JPH0896952A

JPH0896952A - 火炉装置

Info

Publication number: JPH0896952A
Application number: JP22189794A
Authority: JP
Inventors: Paulson Lars; パウルソンラルス; Angkuist Lennart; アングクイストレナルト
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】装置の損失や無効消費電力を増大することな
く、アークの無電流期間の長さを短縮するだけでなく
（フリッカ等の）火炉による妨害を低減して火炉の高い
生産能力が得られる装置を提供する。【構成】アーク炉（１）は電極（１３）および電源網
（２０）に接続して電極におけるアーク１６に電流を供
給する接続部材（１４）を有している。火炉にはアーク
の遮断に関して火炉に電圧パルスを送って点孤を行うよ
うにされた電圧パルス発生部材（３）が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は少なくとも１個の電極お
よび炉を電源網に接続して電極のアークに電流を供給す
る接続部材を有するアーク炉からなる火炉装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電気アーク炉は、例えば製鉄業におい
て、長い間使用されてきている。このような火炉は１個
以上の電極および火炉のチャージが入れられる火炉コン
テナを有している。電極は電源網へ接続されており、そ
こから電極とチャージ間および／もしくは電極間に発生
している一つ以上のアークへ電流が供給される。アーク
に発生する電気エネルギーにより火炉チャージの所望の
加熱が行われる。

【０００３】アーク炉には通常交流電圧が供給される
が、直流電圧を供給されるアーク炉もある。製鉄業に使
用される代表的なアーク炉はチャージの上部に配置され
た３個の電極を有し、各々が３相電源網のそれ自体の相
に接続されている。電極には周知の方法で電極の位置制
御、すなわちチャージに対する距離したがってアークの
長さを制御する装置を設けることができる。通常火炉は
電源網に火炉変圧器を介して接続されており、通常それ
には火炉への供給電圧を制御するオンロードタップチェ
ンジャーが設けられている。

【０００４】アーク炉は非常に高電力に設計されること
が多く、したがって電源網およびそれに接続された他の
消費者に及ぼすこのような炉の影響が大きくなることが
ある。

【０００５】アーク炉は特に、例えばチャージの溶解等
の、ある種の操作中に不安定な運転状態を示す。電極お
よびチャージ間の短絡は頻繁に発生し、そこからサージ
電流が発生する。また、アークが消えて問題とする相の
電流が完全に中断してしまうことがある。通常、このよ
うな妨害は非対称的であり２相が短絡して１相は無電流
となる。このような現象により電源網に著しい負荷変動
が生じ、負荷変動により電源網に電圧変動が生じる。

【０００６】前記電圧変動の低周波成分は可制御静止型
無効電力補償装置により低減することができる。しかし
ながら、アーク炉による電圧変動のかなりの部分はおよ
そ４−８Ｈｚｋの周波数範囲内にありこのような周波数
の電圧変動により目に妨げとなるいわゆるフリッカー、
すなわち電球その他の光源の光強度変動、および他の妨
害、例えばＴＶ受像機の画像の変化が生じ、同時に妨害
周波数が非常に高いため可制御無効電力補償により望ま
しい程度に妨害を低減することができない。

【０００７】火炉の定格電力に対して電源網の短絡電力
が非常に高くないかぎり、前記理由によりアーク炉は他
の加入者に対して迷惑な妨害を与えることになる。

【０００８】メルトダウンフェーズの後で、火炉のアー
クはより安定に持続されて前記妨害は低減される。この
フェーズ中に、アークは電極電流がゼロ交差するたびに
消滅し電極電圧の次の半サイクル中で新しい極性を有す
る電圧が点弧するのに十分なある値に到達するある時間
後に規則的に再点弧される。各消弧およびそれに続く点
弧間、すなわち半サイクルごとに、無電流期間が現れ
る。このような無電流期間によりアーク内に生じる平均
電力したがって火炉の生産能力が低減される。したがっ
て、可能ならば無電流期間の長さを低減することが望ま
しい。

