专利名称：用于确定在电弧炉中装填熔炼炉料的装料时间点的方法，信号处理装置，机器可读的程序 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定在电弧炉中装填、特别是补充装填熔炼炉料、特别是废料的装料时间点的方法，其中，电弧炉包括至少ー个电极，用于借助电弧对布置在电弧炉内的熔炼炉料进行加热。此外，本发明还涉及ー种信号处理装置、一种机器可读的程序代码和ー种用于实施所述方法的电弧炉。此外，本发明还涉及ー种在其上存储机器可读的程序代码的存储介质。
背景技术：
在电极电弧炉中生产钢时，废料熔化。其中，在熔化过程中，炉料的量减少五至十个因数(取决于废料的相対的松装密度)，从而使得通常在电弧炉中补充装填一至两个另外的料篮，以得到足够的钢水出料量。问题是，在此要找到投放或者说补充装填另ー个料篮的最佳时间点。这种投放一个新的料篮的行为被称为装料。装料的最佳时间点是在生产钢时为达到高生产率的ー个重要因数。如果装料过晚，那么会导致过高的能量损耗、更高的磨损和更低的生产率。于是，废料完全熔化，并且电弧在钢液熔池上没有遮蔽物的情况下燃烧。此外，在这个阶段中几乎尚未形成能够额外地遮蔽电弧的泡沫渣。一方面，由此出现很高的辐射损耗，因为大部分热辐射变成废热。这在能量方面是不利的，并且不必要地延长了通电时间。另ー方面，由于电弧有热辐射，所以渣烧结层(Schlackenanbackungen)可能在壁上熔化掉,就能量收支和耐火材料的磨损而言，这不利于以后的过程。由于熔化过程的效率较低，使得生产率下降。此外，在装料时，特别是由于有掉落的废料突然地浸入钢水坑中，因此形成由粉尘和CO (—氧化碳)构成的大量排出物。相反地，如果装料过早，那么电弧炉中的废料尚未充分熔化，并且炉中留下的空闲空间还不够大，因此不能进行下一次废料填充。因为受过程所限，要进行装料的废料量要在一个过程中被全部投入容器中。在后一种情况下，可能无法关闭炉盖，而且操作者必须通过向容器中的废料颗粒施加额外的压力，以尝试机械地压缩废料。如果这还不够，就必须还去除多余的废料，以便能实现所需要的、炉盖的向内摆动。这种做法极其耗费时间，并且因此极大程度地降低了生产率。由此而增加的冶炼时间、也就是说两次出料之间的时间，可能会干扰到钢铁厂中的过程链的进一步运转。此外，在这样产生的额外操作时间内会出现废热损耗，它进一步负面地影响了能量消耗和生产率。因此，在实践中要尝试尽可能地延长熔化时间，以确保废料充分地熔化，并且下一个料篮的废料量能够完全地放入容器中(在忍受上述缺点的情况下)。因为炉容器是关闭的并且通过炉门观察也无法清楚知道是否完全熔化的情况，所以操作者不一定能确定进行装料的合适时间点。
为了能够实现最佳的过程控制，要尽可能早地进行装料，以避免不必要的能量损耗。然而必须确保的是，让炉容器中的废料尽可能熔化，使得下一个废料篮能够完全放入炉容器中。此外，为了让安装在炉中的、用于额外地加热废料的燃烧器的效率保持得尽可能高，尽早装料是十分有意义的。如果装料太晚，则装填的废料会过度浸入钢水坑中，那么熔液就会被过度冷却，而且在熔液的上方缺少一部分的废料架，由此就不能通过燃烧器得到最佳的加热效果。从迄今为止的实践中得到的上述装料特性会导致热损耗增加、转换元件的磨损增加或者耐火材料的消耗量増加、电极消耗增高、排放量増加、通电时间和冶炼时间延长以及
