RU2605739C2 - Способ регулирования длины электрической дуги в электродуговой печи, устройство для осуществления способа, а также электродуговая печь с таким устройством - Google Patents

Способ регулирования длины электрической дуги в электродуговой печи, устройство для осуществления способа, а также электродуговая печь с таким устройством Download PDF

Info

Publication number
RU2605739C2
RU2605739C2 RU2013150350/02A RU2013150350A RU2605739C2 RU 2605739 C2 RU2605739 C2 RU 2605739C2 RU 2013150350/02 A RU2013150350/02 A RU 2013150350/02A RU 2013150350 A RU2013150350 A RU 2013150350A RU 2605739 C2 RU2605739 C2 RU 2605739C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric arc
electrode
slag
furnace
height
Prior art date
Application number
RU2013150350/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013150350A (ru
Inventor
Томас МАЧУЛЛАТ
Детлеф РИГЕР
Original Assignee
Прайметалз Текнолоджиз Джермани Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Прайметалз Текнолоджиз Джермани Гмбх filed Critical Прайметалз Текнолоджиз Джермани Гмбх
Publication of RU2013150350A publication Critical patent/RU2013150350A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2605739C2 publication Critical patent/RU2605739C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/28—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/08—Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
    • F27D11/10—Disposition of electrodes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0028—Devices for monitoring the level of the melt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/04—Arrangements of indicators or alarms
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N5/00—Computing arrangements using knowledge-based models
    • G06N5/04—Inference or reasoning models
    • G06N5/048—Fuzzy inferencing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для регулирования длины электрической дуги в электродуговой печи. В способе измеряют колебания в стенке металлоприемника печи, посредством которых определяют высоту (Hrel) шлака расплава, причем при отклонениях определенного фактического значения высоты (Hrel) шлака от заданного значения (S) выдают сигналы управления и/или регулирования, посредством которых настраивают длину электрической дуги по меньшей мере одного электрода посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода. Устройство содержит по меньшей мере один датчик корпусного шума для регистрации колебаний в стенке металлоприемника печи, вычислительный блок для вычисления фактического значения высоты (Hrel) шлака в металлоприемнике печи, и блок управления или регулирования для настройки длины электрической дуги по меньшей мере одного электрода посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода при отклонении фактического значения высоты (Hrel) шлака от заданного значения. Изобретение обеспечивает быстрое реагирование на изменение высоты шлака, при этом основанная на нечеткой логике система регулирования выдает корректирующие коэффициенты для отдельных длин электрической дуги за короткое время реакции порядка одной секунды. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу эксплуатации электродуговой печи переменного тока, содержащей по меньшей мере один электрод для формирования расплава в металлоприемнике печи, причем измеряют колебания в стенке металлоприемника печи, посредством которых определяется высота шлака расплава. Изобретение также относится к устройству для осуществления этого способа, а также электродуговой печи переменного тока с подобным устройством.
При изготовлении стали в электродуговой печи, в особенности в электродуговой печи переменного тока, образуется пеношлак или шлак, и за счет вдувания смеси сред, например смеси распыливаемого угля и кислорода, приводится к вспениванию, чтобы улучшить ввод энергии электрической дуги, создаваемой посредством одного из электродов электродуговой печи, или снизить потери за счет излучения. Состояние пеношлака расплава является мерой эффективности ввода энергии. Поэтому целью является достижение по возможности согласованного с потребностями процесса уровня пеношлака внутри печи.
Из WO 2007/009924 известно определение подачи энергии в электродуговой печи с помощью электрических датчиков и измерение колебаний на электродуговой печи. Путем оценки измеренных данных электрических датчиков и путем оценки измеренных колебаний определяется высота пеношлака.
Из WO 2010/088972, кроме того, известно, что для регулирования выброса оксида углерода электродуговой печи определяется высота пеношлака, причем загрузка углерода и/или подача кислорода регулируются таким образом, что высота пеношлака поддерживается ниже максимального значения.
Регулирование загрузки углерода имеет, однако, недостаток, заключающийся в том, что если в короткое время не достигается постоянный и равномерный уровень шлака для всех участков электродуговой печи, что вызывается задержкой в подаче угля, слишком много мощности излучения передается к стенкам. На стенках печи образуются при этом горячие точки, которые влекут за собой потери энергии и повышают износ.
Задачей изобретения является обеспечение быстрого реагирования на изменение высоты шлака в электродуговой печи переменного тока.
