Способ контроля внутреннего состояния самообжигающегося электрода фосфорной печи Советский патент 1984 года по МПК H05B7/09 

Изобретение относится к электроФ рШи, .в 4a iTHtx:TH к электропечным установкам, например фосфорным, кареля№т f Ферросплав шл, оборудов а нна самообжигающмися электродё1ми, и молвет бьгг-ь испЬльзовайО в системах упрааления элёктропечными установками р АСУ ТП фосфорного производства, пр ёи«й «естаейно для мощных электро 1ечнах .ок закрытого типа. Йадежность работы электропечной установки в значительной с -епени заЬисйРГ от коксований самообткигагщегося элек зрода, поэтому воi ctcta норИальиой эксплуатации его {ределяют технико эк6номические- покдзатели электропечной установки. В результате обрцва электрода печь останавлйаают на длительное время, что существенно снижает ее производительность. Йряожение зоны коксования полностью не гаравтирует надежной работы электрода, так как электрод может оборваться из-за термических перегрузок, в результате которых в теле электрода образуются трещины и возможнъз о&лоад и т.п.. Это происходит из-эа резкого повышения градиента температуры внутри электрода при остановке и подогреве печи, йеобходи МО.исйользовать другие, параметры, ко торые в какой-либо мере характеризуют работоспособность электрода. : Известен способ контроля предаварийного состояния электрода, в котором определяют эффективное значение напряжения и тока на электроде, вычисляют на их основеэффективное зна чение сопротивления и сравнивают его с заданным. Изменение величины сопро тивления подэлектродноро пространств используют в качестве сигнала начала раз.рушения электрода til. : Однако достовер аость данного спосо ба -низка, так как сопротивление .подэлектродного пространства зависит 6т многих других факторов, например, по ложения электрода, состава и грануло метрии шихтыг режима слива и т.д. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спосрб контроля Внутреннего состояния самообжигающегося электрода фосфорной печи, при котором поддерживают уровень зоны, коксования электрода путем измерения, сравнения с задан: ным и поддержания величи.ны тока элек трода., активного сопротивления фазы и величины парепуска электрода, й.змеряют дополнительно электрический параметр и по нему контролируют внутреннее состояние электрода С 21. Н.эдостатком известного способа является отсутствие контроля за состоянием рабочей части электрода (наличия трещин., сколов и т.д.) , что снижает надежность контроля. Цель изобретения - повышение надежности контроля. Указанная цель достигается -тем, что согласно сп.особу контроля внутреннего состояния самообжигающегося электрода фосфор яой печи, при котором поддерживают уровень зоны коксования электрода путем измерения, сравнения с заданным и поддержания величи1Ш тока электрода, активного сопротивления фазы и величины перепуска электрода, измеряют дополнительно электрический параметр и по нему контролируют внутреннее состояние электрода, в качестве указанного электрического параметра используют высшие гариюники тока электрода, а контроль щзоврдят по отнсхиению величины высяшх гармоник к первой гармонике тока электрода. При достижении указанным отношением третьей гармоники к первой величине 2-3% фиксируют наличие трещин и сколов рабочего конца электрода. При достижении указанным отношением третьей гармоники к первой 3-5% и одновременном скачкообразном изменении активного сопро тивления фазы фиксируют облом или обрыв электрода. Кроме того, для повышения точности контроля измеряют относительное значение третьей гармоники в производной тока электрода и при до.стйжейии им величины 6-10% фиксируют облом или обрыв электрода При эксплуатации печи возникаю,т аварийные ситуации, требующие остановок печи или. снижения ее мощности, что вызывает термические перегрузки электрода и на его поверхности и внутри образуются трещины в скоксованной части электрода. Особенно опасны простой печи более 3-4 ч. В дальнейшем вследствие токовой перегрузки трещины увеличиваются,.образуются сколы с появлением дугового разряда и затем обрыв электрода с вытеканием электродной массы. Кроме того, причиной образования сколов электродов могут служить резкие обрушения шихты или низкая механическая прочность электродов из-за сег- . регации электродной массы. Появление резкого выраженного дугового разряда с нелинейной зависимостью сопротивления от ток аи прямоуголь н ой формой напряжения вызйвает появление третьей и других высших гармонических составляющих в токе электрода. Анализ причин обрывов электродов показывает что обрыву и облому электродов предшествует развитие дугово-го процесса в ванне фосфорной печи. Опыт экспл атс.ции фосфорных печей показал, что при нормальных отклонениях сопр.отивления ванны печи от за данной величины и дахсе большом содер жании PjOj в шлаке СЗ-7%) величина п.ервой (.основной) гармоники. Кр ме того, такие отклонения удается устранить, скорректировав электричес кий режим и гранулометрию у леродистого материала. , , При.