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JP6640566B2 - Arc furnace electrode lifting device - Google Patents
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JP6640566B2 - Arc furnace electrode lifting device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、電極とスクラップの間でアーク放電を発生させることによりスクラップを溶解させる、製綱用のアーク炉電極昇降装置に関する。   Embodiments of the present invention relate to an arc furnace electrode lifting and lowering device for rope making, which generates an arc discharge between an electrode and scrap to melt the scrap.

三相交流アーク炉では、アーク炉電極昇降装置によって、電極を昇降させスクラップとの間の距離を制御する。製綱用のアーク炉電極昇降装置においては、電極昇降制御における機械系の保護のために、電極と一体で昇降する電極支持昇降マストの上限位置および下限位置にそれぞれリミットスイッチを設けている。上限リミットスイッチおよび下限リミットスイッチの故障時を考慮して、上限リミットスイッチよりもさらに上側の位置や、下限リミットスイッチよりもさらに下側の位置等に、バックアップ用リミットスイッチを追加的に設ける場合がある。   In a three-phase AC arc furnace, the distance between the electrode and the scrap is controlled by raising and lowering the electrode by an arc furnace electrode lifting device. In an arc furnace electrode elevating device for steel making, limit switches are provided at upper and lower positions of an electrode supporting elevating mast which elevates and lowers integrally with an electrode, for protection of a mechanical system in electrode elevating control. In consideration of the failure of the upper limit switch and the lower limit switch, additional backup limit switches may be provided at positions higher than the upper limit switch or lower than the lower limit switch. is there.

アーク炉の構造上、バックアップ用リミットスイッチを後から設けることが困難な場合がある。また、取り付けたリミットスイッチの位置調整を行うことが困難な場合もある。一方で、バックアップ用リミットスイッチを設けない場合には、リミットスイッチが故障したときに、リミットスイッチ検出位置を超過しても電極の昇降を停止させることができず、機械系の損傷を生じるおそれがある。   Due to the structure of the arc furnace, it may be difficult to provide a backup limit switch later. Also, it may be difficult to adjust the position of the attached limit switch. On the other hand, if the backup limit switch is not provided, when the limit switch fails, the electrode cannot be lifted and lowered even if the limit switch detection position is exceeded, which may cause damage to the mechanical system. is there.

特開平5−217671号公報JP-A-5-217671

実施形態は、ハードウェア的な制約を受けずに、上限リミットスイッチおよび下限リミットスイッチのバックアップを行うことによって、機械系の保護を可能にするアーク炉電極昇降装置を提供する。   The embodiment provides an arc furnace electrode elevating device that enables protection of a mechanical system by backing up an upper limit switch and a lower limit switch without being restricted by hardware.

実施形態に係るアーク炉電極昇降装置は、電極と一体となって昇降される昇降マストに設けられ、機械系に損傷を与えることなく、前記電極が移動することができる上限位置に設けられた上限リミットスイッチおよび前記電極が移動することができる下限位置に設けられた下限リミットスイッチを有するアーク炉に用いられる。このアーク炉電極昇降装置は、前記電極を昇降動作させる電動機の回転数にもとづいて、前記電極の移動距離を出力する電極移動距離演算部と、前記移動距離にもとづいて、前記電極の位置を判定して前記電極を停止させる停止信号を出力する電極位置判定部と、前記停止信号にもとづいて、前記電極の昇降動作を停止させる主幹制御部と、を備える。前記電極位置判定部は、前記移動距離が第1しきい値よりも大きい場合、または、前記移動距離が前記第1しきい値よりも小さい値を有する第2しきい値よりも小さいときに、前記停止信号を出力する。前記電極位置判定部は、前記電極の移動の前記上限位置に達した場合に出力される上限リミット信号を受信したときに、前記電極の位置を前記上限位置に設定し、前記電極の移動の前記下限位置に達した場合に出力される下限リミット信号を受信したときに、前記電極の位置を前記下限位置に設定する。
The arc furnace electrode lifting device according to the embodiment is provided on a lifting mast that is lifted and lowered integrally with the electrode, and is provided at an upper limit position where the electrode can move without damaging a mechanical system It is used in an arc furnace having a limit switch and a lower limit switch provided at a lower limit position where the electrode can move. The electrode raising and lowering device for an arc furnace includes an electrode moving distance calculating unit that outputs a moving distance of the electrode based on a rotation speed of a motor that moves the electrode up and down, and determines a position of the electrode based on the moving distance. An electrode position determining unit that outputs a stop signal for stopping the electrode; and a main control unit that stops the raising / lowering operation of the electrode based on the stop signal. The electrode position determination unit, when the moving distance is larger than a first threshold, or when the moving distance is smaller than a second threshold having a value smaller than the first threshold, The stop signal is output. The electrode position determination unit, when receiving an upper limit signal output when reaching the upper limit position of the movement of the electrode, set the position of the electrode to the upper limit position, the movement of the electrode. The position of the electrode is set to the lower limit position when a lower limit signal output when the lower limit position is reached is received.

