用于电弧炉的运行方法与流程

本发明涉及一种用于电弧炉的运行方法，-其中，电弧炉的控制装置首先在熔化阶段中并且而后在紧接着熔化阶段的平熔池阶段中用第一操控值来操控电弧炉的能量供给装置，从而能量供给装置从供电网络中获取电能并且将该电能通过炉变压器供应给电弧炉的电极，并且此外用第二操控值来操控电弧炉的定位装置，从而定位装置将电极在熔化阶段中相对于处于电弧炉的炉容器中的、在固体的聚集状态中的含钢材料定位，使得在熔化阶段中在电极与含钢材料之间构造电弧，通过该电弧将含钢材料熔化成钢熔融物，并且将该电极在平熔池阶段中相对于钢熔融物定位，从而在平熔池阶段中在电极与钢熔融物之间构造电弧，通过该电弧来进一步加热钢熔融物，-其中，控制装置在熔化阶段期间不仅如此求取第一操控值而且也如此求取第二操控值，使得供应给电极的电能的电特征参量尽可能地逼近相应的目标参量，-其中，控制装置在平熔池阶段期间如此求取第一操控值，使得电特征参量尽可能地逼近相应的目标参量。本发明此外基于一种用于电弧炉的控制装置的控制程序，其中，控制程序包括机器代码，该机器代码能够由控制装置处理，其中，通过控制装置对机器代码的处理引起了，控制装置按照这类运行方法来运行电弧炉。本发明此外基于一种电弧炉的控制装置，其中，控制装置利用这类控制程序来编程，从而控制装置按照这类运行方法来运行电弧炉。本发明此外基于一种电弧炉，-其中，电弧炉具有炉容器，能够将含钢材料在固体的聚集状态中供应给该炉容器，-其中，电弧炉具有能量供给装置和电极以及炉变压器，-其中，能量供给装置在输入侧与供电网络连接并且在输出侧通过炉变压器来与电极连接，-其中，电弧炉具有定位装置，借助于该定位装置，电极能够在熔化阶段中相对于含钢材料定位并且在紧接着熔化阶段的平熔池阶段中相对于通过熔化含钢材料所产生的钢熔融物定位，-其中，电弧炉具有控制装置，由该控制装置能够不仅在熔化阶段中而且也在平熔池阶段中用第一操控值来操控能量供给装置并且用第二操控值来操控定位装置，-其中，控制装置如上面阐释的那样来构造。

背景技术：

1、所提及的主题一般已知。例如能够参阅wo 2015/176899 a1。在这方面也能够提及ep 1026921 a1和ep 3124903 a1。

2、由wo 2019/207611 a1也已知一种用于电弧炉的运行方法。在这种运行方法中，用于电弧炉的电极的能量供给装置构造为中间电路转换器。中间电路转换器看起来布置在炉变压器后面。wo 2019/207611a1没有更详细地研究电极的位置调节。

3、由ep 3124903 a1已知一种用于电弧炉的运行方法，在该运行方法中，根据电弧炉的电运行参量来共同地操控用于电极的能量供给装置以及用于电极的定位装置。

4、由us 5115447 a已知一种在所谓的钻孔阶段期间用于电弧炉的运行方法，在该运行方法中，单独地在短路方面并且在电弧截断方面检查电极，并且在出现这类状态的情况下追踪电极位置。

5、在电弧炉中熔化钢时，将电能通过炉变压器供应至电弧炉的电极。炉变压器通常通过中压变压器来与供电网络联接。炉变压器提供多个电压级。对于恒定的功率范围以及其他大电流范围而言，能够在炉变压器处选择相应的电压级。所确定的电压级内的精密调节例如能够借助于阻抗调节来实现。

6、在这种处理方式中，仅能够实现几个电压级，并且电极电流经受剧烈的波动。为了降低波动，大多通过液压调整装置来机械地调节对电极的定位。对电极的机械调整具有比电弧的实际特性显著更低的动态性。因此仅能够不充分地调节波动。此外，波动会导致构件、例如大电流线缆、引导电流的承载臂、液压缸等的显著的载荷。波动不仅在熔化阶段中而且也在平熔池阶段中出现。

7、在平熔池阶段中，通常将相对低的电压施加到电极处，并且此外将电极相对靠近钢熔融物的表面定位。由此设定高电流。同时，可靠地通过泡沫渣来屏蔽热损耗。根据电弧炉的功率水平或者在产生特定的钢(尤其不锈钢和优质钢)时，电弧然而仅部分地或者甚至没有被泡沫渣包裹。由此降低了电弧炉的能量效率。

