SU1095459A1 - Устройство дл определени местоположени границы коксовани электродной массы в самоспекающемс электроде - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ГРАНИЦЫ КОКСОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДНОЙ МАССЫ В САМОСПЕКАЮЩЕМСЯ ЭЛЕКТРОДЕ, содержащее несколько токопровод щих элементов из высокоомного материала, размещенных внутри электрода по его периметру, и блок измерени  сопротивлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  положени  границы коксовани  электродной массы, оно снабжено -блоками коммутации, масштабировани , вычитани , регистрации, управлени , сравнени  и сигнализации, блоком задани  порога сигнализации, блоком определени  высоты электрода и ключевым элементом , каждый токопровод щий элемент верхним концом св зан с одним из входов блока коммутации, выход которого соединен с первым входом блока измерени  сопротивлени , соединенного вторым входом с первым выходом блока управлени , а выходом через блок масштабировани  - с первым входом блока вычитани , к второму входу которого через ключевой элемент подключен выход блока определени  высоты электрода, управл ющий вход ключевого элемента соединен с первым выходом блока управлени , два выхода блока вычитани  соединены с двум  входами блока регистрации и блока сравнени  и сигнализации , третьи входы этих блоков i соединены с вторым выходом блока управлени , четвертый вход блока (Л С регистрации соединен с третьим выходом блока управлени , соединенным также с управл ющим входом блока коммутации и входом блока задани  порога сигнализации, выход которого соединен с четвертым входом блока сравнени  и сигнализации. 2. Устройство по п. 1, отлисо ел чающеес  тем, что блок определени  высоты электрода содержит датчик уровн  верха электрода, вход 01 которого служит входом блока, а выее ход соединен с первым входом элемента суммировани , второй вход которого соединен с элементом задани  константы, а вькод служит выходом блока.

