SE441411B - Sett att styra en elektrotermisk process - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 nas motståndsförhållanden. En sådan styrning försöker man normalt åstadkomma genom anpassning av elektrodspetsarnas höjdlägen i chargen eller beskickningen med utnyttjande av automatiska regulatorer. - De elektriska motstånden är både èlekïïiäkfi 0Ch metallurgiskt betingade. Optimal ugnsföring förutsätter därför samtidigt elektrisk och metallurgisk stabilitet. Maxi- malt elektriskt kapacitetsutnyttjande fordrar ovillkorlig metallurgísk balans. Av särskild vikt är vidare de elektriska kretsarnas inbördes förhållanden och den elektriska nollpunktens läge och stabilitet.

För elektrodregleringen är det följaktligen av stor be- tydelse att man kan utnyttja styrande storheter som rätt äter- speglar de elektriska motståndsförhâllandena.

Man har tidigare försökt utnyttja olika slag av styr- storheter för elektrodregleringen: Konstant strömstyrka i elektroderna: Denna styrmetod, som ej sällan används, ger icke stabila elektrodlägen vid spännings- variationer utan leder till s.k. "dansande elektroder". konstant elektrodeffekt: Denna styrmetod ger ännu sämre stabili- tet. i Konstant motstånd:S.k. motståndsreglering har ansetts vara den pålitlígaste styrmetoden men förutsätter att det elektriska mot- ståndet mellan elektrod och den elektriska nollpunkten kan mätas med erforderlig säkerhet. Detta är enkelt vid enfas-ugnar men kom- pliceras vid 3-fasugnarna av nollpunktens svårtillgänglighet. g Vid en del processer med starkt ledande metallbad (ex. tackjärn), där nollpunkten med all sannolikhet är praktiskt för- ankrad inom metallbadet, har man kunnat hjälplígt betrakta ugnen som 3 parallella enfasugnar. Man har i sådana försökt anbringa en mätnolla i ugnens botten, som då anses relativt nära överensstäm- ma med systemets verkliga nollpunkt. Genom att direkt mäta fas- spänning och fasström för resp elektroder (med avseende på bot- tennollpunkten] får man vid i övrigt noggrann ugnsskötsel app- roximativt användbara hjälpvärden på kraterzonernas motstånd.

Vid andra mycket viktiga processer (högprocentig Si-legc- ring, slaggsmältníng etc.) är detta dock ingen framkomlig väg.

Ugnens karaktär av 3-fasugn (i motsats till 3 parallella enfas- kretsar) är där klart framträdande. Nollpunkten är ej alls 10 15 30 35 40 84dü9fl¥8f9 påtagligt förankrad utan kan lätt ändra läge i förhållande till elektrodspetsarna, s.k. "fladdrande nollpunkt". Liksom i samband med tidigare nämnda "dansande elektroder" leder detta ofta till mycket instabila elektrodlägen och motståndsvärden. I de fall där roterande ugnskroppanvändes tillkommer dessutom rent konstruk~ tiva problem vad gäller en i ugnen inbyggd mätnolla.

Det kan sålunda konstateras att det för praktisk process- föring _hittills har varit ett betydande problem, att man icke kunnat mättekniskt särskilja och precisera de ugnsparametrar som bl.a. är nödvändiga för att elektrodregleringen skall kunna genomföras på ett tillfredsställande sätt.

UPPPINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att undanröja ovan- nämnda problem genom att anvisa ett sätt och en anordning som vid processer av här avsett slag möjliggör en stabilisering och reglering av strömfördelning och som ger förutsättningar för optimal_processföring såväl ur elektrisk som metallurgisk synpunkt . ' SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ovannämnda syfte uppnås genom att sättet och anordningen enligt uppfinningen uppvisar de i bifogade patentkrav angivna särdragen. " Sättet enligt uppfinningen innefattar sålunda att man inför ett antal, företrädesvis tre, elektroder i ett motstands~ medium och växelstfimmatar elektroderna i och för upphettning av motstandsmediet till följd av strömpassage därigenom, varvid elektroderna bildar tre strömmatade1üükmnpwfl&erlLS,T med last i triangelkonfiguration, varjämte man beräknar lastímpedanser för elektroderna och reglerar elektrodernas läge i motstånds- mediet i beroende av de beräknade lastimpedanserna. Det nya och utmärkande för sättet enligt uppfinningen innebär väsent- ligen att man med beaktande av rådande samband mellan triangel~ nätsimpedanser och stjärnnätsimpedanser, s.k. triangelestjärn- transformation, beräknar impedanshjälpvärden 21, Zz, ZS, som är åtminstone approximativt representativa för lnstcns vkvivu- lenta stjärnnätsimpedanser ZR0, ZS0 respektive ZTÜ, d.v.s.

