[发明专利]用于运行电弧炉的方法

说明书

本发明涉及一种用于运行具有至少一个电极104的电弧炉00的方法，该方法具有以下步骤：将待熔化的材料以实际质量流量的形式输入到所述电弧炉中，并且经由所述至少一个电极将电能输入到所述电弧炉中，以便按照事先求取的所需的电能输入熔化所输入的材料。为了相对于这种已知的方法提高在电弧炉运行时的产量和能量效率，本发明建议，根据输入到炉中的质量流量来求取输入到所述电弧炉中的所需的电能输入。

技术领域

本发明涉及一种用于运行电弧炉、尤其是电还原炉的方法。电弧炉、尤其是电还原炉用于在具有部分可自由燃烧的电弧的开放或封闭的炉容器中熔化和还原输入材料，例如像FeCr、TiO2、FeNi、DRI等等(开放浴工艺)。

背景技术

图5示出了由现有技术已知的用于运行电弧炉100的方法。

在断路开关(208)和功率开关(207)闭合之后，电能(W_elektr.)由供电轨(201)通过至少一个电极(104)输送给电弧炉(100)。至少一个炉变压器(202)用于将初级侧的电网电压降低到对于炉运行所需的次级电压上。分级开关(203)在此可以分级地设定次级电压。优选地，设置有至少一个连接在供电轨和电极之间的功率电子的变流器(204)，该功率电子变流器能够在有利的实施方案中无级地设定电压(205)。

在此，变流器(204)以交流电调节器或整流器的形式处于炉变压器的次级侧上还是以交流电调节器或可变的扼流线圈的形式处于炉变压器(202)的初级侧上是无关紧要的。电极(104)的布置和数量也无关紧要。然而，通常但不是强制地，在直流炉中，一个或两个电极用作阴极，或者在三相炉中使用3或6个电极。借助于电极位置调节(105)能够垂直地调节电极的高度，由此可以影响电弧长度并因此影响电弧电阻。根据欧姆定律，在施加电压时流过电流，该电流由炉系统的电抗和熔池电阻限制。电压和电流可以借助每个电极的电压测量(205)和电流测量(206)来测量。每个电极(104)在炉容器(101)中引入的功率由以下关系式得出。

P＝R＊|²         (1)

通过材料输送设备(302)将材料从至少一个上游的炉仓(301)输送给炉容器(101)。量以及由此质量流量qm可以借助于重量检测装置(303)来测量或者说确定。

通过输入的电能使材料熔化，该电能在炉容器内转化成热能。液态金属(103)和液态炉渣(102)在炉容器(101)内聚集。按照周期性的间隔，热金属和热炉渣可以通过为此所设置的金属和炉渣排放孔(106、107)从炉容器中排出。

对于炉容器(101)内的能量和质量平衡(404)来说较小的不精确性已经导致在制造过程中的不稳定性，并且炉渣(102)和金属(103)的温度与理想的额定温度偏离。

如果引入的能量相对于引入的材料量太小，则引入的材料没有被最佳地熔化；处于炉容器(101)中的金属(103)和炉渣(102)冷却。在这种情况下，炉电阻(电熔池电阻+电弧电阻)也变得更不稳定。相应地，电功率输入和电能输入(W_elektr.)波动。存储在炉容器(101)中的能量W_g降低。

甚至更糟糕的是，引入的能量与引入的材料量相比过大。存储在炉容器(101)中的能量W_g，以及炉渣温度和金属温度相对快速地上升，能量效率下降，并且可能导致炉容器(101)的损坏。作为对策，必须减少或者甚至中断功率引入。与相对快速上升的炉渣温度和金属温度相反，可能要花费数天才能再次达到额定温度。结果，产量下降。

图6示出了直流电弧炉的已知的功率测量、已知的电压测量(206)和电流测量(205)的示例性的时间变化曲线。在时间点t₁，在材料输送中存在变化，该变化直接导致功率引入中的不稳定性(时间点t₁至t₂)。在极少数情况下，这些不规则性甚至可以由操作者识别，这些不规则性通常仅在通过有经验的冶金学家进行大量分析之后才变得明显。