Эта задача решается способом эксплуатации электродуговой печи переменного тока, содержащей по меньшей мере один электрод для формирования расплава в металлоприемнике печи, причем измеряются колебания на стенке металлоприемника печи, посредством которых определяется высота шлака расплава, и причем при отклонении определенного фактического значения высоты шлака от заданного значения выдаются сигналы управления и/или регулирования, посредством которых настраивается длина электрической дуги по меньшей мере одного электрода.
Задача, кроме того, решается в соответствии с изобретением устройством, содержащим
- по меньшей мере один датчик корпусного шума для регистрации колебаний в стенке металлоприемника печи электродуговой печи переменного тока, причем электродуговая печь переменного тока имеет по меньшей мере один электрод для формирования расплава в металлоприемнике печи,
- вычислительный блок для вычисления фактического значения высоты шлака в металлоприемнике печи,
- а также блок управления или регулирования для настройки длины электрической дуги по меньшей мере одного электрода при отклонениях фактического значения высоты шлака от заданного значения.
Указанная задача также решается в соответствии с изобретением посредством электродуговой печи переменного тока с подобным устройством.
Приведенные ниже в отношении способа преимущества и предпочтительные варианты осуществления также могут быть соответственно отнесены к устройству и электродуговой печи переменного тока.
В качестве заданного значения при этом обозначается не абсолютное значение, а допустимый диапазон, который характеризуется допустимым максимальным значением и допустимым минимальным значением. При превышении или соответственно спадании ниже заданного диапазона, тем самым, происходит превышение допустимого максимального значения или спадание ниже допустимого минимального значения.
Изобретение основывается на идее, состоящей в том, чтобы в качестве реакции на изменение высоты шлака в металлоприемнике печи оказывать влияние на длину электрической дуги, формируемой в электродуговой печи переменного тока. Это происходит посредством соответствующего регулирования по меньшей мере одного электрода электродуговой печи переменного тока, в особенности посредством регулирования импеданса электрода. При этом справедливо, что повышение импеданса приводит к увеличению длины электрической дуги и, тем самым, к повышению мощности излучения. Пониженный импеданс приводит, в свою очередь, к уменьшению длины электрической дуги и, тем самым, мощности излучения, однако при этом термическая конвекция электрической дуги повышается.
Обычным образом, при отклонениях измеренной высоты пеношлака от предопределенного заданного значения подача угля на определенное время повышается или снижается, как это известно из WO 2010/088972. Ввиду задержки подачи, до реакции на эту меру проходит некоторое время, которое имеет величину порядка 30 секунд. По сравнению с этим регулирование электродов для настройки длины электрической дуги происходит с заметно меньшим временем реакции примерно в одну секунду. Благодаря регулированию длины электрической дуги, имеют место меньшие потери излучения, которые приводят к минимизации излучения на стенки печи. За счет целенаправленной ориентированной на потребности оптимизации мощности электродов к тому же достигается равномерное и быстрое расплавление загрузки твердого материала или скрапа электродуговой печи переменного тока. Дополнительным преимуществом оптимизированного регулирования длины электрической дуги является сокращение распыляемого углеродного материала, благодаря чему достигается меньший выброс СО2 за счет меньшего потребления энергии и углерода. Таким образом, способ отличается повышенной производительностью, меньшими потерями энергии, меньшим рабочим временем и снижением износа стенок.
Измерение высоты шлака основывается на методах, описанных в WO 2007/009924 и WO 2010/088972. Вычислительный блок, который определяет высоту шлака в металлоприемнике печи на основе измеренных сигналов по меньшей мере одного датчика корпусного шума, является, в частности, частью блока управления и/или регулирования, который для простоты далее обозначается как блок регулирования. После вычисления фактического значения высоты шлака оно сравнивается с заданным значением или заданным диапазоном. При отклонениях блок регулирования генерирует сигналы управления и/или регулирования для настройки длины электрической дуги.
Чтобы обеспечить высокодинамичное и целенаправленное управление или регулирование длины электрической дуги, процесс расплавления подразделяется на по меньшей мере два, в частности три периода развития шлака, и длина электрической дуги по меньшей мере одного электрода регулируется в зависимости от периода развития. При этом, в частности, следует проводить различие между тремя следующими периодами развития: создание шлака или начальный период, в котором возникает шлак; период шлакообразования, в котором высота шлака достигает максимального уровня, и конечный период, в котором высота шлака снова снижается. Реакция на изменение шлака осуществляется, таким образом, с учетом времени, которое прошло с начала процесса расплавления в электродуговой печи переменного тока, так как это время является решающим для развития шлака.