8、在通过炉变压器的电压级来设定电极电压时，必须连续地再调节对电极的定位。再调节例如能够如此进行，使得调节到所确定的阻抗或所确定的功率。因为定位装置的动态性然而相比于电弧的电系统中的变化相对较低，所以保留了一定的无法被调节的波动。该波动由于钢熔融物的波浪运动和流动还会增大。由此到钢熔融物中的能量输入不是最佳的。

9、由现有技术的文献、尤其由wo 2015/176899 a1和ep 3124903a1并且在限定的范围中也由ep 1026921 a1已知下述处理方式，在该处理方式中，能够连续地设定电极电压。相对于通过炉变压器的电压级来设定电极电压，这种设计方案提供了显著的优点。一方面，能够不仅逐级地、而且也连续地改变电极电压。另一方面，因为该炉变压器不必提供多个电压级，所以能够更为容易地构造炉变压器。此外，通过这种设计方案能够实现另外的类型的调节。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，实现下述可行方案，借助于该可行方案能够在平熔池阶段中以容易和可靠的方法和方式来实现对电弧的快速且在质量上高值的调节。

2、该目的通过一种具有权利要求1的特征的运行方法来实现。该运行方法的有利的设计方案是从属权利要求2至8的主题。

3、按照本发明，通过下述方式来设计开头所提及的类型的运行方法，即：控制装置在平熔池阶段期间完全不依赖于电特征参量来求取第二操控值，或者只有当控制装置基于电特征参量识别到电弧截断(lichtbogenabriss)和/或短路的危险时，才根据电特征参量来求取该第二操控值。

4、由控制装置在平熔池阶段(flachbadphase)期间于是——也如在现有技术中那样——如此求取第一操控值，使得电特征参量尽可能地逼近相应的目标参量。反之，除了在一定必须避免的特别的运行状态的危险的情况下外，则不依赖于电特征参量来求取第二操控值。作为结果，因此仅通过对能量供给装置的操控进行适配来追踪电极电压和电极电流。

5、供应给电极的电能的电特征参量能够根据需求来确定。电特征参量例如能够是电极电流。作为电极电流尤其考虑有效电流。在个别情况下，电特征参量但是也能够是无功电流和/或视在电流。替代地，电特征参量能够是电功率。作为功率尤其考虑有效功率。在个别情况下，电特征参量但是也能够是无功功率和/或视在功率。

6、施加到电极处的电压和因此供应给电极的电流也通常是交变参量、即交变电压和交变电流。交变参量能够通过其振幅、其频率和其在周期期间的走势(例如正弦形地、三角形地、锯齿形地、矩形地等)来表征。时间上的走势优选是正弦形的。

7、必须始终合适地设定振幅。频率能够在一些情况下保持恒定。在其他情况下但是优选的是，控制装置在平熔池阶段期间如此求取第一操控值，使得为了将电特征参量逼近相应的目标参量而还对供应给电极的电极电流的和/或施加到电极处的电极电压的频率进行改变。这种处理方式在优化电弧炉的运行时提供了更大的灵活性。

8、优选供应给电极的电极电流的和/或施加到电极处的电极电压的频率在平熔池阶段中小于供电网络的基频。这种处理方式已经在试验中证实为特别有利。

9、在平熔池阶段开始时，电极与钢熔融物的表面间隔开。因此，电弧在平熔池阶段开始时具有基本长度。在一些情况下有利的是，控制装置将电极在平熔池阶段期间移动到钢熔融物上，从而电弧在移动到钢熔融物上之后仅还具有小于基本长度的剩余长度。为了避免短路的危险，然而应该不低于一定的最小长度。出于这种原因，剩余长度优选为基本长度的至少20％。

10、能够根据如在平熔池阶段开始时存在的电特征参量来求取或者至少估计基本长度。可行的是，这种求取/估计在智力方面通过人员来进行。优选但是通过控制装置来进行这种求取/估计。

11、该目的此外通过一种具有权利要求9的特征的控制程序来实现。按照本发明，通过控制装置对机器代码的处理引起了，控制装置根据按照本发明的运行方法来运行电弧炉。

12、该目的此外通过一种具有权利要求10的特征的控制装置来实现。按照本发明，控制装置利用按照本发明的控制程序来编程，从而控制装置根据按照本发明的运行方法来运行电弧炉。

13、该目的此外通过具有权利要求11的特征的电弧炉来实现。按照本发明，控制装置构造为按照本发明的控制装置。