用于控制熔化过程的方法和控制系统的制作方法
【专利摘要】提出一种控制在用于熔化金属材料的电弧熔炉中的熔化过程的方法。借助本公开内容，有可能最小化熔化过程的诸如熔化时间或者总功率消耗的期望的过程特性。该方法包括以下步骤：接收或者收集(A)至少一个过程变量的测量数据；确定(B)过程的当前状态；执行熔化过程的优化(C)；基于优化的结果确定(D，E)过程输入；以及借助过程输入来控制熔化过程。这里也提出一种控制系统。
【专利说明】用于控制熔化过程的方法和控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于控制电弧熔炉(EAF)中的熔化过程的方法和控制系统，该EAF包括用于熔化金属或者金属合金的一个或者多个电极和用于搅拌熔化物的电磁搅拌器(EMS)。
【背景技术】
[0002]电弧熔炉(EAF)炼钢是高度地能量密集的工业过程。它消耗大量电能和化学能。现代EAF产生300吨以上出铁的钢梨热，并且由于在EAF中钢的生产需要大量电能和化学能，所以每年用于一个这样的熔炉的能量成本很高。这是为什么最新EAF技术发展主要聚焦于减少能量消耗(电和氧)并且由此增加生产率的原因。也从环境观点来看，希望减少来自EAF的二氧化碳排放和其它排放。
[0003]典型电弧熔炉包括三个电极、可操作地连接到电极的功率供应系统、通常较大尺寸的用水冷却的容器，该容器由可收回的顶部覆盖，一个或者多个石墨电极经过该顶部进入熔炉。另外，电弧熔炉通常包括冷却水站和至少一个控制单元，该控制单元可操作地连接到功率供应系统以控制电极的操作。电极形成在已经向EAF中加载的金属材料(例如碎料)与电极之间的电弧。由此产生金属熔化物(装料)，该熔化物由经过熔化物的电流和由电弧演变的辐射能量二者加热。电极调节系统在装料熔化期间维持近似恒定的电流和功率输入
[0004]电弧熔炉通常呈现在炉膛周界周围的热和冷点的图案，而冷点位于电极之间。现代熔炉在侧壁中装配气体燃烧器并且使用它们以向冷点提供化学能从而使熔化物的加热更均匀。也借助例如喷枪的用于向熔炉中注入氧和碳的装置提供附加化学能。
[0005]典型EMS系统包括:至少一个包括搅拌线圈的电磁搅拌器，包括频率转换器和变压器的功率供应系统，该功率供应系统可操作地连接到搅拌器；冷却水站；以及至少一个控制单元，该控制单元可操作地连接到功率供应系统以控制搅拌器的操作。搅拌线圈通常装配于熔炉的钢壳以外。这一线圈生成行波磁场以在熔化金属的熔化物中提供搅拌力。搅拌器使用低频行波磁场来操作，穿透熔炉的钢壳并且借此移动熔化物。
【发明内容】
[0006]本公开内容的目的是减少EAF总循环时间并且增加铁产量。借此减少电极和搅拌器功率消耗以及化学能(即氧、碳和燃烧器气体)的添加并且因此增加EAF生产率。
[0007]因此，在本公开内容的第一方面中，提供一种控制用于熔化金属材料的电弧熔炉中的熔化过程的方法，其中该方法包括:
[0008]i)接收反映熔化过程的至少一个过程变量的测量，
[0009]ii)基于熔化过程的模型、熔化过程的先前状态、先前控制输入，和至少一个过程变量的测量来确定熔化过程的当前状态，
[0010]iii)确定最小化期望的过程特性的当前过程输入，其中所述确定包括关于过程输入的所有允许值并且利用约束来最小化期望的过程特性，所述约束包括熔化过程的当前状态和熔化过程的期望的结束状态，
[0011]iv)利用当前过程输入来控制熔化过程，并且
[0012]V)重复步骤i)至iv)直至已经获得熔化过程的期望的结束状态。
[0013]在第二方面中，提供一种方法，该方法的特征在于:
[0014]-定义优化问题，优化问题包括熔化过程的状态模型，状态模型将包括到搅拌器的功率供应的过程输入与过程的至少一个状态、受状态模型约束的损耗函数和初始开始条件相联系，
[0015]-关于时间和/或能量消耗执行熔化过程的优化，包括使用初始开始条件基于优化问题确定过程的状态，
[0016]基于优化的结果针对到搅拌器的功率供应确定控制信号的参考值，
[0017]将控 制信号用于控制到搅拌器的功率供应，
[0018]收集反映熔化过程的至少一个过程变量的测量数据，
