本发明专利技术涉及一种用于运行具有至少一个电极（３ａ、３ｂ、３ｃ）的电弧炉（２）的方法，其中借助于由所述至少一个电极（３ａ、３ｂ、３ｃ）形成的电弧（１）来熔化输送给所述电弧炉（１）的固体材料。通过求得附着在所述电弧炉（１）的边界（２）上的固体材料部分的质量的大小（ＭＭ）并且根据所求得的大小（ＭＭ）来控制和／或调节所述电弧炉（１）的过程参量，可以提供一种方法，利用该方法可以减少因废料爆裂引起的电极断裂的危险。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于运行具有至少一个电极的电弧炉的方法，其中借助于由所述 至少一个电极形成的电弧来熔化输送给所述电弧炉的固体材料。此外，本专利技术涉及一种电 弧炉、一种调节和/或控制装置、一种机器可读的程序代码以及一种具有用于实施所述方 法的程序代码的数据载体。
技术介绍
电弧炉用于制造液态金属通常是钢。液态金属由固态的待熔化物比如废料或者经 还原的铁与其它的附加料一起来制造。此外，在过程开始时向电弧炉装载废料和/或经还 原的铁以及必要时其它的附加料或合金材料，并且而后在至少一个电极与固态的待熔化物 之间点燃至少一个电弧。通过所述至少一个电弧加入到电弧炉中的能量导致固态的待熔化 物的熔化。此外，在熔化过程中，通常可以向电弧炉输入附加料如煤或石灰或合金元素。电弧炉中的熔化过程通常伴随着声学现象，因为待熔化物在电弧炉内部在熔化过 程中会运动。这些声学现象比如可能通过电弧的燃烧、通过化学反应或者也可能通过不同 程度的废料爆裂所引起。尤其在熔化过程时出现的废料爆裂是成问题的，因为这种废料爆裂在出现相应大 的运动的质量时会导致电弧炉中电极的损坏或者说断裂。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供一种方法，利用该方法可以更可靠地运行电弧炉。此外，本 专利技术的任务是说明一种适合于实施所述方法的电弧炉以及一种促使该方法得到实施的调 节和/或控制装置，一种存储介质以及一种用于所述存储介质的程序代码。所述任务的与方法有关的部分在开头所述类型的方法中通过以下方式得到解决， 即求得附着在电弧炉的边界上的固体材料部分的质量的大小并且根据求得的大小来控制 和/或调节电弧炉的过程参量。固体材料部分是指输入到电弧炉中的固体材料的部分量。 如果固体材料部分与有振动能力的边界一起构成相耦合的有振动能力的系统，那么所述固 体材料部分就在边界上被视为附着的部分。过程参量是指每种对在电弧炉中进行的过程产 生影响的参量。可以用所求得的大小来控制和/或调节一个或者多个也就是说至少一个过 程参量。所述过程参量通常能够通过调节值来设置。如果所求得的附着在边界上的固体材 料部分的质量的大小或者从中推导出来的参量超过一个能够确定的阈值，那就可以规定， 如此控制和/或调节过程参量，从而减少对按计划在电弧炉中进行的过程的干扰，尤其将 干扰降低到最低限度或者防止干扰。因此，根据所求得的大小来控制和/或调节电弧炉的过程参量意味着，以某种方 式间接地或者直接地在所求得的大小的基础上进行所述控制和/或调节。如果在从所述大小中推导出来的参量的基础上进行控制和/或调节，那么仍然间接地根据所求得的大小来 进行所述控制和/或调节。作为用于上述关系中的能够调节的过程参量的实例，比如可以使用垂直的位置。 如果所求得的大小或者说从中推导出来的参量超过阈值，那就可以认为即将出现废料爆 裂。所述废料爆裂会导致电极的损坏。为避免这一点，根据所求得的大小或者说从中推导出 来的参量比如如此控制和/或调节电极位置，从而减少电极的损坏尤其电极断裂的危险。 这可以得到实现，方法是在依赖于所求得的大小或者说从中推导的参量进行控制或者说调 节的情况下使电极向上或者向下运动或者说有针对性地引起无损坏作用的废料爆裂。在本专利技术的一种有利的设计方案中，为求得附着在边界上的固体材料部分的质量 的大小而使用能够用于强制振动的模型。脉动的电弧可以被视为所述强制振动的激励器。 必要时也可以使用额外的尤其布置在电弧炉上的激励单元，用于激发振动系统的强制振 动。后一种用于激励的替代方案的优点是，与电弧相反，激励频率能够任意地并且由此单独 地适应相应的情况。经过励磁的振动系统是电弧炉与附着在其上面的固体材料部分之间的 有振动能力的边界。附着在边界上的固体材料部分的质量由此影响振动系统的振动。