IT202100002078A1 - Impianto di fusione e relativo metodo di gestione - Google Patents
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Description
Descrizione del trovato avente per titolo:
"IMPIANTO DI FUSIONE E RELATIVO METODO DI GESTIONE"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un metodo di gestione di un impianto di fusione che comprende, in particolare ma non solo, un forno elettrico ad arco per la fusione di prodotti metallici.
Il trovato si riferisce in particolare ad una metodologia di gestione della potenza che viene trasmessa al forno elettrico e/o al materiale di carica del forno, per garantire un funzionamento migliorato ottimizzando l?erogazione di potenza da parte di una combinazione di sorgenti, ad esempio, ma non solo, elettrica e chimica, necessarie a realizzare un processo di fusione.
STATO DELLA TECNICA
Sono noti impianti di fusione che comprendono un forno elettrico, ad esempio ad arco, utilizzato per la fusione di una carica metallica mediante un ciclo operativo che prevede, normalmente, le seguenti fasi principali:
- carica all?interno del forno di materiale metallico, solitamente rottame, mediante ceste o mediante sistemi di carica continua alimentati con rottame e/o ferro preridotto (DRI);
- generazione di un arco elettrico, nella quale gli elettrodi vengono abbassati verso il materiale metallico fino ad innescare l?arco elettrico tra l?estremit? di questi ultimi ed il materiale da fondere;
- perforazione dello strato di materiale metallico tramite l?arco elettrico generato, con susseguente inizio della fusione del materiale di carica; - formazione del bagno metallico fuso;
- affinazione del materiale fuso per regolare la temperatura del bagno e il contenuto di carbonio dell?acciaio e/o definire una voluta composizione dell?acciaio mediante l?aggiunta di componenti chimici;
- spillaggio del materiale fuso presente nel forno elettrico, previa eventuale operazione di scorifica.
Le operazioni di carica, generazione dell?arco elettrico e perforazione del materiale possono essere ripetute pi? volte durante un singolo ciclo di fusione. Ad esempio, dopo una prima carica di materiale metallico nel forno e la fusione di tale carica, si pu? prevedere l?introduzione di un?ulteriore carica di materiale metallico, e la successiva fusione, prima di procedere con raffinazione e poi con lo spillaggio.
Nel caso di processo di fusione con carica continua, il ciclo di fusione sopra descritto prevede, in genere, il caricamento di una prima cesta nel forno e la successiva fusione del materiale scaricato per generare un piede liquido; poi, si prevede l?introduzione in continuo del materiale di carica da fondere per il raggiungimento di un quantitativo voluto da spillare.
Il processo di fusione determina nel suo complesso consumi energetici altissimi ed ? caratterizzato da un profilo di fusione la cui ottimizzazione ? essenziale affinch? il forno possa raggiungere livelli di produttivit? e performance richiesti.
Con profilo di fusione si intende sostanzialmente la quantit? di energia, elettrica e chimica, richiesta affinch? il ciclo operativo possa avvenire con successo; tale profilo ? normalmente caratterizzato da una pluralit? di variabili come la tensione della rete elettrica di alimentazione, la corrente, il regime di erogazione di fiamma dei bruciatori, la tipologia di acciaio da produrre, la miscela di rottami utilizzata ed altro ancora. Il profilo di fusione ? predefinito anche in base alle dimensioni del forno e alla potenza elettrica e chimica installata.
Normalmente, un forno elettrico ad arco ? alimentato mediante un trasformatore elettrico che ha la possibilit? di variare la tensione in uscita in modo discreto.
I profili di fusione, in genere, si adattano ai vincoli foniti dal trasformatore, quindi attualmente non ? quasi mai possibile soddisfare esattamente i requisiti teorici di processo desiderati nell?intero ciclo di fusione.
Ci? pu? provocare una diminuzione di produttivit? del forno, a causa della necessit? di adattare l?energia a disposizione a tutti gli altri parametri in gioco, oppure pu? provocare il mancato raggiungimento di obiettivi di qualit? sulla colata, oppure ancora eccessivi costi di produzione.
