NO171940B - Fremgangsmaate for styring av en elektrotermisk prosess - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for styring av en elektrotermisk prosess, omfattende innføring av et antall, fortrinnsvis tre, elektroder i et motstandsmedium og overføring av vekselstrøm til elektrodene i motstandsmediet, for oppvarming av dette ved strømgjennomgang, hvorved elektrodene danner tre strømførende nettknutepunkter R, S, T, med belastning i triangelmønster, og omfattende

måling av strøm- og spenningsverdier og på basis av disse, beregning av stjernenettimpedanser ZRQ, Zs0, <Z>TQ for elektrodene i mediet, hvorved belastningens elektriske nullpunkt innstilles, under utnyttelse av de beregnede impedanser, i overensstemmelse med ønskede og fortrinnsvis like innbyrdes forhold mellom belastningens ekvivalente stjernenettimpedanser, ved selektiv regulering av elektrodenes posisjoner i motstandsmediet.

Oppfinnelsen er særlig egnet for anvendelse ved elektriske reduksjonsovener hvor motstandsmediet består av den charge hvormed ovnen er beskikket. Det bør imidlertid bemerkes at oppfinnelsen kan komme til anvendelse også ved gjennomføring av andre, elektrotermiske prosesser som er basert på motstandsvarme innbefattende lysbuevarme. I viss utstrekning kan oppfinnelsen således utnyttes også eksempelvis ved elektriske stålovner. Fordelene ved oppfinnelsen blir imidlertid mest tallrike og fremtredende i forbindelse med elektriske reduksjonsovener, og oppfinnelsen er derfor i det etterfølgende beskrevet i spesiell tilknytning til en slik ovn og særlig en i praksis ofte anvendt 3-faseovn hvor strømmen vanligvis passerer gjennom en eller flere elektroder, deretter gjennom chargen og til sist gjennom en eller flere elektroder, deretter gjennom chargen og til sist gjennom den underliggende smeiten. Oppfinnelsen er imidlertid prinsipielt anvendelig uavhengig av hvorvidt strømmen ledes på denne måte eller helt eller delvis direkte mellom elektrodene.

Ved elektrometallurgiske ovner er behersking av ovnen og eletrodekretsene motstandsforhold en grunnbetingelse for god prosessføring og elektrisk kapasitetutnyttelse. Dette gjelder både når prosessvarmen helt eller delvis frembringes ved direkte mostandsoppvarming av beskikningen, såsom ved reduk-

sjons- og slaggsmelteovner, og likeledes når varmen helt eller delvis frembringes av lysbuer, såsom ved stålovner. Beskik-

ningens sammensetning og ledningsevne samvirker ved interne prosesser (f.eks. varierende SiO-dannelse) og med rent elek-

triske forhold, og forårsaker derved endring av elektrode-stillingene og forskyvninger av de elektriske nullpunkter i ovnen.

Ovnens funksjonsevne beror således hovedsakelig på

mulighetene for å måle, overvåke og bevisst styrke elek-

trodenes motstandsforhold. En slik styring blir vanligvis forsøkt oppnådd ved anpassing av elektrodespissenes høyde-

posisjoner i chargen eller beskikningen under anvendelse av automatiske regulatorer.

De elektriske motstander er både elektrisk og metal-

lurgisk betinget. Optimal ovnsdrift forutsetter derfor samtidig elektrisk og metallurgisk stabilitet. Maksimal, elek-

trisk kapasitetutnyttelse krever ubetinget metallurgisk balan-

elektriske nullpunkts posisjon og stabilitet av særskilt betydning.

Med henblikk på elektrodereguleringen er det derfor meget viktig å kunne benytte styrende størrelser som gir et riktig bilde av de elektriske motstandsforhold.

Det har tidligere vært forsøkt anvendt styrestørrelser av ulik art for elektrodereguleringen: Konstant strømstyrke i elektrodene: Denne styremetode som ikke sjelden finner anvendelse, gir ikke stabile elektrodeposisjoner ved spenningsvariasjoner, men resulterer i såkalte "dansende elektroder".

Konstant elektrodeeffekt: Denne styremetode gir enda dårligere stabilitet.

