EP-4737834-A1 - METHOD FOR OPERATING AN ELECTRIC MELTER

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Einschmelzers nach Anspruch 1.

Inventors

• Geimer, Dr. Stephan
• Hoff, Nadine
• Reka, Fitore
• SCHUBERT, Dr. Daniel
• Kohnen, Dr. Boris
• Weinberg, Dr. Matthias

Assignees

• ThyssenKrupp Steel Europe AG

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241029

Claims (11)

1. Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Einschmelzers, wobei der elektrische Einschmelzer mindestens eine Söderberg-Elektrode (1) zum Einschmelzen von Einsatzstoffen im elektrischen Einschmelzer umfasst, wobei die Söderberg-Elektrode (1) in ihrem oberen Abschnitt aus einander angebundenen ringförmigen Blechmantelelementen gebildet und mit kohlenstoffhaltiger Elektrodenmasse gefüllt wird, wobei die Söderberg-Elektrode (1) in ihrem unteren Abschnitt durch Stromeinwirkung und/oder Wärmeeinwirkung im gebackenen Zustand vorliegt und an ihrem unteren Ende sukzessive abbrennt, so dass dadurch die Söderberg-Elektrode (1) sukzessive nachgesetzt wird und weitere Blechmantelelemente an ihrem oberen Ende sukzessive angebunden und mit Elektrodenmasse gefüllt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb Schwingungen der mindestens einen Söderberg-Elektrode (1) gemessen werden, mit deren Hilfe mindestens eine die Söderberg-Elektrode (1) betreffende Zustandsgröße bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der elektrische Einschmelzer mindestens drei Söderberg-Elektroden (1) umfasst und von jeder einzelnen Söderberg-Elektrode (1) die Schwingungen gemessen werden, mit deren Hilfe mindestens eine die jeweilige Söderberg-Elektrode (1) betreffende Zustandsgröße der einzelnen Söderberg-Elektroden (1) bestimmt wird.
3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die mindestens eine Zustandsgröße mindestens auf einen Backzustand im unteren Abschnitt der mindestens einen Söderberg-Elektrode (1) oder von jeder einzelnen Söderberg-Elektrode (1) hinweist.
4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei an der mindestens einen Söderberg-Elektrode (1) oder an jeder einzelnen Söderberg-Elektrode (1) mindestens ein Schwingmesskopf (3) zur Messung der Schwingungen angeordnet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der mindestens eine Beschleunigungssensor (3) gleitend oder temporär mit der Söderberg-Elektrode (1) in Kontakt gebracht wird.
6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei mindestens ein kontaktloser Schwingmesskopf (2) in Richtung der mindestens einen Söderberg-Elektrode (1) oder jeweils mindestens ein kontaktloser Schwingmesskopf (2) in Richtung jeder einzelnen Söderberg-Elektrode (1) zur Messung der Schwingungen angeordnet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei mindestens ein Vibrometer (2) verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Schwingungen im oberen und/oder im mittleren Abschnitt der Söderberg-Elektrode (1) gemessen werden.
9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei bei einer Abweichung der Zustandsgröße von einem vorgegebenen Soll-Wert Steuer- und/oder Regelsignale zum Ändern eines die Söderberg-Elektrode (1) durchströmenden elektrischen Stroms ausgegeben werden.
10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei bei einer Abweichung der Zustandsgröße von einem vorgegebenen Soll-Wert Steuer- und/oder Regelsignale zum Ändern einer Taktzeit des sukzessiven Nachsetzens der Söderberg-Elektrode (1) ausgegeben werden.
11. Verfahren zum Überwachen eines Backzustands an mindestens einer Söderberg-Elektrode (1), dadurch gekennzeichnet, dass Schwingungen der Söderberg-Elektrode (1) gemessen werden, wobei die gemessenen Schwingungen mit Soll-Werten verglichen werden und bei Unter- oder Überschreiten der Soll-Werte, Steuer- und/oder Regelsignale zum Ändern eines die Söderberg-Elektrode (1) durchströmenden elektrischen Stroms und/oder Ändern einer Taktzeit zum sukzessiven Nachsetzen der Söderberg-Elektrode (1) ausgegeben werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Einschmelzers. Der Einsatz von sogenannten Söderberg-Elektroden in elektrischen Einschmelzern ist seit Jahrzehnten Stand der Technik. Selbstbrennende Elektroden, oder die nach ihrem Erfinder "Söderberg" benannten Söderberg-Elektroden, bestehen aus einem Stahlgehäuse, im Wesentlichen aus einem gerippten Zylinder aus Dünnblech, in welches kohlenstoffhaltige Elektrodenmasse eingebracht wird, welches in einem elektrischen