JPS622609B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアーク炉の操業方法およびアーク炉
に関するもので、とくに炉床の損傷が少なく溶解
時間の短縮が有利に達成できる新規な方法につい
て提案する。

製鋼用アーク炉では炉内のスクラツプを溶解さ
せるためにスクラツプと電極間にアークを発生さ
せている。発生したアーク熱はそのすべてがスク
ラツプの溶解のために消費されているわけではな
く、炉内に内張りしている耐火物にも吸収されこ
れを加熱して損傷を与える。特に溶解初期（ボー
リング期〜湯溜り形成期）においては、電極下端
が炉床に近いため、多大のアーク熱を与えればそ
れだけ炉床が損傷を受けやすく、穴あき状態を呈
するまでに至る。このような炉床損傷を避けるに
は溶解初期においてアーク電力を少なくすればよ
いが、それを行うと溶解所要時間を延長して生産
性をダウンさせるという問題点があつた。

この点従来は、オペレータの勘により電極先端
を想定しながら手動で投入電力を変化させる方
法、或いは電極を把持している電極昇降マストの
最下点位置をレベル計で検知した時点で投入電力
をステツプ状に減少させる方法等で対処してい
た。前者の場合、電極が炉床に近い時は電力を少
なくし、電極が炉床から離れるに従つて電力を増
加させるものであるが、電極と炉床との距離を目
測、勘によつて調節していたため、しばしば炉床
に近づけすぎたりしてこれを傷め出鋼後の補修が
不可欠であつた。また、この方法は効率の良い溶
解ができない点があつた。一方、後者の場合、電
極位置に対応する連続的な供給電力の制御がなさ
れていないため炉床保護につながらないという欠
点があつた。とくに、この方法の場合電極の最下
点到達位置を定め、電極がその位置に達したとき
始めてアーク電力を低下させるのであるから、通
常近づく寸前まで高いアーク電力を供給している
ことになり、長い間の繰返し操業により床掘れ現
象を生じる上、それが前記最下点位置を変動させ
て効率的な電力供給を困難にするという欠点があ
つた。

しかも、上述の従来技術のいずれの方法にも共
通したことであるが、複数本の電極についてそれ
らの位置変化を個別に把握していないため、実際
のアーク炉においては各電極下端と炉床との距離
が異つていることを考えれば、各電極を包括した
形で制御しても真に適切な制御にはなり得ないと
いう問題点もあつたのである。

本発明は叙上した従来法の欠点を解消し、炉床
の損傷を最少にかつ出来るだけ多くの電力を加え
て溶解時間の短縮を図りうるアーク炉の操業技術
とその操業を行うのに必要な炉設備、すなわち炉
本体に対して、電極昇降装置や電力制御装置など
を付帯させたアーク炉について提案するものであ
る。以下にその構成の詳細を説明する。

図面の第１図は製鋼用アーク炉１における溶解
初期の電極２先端と炉内装入のスクラツプの挙動
について示す図であり、溶解は図中のａ→ｂ→ｃ
の順で進行する。すなわち、点弧ののち電極２は
スクラツプをボーリングしながら炉床に向けて降
下するボーリング期操業ａによつて炉床に達し、
そのボーリング期操業で生成した溶鋼を順次炉床
に貯溜していく湯溜形成期の操業によつて図示の
ｂの状態になる。このｂの状態ではアークが炉床
の耐火物に直接触れるため、ここでアーク電力を
高くすると炉床の損傷が激しく床掘れ現象を生ず
る。しかし、溶解期操業に移る図示のｃの状態で
は、溶鋼の貯溜量が増すので、アーク電力を増大
させても炉床は溶鋼で遮断されこれを傷めること
はない。

このような観点から本発明者らは、電極〜炉床
間の距離とアーク電力との関係について研究した
ところ、第２図で示すような知見を得た。それは
電極が炉床５に近づく程アーク電力を低下させて
いく一方、一旦電極〜炉床間距離が最底になる電
極最下点位置に達して溶鋼量が増えたのちは、該
電極２…が上昇するにつれてアーク電力を漸増さ
せていくような、常にアーク電力が各電極２の動
きに応じてそれに見合つた大きさのものに連続的
に制御されるというアーク炉の操業を行えば、所
期した炉床の保護と溶解時間の短縮という効果が
得られることが判つた。

とりわけ、この発明にかかるアーク炉の操業で
は、各スクラツプチヤージの前に、各電極２…を
それぞれ炉床に接触させて炉床高さによつて電極
２…の最下点位置を補正し、常に正確な最下点位
置を割り出し、これを基準にしてアーク電力の制
御を行うようにした。このようにすれば繰返し操
業に伴う床掘れがあつたような場合でも常に正確
なアーク電力の供給が図れるようになる。

次に、本発明のアーク炉操業を実施する際に用
いるアーク炉、とくにこの炉に付帯させた電力制
御装置の部分を中心に説明する。第３図にその構
成を示す。図面に示す符号の１は製鋼用アーク炉
の炉本体で、内部にスクラツプを装入し、電極２
との間でアークを発生させて該スクラツプ４を溶
解するものである。この電極２は電極昇降マスト
３に把持されており、一方電極昇降マスト３はワ
イヤー４でワイヤードラム５に巻付けたワイヤー
４の繰出し・繰入れによつて上下方向に昇降する
構造となつている。ワイヤー４の中間には圧力検
出器８が装着されていて、ワイヤー４の緊張ゆる
みを検出する。該ワイヤードラム５はモータ６お
よびモータ回転検出器７に接続されている。

