WO2006021515A1 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines elektrolichtbogenofens - Google Patents

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WO2006021515A1
WO2006021515A1 PCT/EP2005/053959 EP2005053959W WO2006021515A1 WO 2006021515 A1 WO2006021515 A1 WO 2006021515A1 EP 2005053959 W EP2005053959 W EP 2005053959W WO 2006021515 A1 WO2006021515 A1 WO 2006021515A1
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Thomas Matschullat
Uwe STÜRMER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
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    • 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
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    • F27B3/065—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces with movable working chambers or hearths, e.g. tiltable, oscillating or describing a composed movement tiltable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an electric arc furnace having at least one electrode, with a Abstichvons Republic. Furthermore, the invention relates to a corresponding device.
  • an electric arc furnace in particular iron-containing feedstocks are melted and / or treated. Electric energy is used in the electric arc furnace preferably for heating, melting and overheating and / or cleaning of the starting materials. In electric arc furnace, heat is transmitted through
  • Arcs i. electric current flowing between electrodes or between one or more electrodes and Ofen decorate ⁇ share produced, the arcs emit their energy to be melted to the starting materials or to the melt in the electric arc furnace.
  • the energy supply to the at least one electrode is no longer stopped before the tapping process step. Instead, energy is still supplied at least temporarily even during the removal step. In this way, the tapping process step can begin earlier than in the conventional mode of operation, which leads to a significant time saving in comparison with the conventional mode of operation of an electric arc furnace.
  • the productivity of an electric arc furnace is thus increased and the electrode consumptions are reduced due to shorter service lives.
  • the energy content of melted material in the electric arc furnace is also deliberately increased during the tapping process step.
  • the productivity of the electric arc furnace is further increased and results in an overall lower energy consumption.
  • the energy supply is regulated by specifications of a servant.
  • the method can be carried out with extremely low capital expenditure.
  • the energy supply is regulated by means of a counter.
  • calculations and evaluations associated with the operation of the electric arc furnace no longer have to be carried out by an operator.
  • the power supply is implemented with the aid of a model implemented in a control device Energy and mass balance regulated.
  • a model implemented in a control device Energy and mass balance regulated.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a device for carrying out the method described above in its different variants with an electric arc furnace and a control device coupled to the electric arc furnace, the control device having a model for energy and mass balance and such is configured to regulate the position and the power supply of the at least one electrode of the electric arc furnace during the Abstichvons- step.
  • Advantages of the device according to the invention are analogous to the advantages of the method according to the invention.
  • Figure 1 is an exemplary, schematic representation of a
  • Figure 2 is an exemplary schematic representation of
  • Figure 3 is an exemplary schematic representation of
  • Figure 1 shows an example of an electric arc furnace 1 with a furnace vessel 11 and a vessel base 12 with Ofen ⁇ cradle.
  • a lid 5 is located in the upper region of the furnace vessel.
  • the lid 5 is shown in FIG Example designed to be movable and can preferably be opened, for example, feed materials into the furnace vessel 11.
  • melt 4 is shown, which is located in the furnace vessel 11.
  • the term "melted product" 4 is used to designate feedstock as well as molten material in the electric arc furnace 1.
  • Mixture of feedstocks and molten material is also referred to as melt 4.
  • Feedstocks are, for example, scrap, ie iron-containing Waste, pig iron and / or sponge iron are frequently added to the melt 4, such as slag formers, fluxing agents, refresheners, coagulants, slag reducing agents and / or additives, such as deoxidizers and alloying agents.
  • the electric arc furnace 1 has in the example shown meh ⁇ rere electrodes 2, which are carried out hin ⁇ openings through the lid 5. With the help of the electrodes 2 and by supply of energy arcs 3, by means of which the melted material 4 energy is supplied in the form of heat.
  • the electric arc furnace 1 may be formed, for example, as a direct current electric arc furnace or as an alternating current electric arc furnace.
  • a regulating device (not shown in detail in the drawing).
  • This control device has an electrode control in order to set by adjusting the electrodes 2, the power conversions in the electric arc furnace 1 in the desired manner.
  • the ignition of the arcs 3, the adjustment of the arc length and the compensation of the burnup are achieved essentially by raising and lowering the electrodes 2.
