BRPI0613414A2

BRPI0613414A2 - método para determinação de pelo menos um estado variável de um forno de arco elétrico, e forno de arco elétrico

Info

Publication number: BRPI0613414A2
Application number: BRPI0613414-9A
Authority: BR
Inventors: Detlef Rieger; Dieter Fink; Detlef Gerhard; Reinhard Sesselmann; Thomas Matschullat
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2011-01-11
Also published as: CA2615929C; CN101228406A; JP2009503419A; RU2415179C2; KR20100092067A; WO2007009924A1; AR055992A1; EP1910763A1; KR101176735B1; CN101228406B; US20100315098A1; BRPI0613414A8; CA2615929A1; RU2008106778A; US9255303B2; KR20080022585A; US20080285615A1; UA87068C2; MX2008000982A

Abstract

MéTODO PARA DETERMINAçãO DE PELO MENOS UM ESTADO VARIáVEL DE UM FORNO DE ARCO ELETRICO, E FORNO DE ARCO ELéTRICO. A presente invenção refere-se a um método para determinação de uma variável de estado de um forno a arco elétrico, especialmente para a determinação do nível da escória espumada (15) em um forno a arco elétrico. De acordo com o método, a energia fornecida ao forno a arco elétrico é determinada com a ajuda de pelo menos um sensor elétrico (13a, 13b, 13c) enquanto o ruído proveniente de estrutura é medido na forma de oscilações no forno a arco elétrico. Pelo menos uma variável de estado, particularmente o nível da escória espumada (15), é determinada por meio de uma função de transferência que é determinada pela avaliação das oscilações medidas, isto é, o ruído proveniente de estrutura, e avaliação do dado medido de pelo menos um sensor elétrico (13a, 13b, 13c). O estado do nível de escória espumada (15) pode também ser de forma confiante reconhecido e monitorado ao longo do tempo. O nível de escória espumada (15) é decisivo para a efetividade com que a energia é alimentada ao forno a arco elétrico. Além do mais, perdas causadas pela radiação são reduzidas por cobrir o arco (18) com a escória espumada (15). O método de medição melhorado permite que o nível de escória espumada seja automaticamente controlado ou regulado de uma forma confiável.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOPARA DETERMINAÇÃO DE PELO MENOS UM ESTADO VARIÁVEL DEUM FORNO DE ARCO ELÉTRICO, E FORNO DE ARCO ELÉTRICO".

A presente invenção refere-se a um método para a determina-ção de pelo menos um estado variável de um forno de arco elétrico com pelomenos um eletrodo, onde a energia suprida para o forno de arco elétrico édeterminada com o auxílio de pelo menos um sensor elétrico. A invençãotambém se refere a um forno de arco elétrico com um envoltório de fornocom pelo menos um eletrodo, onde um fio de corrente é fornecido para cadaeletrodo.

É conhecida a partir de DE 197 48 310 C1 a previsão de escóriaespumada em um forno de arco elétrico com base nos materiais de alimen-tação do forno de arco elétrico, tal como refugo, aço, agentes de formaçãode liga ou materiais misturados, em combinação com a energia suprida parao forno de arco elétrico. No entanto, descobriu-se que as variáveis de estadodo forno de arco elétrico não podem ser determinadas de forma confiável eprecisa o suficiente dessa forma.

O pedido de patente europeu EP 0 637 638 A1 descreve um mé-todo de produção de um metal fundido em um forno de arco elétrico. Aqui, aaltura da camada de uma escória espumada é medida como a variável deestado do forno de arco elétrico è possivelmente utilizada para a regulagemda altura de camada de uma escória espumada. Descritas para a mediçãodo nível de escória espumada são as emissões de ruído originadas do fornode arco elétrico, que são utilizadas na forma de um nível de ruído medidopara o controle da altura da camada de escória espumada. Também é des-crito que a voltagem dos parâmetros operacionais elétricos e a intensidadede corrente do forno de arco elétrico podem ser utilizadas para medição denível.

Um método de regulagem do eletrodo de um forno de arco CC eum dispositivo de regulagem de eletrodo são conhecidos a partir do pedidopublicado EP 0 661 910 A1. Aqui, o suprimento de energia para o forno dearco elétrico é determinado com o auxílio de pelo menos um sensor elétrico.D2 também descreve que o nível de escória no forno de arco é uma variávelde estado.

