(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧設定値に基づいて電極昇降装置の昇降量を調整することによりアーク電圧を制御しつつ、直流電流設定値に基づいてサイリスタ整流装置を構成するサイリスタの点弧角を調整することにより電極電流を制御して運転される直流アーク炉設備において、
前記直流電圧設定値又は直流電流設定値のいずれか一方若しくは双方を新たな値に設定する操作が行われたときに、この直流電圧設定値と直流電流設定値とにより前記直流アーク炉設備の新たな投入電力値Ｗ１  を演算し、
この新たな投入電力値Ｗ１  が前記操作を行う直前の前記直流アーク炉設備の投入電力値Ｗ０  に対して所定の変化幅値（Ｗ０  ±Δｗ）の範囲内のときには、この投入電力値Ｗ１  に対応した前記直流電圧設定値と直流電流設定値とに基づいて該直流アーク炉設備を運転し、
前記投入電力値Ｗ１  が前記変化幅値（Ｗ０  ＋Δｗ）を超過しているときには、投入電力値が前記Ｗ０  ＋Δｗになる直流電流設定値を演算し、この演算された直流電流設定値と前記直流電圧設定値とに基づいて前記直流アーク炉設備を予め定めた時間運転し、この時間を経過した後は前記投入電力値Ｗ１  に対応した前記直流電圧設定値と直流電流設定値とに基づいて該直流アーク炉設備を運転し、
前記投入電力値Ｗ１  が前記変化幅値（Ｗ０  −Δｗ）未満のときには、投入電力値が前記Ｗ０  −Δｗになる直流電流設定値を演算し、この演算された直流電流設定値と前記直流電圧設定値とに基づいて前記直流アーク炉設備を予め定めた時間運転し、この時間経過した後は前記投入電力値Ｗ１  に対応した前記直流電圧設定値と直流電流設定値とに基づいて該直流アーク炉設備を運転することを特徴とする直流アーク炉設備の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アーク電圧を設定する直流電圧設定値と、電極電流を設定する直流電流設定値とに基づく直流アーク炉設備の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、この種の直流アーク炉設備の運転方法の従来例を示す回路構成図であり、１は商用電源などの電力系統、１０は直流アーク炉設備を示す。
この直流アーク炉設備１０は炉用遮断器１１と、炉用変圧器１２と、サイリスタ整流装置１３と、電極１４と、炉体１５と、炉底電極１６と、直流リアクトル１７と、溶解材料１８と、計器用変流器（ＣＴ）１９，２０と、整流回路２１，２２と、加算器２３と、直流電流設定器２４と、加算器２５と、電流調節器２６と、点弧角調整器２７と、電圧検出器２８と、直流電圧設定器２９と、加算器３０と、電流調節器３１と、電極昇降装置３２とから構成されている。
【０００３】
図３において、先ず、図示しない起動回路により炉用遮断器１１が投入されると、電極昇降装置３２を介した電極１４と溶解材料１８とが接触している状態で、前記起動回路により点弧角調整器２７を介したサイリスタ整流装置１３から電極１４に起動電流を流し、この起動電流と電極昇降装置３２を介して電極１４を上昇させることにより、電極１４と溶解材料１８との間にアークが発生し、この直流アーク炉設備１０の起動が完了する。
【０００４】
