Способ определения положения рабочего конца электрода в ванне руднотермической электропечи

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоЦиапр истическихРеспублик и 003389(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24, 03. 81 (21) 326 39 56/24-. 0 7с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 070383, Бюллетень МВ 9Дата опубликования описания 070383 Р 11 М. Кл. Н.05 В 7/00С 22 В 5/10Р 27 П 19/00 Государственнмй комнтет СССР по делам нзобретеннй н отнрцтнй.Б.ф. Величко, Н.В. Стеблянко, Г.Д. Ткад.а. Гитгари, О.И. Покровская и В.М. риакяскиии.;,Отгу гт -., аягВсесоюзный наУчно-исследовательский, пРса.,тщетно-ЙО(тоткР 17 т;. РскийИ тЕХНОЛОГИЧЕЕКИй ИНСтИтут ЭЛЕКтрОтЕрЪйЧЕСКОГО,",Сбсруад 4 аиня(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГОКОНЦА ЭЛЕКТРОДА В ВАННЕ РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙЭЛЕКТРОПЕЧИ Изобретение относится к руднотермическим электропечам и может быть применено на предприятиях черной и цветной металлургии, а также в химической промышленности.Известен способ измерения положения рабочего конца электрода, в котором при отключенной печи с помощью троса, являющегося частью электрической измерительной цепи, замыкают эту цепь касанием расплава нижним концом троса, фиксируя момент касания электроизмерительным прибором (1,Недостатком данного способа является необходимость отключения печи во время измерений. Известен способ дискретного определения положения рабочего конца электрода со сквозным каналом в электроде, при котором канал электрода несколько выше конца электрода закупоривают с помощью заклинивающей пробки, спущенной на нити известной длины, а длину рабочего конца электрода определяют по длине укаэанной. нити с учетом перемещений электрода. в момент прогара пробки, о чем судят по падению давления груза, подаваемого в канал электрода 21. Недостатком указанного способаявляется необходимость создания иподдержания канала в электроде, чтоявляется затруднительным мероприятием в промышленных условиях.Известен также способ, в которомизмеряют электрический параметр -реактивноесопротивление, которое связано с положением рабочего концаэлектрода относительно уровня металлического расплава 3).Недостатком способа является егонизкая точность, объясняющаяся тем,что длина хода электрода составляет15 всего несколько процентов от путитока между токоподводящими кольцамина электродах.,Наиболее близким по техническойсущности является способ определенияположения рабочего конца электрода вванне руднотермической печи, прикотором измеряют расстояние от рабочего положения электрододержателядо его крайнего нижнегоположения,измеряют электрические параметрыэлектрода, перемещают электрод внизи останавливают его при йзмененииконтролируемых электрических пара,метров, в момент остановки измеряют 30 расстояние от нового положения элек 100338940 65 трододержателя до его крайнего нижнегоположения и по измеренным расстояниямвычисляют положение рабочего концаэлектрода относительно расплава 41.Недостатком известного способаявляется необходимость опусканиЯ влек 5трода до касания расплава, что нарушает технологический режим и требует времени и расхода электроэнергиидля выхода на рабочий режим.Цель изобретения - повышение точ О,ности определения положения рабочего конца электрода при шлаковых процессах.для достижения указанной цели вспособе определения положения рабочего конца электрода в ванне руднотермической электропечи, при котором измеряютрасстояние от рабо-чего положения электрододержателядо его крайнего положения, измеряютэлектрические параметры электрода,перемещают электрод вниз и останавливают его при изменении контролируе мых электрических параметров, в момент остановки измеряют расстояниеот нового положения электрододержателя до его крайнего нижнего положения и по измеренным расстояниямвычисляют положение рабочего концаэлектрода относительно уровня расплава, измеряют ток и активную мощность 30электрода, момент остановки электрода определяют по прекращению ростатока и уменьшению активной мощности электрода, затем повторно опускают электрод не менее чем на 3 см, 35вторично измеряют мощность электрода и расстояние от электрододержателя до его крайнего положения, ауказанное, положение рабочего концаэлектрода вычисляют поформуле-сне,-Е,)1 2где Ь - расстояние от рабочего конца электрода до уровня металлического расплава,расстояние от рабочего поРложения электрододержателядо его крайнего нижнего положения,расстояние от электрододержателя до его крайнего нижнего положения при первомизмерении мощности,.его расстояние при втором .измерении мощности,Р и Р - активная мощность при пер, 552,вом и втором измерениисоответственно.Способ основан на установленнойэкспериментально линейной зависимости фазного сопротивления от перемеще ния электрода, когда его рабочий ко".нец погружен в шлак. Это объясняется тем, что та часть тока электрода,,которая протекает через шлак замыкает преимущественно через металл. Шлак под электродом нагрет и насыщен .падающими каплями металла, в то время как область шлака между электродами менее нагрета и не насыщена каплями металла. Поэтому удельное сопротивление шлака непосредственно под электродом существенно меньше, чем в средней части между двумя электродами. Высота шлака в среднем составляет 500-600 мм, а расстояние между обращенными друг к. другу по- . верхностями электродов равно 2300 мм, При этих условиях часть тока ответвляется от нижней границы расплава окислов, насыщенного коксом, и проходящая через шлак, практически це- ликом будет замыкаться через металлический расплав.Полагаем, что удельное сопротивление шлака на высбте одинаковое, так как химический состав и температура практически одинаковы по высоте.На чертеже .