本実施形態では、電動機の回転数にもとづいて電極の移動距離を出力する電極移動距離演算部と、電極の移動距離にもとづいて電極の位置を判定して電極の昇降動作を停止させる停止信号を出力する電極位置判定部とを備えているので、上限リミット信号および下限リミット信号を検出しなくても、電極の上限位置および下限位置を認識して電極の昇降動作を停止させることができる。そのため、ハードウェア的な制約を受けることなく、リミットスイッチのバックアップを行うことができる。   In the present embodiment, an electrode moving distance calculation unit that outputs the moving distance of the electrode based on the number of rotations of the electric motor, and a stop signal that determines the position of the electrode based on the moving distance of the electrode and stops the elevating operation of the electrode. Since the apparatus includes the output electrode position determination unit, the upper and lower positions of the electrode can be recognized and the raising and lowering operation of the electrode can be stopped without detecting the upper and lower limit signals. Therefore, the limit switch can be backed up without being restricted by hardware.

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。It is a block diagram which illustrates the arc furnace electrode raising / lowering apparatus which concerns on embodiment. 実施形態のアーク炉電極昇降装置の動作の説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the arc furnace electrode raising / lowering apparatus of embodiment. 比較例のアーク炉電極昇降装置を例示するブロック図である。第2の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。It is a block diagram which illustrates the arc furnace electrode raising / lowering apparatus of a comparative example. It is a block diagram which illustrates the arc furnace electrode lifting / lowering apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

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 the width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. In addition, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
In the specification and the drawings of the present application, the same reference numerals are given to the same elements as those described above with respect to the already described drawings, and the detailed description will be appropriately omitted.

図1は、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1に示すように、本実施形態のアーク炉電極昇降装置10は、電極位置判定部12と、電極昇降主幹制御部14と、電極移動距離演算部18と、を備える。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an electrode raising / lowering device for an arc furnace according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the arc furnace electrode lifting device 10 of the present embodiment includes an electrode position determination unit 12, an electrode lifting master control unit 14, and an electrode moving distance calculation unit 18.

まず、アーク炉電極昇降装置10が用いられる三相交流アーク炉の構成について説明する。三相交流アーク炉では、三相交流電源(図示せず)が炉用変圧器5に接続され、電極2が炉用変圧器5の二次側に接続されている。電極2は、炉体3に装入されたスクラップ4から上方に離間して配置される。炉用変圧器5の二次側には変流器6が内蔵されており、変流器6の二次側は、アーク炉電極昇降装置10に接続されている。炉用変圧器5の二次側には、補助変圧器7が接続されており、補助変圧器7の二次側は、アーク炉電極昇降装置10に接続されている。   First, a configuration of a three-phase AC arc furnace using the arc furnace electrode lifting device 10 will be described. In the three-phase AC arc furnace, a three-phase AC power supply (not shown) is connected to the furnace transformer 5, and the electrode 2 is connected to the secondary side of the furnace transformer 5. The electrode 2 is arranged to be separated upward from the scrap 4 charged in the furnace body 3. A current transformer 6 is built in the secondary side of the furnace transformer 5, and the secondary side of the current transformer 6 is connected to an arc furnace electrode lifting device 10. An auxiliary transformer 7 is connected to a secondary side of the furnace transformer 5, and a secondary side of the auxiliary transformer 7 is connected to an arc furnace electrode lifting device 10.

電極2と一体となって昇降される昇降マスト(図示せず)には、上限リミットスイッチ20aおよび下限リミットスイッチ20bが設けられている。上限リミットスイッチ20aは、機械系に損傷を与えることなく、電極2が移動することができる上限位置ULsに設けられている。この上限リミットスイッチ20aは、電極2が上限位置ULsに達したときに、上限リミット信号SULを出力する。下限リミットスイッチ20bは、機械系に損傷を与えることなく、電極2が移動することができる下限位置LLsに設けられている。この下限リミットスイッチ20bは、電極2が下限リミットスイッチ20bの位置に達したときに、下限リミット信号SLLを出力する。   An elevating mast (not shown) that is raised and lowered integrally with the electrode 2 is provided with an upper limit switch 20a and a lower limit switch 20b. The upper limit switch 20a is provided at an upper limit position ULs where the electrode 2 can move without damaging the mechanical system. The upper limit switch 20a outputs an upper limit signal SUL when the electrode 2 reaches the upper limit position ULs. The lower limit switch 20b is provided at a lower limit position LLs where the electrode 2 can move without damaging the mechanical system. The lower limit switch 20b outputs a lower limit signal SLL when the electrode 2 reaches the position of the lower limit switch 20b.

