[發明專利]電極消耗監控系統

有效

• 申請號: 201280054655.6
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103906986A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: W.K.恩格索爾三世
• 申請（專利權）人: 格拉弗技術國際控股有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;徐紅燕

背景技術

電弧爐借助于電弧來加熱廢料裝料。通過直接暴露到電弧以及隨后對其通電流來熔化裝填的材料。

電弧爐通常包括用可收縮頂部覆蓋的大爐身。頂部包括允許一個（在DC爐中）或更通常三個（在AC爐中）石墨電極柱進入爐的孔。可移動電極支撐結構支持并且移動電極柱。通過通常位于爐附近的變壓器為電極柱提供電力。電極柱均包括用每個末端處的螺紋連接固定在一起的多個個體電極。作為煉鋼過程的部分，電極被慢慢地消耗，并且因此，新電極必須周期地被添加到每個柱。

在加熱循環期間，電力調節系統試圖在裝料的熔化期間保持近似恒定的電流和電力輸入。當廢品在其熔化時在電極之下移動時，使得這樣更加困難。部分地通過采用自動升高和降低電極柱的電極放置系統來調節輸入。因此，在爐次的部分期間，基于由放置系統執行的恒定校正，電極柱傾向于連續地振動。通常，放置系統采用液壓缸來提供移動力。

一旦爐中達到相對穩定的狀態條件（即廢品基本被熔化），另一桶廢品就可以被裝填到爐中并且被熔化掉。在第一或可選的第二裝料被完全熔化之后，發生各種其它操作，諸如精煉、監控化學成分、以及最后在出鋼準備中過加熱熔化物。

電極消耗速率知識對電弧爐操作員是非常有價值的。這個數據可以幫助操作員分析最優爐條件或確定和比較電極性能。然而，為了確定消耗，系統必須準確并自動地確定電極被添加到柱的時間。

發明內容

根據一個方面，公開了一種用于確定電弧爐中電極添加事件發生時間的方法。該爐包括多個電極柱，每個電極柱由電極放置系統承載。所述方法包括接收與輸出到多個電極柱的電流的諧波畸變相關的數據。然后接收與電極放置系統中的控制壓強相關的數據。當諧波畸變數據指示穩定狀態條件時，穩定狀態控制壓強數據被識別。當在穩定狀態控制壓強數據中識別出壓強尖峰時，確定電極添加事件。然后可以顯示電極添加事件。

根據另一方面，公開了一種用于監控電弧爐的系統，所述電弧爐具有多個電極柱，每個電極柱具有通過其輸出的電流并且可由電極放置系統垂直地移動。系統包括：計算裝置，在其中具有可由計算裝置使用的程序代碼。程序代碼包括：被配置成接收或請求與輸出到多個電極柱的電流的諧波畸變相關的數據的代碼。代碼被配置成接收或請求與電極放置系統中的控制壓強相關的數據。代碼被配置成當諧波畸變數據指示穩定狀態條件時識別穩定狀態控制壓強數據。代碼被配置成當在穩定狀態控制壓強數據中識別出壓強尖峰時確定電極添加事件。

附圖說明

圖1是示出用于確定電極添加事件的示例性步驟的流程圖。

圖2是示出EAF爐的穩定狀態壓強讀數的示例性圖。

圖3是示出EAF爐的電極消耗速率的示例性圖。

圖4是被適配成確定電極添加事件和/或電極消耗的示例性爐監控系統。

具體實施方式

石墨電極是電弧爐中可消耗的必需品并且是適合于耐受電爐煉鋼操作的極端苛刻操作環境的僅有的已知材料。因此，鋼制造商高度認識到在爐中消耗的石墨電極的成本和性能。通常，按照生產每噸鋼消耗的電極磅數（以下稱“lb/ton”）來表達電極消耗速率。一般來說，鋼電弧爐操作員尋求最小化石墨電極的lb/ton消耗以便由此最小化電極成本并且增加利潤。

根據一個實施例，電極消耗可以根據以下數據輸入來確定：1）每爐次（per?heat）生產鋼的噸數（以下稱“tons/heat”）；2）每個電極添加的爐次數量（以下稱“heats/add”）；以及3）每個石墨電極的磅數。有利的是，自動（即在不具有來自人類操作員的規則輸入的情況下）確定每個數據源。因此，tons/heat的數量可以從爐控制系統被容易地確定和獲得，該爐控制系統緊密監控tons/heat。同樣地，有利的是，每個電極的磅數可以是表示針對給定尺寸的平均電極重量的恒定輸入。在這個或其它實施例中，可以采用數據庫或其它電子存儲數據矩陣來存儲針對各個電極尺寸的平均重量。通常計算在一時間段期間的電極消耗。例如，在一個實施例中，作為一周時段期間的消耗來計算電極消耗。在其它實施例中，可以計算兩周時段期間的該消耗。在仍其它實施例中，計算一個月時段期間的電極消耗。在仍進一步的實施例中，計算比大約3天長的時段內的該消耗。

確定heats/add的數量要求首先知道電極被添加到每個電極柱的時間。如上面討論的，對電極被添加到一個或多個電極柱的確定有利地被自動執行。