JPH02420B2 - - Google Patents

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JPH02420B2
JPH02420B2 JP13608580A JP13608580A JPH02420B2 JP H02420 B2 JPH02420 B2 JP H02420B2 JP 13608580 A JP13608580 A JP 13608580A JP 13608580 A JP13608580 A JP 13608580A JP H02420 B2 JPH02420 B2 JP H02420B2
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current
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arc furnace
electrode
raw ore
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JP13608580A
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Japanese (ja)
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Rubobitsuchi Rozenberugu Buradeimiiru
Paburobitsuchi Burukofusukii Igooru
Marukobitsuchi Nekuhamin Serugei
Aburamobitsuchi Risu Maruku
Bentoshionobitsuchi Perutosu Borisu
Bashiriebitsuchi Sero Geruman
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気冶金に関するものであり、さらに
詳しくはアーク炉内での原鉱物質製練のための方
法及び装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to electrometallurgy, and more particularly to a method and apparatus for smelting raw ore material in an electric arc furnace.

本発明は鉄鋼製造、非鉄金属冶金、化学工業及
び耐熱物質の製造に応用され得る。
The invention can be applied to steel production, non-ferrous metallurgy, chemical industry and production of heat-resistant materials.

原鉱製練法は(F.P.Edneral著「Elektro
metallurgiya stali ifdrrosplavov」/鋼及び鉄
合金の電気冶金、「Metallurgiya」発行、モスク
ワ 1977版 103〜157頁、378〜454頁)に詳しく
記述され、そこでは商用周波数(50ヘルツ)の交
流電流を使用し、原鉱物質を充てん、溶解して還
元反応を進行させ、最終溶解金属を流し出すこと
の出来る、鉱石製練又はアーク製鉱炉が知られて
いる。又、上に述べた方法を実施化した電気炉プ
ラント(L.E.Nikol′skiiその他著
「Promyshlennye ustarovki elektrodugovogo
nagrevai ikh parametry」/アーク加熱のため
の工業プラント及びそのパラメータ「Energiya」
発行、モスクワ、1971年版16〜26頁、94〜109頁)
が知られており、これはアーク炉の融解槽に挿入
された電極に継がる電源供給設備に連結された変
圧器と、電極移動、位置決め機構と、原鉱物質自
動送り込み装置及び電力入力調整装置とで構成さ
れている。
The raw ore smelting method is described in "Elektro" by FP Edneral.
metallurgiya stali ifdrrosplavov/Electrometallurgy of Steels and Iron Alloys, published by ``Metallurgiya'', Moscow 1977 edition, pp. 103-157, 378-454), in which alternating current at commercial frequency (50 Hz) is used. Ore smelting or arc smelting furnaces are known which can be filled with raw ore material, melted to allow a reduction reaction to proceed, and discharge the final molten metal. In addition, an electric furnace plant implementing the above-mentioned method (LE Nikol'skii et al.
"nagrevai ikh parametry"/Industrial plant for arc heating and its parameters "Energiya"
Published by Moscow, 1971 edition pp. 16-26, 94-109)
is known, and it consists of a transformer connected to the power supply equipment connected to the electrode inserted into the melting tank of the arc furnace, an electrode movement and positioning mechanism, an automatic raw ore material feeding device, and a power input adjustment device. It is made up of.

しかしながら上記の方法では電圧の連続調整及
び電極の連続位置決めの手段が無いのでエネルギ
ーの過大な損失を有している。その装置は大きな
リアクタンス損失のため元来電力係数が低く、無
効電力は全電力の50−60%に達する。エネルギー
損失が大きくなればなるほど電気炉の定格も大き
くなる。無効電力を補償するために付加装置が必
要となる。さらに上に述べた装置では表皮効果及
び近接効果のために電源供給設備内で実効エネル
ギー損失も大きいので、多くの銅を導体として必
要とする。
However, the above-mentioned method has an excessive loss of energy since there is no means for continuous adjustment of the voltage and continuous positioning of the electrode. The device has an inherently low power coefficient due to large reactance losses, with reactive power amounting to 50-60% of the total power. The greater the energy loss, the greater the electric furnace rating. Additional equipment is required to compensate for reactive power. Furthermore, the devices described above also require a large amount of copper as a conductor since the effective energy losses in the power supply equipment are also large due to skin and proximity effects.

製練途中、アーク炉の槽内熱均衡を乱す供給電
力を調整するためにアーク炉の電極をこまめに位
置調整する必要がある。
During smelting, it is necessary to frequently adjust the position of the electrodes of the arc furnace in order to adjust the power supply, which disturbs the heat balance in the tank of the arc furnace.

上記の装置は金属構造内に大きな固有の電磁損
失を有し、従つて磁性体で出来た構成要素の機械
的抵抗力もそれが過熱するために低下する。
The above-mentioned devices have large inherent electromagnetic losses in the metal structure, and therefore the mechanical resistance of the components made of magnetic material also decreases due to their overheating.

その他の欠点は相間での電力転送であり、これ
はアーク炉内でのエネルギー分布の不均一を生じ
その結果炉の処理能力の低下及び炉の耐火性内張
りの耐久性の低下をまねく。表皮効果のために電
力導体の横断面は有効的には使用されず電力供給
設備の質量寸法共さらに大きなものが必要とな
る。
Another drawback is power transfer between phases, which results in uneven energy distribution within the arc furnace, resulting in reduced furnace throughput and reduced durability of the furnace's refractory lining. Due to the skin effect, the cross section of the power conductor is not used effectively, and the mass and dimensions of the power supply equipment are required to be even larger.

さらに21000KVAアーク炉内での原鉱製練の別
な方法は(「Spravochnik po
elektrotermicheskomu oborudovaniyu」)/電
熱技術ハンドブツク、「Energiya」発行、モスク
ワ、1979年第9章)に詳しく、これは工業周波数
の交流電流を供給されるアーク炉の槽内に原鉱
(コークス、珪岩及び鉄くず)を連続充てんする
装置で構成されている。アーク炉の槽内におい
て、熱エネルギーは原鉱を流れる交流電流による
ジユール熱と、槽内に埋もれた電極のアークによ
つて発せられる熱の形で放出される。熱エネルギ
ーを連続的に放出すると原鉱を過熱し、槽下部で
それを融かす。溶融はコークスの炭素による鉄及
び酸化珪素の内部熱還元によつて進行し、炭素は
一酸化炭素及び二酸化炭素の形の気体となつてア
ーク炉から取り除かれる。還元された珪素は融け
た還元鉄内に溶け最終溶解金属は槽内に集まり、
珪素鉄合金及び少量のからみとなつてひしやくに
取り出される。
Furthermore, another method of smelting raw ore in a 21000KVA electric arc furnace ("Spravochnik po
Electrothermal Technology Handbook, published by Energiya, Moscow, 1979, chapter 9), in which raw ore (coke, quartzite and iron It consists of a device that continuously fills waste (waste). In the vessel of an arc furnace, thermal energy is released in the form of joule heat due to the alternating current flowing through the raw ore and heat generated by the arc of the electrodes buried within the vessel. The continuous release of thermal energy overheats the raw ore and melts it at the bottom of the tank. Melting proceeds by internal thermal reduction of iron and silicon oxide by the carbon of the coke, and the carbon is removed from the arc furnace in the form of gases in the form of carbon monoxide and carbon dioxide. The reduced silicon dissolves in the melted reduced iron, and the final molten metal collects in the tank.
It is extracted as a silicon-iron alloy and a small amount of entanglement.