Konstant motstand: Såkalt motstandsregulering har vært ansett som den sikreste styremetode, men forutsetter at den elektriske motstand mellom elektrode og det elektriske nullpunkt kan måles med nødvendig sikkerhet. Dette er enkelt ved én-faseovner men kompliseres ved 3-faseovner, grunnet null-punktets tungttilgjengelighet.

Ved en del prosesser med sterkt ledende metallbad (eksempelvis takkjern), hvor nullpunktet med all sannsynlighet er praktisk talt forankret i metallbadet, har ovnen tilnærmelsesvis kunnet betraktes som tre parallelle én-faseovner. I slike tilfeller har det i ovnsbunnet vært forsøkt opprettet et målingsnullpunkt, tilnærmelsesvis i overensstemmelse med systemets faktiske nullpunkt. Ved direkte målinger av fase-spenning og fasestrøm for respektive elektroder (med hensyn på bunn-nullpunktet) vil det, ved forøvrig omhyggelig pass av ovnen, oppnås tilmærmelsesvis brukbare hjelpeverdier for kra-ter sonenes motstand.

Ved andre, meget viktige prosesser (høyprosentig Si-legering, slaggsmelting etc.) er dette imidlertid ingen egnet fremgangsmåte. Ovnens karakter av 3-faseovn (i motsetning til tre parallelle enfasekretser) er i dette tilfelle klart fremtredende. Nullpunktet er på ingen måte markert forankret, men er et såkalt "flagrende nullpunkt" som lett kan endre stilling i forhold til elektrodespissene. På samme måte som i de tidligere nevnte "dansende elektroder" vil dette ofte medføre meget ustabile elektrodestillinger og motstandsverdier. Ved anvendelse av roterovn oppstår dessuten et rent konstruktivt problem i forbindelse med et innebygget, målingsnullpunkt i ovnen.

Det kan følgelig konstateres at prosessgjennomføring i praksis hittil har vært vanskeliggjort i vesentlig grad som følge av at det måleteknisk ikke har vært mulig å utskille og presisere de ovnsparametre som blant annet er nødvendige for at elektrodereguleringen skal kunne foregå på tilfredsstillende måte.

Den foreliggende oppfinnelsen har som formål å eliminere det ovennevnte problem ved å angi en fremgangsmåte ved prosesser ved den her nevnte art, vil muliggjøre en stabilisering og regulering av strømfordelingen og som vil danne grunnlag for optimal prosessgjennomføring såvel fra elektrisk som metallurgisk synspunkt.

Ovennevnte formål vil oppnås ved at fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved særtrekk som fremgår av de etter følgende patentkrav.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes særlig ved symetrisk elektrodeplassering, skal de innstilte forhold mellom de ekvivalente impedanser være like.

De nevnte impedanser -hjelpeverdier Z-^ = Z'Rg x <Z>'TR, <Z>2 <=> Z'gT x Z'Rg og Z3<=><Z>'TR x ZgT motsvarer telleren i den kjente forbindelse som gjelder for triangelstjernetransfor-mas jon, slik det fremgår av det etterfølgende. Nevneren behøver vanligvis ikke å tas i betraktning, idet den kan ansees som en konstant.

Det bør bemerkes at selv om impedanser er komplekse størrelser, kan den respektive størrelsesverdi benyttes i dette tilfelle.

Istedenfor at målingene baseres på et mer eller mindre upålitelig målingsnullpunkt (som referansepunkt) behandles ifølge oppfinnelsen hele ovnens belastning som en ekvivalent stjerne- eller Y-koplet impedansgruppe hvilket i og for seg motsvarer ovnens natur. Ovnens faktiske, elektriske nullpunkt blir derved referansepunkt, og motstandene i stjernegruppens impedanser må ansees naturlig karakteristiske for de prosess-metallurgiske forhold ved hver elektrode. Respektive reak-tanser vil vanligvis vær stort sett like, ihvertfall ved symmetrisk plassering.

