NO178739B - Fremgangsmåte for måling av elektrodelengde - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for bestemmelse av elektrodelengden av forbrukbare elektroder som er neddykket i chargen i elektriske smelteovner ved veiing av elektrodesøylen.

En rekke fremgangsmåter for bestemmelse av elektrodelengde for elektroder i elektriske smelteovner er blitt foreslått tidligere, men ingen slike fremgangsmåter har hittil funnet industriell anvendelse.

Det har tidligere blitt foreslått å måle elektrodelengde ved veiing, men et problem med en slik metode består i at ovnschargen gir opphav til betydelige friksjonskrefter på overflaten av elektroden, hvilket medfører en høy usikkerhet i måleverdiene for vekten. Videre blir elektrodene i de fleste ovner meget ofte regulert opp eller ned for å holde elektrodespissen i en korrekt stilling i ovnen. Dersom elektrodene veies under intervaller hvor elektrodene beveges opp eller ned vil dette også gi en stor usikkerhet i måleverdiene. Slike fremgangsmåter er kjent fra DD patent nr. 126.646 og US patent nr. 4303797 og US patent nr. 3872.231. For å oppnå pålitelige vektmålinger har det derfor vært nødvendig å smelte elektrodene fri fra ovnschargen før veiing. Dette fører til produksjonstap og øket risiko for elektrodebrudd.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en pålitelig og enkel fremgangsmåte for måling av elektrodelengde basert på veiing av elektroden hvor ulempene ved den kjente teknikk kan overvinnes.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte for bestemmelse av elektrodelengde for elektroder som er neddykket i chargen i elektriske smelteovner hvor elektroden veies og elektrodelengden beregnes basert på den registrerte vekt, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at elektrodevekten registreres med konstante mellomrom av opptil fem minutter, at gjennomsnittsverdien for mellom to og ti registrerte vektverdier beregnes og plottes mot tiden, at den beste linje gjennom gjennomsnittsverdiene beregnes for en minimumsperiode av 24 timer, hvilken linje benyttes for å bestemme virkelig elektrodevekt etter korrigering for tilsats av elektrodemasse og elektrodemantel, eller for tilsats av forbakte elektroder til elektrodesøylen, at vekten av den del av elektrodesøylen som befinner seg over elektrodeholderen beregnes ut fra måling av elektrodemassenivå og nivå av elektrodemantel, eller av høyden av forbakte elektroder, at den beregnede vekt av elektrodesøylen over elektrodeholderen subtraheres fra virkelig elektrodevekt, hvoretter elektrodelengden under elektrodeholderen beregnes fra denne verdi under hensyntagen til diameter og tetthet av elektroden.

I henhold til en foretrukket utførelsesform registreres elektrodevekten med konstante intervaller av opp til 10 sekunder, gjennomsnittselektrodevekt pr. minutt beregnes basert på de registrerte verdier, hvoretter hver et minutts gjennomsnittsverdi plottes mot tiden og at den beste linje gjennom et minutts gjennomsnittsverdiene beregnes for en periode av 24 timer.

De enkelte registrerte vektverdiene blir fortrinnsvis sammenlignet med på forhånd bestemte øvre og nedre vektgrenser og vektverdier over og under de øvre og nedre vektgrenser ekskluderes, hvoretter de gjenværende vektverdier benyttes for beregning av gjennomsnittsverdien.

De enkelte registrerte vektverdiene blir videre fortrinnsvis korrigert for bevegelse av elektroden idet en nedadgående bevegelse av elektroden minker den registrerte vekten, mens en oppadgående bevegelse av elektroden øker vekten. De registrerte vektverdier økes derfor med en liten korreksjonsfaktor dersom vekten registreres mens elektroden er på vei ned og minskes dersom elektroden er på vei opp.

