Title

Ajuste da variável resposta de avanço e recuo de eletrodos para minimização de desarmes e ganho de produtividade em aciaria elétrica.

Adjustment of electrode advance and retreat response variables: Useful-power recovery through arc stabilisation in an electric steel melt shop

Authorship

LOPES, VITOR DANTAS; PELISSER, GUSTAVO

LOPES, VITOR DANTAS

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PELISSER, GUSTAVO

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DOI

10.5151/2594-5300-44085

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Abstract

Este trabalho apresenta a otimização do sistema de regulação de eletrodos de um forno elétrico a arco (FEA), interpretada como um problema de estabilização do arco centrado na recuperação de potência ativa útil. O ganho não decorre de menor energia por tonelada, mas de maior potência ativa entregue ao banho em menos tempo. Como o arco é a fonte dominante de distorção harmônica, um arco mais estável e menos interrompido reduz as componentes reativa e de distorção da potência aparente do transformador, convertendo uma parcela maior em potência ativa útil. A intervenção acelerou o avanço do eletrodo, desacelerou o recuo e ampliou a janela de sobrecorrente. Comparando o Período 1 (antes) com o Período 2 (depois), a potência ativa média aumentou cerca de 8,8% e a corrente de operação cerca de 7,0%; com a energia específica por tonelada estatisticamente inalterada (p = 0,32), o ganho manifestou-se como um power-on cerca de 9% menor e um ganho de produtividade de cerca de 4–6%, enquanto os desarmes por sobrecorrente mais severos caíram quase uma ordem de grandeza. Registros de alta resolução (1 Hz) fornecem a primeira evidência direta da estabilização do arco (CV da corrente de arco cerca de −10,5%, p ≈ 1×10⁻⁴), consistente com a redução da distorção harmônica e da carga reativa, a ser confirmada diretamente apenas por uma futura campanha de qualidade de energia.

This work presents the optimisation of the electrode regulation system of an Electric Arc Furnace (EAF), interpreted as an arc-stabilisation problem centred on the recovery of useful active power. The gain comes not from lower energy per tonne, but from higher active power delivered to the bath in less time. Because the arc is the dominant source of harmonic distortion, a steadier, less-chopped arc lowers the reactive and distortion components of the transformer apparent power, converting a larger share into useful active power. The intervention accelerated the electrode advance, slowed the retreat and widened the overcurrent window. Comparing Period 1 (before) with Period 2 (after), the average active power rose about 8.8% and the operating current about 7.0%; with specific energy per tonne statistically unchanged (p = 0.32), the gain appeared as a power-on about 9% shorter and a productivity gain of about 4–6%, while the most severe overcurrent trips fell by almost an order of magnitude. High-resolution (1 Hz) records give the first direct evidence of arc stabilisation (arc-current CV about −10.5%, p ≈ 1×10⁻⁴), consistent with reduced harmonic distortion and reactive load, confirmed directly only by a future power-quality campaign.

Keywords

FORNO A ARCO ELÉTRICO, REGULAÇÃO DE ELETRODO, DISARMES POR SOBRECORRENTE, PRODUTIVDADE

Electric Arc Furnace, Arc stability, Harmonic distortion, Useful power