JPS61140095A - ア−ク炉の運転方法 - Google Patents

ア−ク炉の運転方法

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JPS61140095A
JPS61140095A JP59263287A JP26328784A JPS61140095A JP S61140095 A JPS61140095 A JP S61140095A JP 59263287 A JP59263287 A JP 59263287A JP 26328784 A JP26328784 A JP 26328784A JP S61140095 A JPS61140095 A JP S61140095A
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arc
transformer
arc furnace
furnace
electrode
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花田 茂
稲垣 悦郎
中田 博也
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • H05B7/02Details
    • H05B7/144Power supplies specially adapted for heating by electric discharge; Automatic control of power, e.g. by positioning of electrodes
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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】 本願発明は次に述べる問題点の解決を目的とする。
(産業上の利用分野) この発明はアーク炉において種
々の溶解原料を溶解させる場合におけるアーク炉・−の
運転方法に関する。
(従来の技術) アーク炉用トランスからアーク電極に
電力を供給して上記電極からアークを生ぜしめ、そのア
ークの熱によって炉内の原料を溶解させる場合、従来は
経験的に定めたアーク電流値でアーク炉の運転を行って
いる為、溶解原料の量に対する投入電力量の割合いわゆ
る電力原単位が大きくなってしまうという問題点があっ
た。
(発明が解決しようとする問題点) この発明は上記従
来の問題点を除き、極めて小さい値の電力原単位で上記
溶解原料の溶解を行い得るようにしたアーク炉の運転方
法を提供しようとするものである。
本願発明の構成は次の通りである。
(問題点を解決する為の手段) 本願発明は前記請求の
範囲記載の通りの手段を講したものであってその作用は
次の通りである。
(作用) アーク炉に備えられたアーク電極にアーク炉
用トランスから電力を供給して、上記アーク電極からア
ークを生ぜしめ、そのアークにより上記アーク炉内の原
料を溶解させる。上記の場合、上記アーク炉用トランス
におけるトランス2次側出力P+  と、上記トランス
の1次側から克た、トランス2次側及びそれとアーク電
極を結ぶ線路の導体ロスPiと、炉体の熱ロスQL と
について、トランス2次側から上記アーク電極に流れる
トランス2次側電流を1としたとき、 d (Pi/CP+−PL−Qt))/d I−0とな
るように上記トランス2次側電流■の値を制御して、上
記アーク炉用トランスからアーク電極に電力を供給する
(実施例) 以下本願の実施例を示す図面について説明
する。第1図において、高圧域は特高電源1からの電力
は断路器2、遮断器3を介してアーク炉用トランス4の
1次側に導かれる。アーク炉用トランス4はタップ切替
器5を備えてその2次側の出力電圧を調節できるように
なっている。アーク炉用トランス4の2次側出力はアー
ク炉6におけるアーク電極7に供給される。
上記アーク炉6の運転に当っては、先ず炉内に対し溶解
原料(スクラップ)の初装入を行なう。
上記装入が終われば次にアーク炉用トランス4からアー
ク電極7に電力を供給すると共にアークの点弧をし、上
記原料の溶解を開始する。この状態においては、炉内に
おいてアークの高熱により上記原料が周知の如く溶解さ
れる。原料の溶解が進みそれが次第に溶湯となるとその
嵩が減少する為、溶解期の途中においてアークの発生を
一旦停止し、溶解原料の追加装入を行なう、そして上記
と同様にしてその追加装入された原料の溶解を行なう。
上記原料のj9gが終って全ての原料が溶湯となれば、
作業は精錬となる。この精錬期の途中においては周知の
如く酸素吹精、除滓などが行なわれる。
やがて精錬が完了すれば出鋼をおこなう。
次に前述の如く溶解原料を溶解させる場合、上記   
  1アーク炉用トランスにおけるトランス2次側出力
pi と、上記トランスの1次側から見た、トランス2
次側及びそれとアーク電極を結ぶ線路の導体ロスPL 
と、炉体の熱ロスqLとについて、トランス2次側から
上記アーク電極に流れるトランス2次側電流を夏とした
とき、 d (PI/(PI  PL−QL))/d [=0と
なるように上記トランス2次側電流Iの値を制御して、
上記アーク炉用トランスからアーク電極に電力を供給す
る。その制御はアーク炉用トランス4のタップを切り替
えたり、アーク炉6における電極昇降装置8によりアー
ク電極7を昇降させてアークの長さを変えることにより
行う、そのような電流値でアーク炉の運転をすることに
より、アーク炉の運転の為に必要な電力量を低減させて
電力原単位を小さな値にすることができる。
上記の点を理論式に基づいて説明すると次の通りである
アーク炉の熱収支モデルは第2図に示す通りである。な
お第2図において、Eoは炉内材含熱量、Piはアーク
炉用トランス4の2次側出力、ptはアーク炉用トラン
ス4の1次側から見た、トランス2次側及び線路(トラ
ンス2次側とアーク電極7とを結ぶ線路)の導体ロス、
Piはアーク電力、Qは電力以外のアーク炉への大熱量
で、酸素吹精や補助のオイルバーナによるものであるI
