IT201800006804A1

IT201800006804A1 - Dispositivo di rilevamento del livello di metallo in un forno elettrico ad arco

Info

Publication number: IT201800006804A1
Application number: IT102018000006804A
Authority: IT
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2019-12-29
Also published as: ES2963325T3; JP7233447B2; HUE064904T2; PT3814728T; MX2020013070A; RS64898B1; PL3814728T3; FI3814728T3; CN112400098A; SI3814728T1; JP2021524586A; EP3814728B1; US20210156615A1; EP3814728A1; DK3814728T3; WO2020003230A1

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“DISPOSITIVO DI RILEVAMENTO DEL LIVELLO DI METALLO IN UN FORNO ELETTRICO AD ARCO”

Campo dell’invenzione

La presente invenzione rientra nel settore della fusione dei metalli, in particolare in quello della fusione dell’acciaio mediante forno elettrico ad arco con elettrodi a corrente alternata.

In alternativa il sistema può trovare applicazione su forni siviera, forni ad arco sotto vuoto per affinazione (Vacuum Arc Degasing furnaces).

Stato della tecnica

Per la fusione dell’acciaio, tra gli altri sistemi, vengono utilizzati dei forni ad arco elettrico, per brevità chiamati anche EAF (dall’inglese electric arc furnaces), con elettrodi nei quali viene inserito generalmente il rottame metallico attraverso operazioni di alimentazione intermittente tramite ad esempio ceste o alimentazione continua mediante tappeti di trasporto. Si tratta di una tecnologia ben nota e molto diffusa in questo settore della tecnologia siderurgica.

La conoscenza precisa e continua del livello del bagno fuso in tali forni in ogni momento del ciclo produttivo è importante per poter gestire ottimamente il processo, l’aggiunta di additivi e il procedere della fusione. Inoltre, tra altre cose, la conoscenza di tale parametro permette di disporre automaticamente o meno le lance, quella supersonica d’ossigeno (spesso presente nei forni fusori) e quella di campionamento in una posizione verticale a distanza corretta rispetto al livello del bagno fuso, e anche di poter distinguere più chiaramente la zona occupata dall’acciaio e quella invece occupata dalla scoria durante la fase di campionamento.

Una difficoltà che si riscontra e che si desidera risolvere in questa tipologia di forni è quella di sapere se il rottame caricato che si ammassa nel tino è stato sufficientemente fuso dai bruciatori e dall’arco elettrico, in modo da iniziare con le successive fasi di gestione degli ausiliari del forno, ovvero l’iniezione di ossigeno e la post combustione. Inoltre, attraverso la conoscenza del livello del bagno fuso è possibile avere una stima dell’efficienza con cui il rottame caricato si fonde diventando acciaio liquido in tempo reale durante il processo di fusione. Inoltre la misura può venire impiegata anche per monitorare in modo indiretto il consumo dei materiali refrattari costituenti il forno.

Nel cercare soluzioni a questo problema del rilevamento del metallo fuso un aspetto fisico importante di cui è necessario tenere conto è l’effetto schermante del bagno fuso nei confronti del campo magnetico generato dagli elettrodi trifase attraversati dalle correnti elettriche necessarie per eseguire le fasi di fusione e affinazione. Questa difficoltà ha reso molto difficile trovare soluzioni che dessero misurazioni precise ed efficaci nel passato.

Sono noti dispositivi di rilevamento del livello dell’acciaio in un recipiente ed eventualmente in un forno ad arco. Per esempio l’EP0115258 divulga un dispositivo di rilevamento del livello in tini quasi vuoti e in presenza di poco acciaio. L’EP0419104 divulga un dispositivo di rilevamento del livello di acciaio in una lingottiera per colata continua. Si tratta in entrambi i casi di soluzioni basate sul concetto di avere una o più bobine trasmittenti a corrente alternata e una o più bobine riceventi disposte dentro il recipiente di cui si vuole misurare il livello. Dal momento che l’acciaio è un materiale conduttivo con funzione schermante del segnale elettrico emesso dalla bobina trasmittente, al variare dell’altezza del livello varia anche il segnale ricevuto dalla bobina ricevente. In questa maniera è possibile stimare il segnale di livello, dal momento che il segnale ricevuto sarà più alto quando la bobina non sarà schermata dall’acciaio liquido.