この方法をアーク炉内の原鉱材料製練に取り入
れた装置(「Spravochnik po
elektrotermicheskomu oborudovaniyu」/電熱
技術ハンドブツク、(1971年第9章)では、アー
ク炉の槽内に挿入されるアーク炉電極につながる
電力供給設備となる2次巻き線に接続された変圧
器を有している。電力供給設備は、アーク炉内へ
の入力電力を制御するためにその出力が結合され
た電極位置決め機構を用いて、アーク炉内への入
力電力を制御するための装置に結合されている。
A device that incorporates this method for smelting raw ore materials in an electric arc furnace ("Spravochnik po
Electrotermicheskomu oborudovaniyu''/Handbook of Electrothermal Technology (1971, Chapter 9) states that the electric heating technology has a transformer connected to the secondary winding, which is the power supply equipment connected to the arc furnace electrode inserted in the arc furnace vessel. There is. The power supply equipment is coupled to a device for controlling input power into the arc furnace using an electrode positioning mechanism whose output is coupled to control the input power into the arc furnace.

上記装置は磁性体で作られた構造要素の内部空
間に注がれる冷却水と、炉内に広範に広がつてい
る電磁場とに基因する大きな熱損失を本来的に有
している。これらは炉で消費される実効電力の6
〜7%に達している。電圧や炉回路の考えられる
リアクタンスに比較して高い電流強度は月平均の
電力係数を0.8〜0.82以上とすることを不可能と
しておりこれは高い比電力消費量を包合してい
る。
Such devices inherently have large heat losses due to the cooling water poured into the internal space of the structural elements made of magnetic material and the electromagnetic field prevailing in the furnace. These are 6 of the effective power consumed in the furnace.
It has reached ~7%. The high current intensity compared to the voltage and the possible reactance of the furnace circuit makes it impossible to obtain a monthly average power factor of more than 0.8-0.82, which implies a high specific power consumption.

銅製の電力供給設備は大きな横断面(21600mm2
を有しており、これはその断面部が有効に使用さ
れないがためである。
Copper power supply equipment has a large cross section (21600mm 2 )
This is because the cross section is not used effectively.

上記の方法によれば変圧器の特性及び電力供給
事情が不適当であるため、融解槽内の電気抵抗、
変圧器タツプでの高電圧の変動のために電極を
1000mmも移動せねばならず製練途中で作動電圧を
なめらかに調整することは不可能に近い。
According to the above method, the characteristics of the transformer and the power supply situation are inappropriate, so the electrical resistance in the melting tank,
electrodes due to high voltage fluctuations at transformer taps.
It has to move as much as 1000mm, making it nearly impossible to smoothly adjust the operating voltage during smelting.

本発明の目的は電気炉内での原鉱材料製練のた
めの方法及び装置を改善し、電気炉の電気効率を
上げ、電磁損失を下げ、交流電流の作動周波数を
工業用交流電流以下に落とし、特殊目的の周波数
変換器を装置の電気回路に挿入し製練中に電流周
波数及び電圧を連続的に調整してアーク炉の力率
を増加させることである。
The purpose of the present invention is to improve the method and device for smelting raw ore materials in an electric furnace, increase the electrical efficiency of the electric furnace, lower electromagnetic losses, and lower the operating frequency of alternating current below industrial alternating current. A special purpose frequency converter is inserted into the electrical circuit of the equipment to continuously adjust the current frequency and voltage during smelting to increase the power factor of the arc furnace.

この目的は交流電流を供給される電気炉で原鉱
材料を製練するための、原鉱材料を充てんしそれ
を還元溶融し最終溶解金属及びからみを取り出す
装置において、本発明に依つて電流を0.05から30
Hzの周波数に変換しアーク炉の融解槽内に挿入さ
れた電極に供給する装置で満すことが出来る。
The purpose of this invention is to provide a device for smelting raw ore materials in an electric furnace supplied with alternating current, in which the raw ore materials are filled, melted by reduction, and the final molten metal and tangles are removed. 0.05 to 30
It can be filled with a device that converts the frequency to Hz and feeds it to an electrode inserted into the melting tank of the arc furnace.

本発明によれば交流電流を供給される電気炉内
で原鉱材料を製練するための方法が提供されてお
り、これは原鉱材料を充てんしそれらを還元融解
し最終溶解金属及びからみを取り出す装置で構成
されておりそこで本発明により供給電流は0.05か
ら30Hzの間の周波数に変換されアーク炉内の融解
槽に挿入された電極に供給されている。
According to the present invention, a method is provided for smelting raw ore materials in an electric furnace supplied with alternating current, which comprises filling the raw ore materials, reducing and melting them, and removing the final molten metal and entanglements. It consists of an extraction device in which, according to the invention, the supplied current is converted to a frequency between 0.05 and 30 Hz and supplied to an electrode inserted into a melting vessel in an arc furnace.

上記の様に供給電流の周波数を設定することに
より、電力効率を向上させ、特別の給電線を用い
ることなく従来の給電線を用いることができ、製
練処理を行うことができる。
By setting the frequency of the supplied current as described above, power efficiency can be improved, a conventional power supply line can be used without using a special power supply line, and the smelting process can be performed.

上に述べた方法を有効に実施に移すには装置に
次のようなものを備えておくのが適当である、そ
れらは電気炉の融解槽内に挿入された電極に電力
供給設備を介して結合されている2次巻き線を有
した変圧器、アーク炉へ入力される電力を制御す
るための装置で電力供給設備に接続され、本発明
による電極位置決め機構を介してアーク炉の電極
に結合されている装置、電力供給設備の一部にあ
つて変圧器の2次巻き線とアーク炉の電極との間
に挿入された周波数変換器、及び電気変換器を通
して電力供給設備の電極側と周波数変換器との両
方に結合された周波数変換器制御装置とである。
In order to carry out the method described above effectively, it is appropriate to equip the equipment with the following equipment, which connects the electrodes inserted into the melting tank of the electric furnace through power supply equipment. a transformer with a secondary winding connected to the power supply equipment with a device for controlling the power input to the arc furnace and coupled to the electrodes of the arc furnace via an electrode positioning mechanism according to the invention; Frequency converter inserted between the secondary winding of the transformer and the electrode of the arc furnace as part of the power supply equipment; a frequency converter controller coupled to both the converter and the frequency converter controller.

周波数変換器及び電力供給設備導体での無効電
力損失を最少にするために、本発明によれば、次
のような周波数変換器が望ましい、それは、同一
仕様の整流器群の対で構成された直接周波数変換
回路を使用し、その各々の整流器群は互いに逆方
向に接続された整流器から成る3本の腕を有して
いて各々の整流器群の整流器腕の一次リード線は
変換器側の電力供給設備の1つの相に連結され、
1つの群の整流器の腕の二次リード線は短絡母線
に接続され、一対の整流器群に属する短絡母線は
互いに絶縁されていて、アーク炉内の電極に接続
されている、電流側の電力供給設備の部分は2本
配置の母線で形成されていて、順方向及び逆方向
の整流器を調整可能なON−OFF周期で交互に
ON−OFFするために周波数変換器制御装置のリ
ード線は周波数変換器の整流器に接続されている
ような周波数変換器である。
Frequency converters and power supply equipmentIn order to minimize reactive power losses in the conductors, according to the invention, the following frequency converters are preferred, which are direct A frequency conversion circuit is used in which each rectifier group has three arms of rectifiers connected in opposite directions, and the primary lead of the rectifier arm of each rectifier group is connected to the power supply on the converter side. connected to one phase of the equipment;
The secondary leads of the rectifier arms of one group are connected to the short circuit busbars, and the short circuit busbars belonging to a pair of rectifier groups are insulated from each other and connected to the electrodes in the arc furnace, the power supply on the current side The equipment part consists of two busbars, with forward and reverse rectifiers alternating with an adjustable ON-OFF cycle.
The leads of the frequency converter control device are connected to the frequency converter rectifier to turn on and off the frequency converter.