通过 这样的模型的使用结合基于此的对来源于电弧炉运行的信号进行的振动分析，可以以简单 的方式方法来确定附着在边界上的固体材料部分的质量的大小。在本专利技术的一种有利的实施方式中，所述附着在边界上的固体材料部分的质量大 小的求得包括以下方法步骤-为所述至少一个电极检测所输入的电极电流，-检测所述边界的固体声，-从所检测的电极电流和所检测的固体声振动中检测依赖于频率的电流分析信号 和依赖于频率的振动分析信号，-为多个共同的频率相应地求得电流分析信号与振动分析信号之间的相移，并且-从所求得的相移中求得附着在边界上的固体材料部分的质量的大小。由此能够 特别精确地求得附着在边界上的固体材料部分的质量的大小，根据所述大小可以间接地或 者直接地控制和/或调节电弧炉的过程参量。作为依赖于频率的电流分析信号，尤其可以使用以下参量或者由以下参量形成的参量 其中η 参数，η e 1、2、3、. . .，i 虚数单位，e 欧拉常数，t 时间，ω 电极电流的 圆频率，I(t)依赖于时间的所检测的电极电流，Ι(ω)依赖于频率的电极电流，a:积分间 隔的开始，b:积分间隔的结束。a比如可以选择为负无穷并且b可以选择为正无穷。作为 替代方案，也可以选择有限的间隔边界。用于将信号从时域转换为频域的傅立叶变换的使 用是可选的。也可以使用每种其它的对本领域的技术人员来说显得合适的变换方法，用于 将信号从时域转换为频域。优选将电极电流的平方也就是说η = 2或者电极电流的数值也 就是η = 1用作用于求得依赖于频率的电流分析信号的基础。所述任务的与调节和/或控制装置有关的部分通过一种用于电弧炉的具有机器 可读的程序代码的调节和/或控制装置得到解决，该程序代码具有控制指令，所述控制指令促使所述调节和/或控制装置实施按权利要求1到3中任一项所述的方法。所述任务的与机器可读的程序代码有关的部分通过一种用于电弧炉用的调节和/ 或控制装置的机器可读的程序代码得到解决，其中所述程序代码具有控制指令所述控制指 令促使所述调节和/或控制装置实施按权利要求1到3中任一项所述的方法。所述任务的与存储介质有关的部分通过一种存储介质得到解决，该存储介质具有 存储在其上的按权利要求5所述的机器可读的程序代码。所述任务的与电弧炉有关的部分通过一种电弧炉得到解决，该电弧炉具有至少一 个电极、用于检测输送给所述至少一个电极的电极电流的电极电流检测装置、用于检测电 弧炉的边界的固体声振动的固体声传感器以及按权利要求4所述的调节和/或控制装置， 其中所述电极电流检测装置和固体声传感器与所述调节和/或控制装置进行了作用连接。附图说明本专利技术的其它优点从实施例中获得，下面借助于示意图对实施例进行详细解释。 其中图1是用于实施所述按本专利技术的方法的电弧炉的示意图，图2是所检测的电极电流信号关于时间的示意图，图3是所检测的固体声信号关于时间的示意图，图4是用于共同的频率的电流分析信号与振动分析信号之间的依赖于频率的相 移的示意图，图5是附着在电弧炉的边界上的固体材料部分的质量的大小关于时间的示意图，图6是用于示出一种用于求得质量大小的方法的示意流程的流程图。具体实施例方式图1示出了具有多个电极3a、3b、3c的电弧炉1，所述电极3a、3b、3c通过馈电线与 供电装置12相耦合。所述供电装置12优选具有炉用变压器。借助于三个电极3a、3b、3c在电弧炉1中必要时与合金添加剂和/或添加物一起 熔化炉料比如废钢和/或废铁和/或直接本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于运行具有至少一个电极（３ａ、３ｂ、３ｃ）的电弧炉（２）的方法，其中借助于由所述至少一个电极（３ａ、３ｂ、３ｃ）形成的电弧（１）来熔化输送给所述电弧炉（１）的固体材料， 其特征在于， 求得附着在所述电弧炉（１）的边界（２）上的固体材料部分的质量的大小（ＭＭ），并且根据所求得的大小（ＭＭ）来控制和／或调节（３５）所述电弧炉（１）的过程参量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A多贝勒，K克鲁格，T马特舒拉特，D里格，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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