生产率变低。迄今为止，为了确定装料时间点，经常要依赖于电弧炉的操作人员的能力和经验。对于操作人员来说，存在达到了装料时间点的各种不同的预兆。例如由电弧形成的声音的 声压等级下降。另ー个标志是通过透过对此必须被打开的炉门观察熔化进度的视觉印象。此外，光学測量法能够辅助操作员选择装料时间点，例如安放在燃烧器内的光学传感器，參见《冶金学杂志》(103) 2006中Nyssen，P.等编著的《电弧炉中的创新视觉技木》，编号 Nr. 9，S. 369-373。除了这些在很大程度上取决于操作人员的经验的“软”因素，也存在可计算的、用于确定装料时间点的因素。例如公知的是，在知道装填的废料重量、加入的能量和其它的变量的情况下从热模型中计算出预期的温度变化过程，并且从中得出可能的装料指示，參见《钢和鉄》(100)1980中K(3h]e, S.編著的《用于控制电弧炉的计算装置》，编号Nr. 10，S. 522-528。在大部分情况下，这些方法被用来协助炉操作员。ー些模型尝试在此基础上让炉容器的不同区域的过程进度可视化，參见《冶金学杂志》(101) 2004中Nyssen，P. ；Colin,R. ; Junque, J. _L. ; Knoops, S.编著的《动态冶金模型的应用》,编号Nr. 4, 317-326。但是，在此要注意的是，这里涉及的是不直接測量实际的过程进度的模型。在最简单的、非常常见的情况下，是按照固定的流程图进行装料的。于是，在经验值的基础上，借助之前已装填的废料重量和加入的能量来确定进行装料的时间点。在完全实现炉衬砌的电弧炉上已经进行的固体声測量在此不会产生可利用的结果，并且因此不被进ー步跟踪，參见Higgs，R.W.的《用于电弧炉诊断及控制的声波签名分祈》，IEEE过程的超声波研讨会，1974。所有这些方法的缺点是，它们不能充分准确地确定装料时间点，因此也就不能以有效的方式，也就是说特别是在最佳的时间点为电弧炉装料或者补充装料。
发明内容
本发明的目的是，为电弧炉的运行确定以状态为导向的装料时间点，并且提供相应的装置，从而減少为了达到出料量的能量使用、资源使用和一个生产周期的生产时间。该目的通过ー种用于确定在电弧炉中装填、特别是补充装填熔炼炉料、特别是废料的装料时间点的方法得以实现，其中，电弧炉包括至少ー个电极，用于借助电弧对布置在电弧炉内的熔炼炉料加热，其中，基于检测的电极电流确定出第一信号以用于确定熔炼炉料一侧的电弧根(Lichtbogenfu β punkt)的相态(Phasenzustand),其中，检查第一信号是否以预定的最小持续时间超过预定的阈值，其中，当第一信号以预定的最小持续时间超过阈值吋，则最早地达到了装料时间点。通过使这种方法从电弧炉中的实时状态出发的方式，这相对于根据现有技术的用于确定装料时间点的方法提供了非常大的优点。总是在尽可能最佳的时间点实现装料，也就是说，避免了额外的通电时间。但是，另一方面尽可能晚地进行装料，以确保要装填的熔炼炉料能够完全地放入电弧炉中，由此将完成一次熔化的生产时间保持得尽可能短。熔炼炉料应理解成固体的或者液体的金属，其被设计用于制造金属熔池、特别是钢水熔池。通常，要装填到电弧炉中的熔炼炉料是废料。使用第一信号和第二信号的概念，參见以下实施方式，仅仅是为了让读者能够区分开这些信号。此外，“第一”或者“第二”信号的描述没有重大意义。在ー种有利的实施方式中，为了确定出第一信号，应用S函数。这种函数也以逻辑 函数这个名称而公知。已经过证明的是，应用S函数能够提供特别好的結果。此外有利的是，为了确定出第一信号，对于S函数考虑到在双倍电网运行频率的整数多倍的情况下的电极电流量值和存在于所述双倍电网运行频率的整数多倍之间的电极电流量值之间的比例。电网运行频率是用于为电弧炉供电的供电电网的频率。优选地，在求平方的电极电流信号的基础上确定出电极电流量值，因为它们对于功率而言是更好的衡量尺度，并且对于预定的目的的反应更加灵敏。用于确定出第一信号的其它信息从
