Способ определения положения рабочего конца электрода в ванне руднотермической электропечи

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социапр истических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24. 03. 81 (21) 3263956/24-07 (51) М. КЛ.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Н.05 В 7/00

С 22 В 5/10

27 D 19/00

Государственнмй комитет

СССР по делам изобретений и открытий (531 УДК 621. 365 . 23 (088. 8) Опубликовано 070383. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070383

«вв.В.Н. Ковалеве A.Ñ. Микулинский, Э.С. К ман

Б.Ф. Величко, Н.В. Стеблянко, Г.Д. Тка д.A. Гитсари, О.И. Покровская и В.М. риатясккии". ;,, /

/,. ",,", - -" -, тя

Ф

Всесоюзный научно-исследовательский, прсфтстно A0@сткpp@, рский

И тЕХНОЛОГИЧЕЕКИй ИНСтИтут ЭЛЕКтрОтЕрЪйирСКОГО -,Сбсруадйфаиня (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО

КОНЦА ЭЛЕКТРОДА В ВАННЕ РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ

ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к руднотер= мическим электропечам и может быть применено на предприятиях черной и цветной металлургии, а также в химической промышленности.

Известен способ измерения положения рабочего конца электрода, в котором при отключенной печи с помощью троса, являющегося частью электрической измерительной цепи, замыкают эту цепь касанием расплава нижним концом троса, фиксируя момент касания электроизмерительным прибором (1).

Недостатком данного способа является. необходимость отключения печи во время измерений.

Известен способ дискретного определения положения рабочего конца электрода со сквозным каналом в электроде, при котором канал электрода несколько выше конца электрода закупоривают с помощью заклинивающей пробки, спущенной на нити известной длины, а длину рабочего конца электрода определяют по длине укаэанной. нити с учетом перемещений электрода. в момент прогара пробки, о чем судят по падению давления груза, подаваемого в канал электрода (2) .

Недостатком указанного способа является необходимость создания и поддержания канала в электроде, что является затруднительным мероприятием в промышленных условиях.

Известен также способ, в котором измеряют электрический параметр.— реактивное сопротивление, которое связано с положением рабочего конца электрода относительно уровня металлического расплава (3 .

Недостатком способа является его низкая точность, объясняющаяся тем, что длина хода электрода составляет

15 всего несколько процентов от пути тока между токоподводящими кольцами на электродах., Наиболее близким по технической сущности является способ определения положения рабочего конца электрода в ванне руднотермической печи, при котором измеряют расстояние от рабочего положения электрододержателя до его крайнего нижнего положения, измеряют электрические параметры электрода, перемещают электрод вниз и останавливают его при йзменении контролируемых электрических пара,метров, в момент остановки измеряют

30 расстояние от нового положения элек1003389

65 трододержателя до его крайнего нижнего положения и по измеренным расстояниям вычисляют положение рабочего конца электрода относительно расплава (41.

Недостатком известного способа является необходимость опусканий элек 5 трода до касания расплава, что нарушает технологический режим и требует времени и расхода электроэнергии для выхода на рабочий режим.

Цель изобретения — повышение точ- 10 ,.ности определения положения рабочего конца электрода при шлаковых процессах. для достижения указанной цели в способе определения- положения рабочего конца электрода в ванне руднотермической электропечи, при котором измеряют расстояние от рабо- чего положения электрододержателя до его крайнего положения, измеряют электрические параметры электрода, перемещают электрод вниз и останав ливают его при изменении контролируе° мых электрических параметров, в момент остановки измеряют расстояние от нового положения электрододержателя до его крайнего нижнего положения и по измеренным расстояниям вычисляют положение рабочего конца электрода относительно уровня расплава, измеряют ток и активную мощность 30 электрода, момент остановки электрода определяют по прекращению роста тока и уменьшению активной мощности электрода, затем повторно опускают электрод не менее чем на 3 см, вторично измеряют мощность электрода и расстояние от электрододержателя до его крайнего положения, а указанное, положение рабочего конца электрода вычисляют по формуле р,<е,-Е,>

1 2 где h - расстояние от рабочего конца электрода до уровня металлического расплава, расстояние от рабочего поP ложения электрододержателя до его крайнего нижнего положения, расстояние от электрододержателя до его крайнего нижнего положения при первом измерении мощности, .

его расстояние при втором . измерении мощности.

Р и P — активная мощность при пер 55

2 ,вом и втором измерении соответственно.

Способ основан на установленной экспериментально линейной зависимости фазного сопротивления от перемеще-60 ния электрода, когда его рабочий ко". нец погружен в шлак. Это объясняется тем, что та часть тока электрода,,которая протекает через шлак замыка.ет преимущественно через металл.

Шлак под электродом нагрет и насыщен падающими каплями металла, в то время как область шлака между электродами менее нагрета и не насыщена каплями металла. Поэтому удельное сопротивление шлака непосредственно под электродом существенно меньше, чем в средней части между двумя электродами. Высота шлака в среднем составляет 500-600 мм, а расстояние между обращенными друг к. другу по-верхностями электродов равно 2300 мм.

При этих условиях часть тока ответвляется от нижней границы расплава окислов, насыщенного коксом, и проходящая через шлак, практически це- ликом будет замыкаться через металлический расплав.

Полагаем, что удельное сопротив-! ление шлака на высбте одинаковое, так как химический состав и температура практически одинаковы по высоте.

На чертеже .схематически показан разрез печи по оси электрода.

Способ осуществляется следующим образом.

При движении электрода 1 вниз изменяет свое положение электрододержатель 2 относительно своего крайнего нижнего положения 3. Рабочий конец электрода пересекал зону 4 твердой и жидкой фаз рудных компонентов шихты, попадает в шлаковую зону

5 (где нет кокса), ниже которой на ходится металлический расплав 6.