O objetivo da invenção é se tornar uma determinação aperfeiço-ada das variáveis de estado do forno de arco elétrico possível.

Esse objetivo é alcançado por um método do tipo mencionadono começo, onde as oscilações no forno de arco elétrico são medidas e on-de a variável de estado do forno de arco elétrico é determinada com o auxíliode uma função de transferência que é determinada pela avaliação das osci-lações medidas e pela avaliação dos dados medidos de pelo menos umsensor elétrico.

As variáveis de estado do forno de arco elétrico, em particular asvariáveis de estado referentes ao conteúdo do forno de arco elétrico, podemser determinadas de acordo com a invenção de forma muito precisa e confi-ável enquanto o forno de arco elétrico está em operação, isso é, pode serdeterminado on-line. Isso satisfaz um pré-requisito importante para o contro-le de processo automático aperfeiçoado e regulagem do forno de arco elétrico.

O nível de escória espumada pode ser determinado vantajosa-mente como a variável de estado.

As oscilações, isso é, ruído proveniente da estrutura, no forno dearco elétrico podem ser medidas rapidamente com o auxílio de pelo menosum sensor de aceleração.

As oscilações, isso é, ruído proveniente da estrutura, que ema-nam de um arco de pelo menos um eletrodo do forno de arco elétrico sãomedidas vantajosamente.

Pode ser vantajoso se determinar a função de transferência deum sinal de excitação e de um sinal de saída, o sinal de excitação sendodeterminado pela avaliação dos dados medidos de pelo menos um sensorelétrico e o sinal enviado sendo determinado pela avaliação das oscilaçõesmedidas no forno de arco elétrico.

Pode ser interessante se medir um sinal de corrente com o auxí-lio de pelo menos um sensor elétrico e utilizar o mesmo para formar o sinalde excitação.

Em um desenvolvimento vantajoso do método, o sinal de excita-ção pode ser formado pela multiplicação do sinal de corrente por si mesmo,isso é, raiz quadrada.

Um sinal de voltagem pode ser vantajosamente medido com oauxílio de pelo menos um sensor elétrico e utilizado para formar o sinal deexcitação. Se for adequado, a medição e/ou utilização do sinal de voltagemé realizada como uma alternativa ou em adição à medição e uso do sinal decorrente.

O sinal de excitação pode ser vantajosamente formado pela mul-tiplicação do sinal de corrente pelo sinal de voltagem.

A função de transferência pode ser vantajosamente determinadapor meio de um espectro de potência cruzada.

A função de transferência pode ser preferivelmente avaliada empelo menos uma freqüência discreta.

Pelo menos uma freqüência discreta pode ser vantajosamenteum múltiplo da freqüência da potência alimentada para dentro do arco oupara dentro do forno de arco elétrico.

Pode ser interessante se determinar o nível de escória espuma-da que depende da mudança na função de transferência em uma ou maisfreqüências discretas.

Formas adicionais vantajosas do método descrito acima são es-pecificadas nas reivindicações de patente 14 a 20.

O objetivo também é alcançado por um forno de arco elétricocom um envoltório de forno e com pelo menos um eletrodo, onde um fio decorrente é fornecido para cada eletrodo e, para realizar um método comofornecido acima nas várias formas que assume, pelo menos um sensor elé-trico é fornecido em um fio de corrente e pelo menos um sensor de ruídoproveniente de estrutura para perceber as oscilações é fornecido na parededo envoltório de forno.

As vantagens do forno de arco elétrico de acordo com a inven-ção são, em grande parte, análogas às vantagens do método de acordo coma invenção.

Um sensor elétrico pode ser preferivelmente fornecido para cadaeletrodo.

Pelo menos um sensor de ruído proveniente de estrutura podeser vantajosamente formado como um sensor de aceleração.

Um sensor de ruído proveniente de estrutura pode ser preferi-velmente fornecido para cada eletrodo.

Um ou mais sensores de ruído proveniente de estrutura podemser vantajosamente dispostos em uma parede do envoltório de forno que éoposta ao eletrodo respectivo.

