RU2378390C2

RU2378390C2 - Method for properties definition of content of arc furnace

Info

Publication number: RU2378390C2
Application number: RU2008106784/02A
Authority: RU
Inventors: Томас МАЧУЛЛАТ (DE); Томас МАЧУЛЛАТ
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2010-01-10
Also published as: RU2008106784A; EP1907594A2; US20080307926A1; BRPI0613762A2; WO2007009861A2; CA2615927A1; DE102005034378A1; CN101228284A; MX2008000311A

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: method includes definition of properties and/or position of charged metal, presenting mainly in solid phase in arc furnace, which is separated for multitude of segments and it is provided on each segment, at least one acoustic sensor. Additionally by voltaic arc between electrodes and charged material there are created acoustic signals, there are measured reflected and/or passing through charged material acoustic signals by means of acoustic sensors, there are measured acoustic signals and defined properties and/or position of charged material in arc furnace. ^ EFFECT: productivity improvement of arc furnace, reduction of specific energy consumption. ^ 12 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способу для определения свойств содержания дуговой печи для плавления загружаемого материала.The invention relates to a method for determining the content properties of an arc furnace for melting a feed material.

В дуговой печи загружаемый материал, например лом и отходы, расплавляют за счет подвода энергии. Так, например, в дуговой электропечи для производства стали к загружаемому материалу подводят энергию, причем с помощью электродов образуют электрическую дугу. При этом предпочтительно также через дополнительные топлива, которые содержат, например, по меньшей мере частично уголь и/или кислород, вводят химическую энергию.In an arc furnace, feed material, such as scrap and waste, is melted by supplying energy. So, for example, in an electric arc furnace for the production of steel, energy is supplied to the feed material, and with the help of electrodes an electric arc is formed. Moreover, it is also preferable to introduce chemical energy through additional fuels which contain, for example, at least partially coal and / or oxygen.

Протекающий в дуговой печи процесс зависит в основном от свойств содержания дуговой печи. Является известным лом и отходы сортировать и классифицировать, и подводить лом и отходы к дуговой печи сортированно и с учетом загрузочного плана. На основе сортировки лома и отходов и на основе загрузочного плана можно тогда делать высказывания о состояниях внутри печи, которые, однако, связаны со сравнительно высокой ненадежностью и вероятностью ошибок.The process taking place in an arc furnace mainly depends on the properties of the content of the arc furnace. It is known to sort and classify scrap and waste, and to bring scrap and waste to the arc furnace sorted and taking into account the loading plan. Based on the sorting of scrap and waste and on the basis of the loading plan, one can then make statements about the conditions inside the furnace, which, however, are associated with a relatively high unreliability and probability of errors.

Задачей настоящего изобретения является предоставление в распоряжение улучшенного способа определения свойств содержания дуговой печи.An object of the present invention is to provide an improved method for determining the content properties of an arc furnace.

Задача решается за счет способа для определения свойств содержания дуговой печи, в частности дуговой электропечи, причем на дуговой печи измеряют акустические сигналы. Таким образом и, в особенности, за счет оценки измеренных акустических сигналов можно значительно точнее и надежнее определять свойства содержания дуговой печи, в частности дуговой электропечи. С помощью улучшенного согласно изобретению способа для определения свойств содержания дуговой печи можно лучше локально и количественно регулировать ввод энергии в дуговую печь, в частности, дуговую электропечь.The problem is solved by the method for determining the properties of the content of the arc furnace, in particular an electric arc furnace, and acoustic signals are measured on the arc furnace. Thus and, in particular, by evaluating the measured acoustic signals, it is possible to more accurately and reliably determine the content properties of the arc furnace, in particular the electric arc furnace. Using the improved method according to the invention for determining the properties of the content of the arc furnace, it is possible to better locally and quantitatively control the energy input into the arc furnace, in particular, the electric arc furnace.

Предпочтительно для измерения акустических сигналов применяют по меньшей мере один акустический сенсорный датчик, который расположен на корпусе печи и/или на других частях дуговой печи, в частности дуговой электропечи.Preferably, at least one acoustic sensor is used to measure the acoustic signals, which is located on the furnace body and / or on other parts of the arc furnace, in particular an electric arc furnace.