Если в начальном периоде измеряется очень незначительное состояние шлака, то это позволяет сделать вывод о неполном расплавлении скрапа. В этом случае оптимальное регулирование длины электрической дуги зависит от того, в какой зоне металлоприемника печи находится скрап с большей степенью кусковатости. Под степенью кусковатости твердого материала понимается любая конкретная величина, которая пригодна для того, чтобы показать различие в кусковатости кускового в различной мере твердого материала. Под кусковатостью твердого материала может пониматься любая физическая величина твердого материала, которая оказывает влияние на режим горения электрической дуги на твердом материале. В частности, под ней может пониматься величина взаимосвязанной части твердого материала и/или его компактность, причем компактность следует понимать в смысле меры для имеющегося распределения плотности твердого материала. Способ определения степени кусковатости для твердого материала в электродуговой печи описан в WO 2009/095293 A2.
Если на начальном периоде под по меньшей мере одним электродом находится твердый материал с высокой степенью кусковатости, то предпочтительно при спадании ниже заданного значения длина электрической дуги по меньшей мере одного электрода снижается, за счет чего достигается повышенная энергия конвекции вблизи или ниже электрода.
Если, однако, твердый материал с высокой степенью кусковатости находится дальше от электрода вблизи стенки, то предпочтительным образом при спадании ниже заданного значения длина электрической дуги по меньшей мере одного электрода повышается. Тем самым повышается мощность излучения, и это улучшает расплавление скрапа вблизи стенки.
Если повышение мощности излучения и, тем самым излучение на стенку печи не должно приниматься во внимание, согласно альтернативному предпочтительному выполнению, при спадании ниже заданного значения в начальном периоде длина электрической дуги по меньшей мере одного электрода поддерживается неизменной, и рабочее время подвода энергии увеличивается.
Согласно предпочтительному варианту, как в периоде шлакообразования, так и в конечном периоде развития шлака, при спадании ниже заданного значения длина электрической дуги по меньшей мере одного электрода уменьшается. Во избежание износа на стенках печи, при этом снижается отдаваемая на стенку печи мощность излучения.
Превышение заданного значения, в частности, на всех периодах развития шлака, обрабатывается одинаковым образом. Если фактическое значение превышает заданное значение, то предпочтительным образом длина электрической дуги по меньшей мере одного электрода увеличивается.
Настройка длины дуги осуществляется, в частности, в дополнение к регулированию инжекции углерода или кислорода в качестве реакции на изменения высоты шлака. На этом фоне предпочтительным образом подача углерода в электродуговую печь переменного тока также регулируется при отклонениях высоты шлака от заданного значения. Если, например, высота шлака находится выше заданного значения или заданного диапазона, то инжекция угля снижается. Так как время реакции на этот процесс составляет несколько секунд, параллельно этому настраивается длина электрической дуги электрода. Наоборот, при спадании ниже заданного значения для высоты шлака подача углерода увеличивается и одновременно также настраивается длина электрической дуги. Аналогичным образом, согласно поставленной цели, подача кислорода в электродуговую печь переменного тока при отклонении высоты шлака от заданного значения соответственно управляется или регулируется.
Предпочтительным образом, колебания электродуговой печи переменного тока измеряются с помощью по меньшей мере одного датчика корпусного шума, в частности датчика ускорения. Корпусный шум электродуговой печи через расплав и/или пеношлак передается на металлоприемник печи и может там измеряться в форме колебаний. Датчики корпусного шума при этом опосредованно и/или непосредственно связаны с металлоприемником печи или со стенкой металлоприемника печи. Датчики корпусного шума размещены, например, с равными интервалами по окружности металлоприемника печи. Для того чтобы повысить точность измерений корпусного шума, предусмотрено, в частности, на каждый электрод по датчику корпусного шума.
Рациональным образом, электродуговая печь переменного тока имеет три электрода, и на каждый электрод предусмотрен датчик корпусного шума. При этом каждый электрод ассоциирован с зоной металлоприемника печи и высота шлака определяется для каждой зоны. При этом управление или регулирование каждого из трех электродов осуществляется, в частности, независимо от других двух электродов. Высота пеношлака во всех трех зонах металлоприемника печи измеряется отдельно, и длина электрической дуги каждого из трех электродов на основе измеренных данных соответствующей зоны согласуется в отдельности с пространственным распределением высоты шлака в металлоприемнике печи.