本発明による装置は同一仕様の整流器群の対か
ら成る直接周波数変換回路で構成された周波数変
換器を有し、各々の対の整流器群は互いに電気的
に接続され、アーク炉内の対応する電極に接続さ
れていて、整流器群の短絡母線は互いに平行にな
るようにセツトされていて、単一の整流器群の第
1、第2及び第3相の腕の2次リード線は、それ
ぞれ同一対の他の整流器群の第3、第2及び第1
相のリード線と同軸とするのが有益である。
The device according to the invention has a frequency converter made up of a direct frequency conversion circuit consisting of pairs of rectifier groups of the same specification, each pair of rectifier groups being electrically connected to each other and connected to corresponding electrodes in the arc furnace. The short circuit busbars of the rectifier groups are set parallel to each other, and the secondary leads of the first, second and third phase arms of a single rectifier group are connected to the same pair, respectively. 3rd, 2nd and 1st of other rectifier groups
Advantageously, it is coaxial with the phase leads.

次に本発明の典型的実施例を添付図を参照しな
がら詳細に説明する。
Exemplary embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は原鉱材料を製練するための上記の方法
を実施に移すための装置のブロツク線図であり電
圧及び電流を変圧するための変圧器1を含んでい
る。変圧器1の2次巻き線(第1図には示されて
いない)は電気炉5の融解槽4の中に挿入された
電極3と電力供給設備2を介して連結されており
周波数変換器6は電力供給設備2の中間部に挿入
されている。電力変換器7は電力供給設備2の一
部でかつ電極3寄りの部分に配置されている。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for carrying out the above-described method for smelting raw ore material, which includes a transformer 1 for transforming the voltage and current. The secondary winding of the transformer 1 (not shown in FIG. 1) is connected to an electrode 3 inserted into a melting tank 4 of an electric furnace 5 via a power supply equipment 2, and is connected to a frequency converter. 6 is inserted into the middle part of the power supply equipment 2. The power converter 7 is a part of the power supply equipment 2 and is arranged near the electrode 3 .

装置の構成要素である電力供給設備は、パイプ
条導体、しなやかなケーブル、配線材及び接点で
構成され電流を変圧器1から周波数変換器6へ又
その出力を電極3へ供給するように意図されてい
る。周波数変換器6は商用周波数電流を0.05から
30Hzの周波数に変換し、それを電極3へ供給する
ためのものである。融解槽4は原鉱材料8を受け
入れ、それをジユール熱及びアーク9の放射熱で
融かし還元反応を進行させて融解金属10を融解
槽4から取り出し口11を通して取り去るように
設計されている。
The power supply equipment, which is a component of the device, is composed of pipe conductors, flexible cables, wiring materials and contacts and is intended to supply current from the transformer 1 to the frequency converter 6 and its output to the electrodes 3. ing. Frequency converter 6 converts the commercial frequency current from 0.05
This is for converting the frequency to 30Hz and supplying it to the electrode 3. The melting tank 4 is designed to receive the raw ore material 8, melt it with Joule heat and the radiant heat of the arc 9, proceed with a reduction reaction, and remove the molten metal 10 from the melting tank 4 through the outlet 11. .

装置への電力入力はアーク炉への電力入力を制
御するための装置12及び電極位置決め機構13
とによつて制御される。電力入力を制御するため
の装置12の入力信号の一部は電圧変動を監視す
るために電力供給設備2の周波数変換器6の出力
に接続され、一方装置12の他の入力信号は、有
効電流強度を検出するために電極3と直列に電力
供給設備2の上にセツトされた電力変換器7に接
続されている。装置12の出力は電極位置決め機
構13の電動部(第1図には図示されず)の励磁
巻き線に接続されている。電極位置決め機構入力
制御装置12及び電力変換器7の回路は例えば
「Promyshlennye ustanouki elektrodugovogo
nagrevai ikhprametry」/工業用アーク加熱プ
ラント及びその定数、L.E.Nikol′skii著モスク
ワ、「Energiya」発行、1971年100〜109頁に書か
れていような既知の回路に従つている。
Power input to the device includes a device 12 for controlling power input to the arc furnace and an electrode positioning mechanism 13.
controlled by and. Some of the input signals of the device 12 for controlling the power input are connected to the output of the frequency converter 6 of the power supply installation 2 for monitoring voltage fluctuations, while other input signals of the device 12 are connected to the output of the frequency converter 6 of the power supply installation 2 for monitoring voltage fluctuations, while the other input signals of the device 12 are connected to the output of the frequency converter 6 of the power supply installation 2 for monitoring voltage fluctuations. It is connected to a power converter 7 set on the power supply equipment 2 in series with the electrode 3 to detect the intensity. The output of the device 12 is connected to the excitation winding of the motorized part (not shown in FIG. 1) of the electrode positioning mechanism 13. The circuits of the electrode positioning mechanism input control device 12 and the power converter 7 are, for example,
The circuit follows the known circuit as described in "Industrial Arc Heating Plants and Their Constants," by LENikol'skii, Moscow, published by "Energiya", 1971, pages 100-109.

第1図には又周波数変換器制御用の装置14が
有つてその入力信号は電力変換器7を介して電力
供給設備2と接続されている。装置14の出力は
周波数変換器6の制御入力に接続されていて、周
波数変換器6の出力電流の周波数及びその方向を
制御するために使用される。周波数変換器6の制
御装置14の回路は、例えばI.Ya、Bernshtein
著「Tiristornye preobrazovateli Chastoty bez
zvena postyannogo toka」/直流電流網を使用
しないサイリスタ周波数変換器モスクワ、
「Energiya」発行、1968年75頁に書かれているよ
うな既知の回路に従つている。
FIG. 1 also shows a device 14 for frequency converter control, the input signals of which are connected to the power supply 2 via a power converter 7. The output of the device 14 is connected to a control input of the frequency converter 6 and is used to control the frequency of the output current of the frequency converter 6 and its direction. The circuit of the control device 14 of the frequency converter 6 is described by I. Ya, Bernshtein, for example.
Author: Tiristornye preobrazovateli Chastoty bez
zvena postyannogo toka” / Thyristor frequency converter without direct current network Moscow,
It follows the known circuit as described in Energiya, 1968, page 75.

第2図は、本発明に依る原鉱材料製練のための
方法を実施に移した装置の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of an apparatus implementing the method for smelting raw ore materials according to the invention.