Tuttavia questo sistema di rilevazione del livello è inefficace in un forno ad arco elettrico che lavori in corrente alternata, in quanto anche il campo magnetico generato dalla corrente che transita negli elettrodi e nell’arco, chiudendo il circuito elettrico nel bagno liquido, induce nelle bobine riceventi una forza elettromotrice indotta. Tale segnale crea un disturbo in questi sistemi di misurazione del livello introducendo degli errori nella misura.

Tali soluzioni pertanto non soddisfano sufficientemente le esigenze di semplicità, precisione e affidabilità attese nel settore della siderurgia.

Pertanto è sentito il bisogno di realizzare dei rilevatori di livello del bagno di acciaio fuso che contribuiscano ad un processo di fusione economico e che siano affidabili e precisi in un forno di fusione di vario tipo.

Sommario dell’invenzione

Questi scopi appena menzionati oltre ad altri scopi, che risulteranno più chiari alla luce della descrizione che segue, sono raggiunti mediante un sistema di rilevamento di un livello di bagno fuso o di rottame non fuso per un forno di fusione, determinante una direzione verticale quando il forno è disposto con l’apertura nella posizione più alta, con due o più elettrodi, comprendente più bobine elettromagnetiche riceventi configurate per rilevare solamente un campo elettromagnetico generato da una circolazione di corrente elettrica in un circuito elettrico formato da almeno due dei due o più elettrodi, da almeno un arco elettrico e dal bagno fuso contenuto in detto forno di fusione, in cui le bobine elettromagnetiche riceventi sono disposte ad altezze diverse lungo la direzione verticale tra un fondo del forno e un piano più alto di un livello massimo che il bagno fuso può raggiungere nel forno nel corso dell’operazione.

Sostanzialmente, l’una o più bobine riceventi, disposte all’interno del forno o del contenitore, sono progettate in maniera tale da sfruttare il campo magnetico generato dalla corrente alternata che segue il circuito elettrico formato dagli elettrodi e dall’arco così da produrre una misura del livello dell’acciaio fuso.

Un importante vantaggio dell’invenzione rivendicata è la semplificazione dell’architettura del sistema di misura poiché si eliminano le bobine trasmittenti in quanto si sfrutta il campo magnetico generato dalla corrente che circola negli archi elettrici e negli elettrodi del forno e che si chiude nel bagno liquido, che funziona come una “sorgente” del segnale ricevuto dalle bobine riceventi.

La presente invenzione inoltre trova applicazione in un qualunque tipo di processo in cui si utilizzino degli elettrodi a corrente alternata per effettuare operazioni con l’acciaio liquido.

In particolare può anche venire convenientemente utilizzata per conoscere il livello dell’acciaio liquido nel Ladle Furnace, ove l’acciaio liquido subisce delle operazioni di affinazione, ad esempio nei processi di tipo Vacuum Arc Degasing.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione particolari dell’invenzione.

Breve descrizione delle figure

Scopi e vantaggi del dispositivo di misurazione del livello del bagno di acciaio della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione dettagliata che segue di esempi di realizzazione della stessa e dai disegni annessi dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui:

la Figura 1 mostra una sezione su un piano verticale di un forno elettrico ad arco con lo schema di funzionamento del dispositivo dell’invenzione;

la Figura 2 è una vista laterale in sezione di un forno elettrico ad arco su cui è applicato il dispositivo secondo la presente invenzione mostrato in trasparenza; la Figura 3 mostra un grafico con l’andamento dei segnali rilevati con un dispositivo conforme all’invenzione in funzione del livello di metallo fuso in un forno;

la Figura 4 mostra un grafico con l’andamento dei segnali rilevati con un dispositivo conforme all’invenzione in funzione del livello di metallo fuso in un forno in una seconda modalità di rappresentazione;

la Figura 5 mostra una vista assonometrica schematica di una bobina ricevente componente del dispositivo secondo l’invenzione;