Pelo menos um sensor elétrico e pelo menos um sensor de ruídoproveniente de estrutura podem ser vantajosamente acoplados a um disposi-tivo de processamento de sinal.

Para o acoplamento de pelo menos um sensor de ruído proveni-ente de estrutura com o dispositivo de processamento de sinal, pelo menosum guia de onda ótica pode ser preferivelmente fornecido.

Em um desenvolvimento vantajoso do forno de arco elétrico, pe-lo menos um sensor de ruído proveniente de estrutura pode ser conectadoao guia de onda ótica por meio de pelo menos uma linha de sinal e por meiode um dispositivo ótico disposto na frente do guia de onda ótica.

Pelo menos uma linha de sinal pode ser vantajosamente direcio-nada de forma protegida.

O dispositivo de processamento de sinal pode ser vantajosa-mente acoplado a um dispositivo de regulagem para o forno de arco elétrico.

Vantagens e detalhes adicionais da invenção são descritos abai-xo com base nos exemplos em conjunto com os desenhos, nos quais:

a figura 1 ilustra de forma esquemática um forno de arco elétricode acordo com a invenção;

a figura 2 ilustra de forma esquemática um corte através do for-no de arco elétrico.

A figura 1 ilustra um forno de arco elétrico com um número deeletrodos 3a, 3b, 3c, que são acoplados com um dispositivo de suprimentode corrente 12 por meio de fios de corrente. O dispositivo de suprimento decorrente 12 possui preferivelmente um transformador de forno.

Com o auxílio de pelo menos um eletrodo, no exemplo ilustrado,três eletrodos, 3a, 3b, 3c, os materiais de alimentação, tal como, por exem-pio, refugo e/ou aço, possivelmente com agentes de formação de liga e/oumateriais misturados, são fundidos no forno de arco elétrico. Quando daprodução de aço no forno de arco elétrico, a escória ou escória espumada15 (vide figura 2) é formada e é deixada espumar por assopramento em umamistura, como um meio de aperfeiçoar a energia introduzida por meio de umarco 18 (vide figura 2), que forma pelo menos um eletrodo 3, 3a, 3b, 3c.

No exemplo ilustrado, os sensores elétricos 13a, 13b, 13c sãofornecidos em fios de corrente dos eletrodos 3a, 3b, 3c e podem ser utiliza-dos para medir a corrente e/ou voltagem ou energia suprida para os eletro-dos 3a, 3b, 3c. Os sensores elétricos 13a, 13b, 13c são acoplados com umdispositivo de processamento de sinal 8, por exemplo, por meio de linhas desinal 14a, 14b, 14c para a medição elétrica de sinais, formados como cabos.

Dispostos na parede 2 ou nos painéis do envoltório do forno 1,isso é, na delimitação externa do envoltório de forno 1, encontram-se senso-res de ruído proveniente de estrutura 4a, 4b, 4c para medição das oscila-ções no envoltório de forno 1. Os sensores de ruído proveniente de estrutura4, 4a,~4t)7 4c podem ser dispostos de forma que sejam conectados indireta-mente e/ou diretamente ao envoltório de forno 1 ou à parede 2 do envoltóriode forno 1.

Como indicado no exemplo ilustrado, os sensores para mediçãodo ruído proveniente de estrutura, isso é, os sensores de ruído provenientede estrutura 4, 4a, 4b, 4c, podem ser dispostos na parede externa do envol-tório do forno 1. Os sensores de ruído proveniente de estrutura 4, 4a, 4b, 4cpodem, por exemplo, ser dispostos em intervalos iguais em torno do envoltó-rio de forno 1. A fim de aumentar a precisão das medições de ruído proveni-ente de estrutura, pode ser interessante se fornecer um sensor de ruído pro-veniente de estrutura 4a, 4b, 4c respectivamente para cada eletrodo 3a, 3b,3c. Nesse caso, os sensores de ruído proveniente de estrutura 4a, 4b, 4cnão precisam necessariamente ser dispostos na parede externa do envoltó-rio de forno 1. Pelo menos um sensor 4a, 4b, 4c que é designado a um ele-trodo 3a, 3b, 3c pode ser preferivelmente disposto em um local com a menordistância possível desse eletrodo 3a, 3b, 3c, preferivelmente em um local naparede externa do envoltório de forno 1. O ruído proveniente de estrutura épassado através do banho de aço 16 e/ou através da escória espumada 15para o envoltório de forno 1 e pode ser medido indiretamente e/ou direta-mente no envoltório de forno 1 na forma de oscilações.

