Förbättrad processtyrning av ljusbågsugnar genom utveckling av mätteknik – Slutrapport

Erik Sandberg, Christoffer Schmidt, Dan Sandström, Nils Andersson, Anders Tilliander, Johan Björkvall

Detta projekt har fokuserat på att förbättra processtyrningen av ljusbågsugnen inom tre områden; tidpunkt för chargering av skrotkorgar, tidpunkt för övergång mellan smältnings- och raffineringsfas samt tidpunkt för temperaturprovtagning genom att kombinera fyra olika mättekniker (harmoniska störningar i ström, ljud, ljus och vibrationer), vilka utvecklats och testats inom projektet. Projektets huvudtes är att dessa mätningar kan utnyttjas för att minska smälttiden med i genomsnitt 2,9 % för den skrotbaserade svenska stålindustrin (5 % för målverket Outokumpu Stainless).

För att åstadkomma den förbättrade styrningen har soft-sensorer för nedsmältningsgrad och ståltemperatur utvecklats. Nya styrstrategier utgående från soft-sensorernas signaler har också utvecklats. Teknik för mätning av harmoniska störningar i ström och ljud samt integrering av dessa signaler i soft-sensorer i befintligt system har realiserats inom projektet. Vibrationsmätningar är lovande, men kräver mer underhåll än ljudmätningar som ger liknande men brusigare information.

Ljusmätningar gick ej att genomföra i industriell skala på grund av praktiska problem med installation, men mätningar i pilotskala gav lovande resultat. Soft-sensorerna och styrstrategierna testades i en avslutande försökskampanj. Ingen av de testade styrstrategierna hade statistiskt säkerställd effekt (95 % konfidensnivå) på smälttiden. Strategin för chargering av skrotkorgar resulterade dock i minskning av medelvärdet för power-on tiden med 44 sekunder per smälta (1,55 % av 47,62 minuter eller 36 % av den uppskattade potentialen på 2 minuter för målverket). Potentialen för ytterligare förbättringar bedöms hög genom vidare utveckling av soft-sensorer, teknik för ljusmätning och justering av styrstrategier.