Способ управления электротехнологическим режимом закрытой электропечи для получения фосфора

Авторы патента:

АРЛИЕВСКИЙ МИХАИЛ ПАВЛОВИЧ

ЖИЛОВ ГЕНРИХ МОИСЕЕВИЧ

КОЗЛОВ ГЕОРГИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ВОЛОЖИН ЛЕОНИД МАТВЕЕВИЧ

ТИМПАНОВА ЖАННА ЛЬВОВНА

СЕЛИЦКИЙ ЕВСЕЙ АДОЛЬФОВИЧ

КИМ КЛИМ АРКАДЬЕВИЧ

ПОЛЕЩУК ПЕТР МАКСИМОВИЧ

F27D19 - Устройства для управления

C21C5/56 - получение стали прочими способами (получение жидкой стали прямым способом C21B 13/00)

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ЗАКРЫТОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА, при котором поддерживают во время плавки сопротивление фаЗ печи в заданных пределах перемещением электрододержателей с электродами и перепуском электродов относительно : электрододержателей и величину перепуска определяют пропорционально количеству электроэнергии, введенному в каждый электрод за время между перепусками , отл и ч ающийс я тем, что, с целью повышения надежности работы элеметродов, производительности печи и снижения расхода электродной массы, определяют количество тепла, поступающего в зону коксования каждого электрода за время между перепусками, определяют разность между этим количеством тепла и количеством тепла, необходимого для коксования величины пере- . пуска,и корректируют мощность на следующий период времени между перепусками в зависимости от этой разности в соответствии с выражением ЛР

СООЗ СОВЕТСКИХ ИЦ

РЕСПУБЛИК

„.SU„1133471

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬР = (0,96-0,99) х 10 b8,где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3577966/22-02 (22) 02.Р2.83 (46) 07.01.85. Бюл. В 1 (72) М.П.Арлиевский, Г.М.Жилов, Г.В.Козлов, Л.М.Воложин, Ж.Л.Тимпанова, E.A.Ñåëèöêèé, К.А.Ким и П.M.Ïîлещук (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и .проектный институт основной химической промышленности и Джамбулское производственное объединение "Химпром" им. Ленинского комсомола Казахстана (53) 621.365.2 1(088.8) (56) 1. Струнский В.М. Рудотермические плавильные печи. М., Металлургия", 1972, с. 223.

2. Патент Франции Ф 2 110972, кл. Р 27 D 19/00, 1972. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ЗАКРЫТОЙ

ЭЛЕКТРОПЕЧИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРА, при котором поддерживают во время плавки сопротивление фаЪ печи в заданных пределах перемещением электрододержателей с электродами и перепуском электродов относительно электрододержателей и величину перепуска определяют пропорционально количеству электроэнергии, введенному в каждый электрод за время между перепусками, о т л и ч а ю щ и й. с я

Ч(5Р F 27 D 19/00 С 21 С 5. 56. тем, что, с целью повышения надежности работы элеметродов, производи- тельности печи и снижения расхода электродной массы, определяют коли. чество тепла, поступающего в зону коксования каждого электрода за время между перепусками, определяют разность между этим количеством теп.ла и количеством тепла, необходимого для коксования величины перепуска,и корректируют мощность на следующий период времени между перепусками в зависимости от этой разности в соответствии с выражением

dP вЂ” корректировочная величина прогнозируемой мощности, аЯ - разность между количест- р вом тепла, поступившим в, зону коксования и требуемым для коксования величины ° О перепуска, причем при . ©ф уменьшении этой разности фф до величины 0,005-0,02 . от количества тепла, требуемого для коксования, мощность на следующий период между перепусками не корректируют.,1 133471 2 происходит обрыв электрода с вытека».. нием электродной массы, к перерасхоо ду электродной массы, идущей на приготовление новых стартовых электрот"5 дов, к простоям печи и, как следствие, к снижению выпуска фосфора. еР- Целью изобретения является повышение надежности работы электродов и производительности печи и снижение расхода электродной массы.

Поставленная цель достигается тем, что при способе управления электротехнологическим режимом закрытой в электропечи для получения фосфора, нри котором поддерживают во время плавки сопротивление фаз,печи в заданных пределах перемещением электрододержателей с электродами и перепуском электродов относительно электрододержателей и величину пере0 пуска определяют пропорционально количеству электроэнергии, введенному в каждый электрод за время между перепусками, определяют количество тепла, поступающего в зону коксования каждого электрода за время между перепусками, определяют разность между этим количеством тепла и количеством тепла, необходимого для кокЗ0 . сования величины перепуска, и корректируют мощность на следующий период времени между перепусками в зависимости от этой разности в соответствии с выражением. Изобретение относится к.электротермин и касается эксплуатации электропечей закрытого типа. для- пр изводства.фосфора..