Z1%k1.Z Zí*k2.ZSO och Z¿fik3.ZTO, där faktorerna kí, k och m: RO” 10 15 20 25 30 35 40 (F: Q? då (ÉÖ f 1 \@ kz är åtminstone approximativt lika, samt att man med utnyttjan- de av sålunda beräknade hjälpvärden inställer lastens elektriska nollpunkt i enlighet med önskade, företrädesvis lika inbördes förhållanden mellan lastens ekvivalenta stjärnnätsimpedanser genom selektiv reglering av elektrodernas lägen i motstånds- mediet. Speciellt vid symmetrisk elektrodkonfiguration skall de inställda förhållandena mellan de ekvívalenta impedanserna vara lika.

För beräkning av impedanshjälpvärdena beräknar man enligt uppfinningen med fördel första impedansvärden Z'RS, Z“ST och Z'TR, som är åtminstone approximativt representativa för lastens triangelnätsimpedanser ZRS, ZST respektive ZTR, varefter man genom parvis multiplikation av första impedansvärdena bildar nämnda impedanshjälpvärden, d.v.s. Z1 = Z'RS.Z'TR, ZZ = Z'ST.Z'RSoch ZS = Z'TR.ZšT. hjälpsvärdena svarar mot täljaren i det kända samband som gäller för triangel-stjärntransformation, såsom kommer att framgå Nämnaren behöver i regel ej beaktas, eftersom den kan Dessa uttryck för impedans- Sêïlafe. betraktas som en konstant.

Det skall framhållas, att ehuru impedanser är komplexa storheter vi här kan utnyttja respektive storhets belopp.

I stället för att grunda mätningarna på någon mer eller mindre otillförlitlig mätnolla (som referenspunktï behandlar man sålunda enligt uppfinningen hela ugnens last som en ekvivalent stjärn- eller Y-kopplad impedansgrupp, vilket i och för sig motsvarar ugnens natur. Ugnens verkliga elektriska nollpunkt blir därvid referenspunkt, och resistanserna i stjärngruppens impedanser får anses vara naturligt karaktäristis- ka för de processmetallurgiska förhållandena vid var elektrod.

Respektive reaktanser kommer i regel att vara väsentligen lika, åtminstone vid symmetrisk konfiguration.

Det skall framhållas att nämnda första impedansvärden och "triangelnätsimpedanser" (d.v.s. impedanshjälpvärdenl kan mätas och beräknas med utnyttjande av fasta mätpunkter, som ofta redan finns i äldre installationer och nwcket enkelt kan åstad- kommas i nya installationer, och i övrígt på enkelt sätt, helt oberoende av någon "syntetisk" mätnolla och utan besvär ens vid en roterande ugnskropp. "Stjärnnätsimpedanser" (d.v.s. nämnda impedanshjälpvärden) kan beräknas "on-line" exempelvis med hjälp 20 C\,\ (fl Le! UI 40 Hüfiååöffš' ev konventionell datorutrustning, och beräkningsresultnten kan direktangivas digitalt eller med hjälp av visarinstrument eller dataskärmar samt användas för automatisk elektrodreglering, Dä nätknutpunkterna R, S, T är i triangelkoppling an- slutna till transformatorsekundärlindningar, har det befunnits 5 vara möjligt att basera nämnda första impedansvärden helt É enkelt på ett triangelnätsströmvärde IRS, IST respektive lïfl. E Dessa triangelnätsströmvärden kan för bästa resultat uppmätas å transformatorsekundärsidan. I regel är även transformator- P çrimärsidan triangelkopplad, varvid man även kan mäta respektive triangelnätsströmvärde på denna sida med tillfredsställande nog» grennhet, Ett ytterligare förenklat utförande av sättet enligt upp- finningen innebär att man genom stjärnnätskopplad mätning av inkommande matningsströmmar IR,ín, Is,in och IT,ín till triangel» kopplad transformatorkonfiguration och efterföljande triangel« nätskopplad skillnadsströmbestämning åstadkommer triangelnäts~ strömnärmevärden IRST, IST' respektive ITR' för användning såsom nämnda triangelnätsströmvärden. ; Om man önskar öka noggrannheten, kan man självfallet för bestämning av nämnda första impedansvärden utöver triangel~ nätsströmvärdena utnyttja respektive associerade spännings- värden, företrädesvis triangelnätsspänníngsvärden UR5, UST respektive UTS hörande till nätknutpunkterna R, S, T, Härigenom tar man bättre hänsyn till obalanser i transformator» omsättningar, transformatorimpedanser etcetera, Det torde obser~ veras att ström~ och spänníngsmätning icke måste ske på samma ställe.