Description

Изобретение относитс  к электротермии , в частности к электрическим , например фосфорным, карбидным , ферросплавным и им подобным, оборудованным самообжитающимис  электродами, и может быть использовано в системах автоматического управлени  электропечью в качестве датчика определени  величины перепуска электродов. Надежность работы электропечной установки в большой мере зависит от хода процесса коксовани  самообжигающихс  электродов. При плохой сте пени спекани , например из-за частных перепусков, может произойти обрыв электрода или прожег его кожуха вследствие превьшени  плотности тока и вытекани  электродной массы, что приводит к длительной остановке печи. Критери ми, определ ющими надежность работы самоспекающегос  электрода,  вл етс  степень спекани  электродной массы и положение зоны спекани  электродов относительно нижнего среза его контактных плит. Известно устройство дл  определе ни  внутреннего состо ни  самообжигающегос  электрода в процессе его спекани , содержащее запекаемый .в электрод проводник, расходуемый вместе с ним, и блок, определ ющий объемное сопротивление спекающегоей рабочего конца электрода на учас ке оболочка (кожух) электрод - проводник ij . По величине объемного сопротивлени  суд т о состо нии массы самообжигающегос  электрода. В качестве второго проводника в этом устройстве служит кожух электрода. Однако и вестное устройство обеспечивает точ ное определение состо ни  электрода только при расположении проводника по его оси, что, с одной стороны, технологически трудно осуществить, а с другой стороны, усложн ет технологию наращивани  оболочки электрода и загрузки в него электродной массы. Кроме того, недостатком устройства  вл етс  также то, что оно определ ет объемное сопротивление спекшейс  части электрода, но не оп редел ет местоположений границы зо ны коксовани , а также не позвол ет определить состо ние электродной массы в зоне каждой контактной пли9 ты, количество которых на один электрод в современных мощных рудовосстановительных печах достигает 10-14 и более. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  определени  местоположени  границы коксовани  электродной массы в самоспекающемс  электроде , содержащее несколько токопровод щих элементов из высокоомНого материала, размещенных внутри электрода по его периметру, и блоке измерени  сопротивлени  2. Недостатком известного устройства  вл етс  то, что оно не позвол ет определить положение границы коксовани  относительно нижнего среза контактных щек, места, где возможен прогар оболочки электрода в случае низкого положени  зоны коксовани . В св зи с посто нным расходом рабочего конца электрода про- изводитс  его перепуск (опускание вниз) на различную величину, что делает положение верхнего конца электрода относительно контактных плит неопределенным. Подключение общепромьшшенного прибора к верхним концам проводников зонда позвол ет определить лишь их сопротивление, а переход к их длине с целью определени  положени  границы коксовани  можно осуществить лишь пересчетом вручную. е это усложн ет процесс получени  информации о положении границы коксовани  массы в самоспекающемс  электроде. Цель изобретени  - повышение точности определени  местоположени  границы коксовани  электродной массы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  определени  местоположени  границы коксовани  электродной массы в самоспекающемс  электроде, содержащее несколько.токопровод щих элементов из высокоомного материала, размещенных внутри электрода по его периметру, и блок измерени  сопротивлени , снабжено блоками коммутации, масщтабировани , вычитани , регистрации, управлени , сравнени  и сигнализации, блоком задани  порога сигнализации, блоком определени  высоты электрода и ключевьЕ элементом, каждый токопровод щий элемент верхним концом св зан с однш-{ из входов блока коммутации. выход которого соединен с первым входом блока измерени  сопротивлени , соединенного вторым входом с первым выходом блока управлени , а выходом через блок масштабировани  - с первым входом блока вычитани , к второму входу которого чеI рез ключевой элемент подключен вы ход блока определени  высоты электрода , управл ющий вход ключевого элемента соединен с первым выходом блока управлени , два выхода блока вычитани  соединены с двум  входами блока регистрации и блока сравнени  и сигнализации, третьи входы этих блоков соединены с вторы выходом блока управлени , четвертый вход блока регистрации соединен с третьим выходом блока управлени , соединенным также с управл ющим входом блока коммутации и входом блока задани  порога сигнализации, выход которого соединен с четвертым входом блока сравнени  и сигнализации . Кроме того, блок определени  высоты электрода содержит датчик уров н  верха электрода, вход которого служит входом блока, а выход соединен с первым входом элемента суммировани , второй вход которого соеди нен с элементом задани  константы, выход служит выходом блока. На фиг. 1 представлена блок-схем устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма по влени  сигнала на выхо де блока управлени . Устройство содержит электрод 1 с контактными плитами 2 и несколько пар измерительных проводников 3, блок 4 коммутации, блок 5 управлени блок 6 измерени  сопротивлени , бло 7 масштабировани , блок 8 вычитани  ключевой элемент 9, датчик 10 высоты электрода, состо щий из датчика 11уровн  верха электрода элемента 12задани  константы и элемента 13 суммировани , блок 14 регистрации, блок 15 сравнени  и сигнализации, блок 16 задани  порога сигнализации и основани  17 дл  креплени  механизма перепуска. Блок регистрации 14 и блок 16 з дани  порога сигнализации имеют п идентичных каналов, число которых определ етс  количеством пар измерительных проводников или числом входных (измерительных) каналов бл ка 4 коммутации. По высоте электрод условно разделен на четыре агрегатные зоны: А - спеченна  часть электрода , В - зона коксовани , С - зона жидкой электродной массы, D - зона кусковой массы. При загрузке в электрод электродной массы в разогретом (жидком) состо нии зона D может отсутствовать . На третьем выходе блока 5 управлени  по вл етс  сигнал , указывающий номер канала, который будет опрашиватьс . Сигнал i одновременно поступает на управл ющий вход блока 4 коммутации, на четвертый вход блоKa 14 регистрации и на вход блока 16 задани  порога сигнализации. По данному сигналу блок 4 коммутации производит подключение одной пары (например первой) измерительных проводников 3 через свой выход к входу блока 6 измерени  сопротивлени , лок 14 регистрации подготавливает к приему информации соответствующий свой канал (например первый), а блок 16 на своем выходе выставл ет сигнал задани  порога сравнени  дл  данной пары проводников (данного канала измерени ), который поступает на вход блока 15 сравнени  и сигнализации . Затем на первом выходе блока 5 управлени  по вл етс  сигнал Измерение aiy который одновременно поступает на второй вход блока 6 измерени  сопротивлени  и первый вход ключевого элемента 9.