Предпочтительным образом для регулирования электродов используется по меньшей мере один нечеткий регулятор. Нечеткие регуляторы представляют собой системы, которые относятся к классу регуляторов на основе параметрической поверхности, которые соответствуют теории нечеткой (размытой) логики. На каждом этапе регулирования выполняется три подэтапа: размывание (подготовка задачи к решению методами нечеткой логики), логический вывод (умозаключение) и, наконец, восстановление четкости. Отдельные входы и выходы обозначаются как лингвистические переменные, к которым соответственно принадлежат нечеткие множества. При этом подобный нечеткий регулятор может обращаться, например, к загруженной в вычислительный блок модели реакции.
Пример выполнения изобретения более подробно поясняется на основе чертежей, на которых показано следующее:
Фиг.1 - схематичное представление электродуговой печи переменного тока, и
Фиг.2 - временная характеристика высоты шлака в электродуговой печи переменного тока.
Одинаковые ссылочные позиции на разных чертежах имеют одинаковое значение.
Фиг.1 показывает электродуговую печь 1 переменного тока с металлоприемником 2 печи, в который введены несколько электродов 3а, 3b, 3c, которые через токоподводы связаны с устройством 12 электроснабжения. Устройство 12 электроснабжения предпочтительно имеет печной трансформатор. С помощью трех электродов 3а, 3b, 3c в электродуговой печи 1 переменного тока расплавляются загружаемые материалы, такие как, например, скрап. При производстве стали в электродуговой печи 1 переменного тока образуется не показанный здесь шлак или пеношлак.
На стенке 2а металлоприемника 2 печи, то есть на внешнем ограничении металлоприемника 2 печи размещены датчики 4а, 4b, 4с корпусного шума для измерения колебаний. Датчики 4а, 4b, 4с корпусного шума могут быть опосредованно и/или непосредственно связаны с металлоприемником 2 печи. Датчики 4а, 4b, 4с корпусного шума расположены, в частности, на противоположных электродам 3а, 3b, 3c сторонах стенки 2а. При этом датчики 4а, 4b, 4с корпусного шума предпочтительно выполнены как датчики ускорения и позиционированы выше пеношлака в металлоприемнике 2 печи. С каждым датчиком 4а, 4b, 4с корпусного шума ассоциирован электрод 3а, 3b, 3c, тем самым могут быть получены пространственно разрешенные информации о высоте шлака в трех зонах металлоприемника 2 печи, которые образованы вокруг каждого из электродов 3а, 3b, 3c.
Измеренные значения или сигналы датчиков 4а, 4b, 4с корпусного шума направляются по защищенным линиям 5а, 5b, 5c в оптическое устройство 6 и от него по световоду 7 направляются к вычислительному блоку 8. Сигнальные линии 5а, 5b, 5c проведены предпочтительно с обеспечением защиты от высокой температуры, электромагнитных полей, механической нагрузки и/или других нагрузок.
В показанном примере выполнения согласно фиг.1 на токоподводах электродов 3а, 3b, 3c предусмотрены сенсорные и регулировочные устройства 13а, 13b, 13c, с помощью которых могут измеряться и регулироваться ток и/или напряжение или поданная на электроды 3а, 3b, 3c энергия. Сенсорные и регулировочные устройства 13а, 13b, 13c связаны с блоком 8 регулирования сигнальными линиями 14а, 14b, 14с, выполненными, например, как кабель. Дополнительные сигнальные линии 14d, 14e, 14f служат для соединения сенсорных и регулировочных устройств 13а, 13b, 13c с устройством 9 управления или регулирования, которое получает от вычислительного блока 8 предписания регулирования. Устройство 9 управления или регулирования, кроме того, обозначается просто как устройство 9 регулирования. Альтернативно примеру выполнения по фиг.1, вычислительный блок 8 может быть составной частью устройства 9 управления или регулирования.
Датчики 4а, 4b, 4с корпусного шума, сенсорные и регулировочные устройства 13а, 13b, 13c, вычислительный блок 8, а также устройство 9 регулирования являются частью устройства 10, которое на фиг.1 указано пунктирными линиями.
С электродуговой печью 1 переменного тока ассоциированы, кроме того, устройства 15а, 15b, 15с распыления углерода, а также устройства 16а, 16b, 16с наддува кислорода.