Os sensores de ruído proveniente de estrutura 4, 4a, 4b, 4c sãoconectados ao dispositivo de processamento de sinal 8. Os sinais que sãoemitidos pelos sensores de ruído proveniente de estrutura 4, 4a, 4b, e 4cpara o dispositivo de processamento de sinal 8 são pelo menos parcialmentepassados por meio de um guia de onda ótica 7. Disposto entre o guia de on-da ótica 7 e os sensores de ruído proveniente de estrutura 4, 4a, 4b, e 4cencontra-se um dispositivo ótico 6, que serve para amplificar e/ou converteros sinais dos um ou mais sensores de ruído proveniente de estrutura 4, 4a,4b, 4c. As linhas de sinal 5, 5a, 5b, 5c, que transportam os sinais dos senso-res de ruído proveniente de estrutura 4a, 4b, 4c podem ser fornecidos pertodo envoltório de forno 1, ou sob algumas circunstancias até mesmo direta-mente no envoltório de forno 1. As linhas de sinal 5, 5a, 5b, 5c são preferi-velmente direcionadas de forma que sejam protegidas contra calor, camposeletromagnéticos, carga mecânica e/ou outras cargas.

Os sensores elétricos 13a, 13b, 13c podem, preferivelmente, serconectados por meio de linhas de sinal 14a, 14b, 14c que são formadas co-mo cabos, ao dispositivo de processamento de sinal 8. No dispositivo deprocessamento de sinal 8, os dados de avaliação são determinados a partirdos sinais de medição dos sensores de ruído proveniente de estrutura 4, 4a,4b, 4c e dos sinais de medição dos sensores elétricos 13a, 13b, 13c. Os da-dos de avaliação se referem a pelo menos uma variável de estado do fornode arco elétrico, os dados de avaliação se referindo preferivelmente à escó-ria espumada 15 (vide figura 2) ou seu nível. O dispositivo de processamen-to de sinal 8 emite um sinal de estado 10, preferivelmente o nível atualmentecalculado e/ou pré-calculado da escória espumada 15, para um dispositivode regulagem 9 para o forno de arco elétrico. O sinal de estado 10 represen-ta pelo menos parcialmente os dados de avaliação. Levando-se em conside-ração os sinais de estado 10, o dispositivo de regulagem 9 determina os si-nais de regulagem 11 para o forno de arco elétrico, por exemplo, para o con-trole do assopramento da mistura de mídia, a introdução do carvão, a intro-dução de oxigênio e/ou outras substâncias dentro do forno de arco elétrico.

Em um refinamento vantajoso da invenção, os sinais de regula-gem 11 para o controle ou regulagem da posição ou do nível de pelo menosum eletrodo 3, 3a, 3b, 3c também podem ser determinados. A fim de se in-fluenciar a posição, em particular o nível, dos eletrodos 3, 3a, 3b, 3c, um oumais dispositivos de controle para o controle da elevação ou abaixamentodos eletrodos 3, 3a, 3b, 3c são fornecidos e acoplados com o dispositivo deregulagem 9.

Um computador de controle, que não é representado mais espe-cificamente e com o auxílio do qual o acúmulo e nível de escória espumadapodem ser controlados ou regulados, pode ser acoplado ao forno de arcoelétrico. O computador de controle emite sinais de acionamento 11, em par-ticular para um dispositivo de alimentação do forno de arco elétrico. O com-putador de controle pode incluir o dispositivo de processamento de sinal 8e/ou o dispositivo de regulagem 9. Um dispositivo de alimentação do fornode arco elétrico pode, por exemplo, possuir uma lança de injeção, com o au-xílio da qual carbono, oxigênio e/ou cal são assoprados para dentro do fornode arco elétrico, isso é, para dentro do envoltório do forno 1 do forno de arcoelétrico. As substâncias mencionadas acima são assopradas em particularpara dentro da escória espumada 15 acima do banho de aço 16. Com o au-xílio do dispositivo de alimentação, preferiveimente carbono misturado comar é alimentado para dentro da escória espumada 15. Na escória espumada,o carbono é transformado em dióxido de carbono e/ou monóxido de carbono,de forma que a escória espumada 15 seja produzida. Por assopramento emuma mistura de mídia com auxílio do dispositivo de alimentação, a introdu-ção de energia por meio do arco 18 (vide figura 2) é aperfeiçoada. Adicio-nalmente, as perdas através de radiação no forno de arco elétrico são redu-zidas.

