RU2606672C2 - Способ уменьшения фликера в электродуговых печах и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ уменьшения фликера в электродуговых печах и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606672C2 RU2606672C2 RU2015115500A RU2015115500A RU2606672C2 RU 2606672 C2 RU2606672 C2 RU 2606672C2 RU 2015115500 A RU2015115500 A RU 2015115500A RU 2015115500 A RU2015115500 A RU 2015115500A RU 2606672 C2 RU2606672 C2 RU 2606672C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flicker
- phase
- dynamics
- predicted
- control device
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5229—Manufacture of steel in electric furnaces in a direct current [DC] electric arc furnace
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/28—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
- F27B3/085—Arc furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/08—Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C2005/5288—Measuring or sampling devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0028—Regulation
- F27D2019/0034—Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
- F27D2019/0037—Quantity of electric current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
- H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
- H02J3/1864—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control wherein the stepless control of reactive power is obtained by at least one reactive element connected in series with a semiconductor switch
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/02—Details
- H05B7/144—Power supplies specially adapted for heating by electric discharge; Automatic control of power, e.g. by positioning of electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении стали в электродуговых печах с регулированием показателей фликера. В способе создают посредством запоминающего устройства банк данных по фликеру, в котором сохраняются временные динамики моментального фликера (MF) в зависимости от характеристик состояния и рабочих характеристик, выполняют посредством регистрирующего устройства измерение временной динамики MF во время начальной фазы расплавления и определяют имеющие к ней отношение характеристики состояния и рабочие характеристики, выполняют посредством вычислительного устройства сравнение измеренных временных динамик MF во время начальной фазы расплавления с сохраненными временными динамиками фаз расплавления общих динамик банка данных по фликеру с учетом характеристик состояния и рабочих характеристик, выполняют посредством вычислительного устройства выбор временной общей динамики с максимальным совпадением MF, а также характеристик состояния и рабочих характеристик в качестве спрогнозированной общей динамики фликера, выполняют посредством управляющего устройства упреждающее динамическое согласование дальнейшего управления процессом производства стали при сравнении спрогнозированной общей динамики с заранее заданными предельными показателями для фликера. Изобретение позволяет регулировать показатели фликера, которые следует ожидать и с высокой степенью вероятности могут определяться, исходя из характеристик состояния и рабочих характеристик, которые регистрируют во время первых минут в фазе расплавления. Таким путем фликер может эффективно уменьшаться и удерживаться ниже заранее заданных предельных показателей. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к способу и устройству для уменьшения фликера при производстве стали с помощью электродуговых печей.
В электродуговых печах для производства стали преимущественно расплавляется металлолом. В первую очередь электродуговые печи, в которых используется только металлолом, оказывают обратное воздействие на сеть, которое при превышении определенных предельных показателей часто облагается энергообеспечивающим предприятием договорными штрафными санкциями. Поэтому на сталеплавильных заводах для поддержания заранее заданных предельных показателей устанавливаются компенсационные установки (SVC) для уменьшения обратных воздействий, таких как фликер и высшие гармоники, на сеть. Такого рода SVC-системы реагируют, однако, на возникшие при расплавлении металлолома в электродуговых печах высшие гармоники или фликер лишь после произошедшего уже повреждения сети и не всегда могут выдержать предписанные предельные показатели, особенно когда электродуговые печи эксплуатируются в слабых сетях электроснабжения.
Для предотвращения слишком высоких показателей фликера известны разные обычные вспомогательные мероприятия. Например, предлагается осуществлять производственный процесс плавки со слабо выраженным фликером, при котором используется соответствующим образом подобранная смесь металлолома с минимальным значением KSt, дополнительный реактанс в контуре печи и относящаяся к управлению параметризация для стабилизации электрической дуги. При этом KSt-коэффициент является показателем, который, в частности, отражает вид, вес и плотность металлолома. Согласно UIE этот показатель находится в диапазоне от 48 до 85. В качестве дополнительного реактанса в контуре печи может применяться, например, предвключенный дроссель печи. Дополнительно, уже в течение десятилетий используются так называемые компенсационные установки (SVC) обычного типа, с помощью которых образовавшийся фликер может уменьшаться примерно наполовину. Также известны обычные SVC-системы со статическими преобразователями частоты источников тока на основе IGBT (биполярных транзисторов с изолированным затвором), которые используются тогда, когда требуется уменьшение фликера более чем вдвое.