Det tør bemerkes at nevnte, første impedansverdier og "triangelnettimpedanser" (dvs. impedanse-hjelpeverdier) kan måles og beregnes ved utnyttelse av faste målepunkter som ofte allerede er tilstede i eldre installasjoner og som meget enkelt kan opprettes i nye installasjoner, og forøvrig på enkel måte, helt uavhengig av noe "syntetisk" målingsnullpunkt og uten vanskelighet selv ved en roterovn. "Stjernenettimpedanser" (dvs. de nevnte impedans-hjelpeverdier) kan beregnes "on-linje" eksempelvis ved hjelp av konvensjonelt datorutstyr, og beregningsresultatene vil angis direkte digitalt eller ved hjelp av indikatoinstrumenter eller dataskjermer, og anvendes for automatisk elektroderegulering.

Da nettknutepunktene R, S og T er triangelkoplet til transformatorsekundærviklinger, har det vist seg mulig å basere nevnte, første impedansverdier på en triangelnett-strømverdier i henholdsvis <I>Rg</> IgT og <I>TR. Med henblikk på beste resultat kan disse triangelnettstrømverdier måles på transformatorsekundærsiden. Som regel er også transformator-primærsiden triangelkoplet, slik at respektive triangelnett-strømverdi også kan måles på denne side med tilstrekkelig nøyaktighet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utøves ytter-ligere forenklet ved at de ved stjernenettkoplet måling av inngangsstrømmer IR/ in, Is, j_n og IT/ j_n og etterfølgende triangelnettkoplet differansestrømbestemmelse frembringes tilnærmede triangelnettstrømverdier IRS,<i>ST respektive ITR,

for anvendelse som triangelnettstrømverdier.

Hvis nøyaktigheten ønskes øket kan det selvsagt, for bestemmelse av nevnte , først impedansverdier utover triangel nettstømverdiene, benyttes respektive, tilknyttede spenningsverdier, fortrinnsvis triangelnettspenningsverdiene URS, UST respektive UTS tilhørende nettknutepunktene R, S og T. Det tas derved mer hensyn til ubalanse i tramsformatoromsetninger, transformatorimpedanser osv. Det bør bemerkes at strøm- og spenningsmåling ikke behøver å foregå på samme sted. Det er selvsagt også mulig å gjennomføre en fullstendig triangelstjerne transformasjon, hvorved nevnte hjelpeverdier dannes ved at hver av de verdier som er fremkommet ved de parvise multiplikasjoner, divideres med en faktor motsvarende nevneren i triangelstjerne transformasjonsformelen.

Det påpekes at selv om det for styringen ifølge oppfinnelsen benyttes hjelpeverdier eller tilnærmede verdier som i begynnelsen kan være beheftet med ikke ubetydelige feil, vil nøyaktigheten øke alt etter som det elektriske nullpunkt stabiliseres. Reguleringen får således med fordel karakteren av en gjentatt prosess som til sist resulterer i en fullstendig balansert og stabilisert tilstand, med hjelpeverdier eller tilnærmede verdier, som meget tilfredsstillende gjenspeiler de ønskede verdier.

Med utnyttelse av "beregnede stjernenettimpedanser"

(dvs. nevnte impedans-hjelpeverdier) for elektrodereguleringen oppnås en foreløpig stabilisering av det elektriske nullpunkt. Med symmetriske elektrodeplassering (symmetrisk ovn) reguleres således elektodenes posisjoner (som regel høydeposisjonene)

slik at "beregnede stjernenettimpedanser" blir innbyrdes like og dessuten fortrinnsvis numerisk anpasset til empiriske verdier som er egnet for ovnsdriften. Ved usymmetrisk elektrodeplassering eller ovn reguleres elektrodene slik at "beregnede stjernenettimpedanser" får konstante og forut-bestemte, innbyrdes forhold.

Ved denne foreløpige stabilisering er ovnen bibrakt preliminær,elektrisk balanse, dvs. at både det elektriske nullpunkt og de enkelte elektrodeposisjoner er preliminært stabilisert i overenstemmelse med de øyeblikkelig rådende ledningsevnetilstander i de respektive elektrodesoner. Alt etter de innbyrdes forskjeller mellom elektrodesonenes konduk-tivitet vil imidlertid elektrodespissene plasseres i forskjellige høyder i chargen eller beskikningen.