Предпочтительно для определения свойств содержания дуговой печи, в частности дуговой электропечи, дополнительно измеряют электрические сигналы, в частности ток, напряжение и/или энергию, с помощью по меньшей мере одного электрического сенсорного датчика. 3а счет этого, в частности, за счет совместной оценки полученных как из акустического, так и электрического измерения, измеренных данных можно получать существенно более точные информации о свойствах содержания дуговой печи.Preferably, to determine the properties of the content of the arc furnace, in particular an electric arc furnace, additionally measure electrical signals, in particular current, voltage and / or energy, using at least one electric sensor. 3a, due to this, in particular, due to a joint assessment of the measured data obtained from both acoustic and electrical measurements, significantly more accurate information on the properties of the content of the arc furnace can be obtained.

Предпочтительно посредством электрического сенсорного датчика измеряют электрические сигналы, в частности ток, напряжение и/или энергию, между по меньшей мере двумя электродами дуговой печи.Preferably, electrical signals, in particular current, voltage and / or energy, are measured between the at least two electrodes of the arc furnace by means of an electric sensor.

Предпочтительно определяют свойства загружаемого материала, который преимущественно, по меньшей мере частично, состоит из лома и отходов, т.е. скрапа.The properties of the feed material, which mainly, at least in part, consists of scrap and waste, i.e. scrap.

Предпочтительно для раннего распознавания обвалов загружаемого материала измеренные значения и/или данные, полученные из измеренных значений, запоминают в банке данных.Preferably, for early detection of collapses in the feed material, the measured values and / or data obtained from the measured values are stored in a data bank.

Предпочтительно актуальные измеренные значения и/или полученные из измеренных значений данные сравнивают с измеренными значениями и/или с соответствующими данными, которые запомнены в банке данных. Таким образом можно особенно заблаговременно распознавать свойство содержания дуговой печи, которая с высокой вероятностью приводит к обвалу загружаемого материала и/или к повреждениям на электродах. Тем самым можно своевременно препятствовать подобным явлениям.Preferably, the actual measured values and / or data obtained from the measured values are compared with the measured values and / or with the corresponding data stored in the data bank. Thus, it is possible to recognize in advance the property of maintaining the arc furnace, which with a high probability leads to a collapse of the loaded material and / or to damage to the electrodes. Thus, such phenomena can be prevented in a timely manner.

Задача решается также за счет способа для эксплуатации дуговой печи, причем информации о свойствах содержания дуговой печи, полученные с помощью выше описанного способа, применяют для управления или, соответственно для регулирования дуговой печи.The problem is also solved by the method for operating the arc furnace, and information about the properties of the contents of the arc furnace obtained using the above method is used to control or, accordingly, to regulate the arc furnace.

Предпочтительно регулируют подвод энергии к электродам для избежания поломки одного или нескольких электродов.Preferably, the energy supply to the electrodes is controlled to avoid breaking one or more electrodes.

Предпочтительно регулируют положение электродов.Preferably, the position of the electrodes is adjusted.

Предпочтительно процесс эксплуатации дуговой печи ведут нацеленно несимметрично, то есть положения электродов и/или подвод энергии к электродам устанавливают по меньшей мере временами не симметрично.Preferably, the operation process of the arc furnace is targeted asymmetrically, that is, the positions of the electrodes and / or the supply of energy to the electrodes are set at least not symmetrically at times.

Предпочтительно регулируют подвод химической энергии в дуговую печь.Preferably, the supply of chemical energy to the arc furnace is controlled.

Задача решается также за счет устройства со средствами, подходящими для осуществления выше описанного способа, причем устройство содержит дуговую печь с акустическими сенсорными датчиками.The problem is also solved by a device with means suitable for implementing the above-described method, the device comprising an arc furnace with acoustic sensor sensors.