É possível se medir a concentração das substâncias, em particu-lar dos gases, no forno de arco elétrico diretamente ou indiretamente e sedeterminar tais concentrações com o auxílio de modelos. Os dados sobre aconcentração das substâncias, tal como, por exemplo, carbono, oxigênio,dióxido de carbono e/ou monóxido de carbono, são preferivelmente alimen-tados para o computador de controle ou o dispositivo de processamento desinal e/ou dispositivo de regulagem 9. Os dados alimentados podem ser pro-cessados e utilizados para determinar os sinais de regulagem 11.

Em um refinamento fornecido por meio de exemplo, o forno dearco elétrico iJustrado na figura 1 é formado como um forno de arco AC detrês fases. A princípio, a invenção pode ser aplicada aos fornos de arco deuma ampla variedade de tipos, por exemplo, também fornos DC.

A figura 2 ilustra em uma representação simplificada um eletrodo3, 3a, 3b, 3c com um arco 18 em um forno de arco elétrico. Disposto na pa-rede 2 do envoltório de forno 1 do forno de arco elétrico é um sensor de ruí-do proveniente em estrutura 4, 4a, 4b, 4c, que é conectado a uma linha desinal 5, 5a, 5b, 5c, com o auxílio do qual os sinais de medição podem serpassados para um dispositivo de processamento de sinal 8 (vide figura 1). Obanho de aço 16 e a escória espumada 15 no envoltório de forno 1 são re-presentados de forma esquemática.

O nível de escória espumada 15 pode ser determinado no dis-positivo de processamento de sinal 8 com o auxílio de uma função de trans-ferência do ruído proveniente de estrutura no forno de arco elétrico. A funçãode transferência caracteriza o percurso de transferência 17, indicada de for-ma esquemática na figura 2, do ruído proveniente de estrutura a partir daexcitação para detecção.

A excitação do ruído proveniente de estrutura ocorre pela potên-cia alimentada nos eletrodos 3, 3a, 3b, 3c no arco 18. O ruído provenientede estrutura, isso é, as oscilações causadas pela excitação, são transferidasatravés do banho de aço líquido 16 e/ou através da escória espumada 15que cobre pelo menos parcialmente o banho de aço 16 para a parede 2 doforno de arco elétrico. Uma transferência do ruído proveniente de estruturapode ocorrer também adicionalmente, pelo menos parcialmente, através domaterial de alimentação ainda não fundido no forno de arco elétrico. A de-tecção do ruído proveniente de estrutura ocorre pelos sensores de ruídoproveniente de estrutura 4, 4a, 4b, 4c, que são dispostos na parede 2 doenvoltório de forno 1 do forno de arco elétrico. Os sensores de ruído prove-niente de estrutura 4, 4a, 4b, 4c recolhem as oscilações nas paredes 2 doenvoltório de forno 1. Os sensores de ruído proveniente de estrutura 4, 4a,4b, 4c são preferivelmente formados como sensores de aceleração. Os sen-sores de ruído proveniente de estrutura 4, 4a, 4b, 4c são preferivelmentefornecidos acima da zona de escória espumada. Os sensores de ruído pro-veniente de estrutura 4, 4a, 4b, 4c são preferivelmente dispostos em ladosopostos dos eletrodos 3, 3a, 3b, 3c na parede 2 do forno de arco elétrico.

Os sensores elétricos 13a, 13b, 13c percebem os sinais de cor-rente e/ou voltagem dos eletrodos 3, 3a, 3b, 3c. Os sinais de corrente e/ouvoltagem são preferivelmente percebidos de forma temporal. Os sinais dossensores de ruído proveniente de estrutura são levados por meio de linhasprotegidas 5, 5a, 5b, 5c para dentro de um dispositivo ótico 6 (vide figura 1).

