KR20240054193A - 전극 진동 감지 모듈 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
전극 진동 감지 모듈(EVDM)이 전기 아크로(EAF) 쉘의 바닥과 전극 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 수신 및/또는 확인하고, 적어도 부분적으로 파형 신호에 기초하여 전극 진동에 대한 상태를 식별하고 알람을 트리거하고 및/또는 EAF 내의 전극의 위치를 조정함으로써 EAF의 동작을 조절하도록 구성되어 있는, EVDM 및 이를 이용한 EAF의 전극 진동 감지 방법이 제공된다.
Description
개시된 발명의 실시예들은 전극 진동 감지 모듈(EVDM: electrode vibration detection module) 및 EVDM을 사용하여 전기 아크로(EAF: electric arc furnace)의 전극의 진동을 감지하는 방법에 관한 것으로, EVDM은 EAF 쉘의 바닥과 전극 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 수신 및/또는 확인하고, 이 파형 신호를 적어도 부분적으로 기초로 하여 전극 진동에 대한 상태를 식별하고 알람을 트리거하고 및/또는 EAF 내의 전극의 위치를 조정함으로써 EAF의 동작을 조절하도록 구성된다.
전통적인 제강 방법은 철광석이 용광로(BOF: blast furnace) 변환기에서 정련되기 전에 코크스를 사용하여 용광로에서 환원 및 용융되는 BOF 경로를 기반으로 한다. 코크스는 연소되어 에너지를 생산하며, 철광석은 탄소 및 일산화탄소와의 반응으로 인해 환원된다. 그러나, 지난 몇 년 동안 BOF 기술보다 전기 아크로(EAF) 제강 공정이 전 세계적으로 빠르게 관심을 얻고 있다.
EAF 공정의 여러 장점 중에서도, 낮은 방출 다음으로 유연성이 EAF를 대표하는 특징이다. 이 공정은 현재 시장 상황에 따라 마음대로 켜고 끌 수 없는 BOF 경로에 비해 매우 유연하다. 보다 진보되고 유연하며 깨끗한 공정을 지향하는 트렌드에 따라, 각 철강 생산업체의 특별한 요구에 맞게 신속하게 구현되고 조정될 수 있는 기술이 필요하다.
제강에 사용되는 EAF는 일반적으로 개폐 가능한 지붕으로 덮인 내화물로 라이닝된 용기(refractory-lined vessel)를 포함하며, 이 지붕을 통해 하나 이상의 전극이 용광로로 들어간다. 이와 관련하여, EAF는 일반적으로 측벽 및 하부 강철 "보울(bowl)"로 구성된 쉘(shell), 하부 보울을 라이닝하는 내화물로 구성된 화상(hearth) 및 내화물 라이닝되거나 수냉각될 수 있으며 구의 단면 또는 절두체(원추형 단면)로 형성될 수 있는 지붕을 갖는 것으로 간주될 수 있다. 또한, 지붕은 그 중앙에 삼각형 내화물(refractory delta)을 지지하며, 이를 통해 하나 이상의 전극이 들어간다.
전형적인 교류 EAF는 3상 전원에 의해 전력을 공급받을 수 있으므로 3개의 전극을 갖는다. 전극은 단면이 둥글 수 있으며, 일반적으로 나사 결합된 세그먼트들로 되어 있어, 전극이 마모됨에 따라 새로운 세그먼트가 추가될 수 있다. 이와 관련하여, 대전되는(charged) 재료(예컨대, 용융될 고철)와 전극 사이에 아크가 형성된다. 이 대전 재료(예컨대, 고철)는 대전 재료를 통과하는 전류와 아크에 의해 방출되는 복사 에너지에 의해 가열될 수 있다. 전기 아크 온도는 약 3,000℃(5,400℉)에 이르므로 작동 시 전극의 하단 부분을 눈부시게 밝게 빛나게 만든다.
EAF는 일반적으로 운반을 위해 생성된 액체 강철이 다른 용기에 부어질 수 있도록 틸팅 플랫폼 위에 구축된다. 용강(molten steel)을 붓기 위해 용광로를 기울이는 작업을 태핑(tapping)이라고 한다. 원래, 모든 제강로는 용광로를 기울일 때 씻겨 나가는 내화물로 폐쇄된 태핑 스파우트(tapping spout)를 가지고 있었으나, 종종 현대식 용광로는 용강 내 질소 및 슬래그의 함량을 줄이기 위해 편심 바틈 탭 홀(EBT: bottom tap-hole)을 가진다. 이 용광로는 화상 및 쉘을 수직으로 관통하는 탭홀을 가지며, 계란 형상의 화상의 좁은 "노즈" 중앙에서 벗어나 있다. 이것은 폐쇄된 경우 감람석과 같은 내화물 모래로 채워진다.
그러나, EAF 기술에서, 전극과 EAF 쉘 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극(들)을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 통해 EAF의 전극(또는 전극들)의 진동을 모니터링 및/또는 감지할 수 있는 방법 및/또는 모듈이 여전히 필요하다.
본 발명에 따른 특정 실시예는 전기 아크로(EAF)의 전극 전기 센서 및 액츄에이터(예를 들어, 하나 이상의 전극)와 동작적으로 연결된 전극 진동 감지 모듈(EVDM)을 제공하며, 이 EVDM은 전극과 EAF 쉘의 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류(전극 전류)와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 수신 및/또는 확인하고, 이러한 파형 신호를 적어도 부분적으로 기초로 하여 전극 진동에 대한 상태를 식별하고 알람을 트리거하고 및/또는 EAF 내의 전극의 위치를 조정함으로써 EAF의 동작을 조절하도록 구성된다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 예를 들어 EVDM은 전극과 EAF 쉘의 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 수신하고 이들 신호를 사용하여 전원의 교류(AC) 주기의 절반에 대응하는 샘플링 주파수(RMS 샘플링 주파수)의 전극 전류 및 전극 전압에 대한 RMS(root-mean-square) 값(RMS 전류, RMS 전압)을 계산하고 EVDM 윈도우 시간 및 RMS 샘플링 주파수에 기초하여 EVDM 큐 길이를 갖는 EVDM 큐를 정의하도록 구성된 컴퓨터 프로세서를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVDM 윈도우 시간은 그 시간 기간 동안 RMS 전류 및 전압 값(RMS 값)의 개별 샘플이 수신 및/또는 확인되는 미리 정해진 시간 기간 또는 사용자 선택된 시간 기간일 수 있다. EVDM는 사용자에 의해 선택될 수 있는 하나 이상의 서브-모듈(예컨대, 알람 모드)를 포함하고, 하나 이상의 서브-모듈은 (i) RMS 값의 개별 샘플과 (ii) 전극 진동 감지와 연관된 하나 이상의 미리 정해진 전기 프로파일의, 컴퓨터 프로세서에서 수행된, 비교에 기초하여 전극 진동 감지와 연관된 내부 알람 발생(IAO)을 트리거하도록 구성된다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 하나 이상의 서브-모듈은 각각의 IAO 또는 각각의 비-내부 알람 발생(NIAO) 중 하나로 정의된 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로세서는 EVDM 큐 길이가 가득 찰 때까지 하나 이상의 서브-모듈로부터의 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 축적하고, 진동 데이터의 최소 백분율이 각각의 IAO로 구성된 것으로 정의되는 경우 외부 진동 알람(EVA)을 트리거하도록 추가로 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로세서는 EVDM 큐 길이가 가득 찰 때까지 하나 이상의 서브-모듈로부터의 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 축적하고, 진동 데이터의 최소 백분율이 각각의 IAO로 구성된 것으로 정의되는 경우 외부 진동 알람(EVA)을 트리거하도록 추가로 구성될 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 EAF의 전극(예를 들어, 하나 이상의 전극)의 진동을 감지하는 방법을 제공하며, 이 방법은: (a) 전극 전기 센서 및 액츄에이터와 동작적으로 연결되도록, 본 명세서에 설명되고 개시된 것과 같은 EVDM을 제공하는 단계; (b) EVDM의 컴퓨터 프로세서에서 전극과 EAF 쉘의 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 수신하는 단계; (c) RMS 샘플링 주파수에서 전극 RMS 전압 및 전극 RMS 전류를 계산하는 단계; (d) 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 알람 모드)을 선택하는 단계를 포함할 수 있으며, 이 하나 이상의 서브-모듈은 (i) RMS 값의 개별 샘플과 (ii) 전극 진동 감지와 연관된 하나 이상의 미리 정해진 전기 프로파일의, 컴퓨터 프로세서에서 수행된, 비교에 기초하여 전극 진동 감지와 연관된 내부 알람 발생(IAO)을 트리거하도록 구성될 수 있다.