For å oppnå en endelig stabilisering med full, elektrisk balanse og tilstrebet, metallurgisk balanse er det ifølge oppfinnelsen mulig å utjevne elektrodenes stillinger i chargen eller beskikningen, ved å påse at elektrodespissene få samme høydeposisjon. Dette foregår ved selektiv justering (med bibeholdt, preliminær stabilisering) av motstandsmediets sammensetning, og dermed av dets ledningsevne med respektive elektrode og/eller ved spesiell materialtilsetning direkte på chargens eller beskikningens overflate ved respektive elektrode. I denne forbindelse gjelder at en økning av ledningsevnen eller konduktiviteten forhøyer respektive elektrodes stilling, og omvendt, under forøvrig uforandrete forhold.

Etter den endelige stabilisering kan elektrodene fungere som en vel sammenholdt og innbyrdes balansert enhet. Enheten kan bringes i en driftsstilling som for en gitt ovn og med gitt råmateriale gjerne kan bestemmes empirisk.

Ved helt symmetrisk plassering kan den endelige stabilisering forventes å motsvare indentiske og stabile motstander (R) hos stjernenettimpedansene (Z).

Det påpekes, at når elektrodespissenes hødeposisjoner gradvis utjevnes, vil risikoen minske for at det mellom elektrodene skal opprettes uønskede strømbaner som forårsaker endringer i det metallurgiske prosessforløp, f.eks. øket SiO-dannelse ved Si-reduksjoner.

For gjennomføring av nevnte justering av ledningsevnen og for opprettelse av den endelige stabilisering kan rettledning innhentes på ulike måter. En ifølge oppfinnelsen foretrukket måte innebærer at det for den respektive elektrode, ved anvendelse av en såkalt derivatmetode (se eksempelvis SE B 315 057 eller US-patentskrift 3 375 318 hvortil det herved henvises, og hvis innhold ansees inngå i foreliggende tekst), bestemmes en sammenligningsverdi i motsvarighet til forholdet mellom elektrodens stjernenettimpedans (Z) og derivatet ( dZ) av stjernenettimpedansen (Z) med hensyn på elektrodespx^sens posisjon (h), og at de således bestemte sammenligningsverdier utnyttes som de nevnte verdier hvorfra det utgås ved gjennomføringen av nevnte justering. Slike sammenligningsverdier vil gi en tydelig og mer direkte indika-sjon på elektrodespissenes høydeposisjoner med derav betingede materialtilsetninger for oppnåelse av endelig stabilisering. Det er åpenbart at den tidligere nevnte impedans-hjelpeverdi i praksis kan utnyttes som stjernenettimpedanseverdi. Grunnet gjennomføringen av den preliminære stablisering vil den bestemte sammenligningsverdi være representativ.

Som nærmere omtalt i ovennevnte SE B 315 057 innebærer derivatmetoden at nevnte derivat måles ved en mindre, perio-disk forandring av respektive elektrodes høydeposisjon. Ved prosesser med periodiske uttappinger av smeltet materiale, hvor et elektrisk ledende sjikts høyde endres mellom tapning-ene, gjennomføres derivatmålingene fortrinnsvis på et tids-punkt da en mindre høydeposisjonsforandring gir størst for-skjell impedanseverdi.

Stabliseringen ifølge oppfinnelsen innebærer også at det ofte for den respektive elektrode (stjernenett-knutepunkt) på enkel måte kan måles en stjernenett.motstandsverdi i forhold til et passende valgt, tilgjengelig opprettet nullpunkt (målingsnullpunkt) som, i betraktning av elektrodeplasseringen og innstillingen av belastningens elektriske nullpunkt gjennom den preliminære stabilisering kan forventes å motsvare sist-nevnte, Det kan deretter gjennomføres justeringer på grunnlag av slike målte stjernenett-motstandsverdier.