【０００９】電極の給電線に付加インダクタンスを接続
すれば、電流のゼロ交差後の再点弧を速くできることが
知られている。それにより無電流期間の長さが短縮され
る。火炉装置全体に対しては、この方法により力率低下
および電流振幅低下を生じるが、一方ではアーク時間が
長くなって火炉の生産性を向上する可能性がある。同時
に、火炉装置のコストおよび内部損失が増大する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は明細書の序文
に記載したような装置を提供するものであり、それによ
り装置の損失や無効消費電力を増大することなく火炉に
よる電源網に対する妨害（例えばフリッカ）の低減およ
びアークの無電流期間の長さの短縮が達成され火炉の高
い生産能力が得られる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の実施例に従っ
て、火炉に並列に短絡路を確立することにより電圧パル
スが発生され、それにより短絡路が断たれる。電圧パル
スはこのようにして、すなわち誘導回路を遮断すること
により、簡単な方法でしかも最小限の付加装置により発
生することができる。好ましくは、短絡路はターンオフ
可能なサイリスタ回路内に含まれ火炉に並列に配置され
た好ましくはゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）で
あるサイリスタを点弧することにより準備され、前記サ
イリスタをターンオフすることにより遮断される。

【００１２】アークの遮断に対してある遅延を有する点
弧電圧パルスを発生することにより本発明の利点が増す
ことが判っている。多くの場合、この遅延の大きさは火
炉電流の大きさおよび無電流期間の長さだけでなく火炉
から生じる妨害の大きさおよび周波数スペクトルにも影
響を及ぼすことが判っている。したがって、本発明の実
施例により遅延は適切な感知量もしくは感知量の関数に
応じて、遅延の影響を受ける量間で最適の関係が得られ
るように制御される。

【００１３】

【実施例】図１に本発明の実施例による火炉装置を単線
図で示す。それは火炉コンテナ内のチャージ１２と電気
的に接触する底部接点１１を有する火炉コンテナ１０を
有する略示されたアーク炉１を具備している。火炉電極
１３がチャージ上部に配置されている。電極は接続導線
１４を有し底部接点は接続導線１５を有している。火炉
の運転中に、電極およびチャージ間にアーク１６が生じ
ている。

【００１４】火炉はオンロードタップチェンジャーを有
する火炉変圧器２１を介して電源網２０から給電され
る。変圧器の２次巻線はインダクタンス２２を介して火
炉の接続導線１４に接続されている。火炉に並列に、パ
ルス発生器３が接続されており後記するように火炉両端
間に電圧パルスを加えるようにされている。

【００１５】例えば計器用変圧器である電圧測定部材２
３が火炉に接続されており火炉電圧の瞬時値に対応する
信号“ｕ”をパルス発生器へ送る。例えば変流器である
電流測定装置２４が火炉への給電線に接続されており変
圧器から火炉へ供給される電流の瞬時値に対応する信号
“ｉ”を供給するようにされている。信号“ｕ”および
“ｉ”は後記するようにパルス発生器３を制御して適切
な極性および相位置を有する電流パルスが火炉へ加わる
ようにするために使用される。

【００１６】火炉は単相炉として単相電力網から給電す
ることができ、その場合装置は図１に示すものによく対
応する。また、火炉は３相炉として３相電力網から３相
炉変圧器を介して給電することができる。この場合、火
炉には底部接点はなく、パルス発生部材３は３個の電極
の接続導線に接続して適切な極性および適切な相位置を
有する電圧パルスを、図１に示す電極および底部接点間
ではなく、電極間に印加する。

【００１７】周知の方法で、インダクタンス２２は火炉
変圧器および火炉間に接続された個別インダクタにより
構成することができる。本発明により得られる重要な利
点は従来よりも低い直列インダクタンスにより安定動作
が得られることであるため、恐らく個別インダクタは完
全に回避され、図１のインダクタンス２２は電源網と、
火炉変圧器と接続導線１４のインダクタンスにより構成
される。

【００１８】火炉１は略示されており電極や変圧器のオ
ンロードタップタップチェンジャーの位置制御用制御装
置等の適切もしくは必要なアイテムや特徴を付加するこ
とができる。