変圧器1は高圧3相主電源(第2図には図示さ
れず)にそのリード線を接続された1次巻き線1
5と、周波数変換器6に接続された2次巻き線1
6とから構成されている。変圧器1の相数及び電
力供給設備2の相数は共に3で電力供給設備2
の、第1、第2及び第3相はそれぞれ2′,2″及
び2と示されている。周波数変換器6は対にな
つた(この場合は3対)同一仕様の整流器群1
7′,17″及び17を有しており、その各々は
互いに逆向きに並列接続された整流器18及び1
9の3本の腕を含んでいる。以下において、整流
器18,19の腕を各々の整流器群17′,1
7″,17の要素と名付け、一応整流器18を
順方向整流器19を逆方向で表わし、2つの整流
器は電力供給設備2の1つの相2′,2″又は2
即わち変圧器1の2次巻き線16の1つの部分に
接続されている。各々の整流器群17′,17″及
び17の整流器18及び19の腕は、その第1
のリード線をそれぞれ変圧器1側の電力供給設備
2の相、第1相2′第2相2″、第3相2に接続
されている。各々の整流器群17′,17″、及び
17の整流器18,19の腕の第2のリード線
20は短絡母線21に接続されている。1つの対
に属する整流器群17′,17″及び17の短絡
母線21は互いに絶縁されていて、かつ、例えば
分流器22で作られた電力変換器7を介してそれ
ぞれ対応する同一の電流3に接続されている。電
極3側の電力供給設備2の部分は例えばはさみ込
み型のような平行2本巻きの型で作られており、
異つた対に属する隣会つた整流器群17′と1
7″,17″と17,17と17′の短絡母線
21に接続されている。電力供給設備2の導体を
このように配置することによつてこの部分の電磁
場が相殺され、周波数変換器6の2次及び1次側
回路網での無効電力が減少しその結果力率が増加
する。
The transformer 1 has a primary winding 1 whose leads are connected to a high-voltage three-phase mains power supply (not shown in Figure 2).
5 and a secondary winding 1 connected to the frequency converter 6
It consists of 6. The number of phases of transformer 1 and the number of phases of power supply equipment 2 are both 3, and power supply equipment 2
, the first, second and third phases are indicated as 2', 2'' and 2, respectively.The frequency converter 6 is connected to a rectifier group 1 in pairs (in this case 3 pairs) of identical specifications.
7', 17'' and 17, each of which has rectifiers 18 and 1 connected in parallel in opposite directions.
Contains 9 three arms. In the following, the arms of the rectifiers 18, 19 are connected to the respective rectifier groups 17', 1
7'', 17 elements, the rectifier 18 is represented by the forward rectifier 19 in the reverse direction, and the two rectifiers are connected to one phase 2', 2'' or 2 of the power supply equipment 2.
That is, it is connected to one part of the secondary winding 16 of the transformer 1. The arms of rectifiers 18 and 19 of each rectifier group 17', 17'' and 17
The lead wires of the rectifier groups 17', 17'', and 17 are respectively connected to the phases of the power supply equipment 2 on the transformer 1 side, the first phase 2', the second phase 2'', and the third phase 2. The second lead wire 20 of the arm of the rectifier 18, 19 is connected to the short circuit bus 21. The short-circuit buses 21 of the rectifier groups 17', 17'' and 17 belonging to one pair are insulated from each other and are connected to the same corresponding current 3 via a power converter 7 formed, for example, by a shunt 22. The part of the power supply equipment 2 on the electrode 3 side is made of a parallel two-wrap type, such as a sandwich type, for example.
Adjacent rectifier groups 17' and 1 belonging to different pairs
7'', 17'' and 17, 17 and 17' are connected to short circuit busbars 21. By arranging the conductors of the power supply equipment 2 in this way, the electromagnetic field in this area is canceled out, and the reactive power in the secondary and primary circuits of the frequency converter 6 is reduced, resulting in an increase in the power factor. do.

制御装置14は適当な間隔で整流器18及び1
9を交互にON−OFF切り換するためのものであ
る。第2図に書かれた回路で構成された装置は回
路網での電圧ゆがみを避けるために0.05〜30Hzの
周波数の3相電流、電圧を生するためのものであ
る。第2図に書かれた装置は商用周波数を供給さ
れる電気炉よりも高い力率を有している。
The controller 14 connects the rectifiers 18 and 1 at appropriate intervals.
9 is used to alternately switch ON and OFF. The device constructed with the circuit shown in FIG. 2 is intended to produce three-phase currents and voltages with a frequency of 0.05 to 30 Hz to avoid voltage distortions in the circuit network. The device depicted in FIG. 2 has a higher power factor than an electric furnace supplied with commercial frequency.

第3図は周波数変換器6のさらに別な回路を示
したものである。ここでは第2図と同じように、
周波数変換器6は直接周波数変換のための回路で
構成されて、同一仕様の整流器群17′,17″,
17を含み、その各々は互いに逆向きに接続さ
れた3対の整流器18及び19を内蔵している。
各々の整流器群17′,17″,17において、
整流器18及び19の各々の腕はその1次側リー
ド線を変圧器1側の電力供給設備2の1つの相
2′,2″,2に接続されている。1つの群1
7′,17″,17に属するすべての腕の2次側
リード線20はそれぞれ対応する短絡母線21に
接続されている。各々の対において、整流器群1
7′,17″及び17は互いに電気的に接続さ
れ、対応する電極3に接続されている。
FIG. 3 shows yet another circuit of the frequency converter 6. In FIG. Here, as in Figure 2,
The frequency converter 6 is composed of a circuit for direct frequency conversion, and includes a group of rectifiers 17', 17'', and 17'' having the same specifications.
17, each of which incorporates three pairs of rectifiers 18 and 19 connected in opposite directions.
In each rectifier group 17', 17'', 17,
Each arm of the rectifiers 18 and 19 is connected with its primary lead to one phase 2', 2'', 2 of the power supply equipment 2 on the transformer 1 side.
The secondary leads 20 of all the arms belonging to 7′, 17″, and 17 are connected to the corresponding short circuit busbars 21. In each pair, the rectifier group 1
7', 17'' and 17 are electrically connected to each other and to the corresponding electrodes 3.

第4図は例えば第1番目の対の整流器群17′
のような整流器群の1対の実施例を示している。
各々の整流器群17′の整流器18,19の腕の
2次リード線20は短絡母線21に接続されてい
る。1つの対に属する整流器群17′の短絡母線
21は互いに逆方向並行になるように置かれてい
て、2本線配置を構成している。その1次リード
線を電力供給設備2の第12′(図3)第22″及
び第32相に接続されている整流器群17′の
腕を以降それぞれ第1、第2及び第3相の腕と呼
ぶことにする。第4図によつて、1つの相に属す
る整流器群17′の腕の相互関係の詳細について
説明することにする。整流器群17′の第1相の
腕は他の整流器群17′の第3相と同軸になつて
いる。同様にして、1つの整流器群17′の第3
相2の腕は他の整流器群17′の第1相2′の腕
と同軸に、2つの整流器群17′の第2相2″の腕
は互いに同軸になつている。残りの対の整流器群
17″及び17(第3図)内の整流器18及び
19及び短絡母線21は同様の状態である。
FIG. 4 shows, for example, the first pair of rectifiers 17'.
1 shows a pair of embodiments of rectifier groups such as .
The secondary leads 20 of the arms of the rectifiers 18 and 19 of each rectifier group 17' are connected to a short circuit bus 21. The short-circuit busbars 21 of the rectifier group 17' belonging to one pair are placed in parallel with each other in opposite directions, forming a two-wire arrangement. The arms of the rectifier group 17', which are connected to the 12' (Figure 3), 22'' and 32nd phases of the power supply equipment 2, are connected to the 1st, 2nd and 3rd phase arms of the power supply equipment 2, respectively. The details of the mutual relationship of the arms of the rectifier group 17' belonging to one phase will be explained with reference to FIG. 4.The first phase arm of the rectifier group 17' It is coaxial with the third phase of one rectifier group 17'.Similarly, the third phase of one rectifier group 17'
The arm of phase 2 is coaxial with the arm of the first phase 2' of the other rectifier group 17', and the arms of the second phase 2'' of the two rectifier groups 17' are coaxial with each other. The rectifiers 18 and 19 and the shorting bus 21 in groups 17'' and 17 (FIG. 3) are in a similar condition.

第5a図〜第5j図は整流器群17′,17″,
17の瞬時電流強度i(第5a図〜第5f図)、
電極3内の電流強度i(第5g図、第5h図及び
第5j図)及び主電流強度i(第5k図)を時間
tの関数として出力電圧の1周期Tの間で示した
ものである。
Figures 5a to 5j show rectifier groups 17', 17'',
17 instantaneous current intensity i (Figures 5a to 5f),
The current intensity i in the electrode 3 (Figs. 5g, 5h and 5j) and the main current intensity i (Fig. 5k) are shown during one period T of the output voltage as a function of time t. .

