JP6566439B2 - Arc furnace electrode lifting device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、アーク炉電極昇降装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an arc furnace electrode lifting device.
アーク炉は、三相交流電源を、炉用変圧器を介して各相に設けた電極に供給し、各相の電極とスクラップ間にアーク放電を発生させて、そのアーク熱によりスクラップを溶解する。アーク炉電極昇降装置は、最適なアーク放電が維持されるように、各相の電極を昇降させて、電極とスクラップとの間の距離を制御する。 The arc furnace supplies three-phase AC power to the electrodes provided in each phase via a furnace transformer, generates an arc discharge between each phase electrode and scrap, and melts the scrap by the arc heat. . The arc furnace electrode lifting / lowering device controls the distance between the electrode and the scrap by raising / lowering the electrode of each phase so that the optimum arc discharge is maintained.
アーク炉電極昇降装置では、各相の電極を昇降させることによって、電極とスクラップとの間の電流および電圧にもとづくアーク放電時のインピーダンスが基準のインピーダンスに近づくように制御する。アーク炉電極昇降装置は、このようにインピーダンスを制御することによって、最適なアーク放電を維持している。アーク放電においては、上述のインピーダンスは激しく変動しており、たとえばチャージ開始直後、ボーリング期、溶解期、精錬期といった期間の切り替わりの際に大きく変動する。そのため、それぞれの期間に対して適切な不感帯を設けることが好ましいとされている(たとえば特許文献1)。 In the arc furnace electrode lifting / lowering apparatus, the impedance at the time of arc discharge based on the current and voltage between the electrode and scrap is controlled so as to approach the reference impedance by moving the electrodes of each phase up and down. The arc furnace electrode lifting device maintains the optimum arc discharge by controlling the impedance in this way. In the arc discharge, the impedance described above fluctuates drastically, for example, fluctuates greatly at the time of switching between periods such as immediately after the start of charging, a boring period, a melting period and a refining period. For this reason, it is preferable to provide an appropriate dead zone for each period (for example, Patent Document 1).
一方で、アーク炉では、三相交流電源の相ごとにスクラップとの間の昇降制御を行うので、アーク放電時のインピーダンスは、各相間で相互に影響し合い、制御対象ではない他相におけるインピーダンスの変動が自相のインピーダンスの変動として検出されることがある。他相におけるインピーダンス変動を自相のインピーダンス変動として昇降制御を行う場合には、それまで最適であったアーク長を適切でないアーク長に変えてしまうおそれがある。そのため、自相のアーク長が変動していないにもかかわらず電極を昇降させることによって、スクラップの溶解効率が低下することがある。 On the other hand, in an arc furnace, because the phase of the three-phase AC power supply is controlled up and down between scraps, the impedance during arc discharge affects each other and impedance in other phases that are not controlled. Fluctuations may be detected as fluctuations in the self-phase impedance. When the up / down control is performed using the impedance fluctuation in the other phase as the impedance fluctuation in the own phase, there is a possibility that the arc length that has been optimal until then is changed to an inappropriate arc length. Therefore, the scrap melting efficiency may be lowered by raising and lowering the electrode even though the arc length of the self phase does not fluctuate.
実施形態は、アーク放電時のインピーダンスの変動が、自相のアーク長の変動によるものなのか、他相のアーク長の変動によるものなのかを判別し、他相のアーク長が変動した場合には電極の昇降を停止する。これによって、安定して操業を継続することのできるアーク炉電極昇降装置を提供する。 The embodiment determines whether the impedance variation during arc discharge is due to the variation of the arc length of the own phase or the variation of the arc length of the other phase, and when the arc length of the other phase varies Stops raising and lowering the electrodes. This provides an arc furnace electrode lifting apparatus that can stably operate.