  • the electrodes 2 are adjusted as far as possible so fast that the arcs 3 are not torn off and short circuits, which may occur spielnem in Schrteininstzen, itself compensate by rapid upward movement of the electrodes 2 in the shortest possible time.
  • the electric arc furnace 1 preferably has a door 7 in order to remove slag 6, for example by means of a slag pan 10.
  • the finished melt 4 is removed from the electric arc furnace 1 as crude steel 8.
  • the removal of the finished melt 4 i.
  • the crude steel 8 is introduced from the electric arc furnace 1 into a ladle 9 via the so-called tapping 13, which in the example shown is designed as a siphon tap.
  • the furnace vessel 11 is tilted to it.
  • the pan 9 which is also referred to as a ladle, the crude steel 8 after the Abstichvons Kunststoff a casting device, for example, a continuous casting, fed.
  • FIGS. 2 and 3 show, schematically and by way of example, the energy distribution during the operation of an electric arc furnace 1.
  • FIG. 2 relates to the conventional mode of operation of an electric arc furnace 1.
  • FIG. 3 illustrates the operation of an electric arc furnace 1 according to the invention.
  • FIGS. 2 and 3 the active power P w is plotted over time t.
  • FIGS. 2 and 3 show the energy distribution during a complete operating cycle of the electric arc furnace 1 and only the beginning of a chronologically subsequent operating cycle is indicated.
  • the temporally preceding operating cycle which is shown completely, is referred to below as the first operating cycle; the temporally following operating cycle, the beginning of which is merely indicated in FIGS. 2 and 3, will be described below. referred to as the second cycle of operation.
  • the second cycle of operation As a rule, when operating an electric arc furnace 1, several, often even a large number of operating cycles follow each other. Additional downtime, installation and / or maintenance periods may be between two cycles of operation, with the aim of keeping these periods as low as possible in the pursuit of maximum utilization.
  • Electric arc furnace 1 given.
  • the starting materials are usually given by means of a so-called basket with the lid open 5 in the furnace vessel 11.
  • the switch-on times ti, t 2 , t 3 and t ⁇ i, t ⁇ 2 , t ⁇ 3 are followed by shut-off times t O i, t 02 , t 03 and t ⁇ O i, t ⁇ 02 , t ' O 3 during which no energy is supplied.
  • the period from the time T 0 or T ⁇ 0 , the beginning of the first turn-on ti or t ⁇ i of the first cycle to the end of the penultimate cycle times t 3 and t 3 of a ⁇ Be ⁇ operating cycle is as melting time t e and t 'e, respectively.
  • the last switch-on time t 4 or t ⁇ 4 is also referred to as finishing time t f or t ' f or t " f .
  • a final switch-off time t includes O4 or t' O4 or t" 04 , which lasts until the time Ti or T ⁇ i, the beginning of the first on-time of the second Radiozyk ⁇ lus.
  • the period of time from the time T 0 or T ⁇ o, the beginning of the first on-time ti or t ⁇ i of the first Be ⁇ operating cycle to the time Ti or T ⁇ i, the beginning of the first on-time of the second operating cycle, as the cycle time t x or t ' x denotes.
  • the tapping time is t a, that is, from the time point T ⁇ 0 Zeit ⁇ the beginning of the tapping method step until the time T ⁇ i, the end of the tapping method step, voll ⁇ constantly during the last switch-off time t O4.
  • the finishing power level P f is generally well below the average energy level during the switch-on times ti, t 2 and t 3 during the melting time t e .
  • the tapping process starts According to the invention compared to the conventional operation of an electric arc furnace 1 much earlier, resulting in a time advantage in the operation of the electric arc furnace 1.
  • the cycle time t ⁇ x in the operation according to the invention of an electric arc furnace 1 is thus shortened in comparison to the cycle time t x during conventional operation.
  • the energy content of the melt 4 in the electric arc furnace 1 is also increased during the tapping process step, ie during the tapping time t ⁇ a .
  • a meltdown control which can be designed as a counter, for example, and / or with the aid of a model for energy and mass balance following the process
  • the energy state of the melt is first of all determined before the time T ' .tau. 0 , the start of the tapping step. determined and the further change of the energy content of the melt 4 precalculated.