Det är naturligtvis även möjligt att genomföra en full» ständig triangelstjärntransformation, varvid nämnda hjälpvärdeï bildas genom att de vid de parvisa multiplikationerna erhållna värdena vartdera divideras med en faktor svarande mot nämnaren i triengelstjärntransformationsformeln.

Det skall framhållas, att även om man för styrningen enligt uppfinningen utnyttjar hjälp- eller närmevärden, som kan vara behäftade med icke oväsentliga fel inledningsvis, noggrannheten ökar ellteftersom den elektriska nollpunkten sta- biliseras. Regleringen har sålunda med fördel karaktären av ett upprepat förfarande, som till slut ger ett helt balanserat 10 15 20 25 30 35 40 och stabiliserat tillstånd, då hjälp- eller närmevärdena mycket gott återspeglar önskade värden. i Genom utnyttjande av "beräknade stjärnnätsimpedanser" (d.v.s. nämnda impedanshjälpvärden) för elektrodregleringen åstadkommes en preliminär stabilisering av den elektriska noll- punkten. Vid symmetrisk elektrodkonfiguration (symmetrisk ugn) regleras sålunda elektrodernas lägen (i regel höjdlägen) så att "beräknade stjärnnätsimpedanser" blir inbördes lika och lämpligen dessutom numeriskt anpassade till för ugnsdriften lämpliga empiriska värden. Vid osymmetrisk elektrodkonfigura- tion eller ugn regleras elektroderna sä att "beräknade stjärn- nätsimpedanser" har konstanta, i förväg bestämda inbördes för- hållanden. I Ugnen har i och med denna preliminära stabilisering bi- bringats preliminär elektrisk balans, d.v.s. såväl den elektriska nollpunkten som de enskilda elektrodlägena har preliminärt stabi- liserats i överensstämmelse med för tillfället rådande kondukti- vitetsförhållanden i respektive elektrodzoner. Allt efter in- bördes skillnader mellan elektrodzonernas konduktivitet kommer elektrodspetsarna dock att stå olika högt i chargen eller beskickningen.

I syfte att åstadkomma en slutlig stabilisering med full elektrisk balans och eftersträvad metallurgisk balans kan man enligt uppfinningen nu utjämna elektrodernas lägen i chargen eller beskickningen, d.v.s. se till att elektrodspetsarna har samma höjdläge. Detta sker genom selektiv justering (med bibe- hållen preliminär stabilisering) av motstândsmediets ingående sammansättning och därmed dess ledningsförmåga vid resp elektrod, och/eller genom speciell materialtillsats direkt på chargens el- ler beskickningens överyta vid resp-elektrod. Härvid gäller att ' en ökning av ledningsförmågan eller konduktiviteten höjer resp elektrods läge och omvänt vid i övrigt oförändrade förhållanden.

Efter den slutliga stabiliseringen kan elektroderna fungera som en väl sammanhållen och inbördes balanserad enhet.

Denna kan nu bibringas ett arbetsläge, som för en given ugn och med givna råmaterial lämpligen kan bestämmas empiriskt.

