CN112236636B - 电炉的电力方法及相应的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于一电炉(11)的电力方法，所述电力方法用以调节，与所述主频率(fr)不相关的，多个电极的一电源电压(Ua)与一电源电流(Ia)的电力频率(fa)。

Description

电炉的电力方法及相应的设备

技术领域

本发明涉及一种用于电炉的电力方法以及相应的控制设备。

特别地，本发明应用在用于熔化金属材料的电炉领域。

本发明的优选实施例尽管是非限制性的，但意在用于三步电炉。

背景技术

一种电炉的熔化循环通常提供以下操作步骤：

通过从上方卸下的料篮(basket)或通过装有废钢及/或直接还原铁(DRI)的连续装载运输设备将金属材料(通常是废钢)装入炉中；

产生电弧，在此期间，电极朝着金属材料下降，直到它们触发在电极的端部与待熔化的材料之间所产生的熔化电弧；

利用所产生的电弧在金属材料层上进行穿孔，在此期间，开始废钢的实际熔化使它们完全熔解；

形成已熔化金属浴池(molten metal bath)；

通过添加化学成分来精炼已熔化材料以调节浴池的温度以及钢的碳含量及/或定义钢的期望合成物；

在可能的去渣之后，将电炉中存在的已熔化材料取出。

装载、电弧产生及穿孔操作可以在单个熔化循环期间重复进行多次。例如，在炉中的金属材料的第一装填及装填物的熔化之后，可以在进行已熔化材料的精炼之前进行另一金属材料的装填以及其随后的熔化。

在连续装填熔化过程中，上述熔化循环是不同的，并且通常可将第一个料篮装载入炉中，随后进行熔化以产生足够的液体后跟水平(liquid heel level)，并随后将要熔化的材料连续引入以达到要被取出的期望数量。

在穿孔步骤期间，电极之间的电弧及金属材料的装填具有非常不稳定的行为，随着熔化的进行逐渐改善。同时，这引起所吸收的功率的意外与突然变化，这也对主电源网络产生负面影响，可能损坏通过电源网络供电的用户设备。

实际上，在穿孔与熔化期间，所收集的且尚未熔化的废钢会在电极上坍塌，从而产生短路状态，这反应到显着降低可用于熔化操作的有功功率及迅速增加市电电网所吸收的电流。

随着熔化的进行，也就是说，当电弧被固体材料或泡沫液体(炉渣)适当地屏蔽时，电弧的行为变得越来越稳定，从而以这种方式增加了电弧的长度，因此也增加传递到待熔化材料的热功率。电压与电弧长度根据熔化过程进行调节以防止耐火材料过度磨损。

为了限制电网上不想要的影响，已知道通过连续调节至少电极的位置以及施加给电极的电压与电流参数来进行快速调节供给到炉子的功率。

特别地，在过程的每个步骤中适当地调节电压与电流参数以及电极的位置。

电极相对于待熔化材料的位置决定了电弧的长度；此外，由于电弧的长度是电流-电压-阻抗之间相互依存的函数，因此有必要增加施加的电压以支撑电弧并且防止电弧关断，通过降低功率因数在穿孔步骤牺牲了有功功率，并且因此降低性能，而有利于无功功率。相反地，如果电弧缩短，则电流增加，电弧所提供的功率不受控制地增加，并且可能损坏电炉或其拱顶。

图1示意性地显示在具有三个料篮的熔化循环的馈送期间要施加到电极的电参数的参考值或设定点值，也就是说，在料篮中，提供将第一篮金属材料装载进炉子，将其熔化，再装载第二篮金属材料，也将其熔化，装载第三篮金属材料，且将其熔化，然后精炼所获得的全部液态材料。

可能注意到，电流、电压与功率的电参数遭遇变化，然而电极的电源频率(powerfrequency)在熔化循环期间保持不变，保持与电源频率相同。

作为第一近似，相等的电弧电压、电流与电极及待熔化的物质之间的距离成比例。关联到特征电源电压曲线，对于提供达到电弧的参考电流的给定功能条件，通过调节电极与待熔化的物质之间的距离，实现稳定的电弧条件，即随时间的恒定电流条件。

