JPH0654715B2 - Arc current control method for DC arc furnace - Google Patents
Arc current control method for DC arc furnaceInfo
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- JPH0654715B2 JPH0654715B2 JP63268936A JP26893688A JPH0654715B2 JP H0654715 B2 JPH0654715 B2 JP H0654715B2 JP 63268936 A JP63268936 A JP 63268936A JP 26893688 A JP26893688 A JP 26893688A JP H0654715 B2 JPH0654715 B2 JP H0654715B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、炉内に原料スクラップを装入する一方、電極
に直流電圧を印加して電極と原料との間にアークを発生
させ、そのアーク熱を利用して原料を溶解する、いわゆ
る製鋼用直流アーク炉におけるアーク電流制御方法に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is to charge a raw material scrap into a furnace while applying a DC voltage to an electrode to generate an arc between the electrode and the raw material. The present invention relates to an arc current control method in a so-called DC arc furnace for steelmaking, in which a raw material is melted by using arc heat.
直流アーク炉の電源構成は第4図に示すように高圧3相
交流電源を整流器用変圧器1によって数百ボルトに降圧
し、サイリスタを用いた整流器2により直流を得て直流
リアクトル7及び水冷ケーブル8を経て黒鉛電極3に直
流電圧を印加し、該電極3の先端と炉9内のスクラップ
又は溶鋼4との間に直流アーク5を発生させ、このアー
クエネルギーによってスクラップの溶解や溶鋼の昇温を
行うものである。図中6は、炉負荷開閉器である。As shown in FIG. 4, the DC arc furnace has a power supply configuration in which a high-voltage three-phase AC power supply is stepped down to several hundreds of volts by a rectifier transformer 1, and a rectifier 2 using a thyristor is used to obtain a direct current and a DC reactor 7 and a water-cooled cable. DC voltage is applied to the graphite electrode 3 via 8 to generate a DC arc 5 between the tip of the electrode 3 and the scrap or molten steel 4 in the furnace 9, and the arc energy melts the scrap and raises the temperature of the molten steel. Is to do. Reference numeral 6 in the figure denotes a furnace load switch.
このような回路構成で、直流アーク5を一般の負荷と見
なせば同様の電源構成としては、電解用整流器システム
等をはじめとして一般産業用として多く見られるもので
あり、電流を制御する方法として直流電流を直接的に又
は等価的に交流側にて計測し予め設定された値との差を
もって整流器2のサイリスタの位相を制御する方法が一
般的にとられており、その制御応答おくれは数十m秒〜
数秒に設計される。With such a circuit configuration, if the DC arc 5 is regarded as a general load, a similar power supply configuration is often found in general industrial applications such as an electrolytic rectifier system, and is used as a method for controlling current. A method is generally used in which a direct current is measured directly or equivalently on the alternating current side and the phase of the thyristor of the rectifier 2 is controlled by a difference from a preset value, and the control response delay is several times. 10 ms ~
Designed in seconds.
また、機器の保護を目的として過大電流が流れた時点で
サイリスタの点弧パルス位相を強制的に電流がゼロとな
るような位相までシフトするようないわゆるパルスシフ
ト回路を具備することが行われる。Further, a so-called pulse shift circuit for forcibly shifting the ignition pulse phase of the thyristor to a phase at which the current becomes zero when an excessive current flows is provided for the purpose of protecting the equipment.
ところで、アーク炉においては溶解の過程においていわ
ゆる原料スクラップの溶落という現象が発生し、電極3
と原料スクラップがタッチすることにより短絡状態とな
ることがあり、特に直流アーク炉では炉内下部の方で溶
解形状はかまくら状となるので、ある段階でスクラップ
が層状にドサッと落ちる“棚落ち”により前記短絡は頻
繁に発生する。By the way, in an arc furnace, a phenomenon of so-called raw material scrap burn-off occurs during the melting process, and the electrode 3
The raw material scrap may touch to cause a short circuit. Especially, in the DC arc furnace, the melting shape becomes a pillow shape in the lower part of the furnace, so at some stage the scrap falls off in layers in a “shelf”. Due to this, the short circuit occurs frequently.
この短絡状態は、瞬間的(ms以下)な一過性のものか
ら長時間(10ms以上)のものまで種々の継続時間を有
するものが、ランダムに発生しその都度短絡電流が流れ
る。This short-circuited state has various durations ranging from a momentary (ms or less) transient to a long time (10 ms or more), and a short-circuit current flows at each occurrence.