Vid fullt symmetrisk konfiguration kan den slutliga stabiliseringen förväntas motsvara identiska och stabila resistan- ser (R) hos stjärnnätsímpedanserna (Z). 10 20 25 30 35 40 , ufoøø-tsfs Det skall framhållas, att i och med att elektrodspetsar- nas höjdlägen gradvis utjämnas man minskar risken för att icke önskade strömbanor skall uppkomma mellan elektroderna och för- orsaka ändringar i det metallurgiska förloppet, t.ex. ökad SiO-bildning vid Si-reduktioner.

För genomförande av nämnda justering av ledningsförmågan i och för ästadkommande av den slutliga stabiliseríngen kan man hämta vägledning på olika sätt. Ett enligt uppfinningen föredraget sätt innebär att man med utnyttjande av en s.k. derivatametod (se exempelvis SE B 315 057 eller US PS 3 375 318 vartill härmed hänvisas och vilkas innehåll härmed skall anses upptaget i föreliggande text) för respektive elektrod bestämmer ett jämförelsevärde svarande mot förhållandet mellan elektrodens stjärnnätsimpedans (Z) och derivatan (gå) av stjärnnätsimpedansen (Z) med avseende på elektrodspetsens läge (h) samt att man utnytt- jar de sålunda bestämda jämförelsevärdena såsom nämnda värden utgående från vilka nämnda justering genomförs. Dylika jämförelse värden kommer att ge en god och mera direkt indika- tion på elektrodspetsarnas höjdlägen och därav betingade materialtillsatser för åstadkommande av slutlig Stabilisering.

Det inses att man i praktiken såsom stjärnnätsimpedansvärde ut- nyttjar tidigare nämnda impedanshjälpvärde. Det bestämda jäm- förelsevärdet kommer att vara representativt, tack vare att den preliminära stabilíseringen vidtagits.

Såsom närmare redovisas i ovannämnda SE B 315 057 inne- bär derivatametoden att man mäter nämnda derivata vid en ringa cyklisk ändring av respektive elektrods höjdläge. Vid processer med intermittenta tappningar av smält material, där ett elektriskt ledande skikts höjd ändras mellan tappningarna, utföres derivata- mätningarna lämpligen vid en tidpunkt, då man får största skillnad i impedansvärdet för en liten höjdlägesändring.

Stabiliseringen enligt uppfinningen innebär även att man ofta på ett enkelt sätt kan för respektive elektrod (stjärnnäts- knutpunkt) uppmäta ett stjärnnätsresistansvärde i förhållande till en lämpligt vald, åtkomlig konstruerad nollpunkt (mätnolla), vilken med beaktande av elektrodkonfiguration och inställningen av lastens elektriska nollpunkt genom den preliminära stabili- seringen kan förväntas motsvara den senare. Därefter kan man genomföra justeringar utgående från sådana uppmätta stjärnnäts- 10 15 20 25 30 35 40 84@@948e9 resistansvärden.

Den konstruerade nollpunkten kan lämpligen anordnas i ugnens ledande botten, ovanför vilken det finns ett lager av ofta god elektrisk ledningsförmåga uppvisande smälta. Då ugnsbottnen och -väggarna inbegriper material med elektrisk led- ningsförmäga, kan man i många fall förlägga den konstruerade nollpunkten mer eller mindre godtyckligt på ugnsbottnen eller -väggarna. Detta innebär att tillförlitliga uppmätta stjärnnäts- resistansvärden av ovannämnt slag kan erhållas på ett mycket enkelt sätt och med utnyttjande av enkel konventionell mätut- rustning.

Uppfinningen kommer i fortsättningen att beskrivas närma- re under hänvisning till bilagda ritning.

KORT BESKRIVNING AV RITNING Figur l är ett schematiskt kopplingsschema för en med tre elektroder arbetande, symmetrisk trefasugn, varvid elektrod- lasten är indikerad genom dess motsvarande triangelnätsimpedan- ser. Figur 2 är ett schema av samma slag som i figur 1 men med elektrodlasten indikerad genom dess enligt föreliggande upp- finning förutsatta ekvivalenta stjärnnätsimpedanser. Figur 3 är ett schematiskt kopplingsschema av i huvudsak samma slag som i figurerna l och 2, varvid inkopplingen av utnyttjade transfor- matorer till nätet och två alternativa mätuppkopplingar visas.

