JPS58120709A - 製鋼用アーク炉ボイリング対応装置 - Google Patents

製鋼用アーク炉ボイリング対応装置

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JPS58120709A
JPS58120709A JP57002057A JP205782A JPS58120709A JP S58120709 A JPS58120709 A JP S58120709A JP 57002057 A JP57002057 A JP 57002057A JP 205782 A JP205782 A JP 205782A JP S58120709 A JPS58120709 A JP S58120709A
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furnace
arc furnace
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melting
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Haruyoshi Furuhashi
古橋 治義
Etsuro Inagaki
稲垣 悦郎
Osamu Egawa
江川 修
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製鋼用アーク炉の溶解精練中に英知発生するボ
イリング現象を事前に予知する方法及びその装置に関す
るものである。
アーク炉による鋼の溶解精練においては溶解末期から精
錬期にわたり、溶鋼中の炭素と酸素とが急激に反応して
いわゆるボイリング現象が発生することがある。ボイリ
ング現象は例え軽度であっても溶鋼や溶滓の溢出などの
生産上の損害を伴うものであり、さらに該現象が極度に
激しい場合は、多量のガス(CO又はCot )が発生
して、アーク炉内圧が爆発的に上昇し、出滓口から火炎
を噴出したり、さらには炉蓋を構成する耐火物を吹き飛
ばしたりしてアーク炉本体に損傷を与えるばかりでなく
、操炉者の身辺にも重大な危害を及ぼすものである。
このようなアーク炉内におけるボイリング現象の発生を
防止するために、例えば炉内に投入されるスクラップの
質的配合、溶鋼中に未溶解のスクラップが残存しないよ
うな電力供給法、溶滓の塩基度制御などの各種の手段が
従来から検討されてきた。しかし、ボイリング現象の発
生を解消する有効な手段は今のところ見出されておらず
、性状が複雑多岐にわたる各種スクラップを溶解精錬で
きることを特色とするアーク炉によるIIIv14製造
においては頻度、強弱の差はあるにしろボイリング現象
の発生はむしろ、避けることのできないものであると考
えられる。
このため、アーク炉操業では操炉者が炉況を監視し経験
と五感によりボイリング現象の発生を予知したときは直
ちにアーク炉々量の上昇、炉体の傾動、電極の引き上げ
、供給電力の遣欧、或いは炉体にとりつけられている集
塵ダクトダンパーの全開による炉内圧上昇の防止等の処
置をとることによってボイリング現象の発生による不測
の事−を回避すると共に自らは安全な場所へ待避すると
か、或いは前記の様な処置をとることなく安全な場所へ
緊急遊離するなどの対応策を講じているのが実情である
他方、最近では、操業中アーク炉から発生する粉塵を周
辺に飛散させることなく効率的に1sllIkシ、併せ
てアーク炉から発生する大きな騒音を遣欧する目的で耐
熱防音材からなるアーク炉包囲室が設置されるようにな
り、アーク炉に電力供給中は操炉者はその中に入れない
ような構造となっているため、操炉者の経験や五−にた
よってボイリング現象を予知することは益々困雌になり
つつある。
本発明者は、上記のようなアーク炉操業上の問題点につ
き種々検討の結果、アーク炉による溶解精錬中にアーク
炉からの発生音は常m*融精繍時とボイリング現象発生
前後とでは音圧や波形が顕著に異なることを知った。
即ち、アーク炉からの発生音は、これを電気信号に変換
して図示した場合、溶解初期においては、第2図で示す
ように、周波数が高く振巾も大きくしかもランダムな波
形が認められる。引imiスクラップの溶解が進み鋼の
溶解末期から精錬初期にわたるアーク炉内状況の場合は
s8図に示すような振巾が大きく周波数の低い成分と、
振巾が小さく周波数の高い成分がムった、しかも周期性
のある波形が記録される。一方、この場合、伺等かの原
因によりボイリング現象が起きると、その前後では第4
図のような信号波形が記録される。即ち第8図に示すよ
うな信号波形につづいて、ボイリング現象発生の前兆と
してアーク炉の発生音は略一定した変動の少ない低音と
なり第4図G)のように振巾が極めて小さい信号波形が
記録される。
この状態がしばらく続いたのちボイリング現象が発生す
ると英知アーク炉の発生音が大きくなって同図(ロ)の
ように振巾が大きく周波数の高い信号譚形が記録される
。即ち、ボイリング現象の発生前後におけるアーク炉の
発生音を検出し、電気信号変換して得られる信号波形は
前記のような特殊なプロフィルを示す。アーク炉内の炉
況と発生音の電気信号変換による信号波形との関係は、