Attualmente, inoltre, le variabili controllate per l'energia elettrica e chimica sono guidate solo utilizzando un parametro che ? rappresentativo dello stato di fusione del rottame e non possono essere adattate dinamicamente ad altre variabili di processo, n? vengono regolate in base ad una storicit? dei risultati ottenuti in passato.
E noto, inoltre, che l?energia a disposizione per il processo di fusione dipende molto anche dal tipo di infrastruttura di approvvigionamento di energia, elettrica e chimica, presente nel luogo di installazione dell?impianto di fusione. ? evidente, quindi, che il metodo di gestione del forno deve necessariamente tenere conto anche di questo aspetto.
Esiste pertanto la necessit? di perfezionare un impianto di fusione e relativo apparato e metodo di gestione, ad esempio di un forno elettrico ad arco, che possa superare almeno uno degli inconvenienti della tecnica nota.
Uno scopo del presente trovato ? quello di realizzare un impianto di fusione che comprende un apparato di gestione in grado di consentire l?ottimizzazione dell?erogazione di energia elettrica e chimica a disposizione in quel momento.
Un altro scopo del presente trovato ? quello di mettere a punto un metodo per la gestione dell?alimentazione di un forno elettrico ad arco che consenta di ottimizzare il profilo di erogazione dell?energia elettrica e chimica a disposizione in quel momento.
Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di realizzare un metodo di gestione in cui il profilo di fusione si adatta, in modo dinamico, all?energia a disposizione.
Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di realizzare un metodo di gestione che consenta, in modo sostanzialmente continuo, di ottimizzare le prestazioni complessive del forno e di migliorare l?efficienza del processo di fusione.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato ? espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.
In accordo con i suddetti scopi, un impianto di fusione comprende un forno elettrico, provvisto di uno o pi? elettrodi, almeno mezzi di immissione di sostanze chimiche, ed un apparato di gestione comprendente almeno un gruppo di disaccoppiamento disposto fra una rete elettrica e il forno elettrico.
Secondo un aspetto, lapparato di gestione comprende un?unit? di controllo avente:
- un modulo di memorizzazione provvisto almeno di un database in cui sono memorizzati una pluralit? di profili di fusione,
- un modulo di calcolo programmato per implementare una funzione di ottimizzazione che genera in modo automatico un profilo di fusione attuale idoneo a minimizzare una funzione di costo dell?impianto di fusione, in particolare con riferimento al consumo di energia elettrica e chimica,
- un modulo di gestione configurato per ricevere dal suddetto modulo di calcolo i dati relativi al profilo di fusione attuale e per tradurli in segnali operativi da inviare rispettivamente al gruppo di disaccoppiamento fra impianto e rete di alimentazione e ai mezzi d?immissione di sostanze chimiche.
In accordo con forme di realizzazione, ? previsto pertanto un metodo di gestione di un impianto di fusione che prevede di controllare, tramite un gmppo di disaccoppiamento fra forno elettrico e rete elettrica di alimentazione, e tramite mezzi di immissione di sostanze chimiche, l?alimentazione elettrica e chimica di un forno elettrico.
Secondo un aspetto, il metodo prevede che durante un ciclo di fusione: - un modulo di calcolo di un?unit? di controllo di un apparato di gestione generi in modo automatico, tramite una funzione di ottimizzazione, un profilo di fusione attuale che minimizza una funzione di costo, in particolare dell?energia elettrica e chimica, e
- un modulo di gestione di detta unit? di controllo riceva, dal modulo di calcolo, i dati relativi al profilo di fusione attuale e generi rispettivi segnali operativi da inviare al gruppo di disaccoppiamento ed ai mezzi d?immissione di sostanze chimiche affinch? eroghino la potenza elettrica e la potenza chimica richieste.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Questi ed altri aspetti, caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno chiari dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fonite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:
- la f?g. 1 ? una vista schematica di un impianto di fusione in accordo con forme di realizzazione qui descritte.
Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente combinati o incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.
DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE
Si far? ora riferimento nel dettaglio alle possibili forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o pi? esempi sono illustrati nelle figure allegate a titolo esemplificativo non limitativo. Anche la fraseologia e terminologia qui utilizzata ? a fini esemplificativi non limitativi.
Forme di realizzazione qui descritte, si riferiscono ad un impianto di fusione 10 comprendente un forno elettrico 12 ad arco e un apparato 11 di gestione dell?alimentazione del forno elettrico 12.
Il forno elettrico 12 comprende uno o pi? elettrodi 13 alimentabili elettricamente per fornire una potenza elettrica necessaria a fondere una massa di materiale metallico R. Ad esempio, gli elettrodi 13 possono essere due, tre, o pi? di tre.
L?apparato 11 ? collegato ad una rete elettrica 100 di alimentazione di tensione e corrente alternata che pu? essere, ad esempio, trifase.
La rete elettrica 100, in funzione del luogo di installazione dell?impianto 10, ? caratterizzata da proprie grandezze elettriche di rete quali una corrente di rete li ed una tensione di rete Ui, che vengono opportunamente fomite agli elettrodi 13, per mezzo dell?apparato 11, ad una frequenza di rete Fi.
L?apparato 11 comprende un guppo di disaccoppiamento 14 operativamente disposto tra la rete elettrica 100 e il forno elettrico 12. Il gruppo di disaccoppiamento 14 ? configurato per disaccoppiare le suddette grandezze elettriche di rete (Ii, Ui, Fi) da grandezze elettriche di alimentazione degli elettrodi 13 che sono una corrente dell? arco la e una tensione dell?arco Ua, fonite ad una frequenza di alimentazione dell?arco Fa.
Il gruppo di disaccoppiamento 14 permette di operare la regolazione di almeno una grandezza elettrica di rete (Ii, Ui, Fi) per ottenere una voluta grandezza elettrica di alimentazione (Ia, Ua, Fa).
Il gmppo di disaccoppiamento 14 comprende un dispositivo convertitore modulare configurato per convertire la corrente di rete li e la tensione di rete Ui a valori di corrente dell?arco la e di tensione dell?arco Ua per l?alimentazione degli elettrodi 13.
Il dispositivo convertitore modulare comprende una pluralit? di moduli ognuno fornito almeno di circuiti di raddrizzamento, circuiti intermedi e circuiti invertitori come descritto, ad esempio, nel brevetto EP 3 124 903 B1 della Richiedente.
Il guppo di disaccoppiamento 14 consente di controllare la corrente d'arco Ia, la tensione d?arco Ua e la frequenza di alimentazione dell?arco Fa in modo indipendente e continuo rispetto alla corrente di rete Ii, alla tensione di rete Ui e alla frequenza di rete Fi. La possibilit? di controllare tali grandezze elettriche di alimentazione in modo continuo consente di avere un controllo pi? preciso del processo di fusione in ogni momento. La potenza elettrica erogata dagli elettrodi 13 viene regolata agendo sulla corrente d'arco la, sulla tensione d?arco Ua e sulla frequenza di alimentazione dell?arco Fa. Preferibilmente, l?azione di regolazione avviene agendo sul parametro di frequenza.
In possibili forme di realizzazione, il gruppo di disaccoppiamento 14 pu? comprendere un trasformatore multi-tap provvisto di una pluralit? di rapporti di trasformazione selettivamente impostabili in relazione ad un profilo di fusione elettrica voluto. In questo caso, la corrente d'arco la e la tensione d?arco Ua sono controllate in modo discreto. Nel caso di trasformatore multi-tap non ? possibile agire sul parametro frequenza.
Il forno elettrico 12 comprende mezzi d?immissione di sostanze chimiche, indicati globalmente con il numero di riferimento 15, configurati per erogare, in uso, ed in ragione della specifica fase del ciclo di fusione, una voluta potenza chimica necessaria al raggiungimento della chimica grezza desiderata per la realizzazione di un determinato acciaio.
I mezzi di immissione di sostanze chimiche 15 possono essere, ad esempio, bruciatori, lance, iniettori di ossigeno, di carbone e di altri additivi da caricare all?interno del forno elettrico 12.
I mezzi di immissione di sostanze chimiche 15 sono caratterizzati da grandezze chimiche di alimentazione che comprendono almeno un flusso di ossigeno Q02, un flusso di carburante Qfuel, un flusso di carbonio Qc e un flusso di calce Qlime. Ulteriori grandezze chimiche di alimentazione sono possibili e dipendono essenzialmente dalle reazioni chimiche che devono avvenire all?interno del forno elettrico 12.
L?apparato di gestione 11 comprende un?unit? di controllo 16 operativamente associata al gruppo di disaccoppiamento 14 e ai mezzi d?immissione di sostanze chimiche 15 per rispettivamente gestire l?erogazione della potenza elettrica e della potenza chimica richieste. L?alimentazione elettrica e chimica del forno elettrico 12 ? gestita sulla base di un profilo di fusione MP che ? caratterizzato dalla somma della potenza elettrica e dalla potenza chimica richieste durante le fasi del ciclo di fusione.
Il profilo di fusione MP dipende da parametri A di processo e costruttivi del forno elettrico 12. Ad esempio, i parametri A possono comprendere caratteristiche dimensionali del forno elettrico 12 - ad esempio forma, capacit? di contenimento - e composizione chimica del mix di materiale metallico R introdotto per realizzare una voluta tipologia di acciaio. Il profilo di fusione MP pu? dipendere anche dalla tipologia e pezzatura del materiale metallico R utilizzato, dalla sua forma e dalle modalit?, continua o discontinua, con cui viene introdotto all? interno del forno elettrico 12.
Il profilo di fusione MP pu? essere rappresentato come una curva variabile in funzione del tempo di processo ovvero delle fasi del processo di fusione. Ad esempio, in una fase di caricamento o in una fase di affinazione il profilo di fusione MP potrebbe essere caratterizzato dalla sola potenza chimica mentre in una fase di fusione potrebbe essere caratterizzato da una combinazione di potenza elettrica e potenza chimica.
Per tale motivo, il profilo di fusione MP pu? essere definito, istante per istante, dalla somma di un profilo di fusione elettrica e di un profilo di fusione chimica.
Le grandezze elettriche di alimentazione che possono essere controllate durante il processo per inseguire un voluto profilo di fusione elettrica sono la corrente d?arco la, la tensione d?arco Ua e la frequenza elettrica Fa di alimentazione.
Alcune delle grandezze chimiche di alimentazione che possono essere controllate durante il processo per inseguire un voluto profilo di fusione chimica sono un flusso di ossigeno QO2, un flusso di carburante Qfuel, un flusso di carbonio Qc e un flusso di calce Qlime.
La finestra di controllo di queste grandezze dipende da esistenti vincoli elettrici e vincoli chimici nonch? dalla disponibilit? e dalla modalit? di erogazione rispettivamente dell?energia elettrica e dell?energia chimica.
I vincoli elettrici possono essere, ad esempio, una potenza nominale, una tensione di uscita massima e una corrente di uscita massima del dispositivo convertitore modulare, una resistenza di arco elettrico o altro. I vincoli chimici possono essere, ad esempio, una potenza nominale o una portata nominale di carburante iniettato, un rapporto limite ossigeno/carbonio iniettato, un rapporto limite ossigeno/carburante iniettato.
Secondo forme di realizzazione, l?unit? di controllo 16 comprende un modulo di memorizzazione 17 che presenta un database in cui sono memorizzati una pluralit? di profili di fusione MP del forno elettrico 12. Ad ogni fusione ? possibile, infatti, registrare i dati almeno del profilo di fusione MP e della tipologia di acciaio prodotto. Vantaggiosamente, vengono registrati anche i dati delle relative grandezze elettriche di alimentazione e delle grandezze chimiche di alimentazione che definiscono il suddetto profilo di fusione MP.
Il modulo di memorizzazione 17 mette, quindi, a disposizione uno storico di profili di fusione MP del forno elettrico 12.
Secondo una possibile forma di realizzazione, l?unit? di controllo 16 ? collegata ad un dispositivo di memorizzazione cloud 111 sul quale sono memorizzati una pluralit? di profili di fusione MP di ulteriori forni elettrici 112 che fanno parte di ulteriori impianti di fusione distinti dall?impianto di fusione 10.
L?unit? di controllo 16 comprende, inoltre, un modulo di calcolo 18 configurato per operare un confronto fra i parametri A relativi ad una determinata condizione di fusione che si vuole realizzare nel forno elettrico 12 e corrispondenti parametri operativi che si sono verificati in fusioni precedenti, nello stesso forno elettrico 12 o in ulteriori forni elettrici 112, in modo da selezionare uno o pi? profili di fusione MP ottimi che possono essere eventualmente combinati per ottenere un profilo di fusione MP di base.
Il profilo di fusione MP di base ? utilizzato, almeno inizialmente, come guida per la fusione che si vuole realizzare. Monitorando, passaggio per passaggio, la variazione dei diversi parametri A controllati ? possibile verificare se l?aderenza del profilo di fusione MP attuale viene mantenuta o meno e recuperarla, in questo secondo caso, con delle apposite modifiche.
Nel caso in cui il profilo di fusione MP di base sia relativo ad uno degli ulteriori forni elettrici 112 ? necessario che questi abbiano caratteristiche simili in termini di dimensioni e miscela di rottame R. Maggiore ? il numero di fusioni acquisite/monitorate, maggiori saranno i dati per alimentare algoritmi basati su questi dati in grado di definire il profilo di fusione MP di base. Maggiore ? la quantit? di dati, maggiore sar? l'efficacia e le prestazioni del forno elettrico 12.
Secondo forme di realizzazione, il modulo di calcolo 18 ? programmato per implementare una funzione di ottimizzazione APG che genera in modo automatico un profilo di fusione MP dinamico, nella sua componente elettrica e chimica, che minimizza una funzione di costo CF dell?energia elettrica e chimica. La funzione di ottimizzazione APG ? configurata, tramite l?analisi del segnale delle grandezze elettriche, per selezionare le combinazioni di corrente e frequenza ?migliori? in ciascuna fase fusoria del processo, cio? le combinazioni di corrente e frequenza che garantiscono la maggiore stabilit? d?arco (ad esempio, minima deviazione standard, minima deviazione armonica totale) e quindi minimizzano il cosiddetto Power On Time ?PON?. Minimizzare il PON significa minimizzare le perdite termiche.
? possibile, quindi, imporre obiettivi di corrente e potenza attiva al secondario del gruppo di disaccoppiamento 14 tali per cui la funzione di ottimizzazione APG selezioni la combinazione migliore di corrente e frequenza, ad esempio per minimizzare il PON, oppure le perdite.
Inoltre, nel caso in cui ci sia una ridotta potenza disponibile dalla rete elettrica 100, ad esempio in determinate fasce orarie, ? possibile integrare la potenza elettrica mancante erogando, tramite i mezzi di immissione delle sostanze chimiche 15, la potenza chimica necessaria, derivante da un opportuno monitoraggio attivo.
La funzione di costo CF pu? essere definita in base a diversi parametri che possono essere scelti attraverso tecniche di machine learning che sono in grado di ridurre la dimensionalit? del problema ad un numero di variabili limitato.
I parametri che definiscono la funzione di costo possono essere diversi a seconda della fase in cui si trova il processo in corso, quindi la funzione di costo assumer?, di volta in volta, forma differente.
La funzione di costo CF da minimizzare ? definita in funzione delle grandezze elettriche e chimiche di alimentazione coinvolte nel processo. Ad esempio, la funzione di costo CF pu? essere definita in relazione alle grandezze elettriche di alimentazione e alle grandezze chimiche di alimentazione secondo la relazione:
CF = f (Ia, Ua, Fa; QO2, QFuel, Qc, Qlime).
Ad esempio, minimizzando la funzione di costo CF ? possibile attuare una delle seguenti strategie di gestione o una loro combinazione:
1) minimizzare la potenza richiesta nel tempo;
2) minimizzare il consumo di energia elettrica;
3) minimizzare l?usura degli elettrodi 13.
La funzione di ottimizzazione APG ? configurata per generare il profilo di fusione MP che minimizza la funzione di costo CF tenendo conto dei vincoli dei componenti elettrici dell?impianto 10 e dei vincoli dei componenti chimici dell?impianto 10. Le tecniche che possono essere utilizzate per ottimizzare la funzione di costo sono, ad esempio, algoritmi genetici o metodi di ottimizzazione duale, tenendo conto della tipologia di vincoli.
Secondo forme di realizzazione, l?unit? di controllo 16 comprende un modulo di gestione 19 configurato per ricevere dal modulo di calcolo 18 il profilo di fusione MP, nella sua componente elettrica e chimica, e di tradurli in segnali operativi da inviare rispettivamente al gruppo di disaccoppiamento 14 e ai mezzi d?immissione di sostanze chimiche 15 affinch? eroghino la quantit? di energia ottimizzata.
Il modulo di gestione 19 ? configurato, inoltre, per ricevere i dati relativi al profilo di fusione MP attuale e per registrarli sul modulo di memorizzazione 17 al fine di aggiornare in modo continuo il database. L?apparato 11 di gestione fin qui descritto viene utilizzato per mettere in pratica un metodo di gestione di un impianto di fusione 10 in cui avvengono almeno le seguenti fasi:
- una fase di caricamento, eventualmente in pi? momenti, di materiale metallico R solido nell?impianto di fusione 10, in particolare all?interno del forno elettrico 12,
- una fase di fusione del materiale metallico R solido per l?ottenimento di materiale fuso,
- una fase di affinazione del materiale fuso.
Le fasi di caricamento, di fusione e di affinazione sono caratterizzate sia in termini temporali, ad esempio la durata media di ciascuna fase, sia in termini di grandezze, ad esempio la potenza necessaria al completamento di ciascuna fase entro i termini temporali ed a parit? di risultato necessario a ritenere idoneo il loro completamento, da un profilo di fusione MP ottimale.
I profili di fusione MP ottimali sono quelli che, a parit? di condizioni iniziali, ad esempio parametri A, e volti al raggiungimento di un risultato preciso, ad esempio un particolare Steel grade, richiedono consumi e tempi minori e quindi costi minori. Al contrario, i profili di fusione MP meno idonei sono quelli che sforano nei tempi, nei costi o non raggiungono il target voluto.
Una volta stabilito il programma di fusione, prima della fase di caricamento di ciascun ciclo di fusione ? previsto che il modulo di calcolo 18 dell?unit? di controllo 16 confronti i parametri A di processo della fusione che si intende eseguire con parametri di processo di fusioni precedenti che sono caricati nel database all?interno del modulo di memorizzazione 17.
Eventualmente, il database presente nell?unit? di memorizzazione 17 pu? essere aggiornato, o avere accesso, al dispositivo di memorizzazione cloud 1 11 che contiene informazioni su fusioni di ulteriori forni 112. Definite le fusioni precedenti pi? affini il modulo di calcolo 18 estrae i relativi profili di fusione MP ed eventualmente li combina per ottenere un profilo di fusione MP, nella sua componente elettrica e chimica, di base che verr? seguito, almeno all?inizio, per mettere in atto il processo di fusione.
Una volta determinato il profilo di fusione MP, il modulo di calcolo 18 regola dinamicamente il profilo di fusione MP attuale, nelle sue componenti elettrica e chimica, sulla base della funzione di ottimizzazione APG con l?obiettivo di massimizzare l?efficienza complessiva del processo di fusione ovvero minimizzando la funzione di costo CF.
La funzione APG ? utilizzata per ottimizzare e generare in continuo sia il profilo di fusione elettrica sia il profilo di fusione chimica.
Il metodo prevede di variare il profilo di fusione MP elettrico e chimico in modo ottimizzato a seconda della specifica fase del processo. E chiaro che al metodo di gestione di un forno elettrico ad arco fin qui descritto possono essere apportate modifiche senza per questo uscire dall?ambito del presente trovato come definito dalle rivendicazioni.
Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitare la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi per quanto attiene all?ambito di protezione sotteso nelle specifiche rivendicazioni.
Claims (9)
1. Impianto di fusione (10) comprendente un forno elettrico (12), provvisto di uno o pi? elettrodi (13) e mezzi di immissione di sostanze chimiche (15), e un apparato di gestione (11) comprendente un gruppo di disaccoppiamento (14) disposto fra una rete elettrica (100) e detto forno elettrico (12), caratterizzato dal fatto che detto apparato di gestione (11) comprende un?unit? di controllo (16) avente:
- un modulo di memorizzazione (17) che presenta un database in cui sono memorizzati una pluralit? di profili di fusione (MP),
- un modulo di calcolo (18) programmato per implementare una funzione di ottimizzazione (APG) che genera in modo automatico un profilo di fusione (MP) attuale che minimizza una funzione di costo (CF) in particolare dell?energia elettrica e chimica,
- un modulo di gestione (19) configurato per ricevere da detto modulo di calcolo (18) i dati relativi a detto profilo di fusione (MP) e di tradurli in segnali operativi da inviare rispettivamente a detto gruppo di disaccoppiamento (14) e a detti mezzi d?immissione di sostanze chimiche (15).
2. Impianto come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto modulo di calcolo (18) ? configurato per operare un confronto fra parametri (A) relativi ad una determinata condizione di fusione che si vuole realizzare in detto forno elettrico (12) e corrispondenti parametri operativi che si sono verificati in fusioni precedenti, in modo da selezionare dal database di detto modulo di memorizzazione (17) uno o pi? profili di fusione (MP) di base.
3. Impianto come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta funzione di costo (CF) dipende almeno da grandezze elettriche di alimentazione e/o da grandezze chimiche di alimentazione.
4. Impianto come nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che dette grandezze elettriche di alimentazione sono una corrente d'arco (la), una tensione d?arco (Ua) e una frequenza di alimentazione dell?arco (Fa), e che dette grandezze chimiche di alimentazione comprendono almeno un flusso di ossigeno (QO2), un flusso di carburante (Qfuel), un flusso di carbonio (Qc) e un flusso di calce (Qlime).
5. Impianto come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto modulo di gestione (19) ? configurato, inoltre, per ricevere i dati relativi a detto profilo di fusione (MP) attuale e per registrarli su detto modulo di memorizzazione (17) al fine di aggiornare in modo continuo il database.
6. Metodo di gestione di un impianto di fusione (10) che prevede di controllare tramite un gruppo di disaccoppiamento (14) e tramite mezzi di immissione di sostanze chimiche (15) l?alimentazione elettrica e chimica di un forno elettrico (12), caratterizzato dal fatto che durante un ciclo di fusione:
- un modulo di calcolo (18) di una unit? di controllo (16) di un apparato di gestione (11) genera in modo automatico, tramite una funzione di ottimizzazione (APG), un profilo di fusione (MP) attuale che minimizza una funzione di costo (CF) dell?energia elettrica e chimica, e
- un modulo di gestione (19) di detta unit? di controllo (16) riceve da detto modulo di calcolo (18) i dati relativi a detto profilo di fusione (MP) e genera rispettivi segnali operativi da inviare a detto gruppo di disaccoppiamento (14) e a detti mezzi d?immissione di sostanze chimiche (15) affinch? eroghino la potenza elettrica e la potenza chimica richieste.
7. Metodo come nella rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che prima di generare detto profilo di fusione (MP) detto modulo di calcolo (18) confronta parametri (A) relativi ad una determinata condizione di fusione che si vuole realizzare con corrispondenti parametri operativi che si sono verificati in fusioni precedenti in modo da selezionare da un database di un modulo di memorizzazione (17) di detta unit? di controllo (16) uno o pi? profili di fusione (MP) di base.
8. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che minimizzando detta funzione di costo (CF) si minimizza uno o pi? tra una potenza richiesta nel tempo, un consumo di energia elettrica e un?usura di elettrodi (13) di detto forno elettrico (12).
9. Metodo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto ciclo di fusione prevede una fase di caricamento, eventualmente in pi? momenti, una fase di fusione e una fase di affinazione, in cui detto metodo prevede di variare il profilo di fusione (MP) elettrico e chimico in modo ottimizzato a seconda della specifica fase del ciclo.
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