DE2522801A1

DE2522801A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung der laengen bzw. eintauchtiefen von hohlelektroden in elektroniederschachtoefen

Info

Publication number: DE2522801A1
Application number: DE19752522801
Authority: DE
Inventors: Johann Hell; Georg Lamprecht
Original assignee: SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG; SKW Trostberg AG
Current assignee: SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG; Evonik Operations GmbH
Priority date: 1975-05-22
Filing date: 1975-05-22
Publication date: 1976-12-02
Also published as: DE2522801B2; DE2522801C3

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Längen bzw. Eintauchtiefen von Hohlelektroden in Elektroniederschachtöfen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Längen bzw. Eintauchtiefen von Hohlelektroden in einem Elektroniederschachtofen.
Die Bedeutung optimaler Elektrodenlängen, d.h. deren Eintauchtiefe in den Ofenmöller, für den Betrieb eines elektrothermischen Schmelzofens ist dem Fachmann geläufig. Nachdem jedoch der Abbrand der einzelnen Elektroden uneinheitlich verläuft und im wesentlichen durch ungleichmäßige Beaufschlagung, wechselnde Möllerzusammensetzung sowie unterschiedliche Ofenbelastung beeinflußt wird, führt dies zu ungleichen Elektrodenständen mit der Folge von Phasenversohiebungen, erhöhtem Energie-und Elektrodenverbrauch und vergrößertem Staubanfall über den Öfen. Nicht zuletzt beeinflußt dies auch das Abstichverhalten und die Qualität des Produktes. Damit erklärt sich die Notwendigkeit, die Länge und die Eintauchtiefe der Elektroden zu ermitteln.
Von den bisher ausgeübten Verfahren ist das Abtasten der Elektroden mit Stahlstangen am weitesten verbreitet0 Nachteilig ist an diesem Verfahren, daß der Strom abgeschaltet und die Elektroden aus dem Möller gezogen werden müssen, da sich dadurch -von den durch Stromabschaltung verursachten Produktionsausfällen abgesehen - die Gefahr von Betriebsstörungen vergrößert.
Bekannt sind ferner Verfahren, die entweder mit Echolot oder mittel t-Strahlen die Elektrodeneintauchtiefe ermitteln. Ferner ermöglicht auch die Messung der Stromaufnahme Rückschlüsse auf die Elektrodenlänge0 Alle diese Verfahren sind jedoch zu aufwendig und konnten sich daher in der Praxis nicht durchsetzen.
Eine spezielle Längenmessungsvariante für Hohlelektroden ist aus der DAS 20 63 449 bekannt. Im Prinzip wird dabei durch verstärkte Feinmöllerzufuhr vor jeder Messung der Austritt der Hohlelektrodenbohrung verschlossen und die Lage des Staubpolsters mit Hilfe des an einem Stahlseil hängenden Meßstabes ermittelt. Dabei wird vorausgesetzt, daß sich dieses Staubpolster am Elektrodenende bildet.
Diese Annahme erwies sich als nicht allgemeingültig, da die Hohlelektrodenmündung an ihrer Austrittsstelle, bedingt durch die Verhältnisse in einem elektrothermischen Ofen, zerklüftet und konisch erweitert sein kann. Das Staubpolster sitzt in diesem Falle nicht an der Elektrodenspitze, sondern befindet sich mehr oder minder weit im Inneren der Elektrode. Ferner besteht die Gefahr, daß der Möller nicht lange genug staubförmig bleibt, sondern - infolge der im Schmelzbereich herrschenden hohen Temperaturen - teigig wird, wodurch der Meßstab unterschiedlich weit einsinkt und das Ergebnis, zusätzlich zur schwankenden Lage des Staubpolsters, verfälscht. Bedenklich sind auch die Folgen eines Elektrodenbohrungsverschlusses, da dies erfahrungsgemäß zu einer längeren Unterbrechung der Feinmöllerzufuhr führen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, welches ohne Beeinträchtigung des laufenden Betriebes die Messung der Elektrodenlängen in Elektroöfen rasch und hinreichend genau ohne die Nachteile der bekannten Verfahren ermöglicht. Die Lösung gelang überraschend aufgrund der Feststellung, daß sich der Abstand Elektrodenspitze/fester Untergrund nur innerhalb enger Grenzen - im wesentlichen nur abhängig von pllöl der Möllerzusammensetzung - verändert und im übrigen praktisch konstant ist. Es wurde nämlich gefunden, daß dieser Abstand, z.B. bei CaC -öfen, 25 cm + 10 cm beträgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung der Länge bzw. Eintauchtiefe einer in den,beschickten Herd eines elektrothermischen Schmelzofens eingetauchten Hohlelektrode, durch Absenken eines Meßstabes an einem Seil durch die Bohrung der Hohlelektrode und Messung der benötigten Länge des Seiles, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Graphitstab bis zur völligen Gewichtsentlastung auf den festen Untergrund des Ofens abgesenkt, die abgewickelte Seillänge gemessen und daraus unter Abzug des 25 + 10 cm betragenden Abstandes der Elektrodenspitze vom Boden die Elektrodenlänge und, unter Berücksichtigung des Backenstandes, die Eintauchtiefe der Elektrode in die Beschickung bestimmt wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche gekennzeichnet ist durch einen Hohlelektrodenaufsatz (21), der einen Materialeinfüllstutzen (19) und ein Anschlußrohr (20) trägt, welches zwei Absperrventile (16,17) aufweist, zwischen denen sich ein Gaseinlaß (18) befindet, und durch einen über dem oberen Ventil (17) angeordneten Behälter (12), der einen gegliederten Kohlestab (14) enthält, welcher beweglich an einem Seil (10) aufgehängt ist.