В вычислительном блоке 8 регистрируются и оцениваются измеренные значения или сигналы датчиков 4а, 4b, 4с корпусного шума и сенсорных и регулировочных устройств 13а, 13b, 13c, чтобы определить высоту пеношлака в металлоприемнике 2 печи. Определенные датчиками 4а, 4b, 4с корпусного шума измеренные значения или сигналы коррелированы с высотой шлака, причем возможно разрешение по времени в диапазоне примерно от одной до двух секунд. Вычислительный блок 8 выдает по меньшей мере один сигнал регулирования или предписание регулирования, основываясь на текущей вычисленной высоте пеношлака на каждую зону в металлоприемнике 2 печи или с усреднением по зонам, на устройство 9 регулирования.
Устройство 9 регулирования регулирует согласно предписанию вычислительного блока 8 как подачу углерода и кислорода, так и длины электрической дуги электродов 3а, 3b, 3c через импеданс электродов 3а, 3b, 3c. Решающим для этого регулирования является временное различение между различными периодами развития пеношлака, так что электрическая дуга регулируется по-разному в зависимости от различных стадий шлакообразования. Устройство 9 регулирования предпочтительно включает в себя нечеткий регулятор 11.
Способ действий при регулировании электрической дуги электродов 3а, 3b и 3c поясняется на основе диаграммы на фиг.2, на которой относительная высота Hrel шлака нанесена в зависимости от времени t. Ось Х представляет время в секундах относительно начала процесса плавки в электродуговой печи 1 переменного тока. Измеренный сигнал трех датчиков 4а, 4b, 4с корпусного шума, то есть определенная характеристика высоты шлака для трех зон в металлоприемнике 2 печи указывается посредством трех осциллирующих линий А, В, С. При этом в развитии шлака можно различить, по существу, три различных стадии. Начальный период I или период создания шлака, в котором возрастает высота шлака, продолжается согласно фиг.2 до примерно 2450 секунд после начала процесса плавки. За ним следует процесс шлакообразования, в котором высота шлака с усреднением по времени остается, по существу, постоянной. Начиная от 3150 секунд после начала процесса плавки, в электродуговой печи 1 переменного тока начинается конечный период шлакообразования, в котором флуктуации высоты Hrel шлака особенно сильные, и усредненная относительная высота шлака несколько ниже, чем в периоде шлакообразования.
Ссылочной позицией S на фиг.2 обозначено заданное значение для относительной высоты Hrel шлака. Заданное значение S в трех периодах развития шлака является различным. Заданное значение S может альтернативно представлять собой заданный диапазон между допустимым минимальным значением и допустимым максимальным значением.
В начальном периоде I может возникнуть сильное вспенивание, однако в отдельных зонах, которые недостаточно нагреты, вспенивание сильно замедляется. В отношении начального периода I таким образом различаются четыре случая:
1) В первой зоне, как, например, таковая измеренного значения С, уровень шлака сильно завышен, в то время как в других обеих зонах уровень шлака является нормальным. В этом случае электрическая дуга на электроде 3с удлиняется.
2) Если во всех трех зонах измеряется превышенное состояние шлака, электрическая дуга всех трех электродов 3а, 3b, 3c удлиняется, что приводит к повышенной мощности излучения.
3) Если высота шлака слишком низкая, то осуществляется регулирование длины электрической дуги в зависимости от того, находятся ли большие комки скрапа вблизи электродов или стенки электрической дуги переменного тока. Если они находятся ниже электродов, то электрическая дуга сокращается, а если они находятся ближе к стенке, то электрическая дуга удлиняется.
4) Если высота шлака во всех зонах А, В, С слишком низка, то это означает, что расплав должен дольше нагреваться, тем самым не предпринимается никакое изменение относительно длины электрической дуги.
В периоде II шлакообразования, а также в конечном периоде III следует различать те же четыре случая, которые, однако, отчасти требуют отличающегося способа действий:
1) Если в по меньшей мере одной зоне состояние шлакообразования заметно выше, чем в других зонах, то обработка следует как в случае 1 для начального периода I.
2) Если все три зоны обнаруживают превышенный уровень шлакообразования, то обработка осуществляется как в случае 2 для начального периода I.
3) Если в по меньшей мере одной зоне происходит спад ниже заданного предписанного значения S, то длина электрической дуги соответствующего электрода 3а, 3b, 3c, который ассоциирован с этой зоной, уменьшается. Тем самым, мощность излучения соответственно корректируется вниз, чтобы обеспечить щадящий режим для стенок 2а.
4) И, наконец, если все фактические измеренные значения А, В, С для высоты Hrel шлака во всех зонах электродуговой печи 1 переменного тока спадают ниже заданного значения S, длины электрической дуги на всех трех электродах 3а, 3b, 3c снижаются и, тем самым, мощность излучения снижается до промежуточного реагирования шлака на введенный углерод.
