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公開番号2024162563
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023078187
出願日2023-05-10
発明の名称溶解設備および溶解設備の操業方法
出願人大同特殊鋼株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F27D 11/08 20060101AFI20241114BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】2基の大型直流アーク炉に対して効率良く電力供給を行うことができる溶解設備を提供する。
【解決手段】溶解設備1は、2本の黒鉛電極6,7を有する2基の直流アーク炉2A,2Bと、6台の電源装置20を有する給電手段15と、電源装置20を直流アーク炉2A,2Bへ選択的に接続する接続切替手段29と、各電源装置20から直流アーク炉2A,2Bへの給電を制御する給電制御部50と、を備えている。溶解設備1は、2基の直流アーク炉2A,2Bの何れか一方のみへの給電と、両方への同時給電とが選択可能とされており、同時給電時、何れか一方の直流アーク炉に全電源装置の50%容量を超えて給電可能とされている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２本以上の黒鉛電極を有する２基の直流アーク炉と、
４台以上の電源装置を有する給電手段と、
前記各電源装置を前記各直流アーク炉へ選択的に接続する接続切替手段と、
前記各電源装置から前記各直流アーク炉への給電を制御する給電制御部と、
を備え、
前記２基の直流アーク炉の何れか一方のみへの給電と、両方への同時給電とが選択可能とされており、同時給電時、何れか一方の直流アーク炉に全電源装置の５０％容量を超えて給電可能とされている、溶解設備。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記給電手段が有する前記電源装置の台数は、前記２基の直流アーク炉が有する前記黒鉛電極の合計数よりも多い、請求項１に記載の溶解設備。
【請求項３】
前記２基の直流アーク炉はそれぞれ前記黒鉛電極を２本有し、前記給電手段は前記電源装置を６台以上有している、請求項２に記載の溶解設備。
【請求項４】
前記直流アーク炉１基当りの最大投入電力を供給するのに必須の前記電源装置以外に、バックアップ用の電源装置が前記直流アーク炉に対し給電可能に接続されている、請求項１に記載の溶解設備。
【請求項５】
給電時、前記必須の電源装置に加えて、前記バックアップ用の電源装置からも前記直流アーク炉に対し電力供給を行なう、請求項４に記載の溶解設備。
【請求項６】
前記複数の電源装置が２つ以上の機械室に分かれて設置されている、請求項１に記載の溶解設備。
【請求項７】
請求項１に記載の溶解設備を用い、前記２基の直流アーク炉でそれぞれ鋼を溶製するに際し、
前記直流アーク炉の炉期を、最大投入電力が供給される最大電力期間を含む溶解期と、前記最大投入電力よりも小さい電力が供給される精錬期と、スラグの排滓期と、金属溶湯の出鋼期と、金属原料の装入期とに分けて、
前記溶解期における１炉当りの最大投入電力をＳd、各電源装置の容量値の合計をＳeqipとしたとき、Ｓeqip≧Ｓdとなるように前記最大投入電力を設定し、
一方の直流アーク炉における前記最大電力期間が、他方の直流アーク炉における前記排滓期、前記出鋼期および前記装入期の少なくともいずれかと重複し、且つ、一方の直流アーク炉における前記最大電力期間を除く溶解期および精錬期が、他方の直流アーク炉における前記最大電力期間を除く溶解期および精錬期と重複するように、それぞれの直流アーク炉に対し電力を供給する、溶解設備の操業方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は溶解設備およびこの溶解設備の操業方法に関し、特に２基の直流アーク炉を用いて鋼を溶製する溶解設備およびこの溶解設備の操業方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
アーク炉は、電極間にアークを発生させ、アーク熱によってスクラップ等の金属材料を溶解する。
