(57)【要約】【課題】簡易な構成で、スクラップと接近して短絡モードとなっている相を断定し、当該相の電極のみを引上げさせ、アーク切れ防止を図ることが可能なアーク炉の電極昇降制御装置を提供する。【解決手段】過負荷判定回路８２において、二次電流信号Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗにより、いずれかの相が過負荷と判定された場合、短絡モード相検出回路８３内で、過負荷と判定された相の二次電圧が短絡モード検出電圧Ｅｓｔ以下になった相を短絡モード相と判断し、急速引上げ回路８４で急速引上げを行うようにし、二次電圧が短絡モード検出電圧Ｅｓｔより大きい相は、通常電極制御回路８５にて制御を行う。これにより、過負荷に関係のない相の電極の引上げによるアーク切れ現象を少なくすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電源を、炉用変圧器を介して供給し、各相に設けた電極を制御し、各相の電極とスクラップ間にアークを発生させ、スクラップを溶解するアーク炉の電極昇降制御装置において、炉用変圧器に接続された各相の電極に流れる二次電流信号により過負荷であることが検出されたとき、二次電圧信号により電極とスクラップとが接近し短絡モードとなっている相を断定し、当該相の電極のみを引上げさせる手段を具備したことを特徴とするアーク炉の電極昇降制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アークエネルギーによりスクラップを溶解するアーク炉の電極昇降制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、製鋼用交流アーク炉の電極昇降制御装置は、炉用変圧器及びその二次側導体の過負荷運転防止のため、各相の電流を検知し、いずれか１相でも過負荷となると全電極を急速引上げさせる様、制御していた。このような従来の電極昇降制御装置の概略構成を図３に示す。
【０００３】
図３において、三相交流電源１は、炉用変圧器２によりアーク炉操業に必要な電圧に降圧され、炉用変圧器２に接続された二次導体３ａ、３ｂ、３ｃを介して電極４ａ、４ｂ、４ｃへ電源供給される。この電極４ａ、４ｂ、４ｃは、電極昇降制御装置８により制御され、炉体５に装入されたスクラップ６との間にスクラップ６を溶解するのに必要なアークエネルギーを発生させる。
【０００４】
ここで、電極昇降制御装置８は、図４に示す制御ブロック図のように、炉用変圧器２から出力された二次電流信号Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ及び補助変圧器７から出力された二次電圧信号Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗを電圧・電流入力回路８１に取り込み、そのうちの二次電流信号Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを使用し、過負荷判定回路８２にて電極制御の方法を決定する。つまり、いずれかの相の電流値が過負荷判定値ＩＯＬ以上であれば、急速引上げ回路８４により、急速引上げ停止判定値ＩＯになるまで全電極の急速引上げを行い、また、各電流値が過負荷判定値ＩＯＬより小さければ、各二次電圧・電流信号を通常電極制御回路８５に入力し、所望のアークエネルギーを安定供給するように制御する。
【０００５】
尚、製鋼用交流アーク炉では、通常は、アークインピーダンスによる電気回路が形成され、電極昇降制御装置によりこのアークインピーダンスを一定にするように制御しているため、過負荷になることはないが、アーク炉操業中に、いずれかの相の電極周辺へ炉体内に積まれたスクラップが崩れ落ちることなどにより、アークインピーダンスが０（ゼロ）に近づくと、電気回路が短絡モードとなり、過負荷になってしまうケースが度々発生する。そのようなケースでの過負荷運転防止のため、前記の急速引上げ回路が設けられる。
【０００６】
また、上述のように、いずれかの相の電流値が過負荷判定値以上のとき全電極の急速引上げを行う代わりに、電流値が過負荷判定値以上となった電極を引上げることとし、このとき電流値が過負荷判定値以上となった電極の数が多いほど電極を引上げるまでの遅延時間を短く設定することも行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭６１−６０５５４号公報（第３−４頁、図２−３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の前者の構成は、いずれか１相の電極とスクラップが接近し短絡モードとなった時でさえも全電極を急速引上げしてしまうため、スクラップとの間に正規のアークインピーダンスを保っている相の電極までも急速引上げすることになり、アーク切れを起こしてしまう可能性がある。
【０００９】
また、後者の、特許文献１に記載されたものは、過電流相が多い程、遅延時間を短くするという制御方法をとってはいるが、このものは、単純に各相の電流のみの検出で過電流となっている相全てを急速引上げすることを前提としている。つまり、この方法では、２相が過電流となっていれば、２相とも引上げてしまい、３相が過電流となっていれば、３相とも引上げてしまうことになる。
【００１０】
一般に製鋼用アーク炉では、どれか一つの相だけがスクラップにタッチし短絡モードとなっても、２相の過電流が起きる可能性がある。例えば、図５に示すように、Ｗ相のみスクラップにタッチしている場合でも、Ｕ相とＷ相、またはＶ相とＷ相が過電流となる可能性がある。
【００１１】