次に、上述の起動が完了すると、操作員が直流電流設定器２４と直流電圧設定器２９とを操作し、操作された直流電圧設定器２９の直流電圧設定値と、電圧検出器２８を介した電極１４と炉底電極１６との間のアーク電圧との偏差を加算器３０で求め、この偏差が零になる昇降量を電圧調整器３１が出力し、この昇降量に従って電極昇降装置３２が電極１４の位置を調整することによりアーク電圧を所望の値に制御しつつ、同時に、操作された直流電流設定器２４の直流電流設定値と、ＣＴ１９，２０それぞれの二次電流を整流回路２１，２２それぞれにより直流電流に変換し、これらの直流電流を加算器２３で加算した電極電流との偏差を加算器２５で求め、この偏差が零になる点弧角指令値を電流調節器２６が出力し、この点弧角指令値に基づいた点弧位相のゲート信号を点弧角調整器２７が出力し、このゲート信号をサイリスタ整流装置１３を構成するそれぞれのサイリスタに与えることにより、電力系統１から炉用変圧器１２とサイリスタ整流装置１３と直流リアクトル１７とを介して得られる電極１４の電極電流が所望の値に制御され、炉体１５の中の溶解材料１８が溶解し続ける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来の直流アーク炉設備１０においては、溶解材料１８の最適な溶解状態を維持するため、その都度、操作員が直流電流設定器２４と直流電圧設定器２９とをそれぞれ操作する。
しかしながら、電力系統１が余力の少ない電力系統の場合、上述の操作をされた直流電流設定器２４，直流電圧設定器２９それぞれの設定値の積である直流アーク炉設備１０の新たな投入電力値Ｗ１  と、該操作を行う直前の投入電力値Ｗ０  との差が大きいと、この操作に基づいて電力系統１の電圧が大きく変動し、この電圧変動が直流アーク炉設備１０や電力系統１の他の電力機器に悪影響を与えるという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、上記問題点を解決する直流アーク炉設備の運転方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、直流電圧設定値に基づいて電極昇降装置の昇降量を調整することによりアーク電圧を制御しつつ、直流電流設定値に基づいてサイリスタ整流装置を構成するサイリスタの点弧角を調整することにより電極電流を制御して運転される直流アーク炉設備において、
前記直流電圧設定値又は直流電流設定値のいずれか一方若しくは双方を新たな値に設定する操作が行われたときに、この直流電圧設定値と直流電流設定値とにより前記直流アーク炉設備の新たな投入電力値Ｗ１  を演算し、この新たな投入電力値Ｗ１  が前記操作を行う直前の前記直流アーク炉設備の投入電力値Ｗ０  に対して所定の変化幅値（Ｗ０  ±Δｗ）の範囲内のときには、この投入電力値Ｗ１  に対応した前記直流電圧設定値と直流電流設定値とに基づいて該直流アーク炉設備を運転し、前記投入電力値Ｗ１  が前記変化幅値（Ｗ０  ＋Δｗ）を超過しているときには、投入電力値が前記Ｗ０  ＋Δｗになる直流電流設定値を演算し、この演算された直流電流設定値と前記直流電圧設定値とに基づいて前記直流アーク炉設備を予め定めた時間運転し、この時間を経過した後は前記投入電力値Ｗ１  に対応した前記直流電圧設定値と直流電流設定値とに基づいて該直流アーク炉設備を運転し、前記投入電力値Ｗ１  が前記変化幅値（Ｗ０  −Δｗ）未満のときには、投入電力値が前記Ｗ０  −Δｗになる直流電流設定値を演算し、この演算された直流電流設定値と前記直流電圧設定値とに基づいて前記直流アーク炉設備を予め定めた時間運転し、この時間経過した後は前記投入電力値Ｗ１  に対応した前記直流電圧設定値と直流電流設定値とに基づいて該直流アーク炉設備を運転する。
【０００８】
この発明によれば、操作員により設定された直流電流設定値と直流電圧設定値と積である直流アーク炉設備の新たな投入電力値Ｗ１  と該操作をされる直前の投入電力値Ｗ０  との差が大きいときには、所定の時間電力系統が許容する電圧変動になる投入電力値（Ｗ０  ±Δｗ）で該直流アーク炉設備を所定の時間運転し、その後、該直流アーク炉設備を前記投入電力値Ｗ１  で運転するようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の直流アーク炉設備の運転方法の実施例を示す回路構成図であり、図３に示した従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付して、その説明を省略する。