  • the time T ' ⁇ 0 the beginning of the tapping process step and the time are also preferably used
  • the energy and mass balance model can be implemented in a control device.
  • the model for energy and mass balance is implemented in the control device, which has the electrode control for the electric arc furnace 1.
  • a first control device is present, which has a model for energy and mass balance, which is coupled to a second control device which has the aforementioned electrode control.
  • the mode of operation of the electric arc furnace 1 can alternatively or additionally be influenced by an operator.
  • any melting through of the furnace vessel 11 and / or the vessel base 12 is prevented by appropriate regulation of the energy supply to the electrodes 2.
  • the energy level During the tapping time t ⁇ a it may preferably be lowered continuously during the tapping time t ⁇ f or t f a (see Finishing energy level P "f).
  • the finished-energy level P ⁇ f or P " f can also be lowered, for example, stepwise and / or after a prolonged, initially constant course, but the latter alternatives are not shown in more detail in Figure 3.
  • the energy level during the finishing time t ⁇ f or t " f can also be kept at least nearly constant during the tapping time t ⁇ a (compare finishing power level P ⁇ f ).
  • finishing times t ' f and t " f and the finishing power levels P' f and P" f two examples of a course according to the invention of the energy level during the tapping time t ' a are shown schematically.
  • an operating cycle can have one or more switch-on times ti, t 2 , t 3 or t ⁇ i, t ⁇ 2 , t during its melting time t e or t ' e ⁇ 3 aufwei ⁇ sen.
  • the electric arc furnace 1 is again supplied with starting materials before the time Ti or T ⁇ i at a time T B i or T' B i.
  • the invention relates to a method for operating an electric arc furnace, which has at least one electrode with a Abstichvons intimid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofens, der mindestens eine Elektrode aufweist mit einem Abstichverfahrensschritt. Indem zu Beginn des Abstichverfahrensschritts die Energiezufuhr über die mindestens eine Elektrode (2) des Elektrolichtbogenofens (1) nicht abgestellt wird und der mindestens einen Elektrode (2) auch während des Abstichverfahrensschritts noch Energie zugeführt wird, kann der Abstichverfahrensschritt früher als bei der herkömmlichen Betriebsweise eines Elektrolichtbogenofens (1) beginnen. Dies führt zu einem wesentlichen Zeitvorteil, geringeren Elektroden- und Energieverbräuchen sowie einer höheren Produktivität. Durch Vorausberechnung der Veränderung des Energiegehalts des Schmelzguts (4) während des Abstichverfahrensschritts wird der gewünschte Energiegehalt des Rohstahls (8) sichergestellt und der Gefahr einer Überhitzung entgegengewirkt.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Elektrolichtbo- genofens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Elek- trolichtbogenofens, der mindestens eine Elektrode aufweist, mit einem Abstichverfahrensschritt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung.
In einem Elektrolichtbogenofen werden insbesondere Eisen ent¬ haltende Einsatzstoffe geschmolzen und/oder behandelt. Elek¬ trische Energie dient im Elektrolichtbogenofen vorzugsweise zum Erwärmen, Schmelzen und Überhitzen und/oder Reinigen der Einsatzstoffe. In Elektrolichtbogenofen wird Wärme durch
Lichtbögen, d.h. elektrischer Strom, der zwischen Elektroden oder zwischen einer oder mehreren Elektroden und Ofenbestand¬ teilen fließt, erzeugt, wobei die Lichtbögen ihre Energie an die zu erschmelzenden Einsatzstoffe bzw. an die Schmelze im Lichtbogenofen abgeben.
