SISTEMA DE REGULACIÓN DE ELECTRODOS ELECTRODE REGULATION SYSTEM

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1 SISTEMA DE REGULACIÓN DE ELECTRODOS ELECTRODE REGULATION SYSTEM

2 SISTEMA DE REGULACIÓN DE ELECTRODOS ELECTRODE REGULATION SYSTEM Sarralle ha desarrollado un nuevo sistema de regulación de electrodos basado en la experiencia acumulada en estos 50 años de compañía en el que ha volcado todo su know-how sobre la regulación ayudado por las más modernas tecnologías a nuestro alcance. El resultado es un nuevo sistema diseñado por y para aceristas que representa un salto cuantitativo importante con respecto a los sistemas existentes en: Disminución de Pon Aumento en MW Disminución KWH/ton Facilidad de manejo y mantenimiento Actualmente en el proceso de fabricación de acero mediante horno eléctrico de arco, el coste de la energía eléctrica representa entre un 12 y un 18% del coste de explotación. Por otro lado el consumo de electrodos representa el segundo coste en orden de magnitud. Una de las mayores prioridades desde el punto de vista de ingeniería de proceso de los acerías se centra en la reducción de estos dos costes. Sobre la base de dotar al acerista de una herramienta mejor que las existentes en el mercado Sarralle ha desarrollado un sistema de regulación de electrodos, basada en la adquisición de parámetros eléctricos a muy alta frecuencia, con el fin de controlar el movimiento de los electrodos de una manera más precisa a los actuales equipos existentes. Este equipo permite la optimización de la entrega de potencia adecuándolo a las condiciones existentes. Con la experiencia desarrollada en estos últimos 45 años Sarralle ha desarrollado su propio sistema de regulación denominado, Sarcon, en el que ha volcado todo el Know How adquirido en este tiempo, además de todas las innovaciones técnicas a nuestro alcance. El sistema que ahora se pone en el mercado permite: Reducir el Power On Reducir el consumo de electrodos Reducir el consumo energético Reducir el consumo refractario Aumento de la productividad En definitiva persigue optimizar los costes de transformación del EAF. SARCON Sarralle has developed a new electrode regulation system based on the experience accumulated over this company s 50 years where it has invested all its knowhow on regulation with the assistance of state-of-the-art technologies within our reach. The result being a new system designed by and for steelworkers representing an important quantitative leap in relation to systems extant in: Reduction of Pon Increase in MW Reduction of KWH/ton Electricity in steel manufacture via electric arc furnace currently represents between 12 and 18% of operation cost. After raw materials, energy cost is second place in terms of magnitude. One of the major priorities from the engineering viewpoint of the steelworks process is centred on reduction of these two costs. Based on equipping the steelworker with a better tool than those extant on the market, Sarralle has developed an electrode regulation system based on electrical parameter acquisition at very high frequency to control electrode movement more accurately than existing equipment. This equipment enables optimisation of power delivery adjusting it to existing conditions. With the experience developed in these last 45 years, Sarralle has developed its own regulation system called Sarcon, in which it has invested all the Know How acquired over this period, in addition to all the technical innovations within our reach. The system placed on the market now enables: Power On reduction Electrode consumption reduction Energy consumption reduction Refractory consumption reduction Productivity increase I.e. it aims to optimise EAF transformation costs.

3 PRINCIPIO DE REGULACIÓN Sarcon está desarrollado para optimizar las siguientes etapas del proceso de fusión de acero: Fusión Casting Máxima Radiación y Potencia Maximum radiation and power RESISTENCIA ARCO CONSTANTE CONSTANT ARC RESISTANCE REGULATION PRINCIPLE Sarcon has been Developer to optimise the following steel casting process stages: Calentamiento Heating Máxima capacidad de calentamiento de baño Maximum bath heating capacity CORRIENTE CONSTANTE CONSTANT CURRENT Además está dotado de otro modo de funcionamiento a potencia constante para limitar la entrega de potencia en determinados momentos bien por limitaciones de suministro o para proteger el transformador en algunas ocasiones. In addition, it is equipped with a constant power operation mode to limit power delivery at certain times either due to supply limitations at certain times or to protect the transformer sometimes. Para llevar a cabo este desarrollo se ha buscado en el mercado el Hardware de toma de datos en tiempo real más rápido que cumpla al mismo tiempo los criterios de robustez y estabilidad necesarios en una acería. En esta búsqueda National Instruments ha puesto a nuestra disposición el sistema CRIO, tecnología FPGA de extrema robustez y que además cuenta con tarjetas industriales de entradas y salidas. Para la visualización el sistema de captura de datos está unido vía Ethernet con un PC industrial de 500GB de disco duro que pude almacenar hasta más de coladas en la base de datos. HARDWARE To carry out this development a search was made for the fastest real time data collection hardware on the market which met the necessary robustness and stability criteria of a steelworks. National Instruments made the CRIO system available in this search, likewise FPGA technology of extreme robustness, which also has entry and exit industrial cards. For display the data capture system is connected to an industrial PC with HD of 500GB via Ethernet, which can store over 50,000 castings on the database. ADQUISICIÓN DE DATOS El sistema montado es capaz de leer en cada ciclo, 20 mseg, 100 muestras de corriente y tensión por lo que nos permite trazar la curva completa de la onda que se está generando en el horno. De esta manera nos permite estudiar todos los componentes de la onda, Intensidad, tensión pero también las distorsiones de la misma, resonancias. DATA ACQUISITION The system assembled is able to read 100 samples of current and voltage in each cycle at 20 m.sec, enabling us to plot a complete curve, which is being generated in the furnace. Thus, we can study all the wave components, intensity, voltage in addition to the distorsions thereof and echoes.

4 SARCON - SISTEMA DE REGULACIÓN DE ELECTRODOS CÁLCULO DE PARÁMETROS Los cálculos a desarrollar en el control de la regulación se rigen por los siguientes parámetros: Tensión RMS por fase / RMS Voltage per phase Corriente RMS por fase / RMS Current per phase Potencia activa por fase / Active power per phase Potencia reactiva por fase / Reactive power per phase Potencia aparente por fase / Apparent power per phase Potencia activa total / Potencia activa total Potencia reactiva total / Potencia reactiva total Potencia aparente total / Potencia aparente total Factor de potencia / Power factor Potencia activa de Arco / Active Arc Power Tensión de Arco / Arc Voltage Resistencia de Arco / Arc Resistance Factor de estabilidad / Stability factor Indice de radiación / Radiation index CARACTERÍSTICAS FUNCIONAMIENTO PID Dinámico Permite analizar el valor mandado a la servo válvula y el valor realmente alcanzado, corrigiendo la salida para evitar distorsiones entre la señal enviada y el movimiento de los electrodos, reduciendo las vibraciones del mismo y por lo tanto la estabilidad del arco. El factor de corrección es menor en función del valor del error. Permite ajustar el PI para la curva de trabajo hidráulica. PARAMETER CALCULATION The calculations to be performed in regulation control are governed by the following parameters: VRMS IRMS Pi Qi Si PT QT ST P.F. Pa Va Ra St Ri OPERATING CHARACTERISTICS PID Dynamics Enables analysis of value sent to servo valve and the value really reached, correcting the exit to prevent distorsions between the signal sent and movement of the electrodes, reducing vibrations thereof and therefore arc stability. Correction factor is less depending on error value. Enables adjustment of PI for the hydraulic work curve. FRECUENCIA DE LA SEÑAL HACIA LA HIDRÁULICA ADAPTABLE SIGNAL FREQUENCY TO HYDRAULICS ADAPTABLE El sistema no solo está pensado para los equipos diseñados y construidos por Sarralle, conocidos por su robustez y fiabilidad en la entrega de la potencia, si no que está previsto para otros diseños no tan robustos y que por lo tanto están afectados por vibraciones y resonancias cuando se someten a movimientos relativamente rápidos. Para ello Sarcon permite ajustar el intervalo de salida de la señal eléctrica a la servo válvula para no crear resonancias negativas para el equipo. Permite parametrizar el tiempo de salida de las señales hacia la servo. Se ajusta a cualquier tipo de servo válvula y su tiempo de respuesta. Minimiza vibraciones en el brazo ypor lo tanto rotura de electrodos. The system has not only been considered for Sarralle designed and built equipment, known for their robustness and reliability in power delivery, but likewise for other designs not so robust and therefore not affected by vibrations and echoes when subjected to relatively fast movements. To do this, Sarcon allows adjustment of the exit interval of the electric signal to the servo valve to prevent the creation of negative echoes for the equipment. It enables the exit time of signals to the servo to be parametrized. It adjusts to any servo valve type and its response time Vibrations are minimised in the arm and likewise electrode breakage.

