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JP5343421B2 - 製鋼用アーク炉の電極昇降装置 - Google Patents

製鋼用アーク炉の電極昇降装置 Download PDF

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Description

この発明は、電極とスクラップとの間でアーク放電を発生させることによりスクラップを溶解させる製鋼用アーク炉の電極昇降装置に関するものである。
図3は従来の製鋼用アーク炉の電極昇降装置を示す構成図である。図3に基づき、従来の電極昇降装置について説明する。
製鋼用アーク炉では、炉体1内のスクラップ2と電極3との間にアークを発生させることによって、炉体1内のスクラップ2を溶解している。なお、電極3の昇降動作は、電動機5によって行われる。そして、比較器7から出力される速度指令値は、感度不感帯特性発生器13を経由して電極昇降制御盤6に入力され、この電極昇降制御盤6によって上記電動機5の制御が行われる。なお、上記感度不感帯特性発生器13は、電極3の昇降に関する過敏な反応を防ぐために備えられたものであり、所定の不感帯が設定されている。
また、製鋼用アーク炉の電極昇降装置に関する従来技術として、電極に対する速度フィードバック信号の振幅や、速度フィードバック信号の上昇信号及び下降信号の積分値、電極急速引き上げ回数等に基づいて、不感帯幅の調整を行うものも提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−83680号公報
図3に示すような従来の製鋼用アーク炉の電極昇降装置では、炉操業の前に不感帯幅が調整されると、操業中に不感帯幅を再度調整するようなことは一般に行われていなかった。また、不感帯幅の調整には、専用ソフトウェア等を利用しなければならず、上記調整を手作業で行わなければならなかった。
なお、この不感帯幅は、炉内の状況、即ち、チャージ開始直後の初期、その後のボーリング期、溶解期、精錬期によって最適値が変化する。このため、従来では、不感帯幅が最適値から外れると、その都度、不感帯特性の調整を行わなければならず、炉操業及び上記調整の効率化が図れないといった問題があった。
なお、特許文献1に記載のものは、炉内の状況に応じて不感帯幅が調整される訳ではなく、かかる記載からでは上記問題を解決することはできなかった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、炉内の状況に応じて不感帯幅を適切な値に切り換えることができ、炉操業及び不感帯幅の調整の効率化を図ることができる製鋼用アーク炉の電極昇降装置を提供することである。
この発明に係る製鋼用アーク炉の電極昇降装置は、炉体内のスクラップを溶解するため、スクラップとの間にアークを発生させる電極と、電動機を制御して、電極を昇降動作させる電極昇降制御盤と、電極に供給される実電流及び実電圧が設定値となるように、電動機に対応の速度指令値を出力する比較器と、比較器から出力された速度指令値に基づいて、電極昇降制御盤に対して、所定の不感帯特性曲線に基づく指令値或いは零を出力する感度不感帯特性発生器と、電極に対するチャージ開始後の経過時間に基づいて、感度不感帯特性発生器が電極昇降制御盤に対して零を出力するための不感帯幅を調整する不感帯自動調整回路と、を備え、不感帯自動調整回路は、電極に対するチャージ開始後の経過時間が、ボーリング期の満了時に相当する第1の設定時間以下の場合は、不感帯幅を第1の値に設定し、電極に対するチャージ開始後の経過時間が、第1の設定時間を超えて溶解期の満了時に相当する第2の設定時間以下の場合は、不感帯幅を第1の値より小さい第2の値に設定し、電極に対するチャージ開始後の経過時間が、第2の設定時間を超える場合は、不感帯幅を第2の値より小さい第3の値に設定するものである。
この発明によれば、炉内の状況に応じて不感帯幅を適切な値に切り換えることができ、炉操業及び不感帯幅の調整の効率化を図ることができるようになる。
この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における製鋼用アーク炉の電極昇降装置を示す構成図、図2はこの発明の実施の形態1における製鋼用アーク炉の電極昇降装置の機能を説明するための図である。
図1及び図2において、1は製鋼用アーク炉の炉体、2は炉体1内のスクラップ、3はスクラップ2を溶解するための電極である。即ち、製鋼用アーク炉では、スクラップ2と電極3との間にアークを発生させることにより、上記スクラップ2を溶解している。具体的に、炉用変圧器4の二次側タップに上記電極3が、一次側タップに交流電源が接続される。そして、上記交流電源から供給される電圧を炉用変圧器4で降圧し、その二次電圧をスクラップ2と電極3との間に印加することによって、スクラップ2及び電極3間にアークを発生させている。
なお、5は電極3を昇降駆動するための電動機、6は電動機5を制御して、電極3を昇降動作させる電極昇降制御盤である。