Эти обычные мероприятия связаны, однако, или с высокими капитальными и эксплуатационными затратами, или со сложностями в работе. Обратное воздействие на сеть зависит не только от состава и качества металлолома, но и от эффективности регулировки электродов, обратные воздействия на сеть могут существенно зависеть и от протекания процесса в фазе расплавления металлолома. Так, выявление перемещений металлолома и обрушений металлолома в значительной степени предоставлено обслуживающему персоналу. Обычное регулирование электродов может происходить при этом лишь после того, как указанные события произошли. Известны лишь обычные подходы, которые применяются в процессе производства стали постфактум относительно событий в нем. Соответственно, обычная компенсационная установка может реагировать лишь на складывающиеся условия при расплавлении, и тогда часто превышаются заранее заданные предельные показатели.
Задача настоящего изобретения состоит в создании способа и устройства для уменьшения фликера при производстве стали с использованием электродуговых печей, с помощью которых эффективно уменьшаются обратные воздействия на сеть, в частности фликер, и с высокой степенью вероятности выдерживаются предельные показатели. Дополнительно должна обеспечиваться максимально возможная эффективность расплавления или максимально возможная производительность печей.
Указанная задача решается за счет способа и устройства согласно независимым пунктам формулы изобретения.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается способ уменьшения фликера при производстве стали с помощью электродуговой печи, причем посредством запоминающего устройства происходит создание банка данных по фликеру, в котором сохраняются временные общие динамики моментального фликера в зависимости от характеристик состояния и рабочих характеристик; посредством регистрирующего устройства во время начальной фазы расплавления в процессе производства стали происходит измерение временной динамики моментального фликера и определение имеющих к ней отношение характеристик состояния и рабочих характеристик; посредством вычислительного устройства происходит сравнение измеренной временной динамики моментального фликера во время фазы расплавления с сохраненными временными динамиками фаз расплавления общих динамик банка данных по фликеру с учетом характеристик состояния и рабочих характеристик; посредством вычислительного устройства осуществляется отбор одной временной общей динамики фликера с максимальным совпадением моментального фликера, а также характеристик состояния и рабочих характеристик в качестве спрогнозированной общей динамики фликера, и посредством управляющего устройства осуществляется упреждающее динамическое согласование управления дальнейшим процессом производства стали при сравнении спрогнозированной общей динамики с заранее заданными предельными показателями для фликера.
Согласно второму аспекту предлагается устройство для уменьшения фликера при производстве стали с использованием электродуговой печи, причем запоминающее устройство создает банк данных по фликеру, в котором временные общие динамики моментального фликера сохраняются в зависимости от характеристик состояния и рабочих характеристик; посредством регистрирующего устройства во время начальной фазы расплавления в процессе производства стали измеряется временная динамика моментального фликера и определяются имеющие к ней отношение характеристики состояния и рабочие характеристики; посредством вычислительного устройства сравнивают измеренную временную динамику моментального фликера во время фазы расплавления с сохраненными временными динамиками фаз расплавления общих динамик банка данных по фликеру с учетом характеристик состояния и рабочих характеристик; с помощью вычислительного устройства выбирают временную общую динамику с максимальным совпадением максимального фликера, а также характеристик состояния и рабочих характеристик в качестве спрогнозированной динамики фликера; посредством управляющего устройства, с упреждением динамически согласовывается дальнейшее управление процессом производства стали при сравнении заранее спрогнозированной общей динамики с заранее заданными предельными показателями для фликера.
В общем, выбранный здесь термин «управление» альтернативно или кумулятивно включает в себя термин «регулирование».
Согласно настоящему изобретению предлагается подход к упреждающему, автоматизированному вмешательству в процесс. Предлагается упреждающее определение фликера. Термин «упреждающий» в данном документе обозначает, в частности, «предусмотрительный, предотвращающий проблему».
Посредством анализа данных по текущей рабочей ситуации в начальной фазе процесса расплавления в сравнении с банком информационных данных по фликеру можно преимущественно сделать заключение о будущей динамике фликера. Таким образом может устанавливаться динамически оптимизированный режим ведения процесса расплавления, который обеспечивает максимально возможную производительность или максимально возможную эффективность работы и одновременно ограничение фликера заранее заданными показателями. Реализация может происходить, в частности, в рамках нового, интеллектуального, предусмотрительного и ориентированного на характеристики состояния регулирования электродов и контролирования расплавления, так что в электродуговых печах могут быть реализованы другие преимущества.