上記アーク炉の操業方法の実施に当たつて用い
るアーク炉は、炉本体１に対し、電極２、電極の
昇降装置、その電極に供給する電力を制御するた
めの電力制御装置を付帯させてなるものである。
そして、かかる電力制御装置は原料（スクラツ
プ）や操業形態から定まる溶解必要電力量の設定
による溶解過程に主として電極位置に応じたアー
ク電力を供給する電力供給制御器９と、電極レベ
ル検知器からのレベル信号と、電極下端を炉床面
に接触させて零点補正をした電極位置信号を出力
する電極位置カウンター１１と、電極の最下点到
達前の炉床・電極下端の相対位置の順次変化を示
す前記電極位置出力信号を受けて各電極のアーク
電流漸減指令を前記電力供給制御器に出力する下
降電力設定器１２と、前記電極位置信号を予め設
定した電極最下点位置とを比較して電極の最下点
位置到達を検知する比較器１３と、その比較器出
力信号を受けてスタートする電力量が所定の溶鋼
貯溜量になるまでカウントする電力量カウンター
１４と、電極が最下点に到達した後に溶鋼貯溜量
が所定量になつたことを検知して各電極に流すア
ーク電流を漸増させていく信号を上記電力供給制
御器９に出力する上昇電力設定器１５とからなる
ものである。

以下にこの装置の作用について説明する。ま
ず、製鋼用アーク炉１にスクラツプが装入されて
いない時期に、電極２を炉内に下げて炉床に接触
させる。このとき電極、炉床間の相対距離はゼロ
となり、電極ワイヤ４のゆるみを検出する圧力検
出器８による電極・炉床接触信号５２と、モータ
回転検出器７より出される電極位置移動信号５１
とが電極位置カウンター１１に入力されることで
カウンターのゼロセツト及びカウントにより各操
業回ごとの零点補正された電極相対位置信号５３
が得られる。こうして得た補正後の電極相対位置
信号５３の出力は下降電力設定器１２に入り、こ
の下降電力設定器１２では入出力特性が第２図に
示した形になるよう溶解の進行に応じてアーク電
力を下げる方向に電力下降設定信号５４を電力供
給制御器９に出力する。また該電極相対位置信号
５３は比較器１３にも入り、ある定められた電極
相対位置基準信号５５と比較され、これが電極２
の先端が炉床近辺にたどりついたことを検知す
る。

その比較器１３の出力信号は、アーク電力の積
算スタート信号５６であり、アーク電力信号５７
とともに電力量カウンター１４に入り、電極２が
炉床に致達した後の電力量を積算していく。この
積算量が溶鋼量に比例するため、出力として溶鋼
量信号５８が得られる。溶解がさらに進行すると
電極相対位置信号が増え、アーク電力を上げてよ
くなり、上昇電力設定器１５で、前述第２図のカ
ーブに乗せて、上昇電力設定信号５９を出し、電
力供給制御器９に与えている。

以上説明したところから明らかなように本発明
によれば、炉床の損傷が少なくなり出鋼後の炉修
費用が軽減されるとともに、溶解時間についても
従来のようなオペレーターによる無駄、バラツキ
が減少し短縮された。

【図面の簡単な説明】

図面の第１図はアーク炉溶解初期の炉内状況を
示す線図、第２図は本発明の電力供給特性図、第
３図は電力制御装置のブロツク線図である。 １…製鋼用アーク炉、２…電極、３…電極昇降
マスト、４…ワイヤー、５…ワイヤードラム、６
…モータ、７…モータ回転検出器、８…圧力検出
器、９…電力供給制御器、１１…電極位置カウン
ター、１２…下降電力設定器、１３…比較器、１
４…電力量カウンター、１５…上昇電力設定器、
５１…電極位置移動信号、５２…電極・炉床接触
信号、５３…電極相対位置信号、５４…電力下降
設定信号、５５…電極相対位置基準信号、５６…
積算スタート信号、５７…アーク電力信号、５８
…溶鋼量信号、５９…上昇電力設定信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給電力を制御することによりアーク炉の操
   業を行うに当り、アーク点弧に先立ちスクラツプ
   チヤージの前に各電極下端を炉床に押当ててそれ
   ぞれの電極最下点位置を補正し、ボーリング操業
   に際して下降させる各電極が補正された前記電極
   最下点位置に達するまではアーク電力を電極の降
   下に応じて漸減させ、最下点位置に達した後、電
   極には炉床保護に足る所定量の溶湯が炉床に溜ま
   るに必要な積算電力量になるまでの間一定の低い
   アーク電力を与え、その後電極の上昇とともにそ
   の上昇幅に応じて供給するアーク電力量を漸増さ
   せて溶解末期に至らしめことを特徴とするアーク
   炉の操業方法。 ２ 炉本体に対して、電極、電極の昇降装置、そ
   の電極に供給する電力を制御するための電力制御
   装置を付帯させてなるアーク炉において、前記電
   極位置の推移に合わせて必要な電力を供給する電
   力供給制御器と、位置補正した電極位置信号を出
   力する電極位置カウンターと、前記電極の最下点
   到達前の炉床電極下端の相対位置の順次変化を示
   す前記電極位置出力信号を受けて各電極のアーク
   電流漸減指令を前記電力供給制御器に出力する下
   降電力設定器と、前記電極位置信号を予め設定し
   た電極最下点位置とを比較して電極の最下点位置
   到達を検知する比較器と、その比較器出力信号を
   受けてスタートする電力量が所定の溶鋼貯溜量に
   なるまでカウントする電力量カウンターと、前記
   電極が最下点に到達した後に溶鋼貯溜量が所定量
   になつたことを検知して各電極に流すアーク電流
   を漸増させていく信号を前記電力供給制御に出力
   する上昇電力設定器とで構成される電力制御装置
   を設けたことを特徴とするアーク炉。