In „Stahlerzeugung im Lichtbogenofen" von Manfred Jelling- haus, 1994, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf, wird die Stahlerzeugung im Lichtbogenofen beschrieben. Insbesondere auf den Seiten 100 und 101 der vorgenannten Druckschrift wird auf die Betriebsweise von Elektrolichtbogenofen näher einge¬ gangen. Um eine möglichst hohe Produktivität bei einem Elek¬ trolichtbogenofen zu erreichen, wird versucht, möglichst schnell einzuschmelzen, während der gesamten Einschmelzzeit die größtmögliche elektrische Energie zuzuführen und Ab¬ schalt- oder Zwischenzeiten ohne Energiezufuhr so kurz wie möglich zu halten. Um die Produktivität von Lichtbogenöfen zu steigern, wird beispielsweise vorgeschlagen, stärkere Ofen¬ transformatoren zu verwenden oder den Materialfluss aller Rohstoffe zum Elektrolichtbogenofen besser zu organisieren. Aufgabe der Erfindung ist es, die Produktivität eines Elek- trolichtbogenofens weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, wobei der mindestens einen Elektrode des Elektrolichtbogenofens zu- mindest zeitweise auch während des Abstichverfahrensschritts Energie zugeführt wird.
Im Gegensatz zu bekannten Betriebsweisen eines Elektrolicht¬ bogenofens wird die Energiezufuhr zur mindestens einen Elek- trode erfindungsgemäß nicht mehr vor dem Abstichverfahrens¬ schritt abgestellt. Stattdessen wird auch während des Ab¬ stichverfahrensschritts zumindest zeitweise weiterhin Energie zugeführt. Derart kann der Abstichverfahrensschritt früher als bei der herkömmlichen Betriebsweise beginnen, was im Ver- gleich zur herkömmlichen Betriebsweise eines Elektrolichtbo¬ genofens zu einer signifikanten Zeitersparnis führt. Die Pro¬ duktivität eines Elektrolichtbogenofens wird so gesteigert und die Elektrodenverbräuche verringern sich bedingt durch kürzere Standzeiten.
Mit Vorteil wird der Energieinhalt von sich im Elektrolicht- bogenofen befindendem Schmelzgut auch während des Abstichver¬ fahrensschritts gezielt erhöht. Derart wird die Produktivität des Elektrolichtbogenofens weiter gesteigert und es ergibt sich ein insgesamt geringerer Energieverbrauch.
Mit Vorteil wird die Energiezufuhr durch Vorgaben eines Be¬ dieners geregelt. Derart kann das Verfahren mit äußerst ge¬ ringem vorangehendem Investitionsaufwand durchgeführt werden.
Mit Vorteil wird die Energiezufuhr mittels eines Zählwerks geregelt. Derart müssen insbesondere mit dem Betrieb des Elektrolichtbogenofens zusammenhängende Berechnungen und Aus¬ wertungen nicht mehr von einem Bediener ausgeführt werden.
Mit Vorteil wird die Energiezufuhr unter Zuhilfenahme eines in einer Regelungsvorrichtung implementierten Modells zur Energie- und Massenbilanz geregelt. Derart wird ein äußerst schnell reagierendes und weitestgehend automatisches Rege¬ lungsverfahren für den Betrieb eines Elektrolichtbogenofens bereitgestellt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorangehend in seinen unterschiedlichen Ausprägungen beschriebenen Verfah¬ rens mit einem Elektrolichtbogenofen und einer mit dem Elek- trolichtbogenofen gekoppelten Regelungsvorrichtung, wobei die Regelungsvorrichtung ein Modell zur Energie- und Massenbilanz aufweist und derart ausgebildet ist, dass sie die Position und die Energiezufuhr der mindestens einen Elektrode des Elektrolichtbogenofens auch während des Abstichverfahrens- Schritts regelt. Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich analog zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Nachfolgend werden Einzelheiten und weitere Vorteile der Er- findung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine beispielhafte, schematische Darstellung eines
Elektrolichtbogenofens,
Figur 2 eine beispielhafte, schematische Darstellung der
Energieverteilung während des herkömmlichen Betrie¬ bes eines Elektrolichtbogenofens,
Figur 3 eine beispielhafte, schematische Darstellung der
Energieverteilung während des erfindungsgemäßen Be¬ triebes eines Elektrolichtbogenofens.
Figur 1 zeigt ein Bespiel für einen Elektrolichtbogenofen 1 mit einem Ofengefäß 11 und einem Gefäßunterbau 12 mit Ofen¬ wiege. Im gezeigten Beispiel befindet sich ein Deckel 5 im oberen Bereich des Ofengefäßes. Der Deckel 5 ist im gezeigten Beispiel beweglich ausgebildet und kann vorzugsweise geöffnet werden, um beispielsweise Einsatzstoffe in das Ofengefäß 11 zuzuführen.