已知类型的电源设备通常包括多抽头变压器，即，提供可以关联到所需功率选择性地设置的多个变换比。变压器通常将在中压的电力网提供的电压变换成适合于为电极供电的电压。

通过变压器的抽头及电极高度的连续调节，可能遵循期望的阻抗/导纳点，并且因此调节电弧电压及电弧长度，以确定熔化功率。

然而，因为废钢的崩塌导致相应的电弧长度等于零的该些步骤的短路，这些已知类型的电源设备还具有与从电力网络获取的瞬时功率吸收的广泛变化有关的缺点，并且这特别发生在穿孔期间。

在穿孔期间中，给定为炉子在功率吸收的可变性，产生主电压波动，从而引起所谓的闪烁现象。为了限制所述闪烁效应，由于熔化过程在电流波动方面可能变化很大，因此在电压降方面，给定同样频率，重要的是尝试保持电弧尽可能稳定。

为了具有用于稳定电弧的必要条件，针对确定网络的电源频率，系统通过适当地选择电路必须有的感抗值来制定尺寸。在设计步骤中适当制定尺寸的总电抗是通过导体、变压器及可能的附加电抗器的电抗的总和来获得的。

根据要达到的电抗值确定在电炉的电力系统中的附加电抗器。额外的电抗器可以干预无功功率相对于有功功率的管理(实际上，电抗会在电路的电流与电压之间产生相位差，从而调节功率因数)，因此影响电弧的稳定性。

现有技术包括文献DE 3035508。所述文献涉及一种系统，在所述系统中以一般方式通过转换器单元改变电炉的电源频率。

本发明的一个目的是完善一种用于电炉的电力方法，所述电力方法增加熔化过程的效率。

本发明的另一个目的还在于完善一种用于电炉的电力方法，所述电力方法减少甚至消除电炉的电力波动所产生的负面影响。

本发明的另一个目的还在于完善一种用于电炉的电力方法，所述电力方法可以减少每个熔化循环的时间。

本发明的另一个目的是提供一种用于电炉的电力设备，所述电力设备是简单且经济的。

本发明的另一个目的是提供一种用于电炉的电力设备，所述电力设备是有效的并且减少了每个熔化循环的时间。

本发明的另一个目的是提供一种用于电炉的电力设备，所述电力设备具有有限的体积，同时仍然可以达到允许设备正常运行的电抗值。

申请人已经设计、测试及实施了本发明以克服现有技术的缺点并且获得这些以及其他目的及优点。

发明内容

在独立权利要求中阐述及表征了本发明，然而从属权利要求描述了本发明的其他特征或主要发明思想的变型。

出于上述目的，根据本发明，一种用于一电炉的电力方法包括：

通过一主电源网路供应在一预定主频率的主交流电压及电流；

将所述主电压、电流及频率变换为交流基础电压、电流及频率，以及其中所述基础电压及电流是选择性地可设定的且所述基础频率实质上等于所述主频率；

通过多个整流器将所述基础电压及电流进行整流，以获得一直流电压及电流；

通过多个转换器，将所述直流电压及电流转换为一电源交流电压及电流，所述电源交流电压及电流通过连接到所述转换器的一控制与命令单元是选择性地可设定的；

将所述电源电压及电流馈送到所述电炉的多个电极，

根据本发明的一个方面，在所述电炉的一熔化循环的每个步骤期间，所述控制与命令单元设有多个调节装置，所述调节装置调节，与所述主频率不相关的，所述电极的所述电源电压及电流的一电力频率、可能也是瞬时的，得到所述电炉的所述电力设备的电抗的一个调节。

调节所述电炉的所述电力频率的可能性允许：

改善电弧稳定性，且因此改善能量随时间的转移；

减少所述电网中的闪烁的数量。

调节所述电力频率对于电抗的值具有直接影响，且因此对于所述炉子的功率因数也具有直接影响。所述电弧的稳定性以及因此给待熔化的材料的功率的传递与此参数密切关联。

实际上，感抗可以通过以下关系确定：

Xr＝2*π*f*L

其中：

Xr是所述感抗的值[Ohm]

f是所述电力频率[Hz]

