EA 32665B1 20190628

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000032665b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Устройство для измерения уровня электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи, причем электродная колонна (10) включает стальной корпус (11), окружающий и покрывающий электродную пасту, полученную из материала на основе графита, и указанная электродная колонна (10) снабжена кольцом (12) контактных колодок, образованным из отдельных контактных колодок и приведенным в контакт со стальным корпусом (11) для подвода электрического тока к электроду; при этом введенная в электродную колонну (10) электродная паста, поступая сверху в стальной корпус (11), проходит через различные фазы: от исходной пасты в верхней части стального корпуса (11) до расплавленной пасты в области, начинающейся над кольцом (12) контактных колодок, и далее до спеченной пасты (18) в нижней части электродной колонны (10), под кольцом (12) контактных колодок; отличающееся тем, что оно содержит лазерные устройства (21, 22, 23) для получения данных для расчета расстояний уровней исходной пасты (16) и расплавленной пасты (17) от кольца (12) контактных колодок, размещенные на вершине электродной колонны (10) для испускания лазерных лучей в направлении сверху вниз, причем первое лазерное устройство (21) обеспечивает возможность определения уровня исходной пасты (16) в стальном корпусе (11), соответствующего высоте столба пасты в стальном корпусе (11), второе лазерное устройство (22) обеспечивает возможность определения уровня расплавленной пасты (17) в стальном корпусе (11).

2. Устройство для измерения уровня электродной пасты по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит реперный стержень (24), установленный на электродной колонне (10) на постоянном расстоянии от кольца (12) контактных колодок, третье лазерное устройство (23), выполненное с возможностью определения положения реперного стержня (24) с помощью лазерного луча, испускаемого указанным третьим лазерным устройством (23), при этом данные о положении реперного стержня (24) используют для повышения точности расчета расстояний уровней исходной пасты (16) и расплавленной пасты (17) от кольца (12) контактных колодок.

3. Устройство для измерения уровня электродной пасты по п.1 или 2, выполненное с возможностью передачи данных, полученных от каждого лазерного устройства (21, 22, 23), в автоматизированную систему управления печи для проведения расчетов и представления online результатов расчета на интерфейсе пользователя.

4. Способ измерения уровня электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи при помощи устройства, охарактеризованного в любом из пп.1-3, в котором определяют уровень исходной пасты (16) в стальном корпусе (11), соответствующий высоте столба пасты в стальном корпусе, с помощью первого лазерного устройства (21), определяют уровень расплавленной пасты (17) в стальном корпусе (11) с помощью второго лазерного устройства (22) и выполняют расчет расстояний уровней исходной пасты (16) и расплавленной пасты (17) от кольца (12) контактных колодок на основе данных, полученных от лазерных устройств (21, 22, 23).

5. Способ измерения уровня электродной пасты по п.4, отличающийся тем, что дополнительно определяют положение реперного стержня (24) с помощью третьего лазерного устройства (23) для повышения точности расчета расстояний уровней исходной пасты (16) и расплавленной пасты (17) от кольца (12) контактных колодок.

6. Способ измерения уровня электродной пасты по п.4 или 5, отличающийся тем, что данные, полученные от каждого из лазерных устройств (21, 22, 23), направляют в автоматизированную систему управления печи для проведения расчета и представления online результатов расчета на интерфейсе пользователя.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Евразийское 032665 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.06.28
(21) Номер заявки 201691131
(22) Дата подачи заявки 2014.12.30
(51) Int. Cl. H05B 7/09 (2006.01) F27B 3/28 (2006.01)
(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОДНОЙ ПАСТЫ В ЭЛЕКТРОДНОЙ КОЛОННЕ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ
(31) 20136334
(32) 2013.12.30
(33) FI
(43) 2016.12.30
(86) PCT/FI2014/051065
(87) WO 2015/101714 2015.07.09
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ОУТОТЕК (ФИНЛЭНД) ОЙ (FI)
(72) Изобретатель:
Оллила Янне (FI)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В., Соколова М.В., Путинцев А.И., Черкас Д.А., Игнатьев А.В. (RU)
(56) WO-A1-0188472 JP-A-H038290 JP-A-H05251177 JP-A-H05251179 JP-A-H02298791
(57) Данное изобретение относится к способу и устройству для измерения электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи. Электродная колонна (10) включает стальной корпус
(11) , окружающий электродную пасту, и указанная электродная колонна (10) снабжена кольцом
(12) контактных колодок для подвода электрического тока к электроду. Электродную колонну (10) заполняют электродной пастой путем введения указанной пасты в стальной корпус (11) сверху. Электродная паста проходит через различные фазы, от исходной пасты в верхней части стального корпуса (11) до расплавленной пасты и далее до спеченной пасты (18) в нижней части электродной колонны (10). В данном изобретении на вершине электродной колонны (10) обеспечены лазерные устройства. Уровень исходной пасты (16), соответствующий высоте столба пасты в стальном корпусе (11), определяют с помощью лазерного луча, испускаемого первым лазерным устройством. Уровень расплавленной пасты (17) в стальном корпусе (11) определяют с помощью лазерного луча, испускаемого вторым лазерным устройством. Данные, полученные от лазерных устройств, используют для расчета расстояний уровней исходной пасты (16) и расплавленной пасты (17) от кольца (12) контактных колодок.