実施形態に係るアーク炉電極昇降装置は、三相交流の各相に接続された3つの電極のうちの1つの電極を昇降させて、前記1つの電極とスクラップとの間に形成されるアーク放電を制御する。アーク炉電極昇降装置は、前記1つの電極と前記スクラップとの間を流れる第1電流値、および、前記1つの電極と前記スクラップとの間の第1電圧値にもとづいて、速度指令値を生成する制御装置と、前記速度指令値にもとづいて、前記1つの電極を昇降させる電動機の速度制御を行うドライブ装置と、を備える。前記制御装置は、前記第1電流値および前記第1電圧値にもとづいて前記アーク放電に関する第1インピーダンスを計算し、前記第1インピーダンスとあらかじめ設定された第2インピーダンスとの偏差を生成するインピーダンス偏差演算部と、前記偏差または前記電動機を停止させる停止信号を出力する制御切替部と、前記偏差または前記停止信号にもとづいて前記速度指令値を生成する感度補正部と、を含む。前記制御切替部は、前記第1電流値があらかじめ設定された第2電流値よりも大きく、かつ、前記第1電圧値があらかじめ設定された第2電圧値以上の場合、または、前記第1電流値が前記第2電流値よりも小さく、かつ、前記第1電圧値が前記第2電圧値以下の場合には、前記停止信号を出力する。 The arc furnace electrode lifting apparatus according to the embodiment lifts and lowers one of the three electrodes connected to each phase of the three-phase alternating current to form an arc discharge formed between the one electrode and scrap. To control. The arc furnace electrode lifting device generates a speed command value based on a first current value flowing between the one electrode and the scrap and a first voltage value between the one electrode and the scrap. And a drive device that performs speed control of an electric motor that raises and lowers the one electrode based on the speed command value. The control device calculates a first impedance related to the arc discharge based on the first current value and the first voltage value, and generates an impedance deviation between the first impedance and a preset second impedance. A calculation unit; a control switching unit that outputs a deviation signal that stops the deviation or the motor; and a sensitivity correction unit that generates the speed command value based on the deviation or the stop signal. The control switching unit is configured such that the first current value is greater than a preset second current value and the first voltage value is equal to or greater than a preset second voltage value, or the first current value When the value is smaller than the second current value and the first voltage value is less than or equal to the second voltage value, the stop signal is output.
本実施形態では、アーク放電のインピーダンスに関連する電流値および電圧値のそれぞれの変動の方向を検出して、他相のアーク長の変動を判定することができる制御切替部を備えているので、他相のアーク長変動に対しては、電極の昇降を停止することができ、安定した操業を継続することができる。 In the present embodiment, since it includes a control switching unit that can detect the variation direction of the arc length of the other phase by detecting the direction of variation of each of the current value and the voltage value related to the impedance of the arc discharge. With respect to the arc length fluctuation of the other phase, the raising / lowering of the electrode can be stopped, and stable operation can be continued.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
In the present specification and drawings, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係るアーク炉電極昇降装置を例示するブロック図である。
図2(a)および図2(b)は、本実施形態のアーク炉電極昇降装置の動作を説明するための模式図である。
図3は、本実施形態のアーク炉電極昇降装置の動作を説明するフローチャートである。
図1に示すように、本実施形態のアーク炉電極昇降装置1は、インピーダンス制御装置10と、ドライブ装置30と、を備える。アーク炉電極昇降装置1は、固定された炉体3に対して電極2を昇降させて、電極2と炉体3に装入されたスクラップ4との距離を制御する。電極2には、炉用変圧器5の電圧タップにより一次側の交流電源から供給される電圧が設定されている。電極2は、炉体3およびスクラップ4の上方で適切な距離になるように上下に昇降する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an arc furnace electrode lifting apparatus according to this embodiment.