電極2は、電動機22および昇降駆動系23によって上下に昇降する。アーク炉電極昇降装置10の通常の動作では、電極2は、上限位置ULsと下限位置LLsとの間を昇降する。電動機22は、たとえば誘導電動機であり、アーク炉電極昇降装置10の出力によって駆動される。   The electrode 2 is moved up and down by a motor 22 and a lifting drive system 23. In the normal operation of the arc furnace electrode elevating device 10, the electrode 2 moves up and down between the upper limit position ULs and the lower limit position LLs. The electric motor 22 is, for example, an induction motor, and is driven by an output of the arc furnace electrode lifting device 10.

電動機22の回転数を検出するため、電極昇降電動機回転数検出回路24が設けられている。電極昇降電動機回転数検出回路24は、たとえばレゾルバ等である。電極昇降電動機回転数検出回路24は、電動機22の回転数を検出して所定のデータ形式に変換してアーク炉電極昇降装置10に出力する。   In order to detect the rotation speed of the motor 22, an electrode lifting / lowering motor rotation speed detection circuit 24 is provided. The electrode lifting / lowering motor rotation speed detection circuit 24 is, for example, a resolver or the like. The electrode lifting / lowering motor rotation speed detection circuit 24 detects the rotation speed of the motor 22, converts the rotation speed into a predetermined data format, and outputs the data to the arc furnace electrode lifting / lowering device 10.

アーク炉電極昇降装置10は、電極2とスクラップ4との間に流れるアーク電流および電極2とスクラップ4との間のアーク電圧にもとづいて、負荷の垂下特性に合わせて電流電圧比が一定となるようにインピーダンス一定制御を行う。アーク炉電極昇降装置10は、インピーダンス一定制御を行って、電動機22および昇降駆動系23を介して、電極2の位置を制御する。   The arc furnace electrode elevating device 10 has a constant current-voltage ratio in accordance with the drooping characteristics of the load, based on the arc current flowing between the electrode 2 and the scrap 4 and the arc voltage between the electrode 2 and the scrap 4. Impedance constant control is performed as described above. The arc furnace electrode elevating device 10 controls the position of the electrode 2 via the electric motor 22 and the elevating drive system 23 by performing constant impedance control.

アーク炉電極昇降装置10は、上限リミット信号SULまたは下限リミット信号SLLを受信したときには、電極2の昇降制御を停止する。また、後述するように、アーク炉電極昇降装置10は、上限リミット信号SULおよび下限リミット信号SLLのいずれも受信しない場合で、電極2が上限位置ULsまたは下限位置LLsに達したと判定したときには、電極2の昇降制御を停止する。   When receiving the upper limit signal SUL or the lower limit signal SLL, the arc furnace electrode lifting device 10 stops the lifting control of the electrode 2. Further, as described later, when the arc furnace electrode lifting / lowering device 10 determines that the electrode 2 has reached the upper limit position ULs or the lower limit position LLs when neither the upper limit signal SUL nor the lower limit signal SLL is received, The lifting control of the electrode 2 is stopped.

アーク炉電極昇降装置10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相分の電極のそれぞれがスクラップ4との間でアーク放電が発生し、炉体3に装入されたスクラップ4は溶解される。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、アーク炉は、アーク炉電極昇降装置10により電極2の昇降機構を制御している。以下では、特に断らない限り、3相あるうちの1相分の昇降機構およびアーク炉電極昇降装置10について説明する。   In the arc furnace in which the arc furnace electrode lifting device 10 is used, each of the three-phase electrodes connected to each phase of the three-phase AC power supply generates an arc discharge with the scrap 4 and is charged into the furnace body 3. The scrap 4 is melted. The distance between the electrode 2 of each phase of the three-phase alternating current and the scrap 4 is controlled independently. That is, in the arc furnace, the elevating mechanism of the electrode 2 is controlled by the arc furnace electrode elevating device 10. In the following, the lifting mechanism and the arc furnace electrode lifting device 10 for one of the three phases will be described unless otherwise specified.