Основанная на нечеткой логике система регулирования выдает корректирующие коэффициенты для отдельных длин электрической дуги, которые обрабатываются и устанавливаются в устройстве регулирования электродов. Существенным преимуществом регулирования длины электрической дуги является короткое время реакции порядка одной секунды. Тем самым можно особенно быстро реагировать на условия, преобладающие в металлоприемнике 2 печи. Настройка длины электрической дуги осуществляется, в частности, в комбинации с регулированием подачи углерода или кислорода и служит для оптимизации ввода мощности и, тем самым, для снижения потерь излучения на стенке электродуговой печи переменного тока.

Claims (28)

1. Способ регулирования длины электрической дуги в электродуговой печи (1), содержащей по меньшей мере один электрод (3а, 3b, 3с) для формирования расплава в металлоприемнике (2) печи, причем измеряют колебания в стенке (2а) металлоприемника печи, посредством которых определяют высоту (Hrel) шлака расплава, причем при отклонениях определенного фактического значения (А, В, С) высоты (Hrel) шлака от заданного значения (S) выдают сигналы (14d, 14е, 14f) управления и/или регулирования, посредством которых настраивают длину электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс расплавления подразделяют на по меньшей мере два, в частности три периода (I, II, III) развития шлака, и длину электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) регулируют в зависимости от периода (I, II, III) развития посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с).
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на начальном периоде (I) развития шлакообразования при падении высоты (Hrel) шлака ниже заданного значения (S) длину электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) уменьшают посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с), если под по меньшей мере одним электродом (3а, 3b, 3с) находится твердый материал с высокой степенью кусковатости.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на начальном периоде (I) развития шлакообразования при падении высоты (Hrel) шлака ниже заданного значения (S) длину электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) увеличивают посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с), если твердый материал с высокой степенью кусковатости находится вблизи стенки (2а).
5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на начальном периоде (I) развития шлакообразования при падении высоты (Hrel) шлака ниже заданного значения (S) длину электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) поддерживают неизменной и рабочее время по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) увеличивают.
6. Способ по любому из пп. 2-5, отличающийся тем, что в периоде (II) шлакообразования и в конечном периоде (III) развития шлакообразования при падении высоты (Hrel) шлака ниже заданного значения (S) длину электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) уменьшают посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с).
7. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что при превышении высоты (Hrel) шлака заданного значения (S) длину электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) увеличивают посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с).
8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что при превышении высоты (Hrel) шлака заданного значения (S) длину электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) увеличивают посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с).
9. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что при отклонениях высоты (Hrel) шлака от заданного значения (S) регулируют подачу углерода в электродуговую печь (1).
10. Способ по п. 6, отличающийся тем, что при отклонениях высоты (Hrel) шлака от заданного значения (S) регулируют подачу углерода в электродуговую печь (1).
11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что при отклонениях высоты (Hrel) шлака от заданного значения (S) регулируют подачу углерода в электродуговую печь (1).
12. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что при отклонениях высоты (Hrel) шлака от заданного значения (S) регулируют подачу кислорода в электродуговую печь (1).
13. Способ по п. 6, отличающийся тем, что при отклонениях высоты (Hrel) шлака от заданного значения (S) регулируют подачу кислорода в электродуговую печь (1).
14. Способ по п. 7, отличающийся тем, что при отклонениях высоты (Hrel) шлака от заданного значения (S) регулируют подачу кислорода в электродуговую печь (1).
15. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что колебания в стенке металлопремника электродуговой печи (1) измеряют с помощью по меньшей мере одного датчика (4а, 4b, 4с) корпусного шума, в частности датчика ускорения.
16. Способ по п. 6, отличающийся тем, что колебания в стенке металлопремника электродуговой печи (1) измеряют с помощью по меньшей мере одного датчика (4а, 4b, 4с) корпусного шума, в частности датчика ускорения.
17. Способ по п. 7, отличающийся тем, что колебания в стенке металлопремника электродуговой печи (1) измеряют с помощью по меньшей мере одного датчика (4а, 4b, 4с) корпусного шума, в частности датчика ускорения.
18. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что электродуговая печь (1) имеет три электрода (3а, 3b, 3с), и высоту (Hrel) шлака определяют в зоне металлоприемника (2) печи, ассоциированной с соответствующим электродом (3а, 3b, 3с).
19. Способ по п. 6, отличающийся тем, что электродуговая печь (1) имеет три электрода (3а, 3b, 3с), и высоту (Hrel) шлака определяют в зоне металлоприемника (2) печи, ассоциированной с соответствующим электродом (3а, 3b, 3с).