前記アーク炉以外の一般産業用のシステムでは、短絡現
象は機器のトラブルとしてのみ発生するので、この電流
が流れた場合には、機器故障として前述のパルスシフト
回路や、しゃ断器開放等の方法により、システムを停止
することも可能である。しかし、アーク炉の場合には前
記のごとく短絡電流がごく通常の運転過程の1現象とし
てあらわれるため、この短絡電流をいかに処理するかが
重要なポイントとなる。In general industrial systems other than the arc furnace, the short-circuit phenomenon occurs only as a trouble of the equipment, so when this current flows, it is considered as equipment failure by the above-mentioned pulse shift circuit, the method of opening the breaker, etc. It is also possible to stop the system. However, in the case of an arc furnace, the short-circuit current appears as one phenomenon in the normal operation process as described above, and therefore how to handle this short-circuit current is an important point.
けだし、短絡現象の度にシステムを停止していたので
は、再度アークを発生させるまでのロスタイムが大き
く、生産効率が非常に低下するからである。This is because if the system is stopped every time a short circuit occurs, the loss time until the arc is generated again becomes large, and the production efficiency is greatly reduced.
当然ながらこの短絡電流に連続的に耐え得る機器定格を
有するシステムを形成することも対策の一つであるが、
定格自体が飛躍的に大きくなるために、経済的な面でデ
メリットとなる。また、第4図に示すごとく直流側にリ
アクトル7を設け短絡電流の立ち上がりをゆっくりと
し、この間に制御を行うことも対策の一つであるが、リ
アクトル7自体に抵抗分があるためあまりに大きなリア
クタンスは得ることができない。Of course, forming a system with a device rating that can continuously withstand this short-circuit current is one of the measures,
The rating itself is dramatically increased, which is a disadvantage from an economical point of view. As shown in FIG. 4, the reactor 7 is provided on the DC side to slow the rise of the short-circuit current, and control is performed during this period. However, since the reactor 7 itself has a resistance component, the reactance is too large. Can't get
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、機器の定
格をできるだけ小さく、かつ直流リアクトルのリアクタ
ンスも最低限とした上で、回路定数によって決定される
短絡電流を低いレベルにおさえ込むことができる直流ア
ーク炉のアーク電流制御方法を提供することにある。The object of the present invention is to eliminate the inconvenience of the conventional example, to keep the rating of the device as small as possible, and to minimize the reactance of the DC reactor, and to suppress the short-circuit current determined by the circuit constant to a low level. An object of the present invention is to provide an arc current control method for a direct current arc furnace.
本発明は前記目的を達成するために、変圧器で降圧した
交流電圧を整流器により直流に変換して直流アーク炉の
電極に印加する回路に電流検出手段を設け、この電流検
出手段により検出する過電流検出レベルを多段とし、検
出レベルに応じて整流器の出力電流の大きさを検出レベ
ルが大きいときには大きく、検出レベルが小さいときに
は小さくそれぞれ低下させ、整流器の出力電流を低下よ
りも極力低いレベルに制限することを要旨とするもので
ある。In order to achieve the above object, the present invention provides a current detection means in a circuit for converting an AC voltage stepped down by a transformer into a direct current by a rectifier and applying it to an electrode of a DC arc furnace. The current detection level is multistage, and the magnitude of the output current of the rectifier is increased according to the detection level when the detection level is high, and decreased when the detection level is low, respectively, and the output current of the rectifier is limited to a level as low as possible. The main point is to do.
本発明によれば、炉内短絡時に電流検出手段で過電流を
検出するが、この過電流検出レベルを多段とすることに
より電極とスクラップの接触状態を何通りかにわけて検
知することができる。そして、過電流検出レベルに応じ
て整流器のサイリスタを位相制御して接触状態が強い場
合は整流器出力を大きく低下させ、小さい場合は同じく
小さく低下させることにより、シフト中の電流をいずれ
も一定のレベルまで下げることができ、アーク炉の炉内
短絡時に発生する短絡電流を極力低いレベルに制御する
ことになる。According to the present invention, the overcurrent is detected by the current detection means at the time of a short circuit in the furnace, but the contact state between the electrode and the scrap can be detected in several ways by setting the overcurrent detection levels in multiple stages. . Then, by controlling the phase of the rectifier thyristor according to the overcurrent detection level, the rectifier output is greatly reduced when the contact state is strong, and when it is small, the rectifier output is similarly reduced to a constant level. Therefore, the short-circuit current generated at the time of short-circuiting in the arc furnace can be controlled to a level as low as possible.
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の直流アーク炉のアーク電流制御方法の
1実施例を示すブロック回路図である。本発明は、第4
図に示した直流アーク炉の電源回路に電流検出手段とし
て電流検出器10を付設した。この電流検出器10は整流器
2の直流出力側に設けた直流変流器11から出力を受ける
ものとするか、又は変圧器1の2次巻線側からの交流出
力を変換器12で直流に変換して出力を受けるものでもよ
い。FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of an arc current control method for a DC arc furnace according to the present invention. The present invention is the fourth
A current detector 10 was attached to the power supply circuit of the DC arc furnace shown in the figure as current detection means. This current detector 10 receives an output from a DC current transformer 11 provided on the DC output side of the rectifier 2, or converts an AC output from the secondary winding side of the transformer 1 into a DC by a converter 12. It may be converted and received.