По сигналу btj блок 6 осуществл ет измерение сопротивлени  верхней части (до зоны коксовани ) измерительных проводников подключенной пары, т.е. в этом случае измер етс  R и с выхода блока 6 сигнал поступает в блок 7 масштабировани , где производитс  перевод измеренной величины сигнал , соответствующий рассто нию от верха электрода до зоны коксовани  в районе данной пары проводников. В блоке 7 реа:г{изуетс  выражение , R; Р I . г- х с s-100 где С - масштабный коэффициент, характеризующий материал, из которого выполнены измерительные проводники (конструктивна  посто нна ), 1 - номер канала (проводников пары), L j - рассто ние от верха электрода до зоны коксовани  в районе 1 -той пары, см, R ) - сопротивление i -той пары проводников на участке, Ом, р - удельное электрическое сопротивление материала измерительных проводников, м 5 - сечение измерительных провод ников, мм 2 - число проводников в паре, 100 - перевод метра в см. С выхода блока 7 масштабировани  сигнал поступает на вход блока 8 вычитани , на другой вход которого через ключевой элемент 9 по сигналу ui поступает информаци  с выхода датчика 10 высоты электрода, т.е. сигнал пропорциональный рассто нию от нижнего среза контактных плит 2 до верх , |него торца электрода 1(6р+6х)В бло ке 8 определ етс  разность ± дНу ( Е(з + + х - которл  и подаетс  с его выходов на два первых входа блока 14 регистрации и блока 15 сравнени  и сигнализации, при этом по одному вхо ду поступают знак + или по другому - абсолютное значение данной разности. После чего на втором выходе блока 5 управлени  по вл етс  сигнал Регистраци  и сравнение ui , который поступает на третий вход блока 14 регистрации и запускает в нем вы ранный в соответствие с сигналом И 1) канал в режим регистрации. На четвертый вход блока 15 сравнени  и сигнализации поступает сигнал дЬ у,, из блока 16 задани  порога сравнени  установленный дл  данного канала. Необходимость установки дл  каждого канала своего порога обусловлена тем, что уровень зоны коксовани  по сечению электрода не одинаков из-за неравномерного распределени  температуры. Установлено, что разность ее на наружной стороне электрода (по отношению к оси, например трехэлектродной электропечи) и внутренней составл ет 200-400 С. Порог сигнализации выбираетс  в зависимос ти от конструкции рлектрода, типа печи и вида производства. При посту лении с выхода блока 5 управлени  на третий вход блока 15 сравнени  и сигнализации сигнала д ,- в блоке 15 происходит сравнение. 4 h ийЬ1.,-« Аf М Т Если , то блок 15 включает сигнализацию, и на выходе его по вл етс  сигнал запрета, который поступает в систему автоматического управлени  (САУ не показана) печью или перепуска электрода. По окончании измерени  по данному каналу блок 5 управлени  снимает все сигналы со своих выходов и через некоторый интервал времени переводит устройство к измерению R х и вычислению -uh в следующем канале, при этом последовательность включени  блоков повтор етс . После опроса-измерени  всех каналов устройство вновь переходит к измерению первого кадала. На второй вход кЛюча 9 поступает информаци  от датчика 10 высоты электрода , котора  получаетс  следующим образом. С помощью датчика 11 уровн  высоты электрода,установленного на осно- вании 17 креплени  механизма перепуска электрода (не показано), контролируетс  рассто ние - от данного основани  до верхнего торца электрода. В качестве этого датчика могут быть использованы существующие общепромышленные приборы измерени  перемещений , например реостатные. Рассто ние от основани  креплени  нижней корзины перепуска электрода до нижнего среза контактных плит Р - величина посто нна  дл  каждой печи и электрода и определ етс  их конструкцией . Данное рассто ние может мен тьс  в незначительном диапазоне после проведени  ремонтных работ (замена т г, контактных плит и т.д.). Рассто ние Eg может быть задано с помощью элемента 12 задани  константы, выходной сигнал которого можно корректировать в зависимости от изменени  рассто ни  БО. Таким образом, с выхода датчика 11 уровн  высоты электрода сигнал поступает на один вход элемента 13 суммировани , на другой вход которого поступает сигнал с выхода элемента 12 задани  константы, в результате чего на выходе блока 13 имеетс  сигнал, пропорциональный (,). Известные устройства определени  местоположени  зон коксовани  электродной массы в электроде не нашли промышленного применени  в силу указанных выше причин, и наход т применение только лишь при проведении опытных испытаний. Поэтому устройст во, указанное в качестве прототипа, беретс  как базовый объект. Предлагаемое устройство в сравнении с известным позвол ет определить положение зоны коксовани  относитель но нижнего среза контактных плит, за счет приближени  пар проводников к контактным плитам (кажда  пара проводников крепитс  на ребре внутри электрода на рассто нии 100-150 мм от оболочки (против 700 мм дл  электрода ( 1400 мм в прототипе). Точность определени  положени  зоны коксовани  составл ет 20-30 мм, что значительно превышает точность измерени , достигнутую на действующих печах (100-150 мм дл  фосфорных AS9 8 электропечей). На результаты измерени  не оказывает вли ние изменение сопротивление спекшейс  электродной массы на участке А от ее температуРЫ , поскольку она исключена из цепи измерени . Наличие п каналов измерени  позвол ет определить пространственное положение зоны коксовани  и вести управление работой электропечей с учетом положени  нижней части зоны коксовани , что повышает надежность работы печной установки, а также надежность получени  информации о состо нии объекта в случае отказа (обрыва) одного из проводников. Использование предлагаемого устройства в производстве сокращает простой электропечей, обусловленный обрывами электрода и прожегом его оболочки.