アーク炉の形状、スクラップの装入量等によって多少の
差異はあるが、これらの要素が一定ならば、はぼ一定と
なり太番な変動は認められない。
本発明はこのような知見に基くもので常116解精錬時
における発生音を電気信号に変換した16号波形とボイ
リング現象発生寸前におけるアーク炉からの発生音を電
気信号に変換した信号波形との相違を利用してアーク炉
におけるボイリングの発生を予知するものである。
即ち、本発明は製鋼用アーク炉の溶解精錬中に起るボイ
リングに対してその寸前における発生音を検出して、電
気信号に変換させることにより、炉内状況と相関する信
号波形として出力し、予め記録または記憶しである通常
のだ解精錬に当っての炉内発生音を逐次検出して電気信
号に変換さ曾た信号出力と対比させることによりなるア
ーク炉内のボイリング現象を予知する方法及びその装置
を要旨とする。
以下本発明を一実施例を示す図面に基いて説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すアーク炉と付帯設備の
配置図であり、電気的接続回路は一点鎖線で示しである
。アーク炉の主要部は炉体1と炉112と黒鉛電極8と
からなり、アーク炉全体は操炉の際、発生する騒音の遮
断と紛擾の周辺への飛散防止のための包囲室4により囲
まれている。包囲室4の内側には発生音を捕捉し電気信
号に変換する発生音検出変換器5が取付けられ、さらに
発生音検出変換器5に接続された増巾器6により増巾さ
れ、更にこの信号波形が記録計7によって可視化、およ
び記録されるようになっている。
このようなアーク炉に、鋼のスクラップ等を装入して黒
鉛電#a8に電圧を印加しアークをスクラップ−電極間
に発生させ、該スクラップ等を溶解精錬した場合、記録
計7にはアーク炉の発生−i1発生音検出変換器5によ
り電気信号に変換された信号波形として逐次記録される
そして、この記録された信号波形は、前述したように溶
解初期においては第2図に示す如き波形となり、溶解末
期から精錬初期においては48図に示す如き波形となり
、又ボイリング現象の発生前後には44図に示す如き波
形となる。
ておき、これと日常のアーク炉操業において逐一検出し
た発生音を電気信号に変換して得られた信号を比較しさ
えすれば、それによってボイリング現象の発生を容易に
予知することができる。
以上の説明では、単相エル一式アーク炉を図示して本発
明についてのべたが、三相三極、あるいは三相大極など
公知のさまざまのアーク炉についても適用可能である。
又前記の実施例において三段階の炉況と信号波形とを相
関させて記録しておく場合について説明したが、例えば
さらに細分して炉内スクラップの溶解量例えば20%、
40%、60%、80%、9096と信号波形とを相関
させた記録を一度把握しておき、以後の日常の操炉作業
におけるボイリング現象の予知に利用するCともできる
以上のような方法により、アーク炉におけるボイリング
のような異常現象の発生した(予知された)場合には、
アーク炉に付帯する設備の作−と、上記異常現峨の判定
回路、例えば発生音検出変換器より出力される信号から
信号に含まれる音波の単位時間中のエネルギーを演算す
る方法、特定の周波数の単位時間のエネルギーを演算す
る方法、中心になる周波数の変化を演算する方法、複数
個に分割された周波数帯のエネルギームnに常数Bnを
かけたものの集合 Σ6ムn−Bn tzQjl算する
方法、あるいはこれらの方法を組合せた方法等によって
演算処理値を求め、この演算方法値と同様な方法で演算
処理し予め記憶された異常状II(ボイリング現象発生
寸前)の基準値とを比較することによって異常現象を判
定し報知する回路を装備することによって不測の事態を
回避することができる。これを第1図に基いて説明する
と、アーク炉内におけるボイリング現象のような異常が
発生した場合、増巾器6を介して発生音検出変換Ii5
からの信号により異常を判定し報知する判定報知回路9
と炉fi2の上昇装置の付勢スイッチ11、炉体1の傾
動装置の付勢スイッチ12、電極・εの昇降用自動制御
装mta、電力供給遮断装置の操作スイッチ14、或い
は炉内圧上昇を抑制するための集塵用ダクトダンパー開
閉装置の付勢スイッチ15等に対し、それぞれ単独に、
又は連動して作動する指令を出す制御装置8とが接続さ
れている。
さらに、判定報知回路9には、炉内のボイリング現象を
操炉者に通報する警報器9′が設けられる。
炉蓋2の上昇装置の付勢スイッチ11が異常検出信号に
より付勢されると、上昇装置が駆動され炉fE2が上昇
し炉内圧の急上昇が押えられ、火炎の出滓口からの噴出
ないし、炉蓋耐大物脱落などによる炉体の損傷が防止さ
れる。炉蓋2の上昇装置(図示せず)の液圧シリンダー
を駆動機構とし、該液圧シリンダーに配管により連結さ
れる液圧発生装置111(図示せず)の付勢により炉蓋
の上昇が行われるので、判定報知回路9からの信号をう
けた制御装置8の指令によって付勢スイッチ11が付勢
されると炉蓋2の急速上昇、それによる炉圧抑制が可能
となる。又、液圧シリンダーの代りに、例えば減速機付
モーターが設置されてもよい。炉体傾動装置の付勢スイ
ッチ12が付勢されると、炉体傾ll1l装置が1拗さ
れ、炉体が出鋼樋側へ傾動し、前記のようにボイリング