Det konstruerte nullpunkt kan med fordel anordnes i ovnens ledende bunn som befinner seg under et lag av smelte som ofte har god, elektrisk ledningsevne. Da det i ovnsbunnen og -veggene inngår elektrisk ledende materiale kan det konstruerte nullpunkt i mange tilfeller plasseres mer eller mindre vilkårlig på ovnsbunnen eller -veggene. Det kan således erholdes pålitelige, målte stjernenett-motstandsverdier av ovennevnte art på meget enkel måte under anvendelse av enkelt, konvensjonelt måleutstyr. Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegning-er . Fig. 1 viser et skjematisk koplingsdiagram for en symmetrisk trefaseovn for drift med tre elektroder, hvor elektrodebelastningen er angitt ved dens motsvarende triangelnettimpedanser. Fig. 2 viser et koplingsdiagram i likhet med fig. 1, men hvor elektrodebelastningen er angitt i overensstemmelse med oppfinnelsen ved forutsatte, ekvivalente stjernenettimpedanser . Fig. 3 viser et skjematisk koplingsdiagram stort sett i likhet med fig. 1 og 2, som illustrerer innkoplingen av anvendte transformatorer til nettet og to alternative måle-kretser. Fig. 4 viser et diagram som illustrerer den prinsipielle forbindelse mellom en elektrodes stjernenettimpedans Z og elektrodens høydeposisjon H, samt mellom funksjonen Z x dh og nevnte høydeposisjon h. Dz

Diagrammet ifølge fig. 1 vedrører en symmetrisk 3-faseovn eksempelvis en reduksjons-, legerings-, slaggsmelte- eller stålovn, hvori tre elektroder R, S og T er anordnet vertikalt nedsenket i den ikke viste charge i ovnsbeholderen. Elektrodene er symmetrisk anordnet i hjørnene av et likesidet triangel. Elektrodene tilføres strøm ved hjelp av tre enfase-

transformatorer hvis primærsider er tilkoplet et konvensjonelt 3-fasenett. Transformatorens TRS sekundærside er forbundet med elektrodene R og S, for overføring av strømmen Transformatorens TgT sekundærside er forbundet med elektrodene S og T, for overføring av strømmen IgT- Transformatorens TTR sekundær-

side er forbundet med elektrodene T og R, for overføring av strømmen "lTR. Spenningene URg, UST og UTR over respektive sekundærsider måles ved hjelp av motsvarende, konvensjonelle spenningsmålere 1, 3 og 5 som bare er skjematisk antydet og som er tilkoplet faste spenningsuttak på elektrodene R, S og T. Enkeltstrømmene ~IRg/ ~fgT °g ~ITR måles med bare skjematisk an-

tydete, konvensjonelle strømmålere henholdsvis 7, 9 og 11,

hvorved også elektrodestrømmene er tilgjengelig for måling.

I fig. 1 er elektrodenes R, S og T last eller belastning antydet gjennom de motsvarende triangelnett- eller -impedanser Z"RS, ZgT og "ZTR- Disse beregnes av de spennings- og strøm-målingsverdier som erholdes med spennings- og strømmålerne henholdsvis 1, 3 og 5 samt 7, 9 og 11:

I fig. 2 er disse triangelnettimpedanser erstattet av de ekvivalente stjernett- eller Y-impedanser "zrq/ Zsq og ZTQ, idet det elektriske nullpunkt er betegnet med 13. Disse ekvivalente empidanser kan beregnes ifølge nedenstående formler:

Disse ekvivalente empidanser som vil være forskjellige, anvendes ved den preliminære stabilisering som styrestørrelse for elektrodereguleringen, for å endre elektrodenes høyde-posisjoner slik at empidansene blir like og deretter opp-rettholdes like.

I ovenstående forbindelse er impedansene komplekse størrelser, hvorved beregningene blir kompliserte. Ifølge oppfinnelsen kan det imidlertid med tilstrekkelig tilnærming utgås fra impedansenes verdi. I betraktning av at nevnerne i ovenstående uttrykk kan forutsette å være ihvertfall tilnærmelsesvis like, fremkommer nedenstående

De tre produktene ZRS x ZTR,<Zg>T x <Z>R<g> og ZTR x ZgT kan således utnyttes for elektrodereguleringen. Elektrodene inn-reguleres slik at de tre produkter blir like. Foretrukne frem-gangsmåter for innhenting av representative verdier for Z_c, <Z>gT og ZTR er beskrevet i det etterfølgende i tilknytning til fig. 3.

