DE2522801C3

DE2522801C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Längen bzw. Eintauchtiefen von Hohlelektroden in Elektroniederschachtöfen

Info

Publication number: DE2522801C3
Application number: DE2522801A
Authority: DE
Inventors: Johann 8261 Hart Hell
Original assignee: SKW Trostberg AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1975-05-22
Filing date: 1975-05-22
Publication date: 1984-01-12
Also published as: DE2522801B2; DE2522801A1

Description

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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 Phasenverschiebungen, 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 verbreitet. 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 mittels y-Strahlen die Elektrodeneintauchtiefe ermitteln. Ferner ermöglicht auch die Messung der Stromaufnahme Rückschlüsse auf die Elektrodenlänge. Alle diese Verfahren sind jedoch zu aufwendig und konnten sich daher in der Praxis nicht durchsetzen.

Eine spezielle Längenmessungsvariante für Hohlelektroden, von der der Oberbegriff des Anspruches 1 ausgeht, ist aus der DE-AS 20 63 449 bekannt. Im Prinzip wird bei dem bekannten Verfahren 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 unteren Ende der Elektrode dort bildet wo deren zentrale Bohrung durch Abbrand bereits erweitert ist und daC es den Rand dieser trichterförmigen Erweiterung abdichtet, so daß an der Druckerhöhung des durch die Bohrung zugeführten Gases die Bildung des Staubpolsters erkannt werden kann.

Es ist jedoch nicht die Gefahr von der Hand zu weisen, daß die Austrittsstelle der Bohrung aus der Hohlelektrode so zerklüftet ist, daß das Staubpolster die Bohrung erst dann abdichtet, wenn es bis in deren zylindrischen Teil im Elektrodeninneren hochgewachsen ist; auch bei unaufmerksamer Bedienung kann das Staubpolster zu hoch wei den. 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 Staubpolstcrs, verfälscht. Bedenklich sind auch die Folgen eines Elektrodenbohrungsverschlusses, da dies erfahrungsgemäß zu einer längeren Unterbrechung der Feinmöllerzufuhr führen kann.

Der im Anspruch 1 genannten Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach dem Oberbegriff so weiterzubilden, daß es ohne Beeinträchtigung des laufenden Betriebes die Messung der Elektrodenlängen in Elektroöfen rasch und hinreichend genau ermöglicht Die Lösung gelang überraschend auf Grund der Feststellung, daß sich der Abstand zwischen der Elektrodenspitze und dem festen Untergrund nur innerhalb enger Grenzen — im wesentlichen nur abhängig von der Möllerzusammensetzung — verändert und im übrigen praktisch konstant ist Es wurde nämlich z. B. gefunden, daß dieser Abstand bei CaC₂-Ofen 25 cm ± 10 cm beträgt Diesen Betrag braucht man lediglich von der Länge des Graphitstabes und des abgewickelten Seiles abzuziehen, um die Länge der Elektrode und daraus weiter deren Eintauchtiefe in den Ofen und — bei Kenntnis des Möllerstandes im Ofen — in den Möller zu ermitteln.

Eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Vorrichtung ist im Anspruch 3 genannt

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 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 Untergnind (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 an Hand 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$ m langen Graphitstab (14), der an einem PVC-isolierten Drahtseil (10) hängt Das Seil kann natürlich auch aus anderem Material bestehen. Vor Beginn 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 Oberdruck 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 Elektro denende soll die Aufenthaltszeit des Graphitstabes in der Schmelzzone so kurz als möglich gehalten werden, um Beschädigungen des Stabes zu vermeiden. Um dies zu erleichtern, 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 cae Länge des Elektrodenstückes unterhalb der Kontaktbacken und die Eintauchtiefe ermittelt werden.

hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung der Länge bzw. Einlauchtiefe einer in den beschickten Herd eines elektrothermischen Schmelzofens eingetauchten Hohlelektrode, bei dem ein Meßstab bekannter Länge an einem Seil durch die Bohrung der Hohlelektrode bis zum Aufsetzen abgesenkt und die dafür benötigte Länge des Seils ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßstab ein gegliederter Graphitstab verwendet wird, daß die Möllerzufuhr durch die Elektrode vor Beginn der Messung ohne vorherige Verstärkung für einige Minuten unterbrochen wird und daß der Graphitstab bis zur völligen Gewichtsentlastung auf den in einem annähemd konstanten Abstand von der Elektrodenspitze befindlichen festen Untergrund abgesenkt wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder/und während der Absenkung des Graphitstabs im Inneren der Hohlelektrode ein Oberdruck 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 Graphitstab (14) enthält, welcher beweglich an einem Seil (10) aufgehängt ist