中得出。该目的同样地通过ー种用于确定在电弧炉中装填、特别是补充装填熔炼炉料、特别是废料的装料时间点的方法得以实现，其中，电弧炉包括至少ー个电极，用于借助电弧对布置在电弧炉内的熔炼炉料进行加热，其中，借助检测的固体声波确定出第二信号以用于确定在电弧炉的边界上附着的、特别是在炉壁上附着的固体材料形式的熔炼炉料部分，其中，检查第二信号是否以预定的最小持续时间超过预定的阈值，其中，当第二信号以预定的最小持续时间超过阈值吋，则最早地达到了装料时间点。这是ー种可替换的、相一致的方法，它同样能够明显減少或者消除现有技术中的缺点。优选地，为了确定出第二信号，从离散频率的固体声信号分量中和从在预定的区间内与相应的离散频率偏离的频率的固体声信号分量中形成信号-噪声-比例。此外有利的是，为了确定出第二信号，额外地考虑到在电弧炉处于电网运行频率、特别是50Hz或60Hz的情况下的电极电流信号分量。以有利的方式，这种方法被用来借助以下等式确定第二信号SK=c* (SNR-d)* (GG-0.9)，其中SNR:信号-噪声比例，GG :在电网运行频率的情况下的电极电流信号分量，C :放大因数，和d :偏移值(Offset-Wert )。优选地这样选择放大因数C，使得一旦达到平池阶段(Flachbadphase)，信号就达到I左右。
该目的同样地由一种用于确定在电弧炉中装填、特别是补充装填熔炼炉料、特别是废料的装料时间点的方法得以实现，其中，电弧炉包括至少ー个电极，用于借助电弧对布置在电弧炉内的熔炼炉料进行加热，其中，基于检测的电极电流确定出第一信号以用于确定熔炼炉料ー侧的电弧根的相态，其中，借助检测的固体声波确定出第二信号以用于确定在电弧炉的边界上附着的、特别是在炉壁上附着的固体材料形式的熔炼炉料部分，其中，在应用第一和第二信号的情况下确定出装料时间点。通过组合地使用第一和第二信号，能够进ー步提高可靠性，也就是让确定的装料时间点尽可能地最有利于过程。在这种情况下，现有技术中的缺点最小化。 在ー种有利的实施方式中，对第一信号和第二信号取平均值，其中，检查取平均值的信号是否以预定的最小持续时间超过能预定的阈值，其中，当取平均值的信号以预定的最小持续时间处于阈值之上时，则最早地达到了装料时间点。从第一和第二信号中确定出取平均值的信号是ー种简单并且可实行的信号组合方式，借助这种组合方式能够实现根据本发明的优点。为了取平均值，能够采用像取算木平 均值或者取几何平均值这样的公知的方法。可替换地，有利地也可以这样设计，即检查第一信号是否以预定的最小持续时间超过预定的阈值，检查第二信号是否以预定的最小持续时间超过预定的阈值，其中，当第一和第二信号同时分别以预定的最小持续时间处于分别所属的阈值之上时，则最早地达到了装料时间点。针对满足各检查标准的情况联合观察第一和第二信号同样是ー种能够很好地起作用的方法，从而能够可靠地确定尽可能对过程最有利的装料时间点。在本发明的ー种有利的设计方案中，电弧炉包括多于ー个电极、特别是三个电极，和/或包括多于ー个固体声传感器、特别是三个固体声传感器，其中，根据权利要求I至10中任一项所述在考虑到所有电极的检测的电极电流的情况下，和/或在考虑到所有固体声传感器的检测的固体声振荡的情况下，确定装料时间点。通过考虑电弧炉包括的所有电极的电极电流和/或电弧炉包括的所有固体声传感器的信号，确保了只有当电弧炉中也达到了期望的状态时，装料时间点才视为存在。由此确保了废料的不均匀的熔化对于电极不会导致过早的装料时间点，使得例如要补充添加的废料不放进炉中。上述所有方法的共同点是，它们为了为进行中的电弧炉过程确定最有利于过程的装料时间点而要使用从实时进行的电弧炉过程中检测的数据。