Дальнейшие преимущества и подробности изобретения описываются в последующем на основе примеров в связи с чертежами. При этом показывают:Further advantages and details of the invention are described hereinafter based on examples in connection with the drawings. At the same time, they show:

ФИГ.1 - схематически связанную с вычислительным устройством дуговую печь с корпусом печи,FIGURE 1 - schematically associated with a computing device arc furnace with a furnace body,

ФИГ.2 - в схематическом представлении корпус печи,FIG.2 - in a schematic representation of the furnace body,

ФИГ.3 - сегмент корпуса печи,FIG.3 - segment of the furnace body,

ФИГ.4 - схематически пример для распространения акустических сигналов в корпусе печи.FIGURE 4 is a schematic example for the propagation of acoustic signals in the furnace body.

ФИГ.1 показывает дуговую печь 1, которая в примерном выполнении выполнена в виде дуговой электропечи. Дуговая печь 1 содержит множество, в показанном примере три электрода 3а, 3b, 3c, которые расположены предпочтительно с возможностью изменения их положения и по меньшей мере частично входят внутрь в корпус печи 2 дуговой электропечи.FIG. 1 shows an arc furnace 1, which in an exemplary embodiment is made in the form of an electric arc furnace. The arc furnace 1 contains a plurality, in the shown example, three electrodes 3a, 3b, 3c, which are preferably located with the possibility of changing their position and at least partially enter the body of the furnace 2 of the electric arc furnace.

Предпочтительно между электродами 3а, 3b, 3c и/или между электродами 3а, 3b, 3c и корпусом печи 2 течет электрический ток. 3а счет этого в корпусе печи 2 образуется электрическая дуга 6. Электрическая дуга 6 намечена на ФИГ.1 только символически. Для измерения электрических сигналов ES, например для измерения тока между электродами 3а, 3b, 3c, предусмотрен электрический сенсорный датчик 4а. Вокруг дуговой печи 1 расположены акустические сенсорные датчики 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t, с помощью которых определяют акустические сигналы N_e, N_g, N_d (см. ФИГ.4) изнутри дуговой печи 1. Измеренные данные акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t подводят к подходящим средствам оценки 11. При необходимости, к к подходящим средствам оценки 11 подводят также измеренные данные по меньшей мере одного электрического сенсорного датчика 4а.Preferably, an electric current flows between the electrodes 3a, 3b, 3c and / or between the electrodes 3a, 3b, 3c and the furnace body 2. 3a, an electric arc 6 is formed in the furnace body 2. The electric arc 6 is only symbolically indicated in FIG. 1. For measuring electrical signals ES, for example for measuring current between electrodes 3a, 3b, 3c, an electric sensor 4a is provided. Around the arc furnace 1 are acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t, with which acoustic signals N _e , N _g , N _d are determined (see FIG. 4) from inside the arc furnace 1. The measured data of the acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t are fed to suitable evaluation means 11. If necessary, the measured data of at least one electric sensor sensor 4a is also connected to suitable evaluation means 11.

Акустические сенсорные датчики 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t расположены в показанном примере вокруг корпуса печи 2. Акустические сенсорные датчики 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t могут быть расположены не только на корпусе печи 2, но и альтернативно или дополнительно, например, также на не представленной более подробно крышке дуговой печи 1. Акустические сенсорные датчики 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t могут быть, например, расположены связанными непосредственно или косвенно с корпусом печи 2 и/или с дуговой печью 1. Особенно предпочтительным является однако расположение акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t непосредственно на корпусе печи 2 и/или на не представленной более подробно крышке дуговой печи 1.The acoustic touch sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t are located in the shown example around the furnace body 2. The acoustic touch sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t can be located not only on the furnace body 2, but alternatively or additionally, for example, also on the cover of the arc furnace 1 not shown in more detail. The acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t can, for example, be directly connected or indirectly with the furnace body 2 and / or with the arc furnace 1. However, an arrangement of ac acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t directly on the furnace body 2 and / or on the cover of the arc furnace 1 not shown in more detail.