【００１９】パルス発生器３は火炉の電極接続１４に接
続されている。それは両極性の電圧パルスを供給するこ
とができ、各極性に対してそれぞれコンデンサ３１ａ，
３１ｂと、交流電圧源から給電されるそれぞれ整流器３
３ａ，３３ｂの形のコンデンサ充電部材と、各コンデン
サに直列接続されたそれぞれゲートターンオフサイリス
タ（ＧＴＯ）３２ａ，３２ｂを具備している。２個の整
流器の各々が可制御整流器からなり、その電流および電
圧は周知の方法で制御されてコンデンサは適切な速度で
適切な電圧に充電される。さらに、パルス発生器３はサ
イリスタを流れるコンデンサの放電電流が許容値に制限
されるように選択された低抵抗値の抵抗を具備してい
る。さらに、パルス発生器はパルス発生器とそこに含ま
れる部品、および火炉回路の残部特に火炉変圧器、を保
護するバリスターの形の過電圧保護装置３５を具備して
いる。最後に、パルス発生器は制御装置３６を含み、そ
れには測定量“ｕ”および“ｕ”が供給され点弧および
ターンオフパルスがサイリスタ３２へ送られる。

【００２０】図２に制御装置３６の構成を示す。信号
“ｉ”および“ｕ”がそれぞれレベル感知回路３６１，
３６２，３６３へ送られる。回路３６１は火炉電流がゼ
ロ、すなわち実際上下限値よりも低い場合に、“１”と
なる出力信号１０を送出するようにされている。回路３
６２は火炉電圧が正となる、すなわち低い正の値を超え
る時に、“１”となる信号ｕ＋を送出する。回路３６３
は火炉電圧が負となる、すなわち低い負の値よりも低い
時に“１”となる信号ｕ−を送出する。信号ｉ０は２つ
のＡＮＤ回路３６４，３６５の入力の一方へ送られ、信
号ｕ＋およびｕ−はＡＮＤ回路の他方の入力へ送られ
る。回路３６４の出力信号ｐ＋は“ｉ”がゼロで“ｕ”
が正という条件が満たされる時に“０”から“１”へ通
過する。信号は“ｔ”の遅延を有する遅延回路３６６の
微分入力へ送られる。したがって、後者の回路は前記条
件が満たされたあとで時間“ｔ”にパルスｔ＋を送出す
る。このパルスは制御パルス装置３６８へ送られそこか
らサイリスタ３２ａの点弧電極３２１ａへ点弧信号が送
られ、所定時間後に、同じサイリスタのターンオフ電極
３２２ａへターンオフ信号が送られる。

【００２１】同様に、“ｉ”がゼロで“ｕ”が負という
条件が満たされると回路３６５の出力信号ｐ−は“０”
から“１”へ通過する。この信号は“ｔ”の遅延を有す
る遅延回路３６７の微分入力へ送られる。したがって、
後者の回路は前記条件が満たさた後時間“ｔ”において
パルスｔ−を送出する。このパルスは制御パルス装置３
６９ヘ送られそこからサイリスタ３２ｂの点弧電極３２
１ｂへ点弧信号が送出され、その後所定の時間に、同じ
サイリスタのターンオフ電極３２２ｂへターンオフ信号
が送出される。

【００２２】回路３６６および３６７内の時間遅延は１
ｍＳ程度とするのが適切である。各サイリスタ３２ａ，
３２ｂの点弧およびターンオフ間の時間は例えば１００
ｕＳとすることができる。

【００２３】例えば電圧および電流が負である半サイク
ル後にアーク１６が消えると、感知電流はゼロとなり火
炉電圧は正となる。“ｔ”の遅延でサイリスタ３２ａが
ターンオンされしばらく後（本例では１００ｕＳ後）に
ターンオフされ、コンデンサ３１ａはサイリスタを介し
て放電されて振幅の高い短い電圧パルスが電極へ送られ
る。したがって、本来よりも早く点弧が行われる。同様
に、火炉には電圧および電流が正である半サイクル後に
サイリスタ３２ｂにより負の電圧パルスが送られる。同
様に、本発明による装置は火炉電流の半サイクルの終わ
り以外の時間にアークが遮断されても作動する。遮断は
“１”となる信号ｉ０により表示され、それにより火炉
へ電圧パルスが送られ迅速かつ信頼度の高い再点弧が行
われる。前記したケースと同様に、回路３６２および３
６３により電圧パルスの正しい極性が保証される。