電流検出器10の検出出力を多段コンパレータ13に導入
し、このコンパレータ13での各検出レベルに応じた出力
をパルスシフト位相関数発信器14に導入し、さらに整流
器2のサイリスタを点弧するパルス発信器15をこのパル
スシフト位相関数発信器14で制御するようにした。The detection output of the current detector 10 is introduced into the multi-stage comparator 13, the output corresponding to each detection level in this comparator 13 is introduced into the pulse shift phase function oscillator 14, and further the pulse emission for firing the thyristor of the rectifier 2 The device 15 is controlled by the pulse shift phase function oscillator 14.
先に述べたように電極3とスクラップとが接触すると、
短絡状態となり電源回路に過電流が発生するが、これを
電流検出器10で検出し、多段コンパレータ13でその検出
レベルを判定する。As described above, when the electrode 3 and scrap contact with each other,
A short circuit occurs and an overcurrent is generated in the power supply circuit, which is detected by the current detector 10 and the detection level is determined by the multistage comparator 13.
第2図はこの短絡現象時の電流変化を示す図で、電流I
dcは短絡発生時に整流器2の定格からはね上がるが、こ
の過電流を電極3とスクラップによる接触状態の相違で
接触抵抗R1,R2,R3と分けた場合、過電流検出レ
ベルL1,L2,L3はL1=R1で電極3とスクラッ
プが比較的軽い状態で接触している状態を示し、L3=
R3でかなり強く接触している状態を示す。FIG. 2 is a diagram showing the current change at the time of this short circuit phenomenon.
dc jumps from the rating of the rectifier 2 when a short circuit occurs, but when this overcurrent is divided into contact resistances R 1 , R 2 and R 3 due to the difference in the contact state due to the electrode 3 and scrap, the overcurrent detection levels L 1 and L 2 , L 3 indicates L 1 = R 1 and the state where the electrode 3 and the scrap are in relatively light contact with each other, and L 3 =
R 3 shows a state where the contacts are fairly strong.
ところで、サイリスタ整流器の出力電圧が、制御位相角
によって制御可能なることはよく知られている通りであ
るが、代表的な2重星形結線とグレッツ結線とについて
その関係を以下に示す。By the way, it is well known that the output voltage of the thyristor rectifier can be controlled by the control phase angle. The relation between typical double star connection and Gretz connection is shown below.
2重星形結線 グレッツ結線 但し Ed:正流出力電圧 u :転流重なり角 α :制御位相角 これらの電圧出力波形は第3図に示すごとく制御位相角
αの大小によって、大きく変化する。Double star connection Grets connection However, Ed: forward current output voltage u: commutation overlapping angle α: control phase angle These voltage output waveforms greatly change depending on the magnitude of the control phase angle α as shown in FIG.
直流電流Idはこの電圧Edを回路インピーダンス
(R)で除した値となるが、回路にインダクタンス分を
含むゆえ、電流波形は電圧波形より平滑化された形とな
り、その平均的な値(平均直流電流は)αによって大幅
に制御される。The DC current Id has a value obtained by dividing the voltage Ed by the circuit impedance (R). However, since the circuit includes an inductance component, the current waveform has a smoothed form from the voltage waveform, and its average value (average DC The current is largely controlled by) α.
αの大が、第3図に示す値よりさらに大きくなっていく
と電圧Ed値は零に近づき、電流Idの値もこれに従っ
て少なくなる。When the value of α becomes larger than the value shown in FIG. 3, the voltage Ed value approaches zero, and the value of the current Id also decreases accordingly.
本発明は、前記多段コンパレータ13で検出したL1,L
2,L3のレベルのいずれも電流Idcを零電流付近の値
(Idc・ps)まで下げるようにする。The present invention relates to L 1 , L detected by the multi-stage comparator 13
2, none of the L 3 levels to lower the current Idc to zero current near the value (Idc · ps).
前記グレッツ結線型の整流器2では となり、Idc・psが同じ値をとるとすれば、Rが大のと
きはαは大、Rが小のときはαは小でなければならな
い。In the Gretz connection type rectifier 2, Therefore, if Idc · ps has the same value, α must be large when R is large and α must be small when R is small.