O dispositivo ótico 6 é preferivelmente disposto relativamente perto do fornode arco elétrico realrO dispositivo ótico 6 serve para amplificar e converteros sinais dos sensores de ruído proveniente de estrutura 4, 4a, 4b, 4c. Nodispositivo ótico 6, os sinais são convertidos nos sinais óticos e são passa-dos por meio de um guia de onda ótica 7 livre de interferência através dedistâncias comparativamente mais longas, por exemplo, 50 a 200 m, em umdispositivo de processamento de sinal 8.

No dispositivo de processamento de sinal 8, os sinais são per-cebidos e avaliados. No dispositivo de processamento de sinal 8, os sinaissão preferivelmente digitalizados em uma taxa de amostragem adequada-mente alta, por exemplo, 6000 amostras/segundo. Os sinais de excitaçãodos eletrodos 3, 3a, 3b, 3c são preferivelmente formados pela multiplicaçãodos sinais de corrente associados e/ou sinais de voltagem associados. Ossinais de saída formam os sinais de ruído proveniente em estrutura. O se-guinte se aplica aqui aos sinais no domínio de tempo:

Y(t)=h(t) X(t),

onde Y(t) denota um sinal de ruído proveniente de estrutura, X(t) denota apotência alimentada no arco 18 e h(t) denota a resposta de etapa. As variá-veis h(t) e X(t) são conectadas uma à outra por um operador de convolução.

A função de transferência H(tD) é determinada no domínio defreqüência:

<formula>formula see original document page 11</formula>

onde x(G3) e y(G3) são as transformações Fourier dos sinais de excitação esaída.

As variáveis x(G3), y(C5) e H(G5) são complexas. Para se evitar adivisão complexa, H(G3) é calculada por meio do espectro de energia cruza-da:

<formula>formula see original document page 11</formula>

onde Wxy(GB) denota o espectro de energia cruzada, Wxx denota o espectrode potência na entrada, isto é, no lado da excitação.

A função de transferência H(G5) é determinada apenas em fre-qüências discretas, as freqüências discretas sendo múltiplos (harmônicos)da freqüência fundamental do suprimento de potência para os eletrodos 3,- 6a, 3b, 3c, visto que a excitação só ocorre por meio da onda fundamental edas ondas harmônicas da potência acoplada. No caso de um dispositivo desuprimento de potência 12 para o forno de arco elétrico que opere, por e-xemplo, a 50 Hz, as freqüências discretas são múltiplos de 100 Hz.

A função de transferência H(ra) caracteriza o meio no forno dearco elétrico. Portanto, a variação do meio com o tempo, por exemplo, donível da escória espumada 15, pode ser determinado peia mudança na fun-ção de transferência.

A atenuação ou amplificação dos valores da função de transfe-rência pode ser utilizada para calcular um valor resultante que correlacionacom o nível de escória espumada 15. Isso tem sido confirmado nas experi-ências de medição com uma resolução de tempo de cerca de 1 a 2 segun-dos.

A avaliação no dispositivo de processamento de sinal 8 pode seradaptada com o auxílio dos valores empíricos da operação do forno de arcoelétrico. A percepção e avaliação do sinal e a determinação de escória sãorealizadas em linha durante a operação, de forma que o sinal de estado quecaracteriza o nível de escória no forno de arco elétrico possa ser utilizadopara a regulagem automática do processo. O conhecimento aperfeiçoado doprocesso de escória espumada, aperfeiçoado pelas técnicas de medição deacordo com a invenção, torna o controle e a regulagem do processo aperfei-çoado possíveis, levando às seguintes vantagens:

aumento na produtividade através de uma capacidade de fusãoespecífica mais alta pela redução dos tempos de desligamento causados emparticular pelos reparos realizados no forno;

redução na energia de fusão específica enquanto se mantémuma temperatura de saída constante;

redução no desgaste da parede pela redução da energia de irra-diação para a parede interna do envoltório do forno 1;redução no consumo de eletrodo.

Um conceito que é importante para a invenção pode ser resumi-do como se segue.

A invenção se refere a um método para a determinaçãOde umavariável de estado de um forno de arco elétrico, em particular para a deter-minação do nível de escória espumada 15 em um forno de arco elétrico, on-de a energia suprida para o forno de arco elétrico é determinada com o auxí-lio de pelo menos um sensor elétrico 13a, 13b, 13c e onde o ruído proveni-ente da estrutura na forma de oscilações no forno de arco elétrico é medido,pelo menos uma variável de estado, em particular o nívei de escória espu-mada 15, sendo determinada com o auxílio de uma função de transferênciaque é determinada pela avaliação das oscilações medidas, isso é, do ruídoproveniente de estrutura, e pela avaliação dos dados medidos de pelo me-nos um sensor elétrico 13a, 13b, 13c. O estado do nível da escória espuma-da 15 é, dessa forma, detectado de forma confiável e monitorado com otempo. O nível de escória espumada 15 é decisivo para a eficiência com aqual a energia é introduzida no forno de arco elétrico. Ademais, as perdasatravés de irradiação são reduzidas pela cobertura do arco 18 com a escóriaespumada 15. O método de medição aperfeiçoado torna possível que o nívelde escória espumada seja controlado automaticamente ou regulado de for-ma confiável.

Claims

1. Método de determinação de pelo menos uma variável de es-tado de um forno de arco elétrico com pelo menos um eletrodo (3, 3a, 3b, 3c) onde a energia suprida para o forno de arco elétrico é determinada como auxílio de pelo menos um sensor elétrico (13a, 13b, 13c), caracterizadopelo fato de as oscilações de ruído proveniente de estrutura no forno de arcoelétrico serem medidas, e pelo fato de pelo menos uma variável de estadoser determinada com o auxílio de uma função de transferência que é deter-minada pela avaliação das oscilações de ruído proveniente de estrutura me-didas e pela avaliação dos dados medidos de pelo menos um sensor elétrico(13a, 13b, 13c).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, no qual o nível daescória espumada (15) é determinado como a variável de estado.

3. Método de acordo com uma das reivindicações de patenteanteriores, no qual as oscilações de ruído proveniente de estrutura do fornode arco elétrico são medidas com o auxílio de pelo menos um sensor deaceleração.

4. Método de acordo com uma das reivindicações de patenteanteriores, no qual as oscilações de ruído proveniente de estrutura que e-manam de pelo menos um arco (18) de pelo menos um eletrodo (3, 3a, 3b, 3c) do forno de arco elétrico são medidas.

5. Método de acordo com uma das reivindicações de patenteanteriores, no qual a função de transferência é determinada a partir de umsinal de excitação e a partir de um sinal de saída, o sinal de excitação sendodeterminado pela avaliação dos dados medidos de pelo menos um sensorelétrico (13a, 13b, 13c), e o sinal de saída sendo determinado pela avaliaçãodas oscilações de ruído proveniente de estrutura medidas no forno de arcoelétrico.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, no qual um sinal decorrente é medido com o auxílio de pelo menos um sensor elétrico (13a, 13b, 13c) e é utilizado para formar o sinal de excitação.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, no qual o sinal deexcitação é formado pela raiz quadrada do sinal de corrente.

8. Método de acordo com uma das reivindicações de patenteanteriores, no qual um sinal de voltagem é medido com o auxílio de pelomenos um sensor elétrico (13a, 13b, 13c) e é utilizado para formar o sinal deexcitação.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, no qual o sinal deexcitação é formado pela multiplicação do sinal de corrente pelo sinal de vol-tagem.

10. Método de acordo com uma das reivindicações de patenteanteriores, no qual a função de transferência é determinada por meio de umespectro de potência cruzada.

11. Método de acordo com uma das reivindicações de patenteanteriores, no qual a função de transferência é avaliada em pelo menos umafreqüência discreta.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, no qual pelo me-nos uma freqüência discreta é um múltiplo da freqüência da potência alimen-tada para dentro do arco (18).

13. Método de acordo com a reivindicação 11 ou 12, no qual onível de escória espumada (15) é determinado dependendo da mudança nafunção de transferência em uma ou mais freqüências discretas.