Figur 4 är ett diagram som visar det principiella sambandet dels mellan en elektrods stjärnnätsimpedans Z och elektrodens höjdläge h, dels mellan funktionen Z~å% och nämnga höj¿1äge h_ BESKRIVNING AV UTFORINGSEXEMPEL Det genom figur 1 illustrerade arrangemanget avser en symmetrisk 3-fasugn, vilken exempelvis kan vara en reduktionse, legerings-, slaggsmält- eller stålugn och i vilken tre elektro- der R, S och T är anordnade vertikalt nedsänkta i den i ugnsbehållaren innehållna, icke visade chargen. Elektroderna är symmetriskt anordnade så att de befinner sig i hörnen av en liksidig triangel. Elektroderna strömmatas medelst tre enfastransformatorer, vars primärsidor är anslutna till ett konventionellt 3-fasnät. Transformatorns TRS sekundärsida är ansluten till elektroderna R och S och matar strömmen IRS. 10 15 20 25 30 35 40 846994859 Transformatorns TST sekundärsída är ansluten till elektroderna S och T och matar strömmen IST. Transformatorns TTR sekundär- sida är ansluten till elektroderna T och R och matar strömmen IFR. Spänningarna ÜRS, ÜST och ÜTR över respektive sekundärsidor mäts medelst motsvarande konventionella spänningsmätare 1, 3, 5, vilka endast är schematiskt antydda och vilka är anslutna till fasta spänningsuttag på elektroderna R, S och T. Strömmarna ÉRS, TST och TTR mäts medelst endast schematiskt antydda, kon- ventionella strömmätare 7, 9 resp ll, varigenom även elektrod- strömmarna är tillgängliga för mätning.

I fig. l är elektrodernas R, S, T last eller belastning antydd genom de motsvarande triangelnäts- eller A-ímpedanser- na ÉRS, ÉST och ÉTR. Dessa beräknas ur de spännings- och strömmätvärden som erhålls medelst spännings- och strömmätarna 1, 3, 5 resp. 7, 9, ll: - f; - ü _ ü ZRS = ”TI-Eg 5 ZST = 'TSI É ZTR = ”TB Ins Isf ITR I fig. 2 är dessa triangelnätsímpedanser ersatta av de ekvivalenta stjärnnäts- eller Y-inpedanserna ÉRO, 250 och ZTO, varvid den elektriska nollpunkten är utmärkt med 13. Dessa ekvivalenta impedanser kan beräknas enligt följande samband: ins ' ZTR I! Z = R + j-x Ro Ro Ro _ _ - Zns *zsr * ZTR 2 = R +j-X -----ff-- so so so 2 + É + Z_ 2 = +_j.X _ _ _ To Rro To ZRS_*ZST+ZTR Dessa ekvivalenta impedanser, som kommer att vara olika, används vid den preliminära stabiliseringen såsom styrstorheter för elektrodregleringen, så att elektrodernas höjdlägen änd- ras för att göra impedanserna lika och därefter hålla dem lika. 10 15 20 25 30 35 40 10 'l ovanstående samband är impedanserna kornplexa storheter, vilket gör beräkningarna komplicerade. Enligt uppfinningen kan man emellertid med god godappnmümmimrarbeta med impedansernas belopp. Med beaktande dessutom av att nämnarna i ovanstående ut- tryck kan åtminstone approximativt förutsättas vara lika erhålls då ZR0=,proportionalitetsfaktor - ZRS-ZTR ZSOR,proportionalitetsfaktor -ZST-ZRS ZT0aaproportionalitetsfaktor -ZTR-ZST. ' ~ För elektrodregleringen kan sålunda utnyttjas de tre prcëukterna ZRS'ZTR' ZST'ZRS och ZTR-ZST. Elektroderna in- regleras så att de tre produkterna blir lika. Pöredragna sätt att ta fram representativa värden för ZRS, ZST och ZTR kommer att redovisas nedan i samband med figur 3.

