JPH09194926A - Method for judging melt-down of raw material in electric furnace and device therefor - Google Patents

Method for judging melt-down of raw material in electric furnace and device therefor

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JPH09194926A
JPH09194926A JP8003387A JP338796A JPH09194926A JP H09194926 A JPH09194926 A JP H09194926A JP 8003387 A JP8003387 A JP 8003387A JP 338796 A JP338796 A JP 338796A JP H09194926 A JPH09194926 A JP H09194926A
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JP
Japan
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raw material
temperature
electric furnace
refractory
cooling water
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JP8003387A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Okuno
勉 奥野
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately and surely judge melt-down time of charged material at the initial charging and at the additional charging into an electric furnace. SOLUTION: The judgement of the melt-down time of the raw material charged into the electric furnace 10, is executed by measuring the concn. of a prescribed component in the exhaust gas exhausted from the electric furnace 10 with a gas analyzing means 2, electric power supplied to melt the raw material with an electric power detecting means 27, the cooling water temp. of a water cooling pipe 17 arranged in the electric furnace 10 with an inlet and an outlet water thermometers 3, 4 and the temp. of a refractory arranged in the electric furnace 10 with a refractory thermometer 5. Then, values corresponding to the cooling water temp. and the refractory temp. are calculated with an arithmetic means 6, and when at least two values in the measured values and the calculated values reach each preset threshold value with a setting means 8, it is judged that the raw material is melted down with a judging means 7 and the judged result is displayed with a displaying means 9.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気炉に初期装入
および追加装入された装入原料の溶解時期を判定する原
料の溶解判定方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a raw material melting determination method and apparatus for determining the melting timing of a charging raw material initially charged and additionally charged into an electric furnace.

【0002】[0002]

【従来の技術】種々の金属材料、特にステンレス鋼等を
含む特殊鋼や高合金鉄等を溶製する工程においては、様
々な金属溶解炉が用いられる。このうちの電気炉は、主
にスクラップやフェロアロイや、鉱石など種々の金属分
を含有する主原料ならびに主に精錬や、スラグ塩基度調
製用としての造滓材や、加炭材や、還元材などを含む副
原料などの溶解または溶融、さらに精錬などに用いられ
ている。現在、使用されている電気炉は、交流電源また
は直流電源を用いるアーク加熱式電気炉であり、その多
くが次第に大形化され、大容量を有するものになってい
る。このような電気炉内には、通常、前述のように、種
々の主副原料が配合された固体原料が装入される。電気
炉に備えられている電極に通電するとアーク放電が始ま
り、このアーク熱によって固体原料が溶解または溶融
(以後、「溶解」と略称する)されて種々の金属や、合
金が溶製される。溶解された金属溶湯とスラグとは、適
宜精錬され、電気炉本体から次工程へ向けて出湯され
る。
2. Description of the Related Art Various metal melting furnaces are used in the process of melting various metal materials, especially special steel including stainless steel and high alloy iron. Among them, the electric furnace is mainly used as a main raw material containing various metals such as scrap, ferroalloy, ore, and mainly for smelting, slag material for slag basicity adjustment, carburizing material, and reducing material. It is used for the melting or melting of auxiliary materials, etc., and for refining. Currently used electric furnaces are arc-heated electric furnaces using an AC power supply or a DC power supply, and many of them are gradually becoming larger in size and having a large capacity. In such an electric furnace, a solid raw material containing various main and auxiliary raw materials is usually charged as described above. When electricity is supplied to the electrodes provided in the electric furnace, arc discharge starts, and the solid heat is melted or melted (hereinafter abbreviated as “melting”) by this arc heat, and various metals and alloys are melted. The melted metal melt and the slag are appropriately refined and discharged from the electric furnace body to the next step.

【0003】このようにして用いられる電気炉は、通
常、前述のような固体の主副原料の装入から溶製された
金属溶湯の出湯に至るまでの過程を、1つのバッチとし
て、次々とバッチ処理を繰り返して操業される。このよ
うな操業形態を採る電気炉においては、近年、特に高能
率、高生産性および経済性を重視して、大形化や大容量
化が図られている。しかしながら、1回で極力多量の原
料を装入して処理しようとしても、固体原料は一般にか
さばるので、1回のみでは1バッチ分の処理に必要な全
ての原料を電気炉内に装入することができない場合が多
い。このため、通常、原料を通電開始前に可能な限り初
期装入し、これがある程度加熱によって溶解して、その
かさが減少した時点で、残りの必要量の原料を通常1
回、あるいは2〜3回程度に分けて追加装入する方法が
採用されている。
In the electric furnace used in this manner, the process from the charging of the solid main and auxiliary raw materials to the discharge of the molten metal is usually made into one batch, one after another. It is operated by repeating batch processing. In recent years, electric furnaces adopting such an operation form have been increased in size and capacity with particular emphasis on high efficiency, high productivity and economic efficiency. However, even if an attempt is made to charge as much raw material as possible at one time, the solid raw material is generally bulky, so it is necessary to charge all the raw materials necessary for processing one batch into the electric furnace only once. In many cases For this reason, usually, the raw material is initially charged as much as possible before the start of energization, and when this is melted by heating to some extent and the bulk thereof is reduced, the remaining necessary amount of raw material is usually added to 1
The method of additionally charging in two or three times is adopted.

【0004】このように電気炉内に原料を追加装入する
には、または追加装入した原料を溶解して金属溶湯を出
湯するには、電気炉内部に装入された原料が殆どあるい
は完全に溶解している必要がある。このためには、装入
された電気炉内部の原料の溶解状態を、経時的に確実に
把握しておくことと、原料の溶解時期を正確に判定する
ことが必要である。しかしながら、これに対する典型的
な従来技術によれば、原料の溶解状態の経時的な把握と
前記各時期の判定は、原料を装入するために天井蓋を開
放したときに炉内監視用モニタを介し、または作業員が
炉内を目視して行っている。また、電気炉本体には、そ
の炉壁の一部に、たとえば除滓口や作業口などの開口部
を有しているので、その開口部を開口したとき、炉内を
監視用モニタを介し、または作業員が炉内を目視して行
っている。
As described above, in order to additionally charge the raw material into the electric furnace, or to melt the additional charged raw material to discharge the molten metal, the raw material charged into the electric furnace is almost or completely discharged. Must be dissolved in. For this purpose, it is necessary to surely grasp the melting state of the raw material inside the charged electric furnace with time and to accurately determine the melting time of the raw material. However, according to a typical conventional technique for this, the temporal understanding of the molten state of the raw material and the determination of each of the times are performed by a monitor for monitoring the inside of the furnace when the ceiling lid is opened for charging the raw material. It is done through the operator or by visualizing the inside of the furnace. Further, since the electric furnace body has openings such as a slag opening and a work opening in a part of the furnace wall, when the opening is opened, the inside of the furnace is monitored via a monitor. , Or a worker is visually inspecting the inside of the furnace.

【0005】電気炉内に初期装入および追加装入された
装入原料の溶解時期は、予め定められた一定の消費電力
量によって判定される場合もある。しかしながら、この
予め定められる消費電力量は、電気炉自体の種類、構
造、形状、容量などの条件や、炉への原料の装入履歴
や、通電条件や、装入される原料配合に関係なく、単に
装入される原料の総重量に経験的に求められる一定の電
力原単位を乗算して定めるような粗いものである。
The melting timing of the charging materials initially charged and additionally charged into the electric furnace may be determined by a predetermined constant power consumption amount. However, this predetermined power consumption is irrespective of the conditions such as the type, structure, shape, and capacity of the electric furnace itself, the charging history of the raw materials into the furnace, the energization conditions, and the raw material mixture to be charged. It is a rough product that is simply determined by multiplying the total weight of the raw materials charged by a constant electric power consumption rate empirically determined.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、原料の
溶解状態の把握は、原料の装入時に天井蓋を開放すると
きや、電気炉本体の炉壁の一部に備えられている除滓口
や、作業口などの開口部を開口するときなどの短時間で
限られた場合にのみ行われている。また、その判定方法
は、炉外に配置された炉内監視用カメラからのモニタ画
面を作業員が目視観察するか、または作業員が炉内を直
接目視観察したりして行っている。
In the prior art, the state of melting of the raw material can be grasped when the ceiling lid is opened at the time of charging the raw material, or the slag provided in a part of the furnace wall of the electric furnace body. It is performed only in a short time such as when opening an opening such as a mouth or a work opening. The determination method is performed by an operator visually observing a monitor screen from an in-furnace monitoring camera arranged outside the furnace, or by an operator directly visually observing the inside of the furnace.

【0007】このため、原料の溶解状態を経時的に連続
把握しながら溶解時期を判定することができない。さら
に、判定が作業員によって行われるので、判定には個人
差やミスが多く、精度および確実性が欠けており、安定
した信頼性のおけるものではない。さらにまた、充分に
観察するために頻繁に前記開口部を開口すると、その度
毎に電気炉内の熱量が開口部から炉外へ放散してしま
い、電力原単位が上昇して、省エネルギ操業につながら
ない。さらにまた、前記開口部の開口毎に粉塵が多量に
放散して環境悪化を招くばかりでなく、天井蓋や、電気
炉本体内の耐火物層に対しても、急激な温度変化に伴う
悪影響を及ぼすので、開口回数が制限され、その結果、
溶解時期を確実に判定することが困難になる。さらにま
た、粉塵の外部への放散を防止するために、電気炉全体
がハウス内に収容されている場合には、作業員の炉内観
察はハウスの介在のために困難であり、たとえ観察でき
たとしても、狭い視野での観察に限定される。
Therefore, it is impossible to determine the melting time while continuously grasping the melting state of the raw material with time. Furthermore, since the judgment is made by the worker, there are many individual differences and mistakes in the judgment, accuracy and certainty are lacking, and stable reliability cannot be obtained. Furthermore, if the opening is frequently opened for sufficient observation, the amount of heat in the electric furnace is dissipated from the opening to the outside of the furnace each time, and the power consumption rate rises, resulting in energy-saving operation. It doesn't lead to. Furthermore, not only the dust is released in large amounts at each opening of the openings to cause environmental deterioration, but also the roof lid and the refractory layer in the electric furnace body are adversely affected by a sudden temperature change. As a result, the number of openings is limited, and as a result,
It becomes difficult to reliably determine the dissolution time. Furthermore, when the entire electric furnace is housed in the house in order to prevent the emission of dust to the outside, it is difficult for workers to observe the inside of the furnace due to the presence of the house. Even so, the observation is limited to a narrow field of view.

【0008】これに対して、他の従来技術では、原料の
溶解判定は、原料の溶解中に炉内の観察を行わないで、
消費電力量が予め定める一定の電力量に達したときに、
原料が溶解したものと判定することによって行われてい
る。しかしながら、この場合には次のような問題があ
る。
On the other hand, in other conventional techniques, the determination of the melting of the raw material is made by observing the inside of the furnace during the melting of the raw material,
When the power consumption reaches a certain fixed amount of electricity,
It is performed by determining that the raw material is dissolved. However, in this case, there are the following problems.

【0009】装入原料が比較的溶解しやすい種類および
配合であったり、既に溶解している液状の主原料を含む
場合には、消費電力量が設定電力量に達する前に原料が
完全に溶解してしまうことがある。この場合には、原料
溶解後にもさらに電力が供給されるので、過剰な電力量
が供給されることになり、溶解電力量のロスが生じる。
また、原料が完全に溶解した後も、さらに電極への通電
を続けると、電極から発生するアークが直接炉壁の耐火
物層に熱負荷を与えるので、耐火物の損耗量が増大す
る。さらにまた、電気炉において原料が殆ど溶解する時
期には、原料の急速な反応によるスラグの膨張、いわゆ
るフォーミングが生じることがある。しかしながら、従
来の技術では、前記溶解時期の正確な判定が困難である
ので、フォーミングなどの未然予測ができない。
When the charging raw material is of a type and composition that are relatively soluble, or contains a liquid main raw material that is already dissolved, the raw material is completely dissolved before the power consumption reaches the set power consumption. I may end up doing it. In this case, since electric power is further supplied even after the raw material is melted, an excessive amount of electric power is supplied, resulting in a loss of the amount of melting electric power.
Further, even after the raw material is completely melted, if the current is further applied to the electrode, the arc generated from the electrode directly gives a heat load to the refractory layer on the furnace wall, so that the amount of wear of the refractory increases. Furthermore, when the raw material is almost melted in the electric furnace, expansion of slag due to rapid reaction of the raw material, so-called forming, may occur. However, in the conventional technique, it is difficult to accurately determine the melting time, and therefore it is impossible to predict the forming or the like.

【0010】装入原料が比較的溶解しにくい種類および
配合である場合には、消費電力量が設定電力量に達して
も、供給される電力量が不足し、装入原料を充分に溶解
することができず、溶け残りを生じることがある。これ
によって、目標とする出湯量を確保することができなか
ったり、精錬不足で石灰などの副原料が溶湯中に残存し
たりすることがある。また、溶湯の成分にバラツキが生
じて、目標成分の範囲から外れることがある。さらにま
た、原料が未溶解の状態で、すなわち炉内の空間容積が
小さい状態で追加装入が行われるので、追加装入した原
料が炉内空間に収まらないで炉外に突出し、天井蓋の閉
鎖ができなくなる、いわゆる材料盛りの問題が発生する
ことがある。
When the charging raw material is of a type and composition that are relatively insoluble, even if the amount of power consumption reaches the set amount of power, the amount of power supplied will be insufficient and the charging raw material will be sufficiently dissolved. It may not be possible and may cause unmelted residue. As a result, it may not be possible to secure the target amount of tapping water, or auxiliary materials such as lime may remain in the molten metal due to insufficient refining. Further, the components of the molten metal may fluctuate and fall outside the range of the target components. Furthermore, since the additional charging is performed in a state where the raw material is not melted, that is, in the state where the space volume in the furnace is small, the additionally charged raw material does not fit in the furnace internal space and protrudes out of the furnace, and There may be a problem of so-called material filling, which makes it impossible to close.

【0011】本発明の目的は、前記問題を解決し、電気
炉に初期装入および追加装入された装入原料の溶解時期
を炉内観察を行わないで、正確かつ確実に判定すること
のできる原料の溶解判定方法および装置を提供すること
である。
An object of the present invention is to solve the above problems and to accurately and surely determine the melting timing of the charging raw materials initially charged and additionally charged into an electric furnace without observing the inside of the furnace. It is to provide a method and an apparatus for determining the dissolution of raw materials that can be used.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、電気炉に装入
されている複数種類の原料の溶解時期を判定する方法に
おいて、電気炉から排出される排ガス中の所定成分の濃
度、原料を溶解するために供給される電力量、電気炉に
設けられた水冷管の冷却水温度に対応する値および電気
炉に設けられた耐火物の温度に対応する値のうち少なく
とも2つの値が予め定める各しきい値に達したとき、原
料が溶解したものと判定することを特徴とする電気炉に
おける原料の溶解判定方法である。 本発明に従えば、電気炉に装入されている原料の溶解判
定は、電気炉内の原料の溶解状態に対応して変化する前
記排ガス中の所定成分の濃度と、前記電力量と、前記冷
却水温度に対応する値と、前記耐火物温度に対応する値
とによって原料の溶解状態を炉内観察を行わないで連続
的に把握し、これらの指標値のうちの少なくとも2つの
指標値が予め定める各しきい値に達したとき、原料が溶
解したものと判定することによって行われる。このた
め、初期装入および追加装入された装入原料の溶解時期
を、炉内観察または一定電力量に基づいて行う従来法よ
りも正確かつ確実に判定することができる。また、これ
らの指標値のうちの1つの指標値のみによって判定する
場合に比べて異常値などによる誤判定を防止することが
でき、初期装入および追加装入された装入原料の溶解時
期を、さらに正確かつ確実に判定することができる。
According to the present invention, in a method for determining the melting time of a plurality of types of raw materials charged in an electric furnace, the concentration of a predetermined component in exhaust gas discharged from the electric furnace and the raw materials are determined. At least two values among the amount of electric power supplied for melting, the value corresponding to the cooling water temperature of the water cooling pipe provided in the electric furnace, and the value corresponding to the temperature of the refractory provided in the electric furnace are predetermined. It is a method for determining the dissolution of a raw material in an electric furnace, which is characterized in that the raw material is determined to be melted when each threshold value is reached. According to the present invention, the dissolution determination of the raw material charged in the electric furnace, the concentration of the predetermined component in the exhaust gas that changes corresponding to the molten state of the raw material in the electric furnace, the power amount, the The molten state of the raw material is continuously grasped without observing the inside of the furnace by the value corresponding to the cooling water temperature and the value corresponding to the refractory temperature, and at least two of these index values are It is performed by determining that the raw material is melted when each of the predetermined threshold values is reached. Therefore, the melting timing of the initially charged and additionally charged raw materials can be determined more accurately and reliably than in the conventional method which is performed in the furnace or based on a constant amount of electric power. In addition, it is possible to prevent erroneous determination due to an abnormal value, etc., as compared with the case where only one of these index values is used for determination, and the melting timing of the initially charged and additionally charged raw materials can be determined. It is possible to make a more accurate and reliable determination.