В рамках изобретения было выявлено, что показатели фликера, которые следует ожидать, с относительно высокой степенью надежности могут определяться исходя из соответствующих характеристик состояния и рабочих характеристик, определяемых в первые минуты фазы расплавления. В течение этого времени электрические дуги «прошивают» металлолом. Эта фаза называется поэтому фазой «прошивки». Возникающий при этом моментальный фликер в определенной степени симптоматичен для расплава и может вместе с другими измеренными характеристиками состояния использоваться для прогнозирования фликера.
Другие преимущества осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления могут запоминаться и измеряться соответственно величина и уклон фликера.
Согласно другому варианту осуществления характеристиками состояния и рабочими характеристиками могут быть номер бадьи, сорт стали, электрические параметры и/или параметры металлолома.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления соответствующая начальная фаза расплавления может иметь соответственно фазу прошивки и фазу обрушения для соответственно загруженного одной бадьей металлолома, причем измерение и определение могут происходить соответственно во время первых ста - двухсот секунд расплавления загруженного металлолома.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления спрогнозированные показатели фликера могут быть меньше заранее заданных предельных показателей, поэтому посредством управляющего устройства в процессе производства стали можно настраиваться на достижение максимальной производительности при оптимальной подаче энергии.
Согласно еще одному варианту осуществления спрогнозированные показатели фликера могут быть больше заранее заданных предельных показателей, поэтому посредством управляющего устройства на протяжении периодов времени со спрогнозированными более высокими показателями фликера может настраиваться процесс производства стали на уменьшение фликера.
Согласно еще одному варианту посредством управляющего устройства можно учитывать дополнительную информацию о том, что спрогнозированные более высокие показатели фликера для любой бадьи предпочтительно проявляются в конце фазы прошивки и/или во время фазы обрушения.
Согласно другому варианту посредством управляющего устройства можно в течение промежутков времени со спрогнозированными более высокими показателями фликера увеличивать индуктивность электродуговой печи посредством более высоких ступеней дросселя или подключения дросселя.
Согласно другому варианту осуществления изобретения посредством управляющего устройства в течение промежутков времени со спрограммированными более высокими показателями фликера можно проводить регулировку электродов на короткие электрические дуги с более сильными токами.
Согласно еще одному варианту посредством управляющего устройства можно в течение промежутка времени со спрогнозированными более высокими показателями фликера вызывать периодические возбуждения в электрических дугах.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления посредством управляющего устройства в течение промежутка времени со спрогнозированными более высокими показателями фликера можно уже имеющуюся компенсационную установку динамически согласованно параметризировать заново.
Согласно другому варианту спрогнозированные показатели фликера могут находиться в предельном диапазоне относительно заранее заданных предельных значений, поэтому посредством управляющего устройства можно переключать процесс производства стали, находя компромисс между максимальной производительностью и уменьшением фликера.
Согласно другому предпочтительному осуществлению посредством управляющего устройства можно согласованно направлять процесс производства стали в течение промежутков времени в конце фазы прошивки для любой бадьи и во время фазы обрушения на уменьшение фликера.
Изобретение на основе примеров осуществления подробнее рассматривается на основании чертежей, показывающих:
фиг. 1 - первый пример осуществления динамики моментального фликера;
фиг. 2 - второй пример осуществления динамики моментального фликера;
фиг. 3 - третий пример осуществления динамики моментального фликера;
фиг. 4 - пример осуществления соответствующего изобретению способа.
Фигура 1 показывает пример осуществления типичной динамики моментального фликера расплава. На оси X нанесено время t в секундах с. Ось Y показывает числовые характеристики моментального фликера. В промежуток времени от 3200 секунд до 4200 секунд расплавляется металлолом первой бадьи. Эта начальная фаза расплавления подразделяется на фазу В прошивки и фазу Е обрушения. Во временное окно от 4500 секунд до 5200 секунд в электродуговой печи расплавляется металлолом, находившийся во второй бадье. И для этого дополнительного этапа фаза расплавления подразделяется на фазу В прошивки и фазу Е обрушения. Для примера, на динамику моментального фликера может оказывать влияние третья бадья с металлоломом. Согласно фигуре 1 за фазой Е обрушения следует жидкая фаза F жидкости. MF обозначает моментальный фликер. Фигура 1 показывает типичную динамику моментального фликера в течение полной плавки. Моментальный фликер определялся для каждой из трех фаз на стороне высокого напряжения соответствующим нормам фликерметром и описывает кратковременное проявление сетевого фликера. При расплавлении первой бадьи К1 во время фазы В прошивки наблюдают сильный подъем моментального фликера, затем характерное падение и второй подъем во время так называемой фазы Е обрушения, в которой еще не расплавленный металлолом сползает со стенок печи в расплавленные зоны под электродами или же обрушается. Этот процесс приводит к высоким показателям фликера. В отношении второй бадьи К2 этот процесс повторяется, причем тогда подключается так называемая жидкая фаза F, в которой металлолом в значительной степени расплавлен и электрические дуги стабильно горят на расплаве. Это приводит к очень малым показателям фликера. Динамика и уровень фликера могут, однако, в зависимости от используемого металлолома и способа плавки отличаться очень сильно. Это представлено на фигурах 2 и 3.