FIG. 2A and FIG. 2B are schematic views for explaining the operation of the arc furnace electrode lifting apparatus of the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the arc furnace electrode lifting apparatus of the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the arc furnace electrode lifting / lowering
アーク炉電極昇降装置1は、炉用変圧器5の二次側に設けられた変流器6および電極2と炉体3との間に設けられた補助変圧器7に接続されている。変流器6は、電極2とスクラップ4との間にアーク放電を発生したときの電流であるアーク電流Iarcを検出し、そのアーク電流Iarcに対応する電流値IFBを出力する。補助変圧器7は、電極2とスクラップ4との間にアーク放電を発生したときの電極2とスクラップ4との間の電圧であるアーク電圧Varcを検出し、アーク電圧Varcに対応する電圧VFBを出力する。アーク炉電極昇降装置1は、検出されたアーク電流Iarcに対応する電流値IFBおよびアーク電圧Varcに対応する電圧値VFBを入力して、電動機32を介して電極昇降のための昇降駆動系8を駆動し電極2を昇降させる。なお、アーク電流Iarcに対応する電流値IFBは、変流器6の変流比をKとすると、IFB=Iarc/Kである。また、アーク電圧Varcに対応する電圧値VFBは、補助変圧器7の変圧比をNとすると、VFB=Varc/Nである。
The arc furnace electrode lifting / lowering
アーク炉電極昇降装置1が用いられるアーク炉では、三相交流電源の各相に接続された3つの電極のそれぞれがスクラップ4との間でアーク放電を発生して、1つの炉体3に装入されたスクラップ4を溶解する。三相交流の各相の電極2とスクラップ4との距離は、それぞれ独立に制御される。つまり、1組のアーク炉は、電極2の昇降機構およびこれを駆動するアーク炉電極昇降装置1を、3つ含んでいる。以下では、特に断らない限り、3つのうちの1つの昇降機構およびアーク炉電極昇降装置1について説明する。
In the arc furnace in which the arc furnace electrode lifting / lowering
インピーダンス制御装置10は、インピーダンス偏差演算部12と、制御切替部14と、感度補正部16と、を含む。インピーダンス制御装置10は、変流器6および補助変圧器7のそれぞれの二次側に接続されている。インピーダンス制御装置10の出力は、ドライブ装置30に接続されている。
The
インピーダンス偏差演算部12には、変流器6および補助変圧器7の二次側が接続されており、アーク電流Iarcに相当する電流値IFBおよびアーク電圧Varcに相当する電圧値VFBが入力される。インピーダンス偏差演算部12は、電流値IFBおよび電圧値VFBにもとづいて、電極2とスクラップ4との間のインピーダンスZを計算する。インピーダンス偏差演算部12は、計算されたインピーダンスZと、あらかじめ設定されている基準インピーダンスZrとの偏差ΔZを計算し、結果を制御切替部14に供給する。
The impedance
制御切替部14には、変流器6および補助変圧器7の二次側が接続されており、アーク電流Iarcに相当する電流値IFBおよびアーク電圧Varcに相当する電圧値VFBが入力される。制御切替部14が電流値IFBおよび電圧値VFBを入力するタイミングは、これらがインピーダンス偏差演算部12に入力されるタイミングと同じである。つまり、制御切替部14には、インピーダンス偏差演算部12と同じ電流値IFBおよび電圧値VFBが入力される。制御切替部14は、電流値IFBを入力して、あらかじめ設定された電流設定値ISETとの差を計算する。制御切替部14は、電圧値VFBを入力して、あらかじめ設定された電圧設定値VSETとの差を計算する。電流設定値ISETおよび電圧設定値VSETは、それぞれ事前に実験等によって求められた値である。電流値IFBと電流設定値ISETとの差が0以上、かつ、電圧値VFBと電圧設定値VSETとの差が0以上の場合には、制御切替部14は、インピーダンス偏差演算部12の計算結果にかかわらず、0(ゼロ)を出力する。また、電流値IFBと電流設定値ISETとの差が0以下、かつ、電圧値VFBと電圧設定値VSETとの差が0以下の場合にも、インピーダンス偏差演算部12の計算結果にかかわらず、制御切替部14は0(ゼロ)を出力する。上述以外の場合には、制御切替部14は、インピーダンス偏差演算部12の計算結果である偏差ΔZを出力する。つまり、制御切替部14は、電流値IFB,ISETの差および電圧値VFB,VSETの差によって、出力を偏差ΔZまたは0に切替える。
The
感度補正部16は、制御切替部14からの出力にもとづいて、ドライブ装置30のための速度指令値Vを生成する。感度補正部16は、入力されるインピーダンスの偏差ΔZに感度関数を乗じて速度指令値Vを生成する。感度関数は、たとえば、インピーダンスの偏差ΔZを入力したときに所定の期間には、速度指令値Vが0となる不感帯を含む感度不感帯特性を含む。
The
ドライブ装置30は、感度補正部16から速度指令値Vの供給を受けて、電動機32の速度制御を行う。ドライブ装置30は、たとえばインバータ装置であり、入力された速度指令値Vにもとづいて設定された周波数の交流電流を出力し、電動機32に供給する。電動機32は、ドライブ装置30から供給される交流電流にしたがう速度で回転する。
The
本実施形態のアーク炉電極昇降装置1の動作について説明する。
電極2とスクラップ4との間には、アーク放電が発生しており、電極2とスクラップ4との間の距離に応じたアークが形成されている。スクラップ4は、その溶解の段階によって、あるいは処理時間に応じて形状が変化する。そのため、電極2とスクラップ4との間の距離は、時間等に応じて変化し、それにともなってアークの長さ(アーク長)が変化する。
