(57)【要約】【課題】アーク切れを未然に防止して操業ロスによる生産性の低下を回避できる直流アーク炉の電極昇降制御方法を提供する。【解決手段】直流アーク炉５のアーク電圧を検出し、検出されたアーク電圧が所定値Ｖｄ以下になったときに電極昇降制御のゲインを一時的に増大させる。【選択図】        図１
2008210594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流アーク炉のアーク電圧を検出し、検出されたアーク電圧が所定値以下になったときに電極昇降制御のゲインを一時的に増大させることを特徴とする直流アーク炉の電極昇降制御方法。
【請求項２】
直流アーク炉のアーク電圧を検出し、検出されたアーク電圧が所定値以下になったときに電極昇降制御の不感帯を一時的に小さくすることを特徴とする直流アーク炉の電極昇降制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直流アーク炉の電極昇降制御装置に関し、特に、アーク切れの発生を未然に防止できる電極制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流アーク炉においては通常、設定電流とアーク電流の偏差に基づいてサイリスタの点弧角を制御することによりアーク電流を設定電流に維持している。一方、アーク電圧についてはこれと設定電圧の偏差に対して比例積分演算を行い、その演算出力に基づいて電極昇降を行うことによって、アーク電圧と設定電圧の偏差を小さくするように制御している。上記電極昇降は例えば油圧シリンダで電極支腕を昇降させて行っている。
【０００３】
なお、特許文献１には、アーク切れの発生を防止するために、アーク電圧の標準偏差σを検出して、設定電圧値を電源電圧に対し常にｋσ（ｋは定数）だけ低い値に逐次制御する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平２−５４８９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで炉内のスクラップは溶解の進展に伴いその形状が変化し、あるいは崩落して、電極との距離が急接近し、これに伴ってアーク電圧が急激に低下する。そこで、電極制御により電極を上昇させてアーク電圧を上げるが、この制御は前述のように油圧シリンダを介在させた機械的なものであるため応答が遅く、電極が過度に上昇してアークが消滅する、いわゆるアーク切れが生じて操業ロスによる生産性の低下を招いていた。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、アーク切れを未然に防止して操業ロスによる生産性の低下を回避できる直流アーク炉の電極昇降制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本第１発明では、直流アーク炉（５）のアーク電圧を検出し、検出されたアーク電圧が所定値（Ｖｄ）以下になったときに電極昇降制御のゲインを一時的に増大させることを特徴とする。
【０００７】
本第１発明において、電極が、崩壊したスクラップ等に接触してアーク電圧が所定値を越えて急激に低下すると、電極昇降制御のゲインが一時的に増大させられる。これにより、電極は遅れを生じることなく上昇させられてアーク電圧が回復し、電極が過度に上昇することがないからアーク切れの発生が未然に防止される。
【０００８】
本第２発明では、直流アーク炉（５）のアーク電圧を検出し、検出されたアーク電圧が所定値以下になったときに電極昇降制御の不感帯を一時的に小さくすることを特徴とする。
【０００９】
本第２発明において、電極が、崩壊したスクラップ等に接触してアーク電圧が所定値を越えて急激に低下すると、電極昇降制御の不感帯が一時的に小さくさせられる。これにより、電極は遅れを生じることなく上昇させられてアーク電圧が回復し、電極が過度に上昇することがないからアーク切れの発生が未然に防止される。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の直流アーク炉の電極昇降制御方法によれば、アーク切れを未然に防止して操業ロスによる生産性の低下を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に本発明の方法を実現する直流アーク炉の給電制御系統図を示す。図１において、炉用変圧器１の二次側にはサイリスタ２が設けられて交流が直流に変換されている。サイリスタ２の負極はリアクトル３を介して電極４に接続されている。一方、サイリスタ２の正極はアーク炉５の炉底電極５１に接続されている。これにより、電極４とアーク炉５内のスクラップＳとの間にアーク放電Ｇが生じてスクラップＳが溶解される。電極４は電極支腕４１に保持されており、電極支腕４１は油圧シリンダ４２によって昇降させられる。
【００１２】
電流設定部６１が設けられて、これから出力される設定電流６１ａが電流制御部６２へ入力し、変流器６３で検出された検出電流（アーク電流）６３ａと比較されて、比較結果に基づく出力信号６２ａでサイリスタ２の点弧角が制御され、アーク電流が設定電流に維持される。一方、アーク電圧は電圧検出器７１で検出されて、検出電圧７１ａが電極昇降制御部７２に入力している。電極昇降制御部７２には電圧設定部７３からの設定電圧７３ａが入力しており、電極昇降制御部７２は設定電圧７３ａと検出電圧７１ａを比較して（図２）その偏差に対して比例演算部７２１と積分演算部７２２でそれぞれ比例と積分の各演算を行い、演算出力７２ａを油圧制御弁４３に与えて油圧シリンダ４２を介して電極支腕４１すなわち電極４の昇降を行う。この場合の制御は電圧が低くなると電極４を上昇させ、電圧が高くなると電極４を下降させるものである。
【００１３】
本実施形態では比例演算部７２１でその比例演算のゲインを小さな値Ｋ１（図２）から例えば２倍程度の値Ｋ２に変更できるようになっている。また、電極昇降制御部７２には検出電圧７１ａが入力する判定部７２３が設けられている。そして、当該判定部７２３では、検出電圧７１ａが所定値以下になった時には比例演算部７２１のゲインをＫ１からＫ２へと大きくする。これを図３で説明する。
【００１４】
図３において、ＡＶはアーク電圧の経時変化を示すグラフであり、ＡＩはアーク電流の経時変化を示すグラフである。従来は図３のＸ時点で電極４が、崩壊したスクラップＳ等に接触して電圧が急激に低下すると、これを回復させようと電極昇降制御部７２は電極４を上昇させようとするが、制御遅れによって電極４は即座には上昇せず、電圧降下がしばらく続く（以下、図の破線参照）。その後、電極昇降制御部７２の出力で電極４は急上昇させられるが（図３のＹ時点）、制御遅れによって過度に電極４が上昇する結果、アーク切れとなって（図３のＺ時点）アーク電圧およびアーク電流はいずれも大きく低下する。
【００１５】
これに対して本実施形態では、電極４が、崩壊したスクラップ等に接触してアーク電圧が所定値Ｖｄを越えて急激に低下すると（図３のＸ時点）、これが判定部７２３で判定されて比例演算部７２１のゲインが一時的にＫ１からＫ２へと増大させられる。これにより、電極４は遅れを生じることなく上昇させられてアーク電圧が回復し（図３の実線参照）、電極４が過度に上昇させられることはない。これにより、アーク切れの発生が未然に防止される。ゲインはアーク電圧が回復した時点でＫ１に戻される。
【００１６】
なお、ゲインの増大に代えて、比例演算部７２１での不感帯ＷＢ（図２）を一時的に小さく、ないし零にするようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明方法を実現する直流アーク炉の給電制御系統図である。
【図２】電極昇降制御部のブロック構成図である。
【図３】本発明方法を適用した場合のアーク電圧とアーク電流の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１８】
２…サイリスタ、４…電極、４２…油圧シリンダ、４３…油圧制御弁、５…アーク炉、７１…電圧検出器、７２…電極昇降制御部、７３…電圧設定部。
【図１】
2008210594.tif 000003
【図２】
2008210594.tif 000004
【図３】
2008210594.tif 000005