Im Beispiel ist Schmelzgut 4 gezeigt, das sich im Ofengefäß 11 befindet. Die Bezeichnung „Schmelzgut" 4 wird gebraucht, um sowohl im Elektrolichtbogenofen 1 befindliche Einsatzstof¬ fe als auch geschmolzenes Material zu bezeichnen. Als Schmelzgut 4 wird auch ein Gemisch von Einsatzstoffen und ge- schmolzenem Material bezeichnet. Einsatzstoffe sind bei¬ spielsweise Schrott, d.h. eisenhaltige Abfälle, Roheisen und/oder Eisenschwamm. Dem Schmelzgut 4 werden häufig Zu¬ schläge wie Schlackenbildner, Flussmittel, Frischmittel, Koh¬ lungsmittel, Schlackenreduktionsmittel und/oder Zusätze wie Desoxidations- und Legierungsmittel zugegeben.
Der Elektrolichtbogenofen 1 weist im gezeigten Beispiel meh¬ rere Elektroden 2 auf, die durch Öffnungen des Deckels 5 hin¬ durchgeführt sind. Mit Hilfe der Elektroden 2 und durch Zu- fuhr von Energie entstehen Lichtbögen 3, mittels derer dem Schmelzgut 4 Energie in Form von Wärme zugeführt wird.
Der Elektrolichtbogenofen 1 kann beispielsweise als Gleich¬ strom-Lichtbogenofen oder als Wechselstrom-Lichtbogenofen ausgebildet sein. Für den Elektrolichtbogenofen 1 ist vor¬ zugsweise eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Re¬ gelungsvorrichtung vorgesehen. Diese Regelungsvorrichtung weist eine Elektrodenregelung auf, um durch Verstellen der Elektroden 2 die Leistungsumsetzungen im Elektrolichtbogen- ofen 1 in gewünschter Weise einzustellen. Das Zünden der Lichtbögen 3, die Einstellung der Lichtbogenlänge und der Ausgleich des Abbrandes werden im Wesentlichen durch Heben und Senken der Elektroden 2 erreicht. Insbesondere während des Schmelzens von Material im Elektrolichtbogenofen 1 werden die Elektroden 2 weitestgehend so schnell nachgestellt, dass die Lichtbögen 3 nicht abreißen und Kurzschlüsse, die bei¬ spielsweise bei Schrotteinstürzen auftreten können, sich durch schnelle Aufwärtsbewegung der Elektroden 2 in kürzester Zeit ausgleichen.
Der Elektrolichtbogenofen 1 weist vorzugsweise eine Tür 7 auf, um Schlacke 6, beispielsweise mittels einer Schlacken¬ pfanne 10, abzuführen.
Am Ende einer Schmelze, im Folgenden auch Betriebszyklus ge¬ nannt, wird das fertige Schmelzgut 4 aus dem Elektrolichtbo- genofen 1 als Rohstahl 8 abgeführt. Das Abführen des fertigen Schmelzgutes 4, d.h. also das Entnehmen von Rohstahl 8 aus dem Elektrolichtbogenofen 1, wird als Abstichverfahrens¬ schritt bezeichnet. Der Rohstahl 8 wird über den so genannten Abstich 13, der im gezeigten Beispiel als Syphonabstich aus- gebildet ist, aus dem Elektrolichtbogenofen 1 in eine Pfanne 9 gegeben. Vorzugsweise wird das Ofengefäß 11 dazu gekippt. Mit Hilfe der Pfanne 9, die auch als Gießpfanne bezeichnet wird, kann der Rohstahl 8 nach dem Abstichverfahrensschritt einer Gießvorrichtung, beispielsweise einer Stranggießanlage, zugeführt werden.
Die Figuren 2 und 3 zeigen schematisch und beispielhaft die Energieverteilung während des Betriebs eines Elektrolichtbo- genofens 1. Figur 2 bezieht sich dabei auf die herkömmliche Betriebsweise eines Elektrolichtbogenofens 1, Figur 3 veran¬ schaulicht demgegenüber die erfindungsgemäße Betriebsweise eines Elektrolichtbogenofens 1.