【0013】また本発明の前記排ガス中の所定成分の濃
度は、電気炉から排出される排ガス中のCOガスと、空
気との燃焼反応によって発生する燃焼排ガス中のCO2
ガス濃度であることを特徴とする。 本発明に従えば、原料の溶解判定指標の1つとして、前
記燃焼排ガス中のCO 2ガス濃度が用いられる。前記C
2ガスは、前記COガスと、空気との燃焼反応によっ
て発生するので、前記CO2ガス濃度の変化は前記CO
ガス濃度の変化を間接的に表すことができる。前記CO
ガス濃度は、電気炉内の原料の溶解状態に対応してお
り、溶解初期には原料中のコークスと酸素との反応が活
発でCOガスの発生量が多いけれども、原料の溶解が進
行するにつれて酸素が消費されるので、酸素不足によっ
てCOガスの発生量がピークを経て減少する。このよう
に、前記COガス濃度は原料の溶解状態に対応して変化
するので、前記COガス濃度と対応する前記CO2ガス
濃度によって電気炉内の原料の溶解状態を連続的に把握
することができる。このため、前記CO2ガス濃度と予
め定めるしきい値とに基づいて、原料の溶解判定を正確
かつ確実に行うことができる。 また、前記電気炉から排出される排ガス中には粉塵が多
量に含有されているので、排ガス中のCOガス濃度を連
続して長時間測定することが困難である。しかしなが
ら、前記COガスを空気と反応させて燃焼した前記燃焼
排ガス中の粉塵含有率は、空気との混合によって大幅に
減少するので、燃焼排ガス中のCO2ガス濃度を連続し
て長時間測定することができる。このため、前記燃焼排
ガス中のCO2ガス濃度を、原料の溶解判定指標の1つ
とすることによって、初期装入および追加装入された装
入原料の溶解判定を、正確かつ確実に行うことができ
る。
The concentration of a predetermined component in the exhaust gas of the present invention is also
The degree of CO gas in the exhaust gas discharged from the electric furnace is
CO in combustion exhaust gas generated by combustion reaction with airTwo
It is characterized by the gas concentration. According to the present invention, one of the raw material dissolution determination indexes is
CO in combustion exhaust gas TwoGas concentration is used. Said C
OTwoThe gas is produced by the combustion reaction between the CO gas and air.
The above COTwoThe change in gas concentration depends on the CO
Changes in gas concentration can be indirectly represented. CO
The gas concentration depends on the molten state of the raw materials in the electric furnace.
Therefore, the reaction between coke and oxygen in the raw material is activated at the beginning of melting.
Although the amount of CO gas generated is large, the dissolution of the raw materials progresses.
Oxygen is consumed as you go, so if you run out of oxygen
As a result, the amount of CO gas generated peaks and then decreases. like this
In addition, the CO gas concentration changes depending on the dissolved state of the raw material.
Therefore, the CO concentration corresponding to the CO gas concentrationTwogas
Continuously grasp the melting state of the raw materials in the electric furnace by the concentration
can do. Therefore, the COTwoGas concentration and forecast
Accurate determination of the dissolution of raw materials based on the threshold value specified
And it can be done reliably. In addition, the exhaust gas discharged from the electric furnace contains a large amount of dust.
Since it is contained in the amount, the CO gas concentration in the exhaust gas
It is difficult to measure continuously for a long time. However
The combustion of the CO gas by reacting it with air
The dust content in exhaust gas can be significantly increased by mixing with air.
CO in combustion exhaust gasTwoContinuous gas concentration
Can be measured for a long time. Therefore, the combustion exhaust
CO in gasTwoGas concentration is one of the raw material dissolution determination indexes
The initial charging and the additional charging
It is possible to accurately and surely judge the dissolution of the input material.
You.

【0014】また本発明の前記電力量のしきい値は、装
入原料の各種類毎の重量と、各種類毎の予め定める溶解
電力係数とをそれぞれ乗算し、装入原料の全種類に対す
る各乗算値の合計値に基づいて設定されることを特徴と
する。 本発明に従えば、前記電力量のしきい値は、原料の各種
類毎の装入重量から求められた溶解電力量を全種類の装
入原料に対して加算した合計値に基づいて設定されるの
で、装入原料の配合が変動しても適正な電力量のしきい
値を設定することができる。
Further, the threshold value of the amount of electric power of the present invention is obtained by multiplying the weight of each kind of charging raw material by a predetermined melting power coefficient of each kind, respectively, and It is characterized in that it is set based on the total value of the multiplication values. According to the invention, the threshold value of the amount of electric power is set based on a total value obtained by adding the amount of electric power for melting obtained from the charging weight for each type of raw material to all types of charging raw materials. Therefore, it is possible to set an appropriate threshold value for the amount of electric power even if the composition of the charging raw material changes.

【0015】また本発明の前記水冷管の冷却水温度に対
応する値は、前記水冷管の出口冷却水温度と、入口冷却
水温度との温度差であることを特徴とする。 本発明に従えば、原料の溶解判定指標の1つとして、前
記出口冷却水温度と、前記入口冷却水温度との温度差が
用いられる。前記温度差は、電気炉内の固体原料の溶解
状態に対応しており、固体の原料が溶解して溶湯となる
反応が起こっているときには、与えられたエネルギは潜
熱となって消費されるので、前記温度差の上昇率は小さ
い。固体の原料が全て溶解し、反応が終了すると、エネ
ルギは溶湯自体の温度の上昇、すなわち水冷管の出口冷
却水温度の上昇に用いられ、前記温度差の上昇率は大き
くなる。このように、前記冷却水温度の温度差は、電気
炉内の原料の溶解状態に対応して変化するので、前記温
度差によって原料の溶解状態を連続的に把握し、予め定
めるしきい値に基づいて初期装入および追加装入された
装入原料の溶解判定を、正確かつ確実に行うことができ
る。
Further, the value corresponding to the cooling water temperature of the water cooling pipe of the present invention is characterized by a temperature difference between the outlet cooling water temperature and the inlet cooling water temperature of the water cooling pipe. According to the present invention, the temperature difference between the outlet cooling water temperature and the inlet cooling water temperature is used as one of the raw material dissolution determination indexes. The temperature difference corresponds to the melting state of the solid raw material in the electric furnace, and when the reaction of melting the solid raw material to form the molten metal is occurring, the energy given is consumed as latent heat. The increase rate of the temperature difference is small. When all the solid raw materials are melted and the reaction is completed, energy is used to raise the temperature of the molten metal itself, that is, to raise the temperature of the outlet cooling water of the water cooling pipe, and the rate of increase in the temperature difference increases. Thus, since the temperature difference of the cooling water temperature changes corresponding to the molten state of the raw material in the electric furnace, the molten state of the raw material is continuously grasped by the temperature difference, and the predetermined threshold value is set. Based on this, it is possible to accurately and surely determine the dissolution of the initially charged and additionally charged raw materials.

【0016】また本発明の前記水冷管の冷却水温度に対
応する値は、前記水冷管の出口冷却水温度の時間変化率
であることを特徴とする。 本発明に従えば、原料の溶解判定指標の1つとして、前
記水冷管における出口冷却水温度の時間変化率が用いら
れる。前記水温の時間変化率は、電気炉内の原料の溶解
状態に対応して変化し、特に溶解時に急変するので、前
記水温の時間変化率によって原料の溶解状態を連続的に
把握し、予め定めるしきい値に基づいて初期装入および
追加装入された装入原料の溶解判定を、正確かつ確実に
行うことができる。
Further, the value corresponding to the cooling water temperature of the water cooling pipe of the present invention is characterized in that it is a time change rate of the outlet cooling water temperature of the water cooling pipe. According to the present invention, the rate of change over time of the outlet cooling water temperature in the water cooling pipe is used as one of the raw material dissolution determination indexes. The rate of change of the water temperature with time changes corresponding to the molten state of the raw material in the electric furnace, and in particular, it suddenly changes during melting, so the molten state of the raw material is continuously grasped by the rate of change with time of the water temperature, and is predetermined. It is possible to accurately and surely determine the dissolution of the initially charged and additionally charged raw materials based on the threshold value.

【0017】また本発明の前記耐火物温度に対応する値
は、通電開始後の耐火物温度と、通電開始時の耐火物温
度との温度差であることを特徴とする。 本発明に従えば、原料の溶解判定指標の1つとして、前
記耐火物温度の温度差が用いられる。前記耐火物温度の
温度差は、電気炉内の原料の溶解状態に対応して変化す
るので、前記温度差によって原料の溶解状態を連続的に
把握し、前記予め定めるしきい値によって初期装入およ
び追加装入された装入原料の溶解判定を、正確かつ確実
に行うことができる。
Further, the value corresponding to the refractory temperature of the present invention is characterized in that it is a temperature difference between the refractory temperature after the start of energization and the refractory temperature at the start of energization. According to the present invention, the temperature difference of the refractory temperature is used as one of the raw material dissolution determination indexes. Since the temperature difference of the refractory temperature changes corresponding to the molten state of the raw material in the electric furnace, the molten state of the raw material is continuously grasped by the temperature difference, and the initial charging is performed by the predetermined threshold value. Further, it is possible to accurately and surely determine the dissolution of the additionally charged raw materials.

【0018】また本発明の前記耐火物温度に対応する値
は、耐火物温度の時間変化率であることを特徴とする。 本発明に従えば、原料の溶解判定指標の1つとして、前
記耐火物温度の時間変化率が用いられる。前記耐火物温
度の時間変化率は、電気炉内の原料の溶解状態に対応し
て変化し、特に溶解時に急変するので、前記耐火物温度
の時間変化率によって原料の溶解状態を連続的に把握
し、前記予め定めるしきい値によって初期装入および追
加装入された装入原料の溶解判定を、正確かつ確実に行
うことができる。
The value corresponding to the refractory temperature of the present invention is characterized in that it is a rate of change over time of the refractory temperature. According to the present invention, the time rate of change of the refractory temperature is used as one of the raw material dissolution determination indexes. The rate of change of the refractory temperature with time changes corresponding to the molten state of the raw material in the electric furnace, and in particular, it changes abruptly during melting, so the molten state of the raw material is continuously grasped by the rate of change of the refractory temperature with time. However, it is possible to accurately and surely determine the dissolution of the initially charged and additionally charged raw materials by the predetermined threshold value.

【0019】また本発明は、電気炉に装入されている複
数種類の原料の溶解時期を判定する装置において、電気
炉から排出される排ガス中の所定成分の濃度を測定する
ガス分析手段と、電気炉に供給される電力量を測定する
電力検出手段と、電気炉に設けられた水冷管の入口およ
び出口の冷却水温度を測定する冷却水温度検出手段と、
電気炉に設けられた耐火物の温度を測定する耐火物温度
検出手段と、水冷管の出口冷却水温度と入口冷却水温度
との温度差、水冷管の出口冷却水温度の時間変化率、通
電開始後の耐火物温度と通電開始時の耐火物温度との温
度差および耐火物温度の時間変化率を算出する演算手段
と、前記排ガス中の所定成分の濃度、電力量、冷却水温
度の温度差、出口冷却水温度の時間変化率、耐火物温度
の温度差、および耐火物温度の時間変化率の各しきい値
を予め定める値に設定する設定手段と、ガス分析手段に
よって測定される排ガス中の所定成分の濃度、電力検出
手段によって測定される電力量、演算手段によって算出
される前記各温度差および時間変化率が設定手段によっ
て予め定める値に設定されている各しきい値とそれぞれ
対比され、前記各測定値および演算値のうち少なくとも
2つの値が対応するしきい値に達したとき、原料が溶解
したものと判定する判定手段と、判定手段の出力に応答
し、原料が溶解したことを表示する表示手段とを含むこ
とを特徴とする電気炉における原料の溶解判定装置であ
る。 本発明に従えば、電気炉における原料の溶解判定装置
は、前記各検出手段によって前記各測定値を測定し、演
算手段によって前記各温度差および時間変化率を算出
し、設定手段によって各しきい値を予め定める値に設定
し、判定手段によって前記各測定値および演算値を各し
きい値と対比し、前記各測定値および演算値のうち少な
くとも2つの値が対応するしきい値に達したとき原料が
溶解したものと判定し、表示手段によって前記判定結果
を表示することができる。これによって、前記溶解判定
装置は、原料の溶解状態を目視観察でなく各測定値によ
って連続的に把握し、予め定めるしきい値に基づいて初
期装入および追加装入された装入原料の溶解時期を、正
確かつ確実に判定することができる手段を備えているの
で、炉内目視観察または一定電力量に基づいて原料の溶
解判定を行う従来法よりも、判定精度が良好である。
The present invention also provides a gas analysis means for measuring the concentration of a predetermined component in the exhaust gas discharged from the electric furnace in an apparatus for determining the melting time of a plurality of kinds of raw materials charged in the electric furnace, Electric power detection means for measuring the amount of electric power supplied to the electric furnace, cooling water temperature detection means for measuring the cooling water temperature of the inlet and outlet of the water cooling pipe provided in the electric furnace,
Refractory temperature detection means for measuring the temperature of the refractory provided in the electric furnace, the temperature difference between the outlet cooling water temperature of the water cooling pipe and the inlet cooling water temperature, the time change rate of the outlet cooling water temperature of the water cooling pipe, energization Calculation means for calculating the temperature difference between the refractory temperature after the start and the refractory temperature at the start of energization and the rate of change over time of the refractory temperature, the concentration of a predetermined component in the exhaust gas, the electric energy, and the temperature of the cooling water temperature Difference, time change rate of outlet cooling water temperature, temperature difference of refractory temperature, and setting means for setting each threshold value of time change rate of refractory temperature to predetermined values, and exhaust gas measured by gas analysis means The concentration of a predetermined component therein, the amount of power measured by the power detection means, the temperature differences calculated by the calculation means, and the rate of change over time are compared with respective threshold values set to predetermined values by the setting means. And each of the above A determination unit that determines that the raw material is dissolved when at least two values out of the constant value and the calculated value reach the corresponding threshold values, and a display that displays that the raw material is dissolved in response to the output of the determination unit. And a means for determining the dissolution of a raw material in an electric furnace. According to the present invention, the apparatus for determining the dissolution of a raw material in an electric furnace measures each of the measurement values by each of the detection means, calculates each of the temperature differences and the time change rate by the calculation means, and sets each threshold value by the setting means. The value is set to a predetermined value, and each of the measured value and the calculated value is compared with each threshold value by the determination means, and at least two of the measured value and the calculated value have reached the corresponding threshold value. At this time, it can be determined that the raw material is dissolved, and the display unit can display the determination result. As a result, the dissolution determination device continuously grasps the dissolution state of the raw material by each measurement value, not by visual observation, and melts the initially charged and additionally charged raw materials based on a predetermined threshold value. Since the means for accurately and surely determining the timing is provided, the determination accuracy is better than the conventional method in which the dissolution determination of the raw material is performed by visual observation in the furnace or based on a constant amount of electric power.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の1形態で
ある電気炉の原料溶解判定装置(以後、「溶解判定装
置」と略称する)の構成を簡略化して示す系統図であ
る。図1には、電気炉10およびスクラップ予熱装置1
9、ならびに電気炉10に付帯して設けられている集塵
設備21の系統図も併せて示している。溶解判定装置1
は、電気炉10から排出される排ガス中の所定成分の濃
度を測定するガス分析手段2と、電気炉10に供給され
る電力量を測定する電力検出手段27と、電気炉10に
設けられた水冷管17に供給される冷却水の温度を測定
する入口冷却水温度検出手段3と、前記水冷管17から
排出される冷却水の温度を測定する出口冷却水温度検出
手段4と、電気炉10に設けられた耐火物の温度を測定
する耐火物温度検出手段5と、原料の溶解判定を行うた
めの複数の指標値を算出する演算手段6と、各指標値の
しきい値を予め定める値に設定する設定手段8と、設定
手段8によって設定された各しきい値に基づいて原料の
溶解判定を行う判定手段7と、判定結果を表示する表示
手段9とを含んで構成される。なお、電気炉10におい
て溶解される金属溶湯は、たとえばステンレス鋼を溶製
するために用いられる含クロム溶銑である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a system diagram showing a simplified structure of a raw material melting determination device for an electric furnace (hereinafter, abbreviated as “melting determination device”) which is an embodiment of the present invention. . FIG. 1 shows an electric furnace 10 and a scrap preheating device 1.
9 and a system diagram of the dust collecting equipment 21 provided additionally to the electric furnace 10 are also shown. Dissolution determination device 1
Is provided in the electric furnace 10, and a gas analysis means 2 for measuring the concentration of a predetermined component in the exhaust gas discharged from the electric furnace 10, a power detection means 27 for measuring the amount of electric power supplied to the electric furnace 10. An inlet cooling water temperature detecting means 3 for measuring the temperature of the cooling water supplied to the water cooling pipe 17, an outlet cooling water temperature detecting means 4 for measuring the temperature of the cooling water discharged from the water cooling pipe 17, and an electric furnace 10. A refractory temperature detecting means 5 for measuring the temperature of the refractory, a computing means 6 for calculating a plurality of index values for determining the dissolution of the raw material, and a threshold value for each index value. The setting means 8 is set to 1., the judging means 7 for judging the dissolution of the raw material based on each threshold value set by the setting means 8, and the displaying means 9 for displaying the judgment result. The molten metal melted in the electric furnace 10 is, for example, chromium-containing hot metal used for manufacturing stainless steel.