従って、R1=α1,R2=α2,R3=α3とすると
パルスシフト位相関数発信器14でのパルスシフトの位相
角はα1>α2>α3となり、過電流検出レベルが大で
あれば位相角α3を大きくとり、レベルが小であれば位
相角α1を小さくとることになる。一例として、L1=
130%,L2=150%,L3=170%とすれば、L1のと
き位相角100゜、L2のとき120゜、L3のとき130゜と
する。Therefore, if R 1 = α 1 , R 2 = α 2 , R 3 = α 3 , the phase angle of the pulse shift in the pulse shift phase function oscillator 14 becomes α 1 > α 2 > α 3 and the overcurrent detection level Is large, the phase angle α 3 is large, and when the level is small, the phase angle α 1 is small. As an example, L 1 =
130%, L 2 = 150% , if L 3 = 170%, the phase angle 100 ° when L 1, 120 ° when L 2, to 130 ° when L 3.
以上述べたように本発明の直流アーク炉のアーク電流制
御方法は、変圧器で降圧した交流電源を整流器により直
流に変換して電極に印加する回路において、炉内短絡時
に発生する短絡電流を常に極力低いレベルに制限できる
ものであり、機器の定格をできるだけ小さくし、またリ
アクタンスも最低限とすることができるなど経済的設計
が可能となり、またアークの安定性にも寄与できるもの
である。As described above, the arc current control method of the DC arc furnace of the present invention, in the circuit for converting the AC power source stepped down by the transformer into DC by the rectifier and applying it to the electrodes, the short-circuit current generated at the time of short-circuiting in the furnace is always It is possible to limit it to a level as low as possible, which makes it possible to economically design the equipment by making the rating as small as possible and minimizing the reactance, and also contributing to the stability of the arc.
第1図は本発明の直流アーク炉のアーク電流制御方法の
1実施例を示すブロック回路図、第2図は短絡現象時の
電流波形図、第3図はサイリスタ整流器の位相角制御に
よる電圧、電波の波形図、第4図は直流アーク炉の電源
構成を示す回路図である。 1……整流器用変圧器、2……整流器 3……電極、4……スクラップ又は溶鋼 5……直流アーク、6……炉負荷開閉器 7……直流リアクトル、8……水冷ケーブル 9……炉、10……電流検出器 11……直流変流器、12……変換器 13……多段コンパレータ 14……パルスシフト位相関数発信器 15……パルス発信器FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of an arc current control method for a DC arc furnace of the present invention, FIG. 2 is a current waveform diagram at the time of a short circuit phenomenon, and FIG. 3 is a voltage by phase angle control of a thyristor rectifier, FIG. 4 is a circuit diagram showing a power supply configuration of a DC arc furnace, which is a waveform diagram of radio waves. 1 ... Rectifier transformer, 2 ... Rectifier 3 ... Electrode, 4 ... Scrap or molten steel 5 ... DC arc, 6 ... Furnace load switch 7 ... DC reactor, 8 ... Water cooling cable 9 ... Furnace, 10 ... current detector 11 ... DC current transformer, 12 ... converter 13 ... multi-stage comparator 14 ... pulse shift phase function oscillator 15 ... pulse oscillator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧 敏道 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高橋 昭一 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 岡崎 金造 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 実開 昭60−152293(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Toshimichi Maki, 1-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Shoichi Takahashi, 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside the Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Kinzo Okazaki 1-1, Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fuji Electric Co., Ltd. (56) References
Claims (1)
直流に変換して直流アーク炉の電極に印加する回路に電
流検出手段を設け、この電流検出手段により検出する過
電流検出レベルを多段とし、検出レベルに応じて整流器
の出力電流の大きさを検出レベルが大きいときには大き
く、検出レベルが小さいときには小さくそれぞれ低下さ
せ、整流器の出力電流を定格よりも極力低いレベルに制
限することを特徴とする直流アーク炉のアーク電流制御
方法。1. A circuit for converting an AC voltage stepped down by a transformer to a DC by a rectifier and applying it to an electrode of a DC arc furnace is provided with a current detection means, and the overcurrent detection level detected by the current detection means is multistage. According to the detection level, the output current of the rectifier is increased when the detection level is high, and decreased when the detection level is low, respectively, and the output current of the rectifier is limited to a level as low as possible. Arc current control method for DC arc furnace.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268936A JPH0654715B2 (en) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | Arc current control method for DC arc furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63268936A JPH0654715B2 (en) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | Arc current control method for DC arc furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02117093A JPH02117093A (en) | 1990-05-01 |
| JPH0654715B2 true JPH0654715B2 (en) | 1994-07-20 |
Family
ID=17465340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63268936A Expired - Lifetime JPH0654715B2 (en) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | Arc current control method for DC arc furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654715B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152293U (en) * | 1984-03-22 | 1985-10-09 | 株式会社東芝 | DC arc furnace control device |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP63268936A patent/JPH0654715B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02117093A (en) | 1990-05-01 |
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