すなわち図１に示した直流アーク炉設備４０には炉用遮断器１１、炉用変圧器１２、サイリスタ整流装置１３、電極１４、炉体１５、炉底電極１６、直流リアクトル１７、溶解材料１８、計器用変流器１９，２０、整流回路２１，２２、加算器２３、直流電流設定器２４、加算器２５、電流調節器２６、点弧角調整器２７、電圧検出器２８、直流電圧設定器２９、加算器３０、電流調節器３１、電極昇降装置３２の他に、電流設定値演算回路４１を備えている。
【００１０】
この直流アーク炉設備４０の運転方法を、図２に示す電流設定値演算回路４１の動作のフローチャートを参照しつつ、以下に説明する。
先ず、直流アーク炉設備４０を起動完了させるまでの手順は、図３に示した直流アーク炉設備１０における手順と同様である。
次に、直流アーク炉設備４０が起動完了すると、電流設定値演算回路４１が起動時の投入電力値をＷ０  の初期値とし、後述のタイマフラグのリセット状態を初期値として、図２のフローチャートに示す動作を開始する。
【００１１】
図２において、最初にこのフローチャートに入ると、タイマフラグがリセット状態にあるので（ステップＳ１１，分岐Ｎ）、操作員が操作をした直流電流設定器２４および直流電圧設定器２９それぞれの設定値を読み込み（ステップＳ１２）、この読み込み値は前記操作によることから（ステップＳ１３，分岐Ｙ）、ステップＳ１４に移る。
【００１２】
ステップＳ１４では、ステップＳ１２で読み込んだ直流電流設定器２４の設定値と直流電圧設定器２９の設定値との積を求め、これを今回の投入電力値Ｗ１  として、ステップ１５に移る。
ステップＳ１５では、ステップＳ１４で求めた投入電力値Ｗ１  と記憶されている投入電力値Ｗ０  とを比較し、その差の絶対値が予め定めた値（Δｗ）以内であれば（分岐▲１▼）、投入電力値Ｗ１  を新たな投入電力値Ｗ０  として記憶し（ステップＳ１６）、ステップＳ１２で読み込んだ直流電流設定器２４の設定値を直流電流設定値として加算器２５へ出力し（ステップＳ１７）、直流アーク炉設備４０は電流設定値演算回路４１が出力する前記直流電流設定値と、直流電圧設定器２９が出力する直流電圧設定値とに基づく運転が行われる。
【００１３】
ステップＳ１５で、ステップＳ１４で求めた投入電力値Ｗ１  が記憶されている投入電力値Ｗ０  に基づく変化幅値（Ｗ０  ＋Δｗ）を超過しているときには（分岐▲２▼）、投入電力値が前記Ｗ０  ＋Δｗになる直流電流設定値を、ステップＳ１２で読み込んだ直流電圧設定器２９の設定値と該（Ｗ０  ＋Δｗ）とから演算し、この演算値を直流電流設定値として加算器２５へ出力して（ステップＳ１８）、タイマを起動し（ステップＳ１９）、このタイマが所定の時間を経過していないので（ステップＳ２０，分岐Ｎ）、該タイマが起動中であるからタイマフラグをセットし（ステップＳ２１）、直流アーク炉設備４０は電流設定値演算回路４１が出力する前記直流電流設定値と、直流電圧設定器２９が出力する直流電圧設定値とに基づく運転が行われる。
【００１４】
ステップＳ１５で、ステップＳ１４で求めた投入電力値Ｗ１  が記憶されている投入電力値Ｗ０  に基づく変化幅値（Ｗ０  −Δｗ）未満のときには（分岐▲３▼）、投入電力値が前記Ｗ０  −Δｗになる直流電流設定値を、ステップＳ１２で読み込んだ直流電圧設定器２９の設定値と該（Ｗ０  −Δｗ）とから演算し、この演算値を直流電流設定値として加算器２５へ出力して（ステップＳ２２）、タイマを起動し（ステップＳ１９）、このタイマが所定の時間を経過していないので（ステップＳ２０，分岐Ｎ）、該タイマが起動中であるからタイマフラグをセットし（ステップＳ２１）、直流アーク炉設備４０は電流設定値演算回路４１が出力する前記直流電流設定値と、直流電圧設定器２９が出力する直流電圧設定値とに基づく運転が行われる。