アーク炉電極昇降装置10の構成について説明する。
電極位置判定部12は、上限リミットスイッチ20aおよび下限リミットスイッチ20bに接続されている。電極位置判定部12は、電極移動距離演算部18に接続されている。電極位置判定部12は、上限リミット信号SUL、下限リミット信号SLLおよび電極2の移動距離Lmを入力して、これらの値にもとづいて電極2の位置Poを判定する。電極位置判定部12は、電極2の位置Poの判定結果にしたがって、上限位置ULsおよび下限位置LLs、あるいはこれらに相当する位置に達したときに、電極2の昇降動作を停止させる停止信号Sstopを生成する。
The configuration of the arc furnace electrode lifting device 10 will be described.
The electrode position determination unit 12 is connected to the upper limit switch 20a and the lower limit switch 20b. The electrode position determination unit 12 is connected to the electrode movement distance calculation unit 18. The electrode position determination unit 12 receives the upper limit signal SUL, the lower limit signal SLL, and the moving distance Lm of the electrode 2, and determines the position Po of the electrode 2 based on these values. The electrode position determination unit 12 generates a stop signal Sstop for stopping the raising / lowering operation of the electrode 2 when reaching the upper limit position ULs and the lower limit position LLs or a position corresponding thereto according to the determination result of the position Po of the electrode 2. Generate.

電極昇降主幹制御部14は、変流器6の二次側および補助変圧器7の二次側に接続されている。電極昇降主幹制御部14は、変流器6からアーク電流に相当する電流値I、および補助変圧器7からアーク電圧に相当する電圧値Vを入力し、これらにもとづいて、電極2−スクラップ4間アーク放電のインピーダンスを計算する。計算されたインピーダンスは、一定になるように制御され、電極昇降主幹制御部14は、電極2の位置を制御するための速度指令値Fを生成する。電極昇降主幹制御部14の出力は、電極昇降電動機駆動部16に接続されており、電極昇降電動機駆動部16に速度指令値Fを供給する。   The electrode elevation master control unit 14 is connected to the secondary side of the current transformer 6 and the secondary side of the auxiliary transformer 7. The electrode elevation master control unit 14 inputs a current value I corresponding to the arc current from the current transformer 6 and a voltage value V corresponding to the arc voltage from the auxiliary transformer 7, and based on these inputs, the electrode 2-scrap 4 Calculate the impedance of the inter-arc discharge. The calculated impedance is controlled to be constant, and the electrode lifting master control unit 14 generates a speed command value F for controlling the position of the electrode 2. The output of the electrode lifting master control unit 14 is connected to an electrode lifting motor driving unit 16 and supplies a speed command value F to the electrode lifting motor driving unit 16.

電極昇降主幹制御部14は、電極位置判定部12に接続されている。電極昇降主幹制御部14は、電極位置判定部12から停止信号Sstopを受信したときには、電動機22を停止させる速度指令値F0を出力する。電動機22を停止させる速度指令値F0は、たとえば「0」である。電極昇降主幹制御部14は、停止信号Sstopを受信したときに、電動機駆動部16への出力を停止するようにしてもよい。   The electrode elevation master control unit 14 is connected to the electrode position determination unit 12. When receiving the stop signal Sstop from the electrode position determination unit 12, the electrode lifting master control unit 14 outputs a speed command value F0 for stopping the electric motor 22. The speed command value F0 for stopping the electric motor 22 is, for example, “0”. The electrode lifting master control unit 14 may stop the output to the motor drive unit 16 when receiving the stop signal Sstop.

電極昇降電動機駆動部16は、電極昇降主幹制御部14から供給される速度指令値Fにしたがって電動機22に対する駆動信号Tを出力する。電極昇降電動機駆動部16は、たとえばインバータ装置である。   The electrode lifting / lowering motor driving unit 16 outputs a driving signal T for the motor 22 according to the speed command value F supplied from the electrode lifting / lowering master control unit 14. The electrode lifting / lowering motor drive unit 16 is, for example, an inverter device.

電極移動距離演算部18は、電極昇降電動機回転数検出回路24に接続されている。電極移動距離演算部18は、電極位置判定部12に接続されている。電極移動距離演算部18は、電極昇降電動機回転数検出回路24から出力される電動機22の回転数Nから電極2の移動距離Lmを計算する。以下では、電極2がスクラップ4から離れる方向に移動する場合を移動距離Lmの正とし、電極2がスクラップ4に近づく方向に移動する場合を移動距離Lmの負とする。   The electrode moving distance calculation unit 18 is connected to the electrode lifting / lowering motor rotation speed detection circuit 24. The electrode moving distance calculator 18 is connected to the electrode position determiner 12. The electrode moving distance calculation unit 18 calculates the moving distance Lm of the electrode 2 from the rotation speed N of the electric motor 22 output from the electrode lifting / lowering motor rotation speed detection circuit 24. Hereinafter, a case where the electrode 2 moves in a direction away from the scrap 4 is defined as a positive moving distance Lm, and a case where the electrode 2 moves in a direction approaching the scrap 4 is defined as a negative moving distance Lm.