20. Способ по п. 7, отличающийся тем, что электродуговая печь (1) имеет три электрода (3а, 3b, 3с), и высоту (Hrel) шлака определяют в зоне металлоприемника (2) печи, ассоциированной с соответствующим электродом (3а, 3b, 3с).
21. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что для регулирования длины электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) используют регулятор (11) с нечеткой логикой.
22. Способ по п. 6, отличающийся тем, что для регулирования длины электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) используют регулятор (11) с нечеткой логикой.
23. Способ по п. 7, отличающийся тем, что для регулирования длины электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) используют регулятор (11) с нечеткой логикой.
24. Устройство (10) для регулирования длины электрической дуги в электродуговой печи способом по любому из пп. 1-23, содержащее
- по меньшей мере один датчик (4а, 4b, 4с) корпусного шума для регистрации колебаний в стенке (2а) металлоприемника (2) печи электродуговой печи (1), причем электродуговая печь (1) имеет по меньшей мере один электрод (3а, 3b, 3с) для формирования расплава в металлоприемнике (2) печи,
- вычислительный блок (8) для вычисления фактического значения (А, В, С) высоты (Hrel) шлака в металлоприемнике (2) печи,
- а также блок (9) управления или регулирования для настройки длины электрической дуги по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) посредством регулирования импеданса по меньшей мере одного электрода (3а, 3b, 3с) при отклонении фактического значения (А, В, С) высоты (Hrel) шлака от заданного значения (S).
25. Устройство (10) по п. 24, отличающееся тем, что датчик (4а, 4b, 4с) корпусного шума представляет собой датчик ускорения.
26. Устройство по п. 24 или 25, отличающееся тем, что оно содержит регулятор (11) с нечеткой логикой.
27. Электродуговая печь (1), содержащая по меньшей мере один электрод (3а, 3b, 3с) для формирования расплава в металлоприемнике печи и устройство (10) для регулирования длины электрической дуги, выполненное по любому из пп. 24-26.
28. Электродуговая печь (1) по п. 27, отличающаяся тем, что она содержит три электрода (3а, 3b, 3с), причем для каждого электрода (3а, 3b, 3с) предусмотрен соответствующий датчик (4а, 4b, 4с) корпусного шума.
RU2013150350/02A 2011-04-13 2012-03-20 Способ регулирования длины электрической дуги в электродуговой печи, устройство для осуществления способа, а также электродуговая печь с таким устройством RU2605739C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11162238.7 2011-04-13
EP11162238A EP2511638A1 (de) 2011-04-13 2011-04-13 Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofens, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Elektrolichtbogenofen mit einer solchen Vorrichtung
PCT/EP2012/054863 WO2012139859A1 (de) 2011-04-13 2012-03-20 Verfahren zum betrieb eines wechselstrom-elektrolichtbogenofens, vorrichtung zur durchführung des verfahrens sowie ein wechselstrom-elektrolichtbogenofen mit einer solchen vorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013150350A RU2013150350A (ru) 2015-05-20
RU2605739C2 true RU2605739C2 (ru) 2016-12-27

Family

ID=44318206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013150350/02A RU2605739C2 (ru) 2011-04-13 2012-03-20 Способ регулирования длины электрической дуги в электродуговой печи, устройство для осуществления способа, а также электродуговая печь с таким устройством

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140112365A1 (ru)
EP (2) EP2511638A1 (ru)
MX (1) MX338597B (ru)
RU (1) RU2605739C2 (ru)
WO (1) WO2012139859A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013222158A1 (de) * 2013-10-31 2015-05-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Lichtbogenofens sowie Lichtbogenofen
DE102014204239A1 (de) * 2014-03-07 2015-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung der Variation einer Schlackenhöhe
CN103900375B (zh) * 2014-04-18 2016-01-20 大连理工大学 电弧炉冶炼电熔镁预防喷炉系统及方法
CN104596315B (zh) * 2015-01-27 2016-10-26 中国恩菲工程技术有限公司 适于泡沫渣炉况的电炉功率控制装置
CN113710819B (zh) * 2019-04-22 2022-08-16 日本制铁株式会社 含铬铁液的制造方法
