DE2012438B2

DE2012438B2 - Verfahren zur steuerung des schmelzvorgangs in einem stahl herstellenden lichtbogenofens

Info

Publication number: DE2012438B2
Application number: DE19702012438
Authority: DE
Inventors: Haruo Kasugai Aichi; Sone Sadaie Kuwana Mie; Eguchi Isamu Nagoya Aichi; Takanasi (Japan)
Original assignee: Daido Seiko KK
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1969-03-17
Filing date: 1970-03-16
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DE2012438A1; FR2035014A1; GB1309095A; US3660583A

Description

ermittelt wird, wobei

f eine im Vergleich zur Zeit des Schmelzabschnitts kleine Meßzeit,

Y die spezifische vorgegebene Gesamtenergie,

Yy die bis zum Meßzeitpunkt verbrauchte spezifische Energie und

yi die während der Meßzeit verbrauchte spezifische Energie bedeuten und wobei der Meßzeitpunkt am Ende der Meßzeil liegt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Schmelzvorgangs in einem Stahl herstellenden Lichtbogenofen nach einem vorgegebenen Programm in mehreren Zeitabschnitten, während derer jeweils die Leistung in vorgegebener Höhe gehalten und der tatsächliche Energieverbrauch gemessen wird und deren Ende durch Verbrauch einer vorgegebenen Energiemenge bestimmt wird.

Bei einem in dem in den BBC-Nachrichten, Oktober 1968, S. 610 bis 615, veröffentlichten Aufsatz »Automatisierung des Lichtbogenofen-Betriebes« beschriebenen Verfahren dieser Art ist die Anzeige der noch nicht verbrauchten Einschmelzenergie ein Maß für die noch his zum Ende des Schmelzab- »chnitts verbleibende Zeit. Die Errechnung der verbleibenden Zeit aus der noch nicht verbrauchten Energie macht jedoch einige Umrechnungen durch das Bedienungspersonal erforderlich, was unter den Anstrengungen des Ofenbetriebes leicht zu Irrtümern führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, während des Schmelzvorganges in einem Stahl herstellenden Lichtbogenofen die bis zum Ende des jeweiligen Schmelzabschnitts verbleibende Zeit irrtumsfrei zu ermitteln und unmittelbar anzuzeigen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels eines Rechengerätes aus der vorgegebenen Gesamtenergiemenge, dem Energieverbrauch bis zum Zeitpunkt der Messung und dem Energieverbrauch während einer vorgegebenen Meßzeit die vom Meßzeitpunkt bis zum Ende des Schmelzabschnitts verbleibende Zeit ermittelt und angezeigt wird Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Bedienungspersonal des Lichtbogenofens die bis zum Ende des jeweiligen Schmelzabschnitts verbleibende Zeit unter allen Bedingungen zweifelsfrei ablesen, so daß der neue Schmelzabschnitt rechtzeitig vorbereitet werden

kann. Zweckmäßigerweise wird die verbleibende Zeit X

nach der Formel

ermittelt, wobei

f eine im Vergleich zur Zeit des Schmelzabschnitts kleine Meßzeit,

Y die spezifische vorgegebene Gesamtenergie,
Yy die bis zum Meßzeitpunkt verbrauchte spezifische

Energie und
yi die während der Meßzeit verbrauchte spezifische

Energie bedeuten und wobei der Meßzeitpunkt am Ende der Meßzeit liegt.

Unter der spezifischen Energie ist die auf das Chargengewicht bezogene Schmelzenergie (kWh/t) zu verstehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einem Diagramm den Verlauf der Eingangsleistung,

Fig. 2 ein Schaltschema des Rechengeräts zur Restzeitermittlung und

F i g. 3 in einem Diagramm den spezifischen Energieverbrauch in Abhängigkeit von der Zeit.

Aus dem Diagramm der F i g. 1 ist die Leistungsaufnahme eines nach dem bekannten Verfahren gesteuerten Lichtbogenofens ersichtlich. Die für den Schmelzvorgang erforderliche Schmelzzeit ist in mehrere Abschnitte eingeteilt, die jeweils nach den Zeiten Ty, T₂ und T₃ enden. Während der einzelnen Zeitabschnitte wird der Lichtbogenofen jeweils mit konstanten Leistungen Py bis Pt, betrieben, so daß während dieser Abschnitte vorgegebene Energiemengen verbraucht werden. Das Ende eines jeden Abschnitts wird durch den Verbrauch der vorgegebenen Energiemenge bestimmt. Die Anzeige der noch nicht verbrauchten Einschmelzenergie ist daher ein Maß für die noch bis zum Ende des Schmelzabschnitts verbleibende Zeit.