I fig. 3 er de tre transformatorer TRg, TgT og TTR vist innkoplet til et 3-fasenett. Transformatorenes primærsider er i triangelkopling forbundet med nettets tre faser R, S og T.

Figuren viser to alternative måter for oppnånlse av representative verdier for impedansene Z_c, Zm_, og Z

Ko IK

Ifølge den første og særlig enkle måte benyttes tre konvensjonelle strømtransformatorer 31, 33 og 35 for måling av respektive, innkommende "fasestrøm" I„, . , l„.. oq L, ..

r R in' S' in ' T' in Strømtransformatorene er stjernenettkoplet men forbundet med tre strømmålere 41 som er trekantkoplet. Strømtransformatorenes utganger er tilknyttet hjørnene i strømmålertriangelet. Strøm-målerne vil måle IRg, in, IgT, in respektive ITR, i . Disse måleverdier utgjør tilnærmede triangelnettstrømverdier for triangelnettstrømverdiene på transformatorenes sekundærside, dvs. tilnærmede verdier for impedansene Z Z__ og Zm_. Det er

RS ST TR

innlysende at de tilnærmede verdier blir stadig nøyaktigere under pågående stabilisering av det elektriske nullpunkt, dvs. alt ettersom impedansene ZRg, ZST og ZTR blir stadig mer like.

Ifølge den andre måte måles både strøm og strømning på respektive transformators primærside under anvendelse av en konvensjonell strømtransformator 43 og en konvensjonell spenningstransforrnator 45. Disse er på vanlig måte forbundet med en strømmåler 47, en måler for aktiv effekt 49 og en måler for reaktiv effekt 51 som samtlige også er av vanlig type. På grunnlag av forbindelsene

aktiv effekt P = I2 x R og

reaktiv effekt Q = ^ x X fremkommer en første impedansverdi som er representativ for belastningens motsvarende triangelnettimpedans, i form av

En tilsvarende impedansverdi beregnes således for hver enkelt av transformatorene TRS, TgT og TTR under anvendelse av den enkeltes oppladingsaggregat 43, 45 og 47. De tre beregnede impedansverdier benyttes såsom de tidligere nevnte verdier Z_c, Z__ og Z . Det kan som regel bortsees fra tap m.v. i trans-^ ol IR

formatorene, særlig dersom innstillingen av belastningens elektriske nullpunkt ifølge oppfinnelsen medfører at transformatorene får samme belastning. Samtlige av disse kan følgelig utnyttes på maksimal måte.

Strømmene gjennom de ekvivalente impedanser, dvs. de strømmer ("fasestrømmene") IR, Ig og IT, som avgis av elektrodene R, S og T, er tilgjengelig i følgende form:

Derimot er spenningene URQ, USQ og UTQ over de ekvivalente impedanser, dvs. mellom respektive elektroder R, S, T, og det elektriske nullpunkt 13 ("fasespenningene ") ikke direkte tilgjengelig for måling. Motstandene RRQr Rg0 og RTQ er kan følgelig ikke utnyttes direkte som styrestørrelser.

Som tidligere nevnt er de imidlertid i mange tilfeller, grunnet den preliminære stabilisering, mulig å erstatte det elektriske nullpunkt 13 med et konstruert målingsnullpunkt, f.eks. i ovnsbunnen. Derved kan "fasespennignene" U U og UT0 måles enkelt og med vanlig, god nøyaktighet mellom målings-nullpunktet og faste spenningsmålingsuttak for elektrodene R, S og T, hvoretter motstander motsvarende R,,~, Re~ og R__ kan be-RO oO TO

regnes under hensynstaking til fasevinkelen mellom "fase-spenning" og "fasestrøm" (RR = zR x cos^). De således beregnede motstandsverdier kan angis på egnete instrumenter, eksempelvis

som rettledning for motstandsinnstilling og annen prosess-styring.

Etter den preliminære stabilisering kan elektrodespissene fortsatt ha ulike høydeposisjoner, selv om "fasemotstandene" er innstilt forskjellige. Dette skyldes metallurgisk betingede ulikheter mellom kratersonenes ledningsevner. Ulikhetene er vanligvis forårsaket av varierende "kullstyrke" i chargen. For fullendt ovnsdrift er det nødvendig at konduktivitetene og dermed elektrodeposisjonene gjøres like.