In den Figuren 2 und 3 ist jeweils die Wirkleistung Pw über der Zeit t aufgetragen. Beide Figuren 2 und 3 zeigen die E- nergieverteilung während eines vollständigen Betriebszyklus des Elektrolichtbogenofens 1 sowie lediglich angedeutet den Beginn eines zeitlich nachfolgenden Betriebszyklus. Der zeit¬ lich vorangehende Betriebszyklus, der vollständig dargestellt ist, wird im Folgenden als erster Betriebszyklus bezeichnet; der zeitlich nachfolgende Betriebszyklus, dessen Anfang in den Figuren 2 und 3 lediglich angedeutet ist, wird im Folgen- den als zweiter Betriebszyklus bezeichnet. In der Regel fol¬ gen beim Betrieb eines Elektrolichtbogenofens 1 mehrere - oft auch eine große Anzahl - Betriebszyklen aufeinander. Zwischen zwei Betriebszyklen können zusätzliche Stillstands-, Montage- und/oder Wartungszeiträume liegen, wobei man bestrebt ist, diese Zeiträume im Streben nach möglichst hoher Auslastung so gering wie möglich zu halten.
Zu den Zeitpunkten TAi, TA2 und TA3 bzw. T'Ai, TΛ A2 und TΛ A3 wer- den während des ersten Betriebszyklus Einsatzstoffe in den
Elektrolichtbogenofen 1 gegeben. Die Einsatzstoffe werden in der Regel mittels eines so genannten Korbes bei geöffnetem Deckel 5 in das Ofengefäß 11 gegeben.
Nach der Zugabe von Einsatzstoffen in den Elektrolichtbogen¬ ofen 1 wird den Elektroden 2 während den Einschaltzeiten ti, t2 und t3 bzw. tΛi, tΛ 2 und tΛ3 Energie zugeführt. Während der Einschaltzeiten ti, t2, t3 bzw. tΛi, tΛ 2, tΛ 3 wird Schmelzgut 4 im Ofengefäß 11 geschmolzen und/oder in anderer Weise behan- delt. An die Einschaltzeiten ti, t2, t3 bzw. tΛi, tΛ 2, tΛ 3 schließen sich Abschaltzeiten tOi, t02, t03 bzw. tΛ Oi, tΛ 02, t'O3 an, während derer keine Energie zugeführt wird.
Während einer letzten Einschaltzeit t4 bzw. tΛ 4 muss sicher- gestellt werden, dass der Energiegehalt des Rohstahls 8 beim Abstich ausreichend hoch ist und für seine weitere Behandlung richtig eingestellt ist.
Während den Abschaltzeiten tOi, t02 bzw. tΛ Oi, tΛ 02 können z.B. wie bereits beschrieben Einsatzstoffe zugeführt werden. Zu¬ mindest in der Abschaltzeit to3 bzw. t'03, die der letzten Einschaltzeit t4 bzw. tΛ 4 des ersten Betriebszyklus voran¬ geht, wird dem Schmelzgut 4 mindestens eine Probe zum Zeit¬ punkt Tp bzw. T'p entnommen.
Die Zeitspanne vom Zeitpunkt T0 bzw. TΛ 0, dem Beginn der ers¬ ten Einschaltzeit ti bzw. tΛi des ersten Betriebszyklus bis zum Ende der vorletzten Einschaltzeit t3 bzw. tΛ 3 eines Be¬ triebszyklus wird als Einschmelzzeit te bzw. t'e bezeichnet. Die letzte Einschaltzeit t4 bzw. tΛ 4 wird auch als Fertig¬ machzeit tf bzw. t'f oder t"f bezeichnet.
Es ist wichtig, während der Fertigmachzeit tf, t'f oder t"f den Energiegehalt des Schmelzgutes 4 bzw. des Rohstahls 8 richtig einzustellen. Während der Fertigmachzeit tf, t'f oder t"f kann auch ein Frischen und/oder Feinen des Schmelzgutes 4 erfolgen.
An die letzte Einschaltzeit t4 bzw. tΛ 4 des ersten Betriebs¬ zyklus, also an die Fertigmachzeit tf bzw. t'f oder t"f des ersten Betriebszyklus schließt sich eine letzte Abschaltzeit tO4 bzw. t'O4 oder t"04 an, die bis zum Zeitpunkt Ti bzw. TΛi, dem Beginn der ersten Einschaltzeit des zweiten Betriebszyk¬ lus andauert. Die Zeitspanne vom Zeitpunkt T0 bzw. TΛo, dem Beginn der ersten Einschaltzeit ti bzw. tΛi des ersten Be¬ triebszyklus bis zum Zeitpunkt Ti bzw. TΛi, dem Beginn der ersten Einschaltzeit des zweiten Betriebszyklus, wird als Zykluszeit tx bzw. t'x bezeichnet.
In herkömmlicher Betriebsweise eines Elektrolichtbogenofens 1 wird den Elektroden 2 während des Abstichverfahrensschritts keine Energie zugeführt (vgl. Fig. 2) . In herkömmlicher Be¬ triebsweise liegt die Abstichzeit ta, d.h. die Zeit vom Zeit¬ punkt Tτ0 dem Beginn des Abstichverfahrensschritts bis zum Zeitpunkt Tτi, dem Ende des Abstichverfahrensschritts, voll¬ ständig während der letzten Abschaltzeit tO4. Das Fertigmach- Energieniveau Pf liegt in der Regel deutlich unter dem durch¬ schnittlichen Energieniveau während der Einschaltzeiten ti, t2 und t3 während der Einschmelzzeit te.
Erfindungsgemäß wird den Elektroden 2 des Elektrolichtbogen- ofens 1 wie in Figur 3 angedeutet während des Abstichverfah¬ rensschritts, d.h. während der Abstichzeit tΛ a, zumindest zeitweise Energie zugeführt. Der Abstichvorgang beginnt er- findungsgemäß im Vergleich zur herkömmlichen Betriebsweise eines Elektrolichtbogenofens 1 deutlich früher, was zu einem Zeitvorteil beim Betrieb des Elektrolichtbogenofens 1 führt. Die Zykluszeit tΛ x beim erfindungsgemäßen Betrieb eines Elek- trolichtbogenofens 1 wird so im Vergleich zur Zykluszeit tx beim herkömmlichen Betrieb verkürzt.
Erfindungsgemäß wird der Energieinhalt des sich im Elektro- lichtbogenofen 1 befindlichen Schmelzguts 4 auch während des Abstichverfahrensschritts, d.h. während der Abstichzeit tΛ a noch gezielt erhöht. Mit Hilfe einer Einschmelzsteuerung, die z.B. als Zählwerk ausgebildet sein kann und/oder unter Zuhil¬ fenahme eines online den Prozess verfolgenden Modells zur Energie- und Massenbilanz wird zunächst der Energiezustand der Schmelze vor dem Zeitpunkt T'τ0, dem Beginn des Abstich¬ verfahrensschritts, ermittelt und die Weiterveränderung des Energiegehalts des Schmelzguts 4 vorausberechnet. Mit Hilfe einer Einschmelzsteuerung und/oder eines Modells zur Energie- und Massenbilanz werden vorzugsweise auch der Zeitpunkt T'τ0, der Beginn des Abstichverfahrensschritts und der Zeitpunkt
T'Ti, das Ende des Abstichverfahrensschritts, optimal voraus¬ berechnet. Das Modell zur Energie- und Massenbilanz ist in einer Regelungsvorrichtung implementierbar. Vorzugsweise ist das Modell zur Energie- und Massenbilanz in der Regelungsvor- richtung implementiert, die die Elektrodenregelung für den Elektrolichtbogenofen 1 aufweist. Alternativ ist eine erste Regelungsvorrichtung vorhanden, die ein Modell zur Energie- und Massenbilanz aufweist, welche mit einer zweiten Rege¬ lungsvorrichtung gekoppelt ist, die die vorgenannte Elektro- denregelung aufweist. Die Betriebsweise des Elektrolichtbo¬ genofens 1 kann alternativ oder zusätzlich durch einen Bedie¬ ner beeinflusst werden.