Предпочтительно предусмотрено вычислительное устройство 10, которое связано с дуговой печью 1. Вычислительное устройство 10 выдает управляющие сигналы CS на дуговую печь, чтобы, например, воздействовать на положение электродов 3а, 3b, 3c и/или подвод энергии к электродам 3а, 3b, 3c. Для этого вычислительное устройство 10 содержит управляющий модуль 12. Вычислительное устройство 10 содержит предпочтительно средства оценки 11, с помощью которых измеренные данные, которые переданы от множества акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t и/или по меньшей мере от одного электрического сенсорного датчика 4а, при необходимости, предварительно обрабатывают и анализируют. 3а счет оценки сигналов акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t производят анализ механического шума.Preferably, a computing device 10 is provided that is connected to the arc furnace 1. The computing device 10 provides control signals CS to the arc furnace, for example, to influence the position of the electrodes 3a, 3b, 3c and / or the energy supply to the electrodes 3a, 3b, 3c. To this end, the computing device 10 comprises a control module 12. The computing device 10 preferably comprises evaluation means 11, by means of which measured data are transmitted from a plurality of acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t and / or from at least one electric sensor 4a, if necessary, pre-processed and analyzed. 3a, by evaluating the signals of the acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t, a mechanical noise analysis is performed.

Как схематически представлено на ФИГ.2, корпус печи 2 может быть разделен на один или множество сегментов S_n с углом α_n. Предпочтительно сегменты S_n имеют стандартный угол α_n. В альтернативной форме выполнения угол α_n может быть различным от одного сегмента S_m к другому сегменту S_n. Например, является возможным, что корпус печи 2 разделен на сегменты S_n таким образом, что сегментыAs shown schematically in FIG. 2, the furnace body 2 can be divided into one or many segments S _n with an angle α _n . Preferably, the segments S _n have a standard angle α _n . In an alternative embodiment, the angle α _n may be different from one segment S _m to another segment S _n . For example, it is possible that the furnace body 2 is divided into segments S _n such that the segments

S_n по меньшей мере приблизительно расположены в точечной симметрии. Предпочтительно на каждый сегмент Sn предусмотрен по меньшей мере один акустический сенсорный датчик 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t. В примерной форме выполнения изобретения является возможным, что в одном или в нескольких сегментах S_n не предусмотрен никакой акустический сенсорный датчик 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t. Согласно изобретению, однако, предусмотрен по меньшей мере один акустический сенсорный датчик 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t. Предпочтительно предусмотрены по меньшей мере два акустических сенсорных датчика 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t.S _n are at least approximately located in point symmetry. Preferably, at least one acoustic sensor 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t is provided for each Sn segment. In an exemplary embodiment of the invention, it is possible that in one or more segments S _n no acoustic sensor 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t is provided. According to the invention, however, at least one acoustic sensor 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t is provided. Preferably, at least two acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t are provided.

Как схематически показано на ФИГ.3, сегмент S_n с углом α_n может быть разложен далее на горизонтальные сегменты hs₁, hs₂, …, hs_n и/или вертикальные сегменты vs₁, vs₂, …, vs_n, чтобы задавать расположение акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t.As shown schematically in FIG. 3, a segment S _n with an angle α _n can be further decomposed into horizontal segments hs ₁ , hs ₂ , ..., hs _n and / or vertical segments vs ₁ , vs ₂ , ..., vs _n to define the location of the acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t.

ФИГ.4 показывает схематически вырез дуговой печи 1, причем, в частности, только схематически представлены содержание корпуса печи 2, а также электрод 3а. В корпусе печи 2 находится загружаемый материал 7, в частности лом и отходы, который расплавляют с помощью по меньшей мере одного электрода 3а в расплав 8, в частности в жидкую сталь. Расплавление загружаемого материала 7 происходит, в частности, за счет того, что под действием только символически представленной электрической дуги 6, которая образуется, в частности, между электродом 3а и загружаемым материалом 7 или, соответственно, расплавом 8, во внутрь дуговой печи 1 подводят энергию. Внутри дуговой печи 1 выше расплава 8 может образовываться шлак 9.FIG. 4 shows schematically a cut-out of an arc furnace 1, and, in particular, only the contents of the furnace body 2, as well as the electrode 3a are only schematically represented. In the body of the furnace 2 is a feed material 7, in particular scrap and waste, which is melted with at least one electrode 3a into the melt 8, in particular into molten steel. The melting of the feed material 7 occurs, in particular, due to the fact that under the action of only a symbolically represented electric arc 6, which is formed, in particular, between the electrode 3a and the feed material 7 or, respectively, the melt 8, energy is supplied inside the arc furnace 1 . Inside the arc furnace 1 above the melt 8, slag 9 may form.