【0021】電気炉10から排出されるダストを含む排
ガスは、次のように処理される。前記排ガスは、電気炉
10の天井蓋13に設けられている集塵エルボ12から
炉外に排出され、集塵エルボ12と対向して間隔をあけ
て設けられている第1集塵ダクト14a内に、集塵設備
21の誘引ファン16によって吸引される。前記誘引フ
ァン16の吸引力は、前記排ガスを吸引するばかりでな
く、前記集塵エルボ12と、第1集塵ダクト14aとの
間隙に形成される空気取り入れ口15から空気を第1集
塵ダクト14a内に吸引する。第1集塵ダクト14a内
に吸引された前記排ガスおよび空気は、前記排ガスを空
気と反応させて燃焼する燃焼塔11に導かれる。前記排
ガスは、未燃ガスであるCOガスを多く含んでいるの
で、前記空気と反応して第1集塵ダクト14a内および
燃焼塔11内で燃焼する。前記燃焼反応で高温となった
燃焼排ガスは、大部分燃焼塔11の出側に設けられてい
る第2集塵ダクト14bを経て、前記スクラップ予熱装
置19に導かれ、バスケット20に装入されているスク
ラップを予熱する。スクラップを予熱した排ガスは、ス
クラップ予熱装置19の出側の第4集塵ダクト14dに
導かれる。
The exhaust gas containing dust discharged from the electric furnace 10 is treated as follows. The exhaust gas is discharged from the dust collecting elbow 12 provided on the ceiling lid 13 of the electric furnace 10 to the outside of the furnace, and inside the first dust collecting duct 14a provided facing the dust collecting elbow 12 and spaced apart. Then, it is sucked by the attracting fan 16 of the dust collecting equipment 21. The suction force of the attraction fan 16 not only sucks the exhaust gas, but also draws air from the air intake port 15 formed in the gap between the dust collecting elbow 12 and the first dust collecting duct 14a into the first dust collecting duct. Aspirate into 14a. The exhaust gas and the air sucked into the first dust collecting duct 14a are guided to the combustion tower 11 where the exhaust gas reacts with the air and burns. Since the exhaust gas contains a large amount of unburned CO gas, it reacts with the air and burns in the first dust collection duct 14a and the combustion tower 11. Most of the combustion exhaust gas that has become high temperature due to the combustion reaction is guided to the scrap preheating device 19 through the second dust collecting duct 14b provided on the outlet side of the combustion tower 11 and charged into the basket 20. Preheat the scraps that are present. The exhaust gas from which the scrap has been preheated is guided to the fourth dust collecting duct 14d on the outlet side of the scrap preheating device 19.

【0022】燃焼塔11から排出される排ガスの一部
は、スクラップ予熱装置19を通らないで燃焼塔11の
下部出側に設けられている第3集塵ダクト14cを経
て、前記第4集塵ダクト14dに導かれる。第3集塵ダ
クト14cには、前記燃焼塔11から排出される燃焼排
ガスを採取するサンプルプローブ23が設けられてい
る。第4集塵ダクト14dに導かれたダストを含む排ガ
スは、ガスクーラ25で冷却され、集塵機26において
バグフィルタによって除塵され、集塵機26の下流側に
設けられている前記誘引ファン16によって外部に排出
される。
A part of the exhaust gas discharged from the combustion tower 11 does not pass through the scrap preheating device 19 and passes through a third dust collecting duct 14c provided at the lower exit side of the combustion tower 11 to pass the fourth dust collecting. It is guided to the duct 14d. A sample probe 23 for collecting the combustion exhaust gas discharged from the combustion tower 11 is provided in the third dust collecting duct 14c. The exhaust gas containing dust guided to the fourth dust collecting duct 14d is cooled by the gas cooler 25, removed by the bag filter in the dust collector 26, and discharged to the outside by the attraction fan 16 provided on the downstream side of the dust collector 26. It

【0023】図2は、図1に示す電気炉の構成を簡略化
して示す正面から見た断面図である。電気炉10は、電
極28が取付けられた天井蓋13と、炉本体29から成
り、炉本体29は略円筒形の炉壁30と、椀状の炉床3
1とで構成されている。炉本体29の溶湯32などが接
する炉壁30および炉床31の内壁には耐火物層33が
設けられており、溶湯32などと直接接しない炉本体2
9の内壁および天井蓋13の内壁には、冷却水を通す水
冷管17によって構成される水冷炉壁18が設けられて
いる。炉本体29の一方側には、原料を溶解精錬した際
に生じるスラグ34などを除去するための作業口35が
設けられており、また作業口35に対向する位置には、
溶湯32を出湯するための出湯口36および出湯桶36
aが取付けられている。さらにまた、炉本体29の底部
には、溶湯32を撹拌するための気体、たとえば窒素ガ
スなどを吹込むための吹込みノズル37が設けられてい
る。
FIG. 2 is a front sectional view showing a simplified structure of the electric furnace shown in FIG. The electric furnace 10 includes a ceiling lid 13 to which an electrode 28 is attached and a furnace body 29. The furnace body 29 includes a substantially cylindrical furnace wall 30 and a bowl-shaped furnace floor 3.
1 and 1. A refractory layer 33 is provided on the inner wall of the furnace wall 30 and the hearth 31 with which the molten metal 32 of the furnace body 29 contacts and the furnace body 2 that does not directly contact the molten metal 32 and the like.
On the inner wall of 9 and the inner wall of the ceiling lid 13, a water cooling furnace wall 18 constituted by a water cooling pipe 17 through which cooling water is passed is provided. On one side of the furnace body 29, a working port 35 for removing slag 34 and the like generated when the raw material is melted and refined is provided, and at a position facing the working port 35,
A tap hole 36 and a tap trough 36 for tapping the molten metal 32
a is attached. Furthermore, at the bottom of the furnace body 29, a blowing nozzle 37 for blowing a gas for stirring the molten metal 32, such as nitrogen gas, is provided.

【0024】電気炉10の炉本体29の内部に装入され
たスクラップなどの原料と、天井蓋13に設けられてい
る電極28の先端部との間には間隔があけられており、
変圧器で電圧を調整された電流を電極28に通電する
と、電極28と原料との間にアークが発生し、このとき
発生する熱によって原料は溶解される。原料が溶解され
て生じる溶湯32およびスラグ34は、炉本体29の内
部に貯留される。
There is a gap between the raw material such as scrap charged in the furnace body 29 of the electric furnace 10 and the tip of the electrode 28 provided on the ceiling lid 13,
When a current whose voltage is adjusted by the transformer is applied to the electrode 28, an arc is generated between the electrode 28 and the raw material, and the raw material is melted by the heat generated at this time. The molten metal 32 and the slag 34 produced by melting the raw materials are stored inside the furnace body 29.

【0025】図3は、図2に示す電気炉の天井蓋の構成
を簡略化して示す平面図である。天井蓋13は、水冷壁
18aと、小天井13aとから構成されており、水冷壁
18aには、水冷管17aが周方向に連続して密に配置
されている。小天井13aには、昇降自在な3本の電極
28(28a,28b,28c)が挿通されており、3
本の電極28は、周方向に等間隔をあけて配設されてい
る。
FIG. 3 is a plan view showing a simplified structure of the ceiling lid of the electric furnace shown in FIG. The ceiling lid 13 is composed of a water cooling wall 18a and a small ceiling 13a, and water cooling pipes 17a are continuously and densely arranged in the circumferential direction on the water cooling wall 18a. Three vertically movable electrodes 28 (28a, 28b, 28c) are inserted through the small ceiling 13a.
The book electrodes 28 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.

【0026】図4は、図2に示す電気炉の水冷炉壁の構
成を簡略化して示す斜視図である。電気炉10の炉本体
29に設けられている水冷炉壁18は、周方向に複数
個、たとえば8個のブロック(BL1〜BL8)に分割
されており、それぞれのブロックには水冷管17が密に
配置されている。各水冷管17の入口側および出口側に
は、熱電対などで構成される入口冷却水温度検出手段で
ある入口水温計3および出口冷却水温度検出手段である
出口水温計4がそれぞれ配置されており、操業中の冷却
水の水温を連続的に測定することができる。なお、図3
および図4に示す水冷管17,17aに供給される冷却
水は閉鎖した経路内を循環しており、水冷炉壁18,1
8aを通過して昇温された冷却水は冷却設備で冷却さ
れ、再度、入口冷却水として供給される。このため、入
口冷却水の水温は、ほぼ一定温度、たとえば12〜20
℃に保持される。
FIG. 4 is a perspective view showing a simplified structure of the water cooling furnace wall of the electric furnace shown in FIG. The water-cooled furnace wall 18 provided in the furnace body 29 of the electric furnace 10 is divided into a plurality of blocks, for example, eight blocks (BL1 to BL8) in the circumferential direction, and the water-cooled pipe 17 is densely arranged in each block. It is located in. At the inlet side and the outlet side of each water cooling pipe 17, an inlet water temperature gauge 3 which is an inlet cooling water temperature detecting means composed of a thermocouple and an outlet water temperature gauge 4 which is an outlet cooling water temperature detecting means are respectively arranged. The cooling water temperature during operation can be continuously measured. Note that FIG.
The cooling water supplied to the water cooling pipes 17 and 17a shown in FIG. 4 circulates in the closed path, and the water cooling furnace walls 18 and 1
The cooling water that has passed through 8a and has been heated is cooled by a cooling facility and is supplied again as inlet cooling water. Therefore, the temperature of the inlet cooling water is almost constant, for example, 12 to 20.
It is kept at ° C.

【0027】図5は、図1に示す出口冷却水温度検出手
段の構成を簡略化して示す断面図である。前記出口水温
計4は、熱電対4aと、その感温部4bと、保護管4c
とを含み、感温部4bが水冷管17の中心軸17b上に
配置されるように設置される。なお、前記入口水温計3
の構成は、前記出口水温計4と全く同一である。
FIG. 5 is a sectional view showing a simplified structure of the outlet cooling water temperature detecting means shown in FIG. The outlet water thermometer 4 includes a thermocouple 4a, a temperature sensing portion 4b thereof, and a protection tube 4c.
And the temperature sensing part 4b is installed so as to be arranged on the central axis 17b of the water cooling pipe 17. The inlet water temperature gauge 3
The configuration of is exactly the same as that of the outlet water thermometer 4.

【0028】図6は、図2の切断面線VI−VIから見
た電気炉の横断面図である。電気炉10の炉本体29の
炉壁30に形成されている耐火物層33は、溶湯32と
接する消耗れんが層33aと、消耗れんが層33aの外
方側に設けられる永久れんが層33bとから成る。これ
らの間には、周方向に複数個、たとえば6個の耐火物温
度検出手段である耐火物温度計5(5a〜5f)が設置
されている。6個の耐火物温度計5(5a〜5f)は、
3本の電極28に近くて、電極28の熱負荷を受け易い
3箇所のいわゆるホットスポット部に、3個の耐火物温
度計5a,5c,5eが配置されており、電極の熱負荷
を受けにくい3箇所のいわゆるコールドスポット部に、
3個の耐火物温度計5b,5d,5fが設置されてい
る。耐火物温度検出手段5は熱電対などで構成されてお
り、操業中の耐火物温度を連続的に測定することができ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the electric furnace taken along the section line VI-VI in FIG. The refractory layer 33 formed on the furnace wall 30 of the furnace body 29 of the electric furnace 10 includes a consumable brick layer 33a in contact with the molten metal 32 and a permanent brick layer 33b provided on the outer side of the consumable brick layer 33a. . A plurality of refractory thermometers 5 (5a to 5f) as refractory temperature detecting means, for example, six refractory temperature detectors 5 (5a to 5f) are installed between them. The six refractory thermometers 5 (5a-5f) are
Near the three electrodes 28, three refractory thermometers 5a, 5c, 5e are arranged at three so-called hot spots, which are easily subjected to the heat load of the electrodes 28. 3 so-called cold spots that are difficult
Three refractory thermometers 5b, 5d, 5f are installed. The refractory temperature detecting means 5 is composed of a thermocouple or the like, and can continuously measure the refractory temperature during operation.

【0029】図7は、ガス分析手段の構成を簡略化して
示す系統図である。ガス分析手段であるガス分析計2
は、フィルタ39と、吸引ポンプ40と、電磁弁41
と、CO/CO2濃度計42と、O2濃度計43とを含ん
で構成されており、前記サンプルプローブ23に接続さ
れている。前記サンプルプローブ23によって採取され
た排ガスは、ガス分析計2の吸引ポンプ40によって吸
引され、吸引ポンプ40の上流側に設けられている2個
のフィルタ39によって0.2μm以上のダストを除去
され、直列に配置されているO2濃度計43およびCO
/CO2濃度計42にこの順序で導入され、排ガスの成
分濃度分析後、外部へ排出される。各濃度計42,43
への排ガスの導入は、電磁弁41の開閉によって行われ
る。CO/CO2濃度計42は、赤外線吸収式濃度計で
あり、排ガス中のCOガスおよびCO2ガス濃度を同時
に、かつ連続的に測定することができる。O2濃度計4
3は、磁気流量比式濃度計であり、排ガス中のO2ガス
濃度を連続的に測定することができる。
FIG. 7 is a system diagram showing a simplified structure of the gas analysis means. Gas analyzer 2 which is a gas analysis means
Is a filter 39, a suction pump 40, and a solenoid valve 41.
And a CO / CO 2 concentration meter 42 and an O 2 concentration meter 43, which are connected to the sample probe 23. The exhaust gas collected by the sample probe 23 is sucked by the suction pump 40 of the gas analyzer 2, and dust of 0.2 μm or more is removed by the two filters 39 provided on the upstream side of the suction pump 40, O 2 densitometer 43 and CO arranged in series
/ CO 2 concentration meter 42 is introduced in this order, and after exhaust gas component concentration analysis, it is discharged to the outside. Each densitometer 42,43
The exhaust gas is introduced into the chamber by opening and closing the solenoid valve 41. The CO / CO 2 densitometer 42 is an infrared absorption densitometer, and can measure the CO gas and CO 2 gas concentrations in the exhaust gas simultaneously and continuously. O 2 concentration meter 4
3 is a magnetic flow ratio densitometer, which is capable of continuously measuring the O 2 gas concentration in the exhaust gas.

