СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМОГО ТОКА ДЛЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ Российский патент 1995 года по МПК H05B7/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации графитированных электродов в дуговых сталеплавильных печах.

Известен способ определения допустимого тока для графитированных электродов дуговой сталеплавильной печи, состоящих из секций, соединенных ниппелями, при котором измеряют удельное электросопротивление электрода ρ_э, по которому определяют допустимый ток эксплуатации (ГОСТ 4426-80. Электроды и ниппели графитированные (табл.9).

Недостатком известного способа является его недостаточная точность, обусловленная тем, что определение производят по одной физической величине, не в полной мере характеризующей электроды, - удельному электросопротивлению.

Известен способ определения допустимого тока для графитированных электродов в дуговых сталеплавильных печах, включающий измерение физических величин эталонной группы электродов, в том числе модуля упругости электродов [1].

Недостатком способа является его недостаточная точность, обусловленная тем, что при повышении допустимого тока идет термическое разрушение по ниппелю, а не по электроду.

Известен способ определения допустимого тока для графитированных электродов дуговой сталеплавильной печи, состоящих из секций, соединенных ниппелями, при котором измеряют удельное электросопротивление электрода ρ_э, механическую прочность на изгиб ниппелей σ_изг.н, предельное отклонение диаметра резьбы ниппельного гнезда Т_д.р, предельное отклонение шага по всей длине свинчивания Т_м, находят вероятность получения неудовлетворительных результатов приемосдаточных испытаний по нормативу отдельных показателей предела прочности на изгиб ниппелей р, определяют по ним критерий качества электродов по формуле
K_кач= (1-p) (1-T_ш·T_д.р) по которому определяют допустимый ток эксплуатации [2].

Недостатком известного способа является его недостаточная точность, обусловленная тем, что определение производят по ограниченному количеству физических величин, не в полной мере характеризующих электроды.

Предлагаемый способ по сравнению с известными позволит повысить точность определения допустимого тока для графитированных электродов.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в известном способе определения допустимого тока для графитированных электродов дуговой сталеплавильной печи, состоящих из секций, соединенных ниппелями, осуществляют измерение удельного электросопротивления электрода, механической прочности на изгиб ниппелей, предельного отклонения диаметра резьбы ниппельного гнезда, предельного отклонения шага по всей длине свинчивания, нахождение вероятности получения неудовлетворительных результатов приемосдаточных испытаний по нормативу отдельных показателей предела прочности на изгиб ниппелей, определение критерия качества электродов, определение по критерию качества допустимого тока эксплуатации.

Заявляемый способ отличается от прототипа тем, что в качестве измеряемой величины используется отношение механической прочности ниппелей к произведению модуля упругости ниппелей и удельного электросопротивления электродов, а критерий качества электродов находят по формуле
K_кач= (1-p) (1-T_ш·T_д.р) где σ_изг.н - механическая прочность на изгиб ниппеля, МПа;
ρ_э - удельное электросопротивление электродов, мкОм;
Е_н - модуль упругости ниппеля, МПа;
Р - вероятность получения неудовлетворительных результатов приемосдаточных испытаний по нормативу отдельных показателей предела прочности на изгиб ниппелей, %;
Т_ш - предельное отклонение шага при всей длине свинчивания, мм;
Т_д.р - предельное отклонение диаметра резьбы ниппельного гнезда, мм.

Повышение точности предлагаемого способа обеспечивается объединением в одном показателе величин, характеризующих наряду с электрическими и механическими свойствами и упругопрочностные свойства через показатель модуля упругости, что в более полной мере характеризует прохождение тока через электрод в плавильное пространство сталеплавильной печи в условиях воздействия динамических механических нагрузок, приводящих в ряде случаев к хрупкому разрушению ниппелей как наиболее уязвимой части свинченных в электродную свечу электродов.

