專利名稱：確定冶煉電爐中所用的消耗電極的頂部位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定在冶煉電爐中使用的消耗電極的頂部位置的方法；具體地說，涉及確定在該冶煉電爐工作過程中，電極浸沒在爐料中的那種冶煉電爐的電極頂部位置的方法。
背景技術(shù)：
在用于生產(chǎn)鐵合金、硅、生鐵等的冶煉電爐中，使用在該冶煉電爐工作過程中浸沒在爐料中的消耗碳精電極。該電極由電極夾夾持。工作電流通至該電極夾，再通至電極中。該電極由液壓缸在垂直方向上下調(diào)節(jié)，以保持預(yù)先設(shè)定的電極電流，或預(yù)先設(shè)定的電阻值。上述電極夾系統(tǒng)還包括使該電極通過該電極夾滑動，用以補(bǔ)償該電極的消耗的裝置。
該電極在冶煉電爐中的頂部位置，是該冶煉電爐工作的一個重要調(diào)節(jié)參數(shù)。然而，要很精確地確定該電極的頂部位置比較困難。通常，該電極的頂部位置是用手動測量方法測量的。這種手動測量方法需要很長的時間，因?yàn)楫?dāng)用手動方法確定電極的頂部位置時，需要首先把爐料熔化完畢，然后使該治煉電爐熄火，才能用手動方法去確定該電極的頂部位置。這個手動測量過程會造成爐子工作中斷，因此，應(yīng)盡量少做。
為了確定冶煉電爐中電極的長度和該電極的頂部位置，已經(jīng)提出了許多其他的方法。然而，這些方法中，沒有一種方法在實(shí)際中獲得應(yīng)用。這里所述的電極頂部位置是指被測電極的下端相對于該冶煉電爐上的一個參考點(diǎn)的垂直位置。該參考點(diǎn)，比方說，可以是該冶煉電爐的爐底。在這種情況下，該電極的頂部位置，將作為該電極的頂端和上述爐底之間的距離來確定。
發(fā)明的說明本發(fā)明的目的，是要提供一種確定冶煉電爐中電極的頂部位置的簡單方法。
因此，本發(fā)明涉及一種確定冶電爐中消耗電極的頂部位置的方法，所述電極浸沒在爐料中，其特征為，在該爐子工作過程中，測量爐槽的鋼制爐壁外表面上幾何上彼此離開一定距離的二個點(diǎn)之間的電壓；所述二個點(diǎn)盡可能靠近要確定其電極頂部位置的電極，而盡可能地遠(yuǎn)離該冶煉電爐中的其他電極；在測量上述二個點(diǎn)之間的電壓的同時，記錄要確定春電極頂部位置的該電極的電極電流；然后，計(jì)算上述二個點(diǎn)之間的測量電壓和所測量的電極電流之差；當(dāng)該電極的頂部位置升高時，所述差值的絕對值增大，而當(dāng)所述差值的絕對值減小時，該電極的頂部位置降低。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例該電極的頂部位置根據(jù)下式確定Etp＝RP+b(a×電壓-電極電流)，式中Etp-電極的頂部位置；RP-該冶煉電爐中的一個固定參考點(diǎn)；電壓-在上述鋼制爐壁上的二個點(diǎn)之間測量的電壓；a和b-對每一個電極須確定的常數(shù)。
在該爐槽的鋼制爐壁外表面上，幾何上彼此離開一定距離的上述二個點(diǎn)的位置可以是自由的。因此，該二個點(diǎn)位于一根垂直線上，或位于一根水平線上都可以；實(shí)際上，還可以有任何其他的布局方式。
人們十分驚奇地發(fā)現(xiàn)，在電極頂部位置和正好要確定其電極頂部位置的電極外面的鋼制爐壁上測量的電壓之間，存在著緊密的相關(guān)關(guān)系。
從上述公式可看出，如果電極電流為常數(shù)，則電極頂部位置的變化，只取決于在該爐槽的鋼制爐壁上的上述二個點(diǎn)之間所測量的電壓差。
根據(jù)本發(fā)明的方法可以用于所有形式的消耗電極浸沒在爐料中的電爐和治煉過程。因此，該方法可以用于園形橫截面的冶煉電爐，和矩形橫截面的冶煉電爐。該方法可以用于裝有一個電極的交流電冶煉電爐，以及裝有多于一個電極的冶煉電爐。
根據(jù)本發(fā)明的方法最好是用于固定不動的冶煉電爐，但試驗(yàn)表明，該方法也可用于確定回轉(zhuǎn)式冶煉電爐的電極頂部位置。回轉(zhuǎn)式冶煉電爐具體地是用于生產(chǎn)硅的。當(dāng)將本發(fā)明的方法用于確定回轉(zhuǎn)式冶煉電爐中的電極頂部位置時，為了得到良好的結(jié)果，必需使用圍繞著爐壁周邊的多個測量點(diǎn)，以便經(jīng)?？梢詼y量該爐壁上盡可能靠近要確定其電極頂部位置的該電極的二個點(diǎn)之間的電壓。
發(fā)明的詳細(xì)說明現(xiàn)在，結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明的方法，其中

圖1表示從上面看的，具有三根電極的一個治煉電爐的頂視圖；圖2表示圖1中的爐槽(furnace pot)的側(cè)視圖；和圖3為表示一個錳鐵冶煉爐的電極夾位置和其爐壁上測量的電壓之間的相關(guān)關(guān)系的圖。