L是电感的值[H]，通常与电感部件的尺寸及构造几何形状有关。

从这个关系中可能看出，给定相同的感抗的情况下，增加电源频率允许减小所述电感的值，从而减小所述电感部件的物理尺寸。所述电感的值是一个物理参数，取决于各种因素，例如磁芯的材料、几何形状、线圈的布置以及螺旋的数量。因此，一旦几何形状与材料固定，则在给定相同的电抗值的情况下，频率的增加，及因此电感的减小也可能导致空间的减小。因此，这允许减少所述电力设备的安装体积。

本发明的实施例还涉及一种用于一电炉的电力设备，所述电力设备包括：

一变压器，连接到一电网以提供具有一预定主频率的一主交流电压及电流，并且所述变压器配置为将所述主交流电压及电流变换成具有一基础频率的一交流基础电压及电流，所述基础频率等于所述主频率；

多个整流器，连接到所述变压器，并且配置为将所述基础电压及电流变换成一直流电压与电流；

多个转换器，连接到所述整流器并且配置为将所述直流电压与电流转换为一交流电源电压与电流，所述转换器连接到所述熔化电炉的多个电极及一控制与命令单元，所述控制与命令单元配置为控制与命令所述转换器的功能并且随时间调节所述电源电压及电流

根据本发明的一个方面，所述控制与命令单元设有多个调节装置，所述调节装置配置为，在所述电炉的一熔化循环的每个步骤期间，调节与所述主频率不相关的电力电源的电力频率，以及得到所述电力设备的电抗中的一后续变化。

附图说明

参考附图通过以下作为非限制性示例给出的一些实施例的描述，本发明的这些及其他特征将变得显而易见，其中：

图1根据现有技术是显示在熔化循环期间施加到电极的电参数随时间变化的图；

图2根据本发明的实施例是电炉的电力设备的示意图；

图3根据本发明实施例是显示用料篮装载下在熔化循环期间施加到电极的电参数随时间变化的图；

图4根据本发明的实施例是显示用废料连续装载下在熔化循环期间施加到电极的电参数随时间变化的图；

图5根据本发明的实施例是显示用直接还原铁，也称为DRI连续装载下在熔化循环期间施加到电极的电参数随时间变化的图。

为了有助于理解，在可能的地方使用了相同的附图标记来标识图中相同的共同元件。应当理解，一个实施例的元件及特征可以方便地结合到其他实施例中而无需进一步的厘清。

具体实施方式

本发明的实施例涉及一种电力设备，总体上以附图标记10(图2)表示，并且配置为向一电炉11供电。

所述电炉11包括一容器12或壳体，金属材料M引入其中待后续熔化。

所述金属材料M的装载可以通过使用料篮来进行，即例如以参照图3所描述的不连续模式，或以参照图4与5描述的连续模式。

在图3与图4显示的情况中，设置成装载包括废钢的金属材料M。在图5所示的解决方案中，以DRI的形式装载金属材料M。

所述电炉11还设有多个电极13，在三个电极13所示的情况下，所述三个电极13配置为触发穿过所述金属材料M的一个电弧并将其熔化。

根据本发明的一些实施例，所述电极13安装在多个移动装置14上，所述移动装置14配置为选择性地将所述电极13朝向/远离所述金属材料M来移动。

所述移动装置14可以选自包括一机械致动器、一电致动器、一气动致动器、一液压致动器、一铰接机构、一机械运动，相似与可比较的构件或上述的一个可能组合中的至少一个的一个群组。

根据本发明的可能解决方案，如果存在三个电极13，则每个电极都连接到所述电力设备10的一个相应电力相。

根据本发明的实施例，所述电力设备10包括至少一个变压器15，所述变压器15连接到一电网16以供应主交流电压及电流并且配置为将所述主交流电压及电流变换为交流基础电压及电流。