本実施形態のアーク炉電極昇降装置10の動作について説明する。
図2は、実施形態のアーク炉電極昇降装置の動作の説明するためのフローチャートである。
図2に示すように、ステップS1において、電極位置判定部12は、上限リミット信号SULまたは下限リミット信号SLLを受信したか否かを判定する。上限リミット信号SULは、電極2が上方に移動して上限位置SULに達したときに上限リミットスイッチ20aから出力される。下限リミット信号SLLは、電極2が下方に移動して下限位置LLsに達したときに下限リミットスイッチ20bから出力される。電極位置判定部12は、上限リミット信号SULまたは下限リミット信号SLLを受信したときには、処理をステップS2に遷移させる。
The operation of the arc furnace electrode elevating device 10 of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the arc furnace electrode lifting device of the embodiment.
As shown in FIG. 2, in step S1, the electrode position determination unit 12 determines whether an upper limit signal SUL or a lower limit signal SLL has been received. The upper limit signal SUL is output from the upper limit switch 20a when the electrode 2 moves upward and reaches the upper limit position SUL. The lower limit signal SLL is output from the lower limit switch 20b when the electrode 2 moves downward and reaches the lower limit position LLs. When receiving the upper limit signal SUL or the lower limit signal SLL, the electrode position determination unit 12 shifts the processing to step S2.

ステップS2において、電極位置判定部12は、上限リミット信号SULを受信したときには、電極2の位置Poを上限位置ULsに設定する。電極位置判定部12は、下限リミット信号SLLを受信したときには、電極2の位置Poを下限位置LLsに設定する。上限リミット信号SULまたは下限リミット信号SLLを受信し、電極2の位置Poを上述の位置に設定することによって、電動機22の回転数Nにもとづいて計算された移動距離Lmの誤差を補正することができる。   In step S2, when receiving the upper limit signal SUL, the electrode position determination unit 12 sets the position Po of the electrode 2 to the upper limit position ULs. When receiving the lower limit signal SLL, the electrode position determination unit 12 sets the position Po of the electrode 2 to the lower limit position LLs. By receiving the upper limit signal SUL or the lower limit signal SLL and setting the position Po of the electrode 2 to the above-described position, it is possible to correct the error of the moving distance Lm calculated based on the rotation speed N of the electric motor 22. it can.

ステップS3において、電極位置判定部12は、電極2の位置Poを設定するとともに、電極2の昇降動作を停止させる停止信号Sstopを出力する。停止信号Sstopを受信した電極昇降主幹制御部14は、電動機22を停止させる速度指令値F0を電極昇降電動機駆動部16に供給する。そのため、電極2の昇降動作は停止する。   In step S3, the electrode position determination unit 12 sets the position Po of the electrode 2, and outputs a stop signal Sstop for stopping the elevating operation of the electrode 2. The electrode raising / lowering master control unit 14 that has received the stop signal Sstop supplies a speed command value F0 for stopping the motor 22 to the electrode lifting / lowering motor driving unit 16. Therefore, the raising / lowering operation of the electrode 2 stops.

ステップS1で電極位置判定部12が上限リミット信号SULおよび下限リミット信号SLLのいずれも受信しない場合には、処理は、ステップS4に遷移する。ステップS4において、電極位置判定部12は、計算された位置Poが上限位置ULsよりも下であるか否かを判定する。位置Poが上限位置ULsよりも下である場合には、処理は次のステップS5に遷移する。   If the electrode position determination unit 12 does not receive any of the upper limit signal SUL and the lower limit signal SLL in step S1, the process proceeds to step S4. In step S4, the electrode position determination unit 12 determines whether the calculated position Po is below the upper limit position ULs. If the position Po is lower than the upper limit position ULs, the process proceeds to the next step S5.

ステップS5において、電極位置判定部12は、計算された位置Poが下限位置LLsよりも上であるか否かを判定する。位置Poが下限位置LLsよりも上の場合には、処理は、ステップS1へ戻る。   In step S5, the electrode position determination unit 12 determines whether the calculated position Po is above the lower limit position LLs. If the position Po is above the lower limit position LLs, the process returns to step S1.

電極2が上限位置ULsと下限位置LLsとの間を昇降している場合には、上述のループが繰り返し実行される。   When the electrode 2 moves up and down between the upper limit position ULs and the lower limit position LLs, the above-described loop is repeatedly executed.