Загружаемый материал 7 выполнен в виде множества кусков и присутствует преимущественно в твердой фазе. Свойства содержания дуговой печи 1, в частности свойства загружаемого материала 7, характеризуются прежде всего кусковатостью, т.е. крупностью кусков загружаемого материала 7. Кусковатость загружаемого материала 7 характеризуется, например, длиной, шириной, высотой, положением, формой, весом и/или плотностью загружаемого материала 7 или, соответственно, образующих загружаемый материал 7 кусков. Кусковатость и, в частности, положение загружаемого материала 7, в частности лома и отходов, обуславливает проникновение энергии в дуговую печь 1. Названные показатели или, соответственно, характеристики загружаемого материала 7, то есть свойства содержания дуговой печи 1, могут вызывать обвалы лома и отходов, которые могут приводить к поломкам электродов и тем самым к простою дуговой печи 1. Введение энергии в дуговую печь 1 колеблется вследствие неоднородности и/или непостоянства загружаемого материала 7, в результате чего не может быть полностью использована производительность одного или нескольких не представленных более подробно печных трансформаторов, которые связаны с электродами 3а, 3b, 3c. С помощью изобретения можно в значительной степени избежать обвалов загружаемого материала 7, поломок электродов и простоев печи.Downloadable material 7 is made in the form of many pieces and is present mainly in the solid phase. The content properties of the arc furnace 1, in particular the properties of the feed material 7, are characterized primarily by lumpiness, i.e. the size of the pieces of feed material 7. The lumpiness of the feed material 7 is characterized, for example, by the length, width, height, position, shape, weight and / or density of the feed material 7 or, respectively, forming the feed material 7 pieces. The lumpiness and, in particular, the position of the feed material 7, in particular scrap and waste, causes the penetration of energy into the arc furnace 1. These indicators or, accordingly, the characteristics of the feed material 7, that is, the content properties of the arc furnace 1, can cause collapse of scrap and waste , which can lead to breakdown of the electrodes and thereby to a simple arc furnace 1. The introduction of energy into the arc furnace 1 fluctuates due to the heterogeneity and / or inconsistency of the loaded material 7, as a result of which it cannot be NOSTA used capacity of one or more not shown in more detail furnace transformers that are connected to the electrodes 3a, 3b, 3c. Using the invention, it is possible to largely avoid collapses of the feed material 7, breakdowns of the electrodes and downtime of the furnace.

За счет подходящего регулирования можно лучше использовать производительность одного или нескольких печных трансформаторов. На корпусе печи 2 при этом, в частности, на стене корпуса печи 2 предпочтительно предусмотрено множество акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t для измерения механического шума, некоторые из которых представлены на фигурах 1 и 4 в свойстве примера. Для измерения механического шума акустические сенсорные датчики 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t расположены на подходящих местах измерения вокруг печи и при необходимости дополнительно также на крышке печи. С помощью акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t можно производить анализ механического шума. Одновременно стоящие в распоряжении токовые сигналы, то есть электрические сигналы ES (см. ФИГ.1), предварительно обрабатывают и анализируют посредством подходящего способа измерения. С помощью представленного на ФИГ.1 средства оценки 11 стоящие в распоряжении предпочтительно из обоих способов измерения (электрическое и акустическое измерение) сигналы обрабатывают дальше с помощью одного или нескольких алгоритмов в форме гибридной системы в данные оценки.Due to suitable regulation, it is possible to better use the performance of one or more furnace transformers. On the furnace body 2, in particular, on the wall of the furnace body 2, preferably, a plurality of acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t for measuring mechanical noise are provided, some of which are shown in figures 1 and 4 in the property of the example. For measuring mechanical noise, acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t are located at suitable measuring points around the furnace and, if necessary, also on the lid of the furnace. Using acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t, mechanical noise analysis can be performed. At the same time, the current signals available, i.e. the electrical signals ES (see FIG. 1), are pre-processed and analyzed by a suitable measurement method. Using the evaluation means shown in FIG. 1, the signals that are available, preferably from both measurement methods (electrical and acoustic measurement), are further processed using one or more algorithms in the form of a hybrid system into the evaluation data.

