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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 6/2009

01.12.2009

Acoustic Monitoring of Plasma Arcs in Direct Current Electric Arc Furnaces

verfasst von: J.J. Burchell, C. Aldrich, J.J. Eksteen, T.R. Niesler, G.T. Jemwa

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 6/2009

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Abstract

In this article, the extraction of features from acoustic signals generated by a 60-kW direct current electric arc furnace and the use of these features to infer the arc length of the plasma jets in the furnace were considered. A sensor capable of such measurements would be more robust to the unobservable fluctuations of the arc length and would, in principle, allow better control of smelting operations. The collected data comprised sets of five separate 10-second recordings of the acoustic signal, furnace current, and voltage, each at nominal arc lengths of 5, 15, and 25 mm. In the approach, time-frequency features initially were obtained through filter bank analysis of the signals. Reduction of the dimensionality of these filter bank features was then performed using a nonlinear subspace method called kernel Fisher discriminant analysis. Finally, kernel discriminant features were used to infer the arc length via a nearest neighbor classification model that associated three classes of arc lengths (5, 15, and 25 mm) with their corresponding features. The results of the small number of experiments suggest that a significant statistical relationship exists between the length of a plasma arc and its acoustic signal despite potentially large variations in arc phenomena inside the furnace.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat R. Knight, M.J. Murawa, N.M. Girgis, and K.J. Reid: Plasma Chem. Plasma Process., 1990, vol. 10(2), pp. 359–73.CrossRef R. Knight, M.J. Murawa, N.M. Girgis, and K.J. Reid: Plasma Chem. Plasma Process., 1990, vol. 10(2), pp. 359–73.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat K. Bretthauer, A.A. Farschtschi, and K. Timm K: Electrowärme Int., 1975, vol. 33, pp. 221–25. K. Bretthauer, A.A. Farschtschi, and K. Timm K: Electrowärme Int., 1975, vol. 33, pp. 221–25.
3.
Zurück zum Zitat W.R. Babcock, K.L. Baker, and A.G. Cattaneo: J. Acoust. Soc. Am., 1968, vol. 43(3), pp. 1465–66.CrossRefADS W.R. Babcock, K.L. Baker, and A.G. Cattaneo: J. Acoust. Soc. Am., 1968, vol. 43(3), pp. 1465–66.CrossRefADS
4.
Zurück zum Zitat E. Pfender, M. Boulos, and P. Fauchais: Plasma Technology in Metallurgical Processing, Chapter 4, J. Feinman, ed. Iron and Steel Society, Warrendale, PA, 1987. E. Pfender, M. Boulos, and P. Fauchais: Plasma Technology in Metallurgical Processing, Chapter 4, J. Feinman, ed. Iron and Steel Society, Warrendale, PA, 1987.
5.
6.
Zurück zum Zitat S. Mika: Ph.D. Dissertation, University of Technology, Berlin, Germany, 2002. S. Mika: Ph.D. Dissertation, University of Technology, Berlin, Germany, 2002.
7.
Zurück zum Zitat G.T. Jemwa and C. Aldrich:. Miner. Eng., 2006, vol. 19(11), pp. 1149–62.CrossRef G.T. Jemwa and C. Aldrich:. Miner. Eng., 2006, vol. 19(11), pp. 1149–62.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat J.P. Marques de Sá: Pattern Recognition. Concepts, Methods and Applications, Springer, Dordrecht, Germany, 2001. J.P. Marques de Sá: Pattern Recognition. Concepts, Methods and Applications, Springer, Dordrecht, Germany, 2001.
9.
Zurück zum Zitat G.R.G. Lanckriet, N. Christianini, P. Barlet, L. El Ghaoui, and M.I. Jordan: J. Mach. Learning, 2004, vol. 5, pp. 27–72. G.R.G. Lanckriet, N. Christianini, P. Barlet, L. El Ghaoui, and M.I. Jordan: J. Mach. Learning, 2004, vol. 5, pp. 27–72.
10.
Zurück zum Zitat S. Theodoris and K. Koutroumbas: Pattern Recognition, 2nd ed., Academic Press, New York, NY, 2004. S. Theodoris and K. Koutroumbas: Pattern Recognition, 2nd ed., Academic Press, New York, NY, 2004.
11.
Zurück zum Zitat R.T. Jones, Q.G. Reynolds, and M.J. Alport: Miner. Eng., 2002, vol. 15(11), pp. 985–91.CrossRef R.T. Jones, Q.G. Reynolds, and M.J. Alport: Miner. Eng., 2002, vol. 15(11), pp. 985–91.CrossRef
Metadaten
Titel
Acoustic Monitoring of Plasma Arcs in Direct Current Electric Arc Furnaces
verfasst von
J.J. Burchell
C. Aldrich
J.J. Eksteen
T.R. Niesler
G.T. Jemwa
Publikationsdatum
01.12.2009
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 6/2009
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-009-9287-2

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