ステップS4で電極2の位置Poが上限位置ULsよりも下にない場合には、処理は、ステップS6に遷移する。ステップS6に遷移したときに、タイマが動作開始する。このタイマは、電極2の位置Poが上限位置ULsよりも下になるまで動作を継続する。ステップS6において、電極位置判定部12は、タイマの動作時間があらかじめ設定された時間(タイムアウト時間)Toutを超えているか否かを判定する。タイマの動作時間がタイムアウト時間Toutを超えたときには、ステップS7において、電極位置判定部12は、停止信号Sstopを出力する。停止信号Sstopを受信した電極昇降主幹制御部14は、速度指令値F0を電極昇降電動機駆動部16に供給し、電動機22を停止させる。電極2は昇降動作を停止する。   If the position Po of the electrode 2 is not below the upper limit position ULs in step S4, the process proceeds to step S6. When a transition is made to step S6, the timer starts operating. This timer continues to operate until the position Po of the electrode 2 becomes lower than the upper limit position ULs. In step S6, the electrode position determination unit 12 determines whether the operation time of the timer has exceeded a preset time (timeout time) Tout. When the operation time of the timer exceeds the timeout time Tout, in step S7, the electrode position determination unit 12 outputs a stop signal Sstop. The electrode raising / lowering master control unit 14 that has received the stop signal Sstop supplies the speed command value F0 to the electrode lifting / lowering motor driving unit 16 to stop the motor 22. The electrode 2 stops the elevating operation.

電極位置判定部12は、タイマの動作時間がタイムアウト時間Toutを超えていないときには、ステップS4に戻って位置Poの判定を行う。タイムアウト時間Toutを超えないうちにステップS4で電極2の位置Poが上限位置ULsよりも下となったときには、タイマは停止され、リセットされる。   When the operation time of the timer does not exceed the timeout time Tout, the electrode position determination unit 12 returns to Step S4 to determine the position Po. If the position Po of the electrode 2 falls below the upper limit position ULs in step S4 before the timeout time Tout has elapsed, the timer is stopped and reset.

ステップS5で電極2の位置Poが下限位置LLsよりも上ではない場合には、処理は、ステップS8に遷移する。ステップS8に遷移したときに、タイマが動作開始する。このタイマは、位置Poが下限位置LLsよりも上になるまで動作を継続する。ステップS8において、電極位置判定部12は、タイマの動作時間がタイムアウト時間Toutを超えているか否かを判定する。タイマの動作時間がタイムアウト時間Toutを超えたときには、ステップS9に遷移し、電極位置判定部12は、停止信号Sstopを出力する。停止信号Sstopを受信した電極昇降主幹制御部14は、速度指令値F0を電極昇降電動機駆動部16に供給し、電動機22を停止させる。電極2は昇降動作を停止する。   If the position Po of the electrode 2 is not higher than the lower limit position LLs in step S5, the process shifts to step S8. When the process proceeds to step S8, the timer starts operating. This timer continues to operate until the position Po becomes higher than the lower limit position LLs. In step S8, the electrode position determination unit 12 determines whether the operation time of the timer has exceeded the timeout time Tout. When the operation time of the timer exceeds the timeout time Tout, the process proceeds to step S9, and the electrode position determination unit 12 outputs a stop signal Sstop. The electrode lifting master control unit 14 that has received the stop signal Sstop supplies the speed command value F0 to the electrode lifting motor driving unit 16 and stops the motor 22. The electrode 2 stops the elevating operation.

タイマの動作時間がタイムアウト時間Toutを超えていないときには、ステップS5に戻って位置Poの判定を行う。ここで、タイムアウト時間Toutを超えないうちにステップS5で電極2の位置Poが下限位置LLsよりも上となったときには、タイマは停止され、リセットされる。なお、ステップS6において動作するタイマのタイムアウト時間と、ステップS8において動作するタイマのタイムアウト時間とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。   If the operation time of the timer does not exceed the timeout time Tout, the process returns to step S5 to determine the position Po. Here, when the position Po of the electrode 2 becomes higher than the lower limit position LLs in step S5 before the timeout time Tout has elapsed, the timer is stopped and reset. Note that the timeout time of the timer operating in step S6 and the timeout time of the timer operating in step S8 may be the same or different.

電極移動距離演算部18が出力する移動距離Lmにもとづいて、電極2の上限位置ULsまたは下限位置LLsへの到達を検出するときには、タイマを用いることによって、ノイズ等による誤検出等を排除することができ、安全に昇降動作の保護を行うことができる。   When detecting the arrival of the electrode 2 at the upper limit position ULs or the lower limit position LLs based on the moving distance Lm output from the electrode moving distance calculating unit 18, a timer is used to eliminate erroneous detection due to noise or the like. And the protection of the elevating operation can be safely performed.