7は電極3に供給される実電流及び実電圧が設定値となるように、電動機5に対する速度指令値を出力する比較器である。具体的に、この比較器7には、アーク電流検出用のトランスデューサ8からアーク電流実測値が、アーク電圧検出用のトランスデューサ9からアーク電圧実測値が入力される。また、10は電流調整器であり、比較器7に対してアーク電流設定値を出力する。そして、比較器7は、入力されたアーク電流実測値、アーク電流設定値、アーク電圧実測値を比較演算することにより、インピーダンス一定制御によって負荷の垂下特性に合わせた電流電圧比が一定になるように、電動機5に対応の速度指令値を出力する。
なお、11は炉内変圧器4に内蔵された変流器であり、上記トランスデューサ8が接続されている。また、12は炉内変圧器4の二次側に設けられた補助変圧器であり、その二次側に上記トランスデューサ9が接続されている。
上記比較器7からの速度指令値は、電極3の昇降特性を決定する感度不感帯特性発生器13に入力される。感度不感帯特性発生器13は、電極3の昇降に関する過敏な反応を防ぐために備えられたものであり、所定の不感帯が設定されている。そして、感度不感帯特性発生器13は、比較器7からの速度指令値に基づき、電極昇降制御盤6に対して、所定の不感帯特性曲線に基づく指令値或いは零を出力し、電極昇降制御盤6に電動機5の制御を行わせる。
また、図1に示す製鋼用アーク炉の電極昇降装置には、時間カウント回路14と不感帯自動調整回路15とが備えられている。時間カウント回路14は、スクラップ2を溶解する際に、電極3に対してチャージを開始してからの経過時間をカウントする。そして、不感帯自動調整回路15は、時間カウント回路14によってカウントされた経過時間に基づいて、感度不感帯特性発生器13が電極昇降制御盤6に対して零を出力するための不感帯幅を調整する。不感帯幅は、炉内の状況、即ちチャージ開始直後の初期、初期からボーリング期、ボーリング期から溶解期、溶解期から精錬期といったチャージ開始後の経過時間に応じて、その最適値が大きく変化する。このため、不感帯自動調整回路15は、チャージ開始後の経過時間に応じた不感帯幅を設定し、感度不感帯特性発生器13内の不感帯特性(不感帯幅)を調整すべく、感度不感帯特性発生器13に対して不感帯指令値を出力する。
例えば、時間カウント回路14には、図2に示すように、第1設定時間T1、第2設定時間T2、第3設定時間T3が予め設定されている。ここで、第1設定時間T1は初期の満了時に相当する時間、第2設定時間T2はボーリング期の満了時に相当する時間、第3設定時間T3は溶解期の満了時に相当する時間である。そして、時間カウント回路14は、カウント時間Tが、S1乃至S4の何れに該当するのかを判定して、その判定結果を不感帯自動調整回路15に対して出力する。不感帯自動調整回路15では、時間カウント回路14からの入力信号に基づいて、入力信号(チャージ開始後の経過時間)に対応する不感帯幅を選択し、その選択したものを不感帯指令値として感度不感帯特性発生器13に出力する。なお、不感帯自動調整回路15には、上記入力信号に対応する各不感帯幅が予め設定されている。
図2は、感度不感帯特性発生器13内の不感帯幅が、上記時間カウント回路14及び不感帯自動調整回路15の各機能によって、以下のように設定される場合を一例として示したものである。
a.チャージ開始からの経過時間Tが第1設定時間T1以下の時(初期):不感帯幅15%(不感帯幅維持)
b.チャージ開始からの経過時間Tが第1設定時間T1を超えて第2設定時間T2以下の時(ボーリング期):不感帯幅15%(不感帯幅維持)
c.チャージ開始からの経過時間Tが第2設定時間T2を超えて第3設定時間T3以下の時(溶解期):不感帯幅10%(不感帯幅変更)
d.チャージ開始からの経過時間Tが第3設定時間を超える時(精錬期):不感帯幅5%(不感帯幅変更)
なお、図2に示す不感帯の比率等は一例を示したものであり、これに限るものではない。また、上記時間カウント回路14及び不感帯自動調整回路15の機能において、不感帯幅とその不感帯幅に切り換えるための時間とに対し、任意の値が設定できるようにしても良い。かかる構成によれば、様々な操業パターンに対応した最適な不感帯幅を適用することが可能になる。即ち、図2に示す例では、第1設定時間T1、第2設定時間T2、第3設定時間T3、S1乃至S4においてYesの場合の不感帯幅(不感帯の比率)の各値を任意に変更できるように構成しておく。
この発明の実施の形態1によれば、炉内の状況に応じて不感帯幅を適切な値に切り換えることができ、炉操業及び不感帯幅の調整の効率化を図ることができるようになる。
即ち、チャージ開始後の経過時間から炉内の状況を推測して、その状況に応じた最適な不感帯幅が自動的に設定される。このため、チャージ開始直後の初期、初期からボーリング期、ボーリング期から溶解期、溶解期から精錬期の各期間において、炉操業の安定化を図ることができる。また、不感帯幅やその不感帯幅に切り換えるための時間を予め設定しておくことにより、人手による不感帯特性の調整が不要になり、手間を省くことができる。
この発明の実施の形態1における製鋼用アーク炉の電極昇降装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態1における製鋼用アーク炉の電極昇降装置の機能を説明するための図である。 従来の製鋼用アーク炉の電極昇降装置を示す構成図である。
符号の説明
1 炉体
2 スクラップ
3 電極
4 炉用変圧器
5 電動機
6 電極昇降制御盤
7 比較器
8、9 トランスデューサ
10 電流調整器
11 変流器
12 補助変圧器
13 感度不感帯特性発生器
14 時間カウント回路
15 不感帯自動調整回路

