JPH0331035Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 本考案は製鋼アーク炉等におけるアーク炉用電
極の上下方向の位置決め制御を行う装置、特にア
ーク炉の操業効率を向上させる装置構成に関す
る。

〔従来技術とその問題点〕

たとえば製鋼アーク炉においては、主原料であ
る鋼スクラツプを炉内に装入した後上方から該炉
内に３本のカーボン製円柱状電極をさしこんでこ
の電極に商用周波の三相交流電圧を印加し、各電
極とスクラツプとの間にアークを発生させてこの
アーク熱によりスクラツプを熔解させるようにし
ており、このようなアーク炉においては、通常投
入加熱電力を一定に維持するために電極とスクラ
ツプのような被加熱物との間のインピーダンスを
一定値になるように制御するのが通例で、このイ
ンピーダンス一定制御は、通常、アーク電圧に依
存したアーク電流、すなわち電極通電電流をアー
ク長を調節することによつて制御して行うように
している。したがつてこのようなアーク炉におい
ては、アーク長を調節するための電極を上下方向
に駆動する電極駆動機構が設けられており、また
この電極駆動機構によつて前記電極を、電極印加
電圧と所定インピーダンスとで決定される電流を
基準値として、実際の電極通電電流がこの基準値
に等しくなるように駆動する、前記電極駆動機構
を含む電極制御装置が設けられている。

電極制御装置は上述のように構成されているの
で、アークによつてスクラツプが熔解し、この結
果電極先端に対向するスクラツプの面が次第に下
降するとアーク長が長くなろうとするので該面に
追随して電極も下降する。ところが電極の下降が
電極駆動機構の故障等のために過度になると炉底
と電極とが衝突して炉底破損や電極折損等が発生
するので、このような事故を防止するためにアー
ク炉には電極の下限位置を検出するセンサが設け
られているのが通例で、前記電極制御装置には、
電極が下降して下限位置に到達すると前記センサ
によつて電極駆動機構は駆動信号が入力されない
ようにして電極を停止させる信号しや断機構が普
通設けられており、従来の電極制御装置は、この
信号しや断機構が動作した場合、上述の各部とは
別に設けられた手動操作機構によつて電極を前記
下限位置よりも上方に移動させて加熱動作を継続
させるように構成されている。この結果従来の電
極制御装置には、電極が下限位置に到達して信号
しや断機構が動作している状態で、たとえば電極
周辺から未熔解のスクラツプが落下してきたりあ
るいは当該電極とは別の電極が下降してきたりし
てアーク長が短くなつたりアーク電流が増えたり
し、このため電極を上昇させる必要が生じても、
電極は前記しや断機構が働いているので自動的に
は上昇せず、したがつてこのような場合その都度
手動操作によつて電極を引き上げて自動加熱を続
行させる必要があるという問題があり、結局従来
の電極制御装置にはアーク炉の操業効率向上に支
障があるという問題がある。

〔考案の目的〕

本考案は上述したような従来のアーク炉用電極
制御装置における問題を解消して、電極が下限位
置に到達した状態で電極電流が基準値よりも増加
した場合、前述したような手動操作を介在させる
ことなく自動的に電極が引き上げられてアーク加
熱が続行され、この結果アーク炉の操業効率を向
上させることができるアーク炉用電極制御装置を
提供することを目的とする。

〔考案の要点〕

このような目的を達成するために、本考案は、
アーク炉用電極の印加電圧に応じた電圧信号と所
定のインピーダンスとから算出された電流指令値
信号と前記電極の通電電流に応じた電流実際値信
号との偏差信号を出力する偏差演算部と、 設定値が設定されかつ前記偏差信号が入力さ
れ、この偏差信号が前記設定値よりも大きいかま
たは小さいかに応じて第１上昇指令信号または下
げ信号を出力する調節部と、 前記第１上昇指令信号および下げ信号が入力さ
れ、前記電極の位置が下限位置以下であると該第
１上昇指令信号および下げ信号を通過させない信
号しや断部と、 基準値が設定されかつ前記偏差信号が入力さ
れ、この偏差信号が前記基準値を越えていると第
２上昇指令信号を出力する電極上昇指令部と、 前記信号しや断部を通過した第１上昇指令信号
または電極上昇指令部から出力された第２上昇指
令信号のいずれかが入力されると、上げ信号を出
力する信号処理部と、 前記信号処理部から前記上げ信号が入力される
と前記電極を上方に駆動し、前記信号しや断部を
通過した下げ信号が入力されると前記電極を下方
に駆動する電極駆動機構と、 を備え、前記調節部は前記偏差信号が前記設定
値に等しくなるように前記第１上昇指令信号また
は下げ信号を出力して前記電極の位置を制御する
ことを特徴とする。