【0030】前記演算手段6は、前記入口水温計3、出
口水温計4および耐火物温度計5の出力に基づいて、前
記水冷炉壁18に設けられた水冷管17の出口冷却水温
度と入口冷却水温度との温度差、前記水冷管17の出口
冷却水温度の時間変化率、通電開始後の耐火物温度と通
電開始時の耐火物温度との温度差および耐火物温度の時
間変化率をそれぞれ算出する。これらの演算値は、前記
ガス分析計2によって測定される排ガス中の所定成分の
濃度、および前記電力検出手段である電力計27によっ
て測定される通電電力量とともに、電気炉10に装入さ
れた原料の溶解判定を行うための指標値として用いられ
る。
Based on the outputs of the inlet water temperature gauge 3, the outlet water temperature gauge 4 and the refractory thermometer 5, the calculating means 6 outputs the outlet cooling water temperature and the inlet temperature of the water cooling pipe 17 provided in the water cooling furnace wall 18. The temperature difference from the cooling water temperature, the time change rate of the outlet cooling water temperature of the water cooling pipe 17, the temperature difference between the refractory temperature after the start of energization and the refractory temperature at the start of energization, and the time change rate of the refractory temperature are shown. Calculate each. These calculated values were charged into the electric furnace 10 together with the concentrations of predetermined components in the exhaust gas measured by the gas analyzer 2 and the energized electric energy measured by the electric power meter 27 as the electric power detection means. It is used as an index value for determining the dissolution of raw materials.

【0031】前記設定手段8は、前記各指標値のしきい
値を予め定める値にキーボードなどから設定する。各し
きい値は、電気炉10に初期装入および追加装入された
装入原料の溶解時期に対応する各指標値の値を操業実績
などから事前に把握することによって、後述のように設
定される。
The setting means 8 sets the threshold value of each index value to a predetermined value from a keyboard or the like. Each threshold value is set as will be described later by previously grasping the value of each index value corresponding to the melting time of the charging raw materials initially charged and additionally charged into the electric furnace 10 from the operation results and the like. To be done.

【0032】前記判定手段7は、前記各指標値を前記各
しきい値とそれぞれ対比し、前記各指標値のうち少なく
とも2つの指標値が対応するしきい値に達したとき、初
期装入および追加装入された装入原料が溶解したものと
判定する。
The judging means 7 compares the respective index values with the respective threshold values, and when at least two index values among the respective index values reach the corresponding threshold values, initial charging and It is determined that the additionally charged raw materials have melted.

【0033】前記表示手段9は、前記判定手段7の出力
に応答し、赤色点滅表示灯などの目視表示またはブザー
などの音響表示によって初期装入および追加装入された
装入原料が溶解したことを表示する。
In response to the output of the determination means 7, the display means 9 has melted the initially charged and additionally charged raw materials by visual display such as a red blinking indicator light or acoustic display such as a buzzer. Is displayed.

【0034】本実施の形態の溶解判定装置1は、前述の
ように構成されているので、前記ガス分析計2、電力計
27、入口水温計3、出口水温計4および耐火物温度計
5によって排ガス中の所定成分の濃度、通電電力量、入
口冷却水温度、出口冷却水温度および耐火物温度をそれ
ぞれ測定し、前記冷却水温度ならびに耐火物温度から演
算手段6によって前記冷却水温度の温度差、出口冷却水
温度の時間変化率、前記耐火物温度の温度差および耐火
物温度の時間変化率をそれぞれ算出し、これら演算値
と、前記排ガス中の測定成分の濃度および通電電力量の
測定値とを装入原料の溶解判定を行うための指標値とし
て用い、前記各指標値のしきい値を設定手段8によって
予め定める値に設定し、判定手段7によって前記各指標
値を前記各しきい値とそれぞれ対比し、前記各指標値の
うち少なくとも2つの指標値が対応するしきい値に達し
たとき、初期装入および追加装入された装入原料が溶解
したものと判定し、表示手段9によって判定結果を表示
することができる。
Since the dissolution determination device 1 of the present embodiment is constructed as described above, it comprises the gas analyzer 2, power meter 27, inlet water temperature meter 3, outlet water temperature meter 4 and refractory thermometer 5. The concentration of a predetermined component in the exhaust gas, the amount of energizing power, the inlet cooling water temperature, the outlet cooling water temperature, and the refractory temperature are measured, respectively, and the temperature difference between the cooling water temperature and the refractory temperature is calculated by the calculating means 6 by the calculating means 6. , The outlet cooling water temperature time change rate, the refractory temperature difference and refractory temperature time change rate are calculated, respectively, these calculated values, the concentration of the measurement component in the exhaust gas and the measured value of the amount of energized electricity Is used as an index value for determining the dissolution of the charging raw material, the threshold value of each index value is set to a predetermined value by the setting means 8, and the index value is set to each threshold value by the determination means 7. value In contrast to each other, when at least two index values among the index values reach the corresponding threshold values, it is determined that the initially charged and additionally charged raw materials are melted, and the display means 9 is used. The judgment result can be displayed.

【0035】このように、前記溶解判定装置1は、初期
装入および追加装入された装入原料が溶解したことを、
正確かつ確実に判定することができる手段を備えている
ので、炉内目視観察または一定電力量に基づいて原料の
溶解判定を行う従来法よりも溶解判定精度が非常に優れ
ている。また、正確な原料の溶解時期の判定によって過
剰な電力投入がなくなり、炉壁への熱負荷が減少するの
で、炉壁の耐火物の損耗量が大幅に減少し、炉壁の寿命
が大幅に延長される。
As described above, the melting determination device 1 indicates that the initially charged and additionally charged raw materials have melted,
Since it is provided with a means capable of making an accurate and reliable determination, the dissolution determination accuracy is much superior to the conventional method in which the dissolution determination of the raw material is performed by visual observation in the furnace or based on a certain amount of electric power. In addition, by accurately determining the melting time of the raw material, excessive power input is eliminated and the heat load on the furnace wall is reduced, so the amount of refractory wear on the furnace wall is greatly reduced and the life of the furnace wall is greatly reduced. Be extended.

【0036】前記各指標値のしきい値は、前記電気炉1
0に初期装入および追加装入された装入原料の溶解時期
に対応する各指標値の値を、操業実績などから事前に把
握することによってそれぞれ次のようにして設定され
る。
The threshold value of each index value is the electric furnace 1
The values of the respective index values corresponding to the melting time of the initially charged and additionally charged raw materials at 0 are set in the following manner by grasping in advance from the operation results and the like.

【0037】図8は、電気炉の原料の溶解中における燃
焼塔から排出される燃焼排ガスの成分濃度変化を時系列
的に示す模式図である。時刻t1では、電気炉10に原
料の第1回装入、すなわち初期装入が行われ、通電が開
始される。原料の溶解が進行するに伴い、原料中のコー
クスなどのカーボン源が原料中の酸化物および炉内酸素
と反応して、COガスが発生する。COガスの発生量
は、溶解初期には反応が活発で多いけれども、原料の溶
解が進行するにつれて酸素が消費されるので、酸素不足
によってCOガスの発生量がピークを経て減少する。電
気炉10から排出される排ガス中のCOガスは、燃焼塔
11において空気と反応して燃焼し、CO2ガスを生成
する。このため、燃焼塔11から排出される燃焼排ガス
中のCO2ガス濃度は、前記COガス濃度と対応して変
化し、前記COガス濃度の推移と同様の時間的推移を示
す。また、燃焼排ガス中のO2ガス濃度は、CO2ガス濃
度の推移とは逆に増減する時間的推移を示す。
FIG. 8 is a schematic diagram showing, in a time series, changes in the component concentration of the combustion exhaust gas discharged from the combustion tower during the melting of the raw materials of the electric furnace. At time t1, the raw material is charged into the electric furnace 10 for the first time, that is, the initial charging is performed, and the energization is started. As the melting of the raw material progresses, a carbon source such as coke in the raw material reacts with oxides in the raw material and oxygen in the furnace to generate CO gas. Although the amount of CO gas generated is high in the reaction at the initial stage of dissolution, oxygen is consumed as the raw materials are dissolved, and therefore the amount of CO gas generated peaks and decreases due to lack of oxygen. The CO gas in the exhaust gas discharged from the electric furnace 10 reacts with air and burns in the combustion tower 11 to generate CO 2 gas. Therefore, the CO 2 gas concentration in the combustion exhaust gas discharged from the combustion tower 11 changes corresponding to the CO gas concentration, and exhibits the same temporal transition as the transition of the CO gas concentration. Further, the O 2 gas concentration in the combustion exhaust gas shows a temporal transition that increases and decreases, contrary to the transition of the CO 2 gas concentration.

【0038】前述のように、前記COガス濃度は、電気
炉10内の原料の溶解状態に対応して変化するので、前
記CO2ガス濃度も同様に電気炉10内の原料の溶解状
態に対応して変化する。このように、前記CO2ガス濃
度によって原料の溶解状態を把握することができるの
で、本実施の形態における前記排ガス中の所定成分の濃
度としては、前記CO2ガス濃度を用いることが好まし
い。なお、前記排ガス中の所定成分の濃度として、前記
COガスが用いられないのは、前記電気炉10から排出
される排ガス中には粉塵が多量に含有されており、前記
排ガス中のCOガス濃度を連続して長時間測定すること
が困難であるからである。これに対して、前記燃焼排ガ
ス中の粉塵含有率は、空気との混合によって大幅に減少
しているので、前記燃焼排ガス中のCO2ガス濃度を連
続して長時間測定することができる。
As described above, since the CO gas concentration changes in accordance with the melting state of the raw material in the electric furnace 10, the CO 2 gas concentration also corresponds to the melting state of the raw material in the electric furnace 10. And change. Thus, it is possible to grasp the dissolved state of the raw material by the CO 2 gas concentration, the concentration of the predetermined component in the exhaust gas of the present embodiment, it is preferable to use the CO 2 gas concentration. The CO gas is not used as the concentration of the predetermined component in the exhaust gas because the exhaust gas discharged from the electric furnace 10 contains a large amount of dust and the CO gas concentration in the exhaust gas is high. This is because it is difficult to measure continuously for a long time. On the other hand, since the dust content in the combustion exhaust gas is significantly reduced by mixing with air, the CO 2 gas concentration in the combustion exhaust gas can be continuously measured for a long time.

【0039】時刻t2では、燃焼排ガス中のCO2ガス
濃度が減少して、予め定めるしきい値L1に到達する。
しきい値L1は、初期装入された原料が追加装入の可能
な溶解率まで溶解したものと判断されるCO2ガス濃度
のしきい値であり、電気炉10における多数の操業実績
値から予め定められる。なお、原料の溶解率とは、原料
の装入総量に対する原料の溶解量の割合である。
At time t2, the concentration of CO 2 gas in the combustion exhaust gas decreases and reaches a predetermined threshold value L1.
The threshold value L1 is a threshold value of the CO 2 gas concentration at which it is determined that the initially charged raw material is melted to a dissolution rate at which additional charging is possible. Predetermined. The raw material dissolution rate is the ratio of the raw material dissolution amount to the total amount of the raw material charged.

【0040】実操業においては、燃焼排ガス中のCO2
ガス濃度の変動が生ずることがあり、前記CO2ガス濃
度が前記しきい値L1未満になる時点が不明瞭な場合が
ある。このため、初期装入された原料が追加装入の可能
な溶解率まで溶解したと判断される判断基準としては、
前記CO2ガス濃度が、前記しきい値L1未満である時
間が連続して3分間以上継続するとき、または前記CO
2ガス濃度を1秒毎にサンプリングし、3分間の移動平
均値が前記しきい値L1未満となるときのいずれかを選
ぶことが好ましい。前記追加装入の可能な溶解率として
は、大略80%が好ましい。これは、溶解率が80%を
超えると、熱損失が大きくなるとともに、耐火物に対す
る熱負荷が大きくなるので、耐火物の損耗量が増大する
からであり、溶解率が80%未満では炉内の空間容積が
小さく、追加装入材を装入する容積を確保することがで
きないので、追加装入した原料が炉内空間に収まらない
で炉外に突出し、天井蓋13が閉じなくなる、いわゆる
材料盛りの発生する恐れがあるからである。
In actual operation, CO 2 in combustion exhaust gas
The gas concentration may fluctuate, and it may be unclear when the CO 2 gas concentration becomes less than the threshold value L1. Therefore, the criteria for determining that the initially charged raw material has dissolved to a dissolution rate that allows additional charging is:
When the CO 2 gas concentration is less than the threshold value L1 continuously for 3 minutes or more, or
It is preferable to sample the 2 gas concentrations every 1 second and select one when the moving average value for 3 minutes is less than the threshold value L1. The dissolution rate that can be additionally charged is preferably about 80%. This is because if the melting rate exceeds 80%, the heat loss increases and the heat load on the refractory increases, so the amount of wear of the refractory increases, and if the melting rate is less than 80%, Since the space volume of is small and the volume for charging the additional charging material cannot be ensured, the additionally charged raw material does not fit in the furnace internal space and protrudes outside the furnace, and the ceiling lid 13 does not close. This is because there is a possibility that a heap may occur.

【0041】時刻t3では、原料の第2回装入すなわち
追加装入が行われる。原料の追加装入後の燃焼排ガス中
のCO2ガス濃度およびO2ガス濃度の時間的推移は、前
記初期装入の場合と同様である。一般に、原料の第2回
装入量は、第1回装入量以下であるので、前記CO2
ス濃度の水準およびピーク高さは、初期装入の場合より
も低い。時刻t4では、燃焼排ガス中のCO2ガス濃度
が減少して、予め定めるしきい値L2に到達する。しき
い値L2は、追加装入された原料が再追加装入の可能な
溶解率である80%まで溶解したと判断されるCO2
ス濃度のしきい値であり、前記同様電気炉10における
多数の操業実績値から予め定められる。なお、実操業に
おける判定基準は、前記しきい値L1の場合と同様であ
る。前述のように、原料の追加装入は、初期装入量以下
の装入量で行われ、追加装入後のCO2ガス濃度の水準
は、初期装入後のそれよりも低いので、しきい値L2の
値はしきい値L1の値以下に設定される。このため、追
加装入された原料の溶解判定を、正確かつ確実に行うこ
とができる。
At time t3, the second charging of raw materials, that is, additional charging is performed. The temporal changes in the CO 2 gas concentration and the O 2 gas concentration in the combustion exhaust gas after the additional charging of the raw materials are the same as in the case of the initial charging. Generally, since the second charging amount of the raw material is equal to or less than the first charging amount, the CO 2 gas concentration level and the peak height are lower than those in the initial charging. At time t4, the CO 2 gas concentration in the combustion exhaust gas decreases and reaches a predetermined threshold value L2. The threshold value L2 is a threshold value of the CO 2 gas concentration at which it is determined that the additionally charged raw material has been dissolved up to 80% which is a dissolution rate at which the additional charging can be performed again. It is determined in advance from a large number of operation performance values. The criteria for the actual operation are the same as those for the threshold value L1. As described above, the additional charging of the raw material is performed at a charging amount equal to or less than the initial charging amount, and the level of the CO 2 gas concentration after the additional charging is lower than that after the initial charging. The threshold value L2 is set to be equal to or less than the threshold value L1. Therefore, it is possible to accurately and surely determine the dissolution of the additionally charged raw material.

【0042】時刻t5では、原料の第3回装入、すなわ
ち再追加装入が行われる。第3回装入後の燃焼排ガス中
のCO2ガス濃度およびO2ガス濃度の時間的推移は、前
記追加装入の場合と同様である。再追加装入は、前記追
加装入量以下の装入量で行われるので、前記CO2ガス
濃度の水準は、追加装入の場合よりもさらに低くなる。
時刻t6では、燃焼排ガス中のCO2ガス濃度が減少し
て、予め定めるしきい値L3に到達する。しきい値L3
は、再追加装入された原料が完全に溶解したと判断され
るCO2濃度のしきい値であり、前記同様に電気炉10
における多数の操業実績値から予め定められる。なお、
実操業における判定基準は、前記しきい値L1の場合と
同様である。原料が完全に溶解したと判断された後に
は、溶湯の温度調整およびスラグ中の酸化クロムの還元
精錬、さらに必要に応じて酸素吹精などが行われ、時刻
t7で出湯が行われる。
At time t5, the third charging of the raw material, that is, the additional charging is performed. The temporal transitions of the CO 2 gas concentration and the O 2 gas concentration in the combustion exhaust gas after the third charging are the same as in the case of the additional charging. Since the re-additional charging is performed with a charging amount equal to or less than the additional charging amount, the level of the CO 2 gas concentration becomes lower than that in the case of the additional charging.
At time t6, the CO 2 gas concentration in the combustion exhaust gas decreases and reaches a predetermined threshold value L3. Threshold L3
Is a threshold value of the CO 2 concentration at which it is judged that the raw material recharged again is completely dissolved.
Is determined in advance from a large number of actual operation values in. In addition,
The judgment criteria in the actual operation are the same as in the case of the threshold value L1. After it is determined that the raw materials are completely melted, the temperature of the molten metal is adjusted, the refining and refining of the chromium oxide in the slag, and further oxygen blowing as necessary are performed, and tapping is performed at time t7.