本実施形態のアーク炉電極昇降装置10の作用および効果について、比較例のアーク炉電極昇降装置110と比較しつつ説明する。
図3は、比較例のアーク炉電極昇降装置110を例示するブロック図である。比較例のアーク炉電極昇降装置110では、電極位置判定部および電極移動距離演算回路を有しない点で、本実施形態のアーク炉電極昇降装置10と相違する。
図3に示すように、比較例のアーク炉電極昇降装置110では、電極昇降主幹制御部114が、アーク電流に相当する電流値Iおよびアーク電圧に相当する電圧値Vにもとづいて、インピーダンスを計算し、基準インピーダンスとの偏差を0とするように電極2の位置を制御する。電極昇降主幹制御部114は、上限リミット信号SULを受信したときに、上昇方向への制御を停止し、下降方向への制御信号を出力する。また、下限リミット信号SLLを受信したときに、下降方向への制御を停止し、上昇方向への制御信号を出力する。
The operation and effect of the arc furnace electrode lifting device 10 of the present embodiment will be described in comparison with the arc furnace electrode lifting device 110 of the comparative example.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an arc furnace electrode elevating device 110 of a comparative example. The arc furnace electrode lifting device 110 of the comparative example is different from the arc furnace electrode lifting device 10 of the present embodiment in that it does not have an electrode position determination unit and an electrode moving distance calculation circuit.
As shown in FIG. 3, in the arc furnace electrode lifting device 110 of the comparative example, the electrode lifting master control unit 114 calculates the impedance based on the current value I corresponding to the arc current and the voltage value V corresponding to the arc voltage. Then, the position of the electrode 2 is controlled so that the deviation from the reference impedance becomes zero. When receiving the upper limit signal SUL, the electrode raising / lowering master control unit 114 stops the control in the upward direction and outputs a control signal in the downward direction. When the lower limit signal SLL is received, the control in the descending direction is stopped, and a control signal in the ascending direction is output.

一方で、上限リミットスイッチ20aや下限リミットスイッチ20bに故障が発生した場合等では、電極2が上限位置ULsまたは下限位置LLsに到達しているにもかかわらず、上限リミット信号SULや下限リミット信号SLLが出力されないおそれがある。電極昇降主幹制御部114は、上限リミット信号SULや下限リミット信号SLLにもとづいて、制御信号を出力することができないので、電極2は、上限位置ULsや下限位置LLsを超えて昇降動作を継続する。その結果、交流アーク炉の機械系を破損等してしまうおそれがある。上述したように、リミットスイッチの万一の故障等のためにバックアップ用にさらに上方、下方にバックアップ用リミットスイッチを設けることは、制御系の大幅な変更が生じ事実上困難であったり、物理的に追加すること自体が困難であったりする場合もある。   On the other hand, when a failure occurs in the upper limit switch 20a or the lower limit switch 20b, the upper limit signal SUL or the lower limit signal SLL despite the electrode 2 reaching the upper limit position ULs or the lower limit position LLs. Might not be output. Since the electrode lifting master control unit 114 cannot output a control signal based on the upper limit signal SUL and the lower limit signal SLL, the electrode 2 continues the lifting operation beyond the upper limit position ULs and the lower limit position LLs. . As a result, the mechanical system of the AC arc furnace may be damaged. As described above, providing a backup limit switch further above and below for backup due to a failure of the limit switch or the like is difficult due to a significant change in the control system, or is physically difficult. In some cases, it is difficult to add to

これに対して、本実施形態のアーク炉電極昇降装置10では、電極移動距離演算部18の出力にもとづいて電極2の位置Poを計算して、電極2の位置Poが適正であるか否かを判定する電極位置判定部12を備えている。そのため、アーク炉電極昇降装置10では、ハードウェアとしてリミットスイッチを追加することなく、リミットスイッチのバックアップを行うことができる。本実施形態のアーク炉電極昇降装置10では、ハードウェアを追加することがないので、電極2を停止させる位置や停止させる位置に該当する設定値を任意に設定することができる。たとえば、上限位置ULsのさらに上方や、下限位置LLsのさらに下方に電極2の停止位置を設ける等することができるので、プラントの事情等に合わせて最適な保護システムを構築することができる。   On the other hand, in the arc furnace electrode elevating device 10 of the present embodiment, the position Po of the electrode 2 is calculated based on the output of the electrode moving distance calculation unit 18 to determine whether the position Po of the electrode 2 is appropriate. Is provided. Therefore, in the arc furnace electrode elevating device 10, the limit switch can be backed up without adding a limit switch as hardware. In the arc furnace electrode elevating device 10 of the present embodiment, since no hardware is added, the position where the electrode 2 is stopped or the set value corresponding to the position where the electrode 2 is stopped can be arbitrarily set. For example, since the stop position of the electrode 2 can be provided further above the upper limit position ULs or further below the lower limit position LLs, an optimum protection system can be constructed according to the circumstances of the plant.