(11)
Область техники
Данное изобретение относится к способу и устройству для измерения электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи. Более конкретно, данное изобретение относится к способу измерения электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи, причем электродная колонна включает стальной корпус, окружающий и покрывающий электродную пасту, полученную из материала на основе графита, и указанная электродная колонна снабжена кольцом контактных колодок, образованным из отдельных контактных колодок и приведенным в контакт со стальным корпусом, для подвода электрического тока к электроду; в указанном способе электродную колонну заполняют электродной пастой путем введения указанной пасты в стальной корпус сверху, в результате чего электродная паста проходит через различные фазы, от исходной пасты в верхней части стального корпуса до расплавленной пасты в области, начинающейся выше кольца контактных колодок, и далее до спеченной пасты в нижней части электродной колонны, под кольцом контактных колодок. Кроме того, данное изобретение относится к устройству для измерения электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи; причем электродная колонна включает стальной корпус, окружающий и покрывающий электродную пасту, полученную из материала на основе графита, и указанная электродная колонна снабжена кольцом контактных колодок, образованным из отдельных контактных колодок и приведенным в контакт со стальным корпусом, для подвода электрического тока к электроду; при этом электродная колонна заполнена электродной пастой путем введения указанной пасты сверху в стальной корпус, в котором электродная паста проходит через различные фазы, от исходной пасты в верхней части стального корпуса до расплавленной пасты в области, начинающейся выше кольца контактных колодок, и далее до спеченной пасты в нижней части электродной колонны, под кольцом контактных колодок.
Уровень техники
Электродуговая печь представляет собой работающую на электричестве печь, применяемую для плавки металла и/или для очистки шлака. Работа печи основана на пламени дуги, которая горит либо между отдельными электродами, либо между электродами и расплавляемым материалом. Печь может работать на переменном или на постоянном токе. Тепло возникает в пламени дуги, а также в расплавляемом материале, в случае, если пламя дуги горит между материалом и электродами. Электрическую энергию подводят к вертикальным электродам, которые обычно расположены симметрично в треугольнике по отношению к центральной точке печи. В случае плавильной печи постоянного тока один электрод расположен в середине печи. Глубину погружения сборки электродов в печи постоянно регулируют, поскольку они изнашиваются на концах под действием пламени дуги.
Электрод типа Soderberg в электродуговой печи представляет собой вертикальную колонну, включающую стальной корпус, окружающий и покрывающий электродную пасту, полученную из материала на основе графита. Электродную колонну непрерывно заполняют электродной пастой, которую вводят в стальной корпус сверху. По длине колонны на пасту воздействуют различные условия, в результате которых она проходит через различные фазы, от исходной пасты в верхней части стального корпуса до расплавленной пасты в области, начинающейся выше кольца контактных колодок, и далее до спеченной пасты в нижней части электродной колонны, под кольцом контактных колодок.
Помимо кольца контактных колодок, нижняя часть электродной колонны в сборе включает уплот-нительное кольцо и теплозащитный экран. Кольцо контактных колодок состоит из отдельных контактных колодок, расположенных в виде кольца с обеспечением контакта со стальным корпусом, внутри которого спекают электродную пасту. Контактные колодки подводят электрический ток к электроду. Уп-лотнительное кольцо расположено на внешней стороне кольца контактных колодок, так что кольцо контактных колодок окружено указанным уплотнительным кольцом. Уплотнительное кольцо состоит из прижимных блоков, соединенных в виде кольца, прижимающего контактные колодки к стальному корпусу электрода. Теплозащитный экран, окружающий электродную колонну в сборе, расположен над уп-лотнительным кольцом в продольном направлении электродной колонны в сборе. Теплозащитный экран также состоит из сегментов, соединенных с образованием сборки кольцеобразной формы.