【0043】図9は、電気炉の実操業における燃焼塔か
ら排出される燃焼排ガスの成分濃度変化を時系列的に示
す推移図である。図9には、電気炉10の天井蓋13を
開放して炉内を目視観察して判断した原料の未溶解率の
時系列的推移も併せて示している。なお、原料の未溶解
率とは、未溶解原料の装入原料の総量に対する割合であ
る。図9中の推移線G1は、燃焼排ガス中のCO2ガス
濃度の時系列的変化を示しており、推移線G2は、燃焼
排ガス中のO2ガス濃度の時系列的変化を示している。
FIG. 9 is a transition diagram showing, in a time series, changes in the component concentration of the combustion exhaust gas discharged from the combustion tower in the actual operation of the electric furnace. FIG. 9 also shows the time-series transition of the undissolved rate of the raw material, which is determined by opening the ceiling lid 13 of the electric furnace 10 and visually observing the inside of the furnace. The undissolved rate of the raw material is the ratio of the undissolved raw material to the total amount of the charged raw materials. A transition line G1 in FIG. 9 shows a time series change of the CO 2 gas concentration in the combustion exhaust gas, and a transition line G2 shows a time series change of the O 2 gas concentration in the combustion exhaust gas.

【0044】時刻t11では、電気炉10に原料の初期
装入が行われ、時刻t12では通電が開始される。原料
の加熱、溶解が進行するに伴い、燃焼塔11から排出さ
れる燃焼排ガス中のCO2ガス濃度は増加し、上限ピー
クを経て減少する。燃焼排ガス中のO2ガス濃度は、前
記CO2ガス濃度とは逆に減少し、下限ピークを経て増
加する。原料の未溶解率は、次第に減少する。時刻t1
3では、原料の未溶解率が20%、すなわち前記追加装
入が可能である溶解率80%に到達する。時刻t13に
おける前記CO2ガス濃度は5%未満であるので、前記
しきい値L1は、たとえば5%に設定される。時刻t1
4では追加装入が行われ、時刻t15では再度通電が開
始される。時刻t15以降の前記CO2ガス濃度および
2ガス濃度の時系列的推移は、時刻t16から時刻t
17における通電停止のトラブル期間を除いて、前記時
刻t12から時刻t13間の推移と傾向的に同一であ
る。時刻t18においては、原料の未溶解率が20%に
到達する。本操業においては、再追加装入は行われない
けれども、必要があれば時刻t18において再追加装入
が可能となる。時刻t18における前記CO2ガス濃度
は3%未満であるので、前記しきい値L2は、たとえば
3%に設定される。本操業においては、時刻t18以降
も通電が継続されているので、未溶解率がさらに減少す
る。
At time t11, the raw material is initially charged into the electric furnace 10, and at time t12, energization is started. As the heating and melting of the raw materials progress, the CO 2 gas concentration in the combustion exhaust gas discharged from the combustion tower 11 increases, and then decreases after reaching the upper limit peak. The O 2 gas concentration in the combustion exhaust gas decreases, contrary to the CO 2 gas concentration, and increases through the lower limit peak. The undissolved rate of the raw materials gradually decreases. Time t1
In No. 3, the undissolved rate of the raw material reaches 20%, that is, the dissolved rate of 80% at which the additional charging is possible reaches. Since the CO 2 gas concentration at time t13 is less than 5%, the threshold value L1 is set to 5%, for example. Time t1
In step 4, additional charging is performed, and at time t15, energization is started again. The time series transitions of the CO 2 gas concentration and the O 2 gas concentration after time t15 are from time t16 to time t.
Except for the trouble period of stopping the energization in 17, the tendency is the same as the transition from the time t12 to the time t13. At time t18, the undissolved rate of the raw material reaches 20%. In this operation, re-additional charging is not performed, but if necessary, re-additional charging can be performed at time t18. Since the CO 2 gas concentration at time t18 is less than 3%, the threshold value L2 is set to 3%, for example. In the main operation, since the energization is continued after the time t18, the undissolved rate is further reduced.

【0045】時刻t19では未溶解率がほぼ0%に到達
し、原料はほぼ完全に溶解する。時刻t19における前
記CO2ガス濃度は2%未満であるので、前記しきい値
L3は、たとえば2%に設定される。時刻t20では溶
湯の出湯が行われ、電気炉10の1チャージの操業が完
了する。
At time t19, the undissolved rate reaches almost 0%, and the raw material is almost completely dissolved. Since the CO 2 gas concentration at time t19 is less than 2%, the threshold value L3 is set to 2%, for example. At time t20, the molten metal is discharged, and the operation of the electric furnace 10 for one charge is completed.

【0046】このように、前記CO2ガス濃度およびO2
ガス濃度の時系列的推移は、原料の溶解状態と対応して
いるので、原料の溶解状態を連続的に把握することがで
きる。また、前記CO2ガス濃度のしきい値L1,L
2,L3を前述のように設定することによって、初期装
入および追加装入された装入原料の溶解時期を炉内観察
を行わないで、正確に判定することができる。このた
め、電力ロスを低減し、省エネルギを図ることができ
る。さらにまた、炉内観察を行わなくてもよいので、電
気炉10の開口部の開放を行う必要がなくなり、開口部
から粉塵が多量に放散して、環境悪化を招く恐れがなく
なる。さらにまた、原料の溶解状態が連続的に把握でき
るので、原料溶解時期に発生する原料の急速な反応によ
るスラグ34の膨張、いわゆるフォーミングを未然に予
測することができる。なお、O2ガス濃度は、原料の溶
解時期の判定には直接用いられないけれども、CO2
ス濃度をバックアップする成分濃度として連続的に測定
されている。
Thus, the CO 2 gas concentration and the O 2
The time-series transition of the gas concentration corresponds to the molten state of the raw material, so that the molten state of the raw material can be continuously grasped. Further, the CO 2 gas concentration threshold values L1 and L
By setting 2 and L3 as described above, it is possible to accurately determine the melting timing of the initially charged and additionally charged raw materials without observing the inside of the furnace. Therefore, it is possible to reduce power loss and save energy. Furthermore, since it is not necessary to observe the inside of the furnace, it is not necessary to open the opening of the electric furnace 10, and a large amount of dust is diffused from the opening, so that there is no risk of deteriorating the environment. Furthermore, since the molten state of the raw material can be continuously grasped, the expansion of the slag 34 due to the rapid reaction of the raw material occurring at the raw material melting time, so-called forming, can be predicted in advance. Although the O 2 gas concentration is not directly used for determining the dissolution timing of the raw material, it is continuously measured as a component concentration that backs up the CO 2 gas concentration.

【0047】前記通電電力量のしきい値は、次のように
して設定される。電気炉10に装入される複数(n)種
類の原料、たとえばスクラップや、石灰などの各種類毎
の重量をMi(i=1〜n)、各種類毎の溶解電力係数
をci(i=1〜n)とするとき、装入原料の全種類に
対する溶解電力量Eは、(1)式によって求められる。
The threshold value of the energized power amount is set as follows. The weight of each type of plural (n) types of raw materials charged in the electric furnace 10, such as scrap or lime, is Mi (i = 1 to n), and the melting power coefficient of each type is ci (i = 1 to n), the melting power amount E for all kinds of charging raw materials is obtained by the equation (1).

【0048】[0048]

【数1】 [Equation 1]

【0049】前記溶解電力係数ciは、原料の各種類毎
の単位重量当りの溶解電力量を表す係数であり、装入原
料の種類、原料の装入回数、溶湯の出湯量などに応じ
て、過去の操業実績値から予め決定される。前記係数c
iは、溶解しにくい種類の原料に対しては大きな値にな
り、逆に溶融状態の原料など固体装入原料の溶解を促進
する原料に対しては、負の値を採る場合もある。また、
この係数ciは、装入原料の温度に依存し、装入原料の
温度の高いときには小さく、前記温度の低いときには大
きくなる。前記溶解電力量Eは、原料の溶解に対応する
値であるので、前記電力量のしきい値として好適に用い
られる。
The melting power coefficient ci is a coefficient representing the amount of melting power per unit weight for each type of raw material, and is determined according to the type of raw material charged, the number of times the raw material is charged, the amount of molten metal discharged, and the like. It is determined in advance from past operation performance values. The coefficient c
i takes a large value for a raw material of a type that is difficult to dissolve, and conversely takes a negative value for a raw material that promotes dissolution of a solid charging raw material such as a raw material in a molten state. Also,
The coefficient ci depends on the temperature of the charging raw material and is small when the temperature of the charging raw material is high, and increases when the temperature is low. The melting power amount E is a value corresponding to the melting of the raw material, and thus is preferably used as the threshold value of the power amount.

【0050】このように、原料の各種類毎に異なる溶解
しやすさの度合および原料の各種類毎の配合量の増減に
応じた溶解電力量Eを前記通電電力量のしきい値として
決定することができるので、初期装入および追加装入さ
れた装入原料の種類および配合が変動しても、原料の溶
解時期を正確かつ確実に判定することができる。また、
前記溶解電力量Eは、原料の初期装入後の初装期間や、
追加装入期間など電気炉操業の各装入期間毎に算出する
ことが好ましい。しかしながら、1チャージ当りの総溶
解電力量Eを算出し、前記各装入期間に装入される原料
の重量などに応じて各期間毎の溶解電力量を計算して分
配してもよい。
In this way, the melting power amount E corresponding to the degree of easiness of melting different for each kind of raw material and the increase or decrease of the blending amount for each kind of raw material is determined as the threshold value of the energizing power amount. Therefore, even if the type and composition of the initially charged and additionally charged raw materials are changed, it is possible to accurately and surely determine the melting time of the raw materials. Also,
The melting electric energy E is the initial loading period after the initial charging of raw materials,
It is preferable to calculate for each charging period of the electric furnace operation such as the additional charging period. However, the total melting power amount E per charge may be calculated, and the melting power amount for each period may be calculated and distributed according to the weight of the raw material charged in each charging period.

【0051】図10は、図4に示す電気炉の水冷炉壁に
設けられた水冷管の冷却水温度の経時変化を示す推移図
である。推移線W1は、図4に示す電極28aのホット
スポット部に位置する水冷炉壁18のブロックBL1の
出口水温計4によって測定された冷却水温度を示す推移
線であり、推移線W2,W3は、電極28b,28cの
ホットスポット部に位置する水冷炉壁18のブロックB
L4,BL7の出口冷却水温度をそれぞれ示す推移線で
ある。電気炉10の水冷炉壁18に設けられた水冷管1
7の出口冷却水温度は、アークによる熱負荷の影響およ
び溶湯自体の温度変化の影響を受けやすいために、操業
中の温度変化が大きく、かつその変化は原料の溶解状
態、すなわち固体の原料と液体の溶湯の割合に対応して
いる。
FIG. 10 is a transition diagram showing the change over time of the cooling water temperature of the water cooling pipe provided on the water cooling furnace wall of the electric furnace shown in FIG. The transition line W1 is a transition line showing the cooling water temperature measured by the outlet water thermometer 4 of the block BL1 of the water cooling furnace wall 18 located in the hot spot portion of the electrode 28a shown in FIG. 4, and the transition lines W2 and W3 are , The block B of the water-cooled furnace wall 18 located at the hot spots of the electrodes 28b, 28c
It is a transition line showing outlet cooling water temperature of L4 and BL7, respectively. Water cooling pipe 1 provided on the water cooling furnace wall 18 of the electric furnace 10.
Since the temperature of the outlet cooling water of 7 is easily affected by the heat load due to the arc and the temperature change of the molten metal itself, the temperature change during operation is large, and the change depends on the molten state of the raw material, that is, the solid raw material. Corresponds to the proportion of liquid melt.

【0052】時刻t21から電極28への通電を開始す
ると、原料の加熱溶解が始まる。矢符A1で示す溶解前
期には、固体の原料が炉内空間全体に充填され、水冷炉
壁18に向かうアークを遮断するために、水冷炉壁18
が直接アークの熱負荷を受けず、また原料の溶解時に
は、与えられた熱エネルギの大部分が固体の原料を溶解
するための潜熱として消費されるので、各ホットスポッ
ト部に位置する水冷炉壁18の水冷管17の出口側で測
定した冷却水温度は、大きく上昇変化しない。しかしな
がら、矢符B1で示す溶解後期には、原料が殆ど溶解
し、原料が炉内空間に占める割合が非常に小さくなって
水冷炉壁18が直接アークの熱負荷を受け、かつ原料が
殆ど溶解したことによって与えられる熱エネルギの大部
分が溶湯自体の温度上昇に用いられるので、各ホットス
ポット部で測定した出口冷却水温度は大きく上昇し、か
つ水温の時間変化率も増大する。時刻t22で追加装入
のために天井蓋13が開放されると、炉内の熱が放散し
炉内温度が低下するので、出口冷却水温度も低下する。
時刻t23で追加装入を終了し、電極28への通電を再
開すると、出口冷却水温度は追加装入前の温度変化と同
様の挙動を示し、矢符A2で示す溶解前期には大きく上
昇せず、矢符B2で示す溶解後期に大きく上昇し、かつ
水温の時間変化率も増大する。時刻t24では、出湯を
行うために天井蓋13を開放するので、出口冷却水温度
は低下する。なお前述のように、入口冷却水温度は、ほ
ぼ一定に保持されているので、前記出口冷却水温度の推
移は、出口冷却水温度と入口冷却水温度との温度差の推
移とほぼ一致する。
When power supply to the electrode 28 is started from time t21, heating and melting of the raw material is started. In the early stage of melting indicated by arrow A1, the solid material is filled in the entire space in the furnace, and in order to cut off the arc toward the water-cooled furnace wall 18, the water-cooled furnace wall 18
Is not directly subjected to the heat load of the arc, and when the raw materials are melted, most of the applied heat energy is consumed as latent heat for melting the solid raw materials, so the water-cooled furnace walls located at each hot spot The cooling water temperature measured at the outlet side of the water cooling pipe 17 of 18 does not rise and change significantly. However, in the latter stage of melting indicated by arrow B1, most of the raw material is melted, the ratio of the raw material occupying in the furnace space becomes very small, the water-cooled furnace wall 18 is directly subjected to the heat load of the arc, and most of the raw material is melted. Since most of the thermal energy given by doing so is used to raise the temperature of the molten metal itself, the outlet cooling water temperature measured at each hot spot portion greatly rises, and the rate of change of water temperature with time also increases. When the ceiling lid 13 is opened for additional charging at time t22, the heat in the furnace is dissipated and the temperature in the furnace is lowered, so that the outlet cooling water temperature is also lowered.
When the additional charging is finished at time t23 and the energization of the electrode 28 is restarted, the outlet cooling water temperature exhibits the same behavior as the temperature change before the additional charging, and greatly increases in the early period of melting shown by the arrow A2. However, the temperature greatly increases in the latter stage of melting indicated by arrow B2, and the rate of change in water temperature with time also increases. At time t24, the ceiling lid 13 is opened for tapping, so the outlet cooling water temperature decreases. As described above, since the inlet cooling water temperature is kept substantially constant, the transition of the outlet cooling water temperature substantially coincides with the transition of the temperature difference between the outlet cooling water temperature and the inlet cooling water temperature.