従って、特許文献１に記載されたものにおいては、どの相が過電流の要因を作っているかを判断しないで引上げるため、スクラップにタッチしていないＵ相、またはＶ相までも引上げる無駄な動きが発生することになる。
【００１２】
そこで本発明は、簡易な構成で、スクラップと接近して短絡モードとなっている相を断定し、当該相の電極のみを引上げさせ、アーク切れ防止を図ることが可能なアーク炉の電極昇降制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、三相交流電源を、炉用変圧器を介して供給し、各相に設けた電極を制御し、各相の電極とスクラップ間にアークを発生させ、スクラップを溶解するアーク炉の電極昇降制御装置において、炉用変圧器に接続された各相の電極に流れる二次電流信号により過負荷であることが検出されたとき、二次電圧信号により電極とスクラップとが接近し短絡モードとなっている相を断定し、当該相の電極のみを引上げさせる手段を具備したことを特徴とする。
【００１４】
本発明のように構成することにより、スクラップと接近し短絡モードを形成している相のみを急速引上げさせ、安定アークを形成している相の電極までも引上げることがなくなるため、アーク切れ現象を少なくすることができ、操業時間の短縮を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る製鋼用交流アーク炉の電極昇降制御装置について詳細に説明する。なお、以下の図において、従来例を示す図を含めて、同符号は同一部分または対応部分を示す。
【００１６】
本実施形態は、電気的に回路が短絡モードとなると対地電圧が低くなることを利用し、二次電流値によりいずれかの相が過負荷となっていることが判明した場合、二次電圧により電極とスクラップが接近し短絡モードとなっている相を断定し、当該相の電極のみを急速引上げさせる短絡モード相検出回路を備えたことを特徴としている。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態の概略構成図であり、三相交流電源１が、炉用変圧器２によりアーク炉操業に必要な電圧に降圧され、炉用変圧器２に接続された二次導体３ａ、３ｂ、３ｃを介して電極４ａ、４ｂ、４ｃへ電源供給され、その電極４ａ、４ｂ、４ｃを電極昇降制御装置８により制御し、炉体５に装入されたスクラップ６との間にスクラップ６を溶解するのに必要なアークエネルギーを発生させることは、図３の従来の構成と同じである。
【００１８】
本実施形態は、図１に示すように、従来の構成に加えて、二次電圧信号Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｗによる短絡モード相検出回路８３を設けたものである。すなわち、図２の制御ブロック図に示すように、過負荷判定回路８２において、二次電流信号Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗにより、いずれかの相が過負荷と判定された場合（すなわち、いずれかの相の二次電流信号が過負荷判定値ＩＯＬ以上の場合）、短絡モード相検出回路８３内で、過負荷と判定された相の二次電圧が短絡モード検出電圧Ｅｓｔ（アーク炉設備全体の回路インピーダンスにより決定される）以下になった相を短絡モード相と判断し、急速引上げ回路８４で急速引上げを行うようにし、また、二次電圧が短絡モード検出電圧Ｅｓｔより大きい相は、通常電極制御回路８５にて制御を行うようにする。
【００１９】
このように、本実施形態においては、各相の二次電流信号だけではなく、二次電圧信号も使用して、過負荷（過電流）の要因を作っている相を判定し、その相の電極のみを急速に引上げることができる。例えば図５に示すように、Ｗ相のみスクラップにタッチしている場合、Ｗ相に加えてスクラップにタッチしていないＵ相またはＶ相が過負荷（過電流）となった場合でも、過負荷（過電流）の要因を作っている相、すなわちスクラップにタッチしているＷ相の電極のみを急速に引上げることができる。
【００２０】
以上のように、本実施形態においては、過負荷の回避に必要な相、すなわちスクラップと接近し短絡モードを形成している相の電極のみを急速に引上げさせ、過負荷に関係のない相、すなわち安定アークを形成している相の電極までも引上げることがなくなるため、アーク切れ現象を少なくすることができ、かつ、無駄な動きがなくなるため、操業時間の短縮を図ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアーク炉の電極昇降制御装置によれば、二次電圧を使用してスクラップと接近し短絡モードを形成している電極の相を判断し、過負荷の回避に必要な相の電極のみを引上げさせるため、過負荷に関係のない相の電極の引上げによるアーク切れ現象を少なくすることができ、かつ、無駄な動きがなくなるため、操業時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図。
【図２】図１に示した電極昇降制御装置の制御ブロック図。
【図３】従来例の概略構成図。
【図４】図３に示した電極昇降制御装置の制御ブロック図。
【図５】アーク炉において過電流が生じる場合の一例を説明するための図。
【符号の説明】
１…三相交流電源
２…炉用変圧器
３ａ、３ｂ、３ｃ…二次側導体
４ａ、４ｂ、４ｃ…電極
５…炉体
６…スクラップ
７…補助変圧器
８…電極昇降制御装置
８１…電圧・電流信号入力回路
８２…負荷判定回路
８３…短絡モード相検出回路
８４…急速引上げ回路
８５…通常電極制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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