【００２４】コンデンサの充電電圧したがって、印加電
圧パルスの振幅は例えば１もしくは数ｋＶ程度とするこ
とができる。

【００２５】各サイリスタには周知の方法でいわゆるス
ナバ回路、すなわちサイリスタに並列接続されたＲＣ回
路、もしくはターンオフ時にサイリスタ電圧の上昇率を
低減し最大振幅を制限する他の回路が設けられている。

【００２６】本発明により印加される電圧パルスにより
代表的に火炉電流の振幅がある程度増加し、デッドタイ
ム（消弧および再点弧間の時間）が著しく短縮され点弧
の電流の増大はより迅速となる。したがって、本発明の
重要な利点は火炉電流の各半サイクル中に得られる電流
−時間面積の著しい増大したがって、火炉の生産能力の
著しい増大である。電流ゼロ交差と電圧パルス間の遅延
を選定することにより、本発明の有利な効果は強化され
る。特に有利なのは火炉電流が低くデッドタイムが長い
場合に示される遅延である。

【００２７】図３ａおよび図３ｂに本発明の効果の例を
示す。図には供給電圧ｕn （変圧器の２次電圧）、火炉
電圧ｕ（アーク電圧にほぼ等しい）および火炉電流ｉが
示されている。図３ａは１交流電圧サイクルに対する周
知の動作中の、すなわち本発明による電圧パルスのな
い、状態を示す。図３ｂも１サイクルに対する本発明に
よる動作中の状態を示す。電圧パルスには“ＳＰ”のマ
ークがつけられている。図からお判りのように、本発明
によりデッドタイムｄｔは著しく短縮され、それにより
火炉装置の力率は著しく向上する。同様に、電流振幅が
ある程度増大し電流−時間面積が著しく増大し、したが
って、火炉の生産性が増大する。この運転ケースの場
合、火炉には４００Ｖ振幅の５０Ｈｚ交流電圧が供給さ
れる。図１におけるインダクタンス２２は１０ｕＨであ
る。回路３６６および３６７の遅延“ｔ”は１ｍＳであ
った。図から明らかなように、火炉電流振幅ははおよそ
２５ｋＡからおよそ４０ｋＡへ増大しデッドタイムはお
よそ２ｍＳからおよそ１ｍＳへ短縮された。したがっ
て、簡単かつ経済的な方法で、火炉の動作特性を著しく
改善することができる。電圧パルスのエネルギーは大部
分がアークへ供給され、本発明による電圧パルス発生回
路の電力損失は小さい。

【００２８】火炉が中間−高もしくは高電流で作動され
かつすでにデッドタイムが短縮されている場合には、表
示された遅延を低減もしくは完全に解消するのが有利で
ある。したがって、回路３６６およそ３６７の遅延は火
炉の運転状態に応じて可変とするのが有利である。図２
においてこれは遅延“ｔ”の大きさを制御する制御信号
Ｓ（破線）を回路へ送ることにより示されている。この
制御信号は手で影響を与えて最適運転状態を与える値に
遅延を調整することができる。また、一つ以上の感知さ
れた運転変数に応じて遅延を自動的に制御することもで
きる。図２に感知された複数個の運転変数ａ１，ａ２，
ａ３，ａ４が制御ユニット３６０へ送られる様子を示
し、制御ユニット３６０はいずれの場合にも感知された
運転変数の所定の関数として最適遅延を与える制御信号
Ｓを計算して発生する。前記したように、遅延を制御す
る適切な運転変数の例は火炉電流の平均値およびデッド
タイムである。