I henhold til en foretrukket utførelsesform blir de enkelte vektverdiene filtrert i henhold til konvensjonelle metoder med en tidskonstant av opp til fire timer og korrigert for tilsats av elektrodemasse og elektrodemantel, eller for tilsats av forbakt elektrode, elektrodeslippingen blir kontinuerlig registrert, hvoretter elektrodelengden beregnes fra de korrigerte filtrerte vektverdier og kummulativ elektrodeslippelengde.

Endelig vedrører den foreliggende oppfinnelse en veiecelle for veiing av elektroder i en elektrisk smelteovn, hvilken veiecelle har en sentral åpning og omfatter en indre del, en ytre del og en mellomliggende del hvor det i den mellomliggende del er anordnet et flertall huller med påmonterte strekklapper på veggene.

Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse er basert på en meget hyppig veiing av elektroden. Dermed vil gjennomsnittsvektverdiene inkludere verdier registrert både når elektroden reguleres oppover og nedover, og effekten av disse faktorene på ettminutts gjennomsnittsverdi vil dermed elimineres. Videre vil enhver "vill" vektverdi ekskluderes slik at vektverdier registrert når elektroden utsettes for ekstraordinære krefter ikke inkluderes i settene av verdier som benyttes for å beregne ettminutts gjennomsnittsverdier for elektrodevekten.

Ved å benytte fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse til å beregne elektrodelengden kan ovnsdriften kontrolleres bedre enn hittil. Den beregnede elektrodespissposisjonen kan således bli direkte benyttet som et parameter i strategien for ovnsdriften.

Den foreliggende oppfinnelse vil i det etterfølgende bli nærmere beskrevet i forbindelse med en selvbrennende elektrode og under henvisning til tegningene, hvor;

Figur 1 viser et første system for utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

Figur 2 viser et andre system for utførelse av den foreliggende oppfinnelse,

Figur 3 er et vertikalt snitt gjennom den nedre ende av en av elektrodereguleringssylindrene i figur 1 og viser en veiecelle for veiing av elektrodesøylen.

Figur 4 er et snitt tatt langs linjen I-l i figur 3,

Figur 5 er et vertikalt snitt gjennom enden av stempelstangen av en av elektrodereguleringssylindrene i figur 2 og viser en annen utførelsesform for installering av en veiecelle for veiing av elektrodesøylen, Figur 6 er et diagram som viser elektrodevekten for en periode på 26 timer og hvor, Figur 7 er et diagram som viser beregnede elektrodelengder for en periode på 36 timer.

På figur 1 er det vist en selvbrennende elektrode 1 i en smelteovn 2 med ovnscharge 3. Elektroden er utstyrt med en elektrodemantel 4. Blokker 5 av fast ubrent elektrodemasse tilsettes med mellomrom i elektrodemantelen 4. Blokkene 5 smelter etter en tid og danner en flytende elektrodemasse 6. Elektroden 1 bæres av en elektroderamme 7 som er opphengt ved hjelp av to elektrodereguleringssylindre 8, 9. En elektrodeholder er indikert ved 10. Elektrodereguleringssylindrene 8, 9 er utstyrt med veieceller 11, 12 for registrering av vekten av elektrodesøylen. Veiecellene 11,12 er installert mellom elektrodereguleringssylindrene 8, 9 og deres understøttelsesbjelker 13.

Veiecellene og plasseringen av disse er nærmere vist i figur 3 og 4. I figur 3 er den nedre enden av elektrodereguleirngssylinderen 8 vist. Mellom elektroderegulerings-sylinderen 8 og dens understøttelsesbjelker 13 er veiecellen 11 anordnet. Veiecellen 11 er sirkulær med et sentralt gjennomgående hull gjennom hvilket stempelstangen 14 av elektrodereguleirngssylinderen 8 passerer. Enden av elektrode-reguleringssylinderen 8 er understøttet av en konkav plate 15 for å sikre en jevn distribusjon av vekten på veiecellen 11. Veiecellen 11 hviler på en adaptorplate 16 som er sikret mot radiell bevegelse via inngrep ved en nedre understøttelsesplate 17 via en isolerende plate 18. Understøttelsesplaten 17 hviler på understøttelsesbjelkene 13.