Ifølge oppfinnelsen kan det derved med fordel benyttes den før nevnte såkalte derivatmetoden for å bestemme, for respektive elektrode, en derivatverdi dZ, dvs. derivatet av impedansen Z med hensyn på elektrodenshøydeposisjon h og danne en funksjonsverdi Z x dh som utnyttes for endelig stabilisering. Det foregår derved en justering slik at funksjonsverdiene Z x dh blir like for samtlige elektroder hvorved nevnte likhet oppnås. Impedansverdien som benyttes, er gjerne den samme som i forbindelse med den preliminære stabilisering, dvs. en impedans-hjelpeverdi representativ for belastningens stjernenettimpedans. Det er imidlertid også mulig å utnytte en beregnet stjernenett-motstandsverdi i forbindelse med derivatmetoden.

I fig. 4 er det i prinsipp vist en typisk forbindelse for en elektrode mellom impedans Z og høydeposisjon h, på den ene side, og funksjonen Z x dh, på den annen side, idet elektrode-"cTz

spissens 15 høydeposisjon for tydelighetens skyld er regnet fra et nullpunkt som antas overensstemme med overflaten 17 av et sterkt ledende metallbad 19, eksempelvis takkjern, ved ovnsbunnen. Som det fremgår, har nevnte funksjon et meget spesielt, parabellignende kurveforløp, og dette har kunnet utnyttes for sikring av optimale prosessbetingelser.

Verdiene på den øvre gren av kurven Z x dh har således vist seg å gi relative verdier for den høyeste~^Ff f ekt hvormed angjeldende elektrode kan belastes uten at høyeste, aktuelle energitetthet i ovnen ved respektive elektrodespisser, såkalt elektrodespisseffekt, blir for stor og derved forårsaker over-oppheting i deler av ovnbeskikningen, med derav følgende, for tidlig slaggdannelse med låsevirkninger, fasthenging og eventuelle eksplosjoner.

Kurvens vendepunkt 21, dvs. maksimumsverdien for Z x dh,

cTz" motsvarer videre ovnbeskikningens høyeste effektopptakelsesevne

og dermed den elektrodeposisjon som gir maksimal ovns-produksjon. Etter endelig stabilisering, kan om ønskelig, det sammenholdte elektrodeknippe innstilles i optimal elektrodeposisjon ved styrt endring av elektroderegulatorenes nominell-verdi (dvs. impedansverdi) på grunnlag av de målte verdier for funksjonen Z x dh.

arz"

Den ovennevnte elektrodespisseffekt vil motsvare ut-trykket I 2 x dZ og følgelig kan overvå okes ved anvendelse av den såkalte derivatmetode. Ved kontinuerlige prosesser hvorved materialet synker sakte og jevnt ned i ovnen, har elektrode-spissef fekten en nøye forbindelse med den lokale prosess-temperatur ved elektrodespissen, og kan derfor benyttes som en hjelpeverdi for overvåking av temperaturens stabilitet og eventuelle variasjoner.

Særlig i de tilfeller hvor det ikke er tilgang til et pålitelig konstruert målingsnullpunkt som tillater bestemmelser av stjernenettmotstanden, kan det således for den endelige stabilisering benyttes den såkalte derivatmetoden, for bestemmelse av funksjonsverdier Z x dh for respektive elektrode,

dzf

hvorved disse verdier utnyttes som rettledning for konduk-tivitetsjustering og innstilling av beste elektrodeposisjon. Grunnet den primære stabilisering kan nemlig disse funksjonsverdier ofte ansees å være forholdsvis overenstemmende med funksjonsverdiene R x dh.

5r~

Det bør bemerkes at høydeposisjonen h selvsagt også vil kunne uttrykkes ved et mål på elektrodens nedsenkning (se fig. 4) .