現象発生時に生ずる又は減速機付モーターにより作動す
るので前記炉蓋2の上昇時と同様のシーケンスにより傾
動を行うことができる。電極8の昇降用自動制御装置1
ii18は判定報知回路9からの信号をうけた制御装置
8からの指令により、例えば電極昇降用電動機を指令し
て通常運転時の制御系を電極急速上昇の制御に切換わる
。その他供給電力1断装置の操作スイッチ及び炉内圧の
急上昇を抑制するための集塵用ダクトのダンパー(図示
せず)の開閉装置の付着スイッチ15もまた前記と同様
に制御装置8からの指令により作動するようにしてなる
ものである。
尚本実施例の装置においてはボイリング現象発生寸前の
発生音の異常波形を記憶する方法を用いているが、アー
ク炉の正常状態における発生音の波形を記憶しておき、
この記憶波形と異なる異常波形を検出した場合に異常を
報知するように構成してもよい。
本発明は以上のべたようにアーク炉の溶解精練中におけ
る発生音を電気信号に変えて、予め記憶しておき、これ
を日常の操炉における信号波形と比較することによりボ
イリング現象をIsuに予知し、アーク炉操業をより安
全確実に行うものであり、その利用価値は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図はスクラップの主溶解期における本発明の一例の
アーク炉の断面とその付帯機器の配置を示す配置図、第
2図は溶解初期における発生音を示す波形図、第8図は
溶解末期から精錬期における発生音を示す波形図、第4
図はボイリング発生前後の発生音を示す波形図である。 1・・・・・・炉本体 2・・・・・・炉  蓋   
8・・・・・・電   極4・・・・・・包囲室 5・
・・・・・発生銅冑句i−胚・・・・・・増 巾 器7
・・・・・・記録計 8・・・・・・制御装置 9・・
・・・・判定報知回路代理人 弁理士  足 立  勉 第2図 第3図 (ロ)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、!1鋼用アーク炉の溶解精練中に起るボイリング前
    における発生音を検出して電気信号に変換することによ
    り信号出力を予め記憶しておき、通常の溶解精練に当っ
    て炉内発生音を逐次検出して電気信号に変換させた信号
    出力と前記ブイリング前における発生音の変換電気信号
    と対比させることを特徴とするアーク炉内のボイリング
    現象を予知する方法。 2、製鋼用アーク炉の溶解精錬中に起るボイリングを予
    知する装置において、アーク炉の発生音を検出して電気
    信号に変換する発生音検出変換器と上記発生音検出変換
    −より出力される信号によっでボイリングを予知し、ボ
    イリング予知信号を出力する判定報知回路を備え、さら
    に前記判定報知囲路からのボイリング予知信号をうけて
    、アーク炉の炉蓋上昇装置、電極昇降tVt、供給電力
    遍断装置、その他のボイリングの発生に対する対応手段
    を行う装置に対して、単独または複数の作−を指令する
    制御装置を備えてなることを特徴とするアーク炉による
    溶解精暉中に起るボイリングを予知する装置。
JP57002057A 1982-01-08 1982-01-08 製鋼用アーク炉ボイリング対応装置 Granted JPS58120709A (ja)

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JPH0116883B2 JPH0116883B2 (ja) 1989-03-28

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100797342B1 (ko) * 2001-07-13 2008-01-22 주식회사 포스코 전기로 보일링 판정방법
DE102013206980A1 (de) 2013-04-18 2014-10-23 Sms Siemag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines metallurgischen Ofens

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5064110A (ja) * 1973-10-11 1975-05-31
JPS5377816A (en) * 1976-12-22 1978-07-10 Nippon Steel Corp Discriminating and controlling method for converter conditions in blowing

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DE102013206980A1 (de) 2013-04-18 2014-10-23 Sms Siemag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines metallurgischen Ofens

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