第1図に示す装置であるアーク炉5の融解槽4
は、金属及び非金属酸化物(鉱石)、還元剤及び
溶剤から成る原鉱材料で絶えず満たされている。
変圧器1及び電力供給設備2を通して周波数変換
器6の電力入力には商用周波数が供給されてい
る。0.05Hzから30Hzの間のより低い周波数帯に変
換された電流が周波数変換器6の出力から電極3
に与えられている。この変換された電流は原鉱材
料8と深部の熱的に絶縁されたアーク9とを通つ
て流れる。周波数変換器6は以下にさらに詳しく
考察する装置14によつて制御されている。
Melting tank 4 of arc furnace 5, which is the device shown in FIG.
is constantly filled with raw mineral materials consisting of metal and non-metal oxides (ores), reducing agents and solvents.
A commercial frequency is supplied to the power input of the frequency converter 6 through the transformer 1 and the power supply equipment 2 . The current converted to a lower frequency band between 0.05Hz and 30Hz is transferred from the output of the frequency converter 6 to the electrode 3.
is given to. This converted current flows through the raw material 8 and the deep thermally insulated arc 9. Frequency converter 6 is controlled by device 14, which will be discussed in more detail below.

原鉱材料8で放出されるジユール熱及びアーク
9で放射される熱は原鉱材料8を加熱し、温度が
2000から4000℃に達するような高度領域を作り出
す。これらの温度では酸化物鉱石は揮発し、蒸気
状態となる。還元反応による融解炉ガスで大部分
が一酸化炭素から成るガスは上をおおつている原
鉱材料の間を通過しそれらを加熱する。
The Joule heat released by the raw ore material 8 and the heat radiated by the arc 9 heat the raw ore material 8, and the temperature increases.
Create an altitude area that reaches 2000 to 4000 degrees Celsius. At these temperatures, the oxide ore volatilizes and becomes a vapor. The melting furnace gas from the reduction reaction, consisting mostly of carbon monoxide, passes through the overlying raw ore materials and heats them.

原鉱材料8は徐々に下降して来るに従つて加熱
されやわらかくなり融解する。主な還元反応は液
相で起こるが故に、還元融解金属10及び非金属
は底に徐々にたまる。
As the raw ore material 8 gradually descends, it is heated, softened, and melted. Since the main reduction reaction occurs in the liquid phase, the reduced molten metal 10 and non-metals gradually accumulate at the bottom.

融解金属10がたまると、それは取り出し口1
1を通して融解槽4から取り出される。
When the molten metal 10 accumulates, it is removed from the outlet 1.
1 and taken out from the melting tank 4.

アーク炉5の融解槽4内の各々の電極3の領域
の動電気抵抗は製練中絶えず変動し、従つて電極
3の電流強度もその設備値から変動する。これは
電力変換器7によつて監視されている。電力変換
器7からの信号は、周波数変換器6の整流器1
8,19の点弧角を調整する装置14に入る。整
流器18及び19の点弧角の変動は電極3に供給
される電圧及び電流を変化させ、ひいては装置へ
の電力入力を調整する。これは電極3の位置変え
を必要とせず、その結果アーク炉5の融解槽(第
1図)内での熱エネルギー分布と、反応領域の位
置を安定させ、結果として鉱石中に含まれる要素
のさらに迅速でかつ完全な還元を行ないアーク炉
5でのより高い動作効率を得る。
The electrodynamic resistance of the area of each electrode 3 in the melting vessel 4 of the arc furnace 5 changes constantly during smelting, and the current intensity of the electrode 3 therefore also changes from its installed value. This is monitored by power converter 7. The signal from the power converter 7 is sent to the rectifier 1 of the frequency converter 6.
8, 19 enters the device 14 for adjusting the firing angle. Variations in the firing angles of the rectifiers 18 and 19 change the voltage and current supplied to the electrodes 3 and thus adjust the power input to the device. This does not require changing the position of the electrode 3 and, as a result, stabilizes the thermal energy distribution in the melting tank of the arc furnace 5 (Fig. 1) and the position of the reaction zone, resulting in a stable distribution of the elements contained in the ore. Furthermore, faster and more complete reduction is achieved, resulting in higher operating efficiency in the arc furnace 5.

もし電流強度変動が10%を超えると、電力入力
調整装置12(第1図)は、今までに良く知られ
ている装置と同様の方法で電極3を上げ下げして
電流強度を設計値に復帰させるように位置決め機
構13に対して信号を発するように励起する。電
極の位置調整で電力入力設計値に復帰させるのが
うまく行かない場合には電極3へ供給される電圧
は変圧器1のタツプ切り換えで調整される。
If the current intensity fluctuation exceeds 10%, the power input regulator 12 (FIG. 1) raises and lowers the electrode 3 in a manner similar to well-known devices to restore the current intensity to the designed value. The positioning mechanism 13 is excited to issue a signal to cause the positioning mechanism 13 to move. If it is not possible to restore the power input to the designed value by adjusting the position of the electrodes, the voltage supplied to the electrodes 3 is adjusted by switching the taps of the transformer 1.

電極3に供給される電圧及び電流の周波数は、
製練中の工程や処理途中であつても0.05から30Hz
の間の最適な周波数に変えられる。電流周波数の
変化は、融解槽4内の電流回路の有効及び無効抵
抗の変化を通して、融解槽4内で放出されるエネ
ルギー(電力入力)を再分配する、アーク9の部
分で発生されるエネルギーは電流周波数が下がる
につれて増加する。電流周波数の低下は又、アー
ク炉5の電力係数cos及び装置の電気効率を増
加させる、これはすなわちアーク9での電圧を上
げる。
The frequency of the voltage and current supplied to the electrode 3 is
0.05 to 30Hz even during the smelting process or processing
can be changed to the optimal frequency between. The change in current frequency redistributes the energy released in the melter 4 (power input) through the change in the effective and reactive resistance of the current circuit in the melter 4; the energy generated in the part of the arc 9 is It increases as the current frequency decreases. The reduction in the current frequency also increases the power coefficient cos of the arc furnace 5 and the electrical efficiency of the device, which ie increases the voltage at the arc 9.

電流周波数は製練途中有効な電気的パラメータ
(電力係数、電力使用効率、分数調波成分、及び
その他のパラメータ)によつて、0.05〜30Hzの電
流周波数の間で、適当な間隔で整流器18及び1
9(第2図)をON−OFFする装置14によつて
制御される周波数変換器6を使用して不連続的に
変えられる。例えば第2図における周波数変換器
6が使用されている場合まず装置14からある時
間だけ順方向整流器18をONにする信号が出力
され、それからそれらがOFFとなる。ある適当
な時間間隔△(第5図)の後、装置14(第2
図)からの信号は、逆方向整流器19をONとす
る。整流器群17′,17″,17を流れる電流
は自然に転流する。整流器18(第2図)を
OFFにして整流器19をONにするための間隔△
(第5a図〜第5j図)は出力電圧の周期T(第5
a図〜第5j図)の6分の1である。
The current frequency is determined by the electrical parameters (power coefficient, power usage efficiency, subharmonic components, and other parameters) available during smelting, and the rectifier 18 and 1
9 (FIG. 2) is changed discontinuously using a frequency converter 6 controlled by a device 14 for turning on and off. For example, if the frequency converter 6 in FIG. 2 is used, first the device 14 outputs a signal that turns on the forward rectifiers 18 for a certain period of time, and then turns them off. After some suitable time interval Δ (FIG. 5), the device 14 (second
The signal from FIG.) turns on the reverse rectifier 19. The current flowing through the rectifier groups 17', 17'', 17 naturally commutates.
Interval to turn off the rectifier 19 and turn on the rectifier 19 △
(Figures 5a to 5j) indicate the period T of the output voltage (5th
It is one-sixth of that in Figures a to 5j).

周波数変換器6(第2図)の動作は第5a図〜
第5k図に画かれた図を用いて最も良く説明する
ことが出来る。時刻tp(第5a図)にいて、群1
7′の順方向整流器18(第2図)及び群17″
(第5b図を見よ)の逆方向整流器19がONと
される。T/3経過後の時刻t1において、整流器
18,19(第2図)はOFFとされ、これはT
の1/6に等しい時間△(第5a図〜第5j図)の
間保持される。時刻t2において整流器群17′の
整流器19と、整流器群17″の整流器18(そ
れぞれ第5a図、第5b図を見よ)がONとな
る。
The operation of the frequency converter 6 (Fig. 2) is shown in Fig. 5a~
This can best be explained using the diagram depicted in Figure 5k. At time t p (Fig. 5a), group 1
7' forward rectifier 18 (FIG. 2) and group 17''
The reverse rectifier 19 (see Figure 5b) is turned on. At time t 1 after T/3 has elapsed, rectifiers 18 and 19 (Fig. 2) are turned off, which means that T
is held for a time Δ (FIGS. 5a to 5j) equal to 1/6 of . At time t2 , rectifier 19 of rectifier group 17' and rectifier 18 of rectifier group 17'' (see FIGS. 5a and 5b, respectively) are turned on.

Tの1/3経過後の時刻t3において、整流器18,
19(第2図)はOFFとなり、時間△の間保持
される。これらの整流器群17′,17″の過程は
その後繰り返えされる。残りの整流器群17″及
び17(第5c図、第5d図)及び整流器群1
7及び17′(第5e図、第5f図)の整流器
18及び19は、先に述べた動作を周期Tの1/3
及び2/3だけずらした型でON、OFF動作を行な
う。この効果は電力供給設備2(第2図)の2本
導線内を流れる電流が大きさは同じく逆向きとな
るという点でそれらの磁場は平衡する。第5g
図、第5h図、第5i図は電極3の電流強度ig
ih,ijを示しており、これらはそれぞれ第5a図
及び第5f図、第5b図及び第5c図、第5d図
及び第5e図に画かれた電流強度をたし合わせた
ものである。第5j図に画かれた主電流強度ik
は、無電流区間が有るため低周波数変動分が無く
これは電力供給電圧内に含まれる分数周波成分を
減少させ、周波数変換器6の電力係数を増加させ
る。
At time t 3 after 1/3 of T, the rectifier 18,
19 (Fig. 2) is turned OFF and held for a time △. The process for these rectifier groups 17', 17'' is then repeated.The remaining rectifier groups 17'' and 17 (FIGS. 5c, 5d) and rectifier group 1
The rectifiers 18 and 19 of 7 and 17' (Figs. 5e and 5f) carry out the operation described above at 1/3 of the period T.
ON and OFF operations are performed using a mold that is shifted by 2/3. This effect balances the magnetic fields in that the currents flowing in the two conductors of the power supply 2 (FIG. 2) are equal in magnitude and in opposite directions. 5th g
Figures 5h and 5i show the current intensity i g of the electrode 3,
i h and i j are the sum of the current intensities depicted in Figures 5a and 5f, Figures 5b and 5c, Figures 5d and 5e, respectively. . The main current intensity i k depicted in Figure 5j
Since there is a no-current section, there is no low frequency fluctuation, which reduces the fractional frequency component contained in the power supply voltage and increases the power coefficient of the frequency converter 6.

次に第3図、第4図に示された周波数変換器6
の動作を考察することにする。第3図において、
矢印線B1A1,C1B1,A1C1,及びB2A2,C2B2
A2C2は、例えば群17′の第1、第2及び第3相
の腕が開閉された際に流れる電流の向きを示して
いる。図に見られるように、上記回路において開
閉電流の向きは、相互に反対向きであり、これ
は、これらの群17′の短絡母線21の2本配列
によつて、その磁場を平衡させ、整流器18及び
19の点弧角を減少させ、周波数変換器6の力率
を上昇させる。
Next, the frequency converter 6 shown in FIGS. 3 and 4
Let us consider the operation of . In Figure 3,
Arrow lines B 1 A 1 , C 1 B 1 , A 1 C 1 , and B 2 A 2 , C 2 B 2 ,
A 2 C 2 indicates the direction of the current flowing when, for example, the first, second, and third phase arms of the group 17' are opened and closed. As can be seen in the figure, the directions of the switching currents in the above circuit are opposite to each other, and this is because the arrangement of the two short-circuiting buses 21 of these groups 17' balances the magnetic fields, and the rectifier The firing angles of 18 and 19 are decreased to increase the power factor of frequency converter 6.

アーク炉5(第1図)内で実行される各々の過
程は原鉱材料8の電気抵抗及び還元反応を実行さ
せるために必要なエネルギーの変動を整えること
によつて特徴化される。これはアーク炉を0.05〜
30Hzの間で可変可能な周波数又はこの範囲でのあ
る定められた周波数の交流電流で運転することで
可能となる。
Each process carried out in the arc furnace 5 (FIG. 1) is characterized by adjusting the electrical resistance of the raw material 8 and the fluctuations in the energy required to carry out the reduction reaction. This is the arc furnace from 0.05 to
This is possible by operating with an alternating current at a frequency variable between 30 Hz or at a certain fixed frequency within this range.

例えば高品度鉄鉱石の製練において、最高性能
はその珪素含有量にもよるがアーク炉5内の融解
槽4に供給される全エネルギーの60〜90%をアー
ク9部分で放出する場合に得られる。75%珪素鉄
の製練において、周波数を5Hzに変換することに
よりアーク9で放出されるエネルギー比率を15〜
20%増加させ、45%珪素鉄の製錬の場合と同じよ
うな高い製練性能を同一の融解槽で保証する。合
金が他の種類に代わつても異なつた炉を必要とは
しない。例えば45%珪素鉄の製練ではアーク炉5
の同一の融解槽4内で12〜45Hzの周波数を持つ電
流での運転が必要とされる。
For example, in the smelting of high-grade iron ore, the highest performance is achieved when 60 to 90% of the total energy supplied to the melting tank 4 in the arc furnace 5 is released in the arc 9 section, depending on the silicon content. can get. In the smelting of 75% silicon iron, by converting the frequency to 5Hz, the energy ratio released in the arc 9 can be reduced to 15~
20% increase, guaranteeing high smelting performance in the same melting tank as in the case of smelting 45% silicon iron. Substitution of other types of alloys does not require a different furnace. For example, in the smelting of 45% silicon iron, arc furnace 5
Operation with a current having a frequency of 12 to 45 Hz is required in the same melting vessel 4.

従つて、周波数が下がると一方では電極3での
有効電圧が増加するが他方では融解槽4内での電
力入力の再分配を進め、原鉱材料8を流れる電流
の割合を減少させる、これは製練過程を乱すこと
なく高い有効相電圧での運転を可能とする。これ
はアーク炉5の電気効率とその通算処理能力とを
上昇させる。
Therefore, a decrease in frequency increases the effective voltage at the electrode 3 on the one hand, but on the other hand promotes a redistribution of the power input within the melting vessel 4 and reduces the proportion of current flowing through the raw material 8, which It enables operation at high effective phase voltage without disturbing the smelting process. This increases the electrical efficiency of the arc furnace 5 and its total throughput.

本発明による方法及び装置を用い75%珪素鉄を
5Hz電流で16.5MVA電気炉で製練する場合には
プラント効率は0.82から0.92に、電気効率は0.897
から0.914に又通算処理能力は15%それぞれ上昇
し、消費電力は2%減少する。
When smelting 75% silicon iron using the method and apparatus according to the invention in a 16.5 MVA electric furnace at 5 Hz current, the plant efficiency is from 0.82 to 0.92, and the electrical efficiency is 0.897.
From 0.914 to 0.914, total processing capacity increases by 15% and power consumption decreases by 2%.

上記係数は現存の電気炉の性能を改善し、大規
模高性能炉製作への道を示している。
The above coefficients improve the performance of existing electric furnaces and point the way to large-scale high-performance furnace fabrication.

本発明による製練方法は、各々の製練過程にお
いて電流周波数と電圧の不連続変化を可能として
おり、その結果電極3を固定(静止)状態でアー
ク炉5を運転することを可能としている。したが
つて融解槽4の熱分布、原鉱材料8の領域、アー
ク9、及び融解金属10の位置は安定したままで
あるので電力入力及び(calendar time)の有効
利用を通して(電力消費、通算処理能力及びその
他のパラメータから成る)性能の改善が行われ
る。本発明による上記製練方法の別の利点はアー
ク炉5の金属構造部及び製造工場内で電場で誘導
される電流によるエネルギー損失を低減すること
である。これはこれら金属構造部の加熱を最小に
し、それらの機械的強度の低下を防ぐので、さら
に広い範囲の磁性材料を、アーク炉5及び工場建
屋の材料として使用することが出来る。
The smelting method according to the present invention makes it possible to discontinuously change the current frequency and voltage in each smelting process, and as a result, it is possible to operate the arc furnace 5 with the electrode 3 fixed (stationary). Therefore, the heat distribution in the melting tank 4, the area of the raw material 8, the arc 9 and the position of the molten metal 10 remain stable, so that through efficient utilization of power input and (calendar time) (power consumption, total processing Performance improvements (consisting of capacity and other parameters) are made. Another advantage of the above-described smelting method according to the invention is that it reduces energy losses due to electric field-induced currents in the metal structure of the arc furnace 5 and in the manufacturing plant. This minimizes the heating of these metal structures and prevents a reduction in their mechanical strength, so that a wider range of magnetic materials can be used as materials for the arc furnace 5 and the factory building.

本発明による低周波製練法は表皮及び近接効果
をも低減させるので電力供給設備2及び変圧器1
はその断面がさらに有効に利用されるためより少
い量の銅で作る事が出来る。
Since the low frequency smelting method according to the present invention also reduces skin and proximity effects, the power supply equipment 2 and the transformer 1
can be made with less copper since its cross section is more effectively utilized.

本発明による方法で5Hzの周波数電流で
24MVAのアーク炉5で原鉱材料を製練する場合
には、商用周波数を用いた場合に較べて力率が
1.5%の炉の通算処理能力が1.4%それぞれ上昇す
る。
With the method according to the invention at a frequency current of 5Hz
When smelting raw ore materials in a 24MVA arc furnace 5, the power factor is lower than when using a commercial frequency.
Total processing capacity of 1.5% furnace increases by 1.4%.

以上の様に、本発明においては以下の特徴(1)〜
(4)を有するものである。
As described above, the present invention has the following features (1) to
(4).

(1) 商用電源を変圧器により電圧及び電流を変圧
した後に周波数変換器により周波数を所定の範
囲(0.05〜30Hz)の多相の周波数に変換するも
のであり、変圧器は商用周波数(例えば50Hz)
で駆動されるものである。従つて周波数変換器
で商用周波数を上記範囲の低周波数に変換し、
それにより変圧器を駆動して電流、電圧の変圧
を行う場合に比べ変圧器の大きさ、重さ、コス
トを小さくすることができる。
(1) A transformer transforms the voltage and current of a commercial power supply, and then a frequency converter converts the frequency to a polyphase frequency within a predetermined range (0.05 to 30Hz). )
It is driven by Therefore, a frequency converter converts the commercial frequency to a lower frequency in the above range,
As a result, the size, weight, and cost of the transformer can be reduced compared to the case where the transformer is driven to transform current and voltage.

(2) 電気アーク炉への供給電流を基本周波数が
0.05〜30Hzの範囲の多相の周波数電流に変換す
るものである。このように低い周波数範囲に設
定することにより、電極に印加される供給電流
の逆極性の半波間電流が存在しい期間(無電流
期間)の調整が容易でかつ正確に(0.1%の誤
差内で)行なえると共にアーク炉のリアクタン
スを低くかつ導体の電磁損失を少なくすること
ができる。
(2) If the fundamental frequency of the current supplied to the electric arc furnace is
It converts into multiphase frequency current in the range of 0.05 to 30Hz. By setting this to a low frequency range, the period during which a half-wave current of opposite polarity to the supply current applied to the electrode exists (no-current period) can be easily and accurately adjusted (within an error of 0.1%). ), the reactance of the arc furnace can be lowered, and the electromagnetic loss of the conductor can be reduced.

(3) 電極に印加される供給電流の無電流期間を制
御するものであり、これにより以下の様な利点
を生ずる。例えば、今、第1電極の電圧が上昇
し第3電極の電圧が減少した場合、無電流期間
を長くすると、第1電極の電圧は下がると共に
第3電極の電圧は上がり、第2電極の電圧は一
定に保たれる。従つて、電極から放出されるエ
ネルギーは一定に保たれ、炉内の温度は一定に
保たれる。従つて電極を上下に動かす必要なく
それらを炉内に安定に位置決めできるため、電
極を駆動する余分の電力を必要とせず炉内の温
度分布を安定に保つことができる。更に、周波
数変換器の一次電流の位相及び波形を変化する
ことなく、無電流期間を制御しているため、装
置の力率は常に高い値に保たれ、これは上記特
徴(2)により一層顕著になる。即ち、周波数変換
器のサイリスタの位相制御によりその一次電流
の位相、波形を変えれば、電極への印加電圧を
制御可能ではあるが、この場合炉に供給される
有効電力が減少するという欠点があり、無電流
期間を制御すればこのような欠点は除かれる。
(3) Controls the non-current period of the supplied current applied to the electrodes, which provides the following advantages. For example, if the voltage of the first electrode increases and the voltage of the third electrode decreases, if you lengthen the no-current period, the voltage of the first electrode decreases, the voltage of the third electrode increases, and the voltage of the second electrode decreases. is kept constant. Therefore, the energy released from the electrodes remains constant and the temperature inside the furnace remains constant. Therefore, since the electrodes can be stably positioned in the furnace without the need to move them up and down, the temperature distribution in the furnace can be maintained stably without the need for extra power to drive the electrodes. Furthermore, since the no-current period is controlled without changing the phase and waveform of the primary current of the frequency converter, the power factor of the device is always kept at a high value, which is even more noticeable due to feature (2) above. become. That is, if the phase and waveform of the primary current are changed by controlling the phase of the thyristor of the frequency converter, it is possible to control the voltage applied to the electrodes, but this has the disadvantage that the effective power supplied to the furnace decreases. This drawback can be eliminated by controlling the no-current period.

(4) 電極に印加される供給電圧及び電流の測定値
及び基本周波数に基づき、周波数変換された供
給電流の基本周波数を上記周波数範囲内に制御
することにより、炉のインピーダンスを低く安
定に保てるため電力消費を最少にかつ炉内の温
度分布を安定にして反応領域の位置を安定にす
ることができ、アーク炉内の局部的過熱を防ぎ
合金の消費を少なくすることができる。
(4) By controlling the fundamental frequency of the frequency-converted supply current within the above frequency range based on the measured values and fundamental frequency of the supply voltage and current applied to the electrodes, the impedance of the furnace can be kept low and stable. It is possible to minimize power consumption, stabilize the temperature distribution in the furnace, stabilize the position of the reaction zone, prevent local overheating in the arc furnace, and reduce consumption of alloy.