Итак, поскольку печь должна работать постоянно и без перерывов, электродную пасту следует постоянно вводить в стальной корпус. Таким образом, следует всегда знать высоту столба пасты, то есть уровень пасты в вертикальном направлении, чтобы знать, когда и какое количество пасты следует дополнительно ввести в стальной корпус. Кроме того, поскольку состояние пасты изменяется по высоте столба пасты от исходной пасты до размягченной или расплавленной пасты и далее до спеченной пасты, важно знать, на каком уровне находится поверхность расплавленной пасты в каждый момент времени. Эту информацию используют, например, для управления технологическим процессом. Чрезмерно высокий уровень размягченной пасты, как и недостаточный уровень размягченной пасты, приводят к различным отрицательным воздействиям на работу печи. Также и неверно выбранный, например, недостаточный уровень твердой пасты может приводить к неожиданным и наносящим ущерб неисправностям.
Для определения длины и/или состояния электродов в электродуговых печах применяли различные способы и оборудование. В настоящее время определение и измерение поверхностного уровня столба пасты обычно проводят вручную, применяя проволоку или ленту в качестве измерительного инструмента. Ручное измерение и определение не всегда является достаточно точным, и, кроме того, иногда его
достаточно трудно осуществить из-за экстремальных условий окружающей среды.
В качестве примеров других способов и оборудования существующего уровня техники, можно отметить EP1209243A2, где раскрыто работающее в широком диапазоне частот оборудование для определения состояния электродов в электродуговых печах. В WO2004/028213A1 раскрыта электродная колонна и способ определения длины электрода в указанной колонне в активной печи. Колонна представляет собой колонну Soderberg, включающую кожух, в котором электрод размещен с возможностью перемещения в продольном направлении с помощью подвижных скользящих зажимов. В US2013/0127653A1 описаны устройство и аппарат для измерения длины электрода или для определения положения расходуемого сечения электрода в электрической печи, где измерение проводят с помощью радара. В US4761892 описано устройство для измерения длины электродов в электрической печи, где измерение проводят с помощью измерительного стержня, вставленного в печь.
Цель изобретения
Целью данного изобретения является обеспечение способа и устройства для измерения электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи, которые позволяют преодолеть недостатки и невыгодные стороны, относящиеся к существующему уровню техники, особенно если речь идет о проблемах, связанных с проведением измерений в жестких условиях окружающей среды, а также целью является использование результатов измерения в управлении технологическим процессом.
Краткое описание изобретения
Целей данного изобретения достигают посредством предложенного способа измерения электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи, отличающегося тем, что
на вершине электродной колонны обеспечивают лазерные устройства, каждое из которых испускает лазерные лучи сверху вниз,
определяют уровень исходной пасты в стальном корпусе, соответствующий высоте столба пасты в стальном корпусе, с помощью лазерного луча, испускаемого первым лазерным устройством,
определяют уровень расплавленной пасты в стальном корпусе с помощью лазерного луча, испускаемого вторым лазерным устройством, и
данные, полученные от лазерных устройств, используют для расчета расстояний, отделяющих уровни исходной пасты и расплавленной пасты от кольца контактных колодок.
Дополнительно способ отличается тем, что
реперный стержень обеспечивают на электродной колонне на постоянном расстоянии от кольца контактных колодок,
определяют положение реперного стержня с помощью лазерного луча, испускаемого третьим лазерным устройством, и
данных о положении реперного стержня используют для повышения точности расчета расстояний уровней исходной пасты и расплавленной пасты от кольца контактных колодок.
Кроме того, в способе данные, полученные от каждого лазерного устройства, направляют в автоматизированную систему управления печи, для проведения расчетов и представления online результатов расчета на интерфейсе пользователя.
Кроме того, целей данного изобретения достигают с помощью предложенного устройства для измерения электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи, в котором
на вершине колонны обеспечены лазерные устройства, испускающие лазерные лучи сверху вниз, при этом
лазерный луч от первого лазерного устройства предназначен для определения уровня исходной пасты в стальном корпусе, соответствующего высоте столба пасты в стальном корпусе,
лазерный луч от второго лазерного устройства предназначен для определения уровня расплавленной пасты в стальном корпусе, и в результате
данные, полученные от лазерных устройств, используют для расчета расстояний уровней исходной пасты и расплавленной пасты от кольца контактных колодок.