以上説明した実施形態によればハードウェア的な制約を考慮することなく、上限リミットスイッチおよび下限リミットスイッチのバックアップを行うことによって、機械系の保護を可能にす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 elevating device capable of protecting a mechanical system by performing backup of an upper limit switch and a lower limit switch without considering hardware restrictions. Can be.

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。   Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These new embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalents thereof. The above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

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 アーク炉電極昇降装置、12 電極位置判定部、14 電極昇降主幹制御部、16 電極昇降電動機駆動部、18 電極移動距離演算部、20a 上限リミットスイッチ、20b 下限リミットスイッチ、22 電動機、23 昇降駆動系、24 電極昇降電動機回転数検出回路
2 electrode, 3 furnace body, 4 scraps, 5 furnace transformer, 6 current transformer, 7 auxiliary transformer, 10 arc furnace electrode lifting / lowering device, 12 electrode position determination unit, 14 electrode lifting / main control unit, 16 electrode lifting / lowering motor Drive unit, 18 electrode moving distance calculation unit, 20a upper limit switch, 20b lower limit switch, 22 motor, 23 lifting drive system, 24 electrode lifting motor rotation speed detection circuit

Claims (2)

電極と一体となって昇降される昇降マストに設けられ、機械系に損傷を与えることなく、前記電極が移動することができる上限位置に設けられた上限リミットスイッチおよび前記電極が移動することができる下限位置に設けられた下限リミットスイッチを有するアーク炉のアーク炉電極昇降装置であって、
前記電極を昇降動作させる電動機の回転数にもとづいて、前記電極の移動距離を出力する電極移動距離演算部と、
前記移動距離にもとづいて、前記電極の位置を判定して前記電極を停止させる停止信号を出力する電極位置判定部と、
前記停止信号にもとづいて、前記電極の昇降動作を停止させる主幹制御部と、
を備え、
前記電極位置判定部は、
前記移動距離が第1しきい値よりも大きい場合、または、前記移動距離が前記第1しきい値よりも小さい値を有する第2しきい値よりも小さいときに、前記停止信号を出力し、
前記電極の移動の前記上限位置に達した場合に前記上限リミットスイッチが出力する上限リミット信号を受信したときに、前記電極の位置を前記上限位置に設定し、前記電極の移動の前記下限位置に達した場合に前記下限リミットスイッチが出力する下限リミット信号を受信したときに、前記電極の位置を前記下限位置に設定するアーク炉電極昇降装置。
An upper limit switch and an upper limit switch provided at an upper limit position at which the electrode can be moved without damaging a mechanical system are provided on a lifting mast which is lifted and lowered integrally with the electrode. An arc furnace electrode lifting device for an arc furnace having a lower limit switch provided at a lower limit position,
An electrode moving distance calculation unit that outputs a moving distance of the electrode based on a rotation speed of a motor that moves the electrode up and down,
An electrode position determination unit that determines a position of the electrode based on the moving distance and outputs a stop signal to stop the electrode.
Based on the stop signal, a main control unit that stops the elevating operation of the electrode,
With
The electrode position determination unit,
Outputting the stop signal when the moving distance is larger than a first threshold value or when the moving distance is smaller than a second threshold value having a value smaller than the first threshold value;
When receiving the upper limit signal output by the upper limit switch when reaching the upper limit position of the movement of the electrode, set the position of the electrode to the upper limit position, the lower limit position of the movement of the electrode. An arc furnace electrode elevating device for setting the position of the electrode to the lower limit position when receiving a lower limit signal output from the lower limit switch when the lower limit switch is reached.
前記電極位置判定部は、前記移動距離が第1時間を超えて前記第1しきい値よりも大きいときに前記停止信号を出力し、前記移動距離が第2時間を超えて前記第2しきい値よりも小さいときに前記停止信号を出力する請求項1記載のアーク炉電極昇降装置。   The electrode position determination unit outputs the stop signal when the moving distance exceeds the first threshold value for more than a first time, and the second threshold value when the moving distance exceeds a second time. 2. The arc furnace electrode lifting device according to claim 1, wherein the stop signal is output when the stop signal is smaller than a value.
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