Способ контроля внутреннего состояния самообжигающегося электрода фосфорной печи

ЗСЮ Н 05 В 7 09 ГООУДАРОТВЕННМЙ НОМИТО СССР пб Дйдйи ийййб н шййЮ: ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СЮЦДЕТЕЛЖТВУ(71 ) Ленинградский государственныйнаучно-исследовательский и проект,йяй ийститут основной химическойпромышленности(54)(57) 1, СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВНУТРЕННЕГО СОСТОЯНИЯ СМЮОБЖИГЬЮЩЕГОСЯ. ЭЛЕКТРОДА ФОСФОРНОЙ ПЕЧИ, при котором,поддерживают уровень эоны коксо-.вания:электрода путем измерения,сравнения .с заданным и поддержаниявеличины тока электрода, активного.сопротивления фазы и величины пере,пускаэлектрода, измеряют дополни- .тельно электрическйй параметр и понему:контролируют внутреннее состояние электрода, о т л и ч а ю щ и й 3. Способ по п. 1, о т л и ч.ю щ;и й с я тем, что при достижуказанным отношением третьей .гарки к первой величине 3-5 и одноменном скачкоОбразном изменениитивного сопротивления фазы фиксиоблом или обрыв электрода.4. Способ по и. 1, о т л и ч енинмонк Е вреакруют ю щ и й с я тем, чшения точности конотносительное значники в производнойпри достижении имсируют облом или о то, с целью повыроля, измеряютние третьей гармотока электрода иеличины 6-10 фикрыв электрода. с я тем, что, с .цельюповышения надежности контроля, вкачестве указанного электрического параметра используют высшие гармоники тока электрода, а контроль проводят по отноше нию величины высших гармоник к первой. гармонике тока электрода.2. Способ по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я :тем, что при достижении указаннымотношением третьей гармони ки к первой величине 2-3,фиксируют наличие трещин и сколов рабочего конца электрода,65 Изобретение относится к электронЕрмии, .н частности к электропечнцм Установкам, например Фосфорным, карбидным, Ферросплавиым, оборудованным .самообжигающимися. электродами, и может быть использовано в системах упраэления электропечными установкамин ЬСУ ТП 4 есфорного производства, преимущестаенйо для мощных электроИечных установок закрытого типа.НадежнОсть работы электропечной 30 устанеки в значительной степени зависит от процесса коксования самообжигаюцегося.электрода, поэтому но-, цросц нормальной эксплуатации его определяае технико-экономические по казатели электропечной установки, Э Результате обрыва электрода печь останавливают иа длительное время, что существенноснижает ее произнодительность. 20Положение зоны коксования полно-. стью не гарантирует надежной работы электрода, так как электрод может оборваться из-за термических перегрузок, в результате. которых в теле 2 Н Электрода образуются трещины и возможны обломы и т.п, Это происходит из-за резкого повышения градиента температуры ннутрн электрода при остайовке и подогреве печи. Необходи. мо.исиользовать другие, параметры, коЗО торые в какой-либо мере характеризуют работоспособность электрода.. Известен способ контроля предаварийного состояния электрода, н котором определяют эффективное значение напряжения и тока на электроде, вычисляют на их основе эффективное значение сопротивления и сравнивают его. с заданным. Изменение величины сопротивления подэлектродного пространства 40 используют н качестве сигнала начала разрушенияэлектрода И .Однако достонериость данного спосо. ба низка, так как сопротивление подэлектродного пространства зависит от 45 многих других Факторов, например, положения электрода, состава и гранулометрии шихты, режима слива и т.д.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо- НО соб контроля внутреннего состояния самообжигающегося электрода фосфорной печи, при котором подцерживают уровень зоны, коксования электрода путем измерения, сраннения с заданным и поддержания величины тока элек трода, активного сопротивления фазы и величины пзрепуска электрода, измеряют дополнительно электрический параметр и по нему контролируют внутреннее состояние электрода Г 2.Недостатком 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 дост 1 кается тем,что согласно способу контроля внутреннего состаяйия самообжигающегосяэлектрода Фосфорной печи, при котором поддерживают уровень зоны коксования электрода путем измерения,сравненияс заданным и поддержаниявеличины тока электрода, активногосопротивления Фазы и величины перепуска электрода, измеряют дополнительно электрический параметр .и нонему контролируют внутреннее состояние электрода, в качестве указанногоэлектрического параметра используютвысшие гармоники тока электрода, аконтроль проводят по отношению величины высших гармоник к первой гармонике тока электрода,При достижейии укаэанным отношением третьей гармоники к первой величине 2-3 фиксируют наличие трещин исколов рабочего конца электрода. При достижении укаэанным отношением третьей гармоники к первойвеличине 3-5% и одновременном скачкообразном изменении активного сопротивления Фазы Фиксируют облом илиобрыв электрода.