由此能够在线地确认熔炼炉料在电弧炉中的状态，并且相应地能够依据电弧炉中的熔炼炉料的这种状态确定出装料时间点。通过使用与熔炼炉料的状态相关联的信号，就能够相对精准地实时跟踪过程进度，由此能够尽可能有利于过程地确定出装料时间点。该目的也通过ー种用于电弧炉的信号处理装置得以实现，其具有机器可读的程序代码，该程序代码具有控制指令，控制指令使得信号处理装置实施根据权利要求I至11中任一项所述的方法。此外，该目的还通过一种用于电弧炉的信号处理装置的机器可读的程序代码得以实现，其中，该程序代码具有控制指令，控制指令使得信号处理装置实施根据权利要求I至11中任一项所述的方法。
此外，本发明也扩展至ー种存储介质，具有存储在其上的、根据权利要求13所述的机器可读的程序代码。就装置而言，该目的通过ー种电弧炉得以实现，其具有至少ー个电极；电极电流检测装置，用于检测输送给至少ー个电极的电极电流；至少ー个固体声传感器，用于检测电弧炉的边界的固体声振荡；和根据权利要求12所述的信号处理装置，其中，电极电流检测装置和固体声传感器与信号处理装置作用连接。这样设计而成的电弧炉可以利用根据本发明的方法运行，由此能够实现根据本发明的优点。优选地，信号处理装置还额外地与控制-和/或调节装置相连，该控制-和/或调节装置与装料装置作用连接，其中，能够借助控制-和/或调节装置控制和/或调节熔炼炉料的装填。由此能够实现完全自动化。然而这不是强制性的。确定的装料时间点也能够被通知给操作人员，例如被显示出来，从而其开始手动地进行装料。信号处理装置在构造上能够与控制-和/或调节装置一致。可替换地，它们也能够设计为不同的、在空间上分隔的单
J Li ο
本发明的其它优点从实施例中得出，下面借助示意图更详尽地阐述这些实施例。图中示出图I电弧炉的示意性示图，图2在使用电极电流的情况下确定装料时间点的方法的流程图，图3在使用固体声波的情况下确定装料时间点的方法的流程图，图4在使用电极电流的情况下并且在使用固体声信号的情况下确定装料时间点的方法的流程图。
具体实施例方式图I示意性地示出电弧炉I、特别是三相电弧炉。在制造金属熔液、特别是在制造钢水熔池时，需要多次地将熔炼炉料G放入电弧炉I、特别是放入包含在电弧炉内的炉容器I’中，从而让炉中的在熔化过程结束时存在的液态金属达到期望的出料量。经常为此补充添加两次废料到电弧炉I中。然而，也可能需要进行多于或者少于两次的补充添加。除了其它因素，这还取决于电弧炉I及其容纳能力。如果为了达到出料量而必须装填三次废料，那么熔化过程首先以第一次装载或者说以第一次装填废料开始。这些被大部分或者完全熔化。然后，向炉I中第二次装填废料并且熔化。紧接着向炉I中第三次装载废料。这些也完全熔化，并且液态金属池做好了出料准备。为了补充装填，也就是说为上述的第二和第三次废料装载，必须将电极3a，3b，3c从电弧炉I中取出。通常为此也要打开电弧炉I的盖子。因此，电极3a，3b，3c至少是能够调节高度的并且通常也可摆动地支承。在这种情况下，电弧炉I包括三个电极3a，3b, 3c。分别利用相应的检测装置13a，13b或者13c检测各个电极3a，3b，3c的电极电流。这些电极3a，3b，3c通过电流输送装置与供电装置12耦合。供电装置12优选地具有炉变压器。此外，电弧炉I还具有三个固体声传感器4a, 4b, 4c,它们优选地布置在可振动的炉壁2上。优选地，这些固体声传感器4a, 4b, 4c布置在相对于一个电极3a, 3b, 3c最近的相对置的炉壁2或者说炉壁板上。