Operation | movement of the arc furnace electrode raising / lowering
An arc discharge is generated between the
図2(a)には、処理時間に応じてスクラップ4の形状が変化している様子を実線、破線および一点鎖線によって示している。たとえば、アーク放電の初期状態では、スクラップ4は、実線の形状であり、電極2とスクラップ4との距離は、L1である。この状態でアーク放電を生じている場合には、アーク長はL1にほぼ等しい。時間の経過とともに、スクラップ4の溶解が進み、スクラップ4の形状が破線の形状となった場合には、電極2とスクラップ4との距離はL2である。この状態でアーク放電を生じている場合には、アーク長はL2にほぼ等しい。スクラップ4は溶解の程度等により形状が変化するため、電極2とスクラップ4との間の距離が短くなることがある。スクラップ4が一点鎖線の形状となった場合には、電極2とスクラップ4との距離はL3である。この状態でアーク放電を生じている場合には、アーク長はL3にほぼ等しい。このようにアーク長は、スクラップ4の状態、形状等により変化する。
In FIG. 2A, a state in which the shape of the
アーク電流Iarcおよびアーク電圧Varcは、アーク長により変化する。アーク長の変動と、アーク電流Iarcおよびアーク電圧Varcの変動との関係が実測により見い出された。この実測によれば、制御対象の自相のアーク長の変動による自相のアーク電流Iarcの変動およびアーク電圧Varcの変動の関係は、他相のアーク長の変動による自相のアーク電流Iarcの変動およびアーク電圧Varcの変動の関係と相違する。 The arc current Iarc and the arc voltage Varc vary depending on the arc length. The relationship between the variation of the arc length and the variation of the arc current Iarc and the arc voltage Varc was found by actual measurement. According to this actual measurement, the relationship between the fluctuation of the arc current Iarc and the fluctuation of the arc voltage Varc due to the fluctuation of the arc length of the control target self-phase is the relationship between the fluctuation of the arc current Iarc due to the fluctuation of the arc length of the other phase. This is different from the relationship between the fluctuation and the fluctuation of the arc voltage Varc.
図2(b)では、制御対象の自相のアーク長で、他相のアーク長が変動した場合に、自相のアーク電流およびアーク電圧がどのように変動するかが一意的に決定されることが示されている。図2(b)では、制御対象の自相の電極2は、たとえばU相に接続され、アーク長は一定(L1)である。他相の電極2aは、たとえばV相に接続され、アーク長は、たとえば時間の経過により長くなる(破線、L4からL5)。また、スクラップ4の溶解の程度により、アーク長が短くなる場合についても示されている(一点鎖線、L4からL6)。
In FIG. 2 (b), it is uniquely determined how the arc current and the arc voltage of the self-phase fluctuate when the arc length of the other phase varies with the arc length of the self-phase to be controlled. It has been shown. In FIG. 2B, the self-
図2(b)に示すように、他相のアーク長が長くなったときには、自相のアーク電流Iarcは減少し、アーク電圧Varcは、ほぼ一定である。制御対象の自相において、アーク電流Iarcの減少のみを検出したときには、他相のアーク長が長くなっていると判断される。また、制御対象の自相において、アーク電流Iarcの増加のみを検出したときには、他相のアーク長が短くなっていると判断される。したがって、このような値を検出したときには、自相の昇降制御を停止する。 As shown in FIG. 2 (b), when the arc length of the other phase becomes longer, the arc current Iarc of the own phase decreases and the arc voltage Varc is substantially constant. When only the decrease of the arc current Iarc is detected in the control target self-phase, it is determined that the arc length of the other phase is long. Further, when only an increase in the arc current Iarc is detected in the own phase to be controlled, it is determined that the arc length of the other phase is short. Therefore, when such a value is detected, the own phase elevation control is stopped.