IqLは炉体の熱ロスである。
上記各要素間の関係式は、Δを時間をみると次のように
なる。
ΔE、−PL・Δt+Q−(PL+qL)Δt・・11
上記関係は、溶解のスタートから溶解完了までの時間を
もとすると E、冨Pi・ t + Q−(PL” QL)t ・ 
・ ・ ・ ・(2)となる。
上記の式から溶解時間tを求めると t =(Eo−Q)/(Pi−PL−qL)  ・・・
・(3)一方電力原単位は定義より電力投入量/装入量
であるから、投入量をMとし電力原単位をWとすると、 W−PL−t/M・・・・・・・・・・・・(4)であ
る、このtを前記(3)式で置き換えると、w−p、 
 ・ (Eo−Q)/ M(Pl−PL−QL ・ ・
 (5)となる。
上記Ell、Q、MlqLはアーク炉用トランスの2次
側からアーク電極に流れる電流■には依らない数であり
、一方、PL+PLはその電流!の関数であるから、電
流■の関数としての電力原単位Wを最小にするには上記
(5)式中におけるPI/(PL PL−qL)を最小
にすればよい、このP + / (P t −P L”
’−qL)は計算によれば2次曲線である。従って、P
 r/ (P 4− P L−Q L)を最小にする電
流値■としては d(P五/(Pi−PL−qt))/d I−〇を満た
す電流値■を求めればよい、そしてその電流値■でアー
ク炉の運転を行うことにより、電力原単位を最小にする
ことができる。
ところで実際に上記のような電流値Iを求めるに当って
は、上記Qは酸素吹精時における酸素等の反応熱である
から、炉の操業条件から決定できる。
また炉体熱ロスQL も、熱精算及び実測値で決定でき
る。更に、導体ロスPLは、アーク炉短絡抵抗をr、と
すると、 Pi讃31!、’r・であり、r、はアーク炉の短絡試
験で測定されている。
また Pi −3Vts ・I ・Pfz となり、 Rt 讃α/(r/ls)”+t−α である事が知られている。このときα:係数、■、−短
終電流、■:操業電流、V、:l−ランス1次側電圧、
Xy:)ランスリアクタンス、Xs1!絡リアクリアク
タンスs:)ランス2次側電圧、prt:負荷力率、R
r :リアクタンスファクタである。
従って操業に用いるアーク炉及びアーク炉用トランスに
関しての上記種々の値を用い、上記(5)式を例えばコ
ンビエータを利用して数値計算すること9よ9、□t、
、1□カ□(eWよ。□や    1求めることができ
る。そしてその求めた関係に基づいて、電力原単位Wが
最小となる電流値■を選べばよい。
次に実際のアーク炉及びアーク炉用トランスについて、
上記の数値計算を行って求めた電力原単位Wと電流値゛
lとの関係を示せば第3図の通りである。尚アーク炉、
アーク炉用トランスその他のデータは次の通りである。
溶湯重量:82.3t スラグ重量:5,3を 酸素吹精量:3.5m″N/を 溶解期間における熱効率:O,a3 加熱時間ニア5分 子e  :Q、852mΩ V+1610V Xs  :3.43mΩ α:0.1 1s  :99.7kA Xr  :0.509mΩ 上記第3図に示される結果から、電力原単位Wは電流値
lが4QkAのとき最も小さく、その値は398.2K
Ilfl/lであることが求められる。
次に前記(51式において電流■に依らないE ll+
 Q 。
Mを単なる係数と置き換えて数値計算した結果を示せば
第4図の通りである。この図に示される結果からも電流
Iが上記と同様に40kAのときに電力原単位が最も小
さくなることを知ることができる。
(発明の効果) 以上のように本発明にあっては、アー
ク炉用トランス4からアーク電極7に電力を供給してア
ークを生ぜしめ、炉内に装入された溶解原料を上記アー
クによる熱により溶かして溶湯を得ることのできる特長
がある。
しかも上記の場合、上記アーク炉用トランスにおけるト
ランス2次側出力Pi と、上記トランスの1次側から
見、た、トランス2次側及びそれとアーク電極を結ぶ線
路の導体ロスPi と、炉体の熱ロスQL とについて
、トランス2次側から上記アーク電極に流れるトランス
2次側を流を]としたとき、 d(Pム/(Pi−PL−QL)] /d [−Qとな
るように上記トランス2次側電流■の値を制御して、上
記アーク炉用トランスからアーク電極に電力を供給する
から、掻めて小さい値の電力原単位で溶湯を得ることの
できる経済性がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本願の実施例を示すもので、第1図はアーク炉の
系統図、第2図はアーク炉の熱収支モデル、第3図は及
び第4図は電流値と電力原単位との関係の一例を示すグ
ラフ。 6・・・アーク炉、7・・・アーク電極、4・・・アー
ク炉用トランス°。 第1図 1sz図 第3図 ! 電壇−1(kA) *4図 一色− R−1%−9 を九X (kA)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 アーク炉に備えられたアーク電極にアーク炉用トランス
    から電力を供給して、上記アーク電極からアークを生ぜ
    しめ、そのアークにより上記アーク炉内の原料を溶解さ
    せるアーク炉の運転方法において、上記アーク炉用トラ
    ンスにおけるトランス2次側出力P_iと、上記トラン
    スの1次側から見た、トランス2次側及びそれとアーク
    電極を結ぶ線路の導体ロスP_Lと、炉体の熱ロスq_
    Lとについて、トランス2次側から上記アーク電極に流
    れるトランス2次側電流をIとしたとき、 d〔P_i/(P_i−P_L−q_L)〕/dI=0
    となるように上記トランス2次側電流Iの値を制御して
    、上記アーク炉用トランスからアーク電極に電力を供給
    することを特徴とするアーク炉の運転方法。
JP59263287A 1984-12-13 1984-12-13 ア−ク炉の運転方法 Expired - Lifetime JPH07118382B2 (ja)

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