Geometrien av veiecellen 11 er vist på figur 4. Lasten virker på en indre del 19 av veiecellen 11 og overføres en ytre del 20 via et mellomliggende område 21. I det mellomliggende området 21 er det anordnet en rekke hull 22 som på sine vegger har montert strekklapper.

Som det fremgår av figur 1 blir signalene fra veiecellene 11, 12 forsterket i en forsterker 23 og ført til en A/D omformer 24. Fra A/D omformeren blir signalene ført til en første datamaskin 25. Vekten av tilsatt elektrodemasseblokker 5 og nye mantelseksjoner, tidspunktene for disse tilsetningene og resultatene fra målingen av nivåen av elektrodemasse og mantel registreres i en andre datamaskin 26 ut fra disse to reguleres vekten av elektrodesøylen over elektrodeholderen 10. Dette resultat overføres så til den første datamaskinen 25. Det er klart en datamaskin kan benyttes istedenfor de to datamaskinene 25 og 26. Posisjon til elektrodeholderen 10, ovnslasten og elektrodeslipping blir på konvensjonell må.te registrert av en ovnsdatamaskin 27, og disse verdiene blir overført til den første datamaskin 25.

Figur 2 og 5 viser en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Utførelsesformen vist i disse to figurene adskiller seg fra den ovennevnte utførelsesform ved at veiecellene er anordnet mellom elektroderammen og stempelstangen av elektrodereguleringssylindrene. På figurene 2 og 5 er det benyttet tilsvarende henvisningstall for deler som er identiske med deler i figurene 1, 3 og 4.

Som det fremgår av figur 2 er veiecellene 11,12 anordnet mellom elektroderammen 7 og stempelstengene 14 av elektrodereguleringssylindrene 8 og 9. Figur 5 viser mer detaljert installasjonen av veiecellene. Elektroderammen 7 er festet til stempelstangen 14 med veiecellen 11 anordnet derimellom. For å sikre en jevn distribusjon av lasten hviler veiecellen på en konveks plate 28 som er montert på en ring 29 som er festet på stempelstangen 19 ved hjelp av en mutter 30.

Mellom rammen 8 og cellen 11 er det anordnet en hylse 31, et isolasjonslag 32 og en adaptorplate 33. Stempelstangen går gjennom en sentral åpning 14 i anordningen.

Elektrodevekten og elektrodelengden blir bestemt på følgende måte ved hjelp av det ovennevnte utstyr. Vekten av elektroden registreres hvert tiende sekund ved hjelp av veiecellene 11, 12. Signalene fra veiecellene forsterkes i forsterkeren 23 og verdiene digitaliseres i A/D omformeren 24 og føres til den første datamaskinen 25. I den første datamaskinen blir de registrerte vektverdier for hver ettminuttsperiode sammenlignet med en øvre og nedre grense og registrerte verdier utenfor området blir ekskludert. Basert på de gjenværende registrerte vektverdier beregnes en gjennomsnitts ettminuttsverdi.

Gjennomsnitts ettminuttsverdiene plottes mot tiden og den beste linje gjennom disse punktene beregnes. Et diagram som viser gjennomsnitts ettminuttsverdier mot tiden er vist på figur 6. På figur 6 er også elektrodeholderstilling og ovnslast vist. Fra figuren kan det ses at fra kl 09.00 og til kl 08.00 neste morgen avtar elektrodevekten. Klokken 09.00 ble det tilsatt en blokk 5 med elektrodemasse og en øking av elektrodevekten ble registrert. Det kan videre ses av figur 6 at ovnslasten var konstant gjennom hele perioden.