【0053】図11は、初期装入から追加装入間におけ
る水冷炉壁の出口冷却水温度と、入口冷却水温度との温
度差に対する原料の材料盛り発生頻度および原料溶解率
80%以上の頻度の関係を示す特性図である。原料溶解
率80%は、前述のように原料を追加装入することが可
能な溶解率である。図11から、前記冷却水温度の温度
差と原料の溶解状況とは対応しており、前記温度差が大
きくなるほど原料の溶解が進行し、前記材料盛りの発生
頻度が低下していることが判る。すなわち、前記温度差
が15℃未満の範囲では、原料の溶解率が低い溶解初期
段階に対応しており、前記温度差が大きくなるにつれて
溶解率が急増し、材料盛りの発生頻度が急減している。
前記温度差が15℃以上では、原料の溶解率が高く、原
料の溶解がかなり進行している段階に対応しており、材
料盛り発生頻度は、ほぼ0%であるので、原料の追加装
入が可能である。このため、前記冷却水温度の温度差の
しきい値は、15℃に選ばれることが好ましい。また、
これによって、初期装入された原料の溶解率が追加装入
可能な溶解率に到達する時期を、正確かつ確実に判定す
ることができる。なお、前記温度差が30℃以上では、
原料がほぼ完全に溶解しているので、追加装入時期とし
ては好ましくなく、過剰な電力投入によって電力原単位
の増加を招く。
FIG. 11 shows the frequency of occurrence of the material heap and the material dissolution rate of 80% or more with respect to the temperature difference between the outlet cooling water temperature of the water-cooled furnace wall and the inlet cooling water temperature between the initial charging and the additional charging. It is a characteristic view showing the relationship of. The raw material dissolution rate of 80% is a dissolution rate at which the raw material can be additionally charged as described above. It can be seen from FIG. 11 that the temperature difference of the cooling water temperature and the melting state of the raw material correspond to each other, and the melting of the raw material progresses as the temperature difference increases, and the occurrence frequency of the material heap decreases. . That is, in the range where the temperature difference is less than 15 ° C., the melting rate of raw materials is low, which corresponds to the initial stage of melting, and as the temperature difference increases, the melting rate sharply increases and the occurrence frequency of material puddle sharply decreases. There is.
When the temperature difference is 15 ° C. or more, the dissolution rate of the raw material is high, which corresponds to the stage where the dissolution of the raw material has progressed considerably, and the occurrence frequency of the material heap is almost 0%. Is possible. Therefore, the threshold value of the temperature difference of the cooling water temperature is preferably selected to be 15 ° C. Also,
This makes it possible to accurately and surely determine the time when the dissolution rate of the initially charged raw material reaches the dissolution rate at which additional charging is possible. In addition, when the temperature difference is 30 ° C. or more,
Since the raw materials are almost completely dissolved, it is not desirable as the time for additional charging, and excessive power input causes an increase in power consumption.

【0054】図12は、初期装入原料の溶解電力原単位
に対する初期装入から追加装入間における水冷炉壁の出
口冷却水温度と、入口冷却水温度との温度差の関係を示
す特性図である。初期装入原料の溶解電力原単位は、初
期装入原料の溶解に使用した消費溶解電力量を、初期装
入原料の総重量で除算したものである。図12から、前
記冷却水温度の温度差と、前記溶解電力原単位の間に
は、相関関係が認められ、溶解電力の負荷によって前記
温度差が増大していることが判る。また、前記溶解電力
原単位の基準値である零は、前記従来技術を用いた場合
の溶解電力原単位であり、このときの前記冷却水温度の
温度差は、ほぼ25〜30℃の範囲を示している。した
がって、追加装入時における前記冷却水温度の温度差が
30℃を超える場合には、溶解電力が過剰となることが
判る。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the temperature of the outlet cooling water of the water-cooled furnace wall and the temperature of the inlet cooling water between the initial charging and the additional charging with respect to the unit power consumption of the initially charged raw material. Is. The unit power consumption of the initially charged raw material is the amount of consumed electric power consumed for melting the initially charged raw material divided by the total weight of the initially charged raw material. From FIG. 12, it can be seen that there is a correlation between the temperature difference of the cooling water temperature and the basic unit of melting power, and the temperature difference increases due to the load of melting power. Further, zero, which is the reference value of the unit power consumption of melting, is a unit power consumption of melting when the above-mentioned conventional technique is used, and the temperature difference of the cooling water temperature at this time is in the range of approximately 25 to 30 ° C. Shows. Therefore, when the temperature difference of the cooling water temperature at the time of additional charging exceeds 30 ° C., it is understood that the melting power becomes excessive.

【0055】さらにまた、追加装入時における前記冷却
水温度の温度差がしきい値を下まわる15℃未満である
場合には、前記電力原単位は大幅に低下するけれども、
原料の溶解が充分でないので、前記材料盛り発生頻度が
増加するばかりでなく、溶湯の温度が充分に上がらない
状態で、温度の低い原料の追加装入が行われる。このた
め、溶湯の温度がさらに低下し、特に電気炉10の炉床
31の傾斜部に堆積している原料が未溶解のまま通電が
終了して、溶湯を出湯した後も炉内に残る場合がある。
これは、溶湯歩留りを低下させ、また溶湯成分のバラツ
キの原因になる。したがって、前記冷却水温度の温度差
のしきい値は、前述のように装入された原料が充分に溶
解し、かつ溶解電力の過剰投入が生じない15℃とする
ことが好ましく、かつ前記温度差が30℃以下で追加装
入されることが好ましい。
Furthermore, when the temperature difference of the cooling water temperature at the time of additional charging is less than 15 ° C., which is below the threshold value, the power consumption rate is significantly reduced,
Since the raw materials are not sufficiently melted, not only the frequency of occurrence of the material puddle increases, but also the raw material having a low temperature is additionally charged while the temperature of the molten metal does not rise sufficiently. For this reason, the temperature of the molten metal is further lowered, and in particular, when the raw material deposited on the inclined portion of the hearth 31 of the electric furnace 10 is not melted and the current is terminated and remains in the furnace even after the molten metal is discharged. There is.
This lowers the melt yield and causes variations in the melt components. Therefore, it is preferable that the threshold value of the temperature difference of the cooling water temperature is 15 ° C. at which the raw materials charged as described above are sufficiently melted and the excessive input of the melting power does not occur. It is preferable that the difference is 30 ° C. or less and additional charging is performed.

【0056】図13は、初期装入から追加装入間におけ
る水冷炉壁の出口冷却水温度の時間変化率に対する原料
の材料盛り発生頻度および原料溶解率80%以上の頻度
の関係を示す特性図である。図13から、前記出口冷却
水温度の時間変化率と原料の溶解状況とは対応してお
り、前記時間変化率が大きくなるほど原料の溶解が進行
し、材料盛りの発生頻度が低下していることが判る。す
なわち、前記時間変化率が3℃/分未満の範囲では、原
料の溶解率が低い溶解初期段階に対応しており、前記時
間変化率が大きくなるにつれて溶解率が急増し、材料盛
りの発生頻度が急減している。前記時間変化率が3℃/
分以上では、原料の溶解率が高く、原料の溶解がかなり
進行している段階に対応しており、材料盛りの発生頻度
はほぼ0%であるので、原料の追加装入が可能である。
このため、前記時間変化率のしきい値は、3℃/分の値
に選ばれることが好ましい。また、これによって、初期
装入された原料の溶解率が追加装入可能な溶解率に到達
する時期を、正確かつ確実に判定することができる。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the rate of change of the outlet cooling water temperature of the water-cooled furnace wall between the initial charging and the additional charging and the frequency of occurrence of the material heap and the frequency of the material dissolution rate of 80% or more. Is. From FIG. 13, the rate of change of the outlet cooling water temperature with time corresponds to the melting state of the raw material, and as the rate of change with time increases, the melting of the raw material progresses and the frequency of occurrence of material piles decreases. I understand. That is, in the range where the rate of change with time is less than 3 ° C./minute, the rate of dissolution of the raw material is low, which corresponds to the initial stage of dissolution, and the rate of change increases as the rate of change with time increases, and the frequency of occurrence of material piles increases. Is decreasing sharply. The rate of change with time is 3 ° C /
Above the minute, the rate of dissolution of the raw material is high, which corresponds to the stage where the dissolution of the raw material has progressed considerably, and the occurrence frequency of the material heap is almost 0%, so that additional charging of the raw material is possible.
Therefore, the threshold value of the time change rate is preferably selected to be 3 ° C./minute. Further, by this, it is possible to accurately and surely determine the time when the dissolution rate of the initially charged raw material reaches the dissolution rate at which additional charging is possible.

【0057】図14は、追加装入から出湯間における水
冷炉壁の出口冷却水温度と、入口冷却水温度との温度差
に対する原料の溶解率の関係を示す特性図である。図1
4から前記温度差と原料の溶解率とは対応しており、前
記温度差が大きくなるほど原料の溶解が進行しているこ
とが判る。すなわち、前記温度差が20℃未満の範囲で
は、原料の溶解率が低く、未溶解原料の残存する段階に
対応しており、前記温度差が大きくなるにつれて溶解率
が急増している。前記温度差が20℃以上では、原料が
完全溶解している段階に対応している。このため、前記
温度差のしきい値は、20℃に選ばれることが好まし
い。またこれによって、追加装入された原料が完全に溶
解したことを、正確かつ確実に判定することができる。
なお、原料の完全溶解後には、溶湯の出湯が可能である
けれども、実操業においては、溶湯の温度調整や、スラ
グ中の酸化クロムの還元精錬などが行われた後、溶湯の
出湯を行うことが多い。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship of the dissolution rate of the raw material with respect to the temperature difference between the outlet cooling water temperature of the water-cooled furnace wall and the inlet cooling water temperature between the additional charging and the hot water discharge. FIG.
It can be seen from 4 that the temperature difference corresponds to the dissolution rate of the raw material, and the larger the temperature difference, the more the raw material is dissolved. That is, in the range where the temperature difference is less than 20 ° C., the dissolution rate of the raw material is low, which corresponds to the stage where the undissolved raw material remains, and the dissolution rate rapidly increases as the temperature difference increases. When the temperature difference is 20 ° C. or more, it corresponds to the stage where the raw materials are completely dissolved. Therefore, it is preferable that the threshold value of the temperature difference is selected to be 20 ° C. Further, by this, it is possible to accurately and surely determine that the additionally charged raw material is completely dissolved.
Although the molten metal can be discharged after the raw materials have been completely melted, in actual operation, the molten metal should be discharged after adjusting the temperature of the molten metal and reducing and refining the chromium oxide in the slag. There are many.

【0058】図15は、追加装入から出湯間における水
冷炉壁の出口冷却水温度の時間変化率に対する原料の溶
解率の関係を示す特性図である。図15から、前記出口
冷却水温度の時間変化率と、原料の溶解率とは対応して
おり、前記時間変化率が大きくなるほど原料の溶解が進
行していることが判る。すなわち、前記時間変化率が3
℃/分未満の範囲では、原料の溶解率が低く、未溶解原
料の残存する段階に対応しており、前記時間変化率が大
きくなるほど溶解率が急増している。前記時間変化率が
3℃/分以上の範囲では、原料が完全溶解している段階
に対応している。このため、前記時間変化率のしきい値
は、3℃/分の値に選ばれることが好ましい。またこれ
によって、追加装入された原料が完全に溶解したこと
を、正確かつ確実に判定することができる。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the rate of change of the outlet cooling water temperature of the water-cooled furnace wall with respect to time and the rate of dissolution of the raw material between the additional charging and the tapping. It can be seen from FIG. 15 that the rate of change of the outlet cooling water temperature with time corresponds to the rate of dissolution of the raw material, and the higher the rate of time variation, the more the dissolution of the raw material progresses. That is, the time change rate is 3
Within the range of less than ° C / min, the dissolution rate of the raw material is low, which corresponds to the stage where the undissolved raw material remains, and the dissolution rate increases sharply as the rate of change with time increases. When the rate of change with time is 3 ° C./minute or more, it corresponds to the stage where the raw materials are completely dissolved. Therefore, the threshold value of the time change rate is preferably selected to be 3 ° C./minute. Further, by this, it is possible to accurately and surely determine that the additionally charged raw material is completely dissolved.

【0059】図16は、初期装入から追加装入間におけ
る通電開始後の耐火物温度と、通電開始時の耐火物温度
との温度差に対する原料の材料盛り発生頻度および原料
溶解率80%以上の頻度の関係を示す特性図である。図
16から、前記耐火物温度の温度差と原料の溶解状況と
は対応しており、前記温度差が大きくなるほど原料の溶
解が進行し、前記材料盛りの発生頻度が低下しているこ
とが判る。すなわち、前記温度差が40℃未満の範囲で
は、原料の溶解率が低い溶解初期段階に対応しており、
前記温度差が大きくなるにつれて溶解率が急増し、材料
盛りの発生頻度が急減している。前記温度差が40℃以
上では、原料の溶解率が高く、原料の溶解がかなり進行
している段階に対応しており、材料盛り発生頻度は、ほ
ぼ0%であるので、原料の追加装入が可能である。この
ため、前記温度差のしきい値は、40℃に選ばれること
が好ましい。またこれによって、初期装入された原料の
溶解率が追加装入可能な溶解率に到達する時期を、正確
かつ確実に判定することができる。なお、前記温度差が
50℃以上では、原料がほぼ完全に溶解しているので、
追加装入時期としては好ましくなく、過剰な電力投入に
よって電力原単位の増加を招く。
FIG. 16 shows the frequency of occurrence of material heap and the rate of material dissolution of 80% or more with respect to the temperature difference between the refractory temperature after the start of energization and the refractory temperature at the start of energization between the initial charging and the additional charging. It is a characteristic diagram showing the relationship of the frequency of. It can be seen from FIG. 16 that the temperature difference of the refractory temperature and the melting state of the raw material correspond to each other, and the melting of the raw material progresses as the temperature difference increases, and the frequency of occurrence of the material heap decreases. . That is, in the range where the temperature difference is less than 40 ° C., it corresponds to the initial stage of dissolution in which the raw material dissolution rate is low,
As the temperature difference increases, the dissolution rate sharply increases, and the frequency of material swelling sharply decreases. When the temperature difference is 40 ° C. or more, the melting rate of the raw material is high, which corresponds to the stage where the raw material is considerably melted, and the occurrence frequency of the material heap is almost 0%. Is possible. Therefore, the threshold value of the temperature difference is preferably selected to be 40 ° C. Further, by this, it is possible to accurately and surely determine the time when the dissolution rate of the initially charged raw material reaches the dissolution rate at which additional charging is possible. When the temperature difference is 50 ° C. or higher, the raw materials are almost completely dissolved.
It is not preferable as the time for additional charging, and excessive power input causes an increase in the power consumption rate.

【0060】図17は、初期装入から追加装入間におけ
る耐火物温度の時間変化率に対する原料の材料盛り発生
頻度および原料溶解率80%以上の頻度の関係を示す特
性図である。図17から、前記耐火物温度の時間変化率
と原料の溶解状況とは対応しており、前記時間変化率が
大きくなるほど原料の溶解が進行し、材料盛りの発生頻
度が低下していることが判る。すなわち、前記耐火物温
度の時間変化率が5℃/分未満の範囲では、原料の溶解
率が低い溶解初期段階に対応しており、前記時間変化率
が大きくなるにつれて溶解率が急増し、材料盛りの発生
頻度が急減している。前記時間変化率が5℃/分以上で
は、原料溶解率が高く、原料の溶解がかなり進行してい
る段階に対応しており、材料盛りの発生頻度はほぼ0%
であるので、原料の追加装入が可能である。このため、
前記時間変化率のしきい値は、5℃/分の値に選ばれる
ことが好ましい。またこれによって、初期装入された原
料の溶解率が追加装入可能な溶解率に到達する時期を、
正確かつ確実に判定することができる。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing the relationship between the rate of change in the refractory temperature with time from the initial charging to the additional charging and the frequency of occurrence of the material heap and the frequency of the material dissolution rate of 80% or more. It can be seen from FIG. 17 that the rate of change of the refractory temperature with time corresponds to the melting state of the raw material, and that the larger the rate of time change, the more the melting of the raw material progresses and the lower the frequency of occurrence of material heap. I understand. That is, in the range where the rate of change of the refractory temperature with time is less than 5 ° C./minute, it corresponds to the initial stage of melting in which the rate of dissolution of the raw material is low, and as the rate of change with time increases, the rate of dissolution increases sharply. The frequency of swells is sharply decreasing. If the rate of change with time is 5 ° C./minute or more, the raw material dissolution rate is high, which corresponds to the stage where the raw material is considerably dissolved, and the occurrence frequency of the material pile is almost 0%.
Therefore, additional charging of raw materials is possible. For this reason,
The threshold value of the rate of change with time is preferably selected to be a value of 5 ° C./minute. Also, by this, the time when the dissolution rate of the initially charged raw material reaches the dissolution rate that can be additionally charged,
It can be accurately and surely determined.