I figur 3 visas de tre transformatorerna TRS, TST och TTR inkopplade till ett trefasnät. Transformatorernas primärsidor är i triangelkoppling anslutna till nätets tre faser R, S och T. I figuren illustreras tvä alternativa sätt att åstadkomma representativa värden på impedanserna ZRS, ZTR och ZST.

Enligt det första och särskilt enkla sättet utnyttjas tre konventionella strömtransformatorer 31, 33 och 35 för att mäta respektive inkommande "fasström" IR,in, lS,in och IT,in.' Strömtransformatorerna är stjärnnätskopplade, men anslutna till tre strömmätare 41, som är kopplade i triangel- konfiguration. Strömtransformatorernas utgångarär anslutna till hörnen i strömmätartriangeln. Strömmätarna kommer att mäta IRs,in, lST,ín respektive ITR,ín. Dessa mätvärden utgör triangel- nätsströmnärmevärden för triangelnätströmvärdena på transforma- torernas sekundärsida, d.v.s. närmevärden för impedanserna ZRS, ZST och ZTR. Det inses att närmevärdena blir allt noggran- nare, allteftersom stabiliseringen av den elektriska noll- punkten fortgår, d.v.s. allteftersom impedanserna ZRS, ZST och ZTR blir alltmer lika.

Enligt det andra sättet mäter man på respektive trans- formators primärsida såväl ström som spänning med utnyttjande av en konventionell strömtransformator 43 och en konventionell spänningstransformator 45. Dessa är på konventionellt sätt anslutna till en strömmätare 47, en mätare för aktiv effekt 49 och en mätare för reaktiv effekt 51, samtliga likaledes av kon- gi 10 15 20 ZS 30 35 40 840fi948e9 11 ventionellt slag. Med utnyttjande av sambanden aktiv effekt P = Iz-R och reaktiv effekt Q = Iz-X får man ett första impedans- värde, som är representativt för lastens motsvarande triangel- nätsimpedans, i form av z = %ï -Vp2+Q2 Ett dylikt impedansvärde beräknas sålunda för var och en av transformatorerna TRS, TST och TTR med utnyttjande av var sin uppsättning organ 43, 45, 47. De tre beräknade impedans- värdena används såsom de tidigare nämnda värdena ZRS, ZST och Förluster m.m. i transformatorerna kan man i regel Z . bšïtse ifrån, i synnerhet som inställningen av lastens elektriska nollpunkt i enlighet med uppfinningen innebär att transforma- torerna kommer att bli lika belastade. Dessa kan följaktligen samtliga utnyttjas på ett maximalt sätt. I Strömmarna genom de ekvivalenta impedanserna, dvs. de av elektroderna R, S, T avgivna strömmarna ("fasströmmarna") I I och TT är tillgängliga i följande form: R' S R = Ins ' ITR i Is = Isr ' Däremot är spänningarna ÜR0, ÛSO och ÜTO lenta impedanserna, dvs. mellan resp. elektrod R,S,T och den elektriska nollpunkten 13 ("fasspänningarna") ej direkt tillgängliga för mätning. Resístanserna RR0, RSO och RTO Rs 5 IT ' ITR ' IST över de ekviva- l-U är följaktligen icke direkt tillgängliga i och för utnyttjande såsom styrstorheter.

Såsom tidigare angivits är det dock i många fall - tack vare den preliminära stabiliseringen - möjligt att ersätta den elektriska nollpunkten 13 med en konstruerad mätnolla exempel- vis i ugnsbotten. Härigenom kan "fasspänningarna" UR0, USO och UT0 enkelt och med vanligen god noggrannhet uppmätas mellan mätnollpunkten och fasta spänningsmätuttag för elektroderna R, S, T, varefter resistanser svarande mot RRO, RS0 och RTO kan beräknas med beaktande av fflfivínkeln mellan "fasspänning" och "fasgtrömfl (RR = 2R.;05@). De sålunda beräknade resistans- värdena kan anges på lämpliga instrument såsom vägledning för resistansinställning och annan processtyrning. 10 15 20 -25 30 35 40 ß4ï$7fi948š9 12 Efter den preliminära stabilíseringen kan elektrodspet- sar alltjämt ha olika höjdlägen, även om "fasresistanserna" bringats att vara olika. Orsaken härtill är metallurgiskt be- tingade olikheter mellan kraterzonernas konduktiviteter. Olik- heterna är vanligen förorsakade av varierande "kolstyrka" inom chargen. För fulländad ugnsföring fordras att konduktivíteter- na och därmed elektrodlägena egaliseras.

