本发明专利技术涉及一种熔炉（１０）。按本发明专利技术规定，至少一个振动激励器（４０、４１、４２）设置在炉缸（２０）上，对置地或在炉缸的其他位置上设置至少一个传感器（５０、５１、５２），信号检测和计算单元（９０）与所述至少一个振动激励器及所述至少一个传感器相连。在此熔炉中通过以下方式可监控熔炼过程并可测量熔炼进程，即振动激励器的信号在其穿过熔炉内部之后借助传感器来测量，并借助信号检测和计算单元来分析。例如，这一点可过程主导地、针对状态地调节熔炼工艺，并且电弧功率可最佳地与熔炼工艺的各自状态相匹配。信号检测和计算单元适合把传感器的信号与振动激励器的激励信号相关联，和／或通过组合分析振动激励和测量出的振荡来推断出熔炼过程。
【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熔炉及其运行方法。
技术介绍
例如从德语公开文献DE 10 2005 034 378 Al以及德语专利文献DE 10 2005 034 409 B3中已知熔炉及其运行方法。在熔炉中制造钢材时，温度和恶劣的环境会在熔炼过程中妨碍炉内内容的测量和特性形成。如果为熔炼不同种类的钢废料，使用了电弧炉，则废料在电弧(辐射)的作用范围内熔化，此电弧通常借助三个电极产生。因为在电弧炉的运行过程中电弧长度通常是保持恒定的，所以电弧/电极会在废料中钻孔。通过从侧面的滑落以及废料的崩塌，可连续地熔化所有的废料。这个工艺在时间和空间上都非常不均勻，因为废料的填充可能是非常不均勻的，既可能包含精细的废料，也可能包含粗重的废料，粗重的废料中具有实心部分(所谓的钢坯或结瘤)。因为不能观察通过封闭熔炉进行的熔炼进程，所以在已知的熔炉中通过固定的运行图表(Fahrdiagramm)来预先规定由次级外部导线电压和额定电流定义的电工作点。根据熔炼时间或引入的能量，这种运行图表可例如确定变压器级和电极调节的阻抗额定值。此电极调节可例如在相阻抗(Strangimpedanz)的基础上进行，以达到恒定的电弧长度。这种固定的运行图表的缺点在于，电运行机构要承受很强的负载，因此必须设计得适合承受高负载例如如果在熔炼过程中出现废料崩塌，则在电极之间随之而来的短路可能引起电极快速抬高，因此电弧可能断裂。这一点以及电弧的重新点燃都会明显使电运行机构承受强烈负载。这种固定的、用来控制电弧炉的运行图表或运行程序的缺点在于，它根据设计要么不能充分地利用可供支配的熔炼功率，要么必须提高耐火磨损性和容忍热量损失。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，说明一种熔炉，它可实现更好的过程主导。按本专利技术，此目的通过具有专利权利要求1特征的熔炉得以实现。在从属权利要求中说明了按本专利技术的熔炉的有利构造方案。据此，按本专利技术规定，至少一个振动激励器设置在炉缸(例如炉壁)上，对置地或在炉缸的其他位置上(例如炉壁的其他位置上)设置至少一个传感器，并且与所述至少一个振动激励器及所述至少一个传感器相连设有信号检测和计算单元。按本专利技术的熔炉的重要优点是，在此熔炉中通过以下方式可监控熔炼过程并可测量熔炼进程，即振动激励的信号在其穿过熔炉内部之后借助传感器来测量，并借助信号检测和计算单元来分析。例如，这一点可过程主导地、针对状态地调节熔炼工艺，并且电弧功率可最佳地与熔炼工艺的相应状态相匹配。例如，通过预先规定变压器级和限流器级、交流电工作点，和/或通过对电极运动的预防性干预，来实现这一点。例如还可获知最好的装料时间点。按尤其优选的构造方案规定，信号检测和计算单元适合把传感器的信号与振动激励器的激励信号相关联，和/或通过组合分析振动激励和测量出的振荡来推断出熔炼过程。如果与此至少一个振动激励器相连设有控制单元，此控制单元可这样控制振动激励器，即它作为外部的激励产生振动脉冲，并且信号检测和计算单元适合检测振动脉冲的运行时间和/或检测由传感器测得的测量脉冲的信号强度，并通过分析运行时间和/或信号强度，来推断熔炼物的位置、熔炼物的种类、熔炼物在炉缸中的分布、炉缸内壁是否被熔炼物屏蔽和/或熔炼进程，则熔炉可尤其简单并因此有利地运行。控制单元和/或振动激励器优选适合生成脉冲时间为10毫秒、尤其优选为1毫秒或更短的振动脉冲。备选的或附加的是，控制单元和/或振动激励器适合发出振动频率，它作为斜坡 (Rampe)连续地变化。