하나 이상의 서브-모듈이 각각의 IAO 또는 각각의 비-내부 알람 발생(NIAO)인 것으로 정의된 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 생성하도록 구성될 수 있는 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 방법은 (e) EVDM 큐 길이가 가득 찰 때까지 하나 이상의 선택된 서브-모듈로부터의 각 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 축적하고, 진동 데이터의 최소 백분율이 각각의 IAO로 구성되어 있는 것으로 정의된 경우 외부 진동 알람(EVA)을 트리거하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 내화물로 라이닝된 화상를 포함하는 내부 부분을 형성하는 노 몸체 및 내부 부분으로 연장되는 하나 이상의 전극을 포함하는 EAF의 동작 방법을 제공하며, 이 방법은 예를 들어 본 명세서에 설명되고 개시된 방법을 통해 하나 이상의 전극의 진동을 감지하는 단계 및 하나 이상의 전극을 내화물로 라이닝된 화상로부터 멀리 상승시킴으로써 내화물로 라이닝된 화상에 대한 하나 이상의 전극의 위치를 조정하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 (i) 내화물로 라이닝된 화상를 포함하는 내부 부분을 형성하는 노 몸체 및 내부 부분으로 연장되는 하나 이상의 전극을 포함하는 EAF; 및 (ii) 본 명세서에 설명되고 개시된 것과 같은 전극 진동 감지 모듈(EVDM)을 포함하는 EAF 시스템을 제공한다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVDM은 하나 이상의 전극 전기 센서 및 액추에이터와 동작적으로 연결되어 있을 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 더 완전하게 설명될 것이며, 도면에는 본 발명의 전부는 아닌 일부 실시예가 도시되어 있다. 실제로, 본 발명은 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 그 보다는 이러한 실시예들은 본 개시 내용이 적용 가능한 법적 요구 사항을 충족하도록 제공된 것이다. 도면 전체에서 유사한 부재번호는 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람(들))을 선택하기 위한 예시적인 사용자 인터페이스(1)를 도시한다.
도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 동작에 대한 흐름도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 제1 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)의 동작에 대한 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 제2 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)의 동작에 대한 흐름도를 도시한다.
도 5a는 조절 상태 또는 정체 상태로 진입할 때마다 제3 서브-모듈이 변수 "다운슬로프(downslope)"에 의해 결정된 상수 인자만큼 변수를 감소시키고, 반대로 개방 회로와 단락 회로 사이에 상태 변화(또는 오실레이션)가 있는 경우, 제3 서브-모듈이 '업프로포션(upProportion)'과 상기 변수로부터 1.0까지의 거리의 곱을 사용하여 변수를 증가시켜, 음의 지수 붕괴 거동에서 1.0에 근접하게 하는, 오실레이션 모드(예컨대, 제3 서브-모듈)와 관련된 개념에 대한 상태도를 도시한다.
도 5b는 업프로포션(upProportion) = 0.001을 사용하는 변수의 성장이 1.0으로 수렴하는 점진적으로 느려지는 급격한 성장을 갖는다는 점에서 음의 지수 붕괴 거동에서 1.0에 접근하는 것을 보여준다.
도 5c는 시스템이 조절 상태로 들어가거나 현재 상태를 유지하는 경우 변수가 일정한 하향 기울기를 갖는다는 것을 보여준다.
도 5d는 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 제3 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)의 동작에 대한 흐름도를 도시한다.
도 6은 전극 프로파일 구성에 대한 예시적인 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 1은 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람(들))을 선택하기 위한 예시적인 사용자 인터페이스(1)를 도시한다.
도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 동작에 대한 흐름도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 제1 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)의 동작에 대한 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 제2 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)의 동작에 대한 흐름도를 도시한다.
도 5a는 조절 상태 또는 정체 상태로 진입할 때마다 제3 서브-모듈이 변수 "다운슬로프(downslope)"에 의해 결정된 상수 인자만큼 변수를 감소시키고, 반대로 개방 회로와 단락 회로 사이에 상태 변화(또는 오실레이션)가 있는 경우, 제3 서브-모듈이 '업프로포션(upProportion)'과 상기 변수로부터 1.0까지의 거리의 곱을 사용하여 변수를 증가시켜, 음의 지수 붕괴 거동에서 1.0에 근접하게 하는, 오실레이션 모드(예컨대, 제3 서브-모듈)와 관련된 개념에 대한 상태도를 도시한다.
도 5b는 업프로포션(upProportion) = 0.001을 사용하는 변수의 성장이 1.0으로 수렴하는 점진적으로 느려지는 급격한 성장을 갖는다는 점에서 음의 지수 붕괴 거동에서 1.0에 접근하는 것을 보여준다.
도 5c는 시스템이 조절 상태로 들어가거나 현재 상태를 유지하는 경우 변수가 일정한 하향 기울기를 갖는다는 것을 보여준다.
도 5d는 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 제3 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)의 동작에 대한 흐름도를 도시한다.
도 6은 전극 프로파일 구성에 대한 예시적인 사용자 인터페이스를 도시한다.
본 발명의 실시예들이 첨부 도면을 참조하여 이하에서 더 완전하게 설명될 것인데, 본 발명의 모든 실시예가 아니라 일부만 도시되어 있다. 실제로, 본 발명은 많은 다양한 형태로 구현될 수 있으며 본 명세서에서 설명된 실시예들로 제한되지 않는다. 그보다는 이러한 실시예들은 본 개시 내용이 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하기 위해 제공된 것일 뿐이다. 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 단수형 "하나", "일", "그"는 문맥에서 다르게 명시하지 않는 한 복수형을 포함한다. 본 명세서에 사용된, "및/또는"이라는 용어는 연관된 나열된 항목 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.
본 발명의 실시예들은 전극 진동 감지 모듈(EVDM) 및 EVDM을 사용하여 전기 아크로(EAF)의 전극의 진동을 감지하는 방법에 관한 것이며, 이 EVDM은 전극과 EAF 쉘 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호들을 수신 및/또는 확인하고, 이 파형 신호를 적어도 부분적으로 기초로 하여 전극 진동에 대한 상태를 식별하고 알람을 트리거하고 및/또는 EAF 내의 전극의 위치를 조정함으로써 EAF의 동작을 조절하도록 구성된다.
이와 관련하여, 본 발명의 특정 실시예는 전극 진동의 시작을 감지하고, 알람을 트리거하고, 및/또는 전극 진동의 정도가 너무 커져서 전극(들)의 일부(들)가 파손되거나, 떨어져 나가거나, 및/또는 제조 설비에서 EAF 컴포넌트를 손상시킬 수 있는 화재를 일으킬 수 있는 전기 아크를 생성하기 전에, 전극(들)의 위치를 자동으로 조정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정 실시예는 EAF의 동작을 위한 바람직한 안전성 향상 및 전극 수명 향상을 제공한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 예를 들어, EVDM은 전극과 EAF 쉘 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 수신하고, EVDM 윈도우 시간 및 샘플 주파수에 기초하여 EVDM 큐 길이를 갖는 EVDM 큐를 형성하도록 구성된 컴퓨터 프로세서를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVDM 윈도우 시간은 파형 신호의 개별 샘플이 수신 및/또는 확인되는 미리 정의된 시간 기간 또는 사용자가 선택한 시간 기간일 수 있다. EVDM은 또한 사용자에 의해 선택 가능한 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 알람 모드)을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 서브-모듈은 (i) RMS 값의 개별 샘플과 (ii) 전극 진동 감지와 연관된 하나 이상의 미리 정해진 전기 프로파일의, 컴퓨터 프로세서에서 수행된, 비교에 기초하여 전극 진동 감지와 연관된 내부 알람 발생(IAO)을 트리거하도록 구성된다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 하나 이상의 서브-모듈은 각각의 IAO 또는 각각의 비-내부 알람 발생(NIAO) 중 하나인 것으로 정의된 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로세서는 EVDM 큐 길이가 가득 찰 때까지 하나 이상의 서브-모듈로부터의 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 축적하고, 진동 데이터의 최소 백분율이 각각의 IAO로 구성된 것으로 정의된 경우 외부 진동 알람(EVA)을 트리거하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVA를 트리거하는데 필요한 최소 백분율은 예컨대 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택 가능하거나 정해지며, 선택사항으로서 사용자 인터페이스 상의 "온 윈도우 %(ON WINDOW %)" 엔트리 위치로 식별된다. 예를 들어, EVA를 트리거하는데 필요한 최소 백분율은 사용자(예컨대, 운영자) 및/또는 입력에 의해 조정될 수 있고, 공장 관리 시 고정되어 서로 다른 교대조 간에도 동작 파라미터의 일관성을 보장할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVA를 유발하는 데 필요한 최소 백분율은 10% 내지 약 100% 범위이며, 예를 들어 적어도 약 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 및 50% 중 임의의 값 및/또는 최대 약 100, 90, 80, 70, 60 및 50% 중 임의의 값이다.