Известен способ, при котором элек род опускают. относительно электродо держателя по мере его расхода, подд живая длину электрода в оптимальных пределах(13.

Недостатком данного способа явля ется отсутствие в управлении .перепуском электродов каких-либо свя, зей с электротехнологическим режимом и качеством электродной массы, частности с теплопроводностью, из-з чего при использовании электродной массы с низкой теплопроводностью зо на коксования выходит из контактных плит на значительное расстояние, гд металлический кожух электрода разрушается, и происходит обрыв электр да с вытеканием нескоксованной массы.в ванну печи и, как следствие, к длительным остановкам печи на замену электрода, к повышению расхода электродной массы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ упр ления электротехнологическим режимом закрытой печи для получения фосфора, при котором поддерживают в время плавки сопротивление фаэ печи в заданных пределах перемещением электрододержателей с электродамй и перепуском электродов относительно электрододержатепей и величину перепуска определяют пропорционально количеству электроэнергии, введенному в каждый электрод между-перепусками(23. »п

Недостаток известного способавЂ” отсутствие связи в управлении перепуском с качеством электродной массы, в частности с ее теплопроводнОстью ° ЭтО привОдит к томур ЧтО при ф5 применении электродной массы с низкой теплопроводностью количество тепла, поступающего в зону коксования в единицу времени через поперечное . сечение электрода, не обеспечивает у» повышения эоны коксования на величину нерепуска электродов, компенсирующего его расход. Это, в свою очередь, приводит к постепенному переме-. щению эоны. коксования вниз за контактные плиты в области, где происходит разрушение металлического кожуха электрода, в результате чего

ВР = (0,96 вЂ” 0,99) х 10 дй где а Р вЂ” корректировочная величина прогноэируемой мощности;

ЬЙ вЂ” разность между количеством тепла, поступившим н зону коксования Я и требуемым для коксования величины перепуска Я„, причем при уменьшении этой разности до величины 0,005-0,02 от количества тепла, требуемого для коксования, мощность на следующий период между перепусками не корректируют.

Необходимость определения количества тепла, поступающего в зону коксования и требуемого для коксования фактической величины перепуска, обусловлено тем, что для различных

11334

dt й„=Ъ, электродных масс количество тепла, требуемого для коксования определен-ного объема электродной массы в единицу времени, практически одинаково, а количество тепла, поступающего в зону коксования для различных электродных. масс, меняется в зависимости от их теплопроводности.

Это приводит к тому, что данный объем электродной массы полностью 10 не скоксуется. На практике это означает, что блок нескоксованной массы выходит из контактных плит, в результате чего происходит обрыв электрода. Для исключения обрывов электродов и, как следствие, для повышения надежности работы печи необходимо, чтобы расход электрода,т.е. величина компенсирующего перепуска, обеспечивающая поддержание длины электро- Zp да в оптимальных пределах, и величина перемещения зоны коксования за период между перепусками были. равны, для чего необходимо корректировать мощность печи, так как от ее величины25 зависит расход электрода.

Как показали исследования механизма коксования электродов, передача тепла в зону коксования осуществляется в основном путем конвекции: :30 где F вЂ” площадь поперечного се- 35

2 сИ, чения электрода, м вЂ” вЂ” изменение температуры на единицу длины электрол да, град/м, вЂ” теплопроводность элект- Ю родной массы, Вт/м град.

На чертеже представлена блоксхема устройства, реализующего способ управления электротехнологическим режимом закрытой электропечи для полу- 45 чения фосфора.

В.ванне электропечи 1 размещены электроды 2, блок 3 прогнозирования мощности печи и блок 4 вычисления величины перепуска входят в устройство управления печью.

Сигнал со счетчика 5 активной электроэнергии каждого электрода через сумматор 6 активной. электроэнергии каждого электрода за кален- 55 дарный час поступает в блок 7 расчета фактической величины перенуска, куда также поступает сигнал с бло71 ка 4. Сигнал с блока 7.поступает в блок 8 вычисления количества тепла, требуемого. на коксование фактической величины перепуска, выход которого" подключен к входу блока 9 сравнения количества тепла, требуемого и поступ цощего на коксование, куда подают сигнал из блока 10 вычисления количества тепла, поступающего в зону коксования.. Выход блока 7 подключен к входу управляющего устройства 1 1, выход .которого соединен с входом исполнительного механизма 12. Сигнал из блока 9 поступает в блок 13, где вычисляется величина мощности, на которую требуется скорректировать прогноэируемую мощность, выход которого подключен к входу блока 3.

