[发明专利]电极消耗监控系统

说明书

背景技术

电弧炉借助于电弧来加热废料装料。通过直接暴露到电弧以及随后对其通电流来熔化装填的材料。

电弧炉通常包括用可收缩顶部覆盖的大炉身。顶部包括允许一个（在DC炉中）或更通常三个（在AC炉中）石墨电极柱进入炉的孔。可移动电极支撑结构支持并且移动电极柱。通过通常位于炉附近的变压器为电极柱提供电力。电极柱均包括用每个末端处的螺纹连接固定在一起的多个个体电极。作为炼钢过程的部分，电极被慢慢地消耗，并且因此，新电极必须周期地被添加到每个柱。

在加热循环期间，电力调节系统试图在装料的熔化期间保持近似恒定的电流和电力输入。当废品在其熔化时在电极之下移动时，使得这样更加困难。部分地通过采用自动升高和降低电极柱的电极放置系统来调节输入。因此，在炉次的部分期间，基于由放置系统执行的恒定校正，电极柱倾向于连续地振动。通常，放置系统采用液压缸来提供移动力。

一旦炉中达到相对稳定的状态条件（即废品基本被熔化），另一桶废品就可以被装填到炉中并且被熔化掉。在第一或可选的第二装料被完全熔化之后，发生各种其它操作，诸如精炼、监控化学成分、以及最后在出钢准备中过加热熔化物。

电极消耗速率知识对电弧炉操作员是非常有价值的。这个数据可以帮助操作员分析最优炉条件或确定和比较电极性能。然而，为了确定消耗，系统必须准确并自动地确定电极被添加到柱的时间。

发明内容

根据一个方面，公开了一种用于确定电弧炉中电极添加事件发生时间的方法。该炉包括多个电极柱，每个电极柱由电极放置系统承载。所述方法包括接收与输出到多个电极柱的电流的谐波畸变相关的数据。然后接收与电极放置系统中的控制压强相关的数据。当谐波畸变数据指示稳定状态条件时，稳定状态控制压强数据被识别。当在稳定状态控制压强数据中识别出压强尖峰时，确定电极添加事件。然后可以显示电极添加事件。

根据另一方面，公开了一种用于监控电弧炉的系统，所述电弧炉具有多个电极柱，每个电极柱具有通过其输出的电流并且可由电极放置系统垂直地移动。系统包括：计算装置，在其中具有可由计算装置使用的程序代码。程序代码包括：被配置成接收或请求与输出到多个电极柱的电流的谐波畸变相关的数据的代码。代码被配置成接收或请求与电极放置系统中的控制压强相关的数据。代码被配置成当谐波畸变数据指示稳定状态条件时识别稳定状态控制压强数据。代码被配置成当在稳定状态控制压强数据中识别出压强尖峰时确定电极添加事件。

附图说明

图1是示出用于确定电极添加事件的示例性步骤的流程图。

图2是示出EAF炉的稳定状态压强读数的示例性图。

图3是示出EAF炉的电极消耗速率的示例性图。

图4是被适配成确定电极添加事件和/或电极消耗的示例性炉监控系统。

具体实施方式

石墨电极是电弧炉中可消耗的必需品并且是适合于耐受电炉炼钢操作的极端苛刻操作环境的仅有的已知材料。因此，钢制造商高度认识到在炉中消耗的石墨电极的成本和性能。通常，按照生产每吨钢消耗的电极磅数（以下称“lb/ton”）来表达电极消耗速率。一般来说，钢电弧炉操作员寻求最小化石墨电极的lb/ton消耗以便由此最小化电极成本并且增加利润。

根据一个实施例，电极消耗可以根据以下数据输入来确定：1）每炉次（per heat）生产钢的吨数（以下称“tons/heat”）；2）每个电极添加的炉次数量（以下称“heats/add”）；以及3）每个石墨电极的磅数。有利的是，自动（即在不具有来自人类操作员的规则输入的情况下）确定每个数据源。因此，tons/heat的数量可以从炉控制系统被容易地确定和获得，该炉控制系统紧密监控tons/heat。同样地，有利的是，每个电极的磅数可以是表示针对给定尺寸的平均电极重量的恒定输入。在这个或其它实施例中，可以采用数据库或其它电子存储数据矩阵来存储针对各个电极尺寸的平均重量。通常计算在一时间段期间的电极消耗。例如，在一个实施例中，作为一周时段期间的消耗来计算电极消耗。在其它实施例中，可以计算两周时段期间的该消耗。在仍其它实施例中，计算一个月时段期间的电极消耗。在仍进一步的实施例中，计算比大约3天长的时段内的该消耗。

确定heats/add的数量要求首先知道电极被添加到每个电极柱的时间。如上面讨论的，对电极被添加到一个或多个电极柱的确定有利地被自动执行。