[0019]基于状态模型、确定的先前状态，和确定的先前控制信号，确定过程的当前状态，
[0020]使用状态观测器基于测量数据确定过程的校正的当前状态，
[0021]基于优化问题关于时间和/或能量消耗执行熔化过程的优化，使用校正的当前状态作为用于优化的开始条件，
[0022]在过程期间重复上述步骤直至实现过程的期望的状态。
[0023]由此实现改进的金属材料熔化，该改进的熔化将改善冶金反应并且借此减少操作循环时间。可以实现以可量化数量的电能和化学能节省并且增加EAF生产率。
[0024]根据本发明的一个实施例，电弧熔炉包括用于熔化金属材料的一个或者多个电极，状态模型的过程输入还包括到电极的功率供应，并且确定参考值的步骤还包括基于优化的结果针对到电极的功率供应确定控制信号的参考值，并且使用步骤还包括使用针对到电极的功率供应的所述确定的控制信号以控制到电极的功率供应。
[0025]根据本发明的又一实施例，电弧熔炉包括被布置用于向熔化物供应氧的注入单元，并且状态模型的过程输入还包括到注入单元的氧供应，并且确定参考值的步骤还包括基于优化的结果针对到注入单元的氧供应确定控制信号的参考值，并且使用步骤还包括使用控制信号以控制到注入单元的氧供应。
[0026]根据本发明的又一实施例，电弧熔炉包括被布置用于加热熔化物的至少一个气体燃烧器，并且状态模型的过程输入还包括到气体燃烧器的燃烧器气体供应，并且确定参考值的步骤还包括基于优化的结果针对到气体燃烧器的燃烧器气体供应确定控制信号的参考值，并且使用步骤还包括使用控制信号以控制到气体燃烧器的燃烧器气体供应。
[0027]根据本发明的又一实施例，电弧熔炉包括用于向熔化物中添加碳粉的装置，并且状态模型的过程输入还包括到所述装置的碳粉供应，并且确定参考值的步骤还包括基于优化的结果针对到所述装置的碳粉供应确定控制信号的参考值，并且使用步骤还包括使用控制信号以控制到所述装置的碳粉供应。
[0028]本发明的目的也由用于控制电弧熔炉中的熔化过程的控制系统实现，该控制系统的特征在于控制系统包括:搅拌器控制单元，可操作地连接到搅拌器的功率供应单元用于响应于针对到搅拌器的功率供应的控制值控制功率供应；以及至少一个传感器，被布置用于测量到搅拌器的功率供应。控制系统还包括:处理单元，被布置用于从被布置用于测量到搅拌器的功率供应的至少一个传感器接收关于过程变量的测量数据，并且基于预定义优化问题关于时间和/或能量消耗执行熔化过程的优化，所述优化问题包括熔化过程的状态模型，所述状态模型使包括到搅拌器的功率供应的过程输入与过程的至少一个状态、受状态模型约束的损耗函数和初始开始条件相联系。处理单元还被布置用于使用初始开始条件基于优化问题确定过程的状态，并且被布置用于执行以下步骤:
[0029]基于优化的结果针对到搅拌器的功率供应确定控制信号的参考值，
[0030]提供所述参考值至用于控制金属材料的搅拌的搅拌器控制单元，
[0031]收集反映熔化过程的至少一个过程变量的测量数据，
[0032]基于状态模型、确定的先前状态和确定的先前控制信号确定过程的当前状态，
[0033]使用状态观测器基于测量数据确定过程的校正的当前状态，
[0034]使用校正的当前状态作为用于优化的开始条件基于所述优化问题关于时间和/或能量消耗执行熔化过程的优化，并且
[0035]在过程期间重复上述步骤直至实现过程的期望的状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]本发明的其它特征和优点将结合附图从以下具体描述中变得更为本领域技术人员所清楚，在附图中:
[0037]图1示出根据本发.明的一个实施例的电弧熔炉的横截面。
[0038]图2示出根据本发明的一个实施例的熔化过程的流程图。
[0039]图3示出根据本发明的一个实施例的可能熔化分布图，其中固体(X1)和液体(X2)钢的量与影响EAF的过程输入(U1, u2, u3, u4, U5)中的一个一起示出。
【具体实施方式】