【００２９】本発明の有利な効果は、しばしば複雑で完
全に予測はできないが、前記した時間遅延値に依存する
ことが判っている。したがって、制御ユニット３６０は
制御技師に周知の方法で最適化ユニットとして設計する
ことができる。次に遅延による影響を受け本発明により
最適化を行いたい一つ以上の量が連続的にそこへ送られ
る−あるいは感知された運転変数に基づいてそれ自体が
決定する。これらの量は、例えば、ある周波数範囲内の
フリッカーの振幅、火炉の無効消費電力および平均電流
とすることができる。制御ユニットはこれらの変数の所
定の関数に従って最適化変数を計算する。関数は最適化
変数が最小値（もしくは最大値）に維持される時に運転
が最適と見なされるように選択される。例えば、関数は
簡単な線形関係とすることができ、Ｔ＝ｋ１・ａ１＋ｋ２・ａ２＋ｋ３・ａ３＋・・・・・
・・ここに、ａ１，ａ２等はさまざまな運転変数であり、ｋ
１，ｋ２等は各運転変数に対する選定された重み係数で
あり、Ｔは最適化変数である。制御ユニットは周知の方
法で自動的かつ連続的に制御信号Ｓしたがって設定遅延
を調整し、かつ遅延による変数Ｔの変化を感知する。こ
れは変数Ｔが常に最小値（もしくは最大値）に維持され
したがって最適化関数に従ってあらかじめ定められた基
準に従って常に火炉の運転が最適となるように行われ
る。

【００３０】図４に本発明による火炉装置の別の実施例
を示す。それは図１に示すものとは電圧パルス発生部材
３の設計が異なっている。コンデンサおよびその充電装
置を省いて著しく簡単化されている。かわりに、短絡路
３０ａ，３０ｂが火炉に並列に接続されておりそれによ
り火炉を短絡することができる。短絡路をそれぞれ開閉
するために、ターンオフサイリスタ３２ａ，３２ｂがそ
こに接続されている。電圧パルスを発生する場合、例え
ば正パルスであれば、この場合３２ａである対応するサ
イリスタが点弧される。次に短絡路３０が閉じられ、イ
ンダクタンス２２および短絡路を介した火炉の供給電圧
により迅速に増大する短絡電流が駆動される。電流がサ
イリスタの電流容量を超えることがない高い値に到達す
る時間を有するように選定された時間間隔後に、サイリ
スタはターンオフされる。次に短絡路が開かれ、インダ
クタンス内に電圧が誘起され火炉の両端間に高い振幅の
正の電圧パルスが生じる。ターンオンおよびターンオフ
間の間隔は、例えば図３に示す作動状態の元では、およ
そ５００ｕＳであり、それはサイリスタがターンオフす
る前に１０ｋＡ程度の最大短絡電流が確立されることを
意味する。ある程度スナバ回路の寸法および設計にもよ
るが、これは高い信頼度で迅速に再点弧するのに十分な
−代表的には数ｋＶの−振幅の電圧パルスを発生するの
に十分である。

【００３１】各サイリスタには抵抗器３２５ａ，３２５
ｂと直列のコンデンサ３２４ａ，３２４ｂからなるスナ
バ回路が設けられている。抵抗器はサイリスタと同じ導
通方向でダイオード３２３ａ，３２３ｂに並列接続され
ており、それはターンオフプロセス中の電圧上昇を緩く
して周知の方法でターンオフを容易にするためである。

【００３２】制御装置３６は図２に示すものと同様な設
計とすることができ、図４に従った装置の機能および効
果は本質的に図１−３に関して説明したものと同じであ
る。

【００３３】バリスタ３５によりパルスが制限されした
がって火炉回路および特に火炉変圧器だけでなくパルス
発生装置とその部品が保護される。

【００３４】図２に示す制御装置では、各サイリスタは
実施例では５００ｕＳである所定時間だけターンオンさ
れる。また、ターンオンされた短絡サイリスタを流れる
電流を測定することもでき電流が、例えば１ｋＡ−１０
ｋＡの所定値に達したときに、とりわけ短絡サイリスタ
の電流容量に応じてサイリスタをターンオフすることが
できる。

【００３５】図１−４を参照して前記した本発明の実施
例は、適切な変更により、単相および多相火炉の両方に
使用することができる。実際に見受けられる火炉は通常
３相設計である。このような火炉には底部接点がない場
合が多く、そのような場合には火炉のチャージには電気
的にアクセスすることができない。このような火炉では
前記した装置のアイテムを直接適用することはできな
い。