しかして、このように構成することによつて、
電極が下限位置に到達した状態で電極電流が基準
値よりも増加した場合、自動的に電極上昇指令部
から第２上昇指令信号が信号処理部に出力されて
ここから上げ信号が電極駆動機構に出力され、結
局手動操作を介在させることなく自動的に電極が
引き上げられてアーク加熱が続行される結果、ア
ーク炉の操業効率向上を図るうえで効果的なアー
ク炉用電極制御装置が得られるようにしたもので
ある。

〔考案の実施例〕

第１図は本考案の一実施例の構成図で、図には
説明の便宜上アーク炉１等もあわせて示してい
る。図において１はスクラツプ等の被加熱物２が
装入された製鋼用等のアーク炉、３はアーク炉１
に上方からさし込まれたカーボン製円柱状のアー
ク炉用電極、４は被加熱物２と電極３との間に印
加された三相交流電圧の一相の電圧によつて形成
されたアークである。図においては電極３は一本
示されているが、実際にはアーク炉１には前記三
相電圧に対応するように三本の電極がさしこまれ
るようになつている。５は電極３を介してアーク
炉１に電力を供給する、しや断器、炉用変圧器等
からなる電源装置で、６は電極３に印加される電
圧を検出してこの印加電圧に応じた第１信号（電
圧信号）６ａを出力する電圧検出器、７は電極３
の通電電流を検出してこの電流に応じた第２信号
（電流信号）７ａを出力する電流検出器である。
８は第１信号６ａと第２信号７ａとが入力され、
信号６ａに対応する電極３の印加電圧と所定のイ
ンピーダンスとで電極電流指令値Isを算出して、
この電流指令値Isに対する電極３の通電電流の偏
差に応じた偏差信号８ａを出力する偏差演算部
で、９は偏差信号８ａが入力されこの入力信号に
応じて第１上昇指令信号９ａまたは下げ信号９ｂ
を制御信号１０として出力する調節部である。１
３は、上げ信号１２ａが入力されると電極３を上
方に駆動してアーク４の長さを長くしもつて電極
３の通電電流を減少させるようにし、下げ信号９
ｂが入力されると電極３を下方に駆動してアーク
４の長さを短くしもつて電極３の通電電流を増大
させるようにする電極駆動機構で、電極３は駆動
機構１３に設けた支持梁１３ａによつて支持され
て該駆動機構により上下方向に駆動されるように
構成されている。１１ａ，１１ｂはいずれも電極
駆動機構１３に内蔵されたリミツトスイツチで電
極３が下限位置以下になると回路を開くように構
成され、図においては調節部９から出力される信
号９ａはリミツトスイツチ１１ａを介して信号処
理部１２に入力され、調節部９から出力される信
号９ｂはリミツトスイツチ１１ｂを介して電極駆
動機構１３に入力されている。１４は基準値（こ
の例では例えば零）が設定されて偏差信号８ａが
入力され、この偏差信号８ａが例えばその基準値
零よりも大であるつまり正である場合、換言すれ
ば電極３の通電電流実際値が前述の電流指令値Is
よりも大きい場合に第２上昇指令信号１４ａを信
号処理部１２に向けて出力する電極上昇指令部
で、信号処理部１２は第１上昇指令信号９ａと第
２上昇指令信号１４とのいずれの信号が入力され
ても電極駆動機構１３に上げ信号１２ａを出力す
るように構成されている。１５は上述した偏差演
算部８と、調節部９と、スイツチ１１ａと１１ａ
とからなる信号しや断部１１と、信号処理部１２
と、電極駆動機構１３と、電極上昇指令部１４
と、からなるアーク炉用電極制御装置である。