[0040]图1图示电弧熔炉(EAF可以是DC EAF或者AC EAF并且下文称为EAF)，被布置用于对在熔化过程开始之前向EAF中加载的比如碎料的金属材料进行熔化。EAF还包括:一个或者多个电极；由可收回的顶部所覆盖的容器，一个或者多个石墨电极经过该顶部进入熔炉；以及可操作地连接到电极的功率供应系统。用于电磁搅拌EAFl中的熔化的金属的至少一个装置(下文称为搅拌器)被布置于EAF容器的外部表面、优选为底部表面上。功率供应系统可操作地连接到搅拌器。可操作地连接到电极的功率供应系统和可操作地连接到搅拌器的功率供应系统可以是两个单独功率供应系统，但是它也可以是用于两个目的的相同系统。包括硬件、一个或者多个存储器单元、一个或者多个处理单元(即处理器)和软件的至少一个控制单元可操作地连接到功率供应系统以控制搅拌器的操作。被布置用于控制搅拌和电极的至少一个控制单元可操作地连接到功率供应系统，并且也可以连接到功率供应系统以控制电极的操作，然而单独控制系统也可以被布置用于这一目的。
[0041]EAF操作始于向熔炉装入碎料金属，其中熔化开始。在碎料上降低电极，并且点燃电弧，借此开始熔化碎料。针对操作的这一第一部分选择较低电压以保护熔炉的顶部和壁免受来自电弧的过量热和损坏。一旦电极已经到达在熔炉的基部的沉重熔化物并且电弧由炉渣屏蔽，可以增加电压并且略微升高电极，借此延长电弧并且增加供给熔化物的功率。这使金属的熔池能够更迅速形成、从而减少冶炼时间。注入单元布置于EAF壁或者底部中，用于向熔化的金属中注入氧。一个或者多个气体燃烧器被布置于EAF中以向EAF以内的碎料和熔化的金属提供额外化学热。两个过程加速碎料熔化。用于向熔化的金属中注入碳的装置也被布置于EAF中。搅拌器被布置用于加速熔化的金属，这将进一步加速碎料熔化和冶炼时间。
[0042]集成EAF控制的概念是以这样的方式控制EAF，该方式中搅拌控制、氧注入单元(例如喷枪)控制、气体燃烧器控制、废气控制和电极功率供应控制都被集成为一个控制策略。
[0043]给定如下初始状态,其中对于t=0向EAF加载金属材料(即碎料)(Xp X2等)，并且通过求解如以下所示优化问题，可以确定对于O < t < tf的针对过程输入u的参考值。
[0044]muin h(损耗函数)
[0045]受下式约束:
[0046]X (k+1) =fs (x (k)，u (k)，d (k))(熔化过程的状态模型)
[0047]X (tf) =Xf(结束条件/结束状态)
[0048]X (O) =x。(开始条件/初始状态)
[0049]X1≤X ≤Xh
[0050]U1 ≤ u ≤ hh
[0051]通过求解以上问题，过程将有益地在最短可能时间内从初始状态X(O)改变成期望的结束状态，该初始状态如任何状态一样通常是矢量。因此，在金属材料的熔化开始时的时间确定最优过程输入。对于在熔化过程期间的每个时刻tk，向过程应用适当过程输入u(tk)。这一方式依赖于熔化过程的状态模型，该模型将过程输入(比如到搅拌器或者到电极的功率供应、氧气流量、燃烧器气体流量或者注入的碳)与过程的至少一个状态(X)、受状态模型约束的损耗函数以及初始状态条件相关，因为未使用来自实际EAF的反馈。一旦已经定义初始开始条件Xtl，它用来关于时间和/或能量消耗执行熔化过程的优化，这包括基于以上提出的优化问题确定过程的状态。
[0052]假如一个或者多个过程变量的测量可用，可以通过基于一个或者多个过程变量的测量的估计来获得关于熔化过程的当前状态的信息，从而允许按照规律或者无规律间隔重复先前流程直至实现过程的期望的状态。在一个实施例中，在每个间隔的步骤是:
[0053]A)收集或者接收反映熔化过程的至少一个过程变量y (tk)的测量，
[0054]B)基于状态模型、确定的先前状态对U、确定的先前控制信号Uairi)和至少一个过程变量的测量y(tk)借助估计来确定过程的当前状态。状态观测器(例如移动的水平估计器或者扩展的卡尔曼滤波器)可以用来确定熔化过程的当前状态对4)的估计。
[0055]C)使用估计的当前状态对4)作为用于优化的开始条件来关于时间和/或能量消耗求解以上优化问题。这一优化的结果将是针对tk<t Stf的控制信号(过程输入)u(t)的参考值。将获得的参考值中的第一控制信号u(tk)应用于过程，