【００３６】図５に３相アーク炉の給電装置を示す。電
源網２０は３相網であり、火炉変圧器２１は３相変圧器
である。火炉は３つの単相炉１ｒ，１ｓ，１ｔとして図
示されているが、現実にはチャージを有する一つの炉コ
ンテナからなっており、その上に３つの電極が配置され
ている。装置は図４を参照して前記した原理に従って電
圧パルスを発生する。しかしながら、この場合には火炉
の３本の接続導線１４ｒ，１４ｓ，１４ｔ間に短絡路が
形成される。これは接続導線間に接続されたサイリスタ
接続３２ｓｒ−３２ｒｓ，３２ｔｓ−３２ｓｔ，３２ｔ
ｒ−３２ｒｔにより行われる。このような接続の各々が
２つの逆並列接続されたターンオフサイリスタにより構
成される。サイリスタにはスナバ回路が設けられてお
り、それは簡潔にするため図示されていないが、例えば
図４に示すスナバ回路と同じタイプである。

【００３７】サイリスタの制御装置は図２に示す装置と
同様に設計することができる。装置のサイリスタ３２ｒ
ｓ，３２ｓｒを制御する部分を図６に示す。ｒ相の電流
ｉｒが感知され、電流の絶対値が所定の低いレベルより
も低ければレベル検出器３６１ｒから信号ｉｒ０＝
“１”が送出される。この信号はＡＮＤ回路３６４ｒｓ
および３６５ｒｓへ送られる。ｒおよびｓ相間の電圧が
感知されてレベル検出器３６２ｒｓおよび３６３ｒｓへ
送られる。電圧が正であれば前者の検出器は信号ｕｒｓ
＋＝“１”を送出し、電圧が負であれば後者の検出器は
信号ｕｒｓ−＝“１”を送出する。これらの信号はＡＮ
Ｄ回路３６４ｒｓ，３６５ｒｓへ送られる。図２を参照
して示したのと同様に、回路３６４ｒｓはその両方の入
力信号が“１”であればサイリスタ３２ｒｓを点孤する
信号ｐ＋を送出する。回路３６５ｒｓはその両方の入力
信号が“１”であればサイリスタ３２ｒｓを点孤する信
号ｐ−を送出する。信号ｐ＋およびｐ−は微分入力およ
び可制御遅延を有する遅延回路３６６ｒｓ，３６７ｒｓ
へ送られる。これらの回路からの出力信号ｔ＋およびｔ
−は、それぞれ、サイリスタ３２ｒｓおよび３２ｓｒへ
ターンオンおよびターンオフ信号を送出する制御装置３
６８ｒｓ、３６９ｒｓへ送られる。

【００３８】図６に示し前記した制御回路は図１−４に
ついて説明したものと全く同様に作動する。１相（ｒ）
の電流がゼロになると、交流供給電圧の相順（ｒｓｔ）
ですぐ後に続く相（ｓ）に接続された２個のサイリスタ
（３２ｒｓ，３２ｓｒ）の一方が恐らくある遅延を伴っ
て点孤される。前記した相のいづれが最高電位であるか
によって、これらのサイリスタの一方だけが電流を運ぶ
ことができる。レベル検出器（３６２ｒｓ，３６３ｒ
ｓ）によりまさしくこのサイリスタが点孤され（短絡電
流が適切な大きさまで上昇した後でターンオフされる）
ことが保証される。次の半サイクル中に、前記した２個
のサイリスタの他方が点孤される。

【００３９】他の２対のサイリスタに対する制御回路の
構成および動作モードは前記したものと全く同様であ
る。

【００４０】図５および６に示す装置の動作モードを図
７に示す。図７において、火炉の３相電流ｉｒ，ｉｓ，
ｉｔは時間ｔの関数として示されている。図の左端にお
いて、ｉｒは正であり下傾している。ｉｒがゼロになる
と、サイリスタ３２ｒｓがｔ＝ｔ１で点孤され、供給電
圧によりこのサイリスタおよびインダクタンス２２ｒ，
２２ｓへ短絡電流が駆動される（ｓ相の電圧はｒ相の電
圧に対して正である。）この期間中にｓ相の火炉電流の
一部はサイリスタ３２ｒｓを流れる。ｔ＝ｔ２におい
て、この電流は十分高い値に達し、サイリスタ３２ｒｓ
はターンオフされる。これにより火炉のｒ相に負の電圧
パルスが誘起され、この相のアークが直ちに点孤され
て、直ちに高い電流が流れ始める。前記プロセス中に、
ｔ相の電流は僅かな影響を受けるにすぎない。