此控制单元和/或振动激励器优选适合在IOHz到20kHz之间的范围内改变振动频率。还有利的是，信号检测和计算单元适合形成传递函数，此传递函数描述在外部激励的位置和位于其它位置上的传感器之间的振动传递，并且通过分析传递函数，来推断熔炼物的位置、熔炼物的种类、熔炼物在炉缸中的分布、炉缸内壁是否被熔炼物屏蔽和/或熔炼进程。信号检测和计算单元优选与调节装置相连，此调节装置可产生用来调节熔炼过程的调节量。在振动激励器和传感器的布置方面，有利的是，每个振动激励器都配备有对置的传感器。此外，本专利技术还涉及一种运行熔炉的方法。按本专利技术，在此方面规定，借助振动来实现炉缸(例如在炉壁上)的外部激励，在炉缸的其他位置上(例如在炉壁的其他位置上)测量通过外部激励产生的振荡，并通过分析振动激励和测得的振荡，来推断熔炼过程。在按本专利技术的方法的优点方面，结合按本专利技术的熔炉参照以上的实施例，因为按本专利技术的方法的优点基本相当于按本专利技术的熔炉的优点。在进行分析时，优选把振荡和外部激励相关联。按本方法的优选构造方案规定，作为外部激励产生振动脉冲，在振荡测量的范围内在其他位置检测振动脉冲的运行时间和/或测得的测量脉冲的信号强度，并通过分析运行时间和/或信号强度，来推断熔炼进程、熔炼物的位置、熔炼物的种类、熔炼物在炉缸中的分布和/或炉缸内壁是否被熔炼物屏蔽。 优选以最大10毫秒、优选最大1毫秒的脉冲时间来生产振动脉冲。还可规定，形成传递函数，它规定了在外部激励的位置和位于其他位置上的传感器之间的振动传递，并且通过分析传递函数，来推断熔炼物的位置、熔炼物的种类、熔炼物在炉缸中的分布和/或炉缸内壁是否被熔炼物屏蔽。此外，本专利技术还涉及一种用于熔炉的信号检测和计算单元，它适合执行如上所述的方法。附图说明下面借助实施例详细地阐述了本专利技术。在此示例性地示出了图1在示意图中示出了按本专利技术的熔炉的实施例；图2在从上方看的视图中示出了按图1的熔炉； 图3在从侧面看的视图中示出了按图1的熔炉； 图4示出了振动按图1的熔炉中的传播； 图5示出了机械的激励脉冲及所属的测量脉冲的时间曲线。具体实施例方式为了清楚，在附图中为相同或相似的部件总是使用相同的参考标记。在图1中可看到熔炉10，它具有炉缸20。在炉缸20的炉壁30上外部设置有三个振动激励器40、41和42。优选旋转对称地以120°和的旋转角度把振动激励器40、 41和42设置在炉壁30上。振动激励器40、41和42优选指惯性振动激励器或惯性激励器。在图1中还可以看到，在炉缸20的炉壁30上外部设置有三个传感器50、51和52。 这三个传感器50、51和52同样旋转对称地以120°和的旋转角度设置在炉壁30上， 如同在图2中可看到的一样(B=120°，A=60° )。传感器50、51和52相对于振动激励器40、41和42的布局优选这样进行选择，即传感器和振动激励器是成对地对置。因此在图1中可看到，传感器50与振动激励器40对置，传感器51与振动激励器41对置，传感器52与振动激励器42对置。这三个传感器50、51和52都通过受保护的导线60 (它例如铺设在线缆导引机构中)与增强和转换单元70相连。信号检测和计算单元90通过光波导体80接在此增强和转换单元70的后面。此外，此信号检测和计算单元90还与控制单元100相连(例如通过受保护的导线)，此控制单元100例如可指振动发生激励器，其形式例如为功率放大器。此控制单元100 在输出侧与这三个振动激励器40、41和42相连(例如通过受保护的导线)，并根据信号检测和计算单元90的控制信号来控制这些振动激励器。此外，此信号检测和计算单元90在输出侧与调节装置110相连，此调节装置110 可生成调节量R，来控制熔炉10内的熔炼工艺。可例如本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种熔炉（１０），其特征在于，－ 至少一个振动激励器（４０、４１、４２）设置在炉缸（２０）上，－ 对置地或在炉缸的其他位置上设置至少一个传感器（５０、５１、５２），－ 与所述至少一个振动激励器及所述至少一个传感器相连设有信号检测和计算单元（９０）。
【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：K克吕格尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。