[发明专利]用于运行电弧炉的方法和电弧炉

说明书

技术领域

本发明涉及用于运行电弧炉的方法和电弧炉。

背景技术

电子电弧炉是一种用于熔化和回收钢废料的成套设备。根据钢的多种应用领域，在这样的电弧炉中使用广泛范围的废料。在此，废料可以以刨花和细金属丝直至重的载体或者甚至具有数吨重量的结瘤的形式被输送给电弧炉。

在常规的电弧炉的情况下，在熔化过程开始时将废料作为松散的细碎装进电弧炉中。该细碎可以由一个或者多个电弧非常高效地熔化，因为细碎包围电弧并且因此吸收辐射能量。

在此，在熔化阶段中期望废料的广泛的熔化。即一旦电极的周围环境自由熔化，则涡流的废料塌陷的危险上升，其中废料沿电极方向后续滑移并且可能引起电极断裂。出于该原因，在熔化阶段中以尽可能高的次级电压（现今典型地是：至1200V）运行现代电子电弧炉，由此产生长的电弧并且实现在长的电弧的影响区域中废料的广泛的熔化。实现了熔化时间缩短并且降低了电极断裂的风险。

在较老的电子电弧炉——所述电子电弧炉的炉变压器相比现代设备具有更小的电压级（通常对于较老的设备：最大800V次级电压）——中，通过常规方式不能够实现废料的这样的广泛的熔化。

在废料部分熔化掉之后存在已熔化的钢的液态池，通常众多还更大的还待熔化的废料块可能位于所述液态池中。所述废料块不再被一个/多个电弧直接达到。因此，所述废料块基本上仅仅通过邻近的液态池的对流来熔化。因为熔池的温度仅仅略微位于液相线温度之上并且池运动是小的，所以该熔化需要相对多的时间。

尤其在非常大的废料块的情况下，所需的过程时间增加，使得熔化过程的效率下降。存在以下风险：各个废料块直至出钢还未完全熔化，在最差的情况下所述废料块堵塞出钢口。

除常规的利用篮筐式装料的电弧炉之外，在以下电弧炉中也出现所述现象，其中装料通过井或者连续地进行。必要时甚至放大该效应，因为全部进料被引入到炉器皿的有限区段中。该区段是预定的冷部位。

发明内容

因此，本发明的任务是说明一种用于运行电弧炉的方法以及一种电弧炉，其中避免了这些缺点并且改善了待熔化的钢的熔化过程。

根据本发明，最先提到的任务通过具有专利权利要求1的特征的用于运行电弧炉的方法来解决。因此，在具有至少一个用于产生电弧的电极的电弧炉的运行中实现了输送给电极的电流的额定值围绕预给定的基值的振荡。

在此，在本发明的意义上，不仅输送给所述电极的电流的额定值的从预给定的基值出发并且又返回到所述基值的变化而且输送给所述电极的电流的额定值围绕预给定的基值的周期性变化在此理解为“振荡”。

输送给所述电极的电流的额定值的这样的振荡或者修正（Vertrimmung）能够实现对电极上的电弧长度的影响。在电极上的电弧的有针对性的加长（在同时缩短在必要时其他存在的电极上的电弧的情况下）在熔化运行中——在合适的交替控制的情况下——导致提高的环绕的辐射功率。因此，特别是即使在较老的设备中，尽管炉变压器的低的存在的次级电压也能够实现废料的广泛的熔化。

由此实现了熔化时间的缩短和废料塌陷危险的降低。一旦形成熔池，此外可以借助这样运行的电弧炉产生合适的池运动，所述池运动明显改善了对流的热传递，从而实现了废料的均匀的并且快速的熔化。

因此，根据本发明的方法在以下整个熔化过程上是有利的，所述熔化过程从在炉中存在废料开始，经过存在熔池和废料直至完全溶解熔池中的废料。

在此，当振荡周期性地进行时，对于所述方法被证明是适用的。因此，在多个电极的情况下，能够实现经加长的电弧从一个电极到下一个电极的游走。在此，在废料熔化阶段中的周期频率f尤其是0.05Hz至0.2Hz。

以经加长的电弧在具有特别大的废料部分的炉区域中的延长的停留时间是可能的，其中较快速地通过具有较小的、可较快熔化的废料部分的其余区域。由此能够实现炉的温度变化过程中的均匀化并且因此又能够实现更均匀的和更快速的熔化。在此尤其根据从熔化阶段开始起所计数的短路的数目和/或根据熔池的已经实现的平均辐射分布和/或根据冷却元件的当前壁热负荷来确定在炉空间的确定区域中的停留时间。

所述电弧炉包括三个电极并且相应的电流具有120°的相移。

通过相继在三个电极中的每一个上的电流I的额定值的振荡，有针对性地在分别涉及振荡的电极上产生更长的电弧并且在未涉及的电极上产生与此相对地更短的电弧。这尤其通过阻抗修正到电极调节的（大多对称的）阻抗额定工作点上来实现。由此移动三导体次级电压系统的星形接点，使得确定的相承担另一相电压的电压地获得直至1.5倍的电压提高。