[0056]D)基于熔化过程的优化的结果针对过程输入(Ux)确定控制信号的参考值，
[0057]E)使用控制信号用于控制过程输入(Ux)并且因此控制熔化过程，并且
[0058]F)在过程中重复这一流程(步骤A-E)直至实现过程的期望的状态X (tf)。在每次迭代中，估计的状态对U取代初始状态X0O因此，在每次迭代中，设置对=戈作为初始条件。
[0059]一旦实现过程的期望的状态，从EAF分流熔化的金属用于进一步处理，例如连续烧铸过程。
[0060]在下表中列举受到控制的EAF的可能过程输入和过程变量。
过程输入(Uy) 描述
[0061]
【权利要求】
1.一种控制在用于熔化金属材料的电弧熔炉中的熔化过程的方法，其中所述方法包括: i)接收反映所述熔化过程的至少一个过程变量的测量， ii)基于所述熔化过程的模型、所述熔化过程的先前状态、先前控制输入以及所述至少一个过程变量的所述测量来确定所述熔化过程的当前状态， iii)确定最小化期望的过程特性的当前过程输入，其中所述确定包括关于过程输入的所有允许值并且利用约束来最小化所述期望的过程特性，所述约束包括所述熔化过程的所述当前状态和所述熔化过程的期望的结束状态， iv)利用所述当前过程输入来控制所述熔化过程，以及 ν)重复步骤i)至iv)直至获得所述熔化过程的所述期望的最终状态。
2.根据权利要求1所述的方法，包括利用所述当前过程输入以控制电磁搅拌器。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，包括利用所述当前过程输入以控制电极功率供应单元(13)、氧流量控制单元(16)、燃烧器气体供应单元(17)和固体材料供应单元(20)。
4.一种用于控制在用于熔化金属材料的电弧熔炉(EAF)中的熔化过程的方法，所述电弧熔炉包括用于搅拌熔化物的电磁搅拌器(EMS)，其特征在于所述方法包括: -定义优化问题，所述优化问题包括所述熔化过程的状态模型，所述状态模型使包括到所述搅拌器的功率供应(ul)的过程输入与所述过程的至少一个状态U)、受所述状态模型约束的损耗函数以及初始开始.条件相联系， -关于时间和/或能量消耗执行所述熔化过程的优化，包括使用所述初始开始条件基于所述优化问题确定所述过程的所述状态， 基于所述优化的结果针对到所述搅拌器的所述功率供应(ul)确定控制信号的参考值， 使用所述控制信号用于控制到所述搅拌器的所述功率供应(ul)， 收集反映所述熔化过程的至少一个过程变量(yl_y6)的测量数据， 基于所述状态模型、确定的先前状态和确定的先前控制信号确定所述过程的当前状态(X)， 使用状态观测器基于所述测量数据确定所述过程的校正的当前状态， 使用所述校正的当前状态作为用于所述优化的开始条件，基于所述优化问题关于时间和/或能量消耗执行所述熔化过程的优化， 在所述过程期间重复上述步骤直至实现所述过程的期望的状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述电弧熔炉包括用于熔化金属材料的一个或者多个电极，并且所述过程输入还包括到所述电弧熔炉的电极的功率供应，并且所述确定参考值的步骤还包括基于所述优化的所述结果针对到所述电极的所述功率供应(u2)确定控制信号的参考值，并且 所述使用步骤还包括使用用于到所述电极的所述功率供应(u2)的所述确定的控制信号以控制到所述电极的所述功率供应。
6.根据权利要求4或者5所述的方法，其中所述电弧熔炉包括被布置用于向所述熔化物供应氧的在壁或者底部装配的注入单元，并且所述状态模型的所述过程输入还包括到所述注入单元的氧供应(u3)，并且所述确定参考值的步骤还包括基于所述优化的所述结果针对到所述注入单元的所述氧供应(u3)确定控制信号的参考值，并且 所述使用步骤还包括使用所述控制信号以控制到所述注入单元的所述氧供应(u3)。
7.根据权利要求4-6中的任一权利要求所述的方法，其中所述电弧熔炉包括被布置用于加热所述熔化物的至少一个气体燃烧器，并且所述状态模型的所述过程输入还包括到所述气体燃烧器的燃烧器气体供应(u4)，并且 所述确定参考值的步骤还包括基于所述优化的所述结果针对到所述气体燃烧器的所述燃烧器气体供应(u4)确定控制信号的参考值，并且 所述使用步骤还包括使用所述控制信号以控制到所述气体燃烧器的所述燃烧器气体供应(u4)。
8.根据权利要求4-7中的任一权利要求所述的方法，其中所述电弧熔炉包括用于向所述熔化物中添加碳粉的装置，并且所述状态模型的所述过程输入还包括到所述装置的碳粉供应(u5)，并且所述确定参考值的步骤还包括基于所述优化的所述结果针对到所述装置的所述碳粉供应(u5)确定控制信号的参考值，并且 所述使用步骤还包括使用所述控制信号以控制到所述装置的所述碳粉供应(u5)。
9.根据权利要求4-8中的任一权利要求所述的方法，其中所述至少一个过程变量(y)反映所述熔化过程的温度。
10.根据权利要求4-9中的任一权利要求所述的方法，其中所述至少一个过程变量(yl-y6)是以下各项中的至少一项: -来自所述电弧熔炉的烟道气体的温度， -所述搅拌器的冷却水的温度， -来自所述电弧熔炉的冷却水的温度， -来自所述电弧熔炉的烟道气体的浓度，以及 -熔化物温度。
11.一种用于控制在用于熔化金属材料的电弧熔炉(EAF)中的熔化过程的控制系统，其中所述电弧熔炉包括用于搅拌所述熔化物的电磁搅拌器(EMS)和被布置用于向所述搅拌器供应功率(ul)的功率供应单元，其特征在于所述控制系统包括: -搅拌器控制单元，可操作地连接到所述搅拌器的所述功率供应单元用于响应于用于到所述搅拌器的所述功率供应的控制值控制所述功率供应(ul)， -至少一个传感器，被布置用于测量到所述搅拌器的所述功率供应， -处理单元，被布置用于从被布置用于测量到所述搅拌器的所述功率供应(ul)的所述至少一个传感器接收关于所述过程变量的测量数据并且: -基于预定义的优化问题关于时间和/或能量消耗执行所述熔化过程的优化，所述优化问题包括所述熔化过程的状态模型，所述状态模型使包括到所述搅拌器的功率供应(ul)的过程输入与所述过程的至少一个状态、受所述状态模型约束的损耗函数和初始开始条件相联系， -使用所述初始开始条件基于所述优化问题确定所述过程的所述状态，并且被布置用于执行以下步骤: 基于所述优化的结果针对到所述搅拌器的所述功率供应(ul)确定控制信号的参考值， 向用于控制所述金属材料的搅拌的所述搅拌器控制单元提供所述参考值， 收集反映所述熔化过程的至少一个过程变量的测量数据， 基于所述状态模型、确定的先前状态和确定的先前控制信号确定所述过程的当前状态， 使用状态观测器基于所述测量数据确定所述过程的校正的当前状态， 使用所述校正的当前状态作为用于所述优化的开始条件基于所述优化问题关于时间和/或能量消耗执行所述熔化过程的所述优化，并且 在所述过程期间重复上述步骤直至实现所述过程的期望的状态。
12.根据权利要求11所述的控制系统，包括用于熔化金属材料的一个或者多个电极和被布置用于向所述电极供应功率(u2)的功率供应单元，其特征在于所述控制系统包括: -电极控制单元，可操作地连接到所述电极的所述功率供应单元用于响应于用于到所述电极的所述功率供应的控制值控制所述功率供应(u2)， -至少一个传感器，被布置用于测量到所述电极的所述功率供应(u2)， -处理单元，被布置用于从被布置用于测量到所述电极的所述功率供应(u2)的所述至少一个传感器接收关于所述过程变量的测量数据并且: -基于预定义的优化问题关于时`模型，所述状态模型使包括到所述电极的功率供应(u2)的过程输入与所述过程的至少一个状态、受所述状态模型约束的损耗函数和初始开始条件相联系， -使用所述初始开始条件基于所述优化问题确定所述过程的状态，并且被布置用于执行以下步骤: 基于所述优化的所述结果针对到所述电极的所述功率供应(u2)确定控制信号的参考值， 向用于控制所述金属材料的熔化的所述电极控制单元提供所述参考值。
