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Arbeitsgebiete / Prozessautomatisierung Stahlerzeugung / Steuerung Lichtbogenofen
Dynamische unsymmetrische Steuerung von Drehstrom-Lichtbogenöfen
  
Dr.-Ing. Bernd Kleimt • Tel: 0211 / 6707 - 385 • E-Mail: bernd.kleimt@bfi.de
 
 

    

   

     

       

Literatur:

Stahl u. Eisen 117 (1997) Nr.2, S. 91-96

     

Das Ziel einer unsymmetrischen dynamischen Einschmelzsteuerung für Drehstrom-Lichtbogenöfen ist die Optimierung der Schmelzleistung bei begrenzter thermischer Belastung der Wandkühlelemente.

  

Die Steuerung erfasst und bewertet die elektrischen Größen und die thermische Belastung der Wandkühlelemente. Bei starker Belastung wird die Lichtbogen-strahlung auf den betroffenen Bereich zielgerichtet vermindert. Dazu stellt man einen vorübergehend unsymmetrischen Ofenbetrieb ein, wenn möglich alleine durch unsymmetrische Verstellung der Lichtbogenlängen über die Impedanz-Sollwerte der Elektrodenregelung, sonst zusätzlich durch unsymmetrisches Absenken der Spannungsstufen.

  

In Schmelzphasen ohne kritische thermische Wandbelastung stellt die Steuerung durch Vorgabe von Impedanz-Sollwerten die Ströme des leistungsoptimalen Arbeitspunkts ein.

  

Das System ist als überlagerte Steuerung der Sollwerte für die Elektrodenregelung und den Ofentransformator auf einem Industrie-PC realisiert worden. Visualisiert werden die thermische Wandbelastung mit der Lichtbogenstrahlung sowie die Steuereingriffe bzgl. der elektrischen Sollwerte.

   

Während einer zehnmonatigen Erprobung der Einschmelzsteuerung am Licht-bogenofen im Stahlwerk Bochum der ThyssenKrupp Nirosta GmbH wurde durch die Erhöhung der mittleren elektrischen Leistung und durch die Verkürzung von Störzeiten die Schmelzleistung um bis zu 8 % gesteigert. Durch die schonendere Betriebsweise verringerte sich der Spritzmassenverbrauch um etwa 10 %.