IT201900025441A1 (it) * 2019-12-23 2021-06-23 Danieli Off Mecc Metodo di fusione in un forno elettrico ad arco e apparato di fusione

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014762C1 (ru) * 1991-07-05 1994-06-15 Акционерное общество открытого типа "Санкт-Петербургское акционерное общество научно-исследовательского и проектного института основной химической промышленности" Система автоматического управления электрическим режимом рудно-термической печи
RU2268556C1 (ru) * 2004-04-01 2006-01-20 Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) Способ управления технологией электродуговой восстановительной плавки

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4344854A1 (de) * 1993-12-29 1995-07-06 Abb Management Ag Verfahren zur Elektrodenregelung eines Gleichstrom-Lichtbogenofens und Elektrodenregeleinrichtung
DE19711453C2 (de) * 1997-03-19 1999-02-25 Siemens Ag Verfahren zur Regelung bzw. Steuerung eines Schmelzprozesses in einem Drehstrom-Lichtbogenofen
CN101228406B (zh) 2005-07-22 2011-01-26 西门子公司 用于确定电弧炉中的至少一个状态参数的方法和电弧炉
DE102008006966A1 (de) 2008-01-31 2009-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung eines Stückigkeitsmaßes für Feststoff in einem Lichtbogenofen, einen Lichtbogenofen, eine Signalverarbeitungseinrichtung sowie Programmcode und ein Speichermedium
RU2510480C2 (ru) 2009-02-03 2014-03-27 Сименс Акциенгезелльшафт Способ и устройство для регулирования выбросов окиси углерода электродуговой печи

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014762C1 (ru) * 1991-07-05 1994-06-15 Акционерное общество открытого типа "Санкт-Петербургское акционерное общество научно-исследовательского и проектного института основной химической промышленности" Система автоматического управления электрическим режимом рудно-термической печи
RU2268556C1 (ru) * 2004-04-01 2006-01-20 Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) Способ управления технологией электродуговой восстановительной плавки

Also Published As

Publication number Publication date
US20140112365A1 (en) 2014-04-24
EP2511638A1 (de) 2012-10-17
MX338597B (es) 2016-04-22
RU2013150350A (ru) 2015-05-20
WO2012139859A1 (de) 2012-10-18
MX2013011878A (es) 2013-11-01
EP2683999A1 (de) 2014-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2605739C2 (ru) Способ регулирования длины электрической дуги в электродуговой печи, устройство для осуществления способа, а также электродуговая печь с таким устройством
US9370053B2 (en) Method for controlling a melt process in an arc furnace and signal processing component, program code and data medium for performing said method
KR101176735B1 (ko) 전기 아크로, 전기 아크로 제어 방법, 및 전기 아크로의 포말형 슬래그의 높이 결정 방법
RU2557113C2 (ru) Способ управления температурой печи для печи с непосредственным подогревом и устройство управления
US9949322B2 (en) Method for operating an electric arc furnace and melting plant having an electric arc furnace operated according to said method
RU2510480C2 (ru) Способ и устройство для регулирования выбросов окиси углерода электродуговой печи
RU2553783C2 (ru) Способ и устройство управления давлением в печи отжига непрерывного действия
JP2018024935A (ja) 溶銑温度予測方法、溶銑温度予測装置、高炉の操業方法、操業ガイダンス装置、溶銑温度制御方法、及び溶銑温度制御装置
KR20150079971A (ko) 제강 공정들의 예측, 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법 및 그 장치
JPWO2016042589A1 (ja) 制御装置
US20150330708A1 (en) Furnace control for manufacturing steel using slag height measurement and off-gas analysis systems
CN106011401B (zh) 退火炉排烟风机控制方法及控制系统
JP2010007937A (ja) 加熱炉制御装置
RU2251721C2 (ru) Интеллектуальная система регулирования
JP6347100B2 (ja) 排ガス循環系粉砕プラントのミル出口温度制御方法、装置及びプログラム
CN110607433A (zh) 一种用于钢管淬火炉热处理的控制方法
JPS58133329A (ja) 焼結鉱の製造方法及び装置
KR101449315B1 (ko) 가열로의 로압 제어 장치 및 방법
JP2018105512A (ja) 粉砕プラント酸素濃度制御装置、粉砕プラント酸素濃度制御方法、およびプログラム
RU2413315C2 (ru) Способ регулирования параметров ядерного реактора
SU351899A1 (ru) Способ регулирования теплового режима
KR100920641B1 (ko) 취입 미분탄의 편차에 따른 산소량 제어장치
JP2012187602A (ja) 熱間圧延ラインにおける圧延材の上反り防止方法及び装置
JPH07258751A (ja) 炉のコイル温度制御装置
JP2016050695A (ja) ボイラシステム

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant