通过在熔化过程的开始阶段中从状态测定中进行的闪变预测在电弧炉中降低闪变的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于在借助于电弧炉炼钢时降低闪变的一种方法和一种装置。
【背景技术】
[0002]在电弧炉中，为了进行炼钢而主要使废料熔化。首先，百分之百地使用废料的电弧炉产生谐波电流辐射，所述谐波电流辐射经常在超过特定的极限值时要向相关的能量供应企业课以违约处罚。因此，在炼钢厂中安装了补偿设备(SVC)，用于降低谐波电流辐射、比如闪变及谐波振荡，以便遵守预先给定的极限值。但是，这样的SVC系统仅仅关于已经产生的电网干扰之事对在所述电弧炉中在废料熔化时所产生的谐波振荡或者闪变作出反应，并且尤其如果在薄弱的供电网上运行所述电弧炉，则不能总是遵守所规定的极限值。
[0003]为了避免太高的闪变值，已知不同的传统的补救措施。比如提供一种低闪变的熔化运行状态，在该恪化运行状态中将相应所选择的、具有最小的KSt数值的废料混合物、在炉回路(Ofenkreis)中的附加电抗以及控制技术上的参数设定用于使电弧稳定。在此，所述KSt数值是一种数值，该数值尤其描述了所述废料的种类、重量及密度。按照ΠΕ，这个数值在48与85之间。作为在所述炉回路中的附加电抗，比如可以使用炉变压器附加扼流圈(Ofentrafovordrossel )。数十年以来，以传统的方式额外地使用所谓的补偿设备(SVC)，用所述补偿设备可以将所产生的闪变降低到大约一半。同样已知传统的、具有基于IGBT (绝缘栅门极晶体管Insulated Gate Bipolar Transistor)的电源变频器的SVC系统，如果应该将所述闪变降低超过两倍，则要使用所述具有基于IGBT的电源变频器的SVC系统。
[0004]但是，这些传统的措施要么与较高的投资及运行成本相关联，要么与在生产中的损失相关联。不仅废料成分及质量对谐波电流辐射有影响，同样电极调节方案的调节性能以及在废料熔化阶段中的处理方式都可能使人觉察到谐波电流辐射的产生。因此，在很大程度上操作人员要不断识别废料运动及废料崩塌(SchrotteinstUrze)。传统的电极调节方案在这里只会在后来对这些事件作出反应。仅仅已知传统的、后来对炼钢过程进行干预的方案。相应地，传统的补偿设备只能对在熔化时的状态作出反应，并且而后经常会超过所述预先给定的极限值。
【发明内容】
[0005]本发明的任务是，如此提供用于在借助于电弧炉炼钢时降低闪变的一种方法和一种装置，从而有效地降低谐波电流辐射、尤其是闪变并且以较高的可能性遵守极限值。应该额外地实现恪炉的最大可能的恪化性能或者最大可能的效率(Leistungseinbringung)。
[0006]该任务通过一种按独立权利要求所述的方法和一种按从属权利要求所述的装置得到解决。
[0007]按照第一方面，提供一种用于在借助于电弧炉炼钢时降低闪变的方法，其中借助于存储机构来提供闪变数据库，在所述闪变数据库中保存了瞬时闪变的、取决于状态参量及运行参量的时间上的总曲线；借助于检测机构在炼钢过程的开始的熔化阶段中测量瞬时闪变的时间上的曲线并且确定所属的状态参量及运行参量；借助于计算机构在考虑到所述状态参量及运行参量的情况下将瞬时闪变的、在熔化阶段中的所测量的时间上的曲线与所述闪变数据库的总曲线的、熔化阶段的所保存的时间上的曲线进行比较；借助于所述计算机构作为闪变的所预测的总曲线来选择具有瞬时闪变与状态参量及运行参量的最大的一致性的、时间上的总曲线；借助于控制机构在将所预测的总曲线与预先给定的、用于闪变的极限值进行比较时预防性地、动态地匹配对所述炼钢过程的进一步的控制。
[0008]按照第二方面，提供一种用于在借助于电弧炉炼钢时降低闪变的装置，其中存储机构提供闪变数据库，在所述闪变数据库中保存了瞬时闪变的、取决于状态参量及运行参量的时间上的总曲线；检测机构在炼钢过程的开始的熔化阶段中测量瞬时闪变的时间上的曲线并且确定所属的状态参量及运行参量；计算机构在考虑到所述状态参量及运行参量的情况下将瞬时闪变的、在熔化阶段中的所测量的时间上的曲线与所述闪变数据库的总曲线的熔化阶段的、所保存的时间上的曲线进行比较；计算机构作为闪变的所预测的总曲线来选择具有瞬时闪变与状态参量及运行参量的最大的一致性的、时间上的总曲线；控制机构在将所预测的总曲线与预先给定的、用于闪变的极限值进行比较时预防性地、动态地匹配对所述炼钢过程的进一步的控制。
[0009]原则上，这里所选择的“控制”这个概念选择性地或者累积地一同包含“调节”这个概念。
[0010]按照本发明，提供一种用于预防性的、自动化的干预的方案。提供一种前瞻性的闪变测定方案。“预防性(pdventiv)”这个概念在这里尤其是指“前瞻性地、避免问题地”。
[0011]在熔化过程的开始阶段中在与闪变知识数据库的比较中借助于对于当前的运行情况的、数据技术上的分析，可以有利地推断出所述闪变的将来的演进情况。通过这种方式，可以动态地设定一种得到优化的熔化处理方式，该熔化处理方式能够实现最高可能的性能或者最高可能的有效功率并且同时能够将所述闪变限定到预先给定的极限值。一种实施方式尤其可以在新颖的、智能的、前瞻性的并且面对状态的电极调节及熔化控制方案的范围内进行，从而可以在电弧炉中实现其他的优点。
[0012]按照本发明已经发现，可预料的闪变值可以以较高的可靠性从合适的状态参量及运行参量中确定，在恪化阶段中在前数分钟里测定所述状态参量及运行参量。在这个时间里所述电弧穿过所述废料。这个阶段因此被称为穿入阶段。在此产生的瞬时闪变在某种程度上代表着所述熔化液，并且可以与其他所测量的状态参量一起用于闪变预测。
[0013]结合从属权利要求来要求其他有利的设计方案的权利。
[0014]按照一种有利的设计方案，能够相应地保存并且测量瞬时闪变的大小和斜率。
[0015]按照另一种有利的设计方案，状态参量及运行参量能够是筐篮编号、钢的级别、电气参数和废料参数。
[0016]按照另一种有利的设计方案，相应的开始的熔化阶段能够分别具有用于相应地借助于筐篮加入的废料的穿入阶段和崩塌阶段，其中相应地在所加入的废料熔化之后的前一百秒至二百秒的时间里进行测量和测定。
[0017]按照另一种有利的设计方案，所预测的闪变能够小于所述预先给定的极限值，从而所述控制机构能够为了达到最大的有效功率而以最佳的能量输入来控制所述炼钢过程。
[0018]按照另一种有利的设计方案，所预测的闪变值能够大于所述预先给定的极限值，从而所述控制机构能够在更大地预测的闪变值的持续时间期间为了降低闪变而适配地控制所述炼钢过程。
[0019]按照另一种有利的设计方案，所述控制机构能够考虑到以下附加信息:对于每个筐篮来说优选在穿入阶段结束时和/或在崩塌阶段(Einsturzphase)期间出现所述更大地预测的闪变值。
[0020]按照另一种有利的设计方案，所述控制机构能够在所述更大地预测的闪变值的持续时间期间借助于更高的扼流圈等级或者接通扼流圈的方式来扩大所述电弧炉的感应率。
[0021]按照另一种有利的设计方案，所述控制机构能够在所述更大地预