I enlighet med uppfinningen är det fördelaktigt att för ff detta utnyttja den tidigare nämnda sak. derivatametoden för att för respektive elektrod bestämma ett derivatavärde gå; d.v.s. derívatan av impedansen Z med avseende på elektrodens höjdläge h, samt att bilda ett funktionsvärde Z-åä och ut- nyttja detta för slutlig stabilisering. Härvid sker en juste- ring, så att funktionsvärdena Z-åï blir lika för alla elektro- derna, varvid nämnda egaliseríng har uppnåtts. Det impedans- värde som utnyttjas är lämpligen detsamma, som i samband med den preliminära stabiliseringen, d.v.s. ett impedanshjälp- värde representativt för lastens stjärnnätsimpedans. Det är emellertid även möjligt att utnyttja ett beräknat stjärn- nätsresistansvärde i samband med derivatametoden.

I figur 4 illustreras principiellt ett typiskt samband för en elektrod mellan å ena sidan impedans Z och höjdläge h och å andra sidan funktionen Z°â%, varvid elektrodspetsens 15 höjdläge för åskådlighets skull räknats från en nollpunkt, som antages överensstämma med ytan 17 av ett starkt ledande metall- bad 19, exempelvis tackjärn, vid ugnens botten. Såsom framgår har nämnda funktion ett mycket speciellt parabelliknande kurv- ~förlopp, vilket faktum har befunnits kunna utnyttjas för att säkerställa optimala processbetingelser.

Värdena på kurvans Z-gå övre gren har sålunda befunnits ge relativvärden för med vilken högsta effekt elektroden ifråga kan belastas, utan att hëgsta aktuella energitäthet i ugnen in- vid respektive elektrodspetsar - s.k. elektrodspetseffekt - blir för stor, så att den förorsakar överhettning i delar av ugnschar- gen, medförande för tidig slaggbildníng med blåsningar, häng- ningar och eventuella explosioner som följd. A Kurvans vändpunkt 21, d.v.s. maximivärdct för Z-åä, mot- ' svarar vidare ugnschargens högsta effektupptagningsförmâga och därmed det elektrodläge, som ger maximal ugnsproduktion. Efter 10 15 20 25 30 35 40 84fifi948š-9 13 slutlig stabilisering kan, om så önskas, det sammanhållna elektrodknippet följaktligen inställas till ett optimalt elek- trodläge genom styrd ändring av elektrodregulatorernas bör- värde (d.v.s. impedansvärde) med ledning av uppmätta värden på funktionen Z-â-lzï.

För den ovan nämnda elektrodspetseffekten gäller att denna svarar mot uttrycket Iz-gå och sålunda kan övervakas, då den s.k. derivatametoden utnyttjas. Vid kontinuerliga processer, där materialet sakta och jämnt sjunker ned i ugnen, har elektrodspetseffekten ett intimt samband med den lokala processtemperaturen invid elektrodspetsen och kan därför användas såsom ett hjälpvärde för övervakning av tempera- turens stabilitet och eventuella variationer.

Speciellt i de fall man icke har tillgång till någon tillförlitlig konstruerad mätnolla, som medger bestäm- ningar av stjärnnätsresistansen, kan man sålunda för den slutliga stabiliseringen utnyttja den s.k. derívatametoden för framtagande av funktionsvärden Z-gå för respektive elektrod och utnyttja dessa värden såsom vägledning för konduktívítetsjustering och inställning av bästa elektrod- läge. I och med den primära stabiliseringen kan nämligen dessa funktionsvärden ofta anses ha god motsvarighet till funktionsvärdena R-gå.

Det skall framhållas, att höjdläget h naturligtvis även skulle kunna definieras genom ett mått på elektrodens neddoppning (se figur 4).