此外，电弧炉I还包括信号处理装置8，该信号处理装置能够给电极电流检测装置13a, 13b, 13c输送信号，并且能够给固体声传感器4a, 4b, 4c输送信号。在信号处理装置8上存储了机器可读的程序代码21。该机器可读的程序代码21具有控制指令，当执行这些控制指令时，控制指令使得信号处理装置8实施根据本发明的方法的一种实施方式。机器可读的程序代码21能够借助存储介质22存储在信号 处理装置8上，例如借助USB记忆棒、CD、DVD或者其它数据载体进行存储。这个程序代码也能够永久性地存储在信号处理装置8上。也能够通过网络提供该程序代码21。因此，这样设计信号处理装置8，使得能够确定出装料时间点。优选地，信号处理装置8与控制-和/或调节装置9处于作用连接状态，使得借助它们能够在到达装料时间点时触发或者说进行一次装料过程，优选地全自动地进行。为此，控制-和/或调节装置9与装料装置10作用连接，例如与可移动的废料篮作用连接。此外，控制-和/或调节装置9可以用于控制和/或调节电弧炉I的其它功能，例如调节电极或诸如此类。为了清楚起见，图I中未将其示出。如果在不使用固体声信号的情况下确定装料时间点，特别是仅借助电极电流，就也可以不必为了确定装料时间点的目的而将固体声传感器4a，4b，4c安装在电弧炉I上。然而，固体声传感器4a，4b，4c也能够有利地用于其它的方法，例如參见WO2009095292AUW0 2007009924A1 或 WO 2009095396A1。固体声传感器4a,4b,4c优选地与用于放大和/或将固体声信号从电信号转换成光学信号的装置6作用连接。光学信号被装置6借助光波导管7传输给信号处理装置8。由于环境条件恶劣，所以将电信号转换成光学信号是可实行的。下面借助图2阐述如何能够在电极电流的基础上确定出装料信号。在流程图中的出发点是，用废料对电弧炉进行第一次填充，然后第一次的填充物熔化。此外，在方法步骤101中检测各电极的电极电流。它们被输送给控制-和/或调节装置，并且在那里进行进ー步处理。在方法步骤102中，电极电流从时间范围转入频率范围，例如借助快速傅氏变换，下面简称FFT。经证实，使用FFT是可实行的。然而，专业技术人员也能够使用其它的转换算法，它们使电极电流信号从时间范围转入频率范围成为可能。借助傅氏转换能够确定出针对频率的量值或者说针对电极电流的量值。这些量值针对于相应的频率范围的频率相关的电流的特定频率范围并且针对于三个电极被求和。针对三个电极k的在IOOHz和200Hz之间、200Hz和300Hz之间、300Hz和400Hz之间或者400Hz和500Hz之间的谐波之间的求平方的电流I的频谱分量SI的总和是从以下公式中计算得出的
.VI =封Σι>,. |Τ
Λ- I、.—./ I V ^ 抑./ f、JJ具有针对电极的编号k ;例如达到3至6Hz的距离值X，以提供离谐波j足够远的
距离；和I FTTiO I代表当电极k的相应的求平方的电极电流信号,2为1 Hz时，傅氏转换的量值。这与除了基波与谐波振荡(der harmonischen Oberschwingungen)之外加入到电极电流信号中的电流分量相符。此外还为电弧炉的双倍电网运行频率的谐波振荡确定出频谱分量S2，它由200Hz、300Hz、400Hz和500Hz的电流分量和与其相差无几的电流分量提供。这根据以下公式实现
> I, 5ΛSI = Xm FfnnxmI