Кроме того, в данном устройстве
на электродной колонне обеспечен реперный стержень на постоянном расстоянии от кольца контактных колодок,
обеспечено третье лазерное устройство для определения положения реперного стержня с помощью лазерного луча, испускаемого указанным третьим лазерным устройством, и в результате
данные о положении реперного стержня используют для повышения точности расчета расстояний уровней исходной пасты и расплавленной пасты от кольца контактных колодок.
Кроме того, данные, полученные от каждого лазерного устройства, могут быть переданы в автоматизированную систему управления печи, для проведения расчетов и представления online рассчитанных результатов на интерфейсе пользователя.
Краткое описание чертежей
Сопровождающие чертежи, которые включены для обеспечения более полного понимания данного изобретения и составляют часть данного описания, иллюстрируют воплощения данного изобретения и, совместно с описанием, помогают разъяснить принципы данного изобретения.
На чертежах
на фиг. 1 схематически показан вид сбоку электродной колонны в сборе и части электродуговой печи;
на фиг. 2 схематически показан вид сбоку детали верхней части электродной колонны в сборе, показанной на фиг. 1.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 схематически показана часть электродуговой печи 1. Печь 1 включает по меньшей мере одну электродную колонну в сборе, но она может включать множество указанных электродных колонн в сборе, в зависимости от типа и конструкции печи.
Вертикальная электродная колонна 10 включает стальной корпус 11, который окружает и покрывает электродную пасту, полученную из материала на основе графита. Электродную колонну 10 непрерывно заполняют электродной пастой, которую вводят в стальной корпус 11 сверху. По длине колонны пасту подвергают воздействию различных условий, в результате которых она проходит через различные фазы, от исходной пасты в верхней части стального корпуса 11 до расплавленной пасты в области, начинающейся над кольцом 12 контактных колодок, и далее до спеченной пасты 18 в нижней части электродной колонны 10, под кольцом 12 контактных колодок.
Помимо кольца 12 контактных колодок, нижняя часть электродной колонны в сборе включает уп-лотнительное кольцо 13 и теплозащитный экран 14. Кольцо 12 контактных колодок состоит из контактных колодок, расположенных в виде кольца, с обеспечением контакта со стальным корпусом 11, внутри которого спекают электродную пасту. Контактные колодки подводят к электроду электрический ток. Уплотнительное кольцо 13 расположено с наружной стороны кольца 12 контактных колодок, так что кольцо 12 контактных колодок окружено указанным уплотнительным кольцом 13. Уплотнительное кольцо 13 состоит из прижимных блоков, соединенных в виде кольца, прижимающего контактные колодки к стальному корпусу 11 электрода.
Теплозащитный экран 14, окружающий электродную колонну в сборе, расположен выше уплотни-тельного кольца 13 в продольном направлении электродной колонны в сборе. Теплозащитный экран 14 также состоит из сегментов, соединенных друг с другом с образованием сборки кольцеобразной формы.
Как уже отмечено выше, материал электрода вырабатывается в ходе использования печи и, таким образом, электродную пасту необходимо добавлять в стальной корпус непрерывно, периодически или по мере необходимости. Поэтому важно всегда знать количество пасты в стальном корпусе 11, уровень столба 16 пасты и уровень расплавленной пасты 17 в корпусе 11.
Как схематично изображено на фиг. 2, измерение уровней электродной пасты в стальном корпусе 11, то есть в направлении по вертикали электродной колонны 10, проводят с помощью лазерных устройств 21, 22, 23, расположенных на вершине электродной колонны 10. Как показано на фиг. 2, три лазерных устройства 21, 22, 23 расположены на вершине электродной колонны 10, и указанные лазерные устройства предпочтительно испускают лазерный луч для измерения расстояния от объекта до лазерного устройства. Первое лазерное устройство 21 измеряет высоту столба 16 пасты в стальном корпусе 11. То есть, первое лазерное устройство 21 определяет уровень исходной пасты 16 в стальном корпусе 11. Второе лазерное устройство 22 измеряет высоту расплавленной пасты 17, или, другими словами, определяет уровень расплавленной пасты 17 в стальном корпусе 11.