In der Zeichnung wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die es ermöglicht, von einem fixen Ausgangspunkt (11) den festen Untergrund (26) unter jeder Elektrode zu loten. Unter Zugrundelegung der Höhe der Meßplattform (11) und der Konstanten (36) für den Abstand Elektrodenspitze (25)/ fester Untergrund (26) läßt sich die Länge (11) bis (26) messen und daraus die Eintauchtiefe der Elektrode ab Unterkante (31) der Kontaktbacke (30) bis Elektrodenspitze (25) bestimmen.
Im folgenden sollen anhand der Zeichnung, die einen Schnitt durch eine Hohlelektrode wiedergibt, das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung näher erläutert werden.
Das Hohlelektrodenrohr (24) einer durch einen Ofendeckel (34) führenden Elektrode (22) trägt an seinem oberen Ende einen - zur Elektrodenverlängerung abschraubbaren - Aufsatz (21), in welchen der Materialeinfüllstutzen für die Feinmöllerzufuhr (19) und das Anschlußrohr (20) für die Lotungseinrichtung einmünden. An das Anschlußrohr (20) schließen zwei Absperrventile (16) und (17), ein Gaseinlaß (18) und ein Behälter (12) für die Ruhestellung des Lotungsstabes (14) an. Die eigentliche Lotungseinrichtung besteht aus einem gegliederten etwa 2,5 m langen Graphitstab (14), der an einem PVC-isolierten Drahtseil (10) hängt. Das Seil kann natürlich auch aus anderem Material bestehen.
VorBeginn der Messung wird die Feinmöllerzufuhr für einige Minuten unterbrochen. Dann öffnet man das Ventil (16) und drückt über Einlaß (18) einen Gasstrom, vorzugsweise Inertgas wie Stickstoff, mit einem ueberdruck ein, der ausreicht, um einerseits das Hohlelektrodenrohr (24) von Feinmöllerresten freizuspülen und andererseits den CO-Austritt über Aufsatz (12) zu verhindern.
Dann wird Ventil (17) geöffnet und damit der Weg für den Graphitstab (14) freigemacht. Man läßt diesen nun bis zur spürbaren Gewichtsentlastung des Seiles (10) in den Ofen gleiten. Aus der abgewickelten Seillänge ergibt sich die Lage des festen Untergrundes (26). Nach dem öffnen des Ventils (17) fällt der am Einlaß (18) anliegende Stickstoffdruck etwas ab, da Stickstoff nicht nur abwärts über das Elektrodenrohr (24) strömt, sondern auch nach oben über Behälter (12) entweicht. Der Druck wird daher so eingestellt, daß er den CO-Austritt über das Rohr (24) verhindert.
Infolge der hohen Temperatur am unteren Elektrodenende soll die Aufenthaltszeit des Graphitstabes in der Schmelzzone so kurz als möglich gehalten werden, um Beschädigungen des Stabes zu vermeiden. Um dies zu eXleichtern, trägt das Stahlseil (10) daher zweckmäßigerweise eine gut sichtbare Markierung.
Aus dem erhaltenen Wert kann, wie bereits geschildert, sowohl die Gesamtlänge der Elektrode als auch die Länge des Elektrodenstückes unterhalb der Kontaktbacken und die Eintauchtiefe ermittelt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

Verfahren zur Messung der Länge bzw. Eintauchtiefe einer in den beschickten Herd eines elektrothermischen Schmelzofens eingetauchten Hohlelektrode, durch Absenken eines Meßstabes an einem Seil durch die Bohrung der Hohlelektrode und Messung der benötigten Länge des Seiles, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegliederter Graphitstab bis zur völligen Gewichtsentlastung auf den festen Untergrund des Ofens abgesenkt, die abgewic2;elte Seillänge gemessen und daraus unter Abzug des 25 + 10 cm betragenden Abstandes der Elektrodenspitze vom Boden die Elektrodenlänge und, unter Berücksichtigung des Backenstandes, die Eintauchtiefe der Elektrode in die Beschickung bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder/und während der Absenkung des Graphitstabes im Inneren der Hohlelektrode ein Überdruck erzeugt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hohlelektrodenaufsatz (21), der einen Materialeinfüllstutzen (19) und ein Anschlußrohr (20) trägt, welches zwei Absperrventile (16,17) aufweist, zwischen denen sich ein Gaseinlaß (18) befindet, und durch einen über dem oberen Ventil (17) angeordneten Behälter (12), der einen gegliederten Kohlestab (14) enthält, welcher beweglich an einem Seil (10) aufgehängt ist.