본 발명의 특정 실시예에 따른, EVDM 윈도우 시간은 예컨대 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택되거나 정해질 수 있다. 예를 들어, EVDM 윈도우 시간은 사용자(예컨대, 운영자) 및/또는 입력에 의해 조정될 수 있고 공장 관리 시 고정될 수 있어 서로 다른 교대조 사이에서도 동작 파라미터의 일관성을 보장할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVDM 윈도우 시간은 약 500밀리초(ms) 내지 약 5000ms, 예컨대 적어도 약 500, 800, 1000, 1200, 1500, 1800, 2000, 2200 및 2500ms 중 임의의 값 및/또는 최대 약 5000, 4500, 4000, 3500, 3000, 2800 및 2500ms 중 임의의 값을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로서, 샘플링 주파수는 AC 전력 시스템 주파수에 따라 120, 100, 60 또는 50Hz일 수 있으며, 바람직한 값은 60Hz AC 시스템에 대해 120Hz이고 50Hz AC 시스템에 대해서는 100Hz이다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVDM 윈도우 시간은 롤링 EVDM 윈도우 시간을 포함할 수 있으며, 이 시간 동안 EVDM은 새로운 샘플을 삽입하고 가장 오래된 샘플을 제거하여 해당 시간에 마지막 샘플로 채워진 큐 길이를 유지한다. 전기 프로파일이 변경되는 경우, EVDM은 현재 큐 데이터를 삭제하고 새로운 EVDM 큐의 채우기를 시작한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 롤링 EVDM 윈도우 시간은 서로 동일하거나 다를 수 있는 복수의 연속적인 개별 EVDM 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVDM의 컴퓨터 프로세서는 진동 데이터가 미리 정해진 최대 백분율보다 낮은 일정 백분율의 각각의 IAO를 갖는 경우 EVA를 끄도록 추가로 구성될 수 있으며, 미리 정해진 최대 백분율은 EVA를 트리거하는데 필요한 진동 데이터의 최소 백분율보다 더 낮다. 이와 관련하여, EVDM은 수용할 수 없는 전극 진동이 감지될 때 알람을 트리거할 수 있을 뿐만 아니라 전극(들)의 작동이 전극 진동을 초래하는 작동 조건을 적절하게 처리한 후 이러한 알람을 비활성화할 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVA를 끄는데 필요한 미리 정해진 최대 백분율은 예컨대 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택 가능하거나 정해질 수 있으며, 선택사항으로서 사용자 인터페이스 상의 "오프 윈도우 %(OFF WINDOW %)" 엔트리 위치로 식별될 수 있다. 예를 들어, EVA를 끄는데 필요한 미리 정해진 최대 백분율은 사용자(예컨대, 운영자) 및/또는 입력에 의해 조정될 수 있고 공장 관리 시 고정될 수 있어 서로 다른 교대조 사이에서 동작 파라미터의 일관성을 보장할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVA를 끄는데 필요한 미리 정해진 최대 백분율은 5% 내지 약 50% 범위일 수 있으며, 예를 들어 적어도 약 5, 10, 20 및 25% 중 임의의 값 및/또는 최대 약 50, 45, 40, 35, 30, 및 25% 중 임의의 값일 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 알람 모드) 중 복수 개가 동시에 선택될 수 있다(예를 들어, 동시에 또는 제1 알람 모드가 먼저 선택되고 이어서 제2 알람 모드가 추가로 선택되는 중첩하는 방식으로 선택될 수 있다). 이와 관련하여, 하나 이상의 서브-모듈 중 복수 개가 전극(들)의 작동 동안 동시에 또는 중첩하는 시간 기간에 선택될 수 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 선택 가능한 하나 이상의 서브-모듈은 사용자 인터페이스를 통해 수행될 수 있으며, 선택사항으로서 하나 이상의 서브-모듈 각각은 사용자 인터페이스 상의 각각의 "알람 모드(ALARM MODE)" 선택 위치로서 식별된다. 예를 들어, 도 1은 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람)을 선택하기 위한 예시적인 사용자 인터페이스(1)를 도시하며, 다양한 진동 알람 모드 변형들(2)이 다양한 조합의 개별 서브-모듈(예컨대, 내부 알람 모드)(3)에 대응하여 선택될 수 있다.
도 2는 본 발명의 비-제한적인 특정 실시예에 따른 EVDM의 동작에 대한 흐름도(10)를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, EVDM 윈도우 시간이 사용자에 의해 밀리초 단위로 정해지고(11), EVDM 큐 길이가 컴퓨터 프로세서에 의해 계산되며(14), 도 2의 식에서 '1000'은 밀리초를 초로 변환하기 위한 것이다. 위에서 언급한 바와 같이, 하나 이상의 알람 모드(예를 들어, 서브-모듈)가 사용자(18)에 의해 선택될 수 있다. 도 2는 EVDM이 3개의 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람)(100, 200, 300)을 포함하는 실시예를 도시한다. 본 명세서에 개시되고 설명된 하나 이상의 서브-모듈(100, 200, 300)은 (i) RMS 값의 개별 샘플과 (ii) 전극 진동 감지와 연관된 하나 이상의 미리 정해진 전기 프로파일의, 컴퓨터 프로세서에서 수행된, 비교에 기초하여 전극 진동 감지와 연관된 내부 알람 발생(IAO)을 트리거하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 하나 이상의 서브-모듈(100, 200, 300)은 각각의 IAO 또는 각각의 비-내부 알람 발생(NIAO)(20) 중 어느 하나인 것으로 정의된 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로세서는 EVDM 큐 길이가 가득 찰 때까지 하나 이상의 서브-모듈로부터의 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 축적하고(30), 해당 경우에 가장 오래된 샘플을 폐기하고(32), 주어진 EVDM 큐 길이의 축적된 IAO 수가 최소 임계값을 초과하는지 판정하여(40), (예를 들어, 진동 데이터의 최소 백분율이 각각의 IAO로 구성된 것으로 정의된 경우) 외부 진동 알람(EVA)를 트리거하도록(45) 추가로 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, EVDM의 컴퓨터 프로세서는 주어진 EVDM 큐 길이의 축적된 IAO 수가 EVA를 끄기(55) 위해 미리 정해진 최대 임계값 미만인지 판정(50)하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)은 전극 진동 감지와 연관된 하나 이상의 미리 정해진 전기 프로파일의 최소 주파수 값 및 최대 주파수 값을 갖는 정해진 주파수 범위 내의 주파수(예를 들어, 도 1의 주파수 모드(100)) 성분을 감지하도록 구성된 제1 서브-모듈을 포함한다. 예를 들어, 제1 서브-모듈은 (i) 전극과 EAF 쉘의 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값, 및 그들의 대응하는 RMS 값에 대응하는 파형 신호로부터, 각각의 전류, 전압, 계산된 임피던스 및/또는 계산된 어드미턴스 값과 같은, 필터링되지 않은 전기 값의 세트를 정의하고, (ii) 정해진 주파수 범위 밖의 모든 주파수를 필터링하도록 구성된 대역 통과 필터를 통해 필터링된, 전극과 EAF 쉘의 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 관련된, 전압 값 및 전류 값 및 이들의 대응하는 RMS 값에 대응하는 파형 신호로부터 각각의 필터링된 전류, 전압, 계산된 임피던스 및/또는 계산된 어드미턴스 값과 같은, 필터링된 전기 값 세트를 정의하기 위해 각 샘플 RMS 값에 대해 필터링된 신호를 정의하고, (iii) 각 샘플에 대해 하나 이상의 각각의 필터링된 전기적 특성과 컴퓨터 프로세서 내의 대응하는 하나 이상의 필터링되지 않은 전기적 특성 사이의 개별 비율을 판정하고, (iv) 미리 정해진 임계값을 초과하는 각각의 개별 비율에 대해 전극 진동 감지와 연관된 IAO를 트리거하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 임계값은 예컨대 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택 가능하거나 정의될 수 있다. 단지 예로서, 미리 정해진 임계값은 약 10% 이상, 예를 들어 적어도 약 10, 13, 15, 17, 20, 25, 30, 33, 35, 38, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 및 95% 중 임의의 값이다.
예를 들어, 정해진 주파수 범위는 하나 이상의 디지털 대역 통과 필터를 사용하여 정해질 수 있다. 하나 이상의 디지털 대역 통과 필터에 의해 구성되는 정해진 주파수 범위는 약 1 내지 약 10 헤르츠(Hz)를 포함할 수 있으며, 최소 주파수 값은 적어도 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3, 3.2, 3.4, 3.6, 3.8, 4, 4.2, 4.4, 4.6, 4.8 및 5Hz 중 임의의 값을 포함하고, 최대 주파수 값은 최대 약 10, 9.5, 9, 8.5, 8, 7.5, 7, 6.5, 6, 5.5 및 5Hz 중 임의의 값을 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 필터링되지 않은 전기 값 및 필터링된 전기 값은 임피던스 RMS(root-mean-square) 및 어드미턴스 RMS이다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVDM은 최소 임피던스 RMS 임계값을 갖거나 수신하도록 추가로 구성될 수 있으며, 필터링된 임피던스 RMS 값은 EVDM이 IAO를 트리거할 수 있도록 최소 임피던스 RMS 임계값을 초과해야 한다.
도 3은 본 발명의 비제한적인 특정 실시예에 따른 EVDM의 제1 서브-모듈(100)의 동작에 대한 흐름도(101)를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 서브-모듈(100)은 최소 주파수 및 최대 주파수를 갖는 미리 정해진 주파수 윈도우를 제공하도록 구성된 2개의 디지털 대역 통과 필터(102)를 포함할 수 있다. 미리 정해진 주파수 범위를 벗어나는 주파수는 필터링될 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 임피던스 분석을 위해 하나의 디지털 대역 통과 필터가 제공되고, 아래에 설명된 바와 같이 어드미턴스 분석을 위해 다른 대역 통과 필터가 제공된다. 제1 서브-모듈(100)은 최소 주파수에서 적어도 2개의 주기를 수용하도록 대역 통과 필터 최소 주파수를 사용하여 (예를 들어, 컴퓨터 프로세서에서) 제1 서브-모듈 시간 위도우를 계산하고(103), (예를 들어, 컴퓨터 프로세서에서) 제1 서브-모듈 시간 윈도우 및 제1 서브-모듈(104)의 샘플링 레이트에 기초하여 제1 서브-모듈-큐의 제1 서브-모듈 최대 큐 길이를 계산하도록(104) 구성될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 제1 서브-모듈은 제1 서브-모듈 시간 윈도우 동안 각 샘플에 대한 전극(들)과 연관된 전압 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 획득하도록(107) 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로세서를 통해, 제1 서브-모듈은 두 신호 모두를 샘플링하고 전압 RMS 및 전류 RMS를 계산하도록(110) 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 제1 서브-시스템은 컴퓨터 프로세서에서 임피던스(예컨대, 임피던스-RMS)를 계산하고(111), 임피던스-RMS 값을 제1 서브-모듈-큐에 축적하여 "Z 신호" 값을 제공하고(115), 그것의 대응하는 디지털 대역 통과 필터를 통해 "Z 신호"를 필터링하여 "Z 필터링된" 값을 제공하고(119), "Z 필터링된" 값과 "Z 신호" 값 사이의 비율을 계산하여 "Z 신호 비율" 값을 제공하고(123), "Z 필터링된" 값의 RMS 크기를 판정하여 "Z 필터링된 RMS" 값을 제공한다(130). 추가적으로, 제1 서브-시스템은 컴퓨터 프로세서에서 어드미턴스(예컨대, 어드미턴스-RMS)를 계산하고(113), 어드미턴스 RMS 값을 제1 서브-모듈-큐에 축적하여 "Y 신호" 값을 제공하고(117), 그것의 대응하는 디지털 대역 통과 필터를 통해 "Y 신호"를 필터링하여 "Y 필터링된" 값을 제공하고(121), "Y 필터링된" 값과 "Y 신호" 값 사이의 비율을 계산하여 "Y 신호 비율" 값을 제공한다(125).
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제1 서브-모듈은 "Z 신호" 값과 "Y 신호" 값의 개수가 최대 큐 길이보다 작으면 샘플을 계속해서 축적하고, 큐가 가득 차면 가장 오래된 샘플을 폐기하여, 큐 길이를 컴퓨터 프로세서에서 결정된 최대 큐 길이로 또는 그 보다 작게 유지하도록 구성될 수 있다. "Z 신호" 값과 "Y 신호" 값의 축적된 개수가 각각 제1 서브-모듈의 최대 큐 길이이거나 그보다 큰 경우, 컴퓨터 프로세서는 "Z 신호 비율"을 구성된 신호 감지 한계값(예컨대, 미리 정해진 임계값)과 비교하고, "Y 신호 비율"을 구성된 신호 감지 한계값(예컨대, 미리 정해진 임계값)(150)과 비교한다. "Z 신호 비율" 및/또는 "Y 신호 비율"이 구성된 신호 감지 한계값(예컨대, 미리 정해진 임계값)을 초과하지 않으면, 진동이 감지되지 않는다. 그러나, "Z 신호 비율" 및 "Y 신호 비율"이 각각 구성된 신호 감지 한계값(예컨대, 미리 정해진 임계값)을 초과하면, 컴퓨터 프로세서는 "Z 필터링된 RMS" 값이 구성된 최소 임피던스 RMS 값을 초과하는지 판정하는데(160), 이 최소 임피던스 RMS 값은 예를 들어 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택되거나 정의될 수 있다. 진동을 감지하려면(180)(예컨대, IAO의 트리거), 각 작업(140, 150 및 160)이 긍정적인 판정이어야 한다. 선택사항인 작업(142)은 가장 오래된 "Z" 샘플과 가장 오래된 "Y" 샘플을 폐기하는 단계를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 작업(140, 150 또는 160) 중 임의의 것이 부정적인 판정을 제공하는 경우, 이 주어진 샘플에 대한 진동은 감지되지 않을 것이다(170).
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)은 각 개별 샘플에 대해 계산된 임피던스-RMS 값에 기초하여 개방 회로 샘플 수 및/또는 단락 회로 샘플 수를 감지 및 카운트하도록 구성된 제2 서브-모듈을 포함하며, 개별 개방 회로 샘플은 선택사항으로서 사용자에 의해 설정될 수 있는 개방 회로 임계값(예를 들어 30, 35 또는 40밀리옴)보다 높은 임피던스-RMS를 갖는 것으로 정의되며, 개별 단락 회로 샘플은 선택사항으로서 예를 들어 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 설정될 수 있는 EAF 변압기 2차 회로에 따라, 단락 회로 임계값(예컨대, 7, 6, 5, 4, 3 또는 2밀리옴)보다 낮은 임피던스-RMS를 갖는 것으로 정의된다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제2 서브-모듈은 제2 큐 길이를 갖는 제2 서브-모듈-큐를 포함할 수 있다. 제2 서브-모듈은 제2 서브-모듈-큐가 가득 찰 때까지 각 샘플에 대해 계산된 임피던스-RMS 값의 개별 샘플을 축적하고 가장 오래된 샘플을 폐기하여, 큐를 최대 큐 길이로 가득 채운 상태로 유지하고, 이로 인해 해당 시점에 가장 최신의 샘플을 유지하도록 구성될 수 있다. 제2 큐 길이를 채우는 데 필요한 샘플의 길이 또는 개수는 큐 길이의 일반적인 계산을 위해 본 명세서에 설명된 임의의 방식으로 컴퓨터 프로세서에서 계산될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제2 서브-모듈은 (i) 컴퓨터 프로세서에서 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 개방 회로 샘플의 백분율 및 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 단락 샘플의 백분율을 판정하고, (ii) 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 개방 회로 샘플의 백분율이 컴퓨터 프로세서에서 개방 회로 발생에 대한 임계 백분율을 초과하는지 판정하고, (iii) 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 단락 샘플의 백분율이 컴퓨터 프로세서에서 단락 회로 발생에 대한 임계 백분율을 초과하는지 판정하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제2 서브-모듈은 (i) 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 개방 회로 샘플의 판정된 백분율이 컴퓨터 프로세서에서 개방 회로 발생에 대한 임계 백분율을 초과하고, (ii) 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 단락 샘플의 판정된 백분율이 컴퓨터 프로세서에서 단락 회로 발생에 대한 임계 백분율을 초과하는, 각 샘플에 대한 전극 진동 감지와 연관된 IAO를 트리거하도록 더 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2 큐 길이는 제2 서브-모듈의 샘플링 시간 윈도우와 제2 서브-모듈의 샘플링 주파수의 곱에 기초하여 컴퓨터 프로세서에서 판정될 수 있다. 이와 관련하여, 제2 서브-모듈의 샘플링 시간 윈도우는 예컨대 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택되거나 정의될 수 있다. 단지 예로서, 샘플링 시간 윈도우는 1초 내지 약 8초, 예를 들어 적어도 약 1, 2, 3 및 4초 중 임의의 값, 및/또는 최대 약 8, 7, 6, 5 및 4초 중 임의의 값을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로서, 제2 서브-모듈의 샘플링 주파수는 RMS 샘플링 주파수와 동일하다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 개방 회로 발생에 대한 임계 백분율은 약 20% 내지 약 50%, 예를 들어 적어도 약 20, 25, 30 및 35% 중 임의의 값, 및/또는 최대 약 50, 45, 40 및 35% 중 임의의 값을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로서, 단락 회로 발생에 대한 임계 백분율은 약 20% 내지 약 50%, 예를 들어 적어도 약 20, 25, 30 및 35% 중 임의의 값 및/또는 최대 약 50, 45, 40, 및 35% 중 임의의 값이다.
도 4는 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 제2 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)(200)의 동작에 대한 흐름도(201)를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 서브-모듈(200)은 제2 서브-모듈 시간 윈도우 동안 각 샘플에 대한 전극(들)과 연관된 전압 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 획득하도록(207) 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로세서를 통해, 제2 서브-모듈은 두 신호 모두를 샘플링하고 각 샘플에 대한 전압-RMS 및 전류-RMS 값을 계산하도록(210) 구성될 수 있다. 제2 서브-모듈은 또한 각 샘플에 대한 임피던스-RMS 값을 계산하고 이 값을 제2 서브-모듈-큐에 축적하도록 구성될 수 있으며, 이 제2 서브-모듈-큐는 컴퓨터 프로세서에서 샘플 시간 기간(제2 시간 윈도우) 및 샘플링 주파수로부터 계산된 제2 큐 길이를 가질 수 있다. 각 샘플에 대해 축적된 임피던스-RMS 값은 제2 큐 길이에 도달할 때까지 제2 서브-모듈-큐에 로딩 및/또는 유지될 수 있으며, 큐를 최대 큐 길이로 가득 찬 상태로 유지하기 위해 가장 오래된 값을 폐기한다(220). 그 다음, 제2 서브-모듈은 개방 회로 샘플을 나타내는 것으로 개별 샘플을 식별하는 (예를 들어, 사용자 정의된 및/또는 선택된) 정해진 임피던스-RMS 임계값을 초과하는 임피던스-RMS 값을 갖는 제2 서브-모듈-큐 내의 샘플 또는 개수(예를 들어, 각 샘플에 대한 임피던스-RMS 값)를 카운트하도록 구성될 수 있다(230). 추가적으로, 제2 서브-모듈은 단락 회로 샘플을 나타내는 것으로 개별 샘플을 식별하는 (예를 들어, 사용자 정의된 및/또는 선택된) 정해진 임피던스-RMS 임계값보다 낮은 임피던스-RMS 값을 갖는 제2 서브-모듈-큐 내의 샘플 또는 개수(예를 들어, 각 샘플에 대한 임피던스-RMS 값)를 카운트하도록 구성될 수 있다(240). 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 서브-모듈은 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 개방 회로 샘플의 백분율을 판정하고, 이 백분율이 컴퓨터 프로세서에서 전극 진동을 나타내는 사용자 선택된 또는 정의된 구성된 신호 비율(예컨대, 개방 회로 발생에 대한 임계 백분율)을 초과하는지 계산하도록 구성될 수 있다(250). 추가적으로, 제2 서브-모듈은 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 단락 회로 샘플의 백분율을 판정하고, 이 백분율이 컴퓨터 프로세서에서 전극 진동을 나타내는 사용자 선택된 또는 정의된 구성된 신호 비율(예컨대, 단락 회로 발생에 대한 임계 백분율)을 초과하는지 계산하도록 구성될 수 있다(260). 제2 서브-모듈은 개별 개방 회로 샘플의 백분율이 컴퓨터 프로세서에서 전극 진동을 나타내는 사용자 선택된 또는 정의된 구성된 신호 비율(예컨대, 개방 회로 발생에 대한 임계 백분율)을 초과하는 경우(250) 및 개별 단락 회로 샘플의 백분율이 컴퓨터 프로세서에서 전극 진동을 나타내는 사용자 선택된 또는 정의된 구성된 신호 비율(예컨대, 단락 회로 발생에 대한 임계값 백분율)을 초과하는 경우에 (예를 들어, 진동 감지된) IAO(280)를 트리거하도록 추가로 구성될 수 있다. 작업(250 및 260) 중 적어도 하나가 각각의 구성된 신호 비율을 초과하는 것으로 판정되지 않으면, 진동이 감지되지 않는다(270).
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 내부 알람 모드)은 컴퓨터 프로세서에서 단락 회로와 개방 회로 간의 총 상태 변화 횟수를 감지 및 카운트하도록 구성된 제3 서브-모듈을 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 제3 서브-모듈은 컴퓨터 프로세서에서 총 상태 변화 횟수를 사용자가 정의한 상태 변화 임계값과 비교하고, 총 상태 변화 횟수가 컴퓨터 프로세서를 통해 사용자가 정의한 상태 변화 임계값을 초과하는 경우 전극 진동 감지와 연관된 IAO를 트리거하도록 추가로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제3 서브-모듈은 "오실레이션 모드"라고 불릴 것이다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 오실레이션 모드(예를 들어, 제3 서브-모듈)는 유한 상태 머신(FSM)처럼 작동하고 3가지 상태, 즉 (i) 조절, (ii) 단락 회로 및 (iii) 개방 회로를 포함한다. 조절 상태를 거치지 않고 단락 회로와 개방 회로 상태 사이의(또는 그 반대의) 전환이 있을 때마다, 제3 서브-모듈은 'sumSignalFraction'이라 불리는 변수를 'sumSignalFraction' 값에서부터 유닛(unit)까지의 차이의 비율로 계산된 동적 값만큼 증가시키고, 이는 이 변수를 음의 지수 붕괴 거동에서 유닛에 근접하게 만든다. 조절 상태로 진입하거나 현재 상태를 유지할 때마다, 제3 서브-모듈은 변수 "다운슬로프(downslope)"에 의해 결정된 상수 인자만큼 상기 변수를 감소시킨다. 도 5a는 이 개념을 도식적으로 보여준다. 도 5b는 업프로포션(upProportion) = 0.001을 사용한 변수의 성장이며, 이는 1.0으로 수렴하면서 점차 느려지는 급격한 성장을 갖는다는 점에서 음의 지수 붕괴 거동에서 1.0에 접근한다. 위에서 언급했듯이, 이 모든 것은 시스템이 "조절" 상태가 되지 않는 것을 가정한다. 시스템이 조절 상태가 되거나 또는 현재 상태를 유지하는 경우, 이 변수는 도 5c에 도시된 일정한 하향 기울기를 갖는다. 다른 알람과 마찬가지로, 신호 비율이 구성된 활성화 임계값을 초과하는 경우, 진동이 감지된다.
도 5d는 본 발명의 특정 실시예에 따른 EVDM의 제3 서브-모듈(300)(예를 들어, 내부 알람 모드)의 동작에 대한 흐름도(301)를 도시한다. 도 5d에서 "설정됨"라는 단어는 사용자가 이전에 개인화했던 컨피규레이션 모델을 통해 해당 변수가 수신되었음을 나타내는데 사용된다. "실제 상태(Actual state)"는 3가지 대안, 즉 조절, 개방 회로, 단락 회로 사이의 유한 상태 머신(FSM)의 현재 상태를 의미한다. 구성 가능한 변수에 대한 범위는 다음 형식을 따른다.
설정된 변수 [하한 - 상한];
업프로포션(upProportion) [0.0001 - 0.01] 신호 비율(signalFraction)이 1을 향해 증가하는 동적 비율.
다운슬로프(downSlope) [0.000001 - 0.0001] 신호 비율(signalFraction)이 감소하는 일정한 비율.
임계값 [0 - 1] 진동이 존재하는지 판정하기 위한 활성화 임계값(IAO);
개방 회로 값(openCircuitValue) [30 - 45] 시스템이 개방 회로 상태인지 체크하기 위해 Zrms와 비교되는 값; 및
단락 회로 값(shortCircuitValue) [2 - 10] 시스템이 단락 회로 상태인지 케츠하기 위해 Zrms와 비교되는 값.
도 5d에 도시된 바와 같이, 민시그널(minSignal) 변수를 계산하기 위해 단락 회로 값이 설정되고(305), 이어서 전극을 통해 전류 및 전압에 대응하는 파형 신호를 획득한다(307). 제3 서브-모듈은 두 신호 모두를 샘플링하고 Vrms 및 Irms를 계산한다(309). 그 다음, 임피던스 RMS(Zrms)는 (309)의 값을 사용하여 계산된다(311). Zrms는 민시그널(minSignal)과 비교되고, Zrms가 민시그널(minSignal)보다 작으면 실제 상태는 단락 회로인 것으로 판정되고(317), Zrms가 민시그널(minSignal)보다 크면 실제 상태는 구성된 개방 회로 값(openCircuitValue)과 관련하여 평가되는데, 그 결과는 실제 상태가 개방 회로인 것으로 판정한다. 실제 상태가 조절과 다른지 판정(330)하고, 다르다면 이전 상태(prevState)가 실제 상태와 다른지 판정(335)한다. 이와 관련하여, 도 5d에 도시된 연산자 "!="는 당업계에서 부등식을 체크하는 연산자로 이해된다. 그렇다면 업프로포션(upProportion)으로 구성된 'sumSignalFraction'이 적용되고(350), 그렇지 않고 실제 상태가 조절 중이거나 이전 상태가 실제 상태와 동일하면 구성된 다운슬로프가 적용된다(340). 'sumSignalFraction'은 0값보다 작은 것으로 비교되며(360), 그 결과는 'sumSignalFraction'이 0으로 재설정되는지 판정한다(365). 실제 상태가 조절 중인 경우, 실제 상태(ActualState)는 이전 상태(prevState) 변수에 할당된다(375). 도 5d에 도시된 작업(360, 365, 370, 375 및 380)에 기초하여, 진동이 감지되지 않고(390) 또는 진동이 감지된다(395).
다른 양태에서, 본 발명은 EAF의 전극(예를 들어, 하나 이상의 전극)의 진동을 감지하는 방법을 제공하며, 이 방법은: (a) 전극 전기 센서 및 액츄에이터와 동작적으로 연결된, 본 명세서에 설명되고 개시된 것과 같은 EVDM을 제공하는 단계; (b) EVDM의 컴퓨터 프로세서에서 전극과 EAF 쉘의 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 수신하는 단계; 및 (c) 하나 이상의 서브-모듈(예를 들어, 알람 모드)을 선택하는 단계를 포함할 수 있고, 하나 이상의 서브-모듈은 (i) RMS 값의 개별 샘플과 (ii) 전극 진동 감지와 연관된 하나 이상의 미리 정해진 전기 프로파일의, 컴퓨터 프로세서에서 수행된, 비교에 기초하여 전극 진동 감지와 연관된 내부 알람 발생(IAO)을 트리거하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 서브-모듈이 각각의 IAO 또는 각각의 비-내부 알람 발생(NIAO)인 것으로 정의된 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 생성하도록 구성될 수 있는 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 방법은 (d) EVDM 큐 길이가 가득 찰 때까지 하나 이상의 선택된 서브-모듈로부터의 각 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 축적하고, 큐를 최대 큐 길이로 가득 찬 상태로 유지하기 위해 가장 오래된 샘플을 폐기하고, 진동 데이터의 최소 백분율이 각 IAO로 구성되는 것으로 정의된 경우 외부 진동 알람(EVA)를 트리거하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 내화물로 라이닝된 화상를 포함하는 내부 부분을 형성하는 노 몸체 및 내부 부분으로 연장되는 하나 이상의 전극을 포함하는 EAF의 동작 방법을 제공하며, 이 방법은 예컨대 본 명세서에 설명되고 개시된 방법을 통해 하나 이상의 전극의 진동을 감지하는 단계, 및 하나 이상의 전극을 내화물로 라이닝된 화상로부터 멀리 상승시킴으로써 내화물로 라이닝된 화상에 대해 하나 이상의 전극의 위치를 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 컴퓨터 프로세서는 내화물로 라이닝된 화상에 대해 하나 이상의 전극의 위치를 조정하는 단계를 시작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로세서는 하나 이상의 전극의 히트의 수에 기초하여 하나 이상의 전극의 속도 및/또는 거리를 변경하도록 추가로 구성될 수 있으며, 이 히트의 수는 배치의 수로 이해될 수 있으며, 배치 동안 하나 이상의 전극이 고철을 녹이는데 사용된다. 추가적으로 또는 대안으로서, 컴퓨터 프로세서는 하나 이상의 전극의 히트의 수가 사용자가 정의한 히트 수 임계값 미만(예를 들어, 5, 4, 3 또는 2히트 미만) 인 경우 제1 속도 및/또는 제1 거리로 그리고 하나 이상의 전극의 히트(heat)의 수가 사용자가 정의한 히트 수 임계값(예를 들어, 약 1, 2, 3, 4 또는 5 히트)보다 높을 때 제2 속도 및/또는 제2 거리로 내화물 라이닝된 화상에 대해 하나 이상의 전극의 위치를 조정하는 단계를 개시하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제1 속도는 제2 속도보다 크고, 제1 거리는 제2 거리보다 크다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 EAF 시스템을 제공하며, 이 시스템은 (i) 내화물로 라이닝된 화상를 포함하는 내부 부분을 형성하는 노 몸체 및 내부 부분으로 연장되는 하나 이상의 전극을 포함하는 EAF; 및 (ii) 본 명세서에 설명되고 개시된 것과 같은 전극 진동 감지 모듈(EVDM)을 포함한다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, EVDM은 하나 이상의 전극의 전기 센서 및 액추에이터와 동작적으로 연결될수 있다.
본 발명의 실시예에 대한 이러한 및 다른 수정 및 변형은 첨부된 청구범위에 더욱 구체적으로 설명되어 있는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시예의 양태들은 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 당업자는 전술한 설명이 단지 예일 뿐이며, 첨부된 청구범위에 추가로 설명된 바와 같이 본 발명을 제한하려는 의도가 아니라는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 첨부된 청구범위의 사상과 범위는 본 명세서에 포함된 버전의 예시적인 설명으로 제한되어서는 안 된다.
Claims (40)
- 전기 아크로(EAF)의 전극 전기 센서 및 전극 액추에이터와 동작적으로 연결된 전극 진동 감지 모듈(EVDM)로서,
(a) (i) 전극과 EAF 쉘의 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 수신하고; (ii) EVDM 윈도우 시간 및 샘플링 주파수에 기초한 EVDM 큐 길이를 갖는 EVDM 큐를 정의하도록 구성된 컴퓨터 프로세서로서, 상기 EVDM 윈도우 시간은 상기 파형 신호의 개별 샘플이 수신 및/또는 확인되는 미리 정해진 시간 기간 또는 사용자가 선택한 시간 기간이고, 이들의 RMS 값은 전력 시스템의 반주기와 같은, 샘플링 주기마다 계산되는 것인, 상기 컴퓨터 프로세서; 및
(b) 사용자가 선택 가능한 하나 이상의 서브-모듈로서, 상기 하나 이상의 서브-모듈은 (i) 상기 RMS 값의 상기 개별 샘플과 (ii) 전극 진동 감지와 연관된 하나 이상의 미리 정해진 전기 프로파일의, 상기 컴퓨터 프로세서에서 수행된, 비교에 기초하여 전극 진동 감지와 연관된 내부 알람 발생(IAO)을 트리거하도록 구성되어 있고, 상기 하나 이상의 서브-모듈은 각각의 IAO 또는 각각의 비-내부 알람 발생(NIAO) 중 하나인 것으로 정의된 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 생성하도록 구성된 것인, 상기 하나 이상의 서브-모듈을 포함하고,
(c) 상기 컴퓨터 프로세서는 큐에 저장된 상기 하나 이상의 서브-모듈로부터 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 축적하고, 상기 진동 데이터의 최소 백분율이 각각의 IAO로 구성된 것으로 정의된 경우 외부 진동 알람(EVA)를 트리거하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항에 있어서,
상기 EVA를 트리거하는데 필요한 상기 최소 백분율은 예컨대 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택 가능하거나 또는 정의될 수 있으며, 선택사항으로서 상기 사용자 인터페이스 상에서 "온 윈도우 %(ON WINDOW %)" 엔트리 위치로 식별되는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제2항에 있어서,
상기 최소 백분율은 10% 내지 약 100% 범위, 예를 들어 적어도 약 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 및 50% 중 임의의 값 및/또는 최대 약 100, 90, 80, 70, 60, 및 50% 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 EVDM 윈도우 시간은 약 500 밀리초(ms) 내지 약 5000ms, 예를 들어 적어도 약 500, 800, 1000, 1200, 1500, 1800, 2000, 2200, 및 2500ms 중 임의의 값 및/또는 최대 약 5000, 4500, 4000, 3500, 3000, 2800, 및 2500ms 중 임의의 값을 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 샘플링 주파수는 10Hz보다 크고, 또는 50Hz 전력 시스템에 대하여 100Hz, 또는 60Hz 전력 시스템에 대하여 120Hz와 같이, 전력 시스템 주파수와 연관된(이러한 주파수에 제한되는 것은 아님) 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
EVDM 윈도우 시간은 롤링 EVDM 윈도우 시간이며, 상기 EVDM은 상기 하나 이상의 서브-모듈로부터의 진동 데이터로 전기 프로파일이 변경된 후 각각의 새로운 EVDM 큐의 채우기를 시작하는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서는 진동 데이터가 미리 정해진 최대 백분율 미만의 각각의 일정 백분율의 IAO를 갖는 경우 상기 EVA를 끄도록 추가로 구성되고, 상기 미리 정해진 최대 백분율은 상기 EVA를 트리거하는데 필요한 상기 진동 데이터의 상기 최소 백분율보다 낮은 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제7항에 있어서,
상기 EVA를 끄는데 필요한 상기 미리 정해진 최대 백분율은 예컨대 상기 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택 가능하거나 또는 정의될 수 있고, 선택사항으로서 상기 사용자 인터페이스 상의 "오프 윈도우 %(OFF WINDOW %)" 엔트리 위치로서 식별되는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제8항에 있어서,
상기 미리 정해진 최대 백분율은 5% 내지 약 50% 범위, 예를 들어 적어도 약 5, 10, 20, 및 25% 중 임의의 값 및/또는 최대 약 50, 45, 40, 35, 30, 및 25% 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 서브-모듈 중 복수의 서브-모듈이 상기 EAF의 동작 동안 동일하거나 중첩하는 시간 기간에 선택 가능한 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
사용자가 선택 가능한 상기 하나 이상의 서브-모듈은 사용자 인터페이스를 통해 수행되고, 선택사항으로서 상기 하나 이상의 서브-모듈 각각은 상기 사용자 인터페이스 상의 각각의 "알람 모드(ALARM MODE)" 선택 위치로서 식별되는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 서브-모듈은 전극 진동 감지와 연관된 상기 하나 이상의 미리 정해진 전기 프로파일의 최소 주파수 값 및 최대 주파수 값을 갖는 정해진 주파수 범위 내의 주파수 성분을 감지하도록 구성된 제1 서브-모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제12항에 있어서,
상기 제1 서브-모듈은 (i) 상기 전극과 상기 EAF 쉘의 상기 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 상기 전극을 통과하는 상기 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 상기 파형 신호로부터 계산된, 각각의 전류, 전압, 임피던스 및/또는 어드미턴스 RMS 값과 같은, 필터링되지 않은 전기 값의 세트를 정의하고, (ii) 각 샘플에 대해 필터링된 신호를 정의하여, 상기 정해진 주파수 범위 밖의 모든 주파수를 필터링하도록 구성된 대역 통과 필터를 통해 필터링된, 상기 전극과 상기 EAF 쉘의 상기 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 상기 전극을 통과하는 상기 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 상기 신호로부터, 각각의 필터링된 전류, 전압, 임피던스 및/또는 어드미턴스 값과 같은, 필터링된 전기 값의 세트를 정의함으로써, (iii) 각 샘플에 대해 상기 컴퓨터 프로세서에서 상기 하나 이상의 각각의 필터링된 전기적 특성과 대응하는 하나 이상의 필터링되지 않은 전기적 특성 간의 각각의 비율을 판정하고, (iv) 미리 정의된 임계값을 초과하는 각각의 비율에 대해 전극 진동 감지와 연관된 IAO를 트리거링하도록 구성된 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 정해진 주파수 범위는 약 1 내지 약 10 헤르츠(Hz)를 포함하고, 상기 최소 주파수 값은 적어도 약 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3, 3.2, 3.4, 3.6, 3.8, 4, 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 및 5Hz 중 임의의 값을 포함하고, 상기 최대 주파수 값은 최대 약 10, 9.5, 9, 8.5, 8, 7.5, 7, 6.5, 6, 5.5 및 5Hz 중 임의의 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 필터링되지 않은 전기 값 및 상기 필터링된 전기 값은 임피던스 RMS 및 어드미턴스 RMS인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 정해진 임계값은 예컨대 상기 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택 가능하거나 또는 정의될 수 있는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미리 정해진 임계값은 약 10%보다 크고, 예를 들어 적어도 약 10, 13, 15, 17, 20, 25, 30, 33, 35, 38, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 및 95% 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 EVDM은 최소 임피던스 RMS 임계값을 갖거나 수신하도록 추가로 구성되며, 상기 필터링된 임피던스 RMS 값은 상기 EVDM이 IAO를 트리거하게 하기 위해 상기 최소 임피던스 RMS 임계값을 초과해야 하는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 서브-모듈은 각 개별 샘플에 대해 상기 계산된 임피던스-RMS 값에 기초하여 개방 회로 샘플의 수 및/또는 단락 회로 샘플의 수를 감지하고 카운트하도록 구성된 제2 서브-모듈을 포함하고; 개별 개방 회로 샘플은 선택사항으로서 사용자에 의해 설정될 수 있는 30, 35 또는 40 밀리옴과 같은 개방 회로 임계값보다 높은 임피던스-RMS를 갖는 것으로 정의되며, 개별 단락 회로 샘플은 선택사항으로서 사용자에 의해 설정될 수 있는 7, 6, 5, 4, 3 또는 2 밀리옴과 같은 단락 회로 임계값보다 낮은 임피던스-RMS를 갖는 것으로 정의되는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제19항에 있어서,
상기 제2 서브-모듈은 제2 큐 길이를 갖는 제2 서브-모듈-큐를 포함하고, 상기 제2 서브-모듈은 상기 계산된 임피던스-RMS의 개별 샘플을 축적하고, 가장 오래된 샘플을 폐기하여 상기 큐를 상기 최대 큐 길이로 가득 채운 상태를 유지하도록 구성되고, 상기 제2 서브-모듈은 (i) 상기 컴퓨터 프로세서에서 상기 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 개방 회로 샘플의 백분율 및 상기 제2 서브-모듈-큐의 개별 단락 회로 샘플의 백분율을 판정하고, (ii) 상기 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 개방 회로 샘플의 백분율이 상기 컴퓨터 프로세서에서의 개방 회로 발생에 대한 임계 백분율을 초과하는지 판정하고; (iii) 상기 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 단락 회로 샘플의 백분율이 단락 회로 발생에 대한 임계 백분율을 초과하는지 상기 컴퓨터 프로세서에서 판정하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제20항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서는 (i) 상기 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 개방 회로 샘플의 판정된 백분율이 상기 컴퓨터 프로세서에서의 개방 회로 발생에 대한 임계 백분율을 초과하고, (ii) 상기 제2 서브-모듈-큐로부터의 개별 단락 회로 샘플의 판정된 백분율이 상기 컴퓨터 프로세서의 단락 회로 발생에 대한 임계 백분율을 초과하는 각 샘플에 대한 전극 진동 감지와 연관된 IAO를 트리거하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제20항 또는 제21항에 있어서,
상기 제2 큐 길이는 상기 제2 서브-모듈의 샘플링 시간 윈도우에 기초하여 상기 컴퓨터 프로세서에서 판정되는 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제22항에 있어서,
상기 샘플링 시간 윈도우는 1초 내지 약 8초, 예를 들어 적어도 약 1, 2, 3 및 4초 중 임의의 값 및/또는 최대 약 8, 7, 6, 5 및 4초 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제22항 또는 제23항에 있어서,
상기 제2 서브-모듈의 상기 샘플링 주파수는 10Hz보다 크고, 또는 50Hz 전력 시스템에 대하여 100Hz, 또는 60Hz 전력 시스템에 대하여 120Hz와 같이, 전력 시스템 주파수와 연관된(이러한 주파수에 제한되는 것은 아님) 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개방 회로 발생에 대한 상기 임계 백분율은 약 20% 내지 약 50%이며, 예를 들어 적어도 약 20, 25, 30 및 35% 중 임의의 값 및/또는 최대 약 50, 45, 40 및 35% 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단락 회로 발생에 대한 상기 임계 백분율은 약 20% 내지 약 50%이며, 예를 들어 적어도 약 20, 25, 30 및 35% 중 임의의 값, 및/또는 최대 약 50, 45, 40 및 35% 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 서브-모듈은 상기 컴퓨터 프로세서에서 단락 회로와 개방 회로 간의 총 상태 변화 횟수를 감지하고 카운트하도록 구성된 제3 서브-모듈을 포함하고, 상기 제3 서브-모듈은 (i) 유한 상태 머신의 현재 상태(현 상태)가 "조절" 상태와 동일한지 판정하고, (ii) 상기 현재 상태가 상기 상태 머신의 이전 상태와 동일한지 판정하고, (iii) 이에 따라 축적 변수를 증가시키거나 감소시키고, (iv) 상기 총 상태 변화 횟수가 상태 변화 발생에 대한 임계값을 초과하는지 상기 컴퓨터 프로세서에서 판정하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제27항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서는 상기 컴퓨터 프로세서에서 상태 변화 횟수가 사용자 정의된 상태 변화 임계값을 초과함을 나타내는 판정된 축적 변수를 갖는 각 샘플에 대한 전극 진동 감지와 연관된 IAO를 트리거하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제27항 또는 제28항에 있어서,
상기 제3 서브-모듈의 상기 샘플링 주파수는 10Hz보다 크고, 또는 50Hz 전력 시스템에 대하여 100Hz, 또는 60Hz 전력 시스템에 대하여 120Hz와 같이, 전력 시스템 주파수와 연관된(이러한 주파수에 제한되는 것은 아님) 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축적 변수를 증가시키기 위한 업프로포션(upProportion)은 약 0.0001 내지 약 0.01, 예를 들어 적어도 약 0.0001, 0.00025, 0.0005, 0.00075, 0.001 중 임의의 값 및/또는 최대 약 0.01, 0.0075, 0.0050, 0.0025 및 0.001 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축적 변수를 감소시키기 위한 다운슬로프(downslope)는 약 0.000001 내지 약 0.0001, 예를 들어 적어도 약 0.000001, 0.0000025, 0.000005, 0.0000075, 0.00001 중 임의의 값 및/또는 최대 약 0.0001, 0.000075, 0.000050, 0.000025 및 0.00001 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제27항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
상태 변화 발생을 위한 상기 사용자 정의 상태 변화 임계값은 약 0.1 내지 약 0.6, 예를 들어 적어도 약 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30 및 0.35 중 임의의 값 및/또는 최대 약 0.60, 0.55, 0.50, 0.40 및 0.35 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
개방 회로 상태를 체크하기 위해 Zrms와 비교하기 위한 상기 사용자 정의된 개방 회로 값(openCircuitValue)은 약 30 내지 45, 예를 들어 적어도 약 30, 32, 34 및 38 중 임의의 값 및/또는 최대 약 45, 42, 40 및 38 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 제27항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
단락 회로 상태를 체크하기 위해 Zrms와 비교하기 위한 상기 사용자 정의된 단락 회로 값(shortCircuitValue)은 약 2 내지 10, 예를 들어 적어도 약 2, 3, 4, 5 및 6 중 임의의 값 및/또는 최대 약 10, 9, 8, 7 및 6 중 임의의 값인 것을 특징으로 하는 EVDM.
- 전기 아크로(EAF)의 전극의 진동을 감지하는 방법으로서,
(a) 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 따른 전극 전기 센서 및 액츄에이터와 동작적으로 연결된 전극 진동 감지 모듈(EVDM)을 제공하는 단계;
(b) 상기 EVDM의 컴퓨터 프로세서에서 전극과 EAF 쉘 바닥 사이에서 측정된 전극 전압(전극 전압) 및 전극을 통과하는 전류와 연관된 전압 값 및 전류 값에 대응하는 파형 신호를 수신하는 단계;
(c) 하나 이상의 서브-모듈을 선택하는 단계로서, 상기 하나 이상의 서브-모듈은 (i) RMS 값의 개별 샘플과 (ii) 전극 진동 감지와 연관된 하나 이상의 미리 정해진 전기 프로파일의, 상기 컴퓨터 프로세서에서 수행된, 비교에 기초하여 전극 진동 감지와 연관된 내부 알람 발생(IAO)을 트리거하도록 구성되며, 상기 하나 이상의 서브-모듈은 각각의 IAO 또는 각각의 비-내부 알람 발생(NIAO) 중 어느 하나인 것으로 정의된 각각의 개별 샘플에 대한 진동 데이터를 생성하도록 구성되어 있는 것인, 상기 하나 이상의 서브-모듈을 선택하는 단계; 및
(d) 하나 이상의 선택된 서브-모듈로부터 각각의 개별 샘플에 대한 상기 진동 데이터를 축적하고, 가장 오래된 샘플을 폐기하여 상기 EVDM 큐를 최대 큐 길이로 가득 채운 상태를 유지하고, 상기 진동 데이터의 최소 백분율이 각각의 IAO로 구성된 것으로 정의된 경우 외부 진동 알람(EVA)을 트리거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 EAF의 전극의 진동을 감지하는 방법.
- 내화물로 라이닝된 화상(hearth)을 포함하는 내부 부분을 형성하는 노 몸체 및 상기 내부 부분으로 연장되는 하나 이상의 전극을 포함하는 전기 아크로(EAF)의 작동 방법으로서,
(i) 제35항에 따라 하나 이상의 전극의 진동을 감지하는 단계;
(ii) 상기 하나 이상의 전극을 상기 내화물로 라이닝된 화상으로부터 멀어지도록 들어올림으로써 상기 내화물로 라이닝된 화상에 대한 상기 하나 이상의 전극의 위치를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제36항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서는 상기 내화물로 라이닝된 화상에 대해 상기 하나 이상의 전극의 위치를 조정하는 단계를 시작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제37항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서는 상기 하나 이상의 전극의 히트(heat)의 수에 기초하여 상기 하나 이상의 전극의 속도 및/또는 거리를 변경하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제38항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서는 상기 내화물로 라이닝된 화상에 대해 상기 하나 이상의 전극의 위치를, 상기 하나 이상의 전극의 히트의 수가 사용자 정의 히트 수 임계값보다 낮을 때 제1 속도 및/또는 제1 거리로, 그리고 상기 하나 이상의 전극의 히트의 수가 사용자 정의 히트 수 임계값보다 높을 때 제2 속도 및/또는 제2 거리로 조정하는 단계를 시작하도록 구성되어 있고, 상기 제1 속도는 상기 제2 속도보다 크고, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
- 전기 아크로(EAF) 시스템으로서,
(i) 내화물로 라이닝된 화상(hearth)을 포함하는 내부 부분을 형성하는 노 몸체 및 상기 내부 부분으로 연장되는 하나 이상의 전극을 포함하는 전기 아크로(EAF); 및
(ii) 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 따른 전극 진동 감지 모듈(EVDM)을 포함하는 것을 특징으로 하는 EAF 시스템.
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