Способ управления процессом графитации обожженных углеграфитовых заготовок Советский патент 1988 года по МПК C01B31/04 G05D27/00 

N5

СО

Изобретение относится к способам унраплення тепловыми процессами и может быть использовано для управ- режимом графитации обожженных , углеграфитовых заготовок в многотон- нажных электрических печах.

Целью изобретения является повышение производительности процесса графитации,

На фиг. 1 представлены графики

изменения температуры заготовок и пересыпки во времени в зависимости от величины вводимой мощности; на фиг. 2 - места установки термопар 15 в печи графитации; на фиг. 3 - функциональная схема устройства управления процессом графитации, реализующая способ.

Кривая А на фиг. 1 показывает 20 изменение температуры в пересыпке в центре керна, кривая Б - на перифе- рии керна, а кривая В изменение температуры в заготовке.

В начале технологического процес- 25 са скорость изменения температуры в пересыпке в центре керна отличается от скорости изменения температуры в заготовке, поскольку физические свойства пересыпки (графитированные, 30 необожженные частицы) отличаются от свойств заготовок (обожженных). По мере разогрева скорость изменения температуры заготовок приближается к скорости изменения температуры пе 5 ресыпки и кривые 2 и 3 становятся параллельными.

Многотоннажная печь 1 графитации (фиг,2) состоит из рабочей части называемой керном 2 печи 1, состоя- дд щим из пересыпки 3 и заготовок 4-7 - точки контроля температуры пересыпки и заготовки. Графитации подвергаются предварительно обожясенные заготовки.

Устройство (фиг.З) для управления процессом графитации содержит вычис- лительньй блок 8, к которому подключены измеритель 9 потребляемой мощности, программньй задатчик 10 мощности, измеритель 11 температуры заготовки, измеритель 12 температуры пересыпки на периферии,измеритель 13 температуры пересьшки-в центре керна печи, задатчик 14 заданного градиента температур, пересьшки, а также блок 15 управления исполнительным механизмом 16.

Процесс графитации ведут путем изменения электрической мощности.

50

55

0 5

д

0

5

подводимой к печи. Ве.чичииа электрической мощности характеризует рост температуры в печи, а макси- мально возможное ее значение ограничивается величиной плотности тока, допустимой для данно-го типа печи. График ввода мощности определяется экспериментальным путем, в основе которого лежит получение изделий высокого качества, больщой выход годной продукции при относительно невысоких расходах электроэнергии.

Углеграфитовые заготовки предварительно проходят обжиг, в результате которого происходят процессы пиролиза и молекулярной ассоциации связующих. В процессе графитации протекают наиболее важные процессы - структурные преобразования и формирование кристаллической решетки.

В качестве пересыпки применяют кокс графитированный и сырой в отношении 1:1. Датчики температуры - вольфрам-рениевые, что позволяет измерять температуру от 20 до 1700°С. Учитывая то, что сформированная ранее при обжиге структура заготовок при охлаждении до нормальной температуры не изменяется, процесс графитации можно вести форсировано, за счет чего уменьшается время графитации в среднем на 5-6 ч.

Устройство (фиг.З) работает следующим образом.

При помощи исполнительного механизма 16 подается напряжение, обеспечивающее максимальную мощность с учетом допустимой плотности тока печи. Вычислительный блок 8 с дискретностью, равной времени переходного процесса печи, опрашивает измерители 11 и 13 температуры в заготовке и в пересыпке, определяет скорость изменения измеренных температур и сравнивает их между собой. При достижении равенства этих скоростей блок 8 запоминает величину мощности на измерителе 9, опрашивает измерители 12 и 13, определяет градиент температур от центра керна печи к периферии, сравнивает его с допустимым. В случае превьшения допустимо - го градиента блок 8 выдает команду блоку 15 управления на отключение напряжения до уменьшения градиента температур. После достижения градиента температур допустимого уровня блок 8 дает команду блоку 15 на подключение напряжения и начинает сравнение фактической мощности с измерителя 9 с мо1г;ностью, заданной задатчи- ком 10, вьфабатывая управляющие воздействия для управления процессом графитации по заданному графику, начиная с величины запомненной мощности.

Фор мула изобретения

Способ управления процессом графитации обожженных углеграфитовых заготовок в многотоннажных электропечах по заданному графику изменения электрической мощности путем регулирования напряжения в зависимости от допустимого градиента температуры пересыпки с вводом начальной мощности, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности процесса, начальную мощ- , ность устанавливают максимально возможной для данного типа печи, измеряют температуры расположенных в центральной части печи заготовки и пересыпки, определяют и сравнивают

скорости их изменения, в момент достижения равенства этих скоростей запоминают значение мощности и измеряют, температуру пересыпки на периферии контролируемой заготовки, при

превьшении градиентом температуры пересьшки заданного значения отключают печь, а при его значении, не превьшакхцем заданного, процесс ведут по заданному графику мощности, начиная с запомненного значения.

Изобретение относится к способам управления тепловыми процессами графитации обожженных углеграфитовых заготовок в многотоннажнык электропечах и позволяет повысить производительность процесса графитации. Способ заключается в управлении процессом графитации по заданному графику изменения мощности путем регулирования напряжения в зависимости от допустимого градиента температуры пе- ресьшки с вводом начальной мощности. При этом начальную мощность устанавливают максимально возможной для данного типа печи, измеряют температуру расположенных в центральной части печи заготовки и пересыпки, определяют и сравнивают их скорости изменения, в момент достижения равенства этих скоростей запоминают значение мощности и измеряют температуру пересыпок на периферии контролируемой заготовки, при превышении градиента температуры пересыпки заданного значения отключают печь, a при его значении, не превыщающем заданного, процесс ведут по заданному графику мощности, начиная с ее запомненного значения. 3 ил. (Л nU

16QO 1500

то шо

I20Q 1100

юоо

900 800

700 600 500 400 300

т

100

П 5618ЭЮ111213 15 /7 Ю 21 23 25 27 23 32 i,y

Фиг.1

КА

Y//////////////////////////////////////J

Фи.г2

11

Фиг.З

Редактор Н.Гунько

Составитель А.Каретников

Техред М.ДидыкКорректор Л.Пилипенко

13

r

8

15