アークを発生させる電源としての直流電源と直流アーク炉を含む溶解設備の基本構成は、直流アーク炉１基に対して電源装置１台の組み合わせであるが、鋼を溶製するプロセスでは、電力を使用する溶解期や精錬期以外に、排滓期、装入期、出鋼期といった電力を基本的に使用しない時期も存在するため、電源装置の稼働率を一定以上に高めることが難しい問題があった。
【０００３】
電源装置の稼働率を高めるための手段を備えた溶解設備としては、５０％容量の電源装置２台を切替装置を介して２基の直流アーク炉に対し選択的に接続可能に構成したツインタイプの直流アーク炉溶解設備が知られている（例えば下記特許文献１）。
しかしながら下記特許文献１で記載された溶解設備は、各炉が１本の電極を有する構成であるため、例えば溶解のために２００ＭＷ以上の電力を必要とするような大型の炉に対応することは難しい。また電源装置が２台であるため両方の炉に同時に給電した際、各炉に供給できる電力は、最大で５０％容量（各電源装置の容量値の合計の半分）に限定されてしまい、効率的な電力配分が難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平６－３３１２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上のような事情を背景とし、２基の大型直流アーク炉に対して効率良く電力供給を行うことができる溶解設備およびこの溶解設備の操業方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
而してこの発明の第１の局面の溶解設備は次のように規定される。即ち、
２本以上の黒鉛電極を有する２基の直流アーク炉と、
４台以上の電源装置を有する給電手段と、
前記各電源装置を前記各直流アーク炉へ選択的に接続する接続切替手段と、
前記各電源装置から前記各直流アーク炉への給電を制御する給電制御部と、
を備え、
前記２基の直流アーク炉の何れか一方のみへの給電と、両方への同時給電とが選択可能とされており、同時給電時、何れか一方の直流アーク炉に全電源装置の５０％容量を超えて給電可能とされている。
【０００７】
このように規定された第１の局面の溶解設備によれば、各炉が２本以上の黒鉛電極を有する構成であり、大きな電力を必要とする大きな炉容量の炉（大型炉）にも対応することができる。
また、２基の炉で４台以上の電源装置が共用されており、必要に応じて各電源装置の電力を融通することで、電源装置の稼動率を高めることができる。更にこの第１の局面の溶解設備では、同時給電時、一方の炉に全電源装置の５０％超の給電が可能とされるため、例えば２基の炉で、大電力を必要とする溶解期と小電力で足りる精錬期が重複した場合でも、それぞれの炉期に応じた適正な電力をそれぞれの炉に供給することができる。
従って、第１の局面の溶解設備によれば、２基の大型直流アーク炉に対して効率良く電力供給を行うことができる。
【０００８】
ここで、前記給電手段が有する前記電源装置の台数は、前記２基の直流アーク炉が有する前記黒鉛電極の合計数よりも多くすることができる（第２の局面）。
例えば、前記２基の直流アーク炉がそれぞれ前記黒鉛電極を２本有し、前記給電手段が前記電源装置を６台有する構成とすれば、同時給電時に電源装置からの電力を、６７％（４台分の容量）と３３％（２台分の容量）の比率で各炉に分配することができる（第３の局面）。
【０００９】
またこの溶解設備では、直流アーク炉１基当りの最大投入電力を供給するのに必須の前記電源装置以外に、バックアップ用の電源装置を前記直流アーク炉に対し給電可能に接続することができる（第４の局面）。
このようにすれば、何れかの電源装置が故障した場合でも、給電に用いる電源装置を、故障した電源装置からバックアップ用の電源装置に短時間で切り替えて操業を再開することができる。
【００１０】
また、給電時、前記必須の電源装置に加えて、前記バックアップ用の電源装置からも前記直流アーク炉に対し電力供給を行なえば、給電時における電源装置の稼働台数が増え各電源装置を余裕を持たせた状態で（出力を抑えた状態で）稼働させることができ、電源装置の故障率を抑え長寿命化を図ることができる（第５の局面）。
（【００１１】以降は省略されています）

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