【００１５】
また図２において、ステップＳ１１でタイマフラグがセットされた状態にあることは（分岐Ｙ）、前回またはそれ以前の回にステップＳ１４で求めた投入電力値Ｗ１  と記憶されている投入電力値Ｗ０  との差の絶対値が予め定めた値（Δｗ）を超えた上述のステップＳ１８またはステップＳ２２での運転状態にあるので、ステップＳ２０に移り、この時、タイマが所定の時間を経過しておれば（分岐Ｙ）、タイマを停止させ、タイマフラグをリセットし（ステップＳ２３）、投入電力値Ｗ１  を新たな投入電力値Ｗ０  として記憶し（ステップＳ１６）、ステップＳ１２で読み込んだ直流電流設定器２４の設定値を直流電流設定値として加算器２５へ出力し（ステップＳ１７）、直流アーク炉設備４０は電流設定値演算回路４１が出力する前記直流電流設定値と、直流電圧設定器２９が出力する直流電圧設定値とに基づく運転が行われる。
【００１６】
さらに図２において、直流アーク炉設備４０が現状の電流設定値演算回路４１が出力する直流電流設定値と直流電圧設定器２９が出力する直流電圧設定値とに基づく運転で、最適な溶解状態を維持しておれば、タイマフラグもリセット状態にあり（ステップＳ１１，分岐Ｎ）、操作員による設定値変更も行われていので（ステップＳ１３，分岐Ｎ）、ステップ２４では、ステップＳ１２で読み込んだ直流電流設定器２４の設定値と直流電圧設定器２９の設定値との積を求め、これを投入電力値Ｗ０  として、ステップ１７に移り、ステップＳ１７ではステップＳ１２で読み込んだ直流電流設定器２４の設定値を直流電流設定値として加算器２５へ出力し、直流アーク炉設備４０は電流設定値演算回路４１が出力する前記直流電流設定値と、直流電圧設定器２９が出力する直流電圧設定値とに基づく運転が行われる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明によれば、直流アーク炉設備の溶解材料が最適な溶解状態を維持するために、操作員により設定された直流電流設定値と直流電圧設定値と積である直流アーク炉設備の新たな投入電力値Ｗ１  と該操作をされる直前の投入電力値との差が大きいときには、所定の時間電力系統が許容する電圧変動になる投入電力値で該直流アーク炉設備を所定の時間運転し、その後、該直流アーク炉設備を前記投入電力値Ｗ１  で運転することで、特に余力の少ない電力系統に対して好適な直流アーク炉設備になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の直流アーク炉設備の運転方法の実施例を示す回路構成図
【図２】図１の動作を説明するフローチャート
【図３】従来の直流アーク炉設備の運転方法を示す回路構成図
【符号の説明】
１…電力系統、１０…直流アーク炉設備、１１…炉用遮断器、１２…炉用変圧器、１３…サイリスタ整流装置、１４…電極、１５…炉体、１６…炉底電極、１７…直流リアクトル、１８…溶解材料、１９，２０…計器用変流器、２１，２２…整流回路、２３…加算器、２４…直流電流設定器、２５…加算器、２６…電流調節器、２７…点弧角調整器、２８…電圧検出器、２９…直流電圧設定器、３０…加算器、３１…電流調節器、３２…電極昇降装置、４０…直流アーク炉設備、４１…電流設定値演算回路。
【図１】
0003627491.tif 000002
【図２】
0003627491.tif 000003
【図３】
0003627491.tif 000004