このように、制御対象の自相の電極2におけるアーク電流Iarcおよびアーク電圧Varcがそれぞれ増加しているか、減少しているかを計算し、それぞれの変動の方向によってアーク長の変動が自相で生じているか、他相で生じているかを判断することができる。アーク長の変動が自相で生じていると判断した場合には、自相に対してインピーダンス一定制御を行い、アーク長の変動が他相で生じている場合には、自相の電極の昇降制御を停止する。
Thus, it is calculated whether the arc current Iarc and the arc voltage Varc at the control-target self-
図3を用いて、本実施形態のアーク炉電極昇降装置1の一連の動作について説明する。
図3に示すように、ステップS1において、制御切替部14は、電流値IFBおよび電圧値VFBを読み込む。
A series of operation | movement of the arc furnace electrode raising / lowering
As shown in FIG. 3, in step S1, the
ステップS2において、制御切替部14は、読み込んだ電流値IFBおよび電圧値VFBならびにあらかじめ設定されている電流設定値ISETおよび電圧設定値VSETを用い、以下の式(1)にしたがって判定を行う。
In step S2, the
IFB−ISET≧0、かつ、VFB−VSET≧0 (1) IFB-ISET ≧ 0 and VFB-VSET ≧ 0 (1)
式(1)を満たさないと判定された場合には、処理は、次のステップS3に遷移する。 If it is determined that the expression (1) is not satisfied, the process proceeds to the next step S3.
ステップS3において、制御切替部14は、式(2)にしたがって、判定を行う。
In step S3, the
IFB−ISET≦0、かつ、VFB−VSET≦0 (2) IFB-ISET ≦ 0 and VFB-VSET ≦ 0 (2)
式(2)を満たさないと判定された場合には、処理は、次のステップS4に遷移する。 If it is determined that the expression (2) is not satisfied, the process proceeds to the next step S4.
ステップS4において、制御切替部14は、制御対象の自相のアーク長が変化しているものと判定し、インピーダンス偏差演算部12から供給されているインピーダンスの偏差ΔZを感度補正部16に供給する。
In step S <b> 4, the
ステップS5において、感度補正部16は、インピーダンスの偏差ΔZに感度関数を乗じて、速度指令値Vを生成し、生成された速度指令値Vをドライブ装置30に供給する。ドライブ装置30は、速度指令値Vにしたがって電動機32を駆動し、電動機32および昇降駆動系8によって、電極2は適切な位置に移動する。
In step S <b> 5, the
ステップS2で式(1)を満たすと判定された場合には、処理は、ステップS6に遷移する。 When it determines with satisfy | filling Formula (1) by step S2, a process transfers to step S6.
ステップS6において、制御切替部14は、他相のアーク長の変化の影響を受けていると判定し、インピーダンス偏差演算部12から供給されているインピーダンスの偏差ΔZにかかわらず、感度補正部16に対して、ドライブ装置30を停止させる信号を生成するための出力を供給する。この信号は、たとえば速度指令値Vをゼロにする信号であり、ΔZ=0である。
In step S <b> 6, the
ステップS7において、感度補正部16は、制御切替部14から速度指令値Vをゼロにする信号にもとづいて、ドライブ装置30に停止信号を供給する。
In step S <b> 7, the
ステップS3で式(2)を満たすと判定された場合には、処理は、ステップS6に遷移する。以降は、上述と同様に処理を行う。 When it determines with satisfy | filling Formula (2) by step S3, a process transfers to step S6. Thereafter, the same processing as described above is performed.