la Figura 6 mostra alcuni grafici con l’andamento qualitativo del campo magnetico rilevato dalle varie bobine riceventi di un dispositivo secondo l’invenzione per un forno ad arco, su cui esso è installato, con un determinato livello di acciaio fuso; la Figura 7 mostra un grafico con l’andamento qualitativo del campo magnetico rilevato da una bobina ricevente di un dispositivo secondo l’invenzione per un forno su cui esso è installato, con un determinato livello di acciaio fuso e la presenza di rottame non ancora fuso;

la Figura 8 mostra una disposizione possibile delle bobine riceventi di un dispositivo secondo l’invenzione in un forno ad arco visto in sezione su un piano orizzontale;

la Figura 9 mostra una diversa disposizione possibile delle bobine riceventi di un dispositivo secondo l’invenzione in un forno ad arco visto in sezione su un piano orizzontale;

la Figura 10 mostra due possibili disposizioni alternative A e B delle bobine riceventi di un dispositivo secondo l’invenzione in un forno ad arco visto in sezione su un piano orizzontale.

Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite dell’invenzione

Con riferimento alle figure viene descritto nel prosieguo un dispositivo di rilevamento del livello di metallo fuso indicato globalmente con il riferimento 1 installato in un forno elettrico ad arco 2 contenente un bagno 3 di acciaio fuso quando esso è in operazione. Il dispositivo di rilevamento 1 comprende una oppure due bobine 1’, 1” riceventi come nella fig. 1, oppure tre bobine 1’, 1”, 1”’ riceventi come mostrato nelle altre figure. E’ possibile inoltre realizzare il dispositivo di rilevamento del livello con un numero superiore a tre bobine riceventi.

In tutte le configurazioni le bobine riceventi sono fissate alla parete esterna del forno 2. La disposizione delle bobine riceventi sulla parete esterna è diversa a seconda delle varianti di realizzazione dell’invenzione. Le bobine del dispositivo di rilevamento possono essere disposte lungo il perimetro del forno, generalmente lungo linee rappresentanti meridiani e quindi ad altezze diverse oppure lungo paralleli ideali, come ad esempio è mostrato schematicamente nelle figg. 8 e 9. In particolare questa disposizione rende possibile rilevare rottame non ancora fuso in più punti del perimetro interno del forno. E’ anche possibile disporre le bobine riceventi secondo una combinazione di disposizioni lungo una linea verticale e di disposizione lungo una o più linee orizzontali.

In questa descrizione viene definito l’orientamento verticale e orizzontale rispetto alla posizione del forno 2 con l’apertura di riempimento rivolta verso l’alto.

Un’altra possibile disposizione delle bobine riceventi è quella in cui tre bobine 1’, 1”, 1’” riceventi sono tutte disposte lungo un’unica linea meridiana verticale del forno, al fine di rilevare completamente il livello lungo tutta l’altezza della parte del forno 2 occupata dal metallo fuso 3, come mostrato nella figura 2.

Un’altra possibile disposizione, alternativa alle precedenti è quella in cui più bobine riceventi sono disposte verticalmente lungo più linee meridiane della superficie del forno ad arco.

E’ quindi ben chiaro alla persona esperta del ramo, da quanto abbiamo appena spiegato, che benché qui venga descritta, per semplicità, principalmente la forma di realizzazione in cui il dispositivo di rilevamento comprende tre bobine 1’, 1”, 1’”, disposte verticalmente, a seconda delle necessità del rilevamento è possibile comporre il dispositivo di rilevamento dell’invenzione con più di tre bobine, non essendoci un limite, se non economico e di ingombro al numero di bobine riceventi. È chiaro che maggiore è il numero di bobine, più precisa potrà essere la misura di livello dell’acciaio fuso.