схематически показан разрез печи по оси электрода.Способ осуществляется следующим образом.При движении электрода 1 вниз изменяет свое положение электрододержатель 2 относительно своего крайнего нижнего положения 3. Рабочий конец электрода пересекал зону 4 твердой и жидкой фаз рудных компонентов шихты, попадает в шлаковую зону 5 где нет кокса), ниже которой на ходится металлический расплав 6.Сопротивление шлака Вш при протекании тока через него зависит от удельного сопротивления шлака ш высоты шлаковой зоны й ш и сечения токового канала 5 .ш =ш -Поскольку перемещение электрода в шлаке, которое специально производится для решения поставленной задачи, составляет 5 - 6 от протяженности шлаковой эоны, то ЙШ соПМПричиной изменения сопротивленияявляется изменение Пш .Так какобщее сопротивление шлака под двумя электродами при указанном небольшом перемещении электрода изменяется на 2 - 3, то изменение тока через шлак, составляющим то же 2 - 3, пренебрегаем.В действительности изменение тока через шлак еще меньше, так как приопускании электрода уровень шлака под другим электродом нес олько повышается, увеличивая его сопротивле- ние.Таким образом, при погружении электронна в шлак ток в электроде неизменен и ток через шлак также неизменен.Произведен измерение активной мощности Р, при положении электрододержателяотносительно его крайПримтипа РПЗ да вниз иэжения Ррсоставлена5с,0,5200,450,2250,1500 0,075 Р4,23,33,28, О(ЕР)2,8 И Р 1),Р 2 СЕ,-Е,1 него нижнего положения и мощности Р при положении электрододержателя Яг.Сопротивление шлака для двух указанных положений электрода соответственно равны1 2о 5 5- и "г эы -При погружении конца электрода в шлак на величину Ь,- Ьг-" 81 Ог сопротивления шлака уменьшится на величину" -"г1 "2=Ь "ЭЫб . 5Подставив в последнее выражение значения .сопротивления шлакапполучим "- ь.в,ь е-е,:откуда И,.й --- " ЙЛ,-Ет 1ю Активная мощность измеряемая на электроде в двух рассматриваемых Положениях электрода равна соответственно. 25К= 1 эО(со%с и Р ф 1 Огсо 5 срполагаем, что совсР = сопв 6 при небольшом перепещении электрода). Активные сопротивления шлака равны01 сОьс Р . 02 сОьсР РЯ си ,- 1 ю м 1 э 1 ы 1 шэ подставив полученные выражения для к и кг в выражение для,пг получаем 35 расчетйую формулу.для вычисления расстояния конца электрода от уровня ,металлического расплава во втором положении электрододержателяь 1 г) 40й, й,:Р 1 Р 2. В рабочем положении расстояние от рабочего конца электрода до уровня .металлического расплава рассчитывается по формуле: 45Р,Е,-Е,ьер-ег+ Р -РФггде П - расстояние бт рабочего конца электрода до уровня металлического расплаварасстояние от рабочего по Рложения электрододержателядо его крайнего нижнегоположения; 553 врасстояние от злектрододержателя до его крайнего нижнего положения при первомизмерении активной мощности; 60бг - расстояние от злектрододержателя во второй момент измерения мощностиР и Р - активная мощность измеренияв положении электродами,и.5 е р, На промышленной пеМи 8 при перемещении электро- исходного рабочего полоОр 52 м до уровня Р =0.,075 м таблица18899100100100 Подставляя табличные значения в расчетную формулу, получим ф , 3,0 - 2,8 0 52-0 075+28(0 150-0 075) 1 495Это соответствует действительности, так как приведенные в таблицеданные получены на паре электродов,иэ под которой в течение несколькихчасов не было выпуска,Применение предлагаемого способаповышает точность определения основного технологического параметра, чтопозволяет наиболее точно корректировать состав шихты, зто повышает производительность печи и уменьшает расход электроэнергии. Формула иэобретения Способ определения положения рабочего конца электрода в ванне руднотермической электропечи, при котором измеряют расстояние от рабочего положения электрододержателя до его крайнего нижнего положения, измеряют электрические параметры электрода, ,перемещают электрод вниз и останавливают его при изменении контролируемых электрических параметров, вмомент остановки измеряют расстояние от нового положения электрододержателя до его крайнего нижнего по. - ложения и по измеренньм рас:тояниям вычисляют положение рабочего конца электрода относительно уровня расплава, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения положения рабочего конца электрода при шлаковых процессах, измеряют ток и активную мощноств электрода, момент остановки электрода определяют по прекращению роста тока и уменьшению активной мощности электрода, затем повторно опускают электрод не менее чем на 3 см, вторично измеряют мощность электрода и расстояние от электрододержателя до его крайнего нижнего положения, а указанное положение рабочего конца электрода вычисляют по. , формуле1003389Составитель Л, Сорокиннко Техред М.гергель Корректор А. тко тор В. Пили Тираж 843 Подписноерственного комитета СССРобретений и открытийЖ, Раушская наб. 5 1594/48 ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, МосквЗака д. 4/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн где й - расстояние от рабочего конца электрода до уровня металлического расплава;4 р - расстояние от рабочего по ложения электрододержате"ля до его крайнего нижнего положения,- расстояние от электрододержателя дО его крайнегонижнего положения при первом измерении мощности,".- расстояние от электродо 2держателя до его крайнегонижнего положения при вто-,ром измерении мощности,Р, - активная мощность при пер- вом измерениифР - активная мощность при втором измерении. 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Микулинский А.С. Процессы руд"ной электротермии, М., "Металлургия",1966, с. 233.1 О 2. Авторское свидетельство СССРР 728226, кл. Н 05 В 7/09, 1976.3. "Электротермия", 1970, 9 96,4. Авторское свидетельство СССРР 2051821, кл. Н 05 В, 7/06, 1965,