I I V / 2J这种做法是以发明人的观察结果和现有认识为基础的，S卩，在从废料上燃烧(下面称为废料阶段)过渡到在液态金属上燃烧(下面称为液体池阶段)吋，电极电流的非谐振性显著下降。这就是说，在废料阶段，除了 IOOHz的固有谐波(针对50Hz的电网运行频率)和200Hz、300Hz等的谐波振荡，在很大程度上还能看出在这些谐波之间的频谱分量。在平池阶段，这些分量大幅度減少，使得几乎只存在一次谐波及其倍数。因此，有利地能够借助这个认识确定电极的区域内废料的熔化程度S。在另ー种电网运行频率的情况下，例如在60Hz时，固有谐波就会是120Hz，并且谐波振荡是它的相应的整数倍。这例如能够应用在非欧洲国家中，例如美国。在方法步骤103中，从确定出的信号中得出商。如果例如得出S1/S2的比例，并且将其乘以敏感因数a (取决于大小等级 2的电弧炉及其电路设计)，并且将这个值限制到I以内，那么就得出衡量尺度y以用于进ー步进行计算
,幻.)V = mm i9a * ——在方法步骤104中，现在将y应用到所谓的S函数中，并且由此获得第一信号S，用于确定废料熔化情况S = ￥ -(——) ^ιη(2π*γ)
2μ第一信号S在废料阶段期间几乎为零，在液体池阶段变成I左右的值。该信号构成要发出的装载信号的第一标准，因为这个标准对电极区域内的废料的熔化情况的反应非
常敏感。在方法步骤105中，检查第一信号S在预定的持续时间内是否高于预定的阈值。作为预定的持续时间(在这段时间内必须超过阈值)，例如可以选择10至40秒，特别是20秒。当第一信号在完全熔化时为大约I吋，阈值本身例如在O. 6至O. 8的范围内选出，特别是 O. 7。一旦方法步骤105得出，即至少超过阈值20秒，那么在方法步骤106中发出装料信号，也就是说，现在能够重新将废料放入电弧炉中。发出的装料信号不仅能够引起全自动地为电弧炉装料，而且能够向操作人员通知存在的最佳装料时间点，例如通过可视显示器和/或借助音频装置。一旦检测得出，即未以预定的最小持续时间超过阈值，那么继续根据以上方式和方法分析电极电流。
在方法步骤107中，检查是否应该继续执行所述方法，特别是在装填下一批熔炼炉料之后。特别是在为了达到出料量必须进行三次装料的情况下，例如不再需要在装填第三批废料之后继续进行该方法，因为在电弧炉中添加第三次料以后，不再进行装料。在实现期望的熔化效果以后，下ー步进行液态金属的出料。就此而言，继续确定装料时间点可能是多余的。图3示出用于为电弧炉确定装料时间点的一种可替换的实施方式。这种方法从相同的开始条件出发。用废料第一次装填电弧炉，并且为了熔化废料的目的，该炉处于运行状态。在方法步骤201中，用现存的固体声传感器检测固体声信号。由固体声传感器s检测的信号用KSs表示，其中，编号s是计数编号，并且在本实施例中，等于I至3，因为电弧炉包括三个固体声传感器。在固体声信号的基础之上使用第二信号是以以下观察结果为基础的，即炉边界的、特别是炉面板的固体声振荡，在过渡到平池阶段时集中到两倍电网频率的谐波，也就是说整数多倍。因此，在电网运行频率为50Hz时，主要出现100Hz、200Hz、300Hz等的频率。在废料熔化阶段中，功率在固体声的频谱中相对均匀地分布在一个较大的频率范围上。因此，有利地能够借助信号-噪声-比例确定出第二信号SKs，该信号是为了确定装料时间点确定出的，并且能够与炉壁上的废料的熔化情况相关联。这在方法步骤202中实现。为此，首先实现利用例如j = 1，2，…6计算双倍电网运行频率的谐波j的噪声水平SNj,也就是说100Hz、200Hz、…600Hz的频率。双倍电网运行频率的第j个谐波振荡的噪声水平SNj是由第j个谐波振荡()的固体声信号分量的值与第j个谐波振荡的噪声环境中的固体声信号分量的信号值之间的比例构成的。有利地，噪声环境是从低于和高于相应的第j个谐波振荡的15Hz至35Hz之间的
频谱分量中计算得出的。对每个谐波振荡j的计算是遵照以下公式实现的