Anhand der F i g. 2 und 3 wird nun das Verfahren erläutert, bei dem auf die Errechnung der verbleibenden Zeit bis zum Ende des Schmelzabschnitts aus der noch nicht verbrauchten Energie durch das Bedienungspersonal verzichtet werden kann.

Die Art der Ermittlung der verbleibenden Zeit bis zum Ende des Schmelzabschnitts wird anhand der F i g. 3 näher erläutert. In dem Diagramm nach F i g. 3 ist der spezifische Energieverbrauch (kWh/t) auf der Ordinate und die Zeit auf der Abszisse aufgetragen. Der spezifische Energieverbrauch soll nach der Linie A verlaufen, kann aber auch nach den Linien B oder C verlaufen. Vom Zeitpunkt 7o wird während des Betriebes der Energieverbrauch während der Zeit t

gezählt Bei einem gezählten Wen y\ für den Energieverbrauch erhält man die Linie B und bei einem gezählten Wert y₂ für den Energieverbrauch die Linie C Beim Arbeiten nach der (als gerade vorauszusetzenden) Linie B beträgt also die noch erforderliche Schireizzeit T₃- Γι und beim Arbeiten nach der Linie C beträgt sie T₂- T\. Die Zeit 73— Ti wird wie folgt berechnet:

LzA

-I=T₃-T₁

Wenn die Zeit f eine Minute beträgt, hat T3 — Ti einen Wert von (Y- Y₁): y_t in Minuten. Entsprechend hat die Zeit T₂ - Ti einen Wert von (Y- Y₂): y₂ Minuten.

Die Arbeitsweise des Restzeitrechners wird nachstehend anhand der F i g. 2 erläutert.

Im Wählschalter 1CS ist eine Zahl V eingespeichert, die ein Maß für den spezifischen Gesamtenergiebedarf im betrachteten Teilabschnitt der Schmelzzeit darstellt.

P] ist ein Impulssignal, dessen Frequenz der Eingangsleistung des Ofens proportional ist; beispielsweise kann von einem Zähler pro kWh ein Impuls abgegeben werden. Im Wählschalter 2CS ist eine Zahl W eingespeichert, die ein Maß für das Chargengewicht darstellt. Die Impulse P\ werden im Zähler 3C gezählt. Jedesmal, wenn der Zählerstand des Zählers 3C den Wert W erreicht, gibt der Wählschalter 2CS einen Impuls ab, der den Zähler 3Cüber dessen Löscheingang R auf Null zurückstellt sowie im Zähler IC gezählt wird. Die in IC gezählten Impulse entsprechen somit zu jedem Zeitpunkt der bis dahin verbrauchten Energie, dividiert durch das Chargengewicht, also dem spezifischen Energieverbrauch, beispielsweise Vb zum Zeitpunkt To(F ig. 3).

Der Meßvorgang wird mit dem Schalter 5VVin Gang gesetzt; ein von diesem Schalter abgegebener Impuls stellt den Zähler AC auf Null zurück und bringt das Zeitrelais 1T unverzögert in die in F i g. 2 gezeigte Stellung, die es genau 1 Minute (=i in Fig.3) lang beibehält. Über seinen Kontakt Tb wird mittels eines Gleichstromsignals das Und-Gatter 2AN für die von 2CS kommenden Impulse durchlässig, die daraufhin im Zähler 4C eine Minute lang gezählt werden. Danach entspricht der Zählerstand in 4C dem spezifischen Energieverbraucht während einer Minute," also beispielsweise yi nach F i g. 3, wenn der Energieverbrauch nach der Linie B verläuft.