Mit Hilfe des Modells zur Energie- und Massenbilanz wird ein etwaiges Durchschmelzen des Ofengefäßes 11 und/oder des Ge¬ fäß-Unterbaus 12 durch entsprechende Regelung der Energiezu¬ fuhr zu den Elektroden 2 verhindert. Das Energieniveau wäh- rend der Fertigmachzeit tΛ f bzw. t"f kann während der Ab¬ stichzeit tΛ a vorzugsweise stetig abgesenkt werden (vgl. Fer- tigmach-Energieniveau P"f) . Das Fertigmach-Energieniveau PΛf bzw. P"f kann auch beispielsweise stufenförmig und/oder nach längerem zunächst konstanten Verlauf abgesenkt werden. Letz¬ tere Alternativen sind in Figur 3 jedoch nicht näher darge¬ stellt. Das Energieniveau während der Fertigmachzeit tΛ f bzw. t"f kann während der Abstichzeit tΛ a auch zumindest nahezu konstant gehalten werden (vergleiche Fertigmach-Energieniveau PΛ f) . Anhand der Fertigmachzeiten t'f und t"f und der Fertig- mach-Energieniveaus P'f und P"f sind zwei Beispiele für einen erfindungsgemäßen Verlauf des Energieniveaus während der Ab¬ stichzeit t'a schematisch dargestellt.
Sowohl in erfindungsgemäßer als auch in herkömmlicher Be¬ triebsweise des Elektrolichtbogenofens 1 kann ein Betriebs¬ zyklus während seiner Einschmelzzeit te bzw. t'e ein oder mehrere Einschaltzeiten ti, t2, t3 bzw. tΛi, tΛ 2, tΛ 3 aufwei¬ sen. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass in einem Be- triebszyklus der Fertigmachzeit tf bzw. t'f keine Einschmelz¬ zeit te bzw. t'e vorausgeht. Nach der Abstichzeit ta bzw. t'a werden dem Elektrolichtbogenofen 1 vor dem Zeitpunkt Ti bzw. TΛi zu einem Zeitpunkt TBi bzw. T'Bi wieder Einsatzstoffe zu¬ geführt.
Der für die Erfindung grundlegende Gedanke lässt sich im We¬ sentlichen wie folgt zusammenfassen:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Elek- trolichtbogenofens, der mindestens eine Elektrode aufweist mit einem Abstichverfahrensschritt. Indem zu Beginn des Ab¬ stichverfahrensschritts die Energiezufuhr über die mindestens eine Elektrode 2 des Elektrolichtbogenofens 1 nicht abge¬ stellt wird und der mindestens einen Elektrode 2 auch während des Abstichverfahrensschritts noch Energie zugeführt wird, kann der Abstichverfahrensschritt früher als bei der herkömm¬ lichen Betriebsweise eines Elektrolichtbogenofens 1 beginnen. Dies führt zu einem wesentlichen Zeitvorteil, geringeren E- lektroden- und Energieverbräuchen sowie einer höheren Produk¬ tivität. Durch Vorausberechnung der Veränderung des Energie¬ gehalts des Schmelzguts 4 während des Abstichverfahrens¬ schritts wird der gewünschte Energiegehalt des Rohstahls 8 sichergestellt und der Gefahr einer Überhitzung entgegenge¬ wirkt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofens (19), der mindestens eine Elektrode (2) aufweist, mit einem Ab- stichverfahrensschritt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der min¬ destens einen Elektrode (2) zumindest zeitweise auch während des Abstichverfahrensschritts Energie zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der E- nergieinhalt eines sich im Elektrolichtbogenofen (1) befin¬ denden Schmelzguts (4) auch während des Abstichverfahrens¬ schritts gezielt erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die E- nergiezufuhr durch Vorgaben eines Bedieners geregelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die E- nergiezufuhr mittels eines Zählwerks geregelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die E- nergiezufuhr unter Zuhilfenahme eines in einer Regelungsvor¬ richtung implementierten Modells zur Energie- und Massenbi¬ lanz geregelt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach An¬ spruch 5, mit einem Elektrolichtbogenofen (1) und einer mit dem Elektrolichtbogenofen (1) gekoppelten Regelungsvorrich¬ tung, wobei die Regelungsvorrichtung ein Modell zur Energie- und Massenbilanz aufweist und derart ausgebildet ist, dass sie die Position und Energiezufuhr der mindestens einen Elek¬ trode (2) auch während des Abstichverfahrensschritts regelt.
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