, \
权利要求
1.一种用于确定在电弧炉(I)中装填、特别是补充装填熔炼炉料(G)、特别是废料的装料时间点的方法，其中，所述电弧炉(I)包括至少一个电极(3a，3b，3c)，用于借助电弧对布置在所述电弧炉(I)内的所述熔炼炉料(G)进行加热，其特征在于，基于检测的电极电流(Ik)确定出第一信号(S)以用于确定熔炼炉料一侧的电弧根的相态；检查所述第一信号(S)是否以预定的最小持续时间超过预定的阈值；当所述第一信号以所述预定的最小持续时间超过所述阈值时，则最早地达到了所述装料时间点。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，为了确定出所述第一信号(S)，应用S函数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，为了确定出所述第一信号(S)，对于所述S函数考虑到在双倍电网运行频率的整数多倍的情况下的电极电流量值和存在于所述双倍电网运行频率的整数多倍之间的电极电流量值之间的比例。
4.一种用于确定在电弧炉(I)中装填、特别是补充装填熔炼炉料(G)、特别是废料的装料时间点的方法，其中，所述电弧炉包括至少一个电极(3a, 3b, 3c),用于借助电弧对布置在所述电弧炉(I)内的所述熔炼炉料(G)进行加热，其中，借助检测的固体声波确定出第二信号(SKs)以用于确定在所述电弧炉(I)的边界(2)上附着的、特别是在炉壁上附着的固体材料形式的熔炼炉料部分，其中，检查所述第二信号(SKs)是否以预定的最小持续时间超过预定的阈值，其中，当所述第二信号以所述预定的最小持续时间超过所述阈值时，则最早地达到了所述装料时间点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为了确定出所述第二信号(SKs)，从离散频率的固体声信号分量中和从以预定的区间与相应的离散频率偏离的频率的固体声信号分量中形成信号-噪声-比例(SNR)。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定出所述第二信号(SKs),额外地考虑到在所述电弧炉处于电网运行频率、特别是50Hz或60Hz的情况下的电极电流信号分量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，借助以下等式确定出所述第二信号(SKs)SKs = c * (SNR-d) * (GG-0,9) 其中， SNR :所述信号-噪声-比例， GG :在所述电网运行频率的情况下的所述电极电流信号分量， c :放大因数，和 d :偏移值。
8.一种用于确定在电弧炉(I)中装填、特别是补充装填熔炼炉料(G)、特别是废料的装料时间点的方法，其中，所述电弧炉(I)包括至少一个电极(3a, 3b, 3c),用于借助电弧对布置在所述电弧炉(I)内的所述熔炼炉料(G)进行加热，其中，基于检测的电极电流(Ik)确定出第一信号(S)以用于确定熔炼炉料一侧的电弧根的相态，其中，借助检测的固体声波确定出第二信号(SKs)以用于确定在所述电弧炉(I)的边界(2)上附着的、特别是在炉壁上附着的固体材料形式的熔炼炉料部分，其中，在应用所述第一和所述第二信号的情况下确定出所述装料时间点。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，从所述第一信号(S)和所述第二信号(SKs)中确定出取平均值的信号，其中，检查所述取平均值的信号是否以预定的最小持续时间超过能预定的阈值，其中，当所述取平均值的信号以所述预定的最小持续时间处于所述阈值之上时，则最早地达到了所述装料时间点。