Сопротивление шлака R> при протекании тока через него зависит от удельного сопротивления шлака P+ высоты шлаковой зоны h и сечения токового канала 5 .. ш =(ш—

Поскольку перемещение электрода в шлаке, которое специально производится для решения поставленной задачи, составляет 5 — 6% от протяженности шлаковой эоны, то S> --соПМ

Причиной изменения сопротивления является изменение,„.

Так как общее сопротивление шлака под двумя электродами при указанном небольшом перемещении электроДа изменяется на 2 — ЗЪ, то изменение тока через шлак, составляющим то же

2 — 3%, пренебрегаем.

В действительности изменение тока через шлак еще меньше, так как при опускании электрода уровень шлака под другим электродом нес <олько повышается, увеличивая его сопротивле- ние.

Таким образом, при погружении электронна в шлак ток в электроде неизменен и ток через шлак также неизменен.

Произведен измерение активной мощности Р, при положении электрододержателя относительно его край1003389

Прим типа РПЗ-4 да вниз иэ жения Ер составлена

0,520

0,45

0,225

0,150

0 0,075

Р

4,2

3,3

3,2

8,0(e„P„P

2,8 (e,Ð ó.

Р, Е,-Е,1

В-Р2 него ниж Вего положения и мощности

Р2 при положении электрододержателЯ Е2.

Сопротивление шлака для двух указанных положений электрода соответственно равны 1 2

P 5 5 — H R2 I W —.

При погружении конца электрода в шпак на величину h,- Ь2- я — Е2 сопротивления шлака уменьшится на величину

"г ЕВ Е2 R "2=Pts PX б . 5

Подставив в последнее выражение значения .сопротивления шлака

Я25 п получим h

R,5 eÄ-е, ОYYYA В,-В,— — — ° В1)В,-В,)

Ь 6

)) s ° 1 1

Активная мощность измеряемая на электроде в двух рассматриваемых

Положениях электрода равна соответственно25

К= 1э0Всоес и Р *?202соьср. полагаем, что cos сЕ = coпe6 (при небольшом перепещении электрода).

Активные сопротивления шлака равны

U

Я а и, )В) 1)ВВЭ Ы В)В ВЭ подставив полученные выражения для

R и Р в выражение для,п2 получаем 35

В расчетйую формулу.для вычисления расстояния конца электрода от уровня ,металлического расплава во втором положении электрододержателя ь(Е1 Е2) 40 В1 Ь1=—

Р2 . В рабочем поло)Всении расстояние от рабочего конца электрода до уровня ,металлического расплава рассчитывается по формуле: 45 р,(е,-е,) ьер-ет+ Р— Р

Ф

) где П - расстояние Ch рабочего конца электрода до уровня металлического расплава. расстояние от рабочего по Р ложения электрододержателя до его крайнего нижнего положения; 55

5 †расстояние от злектрододер1 жателя до его крайнего нижнего положения при первом измерении активной мощности, 60

6 — расстояние от злектрододержателя во второй момент измерения мощности

Р и P2 — активная мощность измерения в положении злектродаЕ,иlg, 5 е р. На промышленной пеЧи

8 при перемещении электроисходного рабочего поло0,52 м до уровня с, =0,075 м таблица

99

100

100.100

Подставляя табличные значения в расчетную формулу, получим

3,0 — 2,8

+2, 8 (Π150-0 075 — 1 495

Это соответствует действительности, так как приведенные в таблице данные получены на паре электродов, иэ под которой в течение нескольких часов не было выпуска.

Применение предлагаемого способа повышает точность определения основного технологического параметра, что позволяет наиболее точно корректировать состав шихты, зто повышает производительность печи и уменьшает расход электроэнергии.

Формула иэобретения

Способ определения положения рабочего конца электрода в ванне руднотермической электропечи, при котором измеряют расстояние от рабочего положения электрододержателя до его крайнего нижнего положения, измеряют электрические параметры электрода,,перемещают электрод вниз и остаВнавливают его при изменении контролируемых электрических параметров, в момент остановки измеряют расстояние от нового положения электрододержателя до его крайнего нижнего положения и по измеренньм рас=тояниям вычисляют положение рабочего конца электрода относительно уровня расплава, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения положения рабочего конца электрода при шлаковых процессах, измеряют ток и активную мощность электрода, момент остановки электрода определяют по прекращению роста тока и уменьшению активной мощности электрода, затем повторно опускают электрод не менее чем на 3 см, вторично измеряют мощность электрода и расстояние от электрододержателя до его крайнего нижнего положения, а указанное положение рабочего конца электрода вычисляют по., формуле

1003389

Р, — активная мощность при пер вом измерении ", P> - активная мощность при втором измерении.

Составитель Л. Сорокин

Редактор В. Пилипенко Техред M.Ãåðãåëü Корректор А. Дэятко

Заказ 1594/48 Тираж 843 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушокая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где П вЂ” расстояние от рабочего конца электрода до уровня металлического расплава;

4р - расстояние от рабочего по° ложения электрододержателя до его крайнего нижнего положения, Eq - расстояние от электрододержателя дО его крайнего нижнего положения при первом измерении мощности,"

- расстояние от электродо2 держателя до его крайнего нижнего положения при вто-, ром измерении мощности, 1

5 Источники и нформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Микулинский А.С. Процессы рудной электротермии. М., "Металлургия", 1966, с. 233.

2. Авторское свидетельство СССР 9 728226, кл. Н 05 В 7/09, 1976.

3. "Электротермия", 1970, 9 96.

4. Авторское свидетельство СССР

9 22005511882211, кл. Н 05 В, 7/06, 1965.