Спосіб регулювання висоти утворюваного спіненого шлаку розплаву нержавіючого сплаву у електричній дуговій печі

Реферат: Винахід належить до способу регулювання висоти утворюваного спіненого шлаку розплаву нержавіючого сплаву в електричній дуговій печі. Відповідно до винаходу, при цьому висоту шлаку в електричній дуговій печі безперервно реєструють термографічно як функцію часу його утворення і температури в ньому і залежно від температури і температурного градієнта регулюють подавання пінотворного матеріалу. UA 97766 C2 (12) UA 97766 C2 UA 97766 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до способу регулювання пінистого шлаку нержавіючого розплаву в електричній дуговій печі. Переваги шлаку, що добре спінюється, в печі електродуги широко відомі, причому для підтвердження цього можна послатися на WO 2007/087979 A1. При експлуатації електричних дугових печей шихта, тобто, перш за все, скрап, і сплави за допомогою електричної дуги електроду розплавляються з одночасним утворенням шлаку. Шлак, разом зі своєю первинною функцією, тобто функцією видалення небажаних компонентів з розплаву, виконує при цьому і захисну функцію, у випадку, якщо він переводиться у спінений стан. У цьому стані шлак закриває простір між вістрям електроду і поверхнею металу, і через низьку теплопровідність захищає вогнетривку кладку печі від енергії випромінювання електричної дуги. Спінений шлак сильно знижує інтенсивне випромінювання електричної дуги відносно стінки електричної печі і покращує, тим самим, подачу енергії в металевий розплав. Таким чином, істотно продовжується термін служби вогнетривкого матеріалу печі. Для отримання цих переваг пінистий шлак повинен постійно знаходитися в печі на певній висоті. З EP 637 634 A1 відомий спосіб одержання металевого розплаву, при якому висота пінистого шлаку визначається акустичним методом, а саме за допомогою реєстрації характерного для спінювання шлаку діапазону частот. На підставі порівняння зміряного рівня звуку і контрольного рівня звуку виявляються вихідні дані для управління процесом подачі пінотворного засобу. Також тема визначення висоти пінистого шлаку в електричній дуговій печі викладена у WO 2007/009924 A1. При цьому як техніка вимірювання використовується спосіб визначення корпусного шуму. Задачею винаходу є надання відомостей відносно способу регулювання пінистого шлаку. Вирішується ця задача відповідно до винаходу за допомогою того, що висота шлаку в електричній дуговій печі безперервно реєструється термографічно як функція часу і висоти шлаку і, що залежно від температури і температурного градієнта регулюється подача пінотворного матеріалу. Винахід відноситься, таким чином, до способу регулювання пінистого шлаку нержавіючого розплаву в електричній дуговій печі при подачі пінотворного матеріалу на базі термографічної системи. Регулювання подачі базується на оптимальному утворенні пінистого шлаку, зміряного по його висоті. Висота шлаку є причиною зміни температури термоелемента. Термоелемент встроєний в стінку електричної дугової печі і має гранично високу теплопровідність. Таким чином, з'являється також можливість вимірювання температурного градієнта. Висота шлаку визначається, таким чином, на підставі безперервного вимірювання температури за допомогою термоелемента. Швидка зміна його температури зважаючи на різну висоту шлаку на базі безпровідної передачі інфрачервоного сигналу сприймається на приймачі в контрольному положенні. Відповідно до температурної характеристики регулюється подача спінюючого матеріалу. Винахід має бути роз'яснений далі з посиланням на креслення, на яких показано: фіг.1 загальний принцип вимірювальної системи фіг.2 принцип регулювання подачі спінюючого матеріалу. На фіг. 1 електрична дугова піч, яка в даному випадку не має бути описана окремо, позначена позицією 1. Інфрачервона камера 2 сприймає випускаючі термоелементом 5, розташованим в зоні стінки печі, тобто висоти, яка розташовується в зоні традиційного знаходження наявної або необхідної висоти пінистого шлаку, інфрачервоне випромінювання і передає зміряні значення у вигляді сигналів 3 управління на пристрій 4 подачі матеріалу, яке, зі свого боку, потім подає пінотворний матеріал до електричної дугової печі. Ця операція позначена стрілкою 6. Фіг.2 демонструє висоту шлаку по осі часу. Пінистий шлак поводиться майже експоненціально відповідно до природної будови, що можна бачити на фіг.2. Пінотворний матеріал, як згадувалося вище, за допомогою пристрою 4 подачі матеріалу вводиться в зону між шлаком і металом і піддається процесу розчинення з паралельним зменшенням окислу заліза. За допомогою вимірювальної системи висота шлаку ідентифікується по зміні температури на термоелементі. Температура термоелемента є функцією часу і висоти шлаку, як показано в рівняннях 1 і 2. Вимірювальна система подає: - температурний сигнал у функції часу: T = f(t); T = f'(h) (1) 1 UA 97766 C2 5 10 15 20 - температурний градієнт у функції часу: dT = df '(h) (2) Термоелемент вбудований в стінку електричної дугової печі і відрізняється гранично високою теплопровідністю. Завдяки цьому, може бути визначений температурний градієнт, див. рівняння 3. Система регулювання видає: dT/dt = g(h,t)= df '(h)/dt (3) Тим самим, можуть бути визначені: - швидкість подачі dm/dt (кг/мін) - рівняння 4 і 5: dm/dt = v при T > Tmin і dT/dt > 0 (4) dm/dt = 0 при T = Topt і dT/dt < 0 (5) - тривалість подачі t (мін) - рівняння 6 і 7: t=t поки dT/dt  0 (6) t=0 поки dT/dt < 0 (7) Оскільки термографія є безконтактним способом вимірювання, то можуть бути відображені також об'єкти, віддалені на великі відстані. ІЧ-сигнали камери у вигляді радіосигналів приймаються на пульті управління і перетворюються в сигнали управління згідно рівнянням 4-7. Поки градієнт представляється з позитивним знаком, що означає тенденцію наростання температури, проте, одночасно і незакритий стан електродів, подача матеріалу проводиться з постійною швидкістю. На відміну від цього, в основу регулювання тут може бути покладена і інша, орієнтована на практичний досвід, функція. Якщо температурний градієнт дорівнює нулю або є негативною величиною, подача матеріалу повністю припиняється або відповідно до іншої, орієнтованою на практичний досвід, функцією продовжується із зменшенням. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 1. Спосіб регулювання висоти утворюваного спіненого шлаку нержавіючого розплаву сплаву в електричній дуговій печі, який відрізняється тим, що висоту утворюваного спіненого шлаку в електричній дуговій печі безперервно реєструють термографічно як функцію часу його утворення і температури в ньому і що залежно від температури і температурного градієнта утворюваного спіненого шлаку регулюють подавання пінотворного матеріалу, причому температуру цього шлаку вимірюють за допомогою встановленого в стінку електричної дугової печі термоелемента, а при індикації температурного градієнта з позитивним знаком подавання пінотворного матеріалу проводять з постійною швидкістю, при індикації температурного градієнта з негативним знаком або з нульовим значенням подавання пінотворного матеріалу продовжують зі зменшенням або повністю припиняють. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що термоелемент випускає інфрачервоне випромінювання, яке визначають тепловізійною камерою і у вигляді сигналу управління передають далі на пристрій подавання пінотворного матеріалу в електричній дуговій печі. 2 UA 97766 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3