Кроме того, для повыщения точностиконтроля измеряют относительное значение третьей гармоники в производной тока электрода и при достиженииим величины бфиксируют обломили обрыв Электрода,При эксплуатации печи возникаюаварийные ситуации, требующие остановок лечи или снижения ее мощности,что вызывает термические. перегрузкиэлектрода и на его поверхности ивнутри образуются, трещины в скоксованной части электрода. Особенно опасны простои печи более 3-4 ч.И дальнейшем вследствие токовойперегрузки трещийы увеличиваются, образуются сколы с появлением дуговогоразряда и затем обрыв электрода с вытеканием электродной массы. Крометого, причиной образования сколовэлектродов могут служить резкие об-.рушения шихты или низкая механическая прочность электродов из-за сегрегации электродной массы. Появлениерезкого выраженного дугового разрядас .нелинейной- зависимостью сопротивления.от тока и прямоугольной формойнапряжениявызывает появление третьейи других высших гармонических составляющих в токе электрода,Анализ. причин обрывов электродовпоказывает что обрыву и облому электродов предшествует развитие дугово-.го процесса н ванне фосфорной печи.Опыт эксплуат.-ции фосфорных печейпоказал, что при нормальных отклонениях сопротивления ванны печи от за1066045 Турпак Корректор 1 О. Макаренко Заказ 11061/59 Тираж 783 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.жании РО в шлаке (.3-7) величина,тока первой (Основной) гармоники. Кроме.того, такие отклонения удаетсяустранить, скорректировав электрический режим и гранулометрию углеродистого материала.При,наличии же зиачительвых трещини сколов уменьшить величину третьейгармоники тока не удается, а с развитием Сколов она растет. При обрыве 10электрода резко изменяется активноесопротивление соЬтветствующей Фазыпечи и величина тока третьей гармоники составляет 2-5 .и более.С целью.повышения точности опреде ленка аварийной ситуации можно из- .мерять относительное значение высших,вапример третьей, гармоник в произвбдной тока электрода. В этом случаеотносительное значение третьей гармо 2 О.ники возрастает в 3 раза. Производнуютока можно измерять с помощью магнитных поясов пояс Роговского), в которых ЭДС пропорциональна производнойизмеряемого тока.На основании указанного выше можноо состоянии рабочего конца электродасудить по величине высшей, напримертретьей, гармоники тока электрода иотклонению активного. сопротивленияФазы печи .Рассмотрим осуществление.предлагаемого способа на примере работы.фосФбрйой печи РКЗф,Печь имеет три самоснекающихсяэлектрода диаметром 1700 мм, расположенных.потреугольнику с диаметром расвадд 4800 мм, круглую ваннус внутренним диаметром 10500 мм и .высотой 565 С мм, "Печь оборудованатремя однофазными печными трансформаторами общей мощностью .80 МВт,Оптимальные параметры электротех- .нологического режима могут быть выбраны в соответствии.с известнымиметодическими указаниями. Пусть, например, они будут. такими: активнаямощность Р.= 50 МВт, сов = 0,920,ток электрода 1 = 68 кА, линейноенапряжение Ц = 466 В, содержаниеРО - Ск = 1,2, модуль кислотно-сти М = 0,69, температура Под св 0;.дом печи Т = 2809 С, отношение выСоставитель О.Редактор Ю, Ковач Техред А,Ач соты подэлектродного пространства кдиаметру электрода Ь = 0,7-0,8,Тогда Н = 3,65 МОм.первоначально в печь подают шихтус доменным коксом со,средним размером куска=55 см. При соблюденииэтого электротехнологического режимавеличина третьей гармоники была менее1 от величины первой гармоники. Рабочая длина электрода составляет 390 см.При изменении Ск с 1,17 до 1,78и ь" с 0,74 до 0,9 модуль, кислотности стал Мк = 0,85, температура подсводом печи увеличивается до 410 фС,мощность снижается до 47 МВт, сопротивление.ванны увелйчивается до4,2 МОм, соястанет равным 0,910,длина рабочего конца электрода. составляет 410 см, Третья гармоника составляет 1,0 от первой гармоники тока.Отработка отклонения тока электродаот заданного значения .к оптимальномуположению электрода (Ь = 0,75)производят регулятором электрического режимаВ случае, если бы содержание РОгв шлакепревысило регламентное значение 2, необходимо было бы откорректировать количество восстановителя,т,е. Управление работбй печи осуществляется путем. перемещения электродовпереключением ступеней напряжениятрансформатора и корректировки шихты,При превышении величины тока третьей гармонике 3-5 от первой и рез,ком уменьпении сопротивления ваннынеобходимо сбросить напряжение илиостановить печь, так как это,будЮтсвидетельствовать об обрыве нлиобломе электрода. Если утечки электрод-,ной .массы нет, то останавливать печьне надо, а достаточно работая нанизком напряжении, сработать отколов- .шуюся часть электрода, и, перепускаяэлектрод, восстановить его рабочийконец,Применение предлагаемого способапозволяет повысить, надежность. работысамоспекающегося электрода, так какподдерживает оптимальную длину рабочей части электрода, контролирует еесостояние и предотвращает аварийнуюситуацию, т.е. обрыв или облом электрода