【0061】図18は、追加装入から出湯間における通
電開始後の耐火物温度と、通電開始時の耐火物温度との
温度差に対する原料溶解率の関係を示す特性図である。
図18から、前記耐火物温度の温度差と原料溶解率とは
対応しており、前記温度差が大きくなるほど原料の溶解
は進行していることが判る。すなわち、前記温度差が4
0℃未満の範囲では、原料の溶解率が低く、未溶解原料
の残存する段階に対応しており、前記温度差が大きくな
るにつれて溶解率が急増している。前記温度差が40℃
以上では、原料が完全溶解している段階に対応してい
る。このため、前記温度差のしきい値は、40℃に選ば
れることが好ましい。また、これによって、追加装入さ
れた原料が完全に溶解したことを、正確かつ確実に判定
することができる。なお、原料の完全溶解判定後の処置
は、前述のとおりである。
FIG. 18 is a characteristic diagram showing the relationship of the raw material dissolution rate with respect to the temperature difference between the refractory temperature after the start of energization and the refractory temperature at the start of energization between the additional charging and the tapping.
It can be seen from FIG. 18 that the temperature difference between the refractory temperatures and the raw material dissolution rate correspond to each other, and the melting of the raw material progresses as the temperature difference increases. That is, the temperature difference is 4
In the range below 0 ° C., the dissolution rate of the raw material is low, which corresponds to the stage where the undissolved raw material remains, and the dissolution rate rapidly increases as the temperature difference increases. The temperature difference is 40 ° C
The above corresponds to the stage where the raw materials are completely dissolved. Therefore, the threshold value of the temperature difference is preferably selected to be 40 ° C. Further, by this, it can be accurately and surely determined that the additionally charged raw material is completely dissolved. The treatment after the determination of complete dissolution of the raw material is as described above.

【0062】図19は、追加装入から出湯間における耐
火物温度の時間変化率に対する原料溶解率の関係を示す
特性図である。図19から、前記耐火物温度の時間変化
率と原料溶解率とは対応しており、前記時間変化率が大
きくなるほど原料の溶解が進行していることが判る。す
なわち、前記時間変化率が5℃/分未満では、原料の溶
解率が低く、未溶解原料の残存する段階に対応してお
り、前記時間変化率が大きくなるほど溶解率が急増して
いる。前記時間変化率が5℃/分以上では、原料が完全
溶解している段階に対応している。このため、前記時間
変化率のしきい値は、5℃/分の値に選ばれることが好
ましい。またこれによって、追加装入された原料が完全
に溶解したことを、正確かつ確実に判定することができ
る。
FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship of the raw material dissolution rate with respect to the time change rate of the refractory temperature between the additional charging and the hot water discharge. From FIG. 19, it can be seen that the rate of change of the refractory temperature with time corresponds to the rate of dissolution of the raw material, and the melting of the raw material progresses as the rate of change with time increases. That is, when the time change rate is less than 5 ° C./minute, the dissolution rate of the raw material is low, which corresponds to the stage where the undissolved raw material remains. The larger the time change rate, the more rapidly the dissolution rate increases. When the rate of change with time is 5 ° C./minute or more, it corresponds to the stage where the raw materials are completely dissolved. Therefore, it is preferable that the threshold value of the rate of change with time is selected to be a value of 5 ° C./minute. Further, by this, it is possible to accurately and surely determine that the additionally charged raw material is completely dissolved.

【0063】図20は、図1に示す電気炉の原料溶解判
定装置による原料の溶解判定方法を説明するためのフロ
ーチャートである。ステップs1では、電気炉10にス
テンレス鋼の原料が初期装入される。装入原料として
は、ステンレス鋼スクラップ、フェロクロム、フェロニ
ッケル、コークスおよび石灰などが主として用いられ
る。ステップs2では、電気炉10の通電が開始され、
通電開始時の前記耐火物温度T1が耐火物温度計5によ
って測定される。通電開始後、原料の加熱および溶解に
伴ってCOガスが発生し、前記出口冷却水温度TW2お
よび耐火物温度T2が上昇する。電気炉10から排出さ
れるCOガスは、前記燃焼塔11に導かれ、空気と反応
して燃焼し、燃焼性生物としてCO2ガスが生成され
る。
FIG. 20 is a flow chart for explaining the raw material melting determination method by the raw material melting determination apparatus for the electric furnace shown in FIG. In step s1, the electric furnace 10 is initially charged with the raw material of stainless steel. As the charging raw material, stainless steel scrap, ferrochrome, ferronickel, coke and lime are mainly used. In step s2, the electric power supply to the electric furnace 10 is started,
The refractory temperature T1 at the start of energization is measured by the refractory thermometer 5. After the start of energization, CO gas is generated as the raw material is heated and melted, and the outlet cooling water temperature TW2 and the refractory temperature T2 rise. The CO gas discharged from the electric furnace 10 is introduced into the combustion tower 11, reacts with air and burns, and CO 2 gas is produced as a combustible organism.

【0064】ステップs3では、初期装入された原料の
溶解判定を行うための前記各指標値のしきい値が予め定
める値に設定される。前述のように、指標値としては、
燃焼塔11から排出される燃焼排ガス中のCO2ガス濃
度GA1、通電電力量E1、出口冷却水温度TW2と入
口冷却水温度TW1との温度差(TW2−TW1)、通
電開始後の耐火物温度T2と通電開始時の耐火物温度T
1との温度差(T2−T1)、出口冷却水温度TW2の
時間変化率RW1および前記耐火物温度T2の時間変化
率R1が用いられ、しきい値の値としては、同じ順序で
5%,EL1kWh,15℃,40℃,3℃/分,5℃
/分がそれぞれ設定される。なお、通電電力量E1のし
きい値EL1は、初期装入された原料の各種類毎の重量
から前記(1)式を用いて算出される。
In step s3, the threshold values of the respective index values for judging the dissolution of the initially charged raw materials are set to predetermined values. As mentioned above, as the index value,
CO 2 gas concentration GA1 in the combustion exhaust gas discharged from the combustion tower 11, energizing power amount E1, the temperature difference between the outlet coolant temperature TW2 and the inlet coolant temperature TW1 (TW2-TW1), refractory temperature after the start of energization T2 and refractory temperature T at the start of energization
1, a temperature difference (T2-T1), a time change rate RW1 of the outlet cooling water temperature TW2 and a time change rate R1 of the refractory temperature T2 are used, and the threshold value is 5% in the same order, EL 1kWh, 15 ℃, 40 ℃, 3 ℃ / min, 5 ℃
/ Minute is set respectively. The threshold value EL1 of the energized electric energy E1 is calculated from the weight of each kind of the initially charged raw material using the above equation (1).

【0065】ステップs4では、前記CO2ガス濃度G
A1、通電電力量E1、入口冷却水温度TW1、出口冷
却水温度TW2および耐火物温度T2が、ガス分析計
2、電力計27、入口水温計3、出口水温計4および耐
火物温度計5によってそれぞれ測定される。ステップs
5では、前記温度差(TW2−TW1)、前記時間変化
率RW1、前記温度差(T2−T1)および前記時間変
化率R1が演算手段6によって算出される。前述のよう
に、入口水温計3および出口水温計4は、前記水冷炉壁
18の周方向に各8個設けられており、耐火物温度計5
は、炉壁30の周方向に6個設けられているので、前記
温度差(TW2−TW1)および前記時間変化率RW1
については、8組の演算値が算出され、前記温度差(T
2−T1)および前記時間変化率R1については、6組
の演算値が算出される。
At step s4, the CO 2 gas concentration G
A1, energization power amount E1, inlet cooling water temperature TW1, outlet cooling water temperature TW2 and refractory temperature T2 are measured by the gas analyzer 2, power meter 27, inlet water thermometer 3, outlet water thermometer 4 and refractory thermometer 5. Each is measured. Steps
In 5, the temperature difference (TW2-TW1), the time change rate RW1, the temperature difference (T2-T1), and the time change rate R1 are calculated by the calculation means 6. As described above, the inlet water thermometer 3 and the outlet water thermometer 4 are provided in the circumferential direction of the water cooling furnace wall 18, respectively, and the refractory thermometer 5
Since six are provided in the circumferential direction of the furnace wall 30, the temperature difference (TW2-TW1) and the time change rate RW1.
For eight, eight sets of calculated values are calculated, and the temperature difference (T
2-T1) and the time change rate R1, six sets of calculated values are calculated.

【0066】ステップs6では、前記6つの指標値のう
ち少なくとも2つの指標値の値が、前記各しきい値に達
しているか否かが判断される。この判断に供される前記
6つの指標値のうち、前記温度差(TW2−TW1),
(T2−T1)および前記時間変化率RW1,R1につ
いては、算出された複数の演算値の最小値が用いられ
る。これは、最小値を示す出口水温計4および耐火物温
度計5に対応する位置において、原料の溶解が律速され
るからであり、これによって局部的に原料が溶け残るこ
とを防ぐことができる。ステップs6における判断が否
定であれば、初期装入された原料の溶解率が追加装入の
可能な溶解率まで到達していないと判断され、ステップ
s4に戻り、再度、ステップs4からステップs6まで
の処理が繰り返される。この繰り返し処理は、ステップ
s6における判断が肯定になるまで繰り返し続けられ
る。ステップs6における判断が肯定であれば、原料の
溶解率が追加装入の可能な溶解率まで到達していると判
断され、通電を停止してステップs7に進む。
In step s6, it is judged whether or not the values of at least two of the six index values have reached the respective threshold values. Of the six index values used for this determination, the temperature difference (TW2-TW1),
For (T2-T1) and the time change rates RW1 and R1, the minimum value of the calculated plurality of calculated values is used. This is because the dissolution of the raw material is rate-determined at the positions corresponding to the outlet water thermometer 4 and the refractory thermometer 5 which show the minimum value, which can prevent the raw material from locally remaining unmelted. If the determination in step s6 is negative, it is determined that the dissolution rate of the initially charged raw material has not reached the dissolution rate at which additional charging is possible, the process returns to step s4, and steps s4 to s6 are performed again. The process of is repeated. This repetitive process is repeated until the determination in step s6 becomes affirmative. If the determination in step s6 is affirmative, it is determined that the dissolution rate of the raw material has reached the dissolution rate at which additional charging is possible, the power supply is stopped, and the process proceeds to step s7.

【0067】ステップs7では、原料の追加装入が行わ
れる。ステップs7からステップs12までの処理は、
追加装入された原料に対する処理であり、前記ステップ
s3からステップs6までの処理と基本的に同一である
ので、重複する説明は省略する。ステップs9では、追
加装入された原料の溶解判定を行うための前記各指標値
のしきい値が予め定める値に設定される。前記各指標値
とそのしきい値の値は、前記CO2ガス濃度GA2が3
%であり、通電電力量E2がEL2kWhであり、出口
冷却水温度TW4と入口冷却水温度TW3との温度差
(TW4−TW3)が20℃であり、通電開始後の耐火
物温度T4と通電開始時の耐火物T3との温度差(T4
−T3)が40℃であり、出口冷却水温度TW4の時間
変化率RW2が3℃/分であり、前記耐火物温度T4の
時間変化率R2が5℃/分である。ステップs12にお
ける判断が否定であれば、追加装入された原料が完全に
溶解していないと判断され、ステップs10に戻り、再
度、ステップs10からステップs12までの処理が繰
り返される。この繰り返し処理は、ステップs12にお
ける判断が肯定になるまで繰り返し続けられる。ステッ
プs12における判断が肯定であれば、ステップs13
に進む。ステップs13では、追加装入された原料が完
全に溶解していると判断され、溶湯の温度調整およびス
ラグ中の酸化クロムの還元精錬などが行われ、ステップ
s14で出湯が行われる。
In step s7, additional charging of raw materials is performed. The processing from step s7 to step s12 is
Since this is a process for the additionally charged raw material and is basically the same as the process from step s3 to step s6, duplicate description will be omitted. In step s9, the threshold value of each index value for determining the dissolution of the additionally charged raw material is set to a predetermined value. The respective index values and their threshold values are such that the CO 2 gas concentration GA2 is 3
%, The energization power amount E2 is EL2 kWh, the temperature difference (TW4-TW3) between the outlet cooling water temperature TW4 and the inlet cooling water temperature TW3 is 20 ° C., and the refractory temperature T4 and energization start after the energization start Temperature difference with the refractory T3 (T4
-T3) is 40 ° C., the outlet cooling water temperature TW4 has a time change rate RW2 of 3 ° C./min, and the refractory temperature T4 has a time change rate R2 of 5 ° C./min. If the determination in step s12 is negative, it is determined that the additionally charged raw material is not completely dissolved, the process returns to step s10, and the processes from step s10 to step s12 are repeated again. This repeating process is repeated until the determination in step s12 becomes affirmative. If the determination in step s12 is affirmative, step s13
Proceed to. In step s13, it is determined that the additionally charged raw material is completely melted, the temperature of the molten metal is adjusted, the refining and refining of chromium oxide in the slag is performed, and the tapping is performed in step s14.

【0068】このように、本実施の形態においては、原
料の溶解判定は電気炉10内の原料の溶解状態に対応し
て変化する前記各指標値によって原料の溶解状態を連続
的に把握し、これらの指標値のうち少なくとも2つの指
標値が予め定める値に設定されている各しきい値に達し
たとき、原料が溶解したものと判定することによって行
われる。このため、初期装入および追加装入された装入
原料の溶解時期を炉内観察または一定電力量に基づいて
行う従来法よりも、正確かつ確実に判定することができ
る。また、前記各指標値のうち少なくとも2つの指標値
によって溶解判定が行われるので、前記各指標値のうち
の1つの指標値のみによって溶解判定を行う場合に比べ
て、異常値などによる誤判定を防止することができ、前
記原料の溶解時期を、さらに正確かつ確実に判定するこ
とができる。さらにまた、原料の溶解時期の正確な判定
によって溶解時間を短縮することができ、かつ電力ロス
を低減することができるので、電力原単位を低下し、省
エネルギを図ることができる。さらにまた、原料の未溶
解が防止できるので、溶湯歩留りが向上し、かつ溶湯成
分のバラツキが減少する。
As described above, in the present embodiment, the determination of the melting of the raw material is made by continuously grasping the molten state of the raw material by the respective index values which change corresponding to the molten state of the raw material in the electric furnace 10. It is performed by determining that the raw material is dissolved when at least two of these index values reach the respective threshold values set to predetermined values. For this reason, it is possible to determine the melting timing of the initially charged and additionally charged raw materials more accurately and reliably than in the conventional method in which observation is performed in the furnace or based on a constant amount of electric power. In addition, since the dissolution determination is performed based on at least two index values among the respective index values, erroneous determination due to an abnormal value or the like can be made as compared with the case where the dissolution determination is performed based on only one index value among the respective index values. This can be prevented, and the time of dissolution of the raw material can be determined more accurately and surely. Furthermore, since the melting time can be shortened and the power loss can be reduced by accurately determining the melting time of the raw material, the power consumption rate can be reduced and energy can be saved. Furthermore, since the undissolved raw materials can be prevented, the molten metal yield is improved and the variation of the molten metal components is reduced.

【0069】[0069]

【実施例】図2に示す90トン電気炉10を用いて、ス
テンレス鋼を溶製するために用いられる含クロム溶銑を
溶製した。SUS304系ステンレス鋼用含クロム溶銑
を溶製する場合の主原料配合を表1に示し、溶製結果を
表2に示す。本発明の実施例については、図1に示す溶
解判定装置1を用いて、図20に示す溶解判定方法によ
って初期装入および追加装入された装入原料の溶解判定
を行った。従来技術の比較例については、一定の消費電
力量に基づいて装入原料の溶解判定を行った。
EXAMPLE A 90-ton electric furnace 10 shown in FIG. 2 was used to melt a chromium-containing hot metal used for melting stainless steel. Table 1 shows the main raw material composition in the case of smelting chromium-containing molten pig iron for SUS304 series stainless steel, and Table 2 shows the smelting result. In the examples of the present invention, the dissolution determination apparatus 1 shown in FIG. 1 was used to determine the dissolution of the initially charged and additionally charged raw materials by the dissolution determination method shown in FIG. Regarding the comparative example of the conventional technique, the dissolution determination of the charging raw material was performed based on a certain amount of power consumption.

【0070】表2から、実施例は比較例に比べて、初期
装入および追加装入された装入原料の溶解判定を、正確
かつ確実に行うことができるので、原料の溶解時間が短
縮され、電力原単位が大幅に低減されること、水冷炉壁
18および炉壁30の耐火物層へのアーク熱が軽減され
るので、水冷炉壁18の寿命が大幅に延長され、かつ耐
火物補修費用が大幅に低減されること、追加装入時の材
料盛りが発生しなくなることなどが判る。
It can be seen from Table 2 that the Examples can accurately and surely determine the dissolution of the initially charged and additionally charged raw materials, as compared with the Comparative Examples, so that the raw material dissolution time can be shortened. , The electric power consumption is significantly reduced, and the arc heat to the refractory layers of the water-cooled furnace wall 18 and the furnace wall 30 is reduced, so that the life of the water-cooled furnace wall 18 is greatly extended and the refractory repair is performed. It can be seen that the cost is significantly reduced, and the material pile does not occur at the time of additional charging.