Einschmelzer in einer Söderberg-Einrichtung beispielsweise mittels einer Aufnahmevorrichtung in Position gespannt werden kann. Auf diese Weise wird das obere Ende der Söderberg-Einrichtung mit Rohmasse gefüllt. Die gebildete Elektrode, die aus dem unteren Ende der Söderberg-Einrichtung vorsteht, wird im Einschmelzer kontinuierlich verbraucht. Die in der Söderberg-Einrichtung gebildete Söderberg-Elektrode kann während des Betriebs der Söderberg-Einrichtung nach unten fließen, wobei das verbrauchte Material ersetzt werden muss. Während dieses Vorganges fließt die Elektrodenmasse durch eine Zone steigender Temperatur und wird durch die Wärme des Einschmelzers gebacken. Das Material in der Söderberg-Einrichtung besteht somit aus einem oberen Abschnitt, in welcher die Elektrode mit aneinander angebundenen Stahlgehäusen zusammengesetzt wird und die Befüllung mit Elektrodenmasse erfolgt und dadurch einer bewegten Masse entspricht, einem unteren Abschnitt in Form einer harten, gebackenen Elektrode und einem Zwischenabschnitt, in dem sich die Masse allmählich von einer bewegten Masse zu einer harten, gebackenen Elektrode verändert. Der Einfachheit halber werden diese drei Abschnitte nachstehend dennoch als Elektrode bezeichnet, obwohl nur der gebackene untere Abschnitt wie eine Elektrode funktioniert. Die Söderberg-Einrichtung ist so konzipiert, dass sich die Elektrode allmählich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt und sukzessive, insbesondere durch Lockern der gespannten Aufnahmevorrichtung und bedingt durch ihre Eigenmasse nach unten geführt werden kann, so dass ungebackene Abschnitte der Masse bei ihrer Annäherung in den Einschmelzer auf immer höhere Temperaturen gebracht werden. Die Aufnahmevorrichtung liegt außerhalb des elektrischen Einschmelzers. Das Nachsetzen der Elektrode erfolgt vorzugsweise unter Volllast, so dass der Betrieb der Elektrode während des Betreibens des elektrischen Einschmelzers aufrechterhalten werden kann, so dass weiterhin Strom durch die Elektrode fließen kann. Ein elektrischer Kontakt zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Elektrodengehäuse kann mittels geeigneter Kontaktbacken bereitgestellt werden. Das Stahlgehäuse der verwendeten Söderberg-Elektroden sind überwiegend rundlich geformt und mit einer Reihe von nach innen ragenden Lamellen versehen, die sich radial zur Mitte der Elektrode erstrecken, um der Elektrode mechanische Festigkeit zu verleihen. Die Lamellen und das Gehäuse bestehen in der Regel aus normalem Stahl respektive aus Dünnblech. Der Aufbau und das Funktionsprinzip einer Söderberg-Elektrode respektive der entsprechenden Söderberg-Einrichtung sind dem Fachmann geläufig. So ist beispielhaft eine Söderberg-Elektrode aus aneinander angebundenen ringförmigen Blechmantelelementen in ihrem oberen Abschnitt gebildet und mit Elektrodenmasse gefüllt. Durch Stromeinwirkung und/oder Wärmeeinwirkung liegt die Söderberg-Elektrode in ihrem unteren Abschnitt im gebackenen Zustand vor und brennt im Betrieb an ihrem unteren Ende sukzessive ab, so dass dadurch die Söderberg-Elektrode in einer insbesondere bestimmten Taktzeit sukzessive nachgesetzt und weitere Blechmantelelemente an ihrem oberen Ende sukzessive angebunden und mit Elektrodenmasse gefüllt werden. Aus der EP 1 209 243 A1 ist bekannt, einen elektrischen Strom in einem zentralen Leiterelement im oberen Abschnitt einer Elektrode mit bekannter Intensität und Frequenz durchzuleiten, um ein Antwortsignal über in diesem oberen Abschnitt angeordnete Kontaktplatten zu sammeln. Auf diese Weise wird der mit einer bestimmten Frequenz und Spannung erzeugte Strom durch das oben erwähnte zentrale Leiterelement in dem oberen Abschnitt der Elektrode eingeleitet und durch dieses hindurchgeleitet, bis er unter Durchqueren einer Kohlenstoffpaste die Kontaktplatte erreicht. Aus dem Vergleich zwischen dem gesendeten und dem empfangenen Signal wird auf den Zustand der Elektrode in ihren einzelnen Bereichen geschlossen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives, im Vergleich zum Stand der Technik einfacheres Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Einschmelzers bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen sind in den nachgeordneten Ansprüchen aufgeführt. Die erste Lehre der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Einschmelzers, wobei der elektrische Einschmelzer mindestens eine Söderberg-Elektrode zum Einschmelzen von Einsatzstoffe