DE2103216C3 - Verfahren zur Bestimmung der Eintauchtiefe von Elektroden in einem Reduktionsofen - Google Patents

Description

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 Siromfluß 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 die 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 Reduktionsofen konstant auf gleicher Höhe zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lage des Reaktionszentrums durch elektrische Messungen festzustellen.

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 erfaß; werden. Hierzu werden die an mehreren, über den Ofenmantel verteilten Meßpunktpaaren entstehenden

■ ο 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 Meßpunkt-

'5 paaren auf die Werte regelt, die der geforderten Eintauchtiefe der Elektroden entsprechen.

Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Reduktionsofens wird das erfindungsgemäße Verfahren im folgenden erläutert.

■2° Ein Reduktionsofen (Lichtbogen- oder Widerstandsofen) besteht nach Fig. 1 aus einer konischen Ofenwanne, die aus einem stählernen Ofenmantel t 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

.1° seitlich in der Ofenwanne angeordneten Abstichloch 5 abgelassen.

Der Stromverlauf im Ofen ist in F i g. 1 gestrichelt angedeutet. Die 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 F i g. 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, & bzw. e, e' und f, F ist über eine 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

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 Meßpunktpaaren (a. a'...f, ^entstehenden Potentialdifferenzen gemessen und angezeigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Meßpunktpaaren (a. a'... f. F) gemessenen Potentialdifferenzen einem Prozeßrechner (tO) 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