Vektverdiene i figur 6 benyttes for å beregne elektrodelengden under elektrodeholderen 10 ved å subtrahere vekten av elektroden over elektrodeholderen fra elektrodevekten beregnet fra den beste linje gjennom gjennomsnitts ettminuttsverdiene, og ved å konvertere disse verdiene fra vekt til lengde ved å ta i betraktning elektrodediameter og tetthet av elektroden.

Nåverdiene for elektrodelengden under holderen 10 er vist for tre elektroder i figur 7. Det er her benyttet filtrerte vektverdier justert for slippelengde av elekttoden. Som vist i figur 7 er det diskontinuitet i kurvene for elektrodelengdene ca kl 08.00 hver dag. Disse diskontinuitetene har sin årsak i at blokker av elektrodemasse tilsettes elektrodesøylen og vil i starten vise en forkortelse av elektrodelengden, men etter en kort tid vil dette bli korrigert når tilsatsen av elektrodemasse innlegges i systemet.

Det har blitt funnet at den foreliggende oppfinnelse gir pålitelige målinger av elektrodelengdene over lang tid. Dette tillater at elektrodespissposisjonen kan benyttes som en parameter i ovnens driftskontrollsystem, og dermed gi en forbedret kontroll av ovnsdriften.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for bestemmelse av elektrodelengde for forbrukbare elektroder som er neddykket i chargen i elektriske smelteovner hvor elektroden veies og elektrodelengden beregnes basert på den registrerte vekt, karakterisert ved at elektrodevekten registreres med konstante mellomrom av opptil fem minutter, at gjennomsnittsverdien for mellom to og ti registrerte vektverdier beregnes og plottes mot tiden, at den beste linje gjennom gjennomsnittsverdiene beregnes for en minimumsperiode av 24 timer, hvilken linje benyttes for å bestemme virkelig elektrodevekt etter korrigering for tilsats av elektrodemasse og elektrodemantel, eller for tilsats av forbakt elektrode til elektrodesøylen, at vekten av den del av elektrodesøylen som befinner seg over elektrodeholderen beregnes ut fra måling av elektrodemassenivå og nivå av elektrodemantel, eller av høyden av forbakte elektroder, at den beregnede vekt av elektrodesøylen over elektrodeholderen subtraheres fra virkelig elektrodevekt, hvoretter elektrodelengden under elektrodeholderen beregnes fra denne verdi under hensyntagen til diameter og tetthet av elektroden.

2.. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at elektrodevekten registreres med konstante intervaller av opp til 10 sekunder, at gjennomsnittselektrodevekt pr. minutt beregnes basert på de registrerte verdier, hvoretter hver et minutts gjennomsnittsverdi plottes mot tiden og at den beste linje gjennom et minutts gjennomsnittsverdiene beregnes for en periode av 24 timer.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at de enkelte registrerte vektverdiene sammenlignes med på forhånd bestemte øvre og nedre vektgrenser og at registrerte vektverdier over og under de øvre og nedre vektgrenser ekskluderes, hvoretter de gjenværende vektverdier benyttes for beregning av gjennomsnittsverdier.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1-3, karakterisert ved at de enkelte registrerte vektverdier filtreres i henhold til konvensjonelle metoder med en tidskonstant av opp til fire timer, de filtrerte vektverdier korrigeres for tilsats av elektrodemasse og elektrodemantel, eller for tilsats av forbakt elektrode, ved subtraksjon av disse verdier fra de filtrerte vektverdier, at elektrodeslippingen blir kontinuerlig registrert, hvoretter elektrodelengden beregnes fra de korrigerte filtrerte vektverdier og kummulativ elektrodeslipplengde.

5. Fremgangsmåte i henhold til kravene 1-4, karakterisert ved at holderstillingen kontinuerlig registreres og at de registrerte vektverdier korrigeres for elektrodebevegelsen ved at en korreksjonsfaktor legges til når elektroden beveges nedad og trekkes fra når elektroden beveges oppover.