Claims (1)

  1. 炉体内のスクラップを溶解するため、前記スクラップとの間にアークを発生させる電極と、
    電動機を制御して、前記電極を昇降動作させる電極昇降制御盤と、
    前記電極に供給される実電流及び実電圧が設定値となるように、前記電動機に対応の速度指令値を出力する比較器と、
    前記比較器から出力された速度指令値に基づいて、前記電極昇降制御盤に対して、所定の不感帯特性曲線に基づく指令値或いは零を出力する感度不感帯特性発生器と、
    前記電極に対するチャージ開始後の経過時間に基づいて、前記感度不感帯特性発生器が前記電極昇降制御盤に対して零を出力するための不感帯幅を調整する不感帯自動調整回路と、
    を備え
    前記不感帯自動調整回路は、
    前記電極に対するチャージ開始後の経過時間が、ボーリング期の満了時に相当する第1の設定時間以下の場合は、不感帯幅を第1の値に設定し、
    前記電極に対するチャージ開始後の経過時間が、前記第1の設定時間を超えて溶解期の満了時に相当する第2の設定時間以下の場合は、不感帯幅を前記第1の値より小さい第2の値に設定し、
    前記電極に対するチャージ開始後の経過時間が、前記第2の設定時間を超える場合は、不感帯幅を前記第2の値より小さい第3の値に設定する
    ことを特徴とする製鋼用アーク炉の電極昇降装置。
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