Claims (8)

1. 8~íüfl9~48à9 14 PATENTKRAV

1. Sätt att styra en elektrotermisk process, vilken inbegriper införande av ett antal, företrädesvis tre, elektroder i ett motståndsmedium och växelströmmatning av elektroderna i och för upphettning av motståndsmediet till följd av strömpassage därigenom, varvid elektroderna bildar tre strömmatade nätknutpunkter R,S,T med last i triangel- konfiguration, vilket sätt innefattar beräkning av last- impedanser för elektroderna och reglering av elektrodernas läge i motståndsmediet i beroende av de beräknade last- ra impedanserna, k ä n n e t e c k n a t av att man med beaktande av rådande samband mellan triangelnätsimpedanser och stjärnnätsimpedanser, s.k. triangel-stjärntransformation, beräknar hjälpvärden Z1, 22, 23, som är åtminstone approxima- tivt representativa för lastens ekvívalenta stjärnnätsimpe- danser ZRO, ZSO respektive ZT0, d.v.s. Z1Q4k1-ZR0, Z2§;k2-ZS0 och Z3F¿k3-ZT0, där faktorerna kï, kz och ks ära åtminstone approximativt lika, samt att man med utnyttjande av sålunda beräknade hjälpvärden inställer lastens elektriska nollpunkt i enlighet med önskade, företrädesvis lika in- bördes förhållanden mellan lastens ekvivalenta stjärnnäts~ impedanser genom selektiv reglering av elektrodernas lägen i motståndsmediet. Z. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att man beräknar första värden Z'Rs, Z'ST och_ZíTR, som är åtminstone approximativt representativa för lastens triangel- nätsimpedanser ZRS, ZST respektive ZTR, och att man genom parvis multiplikation av nämnda första värden bildar nämnda hjälpvärden, d.v.s. Z1 = Z'RS-Z'TR, ZZ = Z'ST-Z'RS och Z3 = Z'TR-Z'ST. . _ ä

3. Sätt enligt krav 2, varvid nätknutpunkterna R, I S, T är i triangelkoppling anslutna till transformator- sekundärlindningar, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda första värden vartdera baseras på ett triangelnätsström- värde IRS, IST respektive ITR. ¿

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av w att respektive triangelnätsströmvärde uppmäts på transforma- torns sekundärsida; :

5. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k_n a t .í /K í 0 P m! är |\\.\TY 846994839 15 av att även transformatorns primärsida är triangelkopp- lad och att respektive triangelnätsströmvärde uppmäts på transformatorns primärsida.

6. Sätt enligt krav 3, av att man genom stjärnnätskopplad mätning av inkommande k ä n n e t e c k n a t matningsströmmar IR in, IS in och IT in och efterföljande I 9 I triangelnätskopplad skillnadsströmbestämning åstadkommer triangel- nätsströmnärmevärden användning såsom nämnda triangelnätsströmvärden.

7. t e c k n a t IRS', IST' respektive ITR' för Sätt enligt något av kraven 3-6, k ä n n e - av att man för bestämning av nämnda första värden utöver triangelnätsströmvärdena utnyttjar respektive associerade spänningsvärden, företrädesvis triangelnäts- spänningsvärden UR5, UST respektive UT5 hörande till nät- knutpunkterna R, S, T.

8. Sätt enligt något av kraven 2-7, k ä n n e - t e c k n a t av att man genomför en fullständig triangel- stjärntransformation, varvid hjälpvärdena bildas genom att de vid de parvisa multiplíkationerna erhållna värdena vartdera divideras med en faktor svarande mot nämnaren ZRS+ZST+ïTR i triangelstjärntransformationsformeln. 9. t e c k n a t av att man efter inställning av lastens Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e - elektriska nollpunkt utjämnar, företrädesvis egaliserar elektrodspetsarnas höjdlägen i motstândsmediet genom selektiv justering av motståndsmediets ledningsförmâga vid respektive elektrod. 10. av att man för respektive elektrod bestämmer ett jämförelse- Sätt enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t värde svarande mot förhållandet mellan elektrodens hjälpvärde och derivatan av hjälpvärdet med avseende på elektrodspetsens höjdläge samt att man utgående från de sålunda bestämda jämförelsevärdena genomför nämnda justering.