根据本发明的可能的解决方案，所述主电网16可以是三相的。

根据本发明的实施例，所述网电压“Ur”及所述网电流“Ir”具有一预定的主频率“fr”。

根据可能的解决方案，所述主频率“fr”是介于50Hz与60Hz之间选择的一个值，即根据安装所述电炉的国家的所述电网的频率。

根据本发明的可能的解决方案，所述变压器15可以包括磁性地耦合到至少一个次级变压器18的一初级变压器17。

根据本发明的可能的解决方案，所述变压器15可以包括磁性地耦合到所述初级变压器17的多个次级变压器18。此解决方案允许减少对网络侧上干扰的影响，即降低通过所述变压器15及所述整流器19的组合在网络中交换的谐波含量及无功功率。

所述变压器15提供的所述基础电压及电流具有一基础电压“Ub”、一基础电流“Ib”及一基础频率“fb”，通过所述变压器15本身的设计特性预定及设定。

特别地，所述基础频率“fb”与上面确定的所述主频率“fr”实质上相同。

相对地，通过所述变压器15本身的变换比，所述基础电压“Ub”及所述基极电流“Ib”分别与所述主电压“Ur”及所述主电流“Ir”相关。

例如多抽头型的所述变压器15可以设有未显示出的多个调节装置，所述调节装置设置成相对于特定要求选择性地调节所述变压器15的变换比。

根据本发明所述设备10还包括多个整流器19，所述整流器19连接到所述变压器15并且配置为将所述交流基础电压Ub及电流Ib变换成直流电压及电流。

具体地，所述整流器19允许将所述交流基础电压Ub及电流Ib整流为相应的直流电压及电流。

所述整流器19可以从包括二极管桥及晶闸管桥的群组中选择。

根据可能的解决方案，所述整流器19包括多个装置，例如选自包括二极管、SCR(硅控制整流器)、GTO(关断晶闸管)、IGCT(集成栅极换流晶闸管)、MCT(金属氧化物半导体控制晶闸管)、BJT(双极结型晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)及IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的一个群组。

根据本发明的另一方面，所述装置10包括多个转换器20，所述转换器20连接至所述整流器19并且配置为将所述直流电压及电流转换为一交流电源电压及电流以向所述电极13供电。

根据可能的解决方案，所述转换器20包括多个装置，例如选自包括SCR(硅控制整流器)、GTO(关断晶闸管)、IGCT(集成栅换流晶闸管)、MCT(金属氧化物半导体控制晶闸管)、BJT(双极结型晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)及IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的一个群组。

所述转换器20连接到所述熔化炉11的所述电极13，并且连接到一控制与命令单元21，所述控制与命令单元21配置为控制与命令所述转换器20的功能并且随着时间调节所述电极13的交流电力。

具体地，所述控制与命令单元21控制所述转换器20，以选择性地设置所述交流电源电压及电流的参数。

根据本发明的一个方面，所述控制与命令单元21设有多个调节装置22，所述调节装置22配置为调节所述交流电源电压及电流的所述电力频率“fa”并且获得所述电极的电源电路的电抗值的同时变化。

具体地，所述电源电压及电流具有一电源电压Ua及一电源电流Ia，相对于所涉及的熔化电源被选择性地调节。

根据本发明的可能解决方案，所述调节装置22可以仅作为示例包括一磁滞调制器或一脉冲宽度调制(PWM)调制器。

这些类型的调制器可用于命令所述整流器19及所述转换器20的半导体装置。适当控制的所述调制器产生电压或电流值以致动所述电极13。特别地，所述调制器处理所述电压及电流值并且至少产生所述整流器19及所述转换器20的驱动命令，使得控制所需的电压与电流的数量出现在与所述电极13的连接夹处。待致动的电压及电流是所述控制与命令单元基于过程读取的数量及基于过程模型所执行的操作结果。

根据本发明，所述整流器19可以通过至少一个在直流工作下的中间电路23连接到所述转换器20。

所述中间电路23配置为连续地存储电能并且在所述电极13及所述整流器19之间产生一个隔离并且因此与所述电网16产生隔离。

特别地，通过所述中间电路23部分地过滤了来自所述过程的一个快速电源波动，从而减小它们在电网16侧上的影响。

所述控制与命令单元21还可以配置为调节由所述转换器20产生且提供给所述电极13的所述电源电压Ua及所述电源电流Ia的多个参数。

本发明的实施例解决方案设置成所述控制与命令单元21又连接到所述移动装置14，以允许调节所述电极13相对于熔化过程的不同步骤的位置。

特别地，所述电极13通过所述移动装置14来移动以跟随材料的位置并且因此改变电弧的长度。

以这种方式，关于过程的特定步骤所述控制与命令单元21可以管理及命令至少以下参数：电源电压Ua、电源电流Ia、电力频率“fa”以及电极13的位置。控制各种参数的高可能性允许优化过程的能量传递，且同时减少出自于所述炉子侧上电源中的快速变化在所述电网16上的影响。

根据可能的解决方案，所述变压器、连接至所述变压器15的所述整流器19以及所述转换器20一起定义一电源模块24。

根据本发明的可能的实施例，所述设备10可以设有彼此并联连接并且连接到所述电网16以及所述电炉11的多个电源模块24。

多个电源模块24的组合可以根据将被供电的所述电炉11的特定尺寸获得尺寸上可缩放的设备10。

根据可能的解决方案，所述控制与命令单元21连接到所有电源模块24以至少控制相应的转换器20，使得每个模块将相同的电源电压Ua、电流Ia及电频率“fa”值提供给所述电极11。以此方式，可以防止整个系统的故障。

根据可能的解决方案，所述设备10可以包括配置为获得所述设备的期望的总电抗的一个电感器。

所述电感器25可以连接在所述转换器20的下游，并且制定尺寸以达到等效的期望总电抗。以此方式，可以获得来自所述电感器25以及通过连接所述炉子的系统的导体所感应的电抗所给出的一个总电抗。

通常，电感是一旦部件被建构就无法修改的一个(设计)参数。

通过修改频率(例如，相对于主50Hz)，可能在给定相同电感的情况下，去改变电路中部件所假定的电抗值，并且因此达到期望的等效总电抗值。

根据可能的解决方案(图3-5)，所述熔化循环包括至少一个将所述金属材料进行穿孔的步骤，以及一个熔化步骤。

根据可能的实施方式(图3及图4)，所述熔化循环还可包括精炼所述已熔化材料的步骤。

特别地，为了触发所述电弧并且开始所述金属材料M的熔化，在所述穿孔步骤期间，使电极13更靠近已装载的固体金属材料M。随着所述金属材料M逐渐熔化，为了使金属材料M渐进地熔化，所述电极13渗透到所述金属材料M仍然固态的部分。当所述电极13到达容器12内部的一个位置时，围绕所述电极的剩余金属材料M的真正熔化才开始13。

根据可能的解决方案(图3)，所述穿孔步骤及熔化步骤可以在所述精炼步骤之前重复几次，并且在它们之间提供将另外的金属材料M装载到所述电炉11中的一个步骤。

例如参考图3，设置为装载所述金属材料，用所述电极将金属装填物进行穿孔并且在之后熔化它。每次装载所述金属材料M时，都会重复此操作顺序3次。

根据图4与5所示的解决方案，在所述穿孔步骤与持续直到所述炉子完全填满以及在熔化所述金属材料的步骤期间之前开始实质上连续的装载。

根据本发明的可能的解决方案，在熔化过程中所述电力频率“fa”变化，使得在所述穿孔步骤中，所述电力频率“fa”具有至少一第一值f1，在所述熔化步骤中，所述电力频率“fa”具有至少低于所述第一值f1的一第二值f2。

根据可能的解决方案，在所述精炼步骤(图3与4)中，所述电源频率“fa”具有至少低于所述第二值f2的一第三值f3。

特别地，用“至少一个值”的表述，是指在每种情况下电源频率所假定的值在任何情况下必须总是低于或高于上一步骤所假定的值。根据可能的解决方案，所述第一值f1是高于主频率“fr”的一个值。

根据可能的实施例，在所述穿孔步骤期间，所述电源频率可以随时间采取总是高于所述主频率“fr”的多个所述第一值f1。

根据可能的解决方案，所述熔化步骤可以设定成，所述电源频率“fa”可以假定为低于所述第一值f1的多个所述第二值f2。

根据可能的解决方案，所述精炼步骤可以设定成，所述电源频率“fa”可以假定为低于所述第二值f2的多个所述第三值f3。

尤其可以设定为，由于所施加的控制，例如通过反馈控制，所述第一值f1、第二值f2及第三值f3可以随时间连续变化。

根据可能的解决方案，所述第一值f1比所述主频率“fr”大至少5％，优选地大至少10％。

调节频率并且例如相对于所述主频率fr增大频率的可能性允许在所述穿孔步骤中增加总等效电抗并且改善电弧的稳定性。

调节频率并且例如降低频率的可能性允许减少在导体上引起的损耗，例如因为集肤效应，并且因此提高系统的效率。

根据本发明的另一解决方案，在所述熔化步骤期间，所述电力频率“fa”的所述第二值f2在主频率“fr”的0.9倍与1.1倍之间是可变的。

实际上，在所述熔化步骤期间，提供给所述电极13的电力增加。通过控制与指令单元21，所述电压Ua与电源电流Ia参考值被修改以便增加有功功率，因为现在假定电弧被覆盖并且远离所述炉子的拱顶，并且因此在之后规避损坏的风险。在此步骤中，因为所述电弧受到废钢或钢渣的保护，因此所述电弧更加稳定。

根据本发明的另一解决方案，在所述精炼步骤期间，所述电源频率“fa”的所述第三值f3介于所述主频率fr的0.3倍与0.5倍之间。实际上，在所述精炼步骤中，此过程更加稳定并且需要更少功率。因此，即使所述总等效电抗减小，也可以降低保证足够稳定性的频率。

因此，在本发明中，一旦操作人员根据电源、电压、电流及功率因数确定所述电炉11的工作点，则所述控制与命令单元21也试图通过所述电源频率“fa”所连续执行的调节跟踪这些工作点。

因此，利用本发明，在过程的不同步骤中通过调节频率来优化每个步骤中的电参数。首先，在所述精炼步骤中可能在最佳可能方式中使用它来控制电感的尺寸(并因此降低成本)。

通过所述转换器采用的电气拓扑结构，还可以保护电网不受熔化过程造成的干扰(闪烁减少、谐波、功率因数等)，同时保证在所有步骤中电弧的稳定性。

此外，相对于所述主频率改变所述电极的所述电源频率的可能性使得在有限的空间/成本条件下更容易制定电感部件的尺寸，改善了导体的使用，降低了电阻，并因此降低了系统的损耗。

给定相同的电弧阻抗，通过增加频率，电感电抗会增加，并且朝向负载的等效功率因数降低，这改善电弧稳定性(例如在废钢尚未熔化且电弧未得到很好保护时很有用)，防止其关闭。

清楚的是，在不脱离本发明的领域与范围的情况下，可以对如上所述的电炉11及相应的设备10的电力方法进行修改及/或增加。

同样清楚的是，尽管已经参考一些具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员当然应当能够实现用于电炉11及相应的设备10的电力方法的许多其他等效形式，所述电力方法具有权利要求中所述的特征，因此全部落入由此限定的保护范围内。

在以下权利要求中，括号内引用的唯一目的是为了便于阅读：关于在特定权利要求中要求的保护的范围内，不得将它们视为限制性因素。

Claims (12)

1.一种用于一电炉(11)的电力方法，包括：

使用一电网(16)来供应具有预定的主频率(fr)的一主电压(Ur)及一主电流(Ir)；

使用一变压器(15)将所述主电压(Ur)及所述主电流(Ir)变换为一基础电压(Ub)及一基础电流(Ib)，所述基础电压(Ub)及所述基础电流(Ib)是选择性地可设定的且具有实质上等于所述主频率(fr)的一基础频率(fb)；

通过多个整流器(19)将所述基础电压(Ub)及所述基础电流(Ib)进行整流，以获得一直流电压及电流；

通过多个转换器(20)，将所述直流电压及电流转换为一交流电源电压(Ua)及电源电流(Ia)，所述交流电源电压(Ua)及所述电源电流(Ia)通过连接到所述转换器(20)的一控制与命令单元(21)是选择性地可设定的；

将所述电源电压(Ua)及所述电源电流(Ia)馈送到所述电炉(11)的多个电极(13)，

其特征在于：在所述电炉(11)的一熔化循环的每个步骤期间，多个调节装置(22)独立于所述主频率(fr)调节所述电源电压(Ua)及所述电源电流(Ia)的一电力频率(fa)，而得到所述电炉(11)的所述电力设备(10)的电抗的一个调节，所述调节也可能是瞬时的，并且所述整流器(19)通过在直流电下工作的至少一个中间电路(23)连接到所述转换器(20)，其中所述中间电路(23)连续地储电并且在所述电极(13)及所述整流器(19)之间产生一个隔离，并且因此与电网(16)产生所述隔离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述熔化循环包括至少一个将金属材料(M)进行穿孔的步骤，以及一熔化步骤，并且在所述穿孔的步骤中所述电力频率(fa)具有至少一第一值(f1)以及在所述熔化步骤中所述电力频率(fa)具有低于所述第一值(f1)的至少一第二值(f2)。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第一值(f1)相对于所述主频率(fr)至少大5％。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述电力频率(fa)的所述第二值(f2)在所述主频率(fr)的0.9倍与1.1倍之间变化。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述熔化循环包括一个精炼已熔化的材料的步骤，并且在所述精炼步骤中所述电力频率(fa)具有小于所述第二值(f2)的一第三值(f3)。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述电力频率(fa)的所述第三值(f3)介于所述主频率(fr)的0.3与0.5倍之间。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述调节装置(22)选自多个磁滞调制器或多个脉冲宽度调制(PWM)调制器。

8.一种用于一电炉(11)的电力设备，包括：

一变压器(15)，连接到一电网(16)以提供具有一预定主频率(fr)的一主电压(Ur)及一主电流(Ir)，所述变压器(15)配置为将所述主电压(Ur)及所述主电流(Ir)分别变换成一交流基础电压(Ub)及一基础电流(Ib)；

多个整流器(19)，连接到所述变压器(15)，并且配置为将所述基础电压(Ub)及所述基础电流(Ib)变换成一直流电压与电流；

多个转换器(20)，连接到所述整流器(19)并且配置为将直流电压与电流转换为一交流电源电压与电流，所述转换器(20)连接到所述电炉(11)的多个电极(13)及一控制与命令单元(21)，所述控制与命令单元(21)配置为控制与命令所述转换器(20)的功能并且随时间调节所述电源电压(Ua)及所述电源电流(Ia)，其特征在于：所述控制与命令单元(21)设有多个调节装置(22)，所述调节装置配置为，在所述电炉(11)的一熔化循环的每个步骤期间，调节与所述主频率(fr)不相关的所述电源电压(Ua)及所述电源电流(Ia)的所述电力频率(fa)，以及得到所述电力设备(10)的电抗的一个调节，并且所述设备还包括至少一个中间电路(23)，所述中间电路将所述整流器(19)连接到所述转换器(20)，并且在直流电下工作，其中所述中间电路(23)配置为连续地存储电能并且在所述电极(13)与所述整流器(19)之间产生一隔离，并且因此与电网(16)产生所述隔离。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：所述变压器(15)、连接至所述变压器(15)的所述整流器(19)以及所述转换器(20)整体上定义一电源模块(24)，并且所述设备(10)可以设有多个电源模块(24)，所述电源模块(24)彼此并联并且连接到所述电网(16)以及所述电炉(11)。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于：所述控制与命令单元(21)连接到所有电源模块(24)以至少控制相应的转换器(20)，使得每个模块提供相同的电压(Ua)、电流(Ia)与频率(fa)值来为所述电极(13)供电。

11.如前述权利要求8到10的任一项所述的设备，其特征在于：所述电极(13)安装在多个移动装置(14)上，所述移动装置配置为选择性地将所述电极(13)朝向/远离金属材料(M)来移动，并且所述控制与命令单元(21)还连接到所述移动装置(14)以允许相对于熔化过程的不同步骤来调节所述电极(13)的位置。

12.如前述权利要求8到10的任一项所述的设备，其特征在于：所述调节装置(22)选自多个磁滞调制器或多个脉冲宽度调制(PWM)调制器。

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