【００４１】ｔ＝ｔ３において、サイリスタ３２ｔｒが
点孤され、そのターンオフ時すなわちｔ＝ｔ４におい
て、火炉のｔ相に正の電圧パルスが送られてこの相の点
孤が行われる。

【００４２】ｔ＝ｔ５において、サイリスタ３２ｔｓが
点孤され、そのターンオフ時すなわちｔ＝ｔ６におい
て、火炉のｓ相に負の電圧パルスが送られてこの相が点
孤される。

【００４３】ｔ＝ｔ７において、サイリスタ３２ｒｓが
点孤され、そのターンオフ時すなわちｔ＝ｔにおいて、
火炉のｒ相に正の電圧パルスが送られてこの相が点孤さ
れる。

【００４４】ｔ＝ｔ９において、サイリスタ３２ｒｔが
点孤され、そのターンオフ時すなわちｔ＝ｔ１０におい
て、火炉のｒ相に負の電圧パルスが送られてこの相が点
孤される。

【００４５】ｔ＝ｔ１１において、サイリスタ３２ｓｔ
が点孤され、そのターンオフ時すなわちｔ＝ｔ１２にお
いて、火炉のｔ相に正の電圧パルスが送られてこの相が
点孤される。

【００４６】簡単にするために、図７では短絡サイリス
タは火炉電流がゼロになるのと同時に点孤される、すな
わち遅延回路３６６ｒｓおよび３６７ｒｓの時間遅延は
ゼロと仮定されている。その作用はこれらの回路の遅延
がゼロよりも大きい場合と同様である。

【００４７】本発明の前記実施例は交流火炉に関するも
のである。しかしながら、直流火炉であってもアークの
遮断は特にチャージを溶解する時に生じるため、本発明
は直流火炉に関しても著しい利点が得られる。本発明に
より迅速かつ効率的に再点孤が行われるため、この場合
にも滑らかな動作が得られる、すなわち火炉の平均電流
が増大して火炉の生産能力が増大するだけでなく、電源
網に及ぼす火炉の影響が低減される。

【００４８】本発明の前記実施例は火炉電流のゼロ交
差、すなわちアーク遮断、時に一つの電圧パルスが火炉
へ送られることを示している。本発明による点孤は１個
のパルスの替わりに、例えば高周波パルス列状の、２個
以上のパルスを火炉へ送って行うこともできる。同様
に、本発明の前記実施例では、火炉電流の各ゼロ交差
（各アーク遮断）に関して火炉には１個の電圧パルスし
か送られない。これは好ましい実施例ではあるが、例え
ばある所定の基準に従ってある種のアーク遮断時のみに
点孤電圧パルスを送るように、制御回路を発明の範囲内
で修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の例を示す図。