Пример осуществления способа, управления на закрытой электропечи для получения фосфора типа РК3-48ф номинальной мощности 46 МВт.

Задают следующие параметры: активное сопротивление фаз ванны печи в пределах 2,8-3,8 мОм; в электроды загружается электродная масса с теплопроводностью 30 1,5 Вт/м град, насыпным весом у 1,58 т/м и удель- з ной теплотой коксования p = 1500x х 10 Дж/ .

Управление перепуском происходит следующим образом.

На электропечи, оборудованной тре-, мя самоспекающимися электродами диа- . метром 1,4 м, задают прогнозируемую мощность 45 МВт из блока 3 до проведения следующего перепуска, период времени между перепусками составляет календарный час. Активное со противление фаз ванны печи поддерживают 2,8-3,8 мОм регулятором электрического режима типа "Фоскар". От исполнительного механизма 12 сигнал об окончании перепуска поступает в блок 4, где производится вычисление заданной величины перепуска на следующий календарный час:

Рт

L = (0,27 вЂ” 0,28) х 10 где P вЂ” прогнозируемая мощность

45 ИВт; время между перепуоками, 1 ч вЂ” количество. электродов, вЂ” диаметр электрода, 1,4 м.

Величина перепуска 2,1х10 м 2 до проведения следующего перепуска.

1133471 n н

П1(2, 17 ° 10 м, = 2,06 10 м, П,= 2,11 10 м. сИ Jid и r-Й 4 d) +

От. каждого электрода через счетчик 5 активной электроэнергии и сумматор 6 активной электроэнергии сигнал поступает в блок 7, куда поступает сигнал из блока 4, и вычисляется фактическая величина перепуска за календарный час. Мощность, введенная в каждый электрод за календарный час, ИВт: М1, 14,7, %1,; 15,5,e> 15, 1.

Фактическая величина йерепуска 10

Сигиап из блока 7- поступает в управляющее устройство 11 и далее на исполнительный механизм- 12, а также в блок 8, где вычисляется тепло, требуемое на коксование фактической ве- 20 личины перепуска:

Я а П у Ь - 20®87 ° 10 Вт ч лд 3

Q у 21,08«10 Вт- ч;Окш= 21,37 10 Вт ° ч, В блоке 10 вычисляется количество тепла, поступающего в зону коксо- щ вания

35 где 350 град/м вЂ” величина посй стоянная для печей типа

РКЗ-48ф, Л - А + 8, 7 10 (Ф -300)

3,24 Вт/(м град)

1 вЂ” температура формирования скоксованного блока

500 С.

Яв -, - 17,45 ° 10ЗВт ч

В блоке 9, куда поступают сигналы 45 ав блоков 8 и 10, сравнивают. количество тепла, поступающего и требуемого для коксования,, и в том случае, если разность между Я „ и Я„ больше

0,.02 Q „, сигнал о разности поступает в блок 13. где рассчитывается величина, на которую необходимо скорректировать мощность на следующий период между перепускамн. Я = Яп,-,-й = -3,42 -10

68;, -4,53 -1О Вт .ч, ай =-3,92 -10 Вт-ч;

DQ= -11,87 10 Вт. ч, т.е. на следующий период корректировочная величина прогнозируемой мощности равна дР=(0,96-0,99) .10 46 =

11,87 -10 Вт -ч

Из блока 13 сигнал о корректировке мощности поступает в блок 3, в котором корректируется прогнозируемая мощность на следующий период между перепусками.

Рпр. = Рпр ь Р = 33,23 МВт. пр 1 пр;

Примеры реализации способа управления электротехнологическим режимом закрытой электропечи для получения фосфора типа РК3-48ф с тремя самоспекающимися электродами диаметром

1400 мм нри использовании электродных масс различного качества приведены в таблице.

Как видно из таблицы для электродных масс с разной теплопроводностью выбирается соответствующая максимальная мощность печной установки, .исключающая выход нескоксованного блока электродной массы ниже контактных плит электрододержателя и обеспечивающая надежную эксплуатацию электродов, снижение расхода электродной массы, исключение обрывов электродов.

Экономический эффект от использоВания изобретения, на одной печи

РКЗ-48ф составит 54,8 тыс. руб.

1 ж о

3С

Х о

И 33

3 °

1 с33! 333 . М

3og5 ф ф ф л (af3tjhse

3 fe

« Я

t ь ь л л