Pui.f

перепускоп

put.2

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ГРАНИЦЫ КОКСОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДНОЙ МАССЫ В САМОСПЕКАЮЩЕМСЯ ЭЛЕКТРОДЕ, содержащее несколько токопроводящих элементов из высокоомного материала, размещенных внутри электрода по его периметру, и блок измерения сопротивления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения положения границы коксования электродной массы, оно снабжено блоками коммутации, масштабирования, вычитания, регистрации, управления, сравнения и сигнализации, блоком задания порога сигнализации, блоком определения высоты электрода и ключевым элементом, каждый токопроводящий элемент верхним концом связан с одним из входов блока коммутации, выход ко торого соединен с первым входом блока измерения сопротивления, соединенного вторым входом с первым выходом блока управления, а выходом через блок масштабирования - с первым входом блока вычитания, к второму входу которого через ключевой элемент подключен выход блока определения высоты электрода, управляющий вход ключевого элемента соединен с первым выходом блока управления, два выхода блока вычитания соединены с двумя входами блока регистрации и блока сравнения и сигна-¹ лизации, третьи входы этих блоков соединены с вторым выходом блока управления, четвертый вход блока регистрации соединен с третьим выходом блока управления, соединенным также с управляющим входом блока коммутации и входом блока задания о порога сигнализации, выход которого соединен с четвертым входом блока сравнения и сигнализации.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок определения высоты электрода содержит датчик уровня верха электрода, вход которого служит входом блока, а выход соединен с первым входом элемента суммирования, второй вход которого соединен с элементом задания константы, а выход служит выходом блока.

>