Акустические сигналы N_d, N_e, N_g, создаются, в частности, электрической дугой 6 между электродом и загружаемым материалом 7 или, соответственно, расплавом 8. Часть акустических сигналов N_g, N_e отражается на загружаемом материале 7, в частности, ломе и отходах. Так возникают отраженные акустические сигналы N_d. Акустические сигналы пропускаются через загружаемый материал 7 и/или отражаются на нем. Оба процесса происходят при известных обстоятельствах многократно и для различных акустических сигналов N_d, N_e, N_g различным образом. Акустические сигналы на стенках (стенки, панели и также крышка) корпуса печи 2 направляются дальше, в частности, через твердые тела загружаемого материала 7. Посредством связи определенных с помощью акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t измеренных данных можно получать информации о плотности загружаемого материала 7, в частности, можно, например, определять, в каких местах имеет место максимальная или, соответственно, минимальная плотность лома и отходов. 3а счет оценки полученных с помощью акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t измеренных данных можно получать информации о кусковатости и/или положении загружаемого материала 7 в дуговой печи 1. При необходимости, при оценке учитывают также электрические сигналы ES. Вследствие этого дуговую печь, в частности, на основе определения плотности лома и отходов, можно намеренно эксплуатировать несимметрично, то есть к электродам 3а, 3b, 3c можно подводить энергию несимметрично и/или можно несимметрично изменять положение электродов 3а, 3b, 3c. Электроды 3а, 3b, 3c расположены предпочтительно с возможностью перемещения в вертикальном направлении. Плотность лома и отходов является, в частности, потому особенно важной информацией, потому что лом и отходы с малой плотностью плавятся быстрее, чем лом и отходы с высокой плотностью. В зонах с малой плотностью лома и отходов, например, вследствие не имеющегося пенистого шлака, ввод энергии можно снижать. Зато в зонах с высокой плотностью лома и отходов ввод энергии можно повышать на соответствующую величину.The acoustic signals N _d , N _e , N _g , are created, in particular, by the electric arc 6 between the electrode and the feed material 7 or, respectively, the melt 8. A part of the acoustic signals N _g , N _{e is} reflected in the feed material 7, in particular scrap and waste. So there are reflected acoustic signals N _d . Acoustic signals are passed through the download material 7 and / or reflected on it. Both processes occur under known circumstances repeatedly and for various acoustic signals N _d , N _e , N _{g in} various ways. The acoustic signals on the walls (walls, panels, and also the lid) of the furnace body 2 are routed further, in particular, through the solids of the feed material 7. By means of communication determined using acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t of the measured data, information on the density of the feed material 7 can be obtained, in particular, it is possible, for example, to determine in which places the maximum or, accordingly, minimum density of scrap and waste takes place. 3a, by evaluating the measured data obtained using the acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t, information about the lumpiness and / or position of the feed material 7 in the arc furnace 1 can be obtained. electrical signals ES. As a result, the arc furnace, in particular, based on the determination of the density of scrap and waste, can be intentionally operated asymmetrically, that is, energy can be supplied asymmetrically to the electrodes 3a, 3b, 3c and / or the position of the electrodes 3a, 3b, 3c can be asymmetrically changed. The electrodes 3a, 3b, 3c are preferably arranged to move in the vertical direction. The density of scrap and waste is, in particular, because of particularly important information, because scrap and waste with a low density melt faster than scrap and waste with a high density. In areas with low density of scrap and waste, for example, due to non-foaming slag, energy input can be reduced. But in areas with a high density of scrap and waste, energy input can be increased by an appropriate amount.