13.根据权利要求11或者12所述的控制系统，包括被布置用于向所述熔化物供应氧的壁或者底部装配的注入单元和被布置用于向所述注入单元供应氧流量(u3)的供应单元，其特征在于所述控制系统包括: -流量控制单元，可操作地连接到被布置用于向所述注入单元供应氧流量(u3)的所述供应单元用于响应于用于到所述注入单元的所述氧供应的控制值控制所述氧流量， -至少一个传感器，被布置用于测量到所述注入单元的所述氧供应(u3)， -处理单元，被布置用于从被布置用于测量到所述注入单元的所述氧供应(u2)的所述至少一个传感器接收关于所述过程变量的测量数据并且: -基于预定义的优化问题关于时间和/或能量消耗执行所述熔化过程的优化，所述优化问题包括所述熔化过程的状态模型，所述状态模型使包括到所述注入单元的氧供应(u3)的过程输入与所述过程的至少一个状态、受所述状态模型约束的损耗函数和初始开始条件相联系， -使用所述初始开始条件基于所述优化问题确定所述过程的状态并且被布置用于执行以下步骤:基于所述优化的所述结果针对用于到所述注入单元的所述氧供应(u3)的控制信号确定所述控制信号的参考值， 向用于控制到所述注入单元的所述氧供应(u3)的所述流量控制单元提供所述参考值。
14.根据权利要求11-13中的任一权利要求所述的控制系统，包括被布置用于预热固体金属材料、熔化固体金属材料和用于加热所述熔化物的至少一个气体燃烧器，以及被布置用于向所述气体燃烧器供应燃烧器气体流量(u4)的供应单元，其特征在于所述控制系统包括: -流量控制单元，可操作地连接到被布置用于向所述燃烧器供应燃烧器气体流量(u4)的所述供应单元，以响应于用于到所述燃烧器的所述燃烧器气体供应的控制值而控制所述燃烧器气体流量(u4)， -至少一个传感器，被布置用于测量到所述燃烧器的所述燃烧器气体供应(u4)， -处理单元，被布置用于从被布置用于测量到所述燃烧器的所述燃烧器气体供应(u4)的所述至少一个传感器接收关于所述过程变量的测量数据并且: -基于预定义的优化问题关于时间和/或能量消耗执行所述熔化过程的优化，所述优化问题包括所述熔化过程的状态模型，所述状态模型使包括到所述燃烧器的燃烧器气体供应(u4)的过程输入与所述过程的至少一个状态、受所述状态模型约束的损耗函数和初始开始条件相联系， -使用所述初始开始条件基 于所述优化问题确定所述过程的状态，并且被布置用于执行以下步骤: 基于所述优化的所述结果针对用于到所述燃烧器的所述燃烧器气体供应(u4)的控制信号确定所述控制信号的参考值， -向用于控制到所述燃烧器的所述燃烧器气体流量(u4)的所述流量控制单元提供所述参考值。
15.根据权利要求11-14所述的控制系统，包括用于向所述熔化物添加碳粉的至少一个装置和被布置用于向所述熔化物供应碳粉流量的供应单元，其特征在于所述控制系统包括: -流量控制单元，可操作地连接到被布置用于向用于将碳粉添加至所述熔化物中的所述至少一个装置供应碳粉的所述供应单元，以响应于用于到将碳粉添加至所述熔化物的所述至少一个装置的所述碳粉供应的控制值控制所述碳粉流量， -至少一个传感器，被布置用于测量到用于将碳粉添加至所述熔化物中的所述至少一个装置的所述碳粉供应， -处理单元，被布置用于从被布置用于测量到用于将碳粉添加至所述熔化物中的所述至少一个装置的所述碳粉供应的所述至少一个传感器接收关于所述过程变量的测量数据并且: -基于预定义的优化问题关于时间和/或能量消耗执行所述熔化过程的优化，所述优化问题包括所述熔化过程的状态模型，所述状态模型使包括到用于将碳粉添加至所述熔化物中的所述至少一个装置的碳粉供应的过程输入与所述过程的至少一个状态、受所述状态模型约束的损耗函数和初始开始条件相联系，-使用所述初始开始条件基于所述优化问题确定所述过程的所述状态，并且被布置用于执行以下步骤: 基于所述优化的所述结果针对用于将碳粉添加至所述熔化物中的所述至少一个装置的所述碳粉供应的控制信号确定所述控制信号的参考值， 向用于控制到用于向所述熔化物中添加碳粉的所述至少一个装置的所述碳粉流量的所述流量控制单元提供所述参考·值。
【文档编号】C21C5/52GK103443296SQ201180069601
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2011年7月18日 优先权日:2011年7月18日
【发明者】M·伦德, X·张 申请人:Abb研究有限公司