電極制御装置１５は上述のように構成されてい
るので、電極３が下限位置に到達していない間
は、アーク炉１においては、アーク４によつて被
加熱物２が熔解してアーク４の長さが長くなると
電極３の通電電流が小さくなるので偏差信号８ａ
が負となり、この場合調節部９からは下げ信号９
ｂが出力されてこの信号がリミツトスイツチ１１
ｂを介して電極駆動機構１３に入力され、この結
果電極３が降下してアーク４が短くなり結局偏差
信号８ａが設定値零になるようにつまり電極通電
電流６ａが電流指令値Isに等しくなるように調節
部９が構成されている。また調節部９は、たとえ
ばアーク４の長さが短くなつて電極３の通電電流
が大きくなると偏差信号８ａが正となり、このよ
うな正の偏差信号８ａが入力されると第１上昇指
令信号９ａを出力してこの信号がリミツトスイツ
チ１１ａを介して信号処理部１２に入力され、こ
の結果処理部１２から電極駆動機構１３に上げ信
号が入力されて電極３が上昇し、したがつてアー
ク４が長くなつて、この場合も結局偏差信号８ａ
が設定値零になるように構成されている。すなわ
ち第１図においては、調節部９は偏差信号８ａが
設定値零に等しくなるように第１上昇指令信号９
ａと下げ信号９ｂとからなる制御信号１０を出力
して電極３の位置を制御しており、このような制
御によつてアーク電流、すなわち電極３の通電電
流が該電極の印加電圧に応じて制御されるが、図
において被加熱物２が熔解して電極３が逐次降下
し遂に電極３が下限位置に到達すると、リミツト
スイツチ１１ａ，１１ｂはいずれも開となるので
信号９ａ，９ｂはいずれも信号しや断部１１にお
いてしや断される。故にこのような信号しや断部
１１が設けられていると、電極３が下限位置に達
した後は該電極３は調節部９によつては駆動され
ないので、たとえば電極３がアーク炉１の炉底に
衝突して電極折損や炉底破損等の事故を生じるこ
とはない。またこの場合リミツトスイツチ１１ａ
が開となつているので、電極３の周辺から未熔解
のスクラツプが落下してきたりあるいは電極３と
は別の電極が下降してきたりして電極３の通電電
流が増加し、この結果偏差信号８ａが正となつて
調節部９から第１上昇指令信号９ａが出力されて
もこの信号は信号しや断部１１でしや断される
が、一方この場合偏差信号８ａが正となつていて
電極上昇指令部１４から自動的に第２上昇指令信
号１４ａが出力されるので、電極制御装置１５に
よれば、電極３が下限位置に到達した後に該電極
の通電電流が増加した場合、電極３は第２上昇指
令信号１４ａによつて自動的に引き上げられ、こ
の結果リミツトスイツチ１１ａ，１１ｂはいずれ
も閉状態になるので、以後電極３が下限位置を上
まわつている時の上述した電極位置制御が制御装
置１５によつて続行される。すなわち電極制御装
置１５を用いると手動操作によることなく電極３
が下限位置から引き上げられるのでアーク炉１の
操業効率が向上する。

上述の実施例においては、電極３が下限位置を
上まわつている時に偏差信号８ａが正になると、
信号処理部１２には信号９ａと信号１４ａとが共
に入力されるが、信号処理部１２はこのような入
力状態においても一個の上げ信号１２ａを出力す
るように構成されている。また調節部９および電
極上昇指令部１４は、上述の実施例においては偏
差信号８ａの正負を判定して、すなわちこの判定
動作を行うための設定値および基準値を零として
信号９ａ，９ｂ，１４ａを出力するようにした
が、本考案はこのような構成に限定されるもので
はなく、偏差信号８ａに対する調節部９の設定値
および同様に偏差信号８ａに対する電極上昇指令
部１４の基準値が有限の値になるようにしてもよ
いものである。

〔考案の効果〕

上述したように、本考案によれば、電極が下限
位置に到達した状態で電極電流が基準値よりも増
加した場合、自動的に電極上昇指令部から第２上
昇指令信号が信号処理部に出力されてここから上
げ信号が電極駆動機構に出力され、結局手動操作
を介在させることなく自動的に電極が引き上げら
れてアーク加熱が続行される結果、アーク炉の操
業効率向上を図るうえで効果的なアーク炉用電極
制御装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成図である。 １…アーク炉、３…電極、６ａ…第１信号、７
ａ…第２信号、８…偏差演算部、８ａ…偏差信
号、９…調節部、９ａ…第１上昇指令信号、９ｂ
…下げ信号、１０…制御信号、１１…信号しや断
部、１２…信号処理部、１２ａ…上げ信号、１３
…電極駆動機構、１４…電極上昇指令部、１４ａ
…第２上昇指令信号。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 アーク炉用電極の印加電圧に応じた電圧信号と
   所定のインピーダンスとから算出された電流指令
   値信号と前記電極の通電電流に応じた電流実際値
   信号との偏差信号を出力する偏差演算部８と、 設定値が設定されかつ前記偏差信号が入力さ
   れ、この偏差信号が前記設定値よりも大きいかま
   たは小さいかに応じて第１上昇指令信号または下
   げ信号を出力する調節部９と、 前記第１上昇指令信号および下げ信号が入力さ
   れ、前記電極の位置が下限位置以下であると該第
   １上昇指令信号および下げ信号を通過させない信
   号しや断部１１と、 基準値が設定されかつ前記偏差信号が入力さ
   れ、この偏差信号が前記基準値を越えていると第
   ２上昇指令信号を出力する電極上昇指令部１４
   と、 前記信号しや断部を通過した第１上昇指令信号
   または前記電極上昇指令部から出力された第２上
   昇指令信号のいずれかが入力されると、上げ信号
   を出力する信号処理部１２と、 前記信号処理部から前記上げ信号が入力される
   と前記電極を上方に駆動し、前記信号しや断部を
   通過した下げ信号が入力されると前記電極を下方
   に駆動する電極駆動機構１３と、 を備え、前記調節部９は前記偏差信号が前記設
   定値に等しくなるように前記第１上昇指令信号ま
   たは下げ信号を出力して前記電極の位置を制御す
   る、 ことを特徴とするアーク炉用電極制御装置。