本実施形態のアーク炉電極昇降装置1の作用および効果について説明する。
上述したように、本実施形態のアーク炉電極昇降装置1では、制御切替部14において、制御対象のアーク電流Iarcに対応する電流値IFBおよびアーク電圧Varcに対応する電圧値VFBと、電流設定値ISETおよび電圧設定値VSETとの差をそれぞれ計算する。そして、制御切替部14は、それぞれの差が0以上または0以下であるか否かを判定する。制御切替部14は、それぞれの差が0以上または0以下のときには、制御対象ではない他相のアーク長の変動により電流値IFBおよび電圧値VFBが変化していると判断して、電極2の昇降制御を停止する信号を出力する。これにより、アーク炉電極昇降装置10は、実際に制御対象である電極2とスクラップ4との間のアーク長が変化していないにもかかわらず、電流値IFBおよび/または電圧値VFBの変化に追従して電極の昇降制御をしないので、安定したアーク放電状態を維持することができ、安定した操業を継続することができる。
The operation and effect of the arc furnace
As described above, in the arc furnace
(第2の実施形態)
図4は、本実施形態に係るアーク炉電極昇降装置を例示するブロック図である。
図5は、本実施形態のアーク炉電極昇降装置の一部を例示するブロック図である。
本実施形態のアーク炉電極昇降装置1aでは、インピーダンス制御装置10aが微分補正部22を含む点で第1の実施形態の場合と相違する。他の構成要素については、第1の実施形態の場合と同一であり、同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
図4に示すように、本実施形態のアーク炉電極昇降装置1aのインピーダンス制御装置10aは、微分補正部22をさらに含む。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram illustrating an arc furnace electrode lifting apparatus according to this embodiment.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a part of the arc furnace electrode lifting device of the present embodiment.
The arc furnace electrode lifting / lowering
As shown in FIG. 4, the
微分補正部22は、インピーダンス偏差演算部12の出力に接続されている。微分補正部22の出力は、制御切替部14に接続されている。微分補正部22は、インピーダンス偏差演算部12で計算されたインピーダンスの偏差ΔZ1の微分値に所定の係数kを乗じたものによって、偏差ΔZ1を補正して出力する。
The
より具体的には、図5に示すように、微分補正部22は、微分回路23aと、係数回路23bと、加算器23cとを含む。微分回路23aおよび係数回路23bは、縦続接続されている。インピーダンスの偏差ΔZ1は、縦続接続された回路および加算器23cによって、kdΔZ1/dtと加算される。したがって、微分補正部22は、以下の式(3)のインピーダンスの偏差ΔZを出力する。
More specifically, as shown in FIG. 5, the
本実施形態のアーク炉電極昇降装置1aの作用および効果について説明する。
本実施形態のアーク炉電極昇降装置1aでは、インピーダンス制御装置10が、インピーダンス偏差演算部12から出力されるインピーダンスの偏差ΔZ1を、その時間微分値で補正する微分補正部22を含む。そのため、制御対象である自相のアーク長の変動に対して微分による補正を加えることができ、目標アーク長への追従性が向上し溶解効率が向上する。
The operation and effect of the arc furnace electrode lifting / lowering
In the arc furnace electrode lifting / lowering
(第3の実施形態)
図6は、本実施形態に係るアーク炉電極昇降装置を例示するブロック図である。
図7は、本実施形態のアーク炉電極昇降装置の動作を説明するフローチャートである。
図6に示すように、本実施形態のアーク炉電極昇降装置1bでは、インピーダンス制御装置10bの制御切替部14aの構成が第1の実施形態の場合と相違する。他の構成要素については、第1の実施形態の場合と同一であり、同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
図6に示すように、本実施形態のアーク炉電極昇降装置1bは、インピーダンス制御装置10bと、ドライブ装置30と、を備える。インピーダンス制御装置10bは、インピーダンス偏差演算部12と、制御切替部14aと、感度補正部16と、を含む。制御切替部14aは、アーク電流Iarcに相当する電流値IFBおよびアーク電圧Varcに相当する電圧値VFBと、あらかじめ設定された電流設定値ISETおよび電圧設定値VSETとの差をそれぞれ計算する。電流値IFBと電流設定値ISETとの差が、増加判別しきい値KUi以上であり、かつ、電圧値VFBと電圧設定値VSETとの差が、増加判別しきい値KUv以上である場合には、制御切替部14aは、インピーダンス偏差演算部12の計算結果にかかわらず、0(ゼロ)を出力する。また、比較した結果、電流値IFBと電流設定値ISETとの差が、減少判別しきい値KDiよりも小さく、かつ、電圧値VFBと電圧設定値VSETとの差が、減少判別しきい値KDvよりも小さい場合にも、制御切替部14aは、インピーダンス偏差演算部12の計算結果にかかわらず、0(ゼロ)を出力する。上述以外の場合には、制御切替部14は、インピーダンス偏差演算部12の計算結果である偏差ΔZを出力する。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a block diagram illustrating an arc furnace electrode lifting device according to this embodiment.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the arc furnace electrode lifting apparatus of the present embodiment.