Lo schema di base più generale del dispositivo di rilevamento dell’invenzione è illustrato in fig. 1, in cui gli elettrodi 4, 5, 6 trifase costituiscono un circuito elettrico con una corrente percorrente l’elettrodo 6 in una prima direzione mentre gli altri due elettrodi 4, 5 sono percorsi dalla corrente alternata in una seconda direzione, opposta alla prima, e il bagno di acciaio fuso 3 completa il circuito elettrico. L’andamento di questo circuito elettrico è indicato con il riferimento 11 nelle figg.6, 7. Nel caso in cui il forno ad arco avesse anche due soli elettrodi oppure più di tre, per es. quattro, il circuito elettrico si formerebbe in modo analogo. La corrente alternata trifase che percorre il circuito elettrico 11, come è ben noto, genera un campo elettromagnetico. Un tale campo elettromagnetico può essere rilevato dalle bobine 1’, 1”, 1’” riceventi del dispositivo di rilevamento 1 fissate all’interno della parete di materiale refrattario del forno 2.

Il principio di funzionamento del dispositivo di rilevamento di livello dell’invenzione viene ora descritto. Quando una bobina ricevente, disposta ad esempio sulla parete esterna del forno, si ritrova più in alto del livello del bagno di acciaio, come la bobina 1’ nel dispositivo mostrato nella figura 2, la variazione nel tempo del flusso magnetico prodotta dalla corrente alternata dell’elettrodo produce un segnale di tensione che può essere rilevato mediante un voltmetro o un amperometro, connessi opportunamente ai capi del sensore. Se il segnale di tensione di una qualunque bobina ricevente risulta essere un segnale rilevabile con intensità, allora il livello dell’acciaio fuso è più basso del piano in cui si trova quella bobina. Al contrario se il segnale di tensione di quella stessa bobina risulta essere molto basso, allora il livello dell’acciaio fuso risulta essere più alto della bobina ricevente stessa, poiché il bagno fuso di acciaio ha un forte potere di schermatura sul flusso magnetico. Questa configurazione è rappresentata in modo schematico nella fig. 6 dove, con il livello di acciaio fuso mostrato, alla bobina ricevente 1’ corrisponde la curva di tensione “a”, alla bobina ricevente 1” corrisponde la curva di tensione “b”, alla bobina ricevente 1’” corrisponde la curva di tensione “c”. Naturalmente si tratta di curve di tensione schematiche puramente esemplificative che illustrano il principio di funzionamento del dispositivo dell’invenzione.

Lo stesso avviene anche quando una bobina ricevente è disposta sopra al livello di acciaio liquido, ma è coperta dal rottame metallico 15 non ancora fuso, perché anche esso ha un potere schermante. Questa configurazione è rappresentata in modo schematico nella fig. 7 dove, con il livello di acciaio fuso mostrato e con la presenza di rottame 15 sopra al livello dell’acciaio 3, alla bobina ricevente 1’ corrisponde la curva di tensione “a”.

Tipicamente con una frequenza di lavoro di 50Hz il campo elettromagnetico è ridotto del 95% ad una profondità di 250mm di acciaio fuso.

Con particolare riferimento alle configurazioni del dispositivo mostrate nelle figure 2, 3, 4, 6, 7 che dispongono di tre bobine riceventi 1’, 1”, 1”’ collegate ciascuna con un rispettivo voltmetro, il dispositivo 1 di rilevamento può essere fatto funzionare tipicamente, ma non esclusivamente, in tre diverse modalità.

Modalità di Funzionamento di Rilevamento del Rottame:

La bobina superiore 1’ è posta sempre sopra al livello massimo di acciaio liquido e quindi essa rileva sempre un segnale di tensione alto in modulo. Invece se la bobina superiore 1’ è schermata dal rottame metallico non ancora fuso, come potrebbe avvenire in un processo di fusione con carica dall’alto, la bobina superiore 1’ rileva un segnale di valore basso, e quindi il dispositivo di rilevamento indica la presenza di rottame non ancora fuso sopra il bagno posto davanti al piano della bobina.

Inoltre se vi sono più bobine superiori 1’a, 1’b, 1’c, 1’d disposte sopra al livello massimo del bagno di acciaio liquido in diversi punti lungo il perimetro del forno, come mostrato dalle figure 8 e 9, è possibile verificare in più punti del bagno fuso la presenza di rottame non fuso nell’interno del forno.

Quando il rottame 15 è completamente fuso, il segnale ricevuto dalla bobina 1’ superiore, o dalle più bobine 1’a, 1’b, 1’c, 1’d superiori, è di valore elevato.

