DE2103216A1 - Verfahren zur Bestimmung der Eintauchtiefe von Elektroden in einem Reduktionsofen - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung der Eintauchtiefe von Elektroden in einem ReduktionsofenInfo
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Description
Verfahren zur Bestimmung der Eintauchtiefe von Elektroden in einem Reduktionsofen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Eintauchtiefe
von Elektroden in einem Reduktionsofen durch Messung der Verteilung der durch die Ofenströme hervorgerufenen Magnetfelder.
Nach einem bekannten Verfahren werden die elektromagnetischen Felder,
die durch den horizontalen Stromfluß in der Reaktionszone eines Reduktionsofens entstehen, als Indikator für die Eintauchtiefe der
Elektroden benutzt. Die in der Reaktionszone verlaufenden horizontalen
Ströme verursachen vertikal verlaufende Komponenten der Induktion, während die in den Elektroden verlaufenden vertikalen
Ströme horizontale Komponenten der magnetischen Induktion erzeugen. Das Maximum.des vertikalen Induktionsfeldes befindet sich in Höhe
des maximalen, horizontalen Stromüberganges zwischen den Elektroden, d.h. an der Stelle der Reaktionszone. Nach dem bekannten Verfahren
wird das Maximum des vertikalen Induktionsfeldes durch eine vertikal am Ofenmantel auf- und abbewegbare Magnetfeldsonde festgestellt. Das
Meßergebnis gibt jedoch keinen einwandfreien Aufschluß über dte Lage
des Maximums, weil durch die Wechselinduktionsfelder der Ofenströme im Ofenmantel und in der stählernen Gebäudekonstruktion Ströme entstehen,
die das von den Horizontalströmen im Ofen erzeugte Feld außerhalb des Ofenmantels verzerren. Eine Messung, des Feldes innerhalb
des eisernen Ofenmantels stößt wegen der hohen Temperatur und der Sicherheit der Ofenausmauerung auf Schwierigkeiten.
Aus wärmetechnischen und wirtschaftlichen Gründen ist es wichtig,
die von der Eintauchtiefe der Elektroden abhängige Lage des Reaktionszentrums von Reduktionsöfen konstant auf gleicher Höhe zu
halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lage des Reaktionszentrums durch elektrische Messungen festzustellen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die durch die Magnetfelder im Ofenmantel erzeugten Ströme durch Messung
der auf dem Ofenmantel auftretenden Potentialverteilung erfaßt werden. Hierzu werden die an mehreren, über den Ofenmantel
verteilten Meßpunktpaaren entstehenden Potentialdifferenzen gemessen und angezeigt. Vorteilhafterweise werden die an den Meßpunktpaaren
gemessenen Potentialdifferenzen einem Prozeßrechner zugeführt, der über eine die Elektrodenstellung regelnde Einrichtung
die Potentialdifferenz an den Meßpunktpaaren auf die Werte regelt, die der geforderten Eintauchtiefe der Elektroden entsprechen,
Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Reduktions-
^ ofens wird das erfindungsgemäße Verfahren im folgenden erläutert.
Ein Reduktionsofen (Lichtbogen- oder Widerstandsofen) besteht nach
Fig. 1 aus einer konischen Ofenwanne, die aus einem stählernen Ofenmantel 1 und einer wärmedämmenden Ausmauerung 2 zusammengesetzt
ist und aus drei an ein Drehstromnetz angeschlossenen Elektroden 3. In die Ofenwanne werden die Reaktionsprodukte 4 (Möller)
eingebracht, durch die Lichtbogen oder/und Widerstandswärme niedergeschmolzen und zur Reaktion gebracht (Reduktionsvorgang). Das
flüssige Reaktionsprodukt wird aus einem seitlich in der Ofenwanne angeordneten Abstichloch 5 abgelassen.
Der Stromverlauf im Ofen ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet. Die
W durch diesen Stromverlauf erzeugten magnetischen Wechselfelder induzieren
im Ofenmantel Ströme, deren angenäherter Verlauf in Fig.2 auf der Abwicklung des Ofenmantels skizziert ist. Da die magnetischen
Felder Drehfelder sind, läuft dieses Strombild mit der Kreisfrequenz längs des Mantels um. Wie Fig. 2 zeigt, gibt es im
Ofenmantel Stellen 6, in denen der Strom gleich Null ist, während unterhalb und Oberhalb dieser Nullstellen die Ströme in entgegengesetzter
Richtung verlaufen. Die Lage der Nullstellen 6 hängt von der Eintauchtiefe der Elektroden ab.
Auf der Außenfläche des Ofenmantels sind, wie die Fig. 3 und 4 zeigen,
Kontaktstücke angeschweißt, deren Abstand in horizontaler Richtung bis zum halben Ofenumfang betragen kann. An je zwei der
Kontaktstücke a, a' bis d, d1 bzw. e, e1 und f, f ist über eine
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- 3 - VPA 71/3013
verdrillte Meßleitung 7 und .eine Schaltvorrichtung 9 mit einer der
Meßpunktpaare entsprechenden Anzahl von Schaltern ein Meßgerät 8, das die den Wechselströmen im Ofenmantel proportionalen Spannungen
an den Meßpunkten anzeigt, oder ein Rechner 10 angeschlossen, der die Meßpunktpaare über die Schalteinrichtung 9 abfragt. In Verbindung
mit einer Elektrodenregeleinrichtung regelt der Rechner die Spannung an den Meßpunkten auf die Werte, die. der geforderten
Eintauchtiefe der Elektroden und damit der richtigen Lage des Reaktionszentrums entsprechen.
3 Patentansprüche
4 Piguren
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Claims (3)
1. Verfahren zur Bestimmung der Eintauchtiefe von Elektroden
in einem Reduktionsofen durch Messung der Verteilung der durch die Ofenströme hervorgerufenen Magnetfelder, dadurch
gekennzeichnet, daß die durch die Magnetfelder im Ofenmantel (1) induzierten Ströme durch Messung der auf dem
Ofenmantel auftretenden Potentialverteilung erfaßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an mehreren, über den Ofenmantel verteilten Meß punktpaaren
(a, a' ... f, f) entstehenden Potentialdifferenzen gemessen
und angezeigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Meßpunktpaaren (a, a' ... f, f) gemessenen Potentialdifferenzen
einem Prozeßrechner (10) zugeführt werden, der über eine die Elektrodeneinstellung regelnde Einrichtung
die Potentialdifferenz an den Meßpunktpaaren auf die Werte regelt, die der geforderten Eintauchtiefe der Elektroden
entsprechen.
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