Использование в предлагаемом способе в качестве измеряемой величины отношения механической прочности ниппелей к произведению модуля упругости ниппелей и удельного электросопротивления электродов, характеризующего прохождение тока через ниппельное соединение в условиях значительных динамических нагрузок, позволяет повысить точность определения допустимого тока для графитированных электродов.

Основной тенденцией современного электросталеплавления является использование мощных крупнотоннажных дуговых сталеплавильных печей, отличительной особенностью которых являются увеличившиеся токовые и механические нагрузки, резко меняющиеся в различные периоды плавки. Это ведет к увеличению поломок, в основном из-за хрупкого разрушения ниппелей, и, соответственно, к увеличению их удельного расхода.

Как показали проведенные исследования, новая измеряемая величина коррелирует с эксплуатационной стойкостью электродов при подаче тока в плавильное пространство дуговой сталеплавильной печи в условиях значительных динамических нагрузок. Промышленные испытания электродов диаметром 610 мм с характеристиками, приведенными в таблице, на печи ДСП-100И6 при выплавке электростали показали, что определение допустимого тока по указанному отношению обеспечивает снижение удельного расхода на 20% за счет повышения точности предлагаемого способа, обеспечивающего оптимизацию потребления графитированных электродов.

Измерение модуля упругости относится к неразрушающим методам контроля, производится на готовых ниппелях и не требует дополнительного отбора проб.

П р и м е р. Для определения допустимой величины тока для графитированных электродов при эксплуатации их в дуговых печах ДСП-100И6 для эталонных групп электродов диаметром 610 мм измеряют значения механической прочности на изгиб σ_из.н и модуля упругости Е_н ниппелей, удельное электросопротивление ρ_э электродов, предельное отклонение диаметра резьбы ниппельного гнезда и ниппеля Т_д.р и предельное отклонение шага по всей длине свинчивания Т_ш. Модуль упругости ниппелей измеряют в соответствии с ТУ 48-12-41-91.

По результатам определения механической прочности на изгиб ниппелей находят вероятность получения неудовлетворительных результатов приемосдаточных испытаний по нормативу отдельных показателей предела прочности на изгиб ниппелей р. Затем находят по ним величину критерия качества электродов по указанной формуле. Находят экспериментально допустимый ток для эталонной группы. В таблице представлена зависимость допустимых токов от величины критерия качества.

В зависимости от качества поступивших в электросталеплавильный цех электродов определяют по предварительно построенной зависимости (приведенной на чертеже) допустимый ток эксплуатации I_доп от величины критерия качества этих электродов, найденного по указанной зависимости.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет с большей точностью определять допустимый ток при эксплуатации электродов в дуговых электропечах, что обеспечивает оптимизацию их потребления путем эксплуатации в условиях, соответствующих их свойствам, и, соответственно, снижению их удельного расхода ориентировочно на 20%.

Изобретение относится к электротехнике. Критерий качества электродов, по которому определяют допустимый ток, вычисляют по формуле в зависимости от механической прочности на изгиб, модуля упругости ниппелей, удельного электрического сопротивления электродов, предельного отклонения диаметра резьбы ниппельного гнезда, предельного отклонения шага по всей длине свинчивания. Изобретенин позволяет повысить точность определения допустимого тока для графитированных электродов. 1 ил., 1 табл.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМОГО ТОКА ДЛЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ дуговой сталеплавильной печи, состоящих из секций, соединенных ниппелями, при котором измеряют удельное электросопротивление электрода ρ_э, механическую прочность на изгиб ниппелей σ_изг.н, предельное отклонение диаметра резьбы ниппельного гнезда Т_д.р, предельное отклонение шага по всей длине свинчивания Т_ш, находят вероятность получения неудовлетворительных результатов приемосдаточных испытаний по нормативу отдельных показателей предела прочности на изгиб ниппелей p, определяют по ним критерий качества электродов, по которому определяют допустимый ток эксплуатации, отличающийся тем, что дополнительно измеряют модуль упругости ниппелей E_н, а критерий качества электродов находят по формуле