СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО КОНЦА ЭЛЕКТРОДА В ВАННЕ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ Российский патент 1995 года по МПК H05B7/148 

Изобретение относится к руднотермическим электропечам и может быть использовано в электрических шлаковых и дуговых печах черной и цветной металлургии, а также в химической промышленности.

Известен способ дискретного определения положения рабочего конца электрода со сквозным каналом, в котором канал несколько выше конца электрода закупоривают с помощью пробки, опущенной на нити известной длины. Длину рабочего конца определяют по длине указанной нити с учетом перемещений электрода в момент прогара пробки, о чем судят по падению давления газа, подаваемого в канал электрода [1]
Наиболее близким техническим решением к изобретению, выбранным в качестве прототипа, является способ определения положения рабочего конца электрода в ванне дуговой электропечи, при котором зажигают дугу и регистрируют распределение параметра, характеризующего магнитное поле, вдоль боковой поверхности кожуха электропечи и определяют координату положения рабочего конца электрода [2]
Недостатком известного способа является низкая точность, связанная с тем, что положение центра тяжести линий тока, замыкающихся между электродами в ванне печи, неоднозначно характеризует положение концов каждого электрода. Во-первых, положение этих линий в значительной степени определяется расположением в ванне слоев материалов с наибольшей электрической проводимостью. Во-вторых, при различной глубине погружения электродов положение центра тяжести этих линий определяет среднюю по каждой паре электродов глубину их погружения, что затрудняет точное определение каждого из них.

Целью изобретения является повышение точности определения положения рабочего конца электрода.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения положения рабочего конца электрода в ванне дуговой электропечи, при котором зажигают дугу и регистрируют распределение параметра, характеризующего магнитное поле, вдоль боковой поверхности кожуха электропечи и определяют координату положения рабочего конца электрода, регистрируют распределение тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля, а координату положения рабочего конца электрода определяют по координате точки перегиба кривой распределения тангенциальной составляющей напряженности.

Способ определения положения рабочего конца электрода основан на том, что с конца электрода наблюдается наиболее интенсивное стекание тока в ванну электропечи. При этом в районе конца каждого электрода происходит изменение преимущественно вертикального направления линий тока в электроде на их преимущественно горизонтальное направление. Напряженность тангенциальной составляющей магнитного поля вдоль боковой поверхности кожуха электропечи определяется следующей формулой:
H_ϕ= (1) где I ток электрода, А;
a расстояние от оси электрода до прямой ОX, м;
L длина электрода от его конца до контактных щек, м;
х ордината точки измерения вдоль указанной прямой ОХ.

Положение точки перегиба линий тока электродов наиболее точно характеризуется положением точки Х_А перегиба кривой распределения тангенциальной составляющей магнитного поля H_ϕ Поскольку напряженность магнитного поля максимальна вблизи центральных плоскостей, проходящих через оси электродов, то измерение этих параметров ведут вдоль прямой ОХ, параллельной оси электрода и лежащей либо в этих плоскостях, либо в непосредственной близости от них.

Точка Х_А совпадает с положением максимума производной вдоль проекции ОХ оси электрода на эту прямую. Координата указанной характерной точки распределения тангенциальной составляющей магнитного поля определяется следующей формулой:
X_A= L+ (2)
На фиг. 1 изображена электропечь с наложением на нее эпюры тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля и ее производной, разрез; на фиг. 2 изображена ванна печи и эпюры распределения тангенциальной составляющей, вид в плане.

Вектор H_ϕ тангенциальной составляющей магнитного поля расположен по касательной к кожуху 2 электропечи 1. Производная берется вдоль оси ОХ.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Способ опробован на трехэлектродной печи типа РКЗ-72Ф для возгонки желтого фосфора. Мощность печи 73 МВА.

Тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля определялась с помощью плоских катушек, ЭДС которых измеряется электронным вольтметром типа ВЗ-40. Катушка перемещалась вдоль прямой ОХ. Одновременно измерялась высота положения катушки относительно кожуха с помощью линейки и снимались показания вольтметра. Определение положения электрода, расположенного напротив выпускного отверстия, осуществлялось по результатам измерения распределения тангенциальной составляющей магнитного поля вдоль прямой ОХ, смещенной по радиусу печи на 1 м от кожуха, а по касательной к кожуху на 2 м от проекции данного электрода на кожух.

Поправка Δ X, учитывающая удаленность оси измерения от оси электрода, рассчитывалась по формуле
Δ Х Х_A L, (3) Х_А определяли по формуле (2). Положение конца электрода принималось на вычетом поправки Δ Х, равным координате Х от тангенциальной составляющей H_ϕ напряженности магнитного поля.

Использование данного способа позволяет простыми средствами с высокой точностью определить положение рабочего конца электрода. Наличие достоверной информации о положении рабочего конца электрода в ванне руднотермической электропечи позволяет повысить качество управления электрическим режимом, режимом перепуска электродов и технологическим режимом, что обеспечивает экономию электроэнергии, повышение производительности и снижение потерь сырьевых материалов, связанных с нерациональным электротехнологическим режимом.

Сущность изобретения: в ванне печи контролируют распределение тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля или ее производной. Определяют положение рабочего конца электрода как сумму координат соответственно точки перегиба или максимума производной и заданного постоянного смещения точки перегиба или максимума производной относительно положения рабочего конца электрода. 2 ил.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО КОНЦА ЭЛЕКТРОДА В ВАННЕ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, при котором зажигают дугу и регистрируют распределение параметра, характеризующего магнитное поле вдоль боковой поверхности кожуха электропечи и определяют координату положения рабочего конца электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, регистрируют распределение тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля, а координату положения рабочего конца электрода определяют по координате точки перегиба кривой распределения тангенциальной составляющей напряженности.