【0071】[0071]

【表1】 [Table 1]

【0072】[0072]

【表2】 [Table 2]

【0073】[0073]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電気炉に
装入されている複数種類の原料の溶解状態を炉内目視観
察を行わなくても連続的に把握することができ、かつ原
料の溶解時期を正確かつ確実に判定することができるの
で、過剰に電力を投入することなく、装入原料を確実に
溶解することができる。このため、溶解時間が短縮され
る。また、電力のロスが少なくなるので、電力原単位が
低下し、省エネルギを図ることができる。さらにまた、
過剰な電力投入がなくなり、炉壁への熱負荷が減少する
ので、炉壁の耐火物の損耗量が大幅に減少し、炉壁の寿
命が大幅に延長される。さらにまた、原料の未溶解が防
止できるので、溶湯歩留りが向上し、溶湯成分のバラツ
キが減少する。さらにまた、原料が未溶解の状態で原料
の追加装入が行われなくなるので、追加装入した原料が
炉内空間に収まらないで炉外に突出し、天井蓋の閉鎖が
できなくなる、いわゆる材料盛りの発生が防止される。
さらにまた、炉内目視観察を行わなくてもよいので、電
気炉の開口部の開放を行う必要がなくなり、粉塵が開口
部から多量に放散して環境悪化を招く恐れがなくなる。
さらにまた、原料の溶解状態が連続的に把握できるの
で、原料溶解時期に発生する原料の急速な反応によるス
ラグの膨張、いわゆるフォーミングを未然に予測するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to continuously grasp the melting state of a plurality of types of raw materials charged in an electric furnace without performing visual observation in the furnace, and Since it is possible to accurately and surely determine the melting time of the raw material, it is possible to reliably melt the charged raw material without excessively supplying electric power. Therefore, the dissolution time is shortened. Further, since the loss of electric power is reduced, the unit consumption of electric power is reduced and energy can be saved. Furthermore,
Excessive power input is eliminated, and the heat load on the furnace wall is reduced, so that the amount of refractory material worn on the furnace wall is greatly reduced, and the life of the furnace wall is greatly extended. Furthermore, since the undissolved raw materials can be prevented, the melt yield is improved and the variation of the melt components is reduced. Furthermore, since the additional charging of raw materials will not be performed in a state where the raw materials are not melted, the additionally charged raw materials will not fit in the furnace internal space and will protrude outside the furnace, making it impossible to close the ceiling lid. Is prevented from occurring.
Furthermore, since it is not necessary to visually observe the inside of the furnace, it is not necessary to open the opening of the electric furnace, and there is no possibility that a large amount of dust will be emitted from the opening to cause environmental deterioration.
Furthermore, since the molten state of the raw material can be continuously grasped, expansion of slag due to a rapid reaction of the raw material generated at the time of melting the raw material, so-called forming, can be predicted in advance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の1形態である電気炉の原料溶解
判定装置の構成を簡略化して示す系統図である。
FIG. 1 is a system diagram showing a simplified configuration of a raw material melting determination device for an electric furnace according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す電気炉の構成を簡略化して示す正面
から見た断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view seen from the front, showing a simplified configuration of the electric furnace shown in FIG.

【図3】図2に示す電気炉の天井蓋の構成を簡略化して
示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a simplified configuration of a ceiling lid of the electric furnace shown in FIG.

【図4】図2に示す電気炉の水冷炉壁の構成を簡略化し
て示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a simplified structure of a water cooling furnace wall of the electric furnace shown in FIG.

【図5】図1に示す出口冷却水温度検出手段の構成を簡
略化して示す断面図である。
5 is a sectional view showing a simplified configuration of the outlet cooling water temperature detecting means shown in FIG.

【図6】図2の切断面線VI−VIから見た電気炉の横
断面図である。
FIG. 6 is a transverse cross-sectional view of the electric furnace taken along the section line VI-VI in FIG.

【図7】ガス分析手段の構成を簡略化して示す系統図で
ある。
FIG. 7 is a system diagram showing a simplified configuration of a gas analysis unit.

【図8】電気炉の原料の溶解中における燃焼塔から排出
される燃焼排ガスの成分濃度変化を時系列的に示す模式
図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing, in a time-series manner, a change in component concentration of combustion exhaust gas discharged from a combustion tower during melting of raw materials of an electric furnace.

【図9】電気炉の実操業における燃焼塔から排出される
燃焼排ガスの成分濃度変化を時系列的に示す推移図であ
る。
FIG. 9 is a time-series transition diagram showing changes in component concentration of combustion exhaust gas discharged from a combustion tower in actual operation of an electric furnace.

【図10】図4に示す電気炉の水冷炉壁に設けられた水
冷管の冷却水温度の経時変化を示す推移図である。
FIG. 10 is a transition diagram showing a change over time in the cooling water temperature of a water cooling tube provided on a water cooling furnace wall of the electric furnace shown in FIG.

【図11】初期装入から追加装入間における水冷炉壁の
出口冷却水温度と、入口冷却水温度との温度差に対する
原料の材料盛り発生頻度および原料溶解率80%以上の
頻度の関係を示す特性図である。
FIG. 11 shows the relationship between the outlet cooling water temperature of the water-cooled furnace wall from the initial charging to the additional charging and the temperature difference between the inlet cooling water temperature and the frequency of occurrence of material puddle and the frequency of material dissolution rate of 80% or more. It is a characteristic view to show.

【図12】初期装入原料の溶解電力原単位に対する初期
装入から追加装入間における水冷炉壁の出口冷却水温度
と、入口冷却水温度との温度差の関係を示す特性図であ
る。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between a temperature difference between an outlet cooling water temperature of a water-cooled furnace wall and an inlet cooling water temperature between initial charging and additional charging with respect to a basic unit of dissolved power of an initial charging raw material.

【図13】初期装入から追加装入間における水冷炉壁の
出口冷却水温度の時間変化率に対する原料の材料盛り発
生頻度、および原料溶解率80%以上の頻度の関係を示
す特性図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between the time rate of change of the outlet cooling water temperature of the water-cooled furnace wall between the initial charging and the additional charging, the frequency of occurrence of the material heap, and the frequency of the material dissolution rate of 80% or more. .

【図14】追加装入から出湯間における水冷炉壁の出口
冷却水温度と、入口冷却水温度との温度差に対する原料
の溶解率の関係を示す特性図である。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a relationship of a dissolution rate of a raw material with respect to a temperature difference between an outlet cooling water temperature of a water-cooled furnace wall and an inlet cooling water temperature between additional charging and tapping.

【図15】追加装入から出湯間における水冷炉壁の出口
冷却水温度の時間変化率に対する原料の溶解率の関係を
示す特性図である。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the rate of change of the outlet cooling water temperature of the water-cooled furnace wall with respect to time and the dissolution rate of the raw material between the additional charging and the hot water discharge.

【図16】初期装入から追加装入間における通電開始後
の耐火物温度と、通電開始時の耐火物温度との温度差に
対する原料の材料盛り発生頻度および原料溶解率80%
以上の頻度の関係を示す特性図である。
FIG. 16: Frequency of occurrence of material heap and raw material dissolution rate of 80% with respect to temperature difference between refractory temperature after start of energization and refractory temperature at start of energization between initial charging and additional charging
It is a characteristic view which shows the relationship of the above frequencies.

【図17】初期装入から追加装入間における耐火物温度
の時間変化率に対する原料の材料盛り発生頻度、および
原料溶解率80%以上の頻度の関係を示す特性図であ
る。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing the relationship between the rate of change in the refractory temperature with time from the initial charging to the additional charging, the frequency of occurrence of the material heap, and the frequency of the material dissolution rate of 80% or more.

【図18】追加装入から出湯間における通電開始後の耐
火物温度と、通電開始時の耐火物温度との温度差に対す
る原料溶解率の関係を示す特性図である。
FIG. 18 is a characteristic diagram showing the relationship of the raw material dissolution rate with respect to the temperature difference between the refractory temperature after the start of energization and the refractory temperature at the start of energization between additional charging and tapping.

【図19】追加装入から出湯間における耐火物温度の時
間変化率に対する原料溶解率の関係を示す特性図であ
る。
FIG. 19 is a characteristic diagram showing a relationship of a raw material dissolution rate with respect to a temporal change rate of refractory temperature between additional charging and tapping.

【図20】図1に示す電気炉の原料溶解判定装置による
原料の溶解判定方法を説明するためのフローチャートで
ある。
FIG. 20 is a flow chart for explaining a method for determining the dissolution of a raw material by the raw material dissolution determination apparatus for the electric furnace shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電気炉の原料溶解判定装置 2 ガス分析手段 3 入口冷却水温度検出手段 4 出口冷却水温度検出手段 5 耐火物温度検出手段 6 演算手段 7 判定手段 8 設定手段 9 表示手段 10 電気炉 11 燃焼塔 15 空気取り入れ口 17 水冷管 18 水冷炉壁 27 電力検出手段 42 CO/CO2濃度計 43 O2濃度計DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material dissolution determination device for an electric furnace 2 Gas analysis means 3 Inlet cooling water temperature detection means 4 Outlet cooling water temperature detection means 5 Refractory temperature detection means 6 Calculation means 7 Judging means 8 Setting means 9 Display means 10 Electric furnace 11 Combustion tower 15 Air Intake Port 17 Water Cooling Tube 18 Water Cooling Furnace Wall 27 Power Detection Means 42 CO / CO 2 Concentration Meter 43 O 2 Concentration Meter

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気炉に装入されている複数種類の原料
の溶解時期を判定する方法において、 電気炉から排出される排ガス中の所定成分の濃度、原料
を溶解するために供給される電力量、電気炉に設けられ
た水冷管の冷却水温度に対応する値および電気炉に設け
られた耐火物の温度に対応する値のうち少なくとも2つ
の値が予め定める各しきい値に達したとき、原料が溶解
したものと判定することを特徴とする電気炉における原
料の溶解判定方法。
1. A method for determining a melting time of a plurality of kinds of raw materials charged in an electric furnace, the concentration of a predetermined component in exhaust gas discharged from the electric furnace, and an electric power supplied for melting the raw materials. When at least two of the quantity, the value corresponding to the cooling water temperature of the water cooling pipe installed in the electric furnace, and the value corresponding to the temperature of the refractory material installed in the electric furnace have reached predetermined threshold values. A method for determining dissolution of a raw material in an electric furnace, characterized by determining that the raw material is melted.
【請求項2】 前記排ガス中の所定成分の濃度は、電気
炉から排出される排ガス中のCOガスと、空気との燃焼
反応によって発生する燃焼排ガス中のCO2ガス濃度で
あることを特徴とする請求項1記載の電気炉における原
料の溶解判定方法。
2. The concentration of a predetermined component in the exhaust gas is a CO 2 gas concentration in a combustion exhaust gas generated by a combustion reaction between CO gas in the exhaust gas discharged from the electric furnace and air. The method for determining dissolution of a raw material in an electric furnace according to claim 1.
【請求項3】 前記電力量のしきい値は、装入原料の各
種類毎の重量と、各種類毎の予め定める溶解電力係数と
をそれぞれ乗算し、装入原料の全種類に対する各乗算値
の合計値に基づいて設定されることを特徴とする請求項
1または2記載の電気炉における原料の溶解判定方法。
3. The threshold value of the amount of electric power is obtained by multiplying the weight of each type of charging raw material by a predetermined melting power coefficient of each type, and multiplying each value with respect to all types of charging raw material. The method for determining dissolution of a raw material in an electric furnace according to claim 1 or 2, wherein the method is set based on a total value of
【請求項4】 前記水冷管の冷却水温度に対応する値
は、前記水冷管の出口冷却水温度と、入口冷却水温度と
の温度差であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の電気炉における原料の溶解判定方法。
4. The value corresponding to the cooling water temperature of the water cooling pipe is a temperature difference between the outlet cooling water temperature and the inlet cooling water temperature of the water cooling pipe. A method for determining dissolution of a raw material in an electric furnace according to claim 2.
【請求項5】 前記水冷管の冷却水温度に対応する値
は、前記水冷管の出口冷却水温度の時間変化率であるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電気炉
における原料の溶解判定方法。
5. The electric furnace according to claim 1, wherein the value corresponding to the cooling water temperature of the water cooling pipe is a time change rate of the outlet cooling water temperature of the water cooling pipe. Method for determining dissolution of raw materials.
【請求項6】 前記耐火物温度に対応する値は、通電開
始後の耐火物温度と、通電開始時の耐火物温度との温度
差であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記
載の電気炉における原料の溶解判定方法。
6. The value corresponding to the refractory temperature is a temperature difference between the refractory temperature after the start of energization and the refractory temperature at the start of energization. The method for determining the dissolution of a raw material in an electric furnace as set forth in.
【請求項7】 前記耐火物温度に対応する値は、耐火物
温度の時間変化率であることを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載の電気炉における原料の溶解判定方
法。
7. The value corresponding to the refractory temperature is a rate of change of the refractory temperature with time.
The method for determining dissolution of a raw material in an electric furnace according to any one of 1.
【請求項8】 電気炉に装入されている複数種類の原料
の溶解時期を判定する装置において、 電気炉から排出される排ガス中の所定成分の濃度を測定
するガス分析手段と、 電気炉に供給される電力量を測定する電力検出手段と、 電気炉に設けられた水冷管の入口および出口の冷却水温
度を測定する冷却水温度検出手段と、 電気炉に設けられた耐火物の温度を測定する耐火物温度
検出手段と、 水冷管の出口冷却水温度と入口冷却水温度との温度差、
水冷管の出口冷却水温度の時間変化率、通電開始後の耐
火物温度と通電開始時の耐火物温度との温度差および耐
火物温度の時間変化率を算出する演算手段と、 前記排ガス中の所定成分の濃度、電力量、冷却水温度の
温度差、出口冷却水温度の時間変化率、耐火物温度の温
度差、および耐火物温度の時間変化率の各しきい値を予
め定める値に設定する設定手段と、 ガス分析手段によって測定される排ガス中の所定成分の
濃度、電力検出手段によって測定される電力量、演算手
段によって算出される前記各温度差および時間変化率が
設定手段によって予め定める値に設定されている各しき
い値とそれぞれ対比され、前記各測定値および演算値の
うち少なくとも2つの値が対応するしきい値に達したと
き、原料が溶解したものと判定する判定手段と、 判定手段の出力に応答し、原料が溶解したことを表示す
る表示手段とを含むことを特徴とする電気炉における原
料の溶解判定装置。
8. An apparatus for determining a melting time of a plurality of kinds of raw materials charged in an electric furnace, comprising: a gas analysis means for measuring a concentration of a predetermined component in exhaust gas discharged from the electric furnace; The electric power detection means for measuring the amount of electric power supplied, the cooling water temperature detection means for measuring the cooling water temperature at the inlet and outlet of the water cooling pipe provided in the electric furnace, and the temperature of the refractory material provided in the electric furnace Refractory temperature detection means to measure, the temperature difference between the outlet cooling water temperature of the water cooling pipe and the inlet cooling water temperature,
Outlet cooling water temperature change rate of the water cooling pipe, a calculation means for calculating the time change rate of the refractory temperature at the start of energization and the refractory temperature at the start of energization and the time change rate of the refractory temperature, in the exhaust gas Set the threshold values of the concentration of predetermined component, electric energy, temperature difference of cooling water temperature, time change rate of outlet cooling water temperature, temperature difference of refractory temperature, and time change rate of refractory temperature to predetermined values. Setting means, the concentration of a predetermined component in the exhaust gas measured by the gas analysis means, the amount of electric power measured by the electric power detection means, the temperature differences calculated by the calculation means, and the time change rate are predetermined by the setting means. Judging means for judging that the raw material is dissolved when at least two values among the measured values and the calculated values are compared with respective threshold values set to the respective values and the corresponding threshold values are reached. , In response to an output of the determining means, dissolution determination device of the raw material in an electric furnace, characterized in that it comprises a display means for displaying that the material was dissolved.
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