在圖1中表示了一個冶煉電爐，其爐槽1有一個外部的鋼制爐壁2，和一個內(nèi)部的耐火材料襯里3。該冶煉電爐配備有三根排列成一個三角形，并且在該爐子工作過程中，浸沒在爐料(沒有示出)中的電極4、5、6。該三根電極4、5、6配備有夾持該電極并將工作電流送至該電極的一個通常的裝置7。該三根電極還按通常的方法，配備有使該電極滑動和調(diào)節(jié)該電極的裝置(沒有示出)。
在圖1中，表示了在該爐壁2上的三個點(diǎn)A、B和C。點(diǎn)A距離電極6最近，但距離電極4和5最遠(yuǎn)。點(diǎn)B距離電極4最近，但距離電極5和6最遠(yuǎn)；而點(diǎn)C距離電極5最近，但距離電極4和6最遠(yuǎn)。
圖2表示從外面看的上述爐槽1的一部分，其中A點(diǎn)在該爐槽中心。在上述鋼制的爐壁2上有二個點(diǎn)A’和A”，這二個點(diǎn)A’和A”位于通過點(diǎn)A的一根垂直線上。利用本發(fā)明的方法，測量在該爐壁2上的點(diǎn)A’和A”之間的電壓，并同時記錄電極6的電極電流大小。我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，電極頂部位置的改變與所測量的電壓和電極電流緊密相關(guān)。當(dāng)該電極頂部位置升高時，該測量電壓和電極電流之差的絕對值增大；而當(dāng)該電極6的頂部位置降低時，該測量電壓和電極電流之差的絕對值減小。通過作出該爐壁上二個點(diǎn)之間的測量電壓和上述電極電流之差的曲線，可以確定該電極頂端隨時間變化的運(yùn)動。當(dāng)上述測量電壓和電極電流之差的絕對值增大時，意味著該電極的頂端在冶煉電爐中向上運(yùn)動；而當(dāng)上述測量電壓和電極電流之差的絕對值減小時，意味著該電極頂端在該冶煉電爐中向下下降。
例子在橫截面為園形和用于生產(chǎn)錳鐵的一個冶煉電爐中，測量一個參考點(diǎn)和在使用時位于上述三根電極中的每一個根電極外面的該爐壁上的一個點(diǎn)之間的電壓。每隔10分鐘測量一次上述電壓，并同時記錄下該電極夾的位置。在測量上述電壓的過程中，上述的電極電流為常數(shù)。圖3中表示了該電極夾位置和該測量電壓與時間的函數(shù)關(guān)系。從圖3中可以看出，在該測量電壓和電極夾位置之間，存在著非常好的相關(guān)關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種確定冶電爐中消耗電極的頂部位置的方法，所述電極浸沒在爐料中，其特征為，在該爐子工作過程中，測量爐槽的鋼制爐壁外表面上幾何上彼此離開一定距離的二個點(diǎn)之間的電壓；所述二個點(diǎn)盡可能靠近要確定其電極頂部位置的電極，而盡可能地遠(yuǎn)離該冶煉電爐中的其他電極；在測量上述二個點(diǎn)之間的電壓的同時，記錄要確定春電極頂部位置的該電極的電極電流；然后，計(jì)算上述二個點(diǎn)之間的測量電壓和所測量的電極電流之差；當(dāng)該電極的頂部位置升高時，所述差值的絕對值增大，而當(dāng)所述差值的絕對值減小時，該電極的頂部位置降低。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，該電極的頂部位置根據(jù)下式確定Etp＝RP+b(a×電壓-電極電流)，式中Etp-電極的頂部位置；RP-該冶煉電爐中的一個固定參考點(diǎn)；電壓-在上述鋼制爐壁上的二個點(diǎn)之間測量的電壓；a和b-對每一個電極須確定的常數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，在該爐槽的鋼制爐壁的外表面上要測量其間的電壓的二個點(diǎn)，位于一條垂直線上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，在該爐槽的鋼制爐壁外表面上要測量其間的電壓的二個點(diǎn)，位于一條水平線上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定在冶煉電爐中的消耗電極的頂部位置的方法,該電極是浸沒在爐料中的。在該爐子工作過程中,測量爐槽的鋼制爐壁外表面上幾何上彼此離開一定距離的二個點(diǎn)之間的電壓。所述二個點(diǎn)盡可能靠近要確定其電極頂部位置的電極,而盡可能地遠(yuǎn)離該爐子中的其他電極。在測量上述二個點(diǎn)之間的電壓的同時,記錄要確定其電極頂部位置的電極的電極電流。然后,計(jì)算上述二個點(diǎn)之間的測量電壓和所測量的電極電流之差。當(dāng)該電極的頂部位置升高時,所述差值的絕對值增大,而當(dāng)所述差值的絕對值減小的,該電極的頂部位置降低。
文檔編號F27B3/10GK1258345SQ99800310
公開日2000年6月28日 申請日期1999年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月18日
發(fā)明者K·卡爾格拉夫, G·莫爾克斯達(dá), R·特隆斯塔德 申請人:埃以凱姆公司