14. Método de controle de um forno de arco elétricorno qual pe-lo menos uma variável de estado do forno de arco elétrico é determinada deacordo com um método como definido em uma das reivindicações de paten-te anteriores, e onde os sinais de acionamento e/ou regulagem (11) para oforno de arco elétrico são determinados com o auxílio de pelo menos umavariável de estado específico.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, no qual os sinaisde acionamento e/ou regulagem (11) são emitidos para um dispositivo dealimentação do forno de arco elétrico.

16. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 15, no qual ossinais de acionamento e/ou regulagem (11) que influenciam o assopramentode oxigênio são emitidos.

17. Método de acordo com uma das reivindicações 14 a 16, noqual os sinais de acionamento e/ou regulagem (11) que influenciam no as-sopramento de carbono são emitidos.

18. Método de acordo com uma das reivindicações 14 a 17, noqual os sinais de acionamento e/ou regulagem (11) que influenciam no as-sopramento de cal são emitidos.

19. Método de acordo com uma das reivindicações 14 a 18, noqual os sinais de acionamento e/ou regulagem (11) que influenciam na posi-ção de pelo menos um eletrodo (3, 3a, 3b, 3c) são emitidos.

20. Método de acordo com uma das reivindicações 14 a 19, noqual uma rede neural é utilizada para determinar os sinais de acionamentoe/ou regulagem (11).

21. Forno de arco elétrico com um envoltório de forno (1) e compelo menos um eletrodo (3, 3a, 3b, 3c), um fio de corrente sendo fornecidopara cada eletrodo (3, 3a, 3b, 3c), caracterizado pelo fato de, para realizarum método, como definido em uma das reivindicações anteriores, pelo me-nos um sensor elétrico (13a, 13b, 13c) é fornecido em um fio de corrente epelo menos um sensor de ruído proveniente de estrutura (4, 4a, 4b, 4c), paraperceber as oscilações de ruído proveniente de estrutura é fornecido na pa-rede (2) do envoltório de forno (1).

22. Forno de arco elétrico de aeordo com a reivindicação 21, noqual um sensor elétrico (13a, 13b, 13c) é fornecido para cada eletrodo (3,-3a, 3b, 3c).

23. Forno de arco elétrico de acordo com a reivindicação 21 ou-22, no qual pelo menos um sensor de ruído proveniente de estrutura (4, 4a,-4b, 4c) é formado como um sensor de aceleração.

24. Forno de arco elétrico de acordo com uma das reivindica-ções 21 a 23, no qual um sensor de ruído proveniente de estrutura (4, 4a,-4b, 4c) é fornecido para cada eletrodo (3, 3a, 3b, 3c).

25. Forno de arco elétrico de acordo com a reivindicação 24, noqual um ou mais sensores de ruído proveniente de estrutura (4, 4a, 4b, 4c) édisposto em uma parede (2) do envoltório do forno (1) que é oposta ao ele-trodo respectivo (3, 3a, 3b, 3c).

26. Forno de arco elétrico de acordo com uma das reivindica-ções 21 a 25, no qual pelo menos um sensor elétrico (13a, 13b, 13c) e pelomenos um sensor de ruído proveniente de estrutura (4, 4a, 4b, 4c) são aco-piados a um dispositivo de processamento de sinal (8).

27. Forno de arco elétrico de acordo com uma das reivindica-ções 21 a 26, no qual, para acoplamento de pelo menos um sensor de ruídoproveniente de estrutura (4, 4a, 4b, 4c) com o dispositivo de processamentode sinal (8), pelo menos um guia de onda ótica (7) é fornecido.

28. Forno de arco elétrico de acordo com a reivindicação 27, noqual pelo menos um sensor de ruído proveniente de estrutura (4, 4a, 4b, 4c)é conectado ao guia de onda ótica (7) por meio de pelo menos uma linha desinal (5, 5a, 5b, 5c) e por meio de um dispositivo ótico (6) disposto na frentedo guia de onda ótica (7).

29. Forno de arco elétrico de acordo com a reivindicação 28, noqual pelo menos uma linha de sinal (5, 5a, 5b, 5c) é formada de modo queseja direcionada de forma protegida.

30. Forno de arco elétrico de acordo com uma das reivindica-ções 26 a 29, no qual o dispositivo de processamento de sinal (8) é acopladoa um dispositivo de regulagem (9) para o forno de arco elétrico.