Фигуры 2 и 3 четко показывают, что динамика и уровень фликера в зависимости от используемого металлолома и способа плавки могут отличаться очень сильно. Фигуры 2 и 3 показывают в увеличенном масштабе два разных процесса для двух плавок. В то время как в первом процессе согласно фигуре 2 показана динамика, описанная на фигуре 1, на фигуре 3 представлена совершенно другая динамика моментального фликера в качестве второго процесса. При втором процессе состав металлолома и возможно также рабочие параметры были другими по сравнению с первым процессом на фигуре 2, поэтому фликер ни в фазе прошивки, ни в фазе обрушения существенно не повышается и в целом является очень малым.
Процесс 1 демонстрирует в фазе В прошивки крутой подъем, а также высокие показатели фликера. Процесс 2 согласно фигуре 3 демонстрирует пологий подъем в фазе В прошивки при малых показателях фликера.
Фигура 4 показывает вариант осуществления соответствующего изобретению способа.
Особенно выгодно использовать для прогнозирования будущего фликера информацию, получаемую из динамики моментального фликера и соответствующих характеристик состояния и рабочих характеристик, в частности, в начальной фазе примерно от 100 до 200 секунд при расплавлении металлолома каждой бадьи К. Согласно первому этапу S1 для каждой печи в зависимости от процесса плавления и сортов стали создается банк информационных данных о динамике фликера, в котором сохранено достаточное число типичных случаев. В этом так называемом банке данных по фликеру сохраняются следующие данные: величина и уклон моментального фликера в начальной фазе в промежуток времени примерно от 100 до 200 секунд и в дальнейшей динамике, а также номер бадьи, сорт стали, электрические характеристики, например, напряжение, ток, ступень трансформации, ступень дросселя, эффективная и кажущаяся мощность и т.д., и могут быть характеристики металлолома, например, такие как качество металлолома, объем металлолома, вес металлолома и т.д. На втором этапе S2 происходит перевод этого банка данных по фликеру в классификатор, посредством которого в соответствующем объеме признаков может проводиться, например, с так называемым «ближайшим соседом»-классификатором поиск сходства. Для этого к измеренным характеристикам моментального фликера, которыми могут быть, например, величина и уклон моментального фликера, а также к относящимся к ним характеристикам состояния и рабочим характеристикам отыскивается самая схожая динамика фликера. Этот классификатор может работать также на динамически увеличивающемся банке информационных данных и реализовываться в качестве обучающейся системы. Банк информационных данных может также сохраняться децентрализованно в так называемом «фирменном облаке». Поскольку при этом сохраняются данные по многим отличающимся плавильным печам, начальная учебная нагрузка может уменьшаться. После того, как из начальной фазы будет отобрана сама вероятная динамика показателей фликера, на третьем этапе S3 может динамически оптимизироваться дальнейший режим эксплуатации. Для этого грубо можно различать три случая F1, F2 и F3. Случай 1: спрогнозированные показатели фликера находятся существенно ниже заранее заданных предельных показателей. В этом случае режим эксплуатации настраивается на оптимальную подачу энергии и максимальную производительность. Это предусматривает, например, для регулирования электродов регулировку на более длинные электрические дуги и более слабые токи. Случай 2: прогнозные показатели фликера находятся выше заранее заданных предельных величин. В этом случае режим эксплуатации для периодов, в которые ожидаются высокие показатели фликера, настраивается, как описывается в последующем. Как видно из фигур 1-3, периоды с высокими показателями фликера проявляются, в частности, в конце фазы прошивки, следовательно, примерно по истечении от 100 до 250 секунд после начала плавки, для каждой бадьи К и в фазе Е обрушения. Индуктивность в эти периоды может повышаться за счет более высоких ступеней дросселя или путем подключения дросселя или катушки, следствием чего является более стабильная электрическая дуга. Регулирование электродов проводится на более короткие электрические дуги с более сильными токами. К тому же, к уменьшению фликера могли бы приводить целенаправленные периодические возбуждения в электрических дугах специально в фазе Е обрушения. Кроме того, возможно подключенная SVC может динамически параметризироваться по-другому. Случай 3: спрогнозированные показатели фликера находятся в предельном диапазоне. Тут может достигаться компромисс между высокой эффективностью расплавления и уменьшением фликера в периоды с высокими его показателями. В частности, уменьшение фликера может осуществляться в конце фазы В прошивки и во время фазы Е обрушения.
Предложенные здесь способы обеспечивают оптимальную эффективность расплавления и, в общем, могут обеспечивать показатели фликера ниже заранее заданных предельных показателей. Абсолютной гарантии этого, правда, нет, поскольку способ основывается на прогнозе и проявляющиеся впоследствии показатели фликера могут отклоняться от него. Например, определенный элемент случайности вносят обрушения металлолома.
Настоящее изобретение исходит из знания того, что показатели фликера, которые следует ожидать, с высокой степенью вероятности могут определяться по характеристикам состояния и рабочим характеристикам, которые регистрируются в первые минуты в фазе расплавления. Таким путем фликер может существенно уменьшаться и удерживаться ниже заранее заданных предельных показателей. Изобретение, в частности, может быть использовано при производстве стали с использованием электродуговых печей.
Claims (36)
1. Способ управления производством стали в электродуговой печи с регулированием показателей фликера, характеризующийся тем, что
- создают посредством запоминающего устройства банк данных по фликеру, в котором сохраняются временные динамики моментального фликера (MF) в зависимости от характеристик состояния и рабочих характеристик;
- выполняют посредством регистрирующего устройства измерение временной динамики моментального фликера во время начальной фазы расплавления и определяют имеющие к ней отношение характеристики состояния и рабочие характеристики;
- выполняют посредством вычислительного устройства сравнение измеренных временных динамик моментального фликера во время начальной фазы расплавления с сохраненными временными динамиками фаз расплавления общих динамик банка данных по фликеру с учетом характеристик состояния и рабочих характеристик;
- выполняют посредством вычислительного устройства выбор временной общей динамики с максимальным совпадением моментального фликера, а также характеристик состояния и рабочих характеристик в качестве спрогнозированной общей динамики фликера;
- выполняют посредством управляющего устройства упреждающее динамическое согласование дальнейшего управления процессом производства стали при сравнении спрогнозированной общей динамики с заранее заданными предельными показателями для фликера.
2. Способ по п. 1, в котором в банке данных по фликеру сохраняют и измеряют соответственно величину и уклон моментального фликера в начальной фазе расплавления.
3. Способ по п. 1, в котором в банке данных по фликеру сохраняют характеристики состояния и рабочие характеристики, включая номер бадьи, сорт стали, электрические параметры и параметры металлолома.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором соответствующая начальная фаза расплавления имеет соответственно фазу (В) прошивки электрическими дугами и фазу (Е) обрушения для соответственно загруженного посредством одной бадьи металлолома, при этом осуществляют измерение и определение величины и уклона моментального фликера соответственно в течение первых от 100 до 200 секунд расплавления загруженного металлолома.
5. Способ по любому из пп. 1-3, в котором в случае, если спрогнозированные показатели фликера меньше заранее заданных предельных показателей, то посредством управляющего устройства управляют процессом производства стали с достижением максимальной производительности при оптимальной подаче энергии.
6. Способ по любому из пп. 1-3, в котором в случае, если спрогнозированные показатели фликера больше заранее заданных предельных показателей, то посредством управляющего устройства согласованно направляют процесс производства стали в промежутке или промежутках времени спрогнозированных высоких показателей фликера на его уменьшение.
7. Способ по п. 6, в котором управляющее устройство содержит дополнительную информацию о том, что спрогнозированные высокие показатели фликера для любой бадьи преимущественно проявляются в конце фазы прошивки и/или во время фазы обрушения.
8. Способ по п. 6, в котором увеличивают индуктивность электродуговой печи посредством более высоких степеней дросселя или подключения дросселя с помощью управляющего устройства в промежуток или промежутки времени со спрогнозированными высокими показателями фликера.
9. Способ по п. 6, в котором устанавливают посредством регулирования электродов более короткие электрические дуги с более сильными токами с помощью управляющего устройства в промежуток или промежутки времени со спрогнозированными высокими показателями фликера.
10. Способ по п. 6, в котором вызывают целенаправленные периодические возбуждения в электрических дугах с помощью управляющего устройства в период или периоды времени со спрогнозированными высокими показателями фликера.
11. Способ по п. 6, в котором имеющуюся компенсационную установку динамически согласованно параметризируют заново с помощью управляющего устройства в период или периоды времени со спрогнозированными высокими показателями фликера.
12. Способ по любому из пп. 1-4, в котором спрогнозированные показатели фликера находятся в предельном интервале по отношению к заранее заданным предельным показателям и с помощью управляющего устройства настраивают процесс производства стали на согласованность между максимальной производительностью и уменьшением фликера.
13. Способ по п. 12, в котором с помощью управляющего устройства согласованно настраивают процесс производства стали в период или периоды времени в конце фазы прошивки для любой бадьи и во время фазы обрушения на уменьшение фликера.
14. Устройство для управления производством стали в электродуговой печи с регулированием показателей фликера, характеризующееся тем, что оно содержит
- запоминающее устройство, выполненное с возможностью создания банка данных по фликеру, в котором сохранены временные динамики моментального фликера в зависимости от характеристик состояния и рабочих характеристик;
- регистрирующее устройство, выполненное с возможностью измерения во время начальной фазы расплавления в процессе производства стали временной динамики моментального фликера и определения имеющих к ней отношение характеристик состояния и рабочих характеристик;
- вычислительное устройство, выполненное с возможностью сравнения измеренной временной динамики моментального фликера во время начальной фазы расплавления с сохраненными временными динамиками фаз расплавления общих динамик банка данных по фликеру с учетом характеристик состояния и рабочих характеристик;
- вычислительное устройство, выполненное с возможностью выбора временной общей динамики с максимальным совпадением моментального фликера, а также характеристики состояния и рабочей характеристики в качестве спрогнозированной общей динамики этого фликера;
- управляющее устройство, выполненное с возможностью динамического согласования дальнейшего управления процессом изготовления стали при сравнении спрогнозированной общей динамики с заранее заданными предельными показателями фликера.
15. Устройство по п. 14, в котором в банке данных по фликеру сохраняются и измеряются соответственно величина и уклон моментального фликера.
16. Устройство по п. 14, в котором характеристиками состояния и рабочими характеристиками являются номер бадьи, сорт стали, электрические параметры и параметры металлолома.
17. Устройство по п. 14, в котором соответствующая начальная фаза расплавления имеет соответственно фазу прошивки и фазу обрушения для соответственно загруженного посредством бадьи металлолома, при этом измерение и определение величины и уклона моментального фликера осуществляется соответственно в течение первых от 100 до 200 секунд плавления загруженного металлолома.
18. Устройство по любому из пп. 14-17, в котором управляющее устройство выполнено с возможностью управления процессом производства стали с достижением максимальной производительности при оптимальной подаче энергии в том случае, если спрогнозированные показатели фликера меньше заранее заданных предельных показателей.
19. Устройство по любому из пп. 14-17, в котором управляющее устройство выполнено с возможностью согласованного направления процесса производства стали в промежутке или промежутках времени спрограммированных высоких показателей фликера на его уменьшение, если спрогнозированные показатели фликера больше заранее заданных предельных показателей.
20. Устройство по п. 19, в котором управляющее устройство содержит дополнительную информацию о том, что спрогнозированные высокие показатели фликера для любой бадьи преимущественно проявляются в конце фазы прошивки и/или во время фазы обрушения.
21. Устройство по п. 19, в котором управляющее устройство в промежуток или промежутки времени со спрогнозированными высокими показателями фликера выполнено с возможностью увеличения индуктивности электродуговой печи посредством более высоких степеней дросселя или подключения дросселя.
22. Устройство по п. 19, в котором управляющее устройство в промежуток или промежутки времени со спрогнозированными высокими показателями фликера выполнено с возможностью установления более коротких электрических дуг с более сильными токами посредством регулирования электродов.
23. Устройство по п. 19, в котором управляющее устройство в промежуток или промежутки времени со спрогнозированными высокими показателями фликера выполнено с возможностью вызова целенаправленных периодических возбуждений в электрических дугах.
24. Устройство по п. 19, в котором управляющее устройство в период или периоды времени со спрогнозированными высокими показателями фликера выполнено с возможностью параметризации имеющейся компенсационной установки динамически согласованно заново.
25. Устройство по любому из пп. 14-17, в котором управляющее устройство выполнено с возможностью настраивания процесса производства стали на согласованность между максимальной производительностью и уменьшением фликера, при этом спрогнозированные показатели фликера находятся в предельном интервале по отношению к заранее заданным предельным показателям.
26. Устройство по п. 25, в котором управляющее устройство выполнено с возможностью согласованного направления процесса производства стали в период или периоды времени в конце фазы прошивки для любой бадьи и во время фазы обрушения на уменьшение фликера.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102012217232.7 | 2012-09-25 | ||
| DE102012217232.7A DE102012217232A1 (de) | 2012-09-25 | 2012-09-25 | Flickerreduktion bei Elektrolichtbogenöfen durch Flickervorhersage aus der Zustandsbestimmung in der Anfangsphase des Schmelzprozesses |
| PCT/EP2013/063207 WO2014048595A1 (de) | 2012-09-25 | 2013-06-25 | Flickerreduktion bei elektrolichtbogenöfen durch flickervorhersage aus der zustandsbestimmung in der anfangsphase des schmelzprozesses |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015115500A RU2015115500A (ru) | 2016-11-20 |
| RU2606672C2 true RU2606672C2 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=48747533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015115500A RU2606672C2 (ru) | 2012-09-25 | 2013-06-25 | Способ уменьшения фликера в электродуговых печах и устройство для его осуществления |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10145612B2 (ru) |
| EP (1) | EP2875159B1 (ru) |
| CN (1) | CN104662178B (ru) |
| DE (1) | DE102012217232A1 (ru) |
| RU (1) | RU2606672C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014048595A1 (ru) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725489C2 (ru) * | 2015-06-05 | 2020-07-02 | Хэтч Лтд. | Подавление фликера на электродуговой печи |
| EP3361830A1 (en) | 2017-02-09 | 2018-08-15 | ABB Schweiz AG | Integrated flicker control for arc furnace |
| IT201800004846A1 (it) * | 2018-04-24 | 2019-10-24 | Metodo di alimentazione elettrica di un forno elettrico ad arco e relativo apparato | |
| WO2020046393A1 (en) | 2018-08-31 | 2020-03-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Reduce zero power events of a heated system |
| CN111505377A (zh) * | 2020-05-16 | 2020-08-07 | 国网甘肃省电力公司兰州供电公司 | 一种电压闪变实时监测与预警系统及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5155740A (en) * | 1990-10-22 | 1992-10-13 | Nkk Corporation | Flicker compensating apparatus for DC arc furnace |
| JPH09229560A (ja) * | 1996-02-22 | 1997-09-05 | Fuji Electric Co Ltd | アーク炉用フリッカ抑制装置の制御方法 |
| EP0896067B1 (de) * | 1997-07-31 | 2002-11-13 | Badische Stahl Engineering GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung des Schlackezustandes und der Lichtbogenstabilität in Lichtbogenöfen |
| RU2268556C1 (ru) * | 2004-04-01 | 2006-01-20 | Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) | Способ управления технологией электродуговой восстановительной плавки |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2742221A1 (de) * | 1977-09-20 | 1979-03-22 | Demag Ag | Verfahren zur verhinderung von stoerenden flicker-erscheinungen beim betrieb von elektrischen schmelzoefen, insbesondere lichtbogenoefen |
| DE4309640A1 (de) * | 1993-03-25 | 1994-09-29 | Abb Management Ag | Gleichstrom-Lichtbogenofenanlage |
| US5991327A (en) * | 1995-10-26 | 1999-11-23 | Inverpower Controls Ltd. | Smart predictive line controller for AC and DC electric arc furnaces |
| US5818208A (en) * | 1996-12-19 | 1998-10-06 | Abb Power T&D Company Inc. | Flicker controllers using voltage source converters |
| US6573691B2 (en) * | 2001-10-17 | 2003-06-03 | Hatch Associates Ltd. | Control system and method for voltage stabilization in electric power system |
| CA2578069C (en) * | 2004-09-01 | 2014-01-21 | Hatch Ltd. | System and method for minimizing loss of electrical conduction during input of feed material to a furnace |
| DE102005047901A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Schering Ag | Vorrichtung zur Identifizierung von Verbrauchern in einem elektrischen Netz und Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung |
| CN101360841A (zh) * | 2007-02-09 | 2009-02-04 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 生产线控制设备以及控制生产线的方法 |
| JP2008202867A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | アーク炉電極昇降装置 |
| RU2495941C2 (ru) * | 2009-03-31 | 2013-10-20 | Смс Конкаст Италия С.П.А. Кон Социо Юнико | Электродуговая печь |
-
2012
- 2012-09-25 DE DE102012217232.7A patent/DE102012217232A1/de not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-06-25 US US14/430,982 patent/US10145612B2/en active Active
- 2013-06-25 EP EP13734368.7A patent/EP2875159B1/de active Active
- 2013-06-25 RU RU2015115500A patent/RU2606672C2/ru active
- 2013-06-25 CN CN201380050022.2A patent/CN104662178B/zh active Active
- 2013-06-25 WO PCT/EP2013/063207 patent/WO2014048595A1/de active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5155740A (en) * | 1990-10-22 | 1992-10-13 | Nkk Corporation | Flicker compensating apparatus for DC arc furnace |
| JPH09229560A (ja) * | 1996-02-22 | 1997-09-05 | Fuji Electric Co Ltd | アーク炉用フリッカ抑制装置の制御方法 |
| EP0896067B1 (de) * | 1997-07-31 | 2002-11-13 | Badische Stahl Engineering GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung des Schlackezustandes und der Lichtbogenstabilität in Lichtbogenöfen |
| RU2268556C1 (ru) * | 2004-04-01 | 2006-01-20 | Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) | Способ управления технологией электродуговой восстановительной плавки |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2875159A1 (de) | 2015-05-27 |
| US20150226484A1 (en) | 2015-08-13 |
| WO2014048595A1 (de) | 2014-04-03 |
| CN104662178A (zh) | 2015-05-27 |
| CN104662178B (zh) | 2016-11-16 |
| US10145612B2 (en) | 2018-12-04 |
| RU2015115500A (ru) | 2016-11-20 |
| EP2875159B1 (de) | 2016-06-15 |
| DE102012217232A1 (de) | 2014-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2606672C2 (ru) | Способ уменьшения фликера в электродуговых печах и устройство для его осуществления | |
| US6573691B2 (en) | Control system and method for voltage stabilization in electric power system | |
| US20220286036A1 (en) | Power Supply Device And Power Supply Method For Direct Current Electric Arc Furnace | |
| Nikolaev et al. | Assessing the feasibility of electrical mode control of ultra-high power arc steelmaking furnace based on data about harmonic composition of arc currents and voltages | |
| Hocine et al. | Improvement of electrical arc furnace operation with an appropriate model | |
| CN107614996B (zh) | 对电弧炉的闪变控制 | |
| Nikolaev et al. | The comparative analysis of electrode control systems of electric arc furnaces and ladle furnaces | |
| Morello et al. | Arc furnace performance validation: using modeling, monitoring, and statistical analysis | |
| CN101968318A (zh) | 电炉功率的自动控制方法 | |
| Szcześniak et al. | Model predictive control of hybrid transformer with matrix converter | |
| JP2018014774A (ja) | 配電系統の系統最適化計算装置および系統最適化計算方法 | |
| Kim et al. | Arc stability index using phase electrical power in AC electric arc furnace | |
| JP2016201940A (ja) | 自動電圧調整システム及び自動電圧調整方法 | |
| Yakimov et al. | Results of modeling operation of the high-speed regulator of non-contact secondary voltage of furnace transformer of the high-power arc steel furnace in constant primary current mode | |
| RU2248038C1 (ru) | Способ автоматизированного активного контроля показателей качества электрической энергии | |
| Toodeji et al. | Cost reduction and control system improvement in electrical arc furnace using DVR | |
| Leinonen et al. | Advanced technology to ensure EAF grid flicker compliance | |
| Morello et al. | Arc furnace performance validation thru modeling, monitoring and statistical analysis | |
| Yakimov et al. | The energy-efficient control of the electrical regime of high-power electric arc furnaces: the case of EAF-180 MMK, PJSC | |
| Ghiormez et al. | Proportional regulator-based approach for a three-phase electric arc furnace | |
| Cano-Plata et al. | Optimal process in electric arc furnaces | |
| Паранчук et al. | Computer investigation of voltage fluctuations on the power busbars of an arc steel-melting furnace | |
| JP6863778B2 (ja) | 配電系統の運用支援装置および方法 | |
| Tambe et al. | Operating a DC Electric Arc Furnace on a Weak Grid Challenges and Solutions | |
| JP2017085728A (ja) | 集中電圧制御装置および集中電圧制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20220114 |