【図２】装置のパルス発生部材制御装置を示す図。

【図３】装置の機能を示す図。

【図４】火炉と並列な誘導短絡回路を閉じ次に回路を断
つことにより電圧パルスが発生される本発明による装置
の別の実施例。

【図５】図４に示す装置を３相用としたもの。

【図６】この３相用装置の制御装置の例。

【図７】この装置の機能を示す図。

【符号の説明】

１アーク炉１ｒ，１ｓ，１ｔ多相アーク炉３パルス発生部材１３，１３ｒ，１３ｓ，１３ｔ電極１４接続部材１４ｒ，１４ｓ，１４ｔ位相導線２０，２１交流電源網２２誘導部材２４，３６１電流検出部材３０ａ，３０ｂ可制御短絡路３１ａ，３１ｂプリチャージコンデンサ３２ａ，３２ｂサイリスタ３６０制御部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一つの電極（１３）と電極に
おけるアーク（１６）に電流を供給する電源網（２０）
に火炉を接続する接続部材（１４）とを具備する火炉装
置であって、該装置はアークの遮断に関連して少なくと
も一つの点孤電圧パルスを火炉へ供給するようにされた
パルス発生部材（３）を具備することを特徴とする火炉
装置。
【請求項２】請求項１記載の火炉装置であって、パル
ス発生部材（３）は火炉の接続部材（１４）に接続され
た可制御短絡路（３０ａ，３０ｂ）および短絡路を閉路
しその後短絡路を開路して電圧パルスを発生する部材
（３２ａ，３２ｂ，３６）を具備することを特徴とする
火炉装置。
【請求項３】請求項２記載の火炉装置であって、少な
くとも一つの接続部材（１４）と電源網（２０）との間
に誘導部材（２２）が配置されていることを特徴とす
る火炉装置。
【請求項４】請求項２もしくは３のいずれか一項記載
の火炉装置であって、短絡路は制御信号によりターンオ
フすることができるサイリスタ接続（３２ａ，３２ｂ）
を具備し、短絡路（３０ａ，３０ｂ）はサイリスタ接続
内に含まれるサイリスタ（３２ａ，３２ｂ）を点孤する
ことにより閉路され、サイリスタをターンオフすること
により開路されることを特徴とする火炉装置。
【請求項５】請求項２−４のいずれか一項記載の火炉
装置であって、該火炉装置は複数個の電極（１３ｒ，１
３ｓ，１３ｔ）および各電極を交流電源網（２０，２
１）の位相に接続する位相導線（１４ｒ，１４ｓ，１４
ｔ）を有する多相アーク炉を具備し、各々が２つの位相
導線間に配置されている複数の短絡路（３２ｓｒ，３２
ｒｓ，３２ｓｔ，３２ｔｒ，３２ｒｔ）を具備すること
を特徴とする火炉装置。
【請求項６】請求項５記載の火炉装置であって、該火
炉装置は、電極（１３ｒ）について、電極の位相導線
（１４ｒ）と交流電圧網の相順（ｒｓｔ）においてすぐ
続く電極（１３ｓ）の位相導線（１４ｓ）との間に配置
された短絡路（３２ｓｒ，３２ｒｓ）、および前記電極
（１３ｒ）におけるアーク遮断時に短絡路を閉路しその
後開路する部材（３６１ｒｓ−３６９ｒｓ）を具備する
ことを特徴とする火炉装置。
【請求項７】請求項１記載の火炉装置であって、パル
ス発生手段（３）はプリチャージコンデンサー（３１
ａ，３１ｂ）およびコンデンサーを火炉に接続するスイ
ッチング部材（３２ａ，３２ｂ）を具備することを特徴
とする火炉装置。
【請求項８】請求項１−７のいずれか一項記載の火炉
装置であって、該装置は電極電流の遮断を検出すること
により電極のアークの遮断を検出し、パルス発生手段に
影響を及ぼして電極でアークを発生するための電圧パル
スを発生するようにされた電流検出部材（２４，３６
１）を具備することを特徴とする火炉装置。
【請求項９】請求項１−８のいずれか一項記載の火炉
装置であって、パルス発生部材（３）は前記電極におけ
るアークの遮断後遅延して電極に電圧パルスを発生する
ようにされていることを特徴とする火炉装置。
【請求項１０】請求項９記載の火炉装置であって、パ
ルス発生部材（３）は遅延を制御する制御部材（３６
０）を具備することを特徴とする火炉装置。
【請求項１１】請求項１０記載の火炉装置であって、
パルス発生部材は火炉の動作変数（ａ１，ａ２，ａ３，
ａ４）を感知し動作変数に従って遅延を制御するように
された部材（３６０）を具備することを特徴とする火炉
装置。
【請求項１２】請求項１０記載の火炉装置であって、
パルス発生部材は最適化変数（Ｔ）を形成しこの変数に
従って遅延を制御するようにされた部材（３６０）を具
備することを特徴とする火炉装置。