Третье лазерное устройство 23 предназначено для проведения сравнительного измерения, и для третьего лазерного устройства 23 на электродной колонне 10 установлен реперный стержень 24 на постоянном расстоянии от кольца 12 контактных колодок. Третье лазерное устройство 23 определяет расстояние от реперного стержня 24 до указанного третьего лазерного устройства 23, так что относительное положение кольца 12 контактных колодок постоянно известно, и его используют в качестве базовых данных. Таким образом, если точное относительное положение кольца 12 контактных колодок является известным, с помощью данных, полученных от трех лазерных устройств 21, 22, 23, рассчитывают расстояния уровней исходной пасты 16 и расплавленной пасты 17 в стальном корпусе 11 от кольца 12 контактных колодок. Расчет проводят в автоматизированной системе управления печи, и результаты расчета выводят в режиме online на интерфейс пользователя. Простые лазерные устройства 21, 22, 23, испускающие лазерный луч, могут быть представлены лазерными сканерами, особенно если речь идет о первом и втором лазерных устройствах.
С помощью данного изобретения получают непрерывный процесс измерения, и этот процесс измерения можно связать с автоматизированной системой управления. Автоматизированная система управления собирает и хранит данные, которые затем выводят на монитор и используют для контроля за электродом.
Для специалиста очевидно, что по мере развития технологии основную идею данного изобретения можно будет осуществить различными путями. Таким образом, данное изобретение и его воплощения не ограничены вышеописанными примерами; напротив, они могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для измерения уровня электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи, причем электродная колонна (10) включает стальной корпус (11), окружающий и покрывающий электродную пасту, полученную из материала на основе графита, и указанная электродная колонна (10) снабжена кольцом (12) контактных колодок, образованным из отдельных контактных колодок и приведенным в контакт со стальным корпусом (11) для подвода электрического тока к электроду; при этом введенная в электродную колонну (10) электродная паста, поступая сверху в стальной корпус (11), проходит через различные фазы: от исходной пасты в верхней части стального корпуса (11) до расплавленной пасты в области, начинающейся над кольцом (12) контактных колодок, и далее до спеченной пасты (18) в нижней части электродной колонны (10), под кольцом (12) контактных колодок;
отличающееся тем, что оно содержит
лазерные устройства (21, 22, 23) для получения данных для расчета расстояний уровней исходной пасты (16) и расплавленной пасты (17) от кольца (12) контактных колодок, размещенные на вершине электродной колонны (10) для испускания лазерных лучей в направлении сверху вниз, причем
первое лазерное устройство (21) обеспечивает возможность определения уровня исходной пасты (16) в стальном корпусе (11), соответствующего высоте столба пасты в стальном корпусе (11),
второе лазерное устройство (22) обеспечивает возможность определения уровня расплавленной пасты (17) в стальном корпусе (11).
2. Устройство для измерения уровня электродной пасты по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит реперный стержень (24), установленный на электродной колонне (10) на постоянном расстоянии от кольца (12) контактных колодок, третье лазерное устройство (23), выполненное с возможностью определения положения реперного стержня (24) с помощью лазерного луча, испускаемого указанным третьим лазерным устройством (23), при этом данные о положении реперного стержня (24) используют для повышения точности расчета расстояний уровней исходной пасты (16) и расплавленной пасты (17) от кольца (12) контактных колодок.
3. Устройство для измерения уровня электродной пасты по п.1 или 2, выполненное с возможностью передачи данных, полученных от каждого лазерного устройства (21, 22, 23), в автоматизированную систему управления печи для проведения расчетов и представления online результатов расчета на интерфейсе пользователя.
4. Способ измерения уровня электродной пасты в электродной колонне электродуговой печи при помощи устройства, охарактеризованного в любом из пп.1-3, в котором
определяют уровень исходной пасты (16) в стальном корпусе (11), соответствующий высоте столба пасты в стальном корпусе, с помощью первого лазерного устройства (21),
определяют уровень расплавленной пасты (17) в стальном корпусе (11) с помощью второго лазерного устройства (22) и
выполняют расчет расстояний уровней исходной пасты (16) и расплавленной пасты (17) от кольца (12) контактных колодок на основе данных, полученных от лазерных устройств (21, 22, 23).
5. Способ измерения уровня электродной пасты по п.4, отличающийся тем, что дополнительно определяют положение реперного стержня (24) с помощью третьего лазерного устройства (23) для повышения точности расчета расстояний уровней исходной пасты (16) и расплавленной пасты (17) от кольца (12) контактных колодок.
6. Способ измерения уровня электродной пасты по п.4 или 5, отличающийся тем, что данные, полученные от каждого из лазерных устройств (21, 22, 23), направляют в автоматизированную систему управления печи для проведения расчета и представления online результатов расчета на интерфейсе пользователя.
5.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
032665
- 1 -
(19)
032665
- 1 -
(19)
032665
- 1 -
(19)
032665
- 1 -
(19)
032665
- 5 -
(19)
032665
- 6 -