極ホルダー高さＨ0 は、パルス発生
器等の位置検出器を具備した電極ホルダー高さ検出手段
２１により、動作距離をパルスカウントする等の手段に
て計測される。電極ホルダー下の電極長さＬ0 は、すで
に発明されている上部電極受け台を用いる方法等によ
り、計測される。
【００１４】電極先端高さ演算器２４は、下記の式に示
すように、電極ホルダー高さＨ0 から電極ホルダー下の
電極長さＬ0 を減算することにより、電極先端高さＨ1
を演算する。 Ｈ1 ＝ＨO −Ｌ0
すように、電極ホルダー高さＨ0 から電極ホルダー下の
電極長さＬ0 を減算することにより、電極先端高さＨ1
を演算する。 Ｈ1 ＝ＨO −Ｌ0
【００１５】アーク長さ演算器２３は下記の式に示すよ
うにアーク電圧を検出する電圧検出器１６にて検出され
たアーク電圧Ｖa よりアーク長さＬa を演算する。 Ｌa ＝（Ｖa −Ｖe ）／Ｅ ただし、陰極、陽極電圧降下Ｖe （ｖ）は、略４０Ｖで
あり、電位傾度Ｅ（ｖ／ｍｍ）は、アークの雰囲気ガ
ス、スラグフォーミングの状態等により変わるので、ア
ーク炉によりその値が変わる。よって、電位傾度Ｅ（ｖ
／ｍｍ）を実際に適用する炉で測定することにより決定
できる。
うにアーク電圧を検出する電圧検出器１６にて検出され
たアーク電圧Ｖa よりアーク長さＬa を演算する。 Ｌa ＝（Ｖa −Ｖe ）／Ｅ ただし、陰極、陽極電圧降下Ｖe （ｖ）は、略４０Ｖで
あり、電位傾度Ｅ（ｖ／ｍｍ）は、アークの雰囲気ガ
ス、スラグフォーミングの状態等により変わるので、ア
ーク炉によりその値が変わる。よって、電位傾度Ｅ（ｖ
／ｍｍ）を実際に適用する炉で測定することにより決定
できる。
【００１６】溶鋼レベル演算器２５は、下記の式に示す
ように電極先端高さＨ1 とアーク長さＬa より溶鋼レベ
ルＨm を演算することが出来る。 Ｈm ＝Ｈ1 −Ｌa 図３は、電極ホルダー高さＨ0 、電極先端高さＨ1 と溶
鋼レベルＨm との関係を補足説明する図である。
ように電極先端高さＨ1 とアーク長さＬa より溶鋼レベ
ルＨm を演算することが出来る。 Ｈm ＝Ｈ1 −Ｌa 図３は、電極ホルダー高さＨ0 、電極先端高さＨ1 と溶
鋼レベルＨm との関係を補足説明する図である。
【００１７】
【発明の効果】このようにして、溶鋼レベルを検知する
ことにより、非消耗式の溶鋼への酸素吹き込み装置の位
置制御及び溶鋼温度測定装置の高さ制御が可能になり、
レイアウトの制約を受けずに安価に実施することができ
その効果は大である。
ことにより、非消耗式の溶鋼への酸素吹き込み装置の位
置制御及び溶鋼温度測定装置の高さ制御が可能になり、
レイアウトの制約を受けずに安価に実施することができ
その効果は大である。
【図１】本発明の好適実施例で図式ブロック図である。
【図２】本発明の演算部のロジックを示すフロー図であ
る。
る。
【図３】電極ホルダー高さＨ0 、電極先端高さＨ1 と溶
鋼レベルＨm との関係を説明する図である。
鋼レベルＨm との関係を説明する図である。
１ アーク炉 ２ 炉床 ３ 炉壁 ４ 炉蓋 ５ 被溶解金属 ６ 炉底電極 ７ 上部電極 ８ 上部電極アーム ９ 昇降ワイヤー １０ ドラム １１ 電極昇降駆動装置 １２ アーク １３ リアクトル １４ サイリスタ変換器 １５ 変圧器 １６ 電圧検出器 １７ 電圧設定器 １８ 給電用導体 １９ 給電用導体 ２０ 電極昇降制御手段 ２１ 電極ホルダー高さ検出手段 ２２ 上部電極長さ検出手段 ２３ アーク長さ演算器 ２４ 電極先端高さ演算器 ２５ 溶鋼レベル演算器 ２６ 溶鋼レベル検知装置
フロントページの続き (72)発明者 高尾 邦俊 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の59 日鐵プラント設計株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも１本の昇降する上部電極と炉底
電極との間でアークを形成することにより、スクラップ
等の被溶解金属を溶解加熱する直流アーク炉の溶鋼レベ
ル検知装置であって、電極ホルダー高さ検出手段により
計測された電極ホルダー高さと上部電極長さ検出手段に
より計測された電極ホルダー下の上部電極長さより電極
先端高さを演算する電極先端高さ演算器、アーク電圧よ
りアーク長さを演算するアーク長さ演算器と、前記電極
先端高さとアーク長さより溶鋼レベルを演算する溶鋼レ
ベル演算器で構成されることを特徴とする直流アーク炉
の溶鋼レベル検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33216994A JPH08165510A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 直流アーク炉の溶鋼レベル検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33216994A JPH08165510A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 直流アーク炉の溶鋼レベル検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08165510A true JPH08165510A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=18251932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33216994A Withdrawn JPH08165510A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 直流アーク炉の溶鋼レベル検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08165510A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100883821B1 (ko) * | 2002-11-28 | 2009-02-16 | 주식회사 포스코 | 고철 장입 확인 장치 |
| JP2010139203A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Daido Steel Co Ltd | アーク炉の炉内状態判定装置 |
| CN107643477A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-30 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 开弧电炉弧长检测装置 |
| KR20220031792A (ko) * | 2020-09-03 | 2022-03-14 | 주식회사 포스코 | 전기로의 탕면 높이 측정 장치 및 방법 |
-
1994
- 1994-12-13 JP JP33216994A patent/JPH08165510A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100883821B1 (ko) * | 2002-11-28 | 2009-02-16 | 주식회사 포스코 | 고철 장입 확인 장치 |
| JP2010139203A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Daido Steel Co Ltd | アーク炉の炉内状態判定装置 |
| CN107643477A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-30 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 开弧电炉弧长检测装置 |
| CN107643477B (zh) * | 2017-10-20 | 2023-09-05 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 开弧电炉弧长检测装置 |
| KR20220031792A (ko) * | 2020-09-03 | 2022-03-14 | 주식회사 포스코 | 전기로의 탕면 높이 측정 장치 및 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |