MX2012009732A - Procedimiento para operar un horno de arco electrico, dispositivo de control y/o regulacion para un horno de arco electrico y horno de arco electrico. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un horno de arco eléctrico, a un dispositivo de control y/o regulación para un horno de arco eléctrico, así como a un procedimiento para operar un horno de arco eléctrico, en donde con al menos un electrodo se produce un arco eléctrico para fundir metal, en el cual al menos el arco eléctrico producido por el electrodo presenta una primera potencia de radiación en base a un primer conjunto de parámetros operativos ajustados, el horno de arco eléctrico opera de acuerdo con un programa determinado, que se basa en un curso de proceso esperado, vigilándose si entre el curso del proceso real o el curso de proceso esperado hay una diferencia indeseada. En el caso de que la operación varíe del programa operativo predeterminado, se obtiene una segunda potencia de radiación modificada, y con ayuda de esta segunda potencia de radiación modificada se determina un segundo grupo de parámetros operativos modificados, en especial al menos un valor de impedancia, puede producirse un procedimiento el cual permita una duración de la fundición lo más reducida posible cuidando al mismo tiempo las instalaciones, en especial el enfriamiento del horno de arco eléctrico.

Description

PROCEDIMIENTO PARA OPERAR UN HORNO DE ARCO ELÉCTRICO, DISPOSITIVO DE CONTROL Y/O REGULACIÓN PARA UN HORNO DE ARCO ELÉCTRICO Y HORNO DE ARCO ELÉCTRICO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento para operar un horno de arco eléctrico, en el cual con al menos un electrodo se produce un arco eléctrico para fundir metal, en el cual al menos el arco eléctrico producido por el electrodo presenta una primera potencia de radiación en base a un primer conjunto de parámetros operativos ajustados, el horno de arco eléctrico opera de acuerdo con un programa determinado, que se basa en un curso de proceso esperado, vigilándose si entre el curso del proceso real o el curso de proceso esperado hay una diferencia indeseada. Además la invención se refiere a un dispositivo de control y/o regulación correspondiente para un horno de arco eléctrico, así como un horno de arco eléctrico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Durante la producción de acero en un horno de arco eléctrico se funde la chatarra por lo regular con un programa operativo establecido, para lo cual se dan previamente los valores nominales de la regulación del electrodo (por ejemplo en forma de valores nominales de corriente o impedancia) . Estos valores nominales deben garantizar una elevada productividad y rentabilidad del proceso y se basan en la mayoría de los casos en valores experimentales. Debido a las propiedades variables de la chatarra que se va a fundir de manera ideal deben realizarse un ajuste del diagrama de viaje al curso del proceso real. Así puede la pila de chatarra tener tanto local como generalmente una densidad volumétrica . diferente, lo que tiene efecto sobre el progreso de la fundición.

Para evitar pérdidas excesivas de energía debe adaptarse la operación eléctrica en cada caso al progreso de fundición real. Esto dependiendo de la forma de regulación de un horno de arco eléctrico puede realizarse de formas básicamente diferentes. En la mayoría de los casos los parámetros correspondientes la reactancia de una bobina conectable escalonadamente, la tensión o las tensiones de lazos externos secundarios de un transformador de horno conectable de forma escalonada y la corriente o impedancia del arco eléctrico, son los valores nominales para la regulación de los electrodos.

Mediante estas magnitudes puede controlarse el proceso de fundición. Estas magnitudes por lo regular son dadas por lo regular mediante un diagrama o programa operativo dependiendo de la energía aplicada.

Si el curso del proceso se desvía del curso esperado, que se encuentra en el diagrama operativo, entonces mediante las magnitudes antes indicadas debe ajustarse el curso automatizado.

Para el caso de una diferencia simétrica, o sea una diferencia que se presenta en todo el horno, puede esto realizarse observando la carga nominal del combustible, por ejemplo mediante la variación uniforme o simétrica de los valores nominales de impedancia. Si, sin embargo solo se presentan esas diferencias en algunas regiones del horno entonces estas deben tratarse de manera diferenciada.

Si la pila de chatarra se funde más rápido en una zona del horno, entonces debe tratarse específicamente para regular este curso de proceso asimétrico. Tal diferencia en el proceso de fundición asimétrico en diferentes regiones del a cámara del horno puede ser causado mediante falta de homogeneidad local en la carga de chatarra, la consecuencia es la formación de zonas especialmente calientes en la cámara del horno (hot-spots) . Las diferencias en la radiación y protección del arco eléctrico, puede obtenerse por ejemplo mediante la distribución de la temperatura del panel o mejor y más rápidamente mediante el cálculo de los factores de protección, como se describen en el documento WO 2009095396 Al.

Una reducción de la potencia de fundición de todo el horno de arco eléctrico alargarla innecesariamente la duración del proceso y con esto reduciría la productividad. Es ventajoso no reducir la potencia de fundición sino distribuirla en la cámara de tal forma que las zonas con mucha chatarra sin fundir sean tratadas con mayor radiación.

Una protección menor de los arcos eléctricos individuales que conduce a un calentamiento indeseado de los paneles contrarios mediante la radiación. Por el contrario debe conducir a una reducción de la potencia de radiación. Dependiendo de la realización del horno puede realizarse una distribución asimétrica de la potencia de radiación de diferente forma.

Una diferencia del curso del proceso establecido por el programa operativo se realiza de dos formas. Por un lado el personal operativo puede intervenir gracias a su experiencia personal o por los avisos de advertencia durante el curso de proceso. Por otro lado mediante una señal de retroalimentación del proceso, en la mayoría de los casos realizado en forma de una evaluación del estado térmico del panel de la cámara del horno, puede realizarse una adaptación al curso de proceso momentáneo. De esta forma puede regularse de forma automática la operación eléctrica en forma de valores nominales eléctricos. Habitualmente se realiza tal ajuste de la potencia simétricamente en todas las tres fases.

En el caso de la regulación automatizada mencionada al último con la ayuda del estado térmico se calcula como se ha modificado la potencia de fundición del arco eléctrico. Diferentes estudios han mostrado que la potencia de fundición del arco eléctrico esencialmente se caracteriza por convección y radiación térmica. En el caso aquí considerado la potencia de fundición directamente en los elementos de pared o la chatarra que se encuentra allí, es especialmente de interés la potencia de radiación aplicada por el arco eléctrico.

Algunas soluciones menos automatizadas prevén el ajuste asimétrico de los valores nominales. Para esto después de la regulación heurística de los valores nominales de las impedancias de los lazos pero también en el caso del transformador del horno adecuado se seleccionan tensiones asimétricas. Una afectación directa de la distribución de la radiación pretendida hasta ahora no ha sido posible. A partir de las impedancias seleccionadas mediante modelos empíricos puede determinarse subsecuentemente la distribución de radiación obtenida.

Además se sabe que el cálculo de las magnitudes eléctricas de las cuales se determina la potencia de radiación, se realiza a base de un diagrama de conexiones simplificado linearizado del horno de arco eléctrico, ver por ejemplo S: Kóhle, Diagramas de conexión y Modelos de los Sistema de Alta Tensión para horno de arco eléctrico de tensión alterna, Acero y Hierro 110, páginas 51 a 59. Otro método común es el acoplar las potencias de radiación encontrados con un diagrama de circuito, por ejemplo conocido por Górtler et al., "Energetically optimized Control of an Electric Are Furnace, IEEE International Conference on Control Aplications, Taipei, Taiwan, páginas 137 a 142.

Por el documento DE 197 11 453 Al se conoce un procedimiento para regular o controlar un proceso de fundición en un horno de arco eléctrico trifásico. Aquí se capta la temperatura en los alrededores de un electrodo y con la ayuda de la temperatura detectada se ajusta la potencia activa del electrodo. La desventaja aquí es que la intervención de control solo se realiza cuando ya se ha presentado un sobrecalentamiento del horno. Además se controla principalmente de forma indirecta la potencia eléctrica activa responsable del aumento de la temperatura.

SUMARIO DE LA INVENCION Es tarea de la invención el presentar un procedimiento operativo de un horno de arco eléctrico, y un dispositivo de control y/o regulación para un horno de arco eléctrico, que permiten una duración de fundición lo más reducida posible cuidando las instalaciones, en especial el enfriamiento del horno de arco eléctrico.

Esta tarea se resuelve mediante un procedimiento para operar un horno de arco eléctrico, en el cual al menos un electrodo produce un arco eléctrico para fundir el metal, con lo cual al menos un arco eléctrico asociado a un electrodo presenta una primera potencia de radiación en base a un primer grupo de parámetros operativos ajustados, el horno de arco eléctrico opera de acuerdo con un programa determinado, vigilándose si se respeta el programa operativo, en el caso de que la operación varié del programa operativo predeterminado, se obtiene una segunda potencia de radiación modificada, y con ayuda de esta segunda potencia de radiación modificada se determina un segundo grupo de parámetros operativos modificados, en especial al menos un valor de impedancia. En especial el ajuste del segundo grupo de parámetros operativos ser realiza para obtener una segunda potencia de radiación modificada previamente determinada.

En particular ya no se requiere aproximar iterativamente a un óptimo en el arco eléctrico, los parámetros operativos que influyen sobre el arco eléctrico, en especial los valores de impedancia, hasta que se tenga la potencia de radiación deseada para el al menos un electrodo.

Además pueden ajustarse directa y exactamente un grupo deseado de parámetros operativos, en especial de valores de impedancia, que producen exactamente las potencias de radiación deseadas para al menos un electrodo, preferentemente tres electrodos.

Otras ventajas se dan en las reivindicaciones dependientes .

En especial permite una solución iterativa del modelo, el evitar las iteraciones durante el ajuste de la impedancia Después de encontrar un grupo de magnitudes de impedancia para una potencia de radiación predeterminada puede esta ajustarse directamente.

Los ajustes iterativos de los valores de impedancia ajustados se omiten, con lo cual se mejora la dinámica operativa del horno de arco eléctrico y se reduce la duración hasta un estado operativo lo más óptimo posible.

Preferentemente para la determinación iterativa se utiliza un primer modelo para determinar una potencia de radiación de las magnitudes eléctricas, y adicionalmente un segundo moldeo con el cual, las magnitudes que influyen directamente sobre la potencia de radiación, en especial la impedancia se transforman en las magnitudes eléctricas que influyen indirectamente en la potencia de radiación, en especial la corriente del arco eléctrico y/o la resistencia. Asi pueden determinarse de una manera especialmente adecuada las magnitudes correspondientes a una potencia de radiación predeterminada .

Preferentemente se utiliza el segundo modelo para transformar un circuito eléctrico equivalente para el horno de arco eléctrico. Con esto puede aproximarse bien el comportamiento del horno de arco eléctrico a la realidad.

Preferentemente durante la determinación del segundo grupo de parámetros operativos modificado se toma en cuenta el cumplimiento de las condiciones secundarias en especial las limitaciones técnicas de la operación del horno de arco eléctrico. Esto conduce a que principalmente se determinan grupos de parámetros operativos útiles, esto es grupos de parámetros operativos que también pueden ajustarse de una manera adecuada. Con esto se evitan los resultados "académicos", los cuales debido a las particularidades técnicas no pueden realizarse en los hornos de arco eléctrico.

Es ventajoso cuando la segunda potencia de radiación modificada se predetermina dependiendo de una protección del arco eléctrico presente en el horno de arco eléctrico. En especial es ventajoso cuando se vigila una protección del arco eléctrico, y en el caso de una protección indeseada para el arco eléctrico, por ejemplo si la protección para una duración predeterminada es menor que una protección limite, la primera potencia de radiación se transforma en una segunda potencia de radiación, en especial de tal forma que la carga térmica de la pared del horno se reduce mediante un arco eléctrico que presenta una menor protección. Esto tiene la ventaja de que ya muy oportunamente esto es claramente antes de un aumento de la temperatura puede contarse con el enfriamiento del arco eléctrico, que reacción a un estado indeseable en el horno de arco eléctrico. En el estado de la técnica tal reacción puede presentarse esa reacción solo mucho después, en especial solo cuando la carga térmica ha conducido un aumento de temperatura y con esto los componentes correspondientes ya fueron sometidos a una carga térmica considerable. Mediante el procedimiento protegido es posible, reducir de manera significante la carga térmica de las paredes del horno, ya que no tiene que esperarse un aumento de la temperatura para reaccionar.

Ventajosamente la segunda potencia de radiación modificada se establece dependiendo de la distribución y/o de la indivisibilidad de la chatarra en el horno de arco eléctrico. Asi puede maximizarse por ejemplo la aportación de energía para aquel electrodo, que opere por ejemplo sobre partes de chatarra de gran tamaño, de tal forma que estas pueden fundirse más rápidamente.

Ventajosamente el horno de arco eléctrico presenta tres electrodos que están asociados a un arco eléctrico, en donde la existencia de una variación para al menos dos, preferentemente cada uno de los tres arcos eléctricos se determina una segunda potencia de radiación modificada, con ayuda de la cual se determina un segundo grupo de parámetros operativos para al menos dos, preferentemente para cada uno de los tres arcos eléctricos.

Además es ventajoso cuando el horno de arco eléctrico presenta tres electrodos, los cuales produce un arco eléctrico cada uno, y al existir una variación para cada arco eléctrico se produce una segunda potencia de radiación modificada, con ayuda de la segunda potencia de radiación se determina un grupo conjunto de parámetros operativos, en especial los valores de impedancia, de tal forma que cada arco eléctrico alcanza la potencia de radiación determinada.

Preferentemente la potencia de radiación para los tres arcos eléctricos se determina de tal forma que se reduce, en especial se minimiza, la carga térmica del horno de arco eléctrico, en especial de los elementos de enfriamiento del horno de arco eléctrico.

Además se resuelve la tarea mediante el objeto de las reivindicaciones 13 y 14. El dispositivo de control y/o regulación de acuerdo con la reivindicación 13 abarca códigos de programa legibles por computadora, por ejemplo en forma de módulos que habilitan al dispositivo de control y regulación para realizar las etapas del procedimiento de acuerdo con la modalidad deseada del procedimiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS A continuación se describe una modalidad de la invención de forma esquemática. Para ello se presentan las siguientes figuras .

La figura 1 muestra un diagrama de flujo esquemático para la realización de una modalidad del procedimiento de acuerdo con la invención; La figura 2 muestra un circuito eléctrico equivalente completamente lineal ejemplar para un horno de arco eléctrico; La figura 3 muestra ecuaciones para calcular las corrientes de arco eléctrico para un sistema de corriente alterna dextrogiro; La figura 4 muestra una zona de impedancia con una superficie, en el cual los elementos de la superficie ya producen la misma potencia de radiación constante para un lazo determinado; La figura 5 muestra dos isosuperficies de la potencia de radiación en la zona de impedancia para dos diferentes lazos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Debido a las desventajas del estado de la técnica se requiere un método para estimar o calcular la potencia de fundición y en especial la potencia de radiación del arco eléctrico en un horno de arco eléctrico.

Para esto se utiliza un modelo que hace posible distribuir esa potencia de una manera definida en la cámara del horno. Las magnitudes ajustadas con las cuales puede obtenerse esto, son en principio los valores nominales de las impedancias de los lazos o magnitudes eléctricas que corresponden a eso. Para este caso también debe encontrarse un método de cómo puede modificarse la potencia del arco eléctrico de una manera dirigida y definida mediante estas magnitudes .

Para calcular la potencia de radiación del arco eléctrico en el horno de arco eléctrico pueden utilizarse diferentes modelos.

Es ventajoso utilizar un modelo que se obtuvo de mediciones empíricas y consideraciones físicas. Un modelo de ese tipo se publico por ejemplo en Dittmer et al., Estudios teóricos de modelos sobre las cargas de radiación en hornos de arco eléctrico, Elektrowárme International 67 (2009) no. 4, páginas 195 a 199, en a ecuación 12 o en la versión ampliada de la ecuación 14. Correspondiente al modelo puede calcularse la potencia de radiación bajo el conocimiento de la corriente del arco eléctrico o la resistencia del arco eléctrico o la tensión del arco eléctrico.

(UB tensión del arco eléctrico, I corriente, RB resistencia del arco eléctrico) Corrección de la caída de tensión y la sangría : El cálculo de las corrientes que se presentan dependiendo de los datos de valor nominal eléctricos, se realiza en base de un circuito eléctrico equivalente lineal completo del horno de arco eléctrico. Esto considera también los elementos primarios, como por ejemplo una bobina, una instalación de . compensación de la potencia reactiva, y en caso de necesidad la impedancia de la fuente de voltaje primaria. A base del circuito eléctrico equivalente solo en el caso de una etapa de transformador y bobina determinados para cada combinación de valores nominales de impedancia pueden calcularse las corrientes de arco eléctrico y las resistencias o tensiones de arco eléctrico que se presentan durante esa operación para cada arco eléctrico y con esto utilizando el moldeo de potencia de radiación (ecuación 1 o la) pueden calcularse las potencias de radiación correctas del arco eléctrico. Los métodos para calcular las corrientes de arco eléctrico y las tensiones se esbozan aquí: En primer luqar se debe calcula la disociación de los valores nominales de impedancia ZSI para cada lazo i para calcular la resistencia del arco eléctrico RBi en cuestión. Para esto debe ser conocida la relación general entre RBÍ y la reactancia del arco eléctrico XBi- Por ejemplo puede utilizarse la ecuación XBÍ = a RBÍ + b RBi2 Con los factores constantes específicos del horno a y b. Así puede por un lado calcularse la resistencia de arco eléctrico RBÍ correspondiente a los valores nominales de la impedancia ZBÍ tomando en cuenta la reactancia secundaria XBÍ y la resistencia RBÍ de las pérdidas de conducción. En el caso anterior debe por lo tanto resolverse para RBÍ un polinomio de cuarto grado.

Así se conocen todas las magnitudes eléctricas secundarias que se requieren para el cálculo de las corrientes a ajustar. Bajo el conocimiento de las reactancias XBÍ y resistencias RBÍ primarias puede construirse el circuito eléctrico equivalente lineal completo para el horno de arco eléctrico para corriente alterna, por ejemplo tal como se muestra en la figura 2.

Con esto, para las tensiones del conductor externo conocidas, por ejemplo ??2 entre los lazos 1 y 2, pueden calcularse las corrientes Ij.. Bajo el conocimiento de la secuencia de fase del sistema de corriente alterna pueden calcularse las corrientes como en la figura 3 para el sistema dextrogiro. Para la representación clara se resumen las reactancias de un lazo en Xi y las resistencias en Rj..

Al conocer las corrientes puede calcularse la tensión efectiva a través de un arco eléctrico UBi- UBÍ = RBÍIÍ- El circuito eléctrico equivalente también es adecuado ilimitadamente para la operación asimétrica para calcular las magnitudes eléctricas adecuadas de forma correcta .

Preferentemente se aplica la invención de tal forma que se ajusta la potencia de radiación del arco eléctrico de tal forma, que se evitan las pérdidas de radiación mediante una menor protección de los arcos eléctricos individuales y con esto el sobrecalentamiento del panel de enfriamiento (Hot-spots) .

Para esto se preparo un método de cálculo en el cual se utilizan los valores nominales de la potencia de radiación que se va a ajustar de los tres arcos eléctricos. Esto se describe en muestra en la figura 1 y se describe a continuación .

Para esto la potencia de radiación absoluta se refiere a las magnitudes determinadas para el lazo en el diagrama operativo. Para el cálculo de los valores de referencia <í>iFD, <$2FD , <I>3FD, debe realizarse el método una vez correspondiendo a las fechas punteadas exteriores en la figura 1. Una modificación de la potencia de radiación del arco eléctrico se realiza en relación a ese valor de referencia. Las variaciones se determinan de la regulación correspondiente a los factores de protección calculados (las regulaciones se encuentran en la solicitud de patente anteriores). En principio aplica: alta protección: la potencia de radiación puede aumentar, baja protección: la potencia de radiación debe reducirse.

Los datos de valores nominales para la potencia de radiación se obtienen a partir de Nominal FD <Pl = f? . Ki Con los factores de corrección ki del concepto de regulación para la protección (ver la solicitud de patente antes mencionado) .

Ya que la potencia de radiación es una función de la tensión, del arco eléctrico y la corriente y el algoritmo no puede invertirse para el circuito eléctrico equivalente, estos valores nominales eléctricos se determinan con un procedimiento iterativo, como se muestra en la figura 1.

Deben encontrarse los valores nominales de impedancia o con las impedancias deben encontrarse los parámetros correspondientes, para los cuales se ajusta la potencia de radiación dada cuantitativamente del arco eléctrico. En la figura 1 se muestra el camino matemático iterativo. Datos de valor nominal variados nuevos se producen con un procedimiento de optimización estándar (por ejemplo el procedimiento de aumento de gradientes) . Asi se calculan las correspondientes corrientes y tensiones del arco eléctrico y en el módulo de radiación las correspondientes potencias de radiación (^calculada ^ £1 criterio para la desviación máxima permitida entre la potencia de radiación f1a3?<:?1?8??3 y e]_ valor nominal de la potencia de radiación potencias de radiación F?"05"1"91, puede determinarse por ejemplo mediante la suma de los cuadrados del error. Si la suma de los cuadrados del error E = S^F? caic"íada - f? ?????a?? supera un valor limite antes determinado entonces los valores nominales dados, por ejemplo las impedancias Zi se ajustan iterativamente mediante un procedimiento de optimización estándar hasta que se cumple la condición. En este caso los valores nominales recién encontrados, por ejemplo las impedancias (Zi, Z2, Z3) se utilizan en la regulación de los electrodos. Si puede encontrarse una solución válida para esa tarea, depende de los datos en los casos particulares. Esto se describe a continuación .

Para la regulación de los electrodos a base de la impedancia de los lazos de un horno de arco eléctrico alterno se muestra ahora como la invención puede realizarse de forma ej emplificativa en especial en forma gráfica.

En el caso de una etapa dada del transformador y o de la bobina mediante los valores nominales de la impedancia como magnitudes de ajuste de la regulación se pone bajo tensión un espacio tridimensional. Cada eje de ese espacio se tensa mediante el valor nominal de impedancia de un lazo. Para cada punto en ese espacio puede ahora calcularse una potencia de radiación determinada para cada arco eléctrico. Si para un arco eléctrico ahora se da una potencia de radiación cuantitativa, entonces todos los puntos en el espacio de impedancia tridimensional, que corresponden a esa potencia de radiación, pueden representarse como isosuperficies con la misma potencia de radiación, ver ilustración 4. Aquí ZSi indica el valor nominal de la impedancia para el lazo i y ?? la potencia de radiación de ese lazo. Cada punto de la isosuperficie formada representa una combinación de los valores nominales de impedancia, que conduce a la misma potencia de radiación del arco eléctrico en el lazo considerado (aquí el lazo 1).

Ahora para cada lazo individual se produce una potencia de radiación relativa cuantitativa. La intersección de las isosuperficies correspondientes, corresponde a la combinación buscada correspondiente de valores nominales de impedancia. Por ejemplo en la figura 4 se muestra el espacio de impedancia tridimensional, en el cual se dan las isosuperficies de las potencias de radiación del lazo 1 (por ejemplo F3? = 110%) y del lazo 3 (por ejemplo F33 = 90%). La curva de intersección de esas isosuperficies corresponde exactamente a las combinaciones de valores nominales de impedancia, para los cuales se obtienen las potencias de radiación cuantitativas predeterminadas. El rango de valore de las potencias de radiación relativas del lazo 2 en la curva de intersección de las isosusperficies se encuentra entre 108% y 114% de la potencia de radiación original. Mediante el cálculo de una tercera isosuperficie de la potencia de radiación para el lazo 2, por ejemplo con <£S2 = 110%, en el caso de configuraciones prácticas relevantes se obtiene exactamente una intersección. En el caso de valores dados realizables de la potencia de radiación la intersección de los planos ( (Zi, Z2, Z3) en la zona de trabajo permitida del horno de arco eléctrico. Las potencias de radiación correspondientes coinciden exactamente con las potencias de radiación predeterminadas para los tres lazos.

Debe observarse que las intersecciones de las isosuperficies (= punto de impedancia (??, Z2, Z3) ) no deben encontrarse forzosamente en el rango permitido de los valores nominales de impedancia, que realmente es adecuado para los parámetros de la regulación. El limite inferior se da mediante las corrientes nominales del transformador del horno o mediante las impedancias secundarias de los conductores. El limite superior por el contrario es dado por una limitación de la longitud del arco eléctrico, la potencia de radiación o la estabilidad del arco eléctrico. Si la intersección de las isosuperficies se encentra fuera de esos limites, entonces las potencias de radiación predeterminadas no son adecuadas para la operación real del horno. Se utiliza entonces la solución más óptima posible (??, Z2, Z3) dentro del rango permitido, que se asemeja lo más posible a las potencias de radiación requeridas y por lo tanto considera las limitaciones técnicas. Como criterio de aceptación correspondiente puede por ejemplo utilizarse la suma de los cuadrados de los errores.

Contrariamente al procedimiento conocido de acuerdo con la invención se da una potencia de radiación cuantitativa para cada arco eléctrico, y sobre esto se calculan correctamente los valores nominales eléctricos para la regulación de los electrodos. El método de cálculo anterior considera implícitamente el calcular las isosuperficies de la potencia de radiación del arco eléctrico dependiendo de los valores ajustados y en un procedimiento de optimización iterativo obtener los datos de valores nominales eléctricos, de tal forma que se obtiene exactamente una distribución de las potencias de radiación de los tres arcos eléctricos.

Con esto el horno de arco eléctrico puede trabajar con mínimas perdidas de radiación, distribuir la energía de forma óptima en los arcos eléctricos y fundir el material lo más uniforme y rápido posible. Esto produce un aumento considerable en la productividad cuidando al mismo tiempo las instalaciones .

Claims (14)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para operar un horno de arco eléctrico, en donde con al menos un electrodo se produce un arco eléctrico para fundir metal, en el cual al menos el arco eléctrico producido por el electrodo presenta una primera potencia de radiación en base a un primer conjunto de parámetros operativos ajustados, el horno de arco eléctrico opera de acuerdo con un programa determinado, que se basa en un curso de proceso esperado, vigilándose si entre el curso del proceso real o el curso de proceso esperado hay una diferencia indeseada, caracterizado porque en el caso de que la operación varíe del programa operativo predeterminado, se obtiene una segunda potencia de radiación modificada, y con ayuda de esta segunda potencia de radiación modificada se determina un segundo grupo de parámetros operativos modificados, en especial al menos un valor de impedancia.

2. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo grupo de parámetros operativos se determina iterativamente.

3. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque para la determinación iterativa se utiliza un primer modelo para determinar la potencia de radiación de las magnitudes eléctricas .

4. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque adicionalmente se utiliza un segundo modelo con el cual se transforman las magnitudes que influyen directamente sobre la potencia de radiación, en especial la impedancia, en las magnitudes eléctricas que influyen indirectamente sobre la potencia de radiación, en especial la corriente de arco eléctrico y/o la resistencia .

5. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque se utiliza el segundo modelo para transformar un circuito eléctrico equivalente para el horno de arco eléctrico.

6. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque al determinar el segundo grupo de parámetros operativos modificados se cuida mantener las condiciones secundarias, en especial las limitaciones técnicas para la operación del horno de arco eléctrico .

7. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la segunda potencia de radiación modificada se determina dependiendo de una protección del arco eléctrico presente en el horno de arco eléctrico.

8. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la segunda potencia de radiación modificada se establece dependiendo de la distribución y/o de la indivisibilidad de la chatarra en el horno de arco eléctrico.

9. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el horno de arco eléctrico presenta tres electrodos que están asociados a un arco eléctrico, en donde la existencia de una variación para al menos dos, preferentemente cada uno de los tres arcos eléctricos se determina una segunda potencia de radiación modificada, con ayuda de la cual se determina un segundo grupo de parámetros operativos para al menos dos, preferentemente para cada uno de los tres arcos eléctricos.

10. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque se modifica la potencia de radiación de al menos dos arcos eléctricos, con lo cual la suma de las potencias de radiación individuales de los tres arcos eléctricos asociados a los electrodos son esencialmente iguales antes y después de la modificación de la potencia de radiación.

11. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el horno de arco eléctrico presenta tres electrodos, los cuales produce un arco eléctrico cada uno, y al existir una variación para cada arco eléctrico se produce una segunda potencia de radiación modificada, con ayuda de la segunda potencia de radiación se determina un grupo conjunto de parámetros operativos, en especial los valores de impedancia, de tal forma que cada arco eléctrico alcanza la potencia de radiación determinada.

12. El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la potencia de radiación para los tres arcos eléctricos se determina de tal forma que se reduce, en especial se minimiza, la carga térmica del horno de arco eléctrico, en especial de los elementos de enfriamiento del horno de arco eléctrico.

13. Un dispositivo de control y/o regulación para un horno de arco eléctrico, caracterizado porque presenta códigos de programa legibles por computadora, por ejemplo en forma de módulos que habilitan al dispositivo de control y regulación para realizar las etapas del procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores.

14. Un horno de arco eléctrico para fundir metal, con al menos uno, preferentemente tres, electrodos para producir un arco eléctrico con un dispositivo de control y/o regulación de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el dispositivo de control y/o regulación está conectado a medios para ajusfar una potencia de radiación y/o magnitudes que influyen sobre la potencia de radiación .