Основываясь на оценке полученных с помощью акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t измеренных данных, причем при необходимости учитывают также электрические сигналы ES, можно регулировать подвод химической энергии в дуговую печь 1. Подвод химической энергии оказывает влияние или обуславливает процесс горения во внутреннем пространстве дуговой печи 1. Подвод химической энергии в дуговую печь 1 можно производить, например, за счет манипуляции не представленного более подробно на ФИГ.1 кислородного копья и/или с помощью так называемых "связанных струй" ("Coherent Jets").Based on the evaluation of the measured data obtained using the acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t, and also taking into account the electrical signals ES, it is possible to control the supply of chemical energy to the arc furnace 1. The supply of chemical energy has the influence or causes the combustion process in the internal space of the arc furnace 1. The supply of chemical energy in the arc furnace 1 can be produced, for example, by manipulating an oxygen spear not shown in more detail in FIG. 1 and / or using the so-called associated "jets" ("Coherent Jets").

Полученные из акустических измерений измеренные данные обрабатывают с помощью средств оценки 11 в данные оценки. Данные оценки можно привлекать, например, как описано выше, для оптимирования ввода энергии в дуговую печь 1. С помощью данных оценки можно также заранее определять вероятные обвалы лома и отходов. Данные оценки определяют предпочтительно также при помощи электрических измерений. Измеренные данные и/или данные оценки можно запоминать в (не показанном более подробно) банке данных и предпочтительным образом использовать для прогнозирующего регулирования дуговой печи 1. В банке данных предпочтительно запоминают характеристичные для свойств содержания дуговой печи данные, называемые в последующем характеристики. В качестве характеристик обвала можно, например, запоминать последовательности сигналов перед обвалом лома и отходов. С помощью банка данных и запомненных в нем характеристик образуют предпочтительно самообучающуюся систему, с помощью которой можно регулировать подвод энергии к дуговой электропечи, в частности, к электродам 3а, 3b, 3c таким образом, что можно избегать будущих обвалов лома и отходов или, соответственно, поломок электродов.The measured data obtained from acoustic measurements are processed by means of evaluation means 11 into evaluation data. Evaluation data can be used, for example, as described above, to optimize the energy input to the arc furnace 1. Using the evaluation data, it is also possible to pre-determine the likely collapses of scrap and waste. These estimates are preferably determined also by electrical measurements. The measured data and / or the evaluation data can be stored in a data bank (not shown in more detail) and preferably used for predictive control of the arc furnace 1. In the data bank, data characteristic for the properties of the contents of the arc furnace, referred to in the following characteristics, are preferably stored. As characteristics of a collapse, for example, one can memorize the signal sequences before the collapse of scrap and waste. Using a data bank and the characteristics stored therein, a self-learning system is preferably formed, with which it is possible to regulate the energy supply to the electric arc furnace, in particular to the electrodes 3a, 3b, 3c so that future collapses of scrap and waste or, respectively, can be avoided electrode breakdowns.

Для анализа механического шума или, соответственно, для расположения акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t, как показано на фигурах 2 и 3, корпус печи 2, предпочтительно идеализированный в виде цилиндрического корпуса, разлагают на сегменты S_n. Количество сегментов S_n и горизонтальных или, соответственно, вертикальных сегментов hs₁, hs₂, …, hs_n или, соответственно, vs₁, vs₂, …, vs_n определяется за счет представимости точности или, соответственно, за счет точности, необходимой для определенного значения надежности для эксплуатации дуговой печи 1 или, соответственно, для определенного качества расплава 8.For the analysis of mechanical noise or, accordingly, for the arrangement of acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t, as shown in figures 2 and 3, the furnace body 2, preferably idealized in the form of a cylindrical body, is decomposed into segments S _n . The number of segments S _n and horizontal or, respectively, vertical segments hs ₁ , hs ₂ , ..., hs _n or, respectively, vs ₁ , vs ₂ , ..., vs _n is determined by the representability of accuracy or, accordingly, due to the accuracy necessary for a certain value of reliability for the operation of the arc furnace 1 or, respectively, for a certain quality of the melt 8.

Существенную, лежащую в основе изобретения идею можно обобщить следующим образом:The essential idea underlying the invention can be summarized as follows:

Изобретение относится к способу для определения свойств содержания дуговой печи 1 для плавления загружаемого материала 1, в частности, для плавления лома и отходов, причем акустические сигналы N_e, N_g, N_d, которые измеряют с помощью по меньшей мере одного, предпочтительно нескольких акустических сенсорных датчиков 5а, 5b, 5с, 5е, 5g, 5h, 5s, 5t предпочтительно в соединении с электрическими сигналами, которые измеряют с помощью по меньшей мере одного электрического сенсорного датчика 4а, оценивают, чтобы избежать, в частности, поломок электродов. Согласно изобретения производительность дуговой печи 1 повышают за счет того, что с помощью соответствующего регулирования дуговой печи 1 достигают более высокой удельной производительности плавки и уменьшают времена простоя. Удельный расход энергии на плавление снижают за счет перераспределения энергии в дуговой печи 1. Кроме того, износ стены в дуговой печи 1 снижают за счет уменьшения энергии излучения на внутренние стены корпуса печи 2 дуговой печи 1. Также согласно изобретению можно уменьшать расход электродов.The invention relates to a method for determining the properties of the content of an arc furnace 1 for melting the feed material 1, in particular for melting scrap and waste, moreover, the acoustic signals N _e , N _g , N _d , which are measured using at least one, preferably several acoustic sensor sensors 5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t, preferably in conjunction with electrical signals that are measured with at least one electric sensor sensor 4a, are evaluated to avoid, in particular, electrode breakdowns. According to the invention, the productivity of the arc furnace 1 is increased due to the fact that by appropriate regulation of the arc furnace 1, a higher specific melting productivity is achieved and downtimes are reduced. The specific energy consumption for melting is reduced due to the redistribution of energy in the arc furnace 1. In addition, the wear of the walls in the arc furnace 1 is reduced by reducing the radiation energy on the internal walls of the furnace body 2 of the arc furnace 1. Also, according to the invention, the consumption of electrodes can be reduced.

Claims

1. The method of determining the properties and / or position of the feed material in an arc furnace, comprising determining the properties and / or position of the feed material present mainly in the solid phase in the arc furnace (1) with the body (2) of the furnace, which is divided into many segments ( Sn) and provide on each segment (Sn) at least one acoustic sensor (5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t), with an electric arc (6) between the electrodes (3a, 3b, 3c ) and the feed material (7) creates acoustic signals _{_{(N e, N g, N}} d), measured reflected and / or p ohodyaschie through loadable material (7), acoustic signals _{_{(N e, N g, N}} d) by means of acoustic sensors (5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t ), evaluated the measured acoustic signals (N _e, N _g , N _d ) and determine the properties and / or position of the feed material (7) in the arc furnace (1).

2. The method according to claim 1, characterized in that at least one acoustic sensor (5a, 5b, 5c, 5e, 5g, 5h, 5s, 5t) is used to measure acoustic signals (N _e , N _g , N _d ) ) located on the body (2) of the furnace (1) and / or on other parts of the segment of the arc furnace (1).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that it further measure the electrical signals (ES) using at least one electric sensor sensor (4A).

4. The method according to claim 3, characterized in that by means of an electric sensor (4a), electrical signals (ES) are measured between at least two electrodes (3a, 3b, 3c) of the arc furnace (1).

5. The method according to claim 1 or 4, characterized in that for the early recognition of collapses of the loaded material (7), the measured values are stored in the data bank.

6. The method according to claim 5, characterized in that the measured values are compared with the corresponding values in the database.

7. A method of operating an arc furnace (1), including obtaining information about the properties and / or position of the loaded material (7) in an arc furnace (1) by the method according to any one of claims 1 to 6 and using it to control or regulate the operation of the arc furnace ( one).

8. The method according to claim 7, characterized in that the energy supply to the electrodes (3a, 3b, 3c) is regulated.

9. The method according to claim 7, characterized in that the position of the electrodes (3a, 3b, 3c) is adjusted.

10. The method according to claim 7, characterized in that the operation process of the arc furnace (1) is carried out intentionally by an asymmetric supply of energy and / or an asymmetric change in the position of the electrodes.

11. The method according to claim 7, characterized in that the supply of chemical energy to the arc furnace is regulated (1).

12. A device for determining the properties and / or position of the feed material in an arc furnace (1) by the method according to any one of claims 1-6 or 7-11, in which the arc furnace (1) with a housing (2) is divided into many segments (Sn ) with the placement in the segment (Sn) of at least one acoustic sensor.