SE409056B - Forfarande for bestemning av de metallurgiska tillstanden, sasom drifttemperatur eller dylikt, i en elektrisk ljusbagsugn - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 73413653 -3 - “ är användbar för ugnar med en eller flera elektroder. Detta åstad- kommes därigenom att förfarandet enligt uppfinningen erhållit de i patentkravet 1 angivna kännetecknen. Enligt uppfinningen uppmäts en elektrisk parameter, som icke-linjärt varierar med tillståndet i den elektriska ljusbågsugnen på grund av de pågående metallur- giska processerna, och att minst en överton till den nämnda elek- triska parametern bearbetas för erhållande av en signal, som lämpar sig för reglering av metallurgiska processer, och att de metallur- giska processerna regleras med hjälp av den erhållna signalen.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bi- fogad ritning, där fig. 1 visar ett principschema i förenklad form av den elektriska kretsen för en elektrod i en elektrodugn och fig. 2 visar ett principschema för uttagning av den elektriska re- glersignalen. Följande symboler har använts i fig. 1: U: Påtryckt spänning från det elektriska nätet Total reaktans i nät- och strömskenor Rift* 1 2: Total reaktans i elektrod och ljusbåge 1 Inre resistans i nät och motstånd i strömskenor R2: Resistans i elektrod R3: Impedans i ljusbåge Ru: Impedans i smältbad och eventuellt fast material i ugnens botten Rs: Ledningsförmågan mellan elektrod och beskickning E: Spänning uppmätt mellan elektrodhållaren och ugnens botten.

Vid processer, där man arbetar med nedsänkta elektroder, har man vid vissa tillfällen en resistans R5 i beskickningen; som kommer att shunta ljusbâgens impedans. Spänningen E kan mätas mel- lan elektrodhâllaren och ugnens botten. L1, L2, R1, R2, Ru och R5 kan oftast betraktas såsom linjära kretselement, under det att ljusbågens resistans R3 är olinjär. Karakteristiken för R3 är en funktion av temperatur, tryck, gas- och materialsammansättning samt av ljusbågszonens geometri. Impedanserna Ru och R5 kommer också att variera i beroende av temperatur, materialsammansättning och geometri. Den olinjära ljusbågsimpedansen kommer att kunna ge en likriktarverkan och att dessutom förorsaka att elektrodström- men avviker nágot från den spänningskurvform, som påtrycks. Pâ grund av reaktansen i kretsen får man en förvrängning av kurv- formerna hos de spänningar, som mäts i kretsen, t.ex. vid mätning av E mellan elektrodhâllaren och ugnens botten. Vid användning av 10 15 20 25 30 35 HO 73113653-3 växelspänning kommer då kurvformen för spänningen att innehålla övertoner av grundfrekvensen. Innehållet av högre övertoner kommer för en given ugn eller ett givet drifttillstånd att i huvudsak va- ra bestämt av ljusbágens karakteristik, R3, Ru och R5. Förvräng- ningen av spänningskurvorna är således ett mått på de driftstille- stånd, som påverkar storheterna R3, Ru och R5.

Vid förfarandet enligt uppfinningen mäter man t.ex. spänning- en E, filtrerar denna och alstrar en signal, som anger graden av avvikelse från den pâtryckta spänningen U. Denna signal ger informa- tioner beträffande processens tillstånd, ofta i huvudsak dess lopp._ I fig. 2 används spänningen E mellan elektrodhâllaren och ugnsbottnen och tillföres till ett filter 1, som avlägsnar signal- komponenten med nätfrekvens. Nätfrekvensen är vanligen 50 eller 60 Hz och ett bandpassfilter eller högpassfilter kan användas. Restsig- nalen H från filtret 1 motsvarar förvrängningen eller summan av övertonerna i signalen E. Signalen H likriktas i en likriktare 2 och får en likströmskomponent HR som är proportionell mot signalen H. I en annan likriktare 3 alstras en likströmskomponent ER som är proportionell mot signalen E och i en elektronisk krets U beräknas förhållandet HR/ER. Denna signal HR/ER är i fackkretsar känd som relativ förvrängning eller “klirr". En sådan metod kan användas vid uppfinningen för att uttaga information om metallurgiska förhållan- den i ugnens inre, speciellt i ljusbågsområdet.

Uppfinningen kan t.ex. användas för att styra inmatningen av råmaterial vid slaggraffineringsprocesser eller att styra kol/oxid- förhållandet (kolproportionen) vid reduktionsprocesser. Styrningen av temperaturförloppet, råmaterialtillsatsen eller kolproportionen kan försiggå automatiskt eller manuellt.

Vid smätlning av oxidslagg i en med 2700 kVA arbetande trefas- ljusbågsugn av typen stålugn har man vid enkel bortfiltrering av 50 Hz och likriktning av den mellan elektrodhållaren och smältbadet uppmätta spänningen registrerat en signalvariation med förhållandet 1:5 i beroende av drifttillstånden för processen. Ett kallt smält- bad, t.ex. vid överdosering av material till ugnen, ger minskad för- vrängning av spänningskurvformen under det att varm oxidsmälta ger ökande förvrängning. Detta kan förklaras så, att den elektriska re- sistansen i oxidsmältan är starkt temperaturberoende, och att för- hållandet mellan R3 och Ru ändras. Vid varmt* smältbad kommer det mesta av spänningsfallet i kretsen att ligga över ljusbàgen, under det att man vid kallare smältbad får ökande spänningsfall över Ru, 10 15 7313653-3 dvs. ökande grad av motståndsuppvärmning och minskad ljusbâge.

Registrering av uppmätt, filtrerad och likriktad spänning mellan elektrodhållare och ugnsbotten på större med trefas arbe- tande reduktionsugnar för framställning av kiseljärn har visat, att förvrängningen av spänningskurvformen ändrar sig i beroende av drifttillstånden, speciellt kol/oxidförhållandet i råmaterial- blandningen (kolproportionen). Ändringar av kolproportionen på É 5% i förhållande till det normala kan ge signalförändringar av stor- leksordníngen 1 30%. Sambandet här är, att ökad kolproportion ger mindre förvrängning.'En förklaring är, att ökande kolproportion kommer att resultera i högre temperatur i smältkratern, sannolikt långt över 2000°C. Vid högre temperatur i gasatmosfären runt -elektrodspetsen kommer ljusbågsimpedansen att vara mer linjär än vid lägre temperaturer (ledningsförmâga i plasma), och man får där- för mindre kurvformsförvrängning. En ökande shuntning av ljusbågen, via R5, vid ökande kolinnehåll i beskickningen, kommer att verka i samma riktning.

Claims (1)

1. 73136534: Patentkrav Förfarande för bestämning av de metallurgiska tillstånden, såsom drífttemperaturen eller dylikt, i en elektrisk ljusbågsugn, som har minst en elektrod, och i vilken en elektrisk storhet, som pâverkas av de elektriska ljusbågarnas olinjära karakteristik upp- mätes och behandlas med i och för sig kända mät- och signalbehand- lingsanordningar, till exempel filter, så att en utgångssígnal er- hålles, som anger graden av avvikelse från kurvformen för en pà- tryckt matningsspänning för elektroderna, k ä n n e t e c k n a t av att en elektrisk parameter uppmätes, som icke~linjürt varierar med tillståndet i den elektriska ljusbågsugnen på grund av de pâ- gående metallurgiska processerna, och att minst en överton till den nämnda elektriska parametern bearbetas för erhållande av en signal, som lämpar sig för reglering av de metallurgiska processer- na, och att de metallurgiska processerna regleras med hjälp av den erhållna signalen. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: US 3 432 604 (13-13) '