P₂ ist ein weiteres Impulssignal, dessen Frequenz etwa im Bereich von 30 bis 500 Hz frei wählbar ist und nur zur raschen Durchführung der Rechnung genügend groß im Vergleich zur Frequenz des von 2C5 abgegebenen Impulssignals sein muß. Wenn das Zeitrelais 1T nach Ablauf einer Minute den Kontakt Tb öffnet und den Kontakt Ta schließt, wird das Und-Gatter 2AN gesperrt und das Und-Gatter 3AN durchlässig, der in 4C gespeicherte Wert bleibt also bis auf weiteres unverändert. Über das Und-Gatter 3AN und den zunächst geschlossenen Kontakt Xb werden die Impulse im Zähler 2Cgezählt, während das Und-Gatter 6AN vorerst gesperrt bleibt Erreicht der Zählerstand in 2C den derzeitigen — nur verhältnismäßig langsam veränderlichen — Zählerstand Yi und IC, so wird das Und-Gatter 5AN und dadurch auch das Und-Gatter 6AN geöffnet. Von jetzt an werden die Impulse Pz nicht nur in 2C, sondern auch im Zähler SC gezählt Die Zählung der Impulse P₂ läuft weiter, bis der Zählerstand in 2Cden im Wählschalter ICS eingestellten Wert Y erreicht Bis dahin sind an den Zähleingang des Zählers 5Csomit Y—Y\ Impulse des Impulssignals P₂ gegeben ivorden.

Jedesmal, wenn beim fortlaufenden Zählen der Zählerstand des Zählers 5 C den in 4C eingespeicherten Wert y\ erreicht, gibt das Und-Gatter TAN einen Impuls ab, der den Zähler 5C auf Null zurückstellt und im Zähler 6Cgezählt wird. Die im Zähler (»Cbis zum Ablauf des Meßvorgangs gezählten Impulse entsprechen somit dem Quotienten (Y- Y\): y\. Dieser Wert, der der bis zum Ende des Schmelzvorgangs verbleibenden Zeit T3— Ti entspricht (vgl. Fig.3), wird von der mit dem Zähler SC verbundenen Anzeigevorrichtung L angezeigt.
Erreicht der Zählerstand des Zählers 2C den im Wählschalter ICS eingestellten Wert Y für den gesamten spezifischen Energiebedarf, so wird von 1CS ein Impuls abgegeben, der über den Schalter X die weitere Zählung der Impulse P₂ durch öffnen des Kontakts Xb stoppt, den Zählerstand von 2C auf Null zurückstellt und das Zeitrelais 3Tanwirft. Nach Ablauf von dessen Laufzeit, die für die Ablesung des Anzeigegeräts L ausreichend zu bemessen ist, werden dann auch die Zähler 5C und 6C und somit auch das Anzeigegerät L auf Null zurückgestellt. Die Ermittlung der für den Schmelzvorgang noch verbleibenden Zeit ist damit für den betrachteten Zeitpunkt Ti beendet und die Einrichtung für einen neuen Meßvorgang vorbereitet, der später zu einem beliebigen Zeitpunkt mit dem Schalter SW wieder eingeleitet werden kann. Der Schalter SVV kann in gleichen Zeitintervalle!! betätigt werden, beispielsweise in Zeitintervallen von jeweils einer Minute, so daß die verbleibende Zeit fortlaufend angezeigt werden kann.

Im Zähler IC werden die vom Wählschalter 2CS kommenden Impulse, die, wie oben ausgeführt, dem spezifischen Energieverbrauch entsprechen, unabhängig von den vorstehend beschriebenen Rechenvorgangen gezählt. Erreichen sie die im Wählschalter ICS eingestellte Zahl V, so bedeutet dies die Beendigung des betrachteten Teilabschnitts der Schmelzzeit, und der Wählschalter ICS gibt ein Signal £ab, das zur Anzeige an das Bedienungspersonal, zur selbsttätigen Einschaltung der folgenden Programmstufe oder dergleichen verwendet werden kann.

Nach dem beschriebenen Verfahren läßt sich jederzeit die restliche Zeit bis zur Beendigung des Schmelzabschnitts ermitteln und anzeigen, so daß der nächste Schmelzabschnitt rechtzeitig vorbereitet werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung des Schmelzvorgangs

in einem Stahl herstellenden Lichtbogenofen nach einem vorgegebenen Programm in mehreren Zeitabschnitten, während derer jeweils die Leistung in vorgegebener Höhe gehalten und der tatsächliche Energieverbrauch gemessen wird und deren Ende durch Verbrauch einer vorgegebenen Energiemenge ι ο bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Rechengerätes aus der vorgegebenen Gesamtenergiemenge, dem Energieverbrauch bis zum Zeitpunkt der Messung und dem Energie verbrauch während einer vorgegebenen Meßzeit die vom Meßzeitpunkt bis zum Ende des Schmelzabschnitts verbleibende Zeit ermittelt und angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibende Zeit X nach der Formel