5 A.S.P.I Análisis en tiempo real del factor de potencia, ruido y variaciones de la curva de corriente, que permite adaptar la entrega de potencia en cada momento de la fusión. Variación de la consigna dependiendo de la estabilidad del arco. Permite optimizar la entrega de potencia cuando esto es factible, reduciendo la consigna para estabilizar antes el arco en la fase de perforación y aumentando esta cuando el baño es plano para aumentar la potencia. Máxima rapidez en la extinción de corto circuito, como en las caídas de chatarra La fase no afectada por el cortocircuito colabora de manera activa en la extinción del mismo. Siguiendo con la experiencia de Sarralle en el desarrollo de sistemas interface HMI Sarcon se ha integrado en la visualización de máquina dejando de ser el sistema aislado por estar trabajando en un sistema operativo distinto o no ser compatible con los sistemas SCADA tradicionales. Sarcon se integra en los pupitres principales con una interface visualmente ergonómica que ayuda a comprender el estado del proceso en cada momento. Ajuste sencillo e intuitivo seleccionando los diferentes cambios de TAP, tipo de regulación, consigna, y PID dependiendo del consumo de KWH/h. Opción de parametrizar hasta cuatro cestas diferentes, con 6 cambios de tap en cada una de ellas. Posibilidad de ajustar diferentes perfiles dependiendo de las necesidades del cliente (2cestas, 3 cestas, diferentes mixes de chatarra, etc.) SARCON - ELECTRODE REGULATION SYSTEM FUNCIONES ADICIONALES ESPECIALES AYUDA A LA EXTINCIÓN DEL ARCO VISUALIZACIÓN Y CONTROL DEL PROCESO PERFIL DE FUSIÓN SARCON ADDITIONAL SPECIAL FUNCTIONS A.S.P.I Real time analysis of the power factor, noise and vibrations of the current curve, enabling adaptation of power delivery at any time of the casting. Setpoint variation depending on arc stability. Enables optimisation of power delivery when feasible, reducing the setpoint to stabilise the arc beforehand during the perforation phase and increasing when the bath is flat to increase power. HELPS ARC EXTINGUISHMENT Maximum speed in short circuit extinguishment, likewise in scrap falls The phase unaffected by the short circuit actively collaborates in extinguishment of the same.. PROCESS VISUALISATION AND CONTROL Following Sarralle s experience in the development of HMI interface systems, Sarcon has been integrated in the machine visualization system so the system is not isolated by working in a different operating system or incompatible with traditional SCA- DA systems. Sarcon is integrated in the main desks with a visually ergonomic interface which helps comprehend process status at any given time. CASTING PROFILE Simple intuitive adjustment choosing the different TAP changes, regulation type, setpoint and PID as per Kwh/H consumption. Parametrization option of up to four different baskets, each with 6 TAP changes. Possibility of adjusting different profiles as per customer s needs (2 baskets, 3 baskets, different scrap mixes, etc.) GESTIÓN DE DATOS HISTÓRICOS Se ha dotado al sistema del paquete gráfico más potente del mercado, con este paquete el cliente puede graficar de una forma sencilla todos los parámetros de regulación y proceso. Este paquete se entrega completo por lo que el cliente tiene acceso a todos los datos registrados en la base de datos. HISTORICAL DATA MANAGEMENT The system has been equipped with the most powerful graphic package on the market, enabling the customer to easily plot all the regulation and process parameters. This package is delivered complete whereby the customer has access to all the data recorded on the database.

6 MEJORAS Y VENTAJAS Sarralle ha desarrollado la regulación con mayor velocidad de adquisición de datos que permite la recogida de mejor información para regular el sistema. Además se permite la posibilidad de entrega de la consigna a la hidráulica para optimizar la entrega de potencia al diseño mecánico e hidráulico existente. En cuanto a Diseño Sarralle propone un sistema basado en hardware comercial, de comprobada robustez, que facilita el mantenimiento del cliente al no existir la electrónica dedicada de otros sistemas que obliga a recurrir a un stock de elementos electrónicos muy alto. Gran capacidad de la base de datos para almacenamiento de históricos. Los datos comparativos en el desarrollo realizados en un horno de 150 ton con un trafo de 125 MVA reflejan una ganancia de 2 minutos en Pon y un aumento de la potencia media de 4 MW. MEXICO sarrallemexico@sarralle.com SARCON IMPROVEMENTS AND ADVANTAGES Sarralle has developed the fastest data acquisition regulations enabling better information recollection to regulate the system. Moreover it enables the setpoint to be delivered to hydraulics to optimise power delivery to the existing mechanical or hydraulic design. Regarding design, Sarralle proposes a system based on commercial hardware, of proven robustness, facilitating customer maintenance since there are no electronics dedicated to other system obliging one to resort to a very high stock of electronic elements Great database capacity for historical data storage. Comparative data on the development carried out in a furnace of 150 tons with a transformer of 125 MVA reflect 2 minutes won in Pon and an increase in average power 4 MW. SOLUCIONES EN TODO EL MUNDO WORLDWIDE SOLUTIONS SARRALLE INDIA AJC Boe Road 2nd Floor Kolkata - WB - India Pin Tel: sarralleindia@sarralle.com BRAZIL Tel: sarrallebrasil@sarralle.com PALENCIA Pol. Industrial Venta de Baños Palencia - Spain SARRALLE Equipos Siderúrgicos, S.L. Bº Landeta - C/Orendaundi, AZPEITIA (Guipúzcoa) - Spain Tel: Fax Apdo. P.O. BOX 1 sarralle@sarralle.com -