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for styring av en elektrotermisk prosess, omfattende innføring av et antall, fortrinnsvis tre, elektroder i et motstandsmedium og overføring av vekselstrøm til elektrodene i motstandsmediet, for oppvarming av dette ved strømgjennomgang, hvorved elektrodene danner tre strømførende nettknutepunkter R, S, T, med belastning i triangelmønster, og omfattende måling av strøm- og spenningsverdier og på basis av disse, beregning av stjernenettimpedanser ZRQ, Zso, <Z>T0 for elektrodene i mediet, hvorved belastningens elektriske nullpunkt innstilles, under utnyttelse av de beregnede impedanser, i overensstemmelse med ønskede og fortrinnsvis like innbyrdes forhold mellom belastningens ekvivalente stjernenettimpedanser, ved selektiv regulering av elektrodenes posisjoner i motstandsmediet, karakterisert ved a) at det ut fra de målte strøm- og spenningsverdier beregnes første verdier Z'RS, Z'ST og Z'TR som er i det minste tilnærmelsesvis representative for belastningens triangelnettimpedanser henholdsvis ZRS, ZST og ZTR, b) at det under hensyntaking til rådende forbindelser mellom triangelnettimpedanser og stjernenettimpedanser, såkalt triangel-st jernetransf ormas jon, beregnes hjelpeverdier Z-^, Z2, Z3, som er i det minste tilnærmelsesvis representative for belastningens ekvivalente stjerneimpedanser henholdsvis ZRq, ZSq, og ZTq, dvs. at Z-j_=k^ x ZRq, Z2ask2 x <Z>so og <Z>3~<k>3 x ZTq, hvor faktorene k-^, k2 og k3 er i det minste tilnærmelsesvis like, hvorved hjelpeverdiene dannes ved parvis multiplisering av nevnte første verdier, dvs. Z-j_ = Z'RS x <Z>'TR, Z2<=> Z'ST x z'rS °9 Z3<=><Z>'tR x <z>'sT' samt c) at det elektriske nullpunkt justeres basert på de beregnede hjelpeverdier Z-j_, Z2 og Z3.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, hvor nettknutepunktene R, S, T er trekantkoplet til transformator-sekundærvikl-inger, karakterisert ved at hver av de nevnte, første verdier baseres på en triangelnett-strømverdi henholdsvis IRg, Ist °9 <I>TR'

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2, karakterisert ved at den respektive triangelnettstrøm-verdi måles på transformatorens sekundærside.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2, karakterisert ved at transformatorens primærside likeledes er trekantkoplet, og at den respektive triangelnettstrømverdi måles på transformatorens primærside.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2, karakterisert ved at det, ved stjernenettkoplet måling av inn-gangsstrømmer IR, Is, j_n og IT, j_n og etterfølgende, triangelnettkoplet differansestrømbestemmelse frembringes tilnærmede triangelnettstrømverdier henholdsvis IRg' , ^st' °9 -^Tr' for anvendelse som nevnte triangelnettstrømverdier.

6. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 2-5, karakterisert ved at det, for bestemmelse av nevnte, første verdier utover triangelnettstrømverdiene, utnyttes respektive, tilknyttede spenningsverdier, fortrinnsvis triangelnettspenningsverdier henholdsvis URg, UST og <U>Tg til-hørende nettknutepunktene R, S, T.

7. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 2-6, karakterisert ved at det gjennomføres en fullstendig triangel-stjernetransformasjon, hvorved hjelpeverdier dannes ved at hver av de verdier som er oppnådd ved parvise multiplikasjoner, divideres med en faktor tilsvarende nevneren ZRS + <Z>ST<+><Z>TR i triangel-stjernetransformasjons-formelen.

8. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at elektrodespissenes høydeposisjoner i motstandsmediet utjevnes, fortrinnsvis gjøres like, etter innstilling av belastningens elektriske nullpunkt, ved selektiv justering av motstandsmediets ledningsevne ved respektive elektrode.

9. Fremgangsmåte i samsvar med krav 8, karakterisert ved at det for respektive elektrode bestemmes en sammenligningsverdi som tilsvarer forholdet mellom elektroders hjelpeverdi og derivatet av hjelpeverdien med hensyn på elektrodespissens høydeposisjon, og at nevnte justering gjennomføres på grunnlag av de således bestemte sammenligningsverdier.