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

第1図は、本発明によるアーク炉で原鉱材料を
製練するための方法を実行に移した装置のブロツ
ク図である。第2図は、本発明によるアーク炉で
原鉱材料を製練するための方法を実行に移した装
置の回路図である。第3図は、本発明による装置
の周波数変換器の1つの実施例である。第4図
は、本発明による周波数変換回路の1つの実施例
である。第5a図〜第5j図は整流器の種々の腕
を流れる瞬時電流強度を時間を追つて示したもの
である。 1……変圧器、2……電力供給設備、3……電
極、4……融解槽、5……アーク炉、6……周波
数変換器、7……電力変換器、8……原鉱材料、
10……融解金属、12……アーク炉への電力入
力制御装置、13……電極位置決め機構、14…
…周波数変換器制御装置、16……変圧器2次巻
き線、17′,17″,17……整流器群、18
……順方向整流器、19……逆方向整流器、20
……整流器18,19の腕の2次リード線、21
……短絡母線。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus implementing the method for smelting raw ore material in an electric arc furnace according to the invention. FIG. 2 is a circuit diagram of an apparatus implementing the method for smelting raw ore material in an electric arc furnace according to the invention. FIG. 3 shows one embodiment of the frequency converter of the device according to the invention. FIG. 4 shows one embodiment of a frequency conversion circuit according to the present invention. Figures 5a to 5j show the instantaneous current intensity flowing through the various arms of the rectifier over time. 1... Transformer, 2... Power supply equipment, 3... Electrode, 4... Melting tank, 5... Arc furnace, 6... Frequency converter, 7... Power converter, 8... Raw ore material ,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Molten metal, 12... Electric power input control device to an arc furnace, 13... Electrode positioning mechanism, 14...
... Frequency converter control device, 16 ... Transformer secondary winding, 17', 17'', 17 ... Rectifier group, 18
...forward rectifier, 19 ...reverse rectifier, 20
...Secondary lead wires of the arms of rectifiers 18 and 19, 21
...Short circuit bus.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 商用電源の出力を変圧器1に入力し、原鉱材
料8を充てんし、原鉱材料8を融解し、還元反応
を進行させ、最終融解金属10及びからみを取り
出すようにし、交流電流を供給される電極を含む
電気アーク炉の融解槽内で原鉱材料を製錬するた
めの方法において、 前記変圧器の出力電流は基本周波数が0.05Hz〜
30Hzの範囲の多相の周波数電流に変換されてアー
ク炉5の電極3に供給され、 前記電極は前記アーク炉の融解槽内に安定に位
置決めされ、 前記電極に印加される周波数変換された供給電
流及び電圧の変動を測定し、該測定値に基づき前
記電極に印加される電流の逆極性の半波間の電流
が存在しない期間を制御し、 前記周波数変換された供給電流及び電圧の測定
値及び前記基本周波数に基づき、前記周波数変換
された供給電流の基本周波数を前記周波数範囲内
に制御することを特徴とするアーク炉内で原鉱材
料を製錬するための方法。 2 特許請求の範囲第1項において、 前記周波数変換された供給電流及び電圧の偏差
が所定の値以下のときは前記電極を前記電気アー
ク炉の融解槽内に静止させ、 前記供給電流及び電圧の偏差が所定の値を越え
ると前記電極を前記電気アーク炉の融解槽内で動
かし、 前記供給電流及び電圧が公称値から大きくずれ
た場合前記供給電流及び電圧を供給する変圧器1
のタツプを切換えることを特徴とするアーク炉内
で原鉱材料を製錬するための方法。 3 一次巻線と二次巻線16とを有する変圧器1
と、原鉱材料を充てんし融解し還元反応を進行さ
せるための電気アーク炉5と、前記アーク炉の融
解槽4内に挿入された電極3と、前記アーク炉へ
の供給電力を制御する入力制御装置12と、周波
数変換器制御装置14を有する周波数変換器6
と、前記変圧器の二次巻線16を前記周波数変換
器の第1の出力端子に接続すると共に前記周波数
変換器の第2の出力端子を前記電極に接続する電
流リードとを含むアーク炉内で原鉱材料を製錬す
るための装置において、 前記周波数変換器は各々が順方向整流器18と
逆方向整流器19とを逆並列に接続したアーム回
路を三つ含む同一仕様の整流子群17′,17″,
17の対を有し、 前記整流子群の各々のアーム回路の2次出力端
子2は短絡母線21に接続され、前記一対の整流
子群内の一組の短絡母線は互いに絶縁されて前記
電極の対応する一つに接続され、 前記整流子群の第2の出力端子と前記電極間の
前記電流リードは2本の線から成り、前記融解槽
内の前記電極での前記周波数変換器からの供給電
流及び電圧を検出する電力変換器7,22を備
え、前記電力変換器の出力は前記制御装置14の
入力に与えられていることを特徴とするアーク炉
内で原鉱材料を製錬するための装置。 4 特許請求の範囲第3項において、 前記入力制御装置12は、前記電極を偏移する
ための機構13と前記変圧器1内の電圧切換スイ
ツチとを有し、前記入力制御装置の出力は前記電
力変換器7,22からの出力と接続され、前記電
力変換器は前記電極での周波数変換された電流及
び電圧を検出することを特徴とする、アーク炉内
で原鉱材料を製錬するための装置。
[Claims] 1. The output of a commercial power source is input to the transformer 1, the raw ore material 8 is filled, the raw ore material 8 is melted, the reduction reaction is allowed to proceed, and the final molten metal 10 and entanglements are taken out. A method for smelting raw ore material in a melting tank of an electric arc furnace comprising electrodes supplied with an alternating current, wherein the output current of the transformer has a fundamental frequency of 0.05 Hz to 0.05 Hz.
converted into a multi-phase frequency current in the range of 30 Hz and supplied to an electrode 3 of an arc furnace 5, said electrode being stably positioned in the melting tank of said arc furnace, the frequency converted supply applied to said electrode; measuring current and voltage fluctuations and controlling the period of no current between half-waves of opposite polarity of the current applied to the electrodes based on the measurements; A method for smelting raw ore material in an arc furnace, characterized in that the fundamental frequency of the frequency-converted supply current is controlled within the frequency range based on the fundamental frequency. 2. In claim 1, when the deviation of the frequency-converted supply current and voltage is below a predetermined value, the electrode is kept stationary in the melting tank of the electric arc furnace; a transformer 1 for moving said electrode in the melting tank of said electric arc furnace if the deviation exceeds a predetermined value and supplying said supply current and voltage if said supply current and voltage deviate significantly from nominal values;
A method for smelting raw ore materials in an arc furnace, characterized by switching the taps. 3 Transformer 1 having a primary winding and a secondary winding 16
, an electric arc furnace 5 for filling and melting the raw ore material to advance the reduction reaction, an electrode 3 inserted into the melting tank 4 of the arc furnace, and an input for controlling the power supply to the arc furnace. Frequency converter 6 with a control device 12 and a frequency converter control device 14
and a current lead connecting a secondary winding 16 of the transformer to a first output terminal of the frequency converter and a second output terminal of the frequency converter to the electrode. In an apparatus for smelting raw ore materials in ,17″,
17 pairs, the secondary output terminal 2 of each arm circuit of the commutator group is connected to a short circuit bus 21, and one set of short circuit buses in the pair of commutator groups are insulated from each other and connected to the electrodes. the current lead between the second output terminal of the commutator group and the electrode consists of two wires, the current lead from the frequency converter at the electrode in the melting vessel being connected to a corresponding one of the electrodes; Smelting raw ore material in an arc furnace comprising power converters 7 and 22 for detecting supplied current and voltage, the output of the power converter being given to the input of the control device 14. equipment for. 4. In claim 3, the input control device 12 includes a mechanism 13 for shifting the electrodes and a voltage changeover switch in the transformer 1, and the output of the input control device for smelting raw ore material in an electric arc furnace, connected to the outputs from power converters 7, 22, characterized in that said power converters detect frequency-converted currents and voltages at said electrodes; equipment.
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