наличии же зиачительлых трещи и сколов уменьшить величину третьей гармоники тока не удается, а с развитнем сколов она растет. При электрода резко изменяется активное сопротивление соответствующей фазы печи и величина тока; етьей гармони ки составляет 2-5% и бсшее. е целью, повьцаения точности опреде ления аварийной ситуаций можно измерять относительное зйачение высших «аПЕ«мер третьей, гармоник ,в произвОдной тока электрода. В этом случае относительное значение третьей гармо Ешки возрастает s 3 раза. Производну тока можно H3MepH,Tb с помощью магнит ных поясов Спояс РоговскогоУ, в кото рых ЭДС пропорциональна производной измеряемого тока. На основании указанного выше о состоянии рабочего конца электрода судить по вё;личине высшей, например третьей, гармоники тока электрода и отклонению активного сопротивления фазы печи. Рассмотрим Осуществление.предлага емого : способа на примере работы фосфорной печи РКЗ-ЙОф. Печь дааеет три самоспекающихся электргода диаме;трОм 1700 мм, располо Ясенньгх по треугольНику с диамёт ром распада 4800 мм, круглую ванну. с внутренним диаметром 1050.0 мм и. высотой 5650 ьш. Печь оборудована тремя Однофазными печными трансформаторами общей мощностью 80 МВт. Оптимальные :Па;раметры электротекнологического режима могут быть выбраны в соотве :ствии. с известными ; методическими указаниями. Пусть, например, они будут такими: активная мощность Р 50 МВт, cosчр .0,920, ток электрода Лэ- 68 кА, линейное . напряжение Щ 466 В/ содержание aPs 1,2%, модуль кислотно-. сти М,к 0,69,-температура под свДдом печи т 280°С, отношение высоты подэлектродного пространства к диаметру электрода h|i 0,7-0,8, Тогда R 3,65 MOi. Первоначально в Печь подают шихту с домейным коксом со средним размером куска S Ч :,55 см. При соблюдений этого электротехнологичёского режима величина третьей гармоники бапа менее 1% от величины первой гармоники. Рабочая Длина электрода составляет 390 см. При изменении Ск с 1,17 до 1,78 и с 0,74 до 0,9 модуль.кислотности стал MK 0,85, температура под сводом Пвчи увеличивается до , мощность снижаемся до 47 МВт, сопротивление ванны увеличивается до 4,2 МОм, cos vp станеу равньац , длина рабочего кОнца электрода составляет 410 см. Третья гармоника составляет 1,0% от первой гармоники тока. Отработка отклонения тока электрода от заданного значения к оптимальному положению электрода ( .0,75) производят регулятором электрического режима.. . : . :, . В случае, если бы содержание в шлаке превысило регламентное значение 2%, необходимо было бй откоррек тировать количество восстановителя, т.е. управление работой печи осущест-. вляется рутем-перемещения электродов переключением ступеней напряжения . трансформатора и корректировки шихты. При превышении величины тока третьей гармонике 3-5% от первой и рез.ком уменьшении сопротивления ванны. необходимо сбросить напряжение или остановить печь, так как это .будет свидетельствовать рб обрыве илиоб- , ломе электрода. Если утечкиэлектродной-массы нет, то останавливать печь не надо, а достаточно работая на низком напряжении, сработать отколовшуюся часть электрода, и, перепуская электрод, восстановить его рабочий : конец. . . ; - , ; - Применение предлаг:1емого способа позволяет повысить надежность, работй самоспекакщегося электрода, так как . поддерживает оптимгшьную длину рабо-чей части электрода, контролирует ее состояние и предотвращает аварийную ситуацию, т.е. обрыв иЛи облом электрода,. ..

) 1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВНУТРЕННЕГО СОСТОЯНИЯ САМЗОБЖЙГАЮЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРОДА ФОС«ЮРНОЙПЕад, при котором П0ддержйва1от УЕ овень зоны коксо- ; вания электррда1 путем, измерения, сравнения с заданньол и поддержания величины тока электррдца, активного сопротивления фазы и величины перепуска элёктро ца, изйеряют дополни тельно электрический параметр и пр нему : контролир -г в {утреннее состояние электрода, о т л и ч а ю щ и йо я тем, что, с целью повышения надежности крнтроля, в качестве указанного электрического параметра испРльзуют высшие гармрники тока электрода, а контроль прговодят по отнсяаению величины высших rai3Mo ни к к первой гармонике тока электрода. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и а я тем, что при достижении указанным отношением третьей гармоники к первой величине 2-3%;фиксируют наличие трещин и сколов рабочего концаэлектрода. I 3i Способ tio п. I, о т л и ч, а ю щ:и и с я тем, что при достижение указанным отношением Jpeтьeй гармонк ки к первой величине 3-5% и одновре(И менном скачкообразном изменении активного сопротивления фазы фиксируют с облом или обрыв электрода. г 4. Способ по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что с целью повышения точности контроля, измеряют относительное значение третьей гармо НИКИ в производной тока Электрода и при достижении им величины 6-10% фик сируют облом или обрыв электрода. ел