As shown in FIG. 6, in the arc furnace
As shown in FIG. 6, the arc furnace electrode lifting / lowering
本実施形態のアーク炉電極昇降装置1bの動作について、図7を用いて説明する。
図7は、本実施形態のアーク炉電極昇降装置1bの制御切替部14aの動作のフローチャートであり、第1実施形態の場合のフローチャート(図3)とステップS2aおよびステップS3aにおいて相違し、他のステップは同じである。ステップS2aおよびステップS3aについて説明する。
図7に示すように、ステップS2aにおいて、制御切替部14aは、式(4)にしたがって、判定を行う。
The operation of the arc furnace
FIG. 7 is a flowchart of the operation of the
As shown in FIG. 7, in step S2a, the
IFB−ISET≧KUi、かつ、VFB−VSET≧KUv (4) IFB-ISET ≧ KUi and VFB-VSET ≧ KUv (4)
ここで、増加判別しきい値KUi,KUvは、あらかじめ設定された正の実数値である。これらのしきい値は、事前に実験等により求められて設定される。 Here, the increase determination thresholds KUi and KUv are positive real values set in advance. These threshold values are obtained and set in advance by experiments or the like.
式(4)を満たさないと判定された場合には、処理は、次のステップS3aに遷移する。 If it is determined that the expression (4) is not satisfied, the process proceeds to the next step S3a.
ステップS3aにおいて、制御切替部14aは、式(5)にしたがって、判定を行う。
In step S3a, the
IFB−ISET≦KDi、かつ、VFB−VSET≦KDv (5) IFB-ISET ≦ KDi and VFB-VSET ≦ KDv (5)
ここで、減少判別しきい値KDi,KDvは、あらかじめ設定された負の実数値である。これらのしきい値は、事前に実験等により求められて設定される。電流値に関する減少判別しきい値KDiの絶対値は、電流値に関する増加判別しきい値KUiの絶対値と同一であってもよく、異なっていてもよい。電圧値に関する減少判別しきい値KDvの絶対値は、電圧値に関する増加判別しきい値KUvと同一であってもよく、異なっていてもよい。 Here, the decrease determination threshold values KDi and KDv are negative real values set in advance. These threshold values are obtained and set in advance by experiments or the like. The absolute value of the decrease determination threshold value KDi regarding the current value may be the same as or different from the absolute value of the increase determination threshold value KUi regarding the current value. The absolute value of the decrease determination threshold value KDv related to the voltage value may be the same as or different from the increase determination threshold value KUv related to the voltage value.
式(5)を満たさないと判定された場合には、処理は、次のステップS4に遷移し、第1に実施形態の場合と同様に動作する。 If it is determined that Expression (5) is not satisfied, the process proceeds to the next step S4, and firstly operates in the same manner as in the embodiment.
本実施形態のアーク炉電極昇降装置1bの作用および効果について説明する。
本実施形態のアーク炉電極昇降装置1bでは、インピーダンス制御装置10bが、あらかじめ設定された複数のしきい値KUi、KUv、KDiおよびKDvを有する制御切替部14aを含んでいる。アーク電流Iarcおよびアーク電圧Varcは、ノイズを含んでいるので、これを変流した電流値IFBや降圧したVFBもノイズを含んでいる。そのため、このような電流値や電圧値を用いて計算した場合には、電流値IFBや電圧値VFBが上昇しているのか、下降しているのかを判別する困難となる場合がある。そこで、ノイズレベルに応じて判別しきい値を設定することによって、ノイズの影響を低減することができる。そのため、増加判別しきい値KUi,KUvは、正の実数に設定され、減少判別しきい値KDi,KDvは、負の実数に設定されている。このように各判別しきい値を設定することによって、ノイズを含む電流値IFBおよび電圧値VFBを用いて制御切替部14aを動作させても誤動作等を生じることなく、安定した操業を実現することができる。
The operation and effect of the arc furnace electrode lifting / lowering
In the arc furnace electrode lifting / lowering
しきい値KUi、KUv、KDiおよびKDvは、実験等によって最適な値をそれぞれ設定することができるので、より効果的なノイズ除去を行うことができる。 The thresholds KUi, KUv, KDi, and KDv can be set to optimum values through experiments or the like, so that more effective noise removal can be performed.
