Способ контроля теплового режима процесса графитации

(19 7/О ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИС АВТОРС ИЗОБРЕТЕ У СВИДЕТЕЛЬСТВ 57) СПОСОБ КОН ПРОЦЕССА ГРА ения температ стадйи разогрева и ю щ и й с я тем, ч шения точности и н дополнительно изме сопротивление печи последующих стадия деляют по величине циональной электрич нию печи,(54) (РЕЖИМАизмер сесоюзногои конструкетавтоматика" огня илектроуаллурги обогольй са 1 Ч Конрезе, 1 ство С 4, 197(56) 1. Чалых Е.ф. Технорудование электродных иных предприятий. М., "Ме1972, с. 196-198,2. Сборник докладов нсе по электротермии в Стс, 80-81,3. Авторское свидетелВ 724441, кл. С 01 В 31/ ЗС 51) С 01 В 31/04ТРОЛЯ ТЕПЛОВОГО ФИТАЦИИ путем уры в начальной ечи, о т л и ч ато, с целью повыадежности контроля, ряют электрическоеа температуру на, х графитации опреобратно пропорескому сопротивле 1 10890Изобретение относится к контролютепловых процессов, в частности процесса графитации, и может быть использовано в электродном процессе,Процесс графитации в промьппленныхусловияХ осуществляется в специальных печах при температуре до 3100 С.оПоскольку доступ к высокотемпературным точкам печи сложен, то для этихцелей использовацие оптических пирометров нецелесообразно из-за применения специальных дорогостоящих устройств.Известен способ контроля режима.процесса графитации путем измере-, 15ния подводимого в печь количестваэлектроэнергии для разогрева печи 1 1.Недостаток этого способа заключается в том, что заданное количествоэлектроэнергии, подводимое к печи,не всегда однозначно соответствуетдостигнутой в печи температуре, таккак электротеплофизические свойстваматериалов, из которых формируетсяактивный резистивный нагреватель,нестабильны и претерпевают измененияв процессе нагрева, поэтому изменяется количество электроэнергии, необходимое для их разогрева до заданной темпера. туры.30Известен способ контроля теплового режима процесса графитации путемизмерения величины мощности, подводимой к печи, температуру определяютпо формуле(1)где 6 - температура, С;Р - мощность кБт;РТ - тепловое сопротивление,С/кВт;Т - постоянная времени, ч;текущее значение времени,ч.Строят график роста температурыпри постоянной вводимой мощности ипутем геометрических построений определяют ее текущее значение в зависимости от величины и времени воздействия мощности 2 1,Недостаток этого способа заключается в том, что предложенная методика определения теплового сопротивления Р и постоянной времени Т притгодна для печей малого тоннажа и с коротким циклом графитации 1 в преде лах до 15 ч 1. Причем при этих ограничениях он обеспечинает погрешность + 10, Электродная промьшленность 48оснащена в основном большегрузными печами, цикл графитапци в которых длится в пределах 25-100 ч, поэтому применение данного способа в электродной промьпплецности приведет к еще большим погрешностям,Известен способ коцтроля режима и окончания процесса графитации путем измерения температуры в начальной стадии разогрева печи ГЗ;1Недостаток этого способа заключается в том, ч го оц обуславливает контроль теплового процесса н нескольких характерных точках,что це дает возможности непрерывно управлять процессом в течение всего цикла.Цель изобретения - повьппецие точности и надежности контроля температурного режима печи.Поставленная цель достигается тем,что согласно предлагаемому способудополнительно измеряют электрическоесопротивление печи, а тсмцературуца последующих стадиях графитацииопределяют по величине, обратно пропорциональной электрическому сопротивлению печи,Известно, что сортировка графитируемых электродов осуществляется путем измерения их удельного электросопротивлепия и что характер изменения удельного электросопротинленияграфитируемых заготовок и пересыпкиот воздействия температуры одинаков.Лктивцьгй резистивный нагреватель печи, в основном, состоит из пересылки,изменение электросопротивления которой в процессе графитации будет отображагь тепловое состояние печи иструктурные преобразования, происходящие в графитируемом материале в течение всего цикла, Электросопротивление может бьггь измерено непрерывнои доступными средствами, что повьппаетточность контроля,Проведенцы экспериментальные ис следования показали, что в начальной стадии разогрева печи изменение электросопротивления от ноздействия температуры не поддается строгому математическому описанию, а начинял с температуры н промежутке 1100 - БОО С и выше электросопротивлецие изменяется по логарифмическому закону,Б таблице приведены значения температуры и электросопротивления, измеренные в процессе разогрева одной из печей электродного завода, ца ос048 Абсолютное отклонение Расчетноезначение ное температуры,температуры, С туры,8,2784 78,20 1550 1620 649,15 1698,85 1753,24 1786,90 15 25119 16 О,91 743 23506+ 31 856 824 28 7,4 22244 91 5,59 41,41 1970 3 1089 новации которых структура модели разогрева печи может быть представлена следующей аналитической зависимостьюАЬ -Р(2)5 где Р - измеренное значение электросопротивления, Ом;О - расчетное значение температуры.В таблице приведены также абсолютО ные значения отклонений измеренной температуры от расчетной, чтд позволяет оценить точность предлагаемого способа.На реальном объекте способ может быть реализован следующим образом.В печь, в заданную точку внедряют стандартный термодатчик, например термопару из пластины, и измеряют температуру. При достижении температуры 1550 С эта величина запоминает 0ся и запоминается соответствующее ей измеренное значение электросопротив- ления, в данном случае 27842 10 Ом. Используя эти две величины, на осно 25 вании ранее полученных статистических данных, находят коэФФициенты А и Л 2, которые для данного случая равны соответственно 2287,5 и 0,65345 10, тогда выражение (2) принимает видВ - 228 5, (3ь0,6 У 5 оВ дальнейшем измеряют текущие значения электросопротивления Р и, решая уравнение (3), определяют текущие значения температуры,Таким образом, предлагаемый способ заключается в следующем.В начальной стадии разогрева температура измеряется с помощью термодатчика, затем при данном значении температуры, например 1550 С, измеряется соответствующее ей значение электросопротивления, а в дальнейшем температура определяется расчетным путем на основании найденной логарифмической зависимости изменения электросопротивления от воздействия температуры. Использование предлагаемого способа при управлении процессом графитации позволит сократить расход электроэнергии за счет более точного контроля теплового режима процесса. Кроме того, использование в качестве контролируемого параметра электросопротивления и его приращения Ь, характеризующего структурные превращения в графитируемом материале, позволит точнее определить окончание процесса графитации,.а значит, сократить время процесса и увеличить производительность печи,+ 45,82 + 0,52 - 24,1315,28 - 43,80 О 20227 2025 9481 2070 12 18980 2130 18538 13 2150 18271 34,722190 2190 17895 15- 80,67 18042 2250 2300 17666 2320 17404 18 2350 20 17284 2375 21 2400 17195 2364,29 17048 2425 2385,50 2407,29 2462,28 2502,15 2517,22 16901 2450 23 2460 16546 24 16303 2,500 25 2510 16214 26 Составитель Р. КлейманРедактор Т. Портная Техред М,Надь Корректор В.Синицкая 1974,8 2024,48 2094,13 2145,2 2193,80 2224,72 2270,67 2252,42 2300,09 2335,20 2369,08 2351,83 Заказ 2856/19 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5