Prima modalità di rilevamento del livello di acciaio liquido:

Per conoscere il livello di acciaio liquido 3, si confronta la tensione (o la corrente) ricevuta dalla bobina ricevente 1’, 1” o 1”’ con un modello elettromagnetico, essendo nota la corrente passante attraverso gli elettrodi 4, 5, 6, valore che si può acquisire attraverso delle opportune misure. Inoltre, quando il rottame 15 si è completamente fuso e non vi è nessun accumulo di rottame sopra il bagno, l’andamento di tali segnali è mostrato nel grafico della fig.3.

E’ anche possibile utilizzare il segnale della bobina superiore 1’ come “segnale di riferimento”, dividendo il segnale ricevuto dalle altre bobine 1”, 1”, in posizione intermedia e in posizione bassa, per tale segnale di riferimento, ottenendo così un valore adimensionale indipendente dalla corrente che percorre gli elettrodi rappresentante l’altezza del livello di acciaio fuso 3. L’andamento di tali segnali è mostrato nel grafico della fig.4.

Seconda modalità di rilevamento del livello di acciaio liquido:

Usando tre bobine disposte in più posizioni verticali diverse è possibile coprire l’intero intervallo di variazione del livello di acciaio liquido. La bobina 1” intermedia è più sensibile per i livelli del bagno alti/intermedi mentre quella bassa 1’” è più sensibile per i livelli del bagno medio bassi. Anche questo andamento di tali segnali è mostrato nel grafico della fig.3.

In tal modo il dispositivo di rilevamento 1 rileva il campo elettromagnetico prodotto nel corso del funzionamento del forno ad arco in presenza del bagno di metallo fuso e/o del rottame destinato alla fusione.

Con particolare riferimento alla fig. 5 è mostrata schematicamente una bobina ricevente con un numero N di spire. La sua forma è preferibilmente, ma non esclusivamente, rettangolare, la cui dimensione del lato maggiore è L1 e quella del lato minore è L2 e normalmente le bobine riceventi sono disposte sulla parete del forno con il lato minore L2 in senso verticale.

Il lato L2 della bobina destinato ad essere disposto verticalmente è adeguatamente piccolo, per aumentare la sensibilità della bobina e mantenere contenuti gli ingombri. Tuttavia il prodotto N*L1*L2 deve essere sufficientemente elevato affinché la tensione V sia rilevabile.

La tensione ai capi dell’avvolgimento si calcola infatti con la formula seguente: V(t)=N*L1*L2*dB/dt

dove B è la componente di campo elettromagnetico ortogonale alla superficie del sensore, e il modulo della tensione è quindi:

V=N*L1*L2*2�*f*B.

Inoltre se sono note le correnti e le tensioni degli elettrodi (modulo e fase), anche la conoscenza della fase della corrente e della tensione ricevuta fornisce informazioni sul livello di tensione ricevuto. Infatti, al variare del livello di acciaio liquido o della presenza o meno del rottame, varia l’impedenza vista dalla bobina in modulo e fase.

Quindi la tensione è proporzionale al numero di spire, è proporzionale all’area definita dalla spira (calcolabile moltiplicando L1*L2) ed è anche proporzionale alla frequenza f.

Per mezzo di simulazioni matematiche è stato creato un modello elettromagnetico che permette, anche con un dispositivo di rilevamento 1 composto da sole tre bobine, un rilevamento preciso dell’altezza del bagno fuso anche nelle posizioni intermedie tra due bobine adiacenti. Un grafico che mostra l’intensità del campo magnetico subìto da ognuna delle tre bobine 1’, 1”, 1’” in funzione della distanza dalla superficie del bagno fuso e completato grazie ad estrapolazioni nei tratti tra le bobine adiacenti può essere utilizzato per un rilevamento preciso dell’altezza del bagno di acciaio fuso.

Le bobine riceventi sono progettate con supporto e fili di avvolgimento in grado di resistere all’alta temperatura, e sono eventualmente provviste di un sistema di raffreddamento, preferibilmente in aria.

Nella loro realizzazione si possono anche usare dei concentratori di flusso magnetici, al fine di poter ottenere il segnale ricevuto desiderato.

Preferibilmente, ma non esclusivamente, il filo costituente le spire delle bobine riceventi è filo di rame nichelato, con isolamento di mica e protezione fibra vetro.

Le spire sono fissate ad una struttura di supporto fatta di materiali a base mica, o analogo.

In un forno ad arco trifase la posizione ottimale e più efficace del sistema di rilevamento per rilevare il campo magnetico generato dalle bobine è quella in cui tutte le bobine si trovano sulla superficie esterna del forno nell’arco di circonferenza che si trova di fronte a due dei tre elettrodi 4, 5, 6, nella posizione mostrata con B nella fig. 10. In tale posizione preferita si dispone la bobina nella zona di fronte ai due elettrodi 4, 5. Tale zona viene definita convenzionalmente “punto freddo” perché è la zona più lontana dall’arco elettrico, cioè quella dove si accumula maggiormente il rottame non fuso. La posizione B è la migliore possibile in quanto è quella più vicina agli elettrodi 4 e 5, e in grado di fornire un campo magnetico con una componente ortogonale alle bobine riceventi. La posizione indicata nella figura 10 con A è invece una zona possibilmente da evitare perché essa si trova nell’ombra del terzo elettrodo 6 e, se le bobine riceventi sono messe in tale posizione, si rileverebbe un segnale di forza inferiore. Facendo ancora riferimento alla Fig. 7, l’elettrodo 6 produce un campo elettromagnetico puramente tangente sia nel punto B che nel punto A, in accordo con la legge di Biot Savart. Ai fini del segnale ricevuto, cioè della tensione indotta ai capi della bobina ricevente, conta solo il campo elettromagnetico con direzione ortogonale alla bobina, quindi l’elettrodo 6 dà sempre un contributo nullo al rilevamento.

Le bobine sono vantaggiosamente inserite all’interno della carpenteria del forno di fusione, ma comunque sulla superficie esterna, in una zona sufficientemente isolata dal calore, e anche vantaggiosamente provvista di raffreddamento preferibilmente in aria ed incorporato all’interno della bobina per diminuirne l’ingombro oppure provvista di mezzi per il raffreddamento forzato, al fine di garantire un’appropriata temperatura di funzionamento per i componenti del dispositivo di rilevamento. Le bobine riceventi si dispongono preferibilmente all’interno dei mattoni che costituiscono la parete di refrattario del forno, in quanto essi non schermano il campo elettromagnetico prodotto nel forno ad arco.

Alternativamente, le bobine riceventi possono essere disposte esternamente al refrattario, realizzando un’apertura sul tino di dimensioni pari almeno alle dimensioni della bobina ricevente rispettiva. In questo ultimo caso l’efficacia della bobina ricevente è ridotta il quanto il campo magnetico tende a decadere più rapidamente dentro all’apertura. In generale, per garantire il corretto funzionamento di una bobina ricevente essa non deve avere davanti a sé delle superfici metalliche che possano schermare il campo magnetico utilizzato per rilevare il livello dell’acciaio fuso.

Un tipico ciclo di fusione in un forno ad arco per il quale è particolarmente utile l’impiego di una procedura di rilevamento del livello del metallo fuso realizzata con il dispositivo dell’invenzione viene ora descritto come esempio non limitativo.

Durante un processo di fusione vengono caricate in successione nel forno più ceste piene di rottame. Dopo che l’ultima cesta di rottame è stata caricata, si passa alla fase di raffinazione in cui il rottame è fuso e il bagno è piatto, e in quel momento diventa possibile misurare il livello del metallo fuso mediante la Seconda modalità di rilevamento del livello utilizzando i rapporti tra il segnale ricevuto in ciascuna delle bobine che si trovano in posizione intermedia e bassa e il segnale della bobina più alta.

Se ci fosse rottame non ancora fuso sopra livello del bagno fuso si utilizza la prima modalità di rilevamento del livello, ovvero si confrontano le tensioni ricevute dalle bobine con il modello elettromagnetico, essendo nota la corrente che percorre gli elettrodi.

Inoltre, dopo ogni cesta di rottame caricata si può presentare la situazione in cui non tutto il rottame è fuso e risulta ancora in parte allo stato solido ed è necessario fare un rilevamento del livello del bagno e grazie al sistema dell’invenzione è possibile misurare l’altezza del bagno fuso e quella dello strato di rottame anche in una tale situazione.

Inoltre un altro tipico processo di fusione dell’acciaio è quello a carica continua, in cui il rottame non viene calato dall’altro ma entra da una speciale porta laterale del forno ad arco. Similmente, e anche in questo caso il dispositivo di rilevamento può essere vantaggiosamente impiegato per la misura del livello di acciaio liquido e per la rilevazione di rottame non fuso.

Claims

Rivendicazioni 1. Sistema di rilevamento di un livello di bagno fuso (3) o di rottame non fuso (15) per un forno (2) di fusione, determinante una direzione verticale quando il forno è disposto con l’apertura nella posizione più alta, con due o più elettrodi (4, 5, 6), comprendente più bobine elettromagnetiche riceventi (1’, 1”, 1”’) configurate per rilevare solamente un campo elettromagnetico generato da una circolazione di corrente elettrica in un circuito elettrico (11) formato da almeno due dei due o più elettrodi (4, 5, 6), da almeno un arco elettrico e dal bagno fuso (3) contenuto in detto forno di fusione (2), in cui le bobine elettromagnetiche (1’, 1”, 1”’) riceventi sono disposte ad altezze diverse lungo la direzione verticale tra un fondo del forno e un piano più alto di un livello massimo che il bagno fuso può raggiungere nel forno nel corso dell’operazione.
2. Sistema di rilevamento secondo la rivendicazione 1, in cui tutte le più bobine elettromagnetiche riceventi (1’, 1”, 1”’) sono configurate per essere disposte da una sola parte del forno di fusione (2) rispetto ad un qualsiasi piano di sezione verticale diametrale del forno di fusione (2).
3. Sistema di rilevamento secondo la rivendicazione precedente, in cui tutte le più bobine elettromagnetiche riceventi (1’, 1”, 1”’) sono configurate per essere disposte solamente in un arco di circonferenza del perimetro del forno di fusione (2) che fronteggia i detti almeno due dei due o più elettrodi (4, 5, 6) formanti il campo elettromagnetico e opposto alla semicirconferenza in cui si trova un terzo elettrodo.
4. Sistema di rilevamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le più bobine elettromagnetiche riceventi sono almeno tre (1’, 1”, 1’”) e configurate per essere disposte allineate lungo la direzione verticale.
5. Sistema di rilevamento secondo la rivendicazione 1, in cui le bobine elettromagnetiche (1’, 1”, 1”’) riceventi sono più di tre e almeno due (1’a, 1’b, 1’c, 1’d) di esse sono disposte in punti diversi lungo il perimetro del forno (2) su uno stesso piano più alto di un livello massimo che il bagno fuso può raggiungere nel forno (2) nel corso dell’operazione di fusione e le rimanenti bobine elettromagnetiche (1’, 1”, 1”’) riceventi sono poste ad altezze diverse lungo la direzione verticale a livelli più bassi di detto livello massimo.
6. Sistema di rilevamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le più bobine elettromagnetiche riceventi (1’, 1”, 1’”) sono configurate per essere disposte in vicinanza di una superficie esterna del forno.
7. Sistema di rilevamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le bobine elettromagnetiche riceventi (1’, 1”, 1”’) sono rettangolari in pianta e configurate per essere disposte con il lato minore in direzione verticale.
8. Forno di fusione (2) ad arco elettrico in corrente alternata comprendente un sistema di rilevamento del livello del bagno fuso (3) secondo una delle rivendicazioni precedenti.
9. Forno di fusione del tipo a “ladle furnace” o similari comprendente un sistema di rilevamento del livello del bagno fuso (3) o di rottame non fuso (15) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7.
10. Forno di fusione secondo una delle rivendicazioni 8 o 9, in cui le bobine elettromagnetiche riceventi (1’, 1”, 1’”) sono almeno tre e disposte a distanze diverse da un fondo del forno di fusione (2) lungo la direzione verticale.