以上説明した実施形態によれば、他相のアーク長が変動した場合には電極の昇降を停止し、安定して操業を継続することのできるアーク炉電極昇降装置を実現することができる。 According to the embodiment described above, it is possible to realize an arc furnace electrode lifting apparatus that can stop the lifting of the electrode when the arc length of the other phase fluctuates, and can continue the operation stably.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalents thereof. Further, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.
1,1a,1b アーク炉電極昇降装置、2 電極、3 炉体、4 スクラップ、5 炉用変圧器、6 変流器、7 補助変圧器、10,10a,10b インピーダンス制御装置、12 インピーダンス偏差演算部、14,14a 制御切替部、16 感度補正部、22 微分補正部、23a 微分回路、23b 係数回路、30 ドライブ装置、32 電動機
1, 1a, 1b Arc furnace electrode lifting device, 2 electrodes, 3 furnace body, 4 scrap, 5 furnace transformer, 6 current transformer, 7 auxiliary transformer, 10, 10a, 10b impedance control device, 12
Claims (3)
前記1つの電極と前記スクラップとの間を流れる第1電流値、および、前記1つの電極と前記スクラップとの間の第1電圧値にもとづいて、速度指令値を生成する制御装置と、
前記速度指令値にもとづいて、前記1つの電極を昇降させる電動機の速度制御を行うドライブ装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第1電流値および前記第1電圧値にもとづいて前記アーク放電に関する第1インピーダンスを計算し、前記第1インピーダンスとあらかじめ設定された第2インピーダンスとの偏差を生成するインピーダンス偏差演算部と、
前記偏差または前記電動機を停止させる停止信号を出力する制御切替部と、
前記偏差または前記停止信号にもとづいて前記速度指令値を生成する感度補正部と、
を含み、
前記制御切替部は、前記第1電流値があらかじめ設定された第2電流値よりも大きく、かつ、前記第1電圧値があらかじめ設定された第2電圧値以上の場合、または、前記第1電流値が前記第2電流値よりも小さく、かつ、前記第1電圧値が前記第2電圧値以下の場合には、前記停止信号を出力するアーク炉電極昇降装置。 An arc furnace electrode lifting / lowering device for controlling an arc discharge formed between the one electrode and scrap by raising / lowering one of three electrodes connected to each phase of a three-phase alternating current. ,
A control device for generating a speed command value based on a first current value flowing between the one electrode and the scrap and a first voltage value between the one electrode and the scrap;
A drive device that performs speed control of an electric motor that raises and lowers the one electrode based on the speed command value;
With
The controller is
An impedance deviation calculator that calculates a first impedance related to the arc discharge based on the first current value and the first voltage value, and generates a deviation between the first impedance and a preset second impedance;
A control switching unit for outputting a deviation signal for stopping the deviation or the motor;
A sensitivity correction unit that generates the speed command value based on the deviation or the stop signal;
Including
The control switching unit is configured such that the first current value is greater than a preset second current value and the first voltage value is equal to or greater than a preset second voltage value, or the first current value An arc furnace electrode lifting / lowering device that outputs the stop signal when the value is smaller than the second current value and the first voltage value is less than or equal to the second voltage value.
前記第1電流値と前記第2電流値との差は、第3しきい値以下であり、かつ、前記第1電圧値と前記第2電圧値との差は、第4しきい値以下であり、
前記第1しきい値および前記第2しきい値は、0よりも大きい値であり、前記第3しきい値および前記第4しきい値は、0よりも小さい値である請求項1または2に記載のアーク炉電極昇降装置。 The difference between the first current value and the second current value is not less than a first threshold value, and the difference between the first voltage value and the second voltage value is not less than a second threshold value. Yes or
The difference between the first current value and the second current value is a third threshold value or less, and the difference between the first voltage value and the second voltage value is a fourth threshold value or less. Yes,
3. The first threshold value and the second threshold value are values larger than 0, and the third threshold value and the fourth threshold value are values smaller than 0. The arc furnace electrode lifting device described in 1.
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