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，检查所述第一信号(S)是否以所述预定的最小持续时间超过预定的阈值，其中，检查所述第二信号(SKs)是否以所述预定的最小持续时间超过所述预定的阈值，其中，当所述第一和所述第二信号同时分别以所述预定的最小持续时间处于分别所属的阈值之上时，则最早地达到了所述装料时间点。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电弧炉(I)包括多于一个电极(3a, 3b, 3c)、特别是三个电极,和/或包括多于一个固体声传感器(4a, 4b, 4c)、特别是三个固体声传感器，其中，根据前述权利要求中任一项所述在考虑到所有电极(3a，3b，3c)的所述检测的电极电流(Ik)和/或在考虑到所有固体声传感器(4a，4b，4c)的检测的固体声振荡的情况下，确定装料时间点。
12.一种用于电弧炉的信号处理装置(8)，具有机器可读的程序代码(21)，所述程序代码具有控制指令，所述控制指令使得所述信号处理装置(8)实施根据前述权利要求中任一项所述的方法。
13.一种用于电弧炉(I)的信号处理装置(8)的机器可读的程序代码(21)，其中，所述程序代码(21)具有控制指令，所述控制指令使得所述信号处理装置(8)实施根据权利要求I至11中任一项所述的方法。
14.一种存储介质(22)，具有存储在所述存储介质上的、根据权利要求13所述的机器可读的程序代码(21)。
15.一种电弧炉(1)，具有至少一个电极(3a，3b，3c);电极电流检测装置(13a，13b，13c)，用于检测所述至少一个电极(3a，3b，3c)的电极电流(Ik);至少一个固体声传感器(4a，4b，4c)，用于检测所述电弧炉(I)的边界(2)的、特别是炉壁(2)的固体声振荡；和根据权利要求12所述的信号处理装置，其中，所述电极电流检测装置(13a，13b，13c)和所述固体声传感器(4a，4b，4c )与所述信号处理装置作用连接。
16.根据权利要求15所述的电弧炉，其特征在于，所述信号处理装置(8)与控制-和/或调节装置(9)作用连接，所述控制-和/或调节装置与装料装置(10)作用连接，并且能够借助所述控制-和/或调节装置(9)控制和/或调节熔炼炉料(G)的装填。
全文摘要
本发明涉及一种电弧炉、一种信号处理装置、一种存储介质、一种机器可读的程序代码和一种用于确定在电弧炉(1)中装填、特别是补充装填熔炼炉料(G)、特别是废料的装料时间点的方法，其中，电弧炉(1)包括至少一个电极(3a，3b，3c)，用于借助电弧对布置在电弧炉(1)内的熔炼炉料(G)进行加热。通过基于检测的电极电流(Ik)确定出第一信号(S)以用于确定熔炼炉料一侧的电弧根的相态的方式，并且通过检查第一信号(S)是否以预定的最小持续时间超过预定的阈值的方式，并且通过当第一信号以预定的最小持续时间超过阈值时，则最早地达到了装料时间点的方式，由此能够为电弧炉的运行确定以状态为导向的装料时间点，从而减少为了达到出料量的能量使用、资源使用和一个生产周期的生产时间。
文档编号F27B3/28GK102859007SQ201180018922
公开日2013年1月2日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年4月12日
发明者比约恩·迪特默, 德特勒夫·里格尔, 阿尔诺·德贝勒, 克劳斯·克吕格尔, 萨沙·利德贝特, 托马斯·马楚拉特 申请人:西门子公司