[发明专利]用于测量电炉中电极位置的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量电炉中电极位置的装置。

背景技术

在用于熔化废料的电炉领域，重要的是知晓熔炉内电极相对于废料和后续电解槽的位置。

已知电弧熔炉的第一运行阶段专门用于加热和熔化废料，无论废料是以连续送料或分批送料的方式插入。在这一阶段中，在一侧上具有液体池，其既可以是上一周期的残余物，又可能因废料的熔化而快速增多。在另一侧上，存在大量仍为固态的导电材料，这些导电材料与电极发生接触，因而阻碍使用电能吸收传感器来控制臂的位置。

在这一阶段中，必须利用外部测量法来确定推测的臂(因此电极)的最佳位置。

后续的“平坦池”阶段(即，不存在固态，但具有结合弧的泡沫熔渣)可以仅通过校准电极位置、然后优化对系统的电能供应得到有效实现。在该后续阶段中，电流的测量系统更为可靠以便稳定能量供应，但是这种供应的最佳值不能忽略弧长，因而对电极位置的有效确定。因此很显然，即使在平坦池状态中，能量传递的优化(用于使生长周期时间缩短的状态)也不能排除电流和位置测量值的整合。

从历史角度来看，基于EAF的冶金始终为负责操作的操作人员留下足够空间。

生产线的总生产率在很大程度上与生产线在不同阶段期间“聚集”熔炉最佳运行状态的能力有关。

另一方面，当前趋势是使整个生产周期自动化，基于目标验证和可靠测量来指导处理。特别是在精炼处理期间，能量传递主要通过电极转交的电能维持。

用于转交这种能量交换的两个最重要的独立参数是弧长和流过的电流强度。因此很显然，当前的研究是建立在电极及电源位置的测量和控制系统的发展之上的。

在这些中，位置控制被轻视，对它的看法近似陈腐或者认为它可以通过相对简单、廉价的系统来解决，但是迄今为止仍未获得有效的解决方案。

在这一方面，近年来已进行大量尝试来寻找该问题的解决方案。

它们当中的大部分集中在应用通过两种不同的位置编码器实现的位置读取仪器：置于电极保持柱上的机架编码器，以及线式编码器(测量系统设在一定距离处且通过电极运动返回系统来控制)。

编码器技术是工业环境中最为统一的用于揭示位置的技术。它源自已日益复杂化且达到真实的机器人的程度的数控机。在众多工业实践和领域中获得的大量成功主要基于令人羡慕的、在测量质量和可重复性上的保证。

不幸的是，这项技术在电极保持柱/臂位置的测量问题上的应用从未获得这些可能的许诺。

因大气干扰、液体(油、脂肪、水)和粉末的侵入而受到极大污染的电磁环境具有以下共同效应，即：在运行了数小时之后，基于编码器的系统将出现不可逆的损坏和恶化。

迄今为止，电极位置测量问题上的轻视已防碍人们借助更为可靠的系统和策略，即使是在花费更多费用的情况下。

精确且工业上可靠地揭示其上固定有将电极夹在电弧熔炉中的夹具的电极保持柱(竖直方向)或臂(水平方向)的位置具有主要因为操作环境(粉末、脂肪、跌落的材料)的问题而尚未被克服的困难。

另一方面，这种位置测量(即，臂的工作点相对于作为相对运动的参考位置而任意形成的固定参考点的距离)的使用是有意义的。它既可以用于改善相对于待熔化的进料的电极电工作点的调节系统的效率，又可以用于获得与该过程的状态相关的重要信息。具体地，用于将熔化池阶段开始或进料熔化阶段结束时的稳定位置与精炼阶段的开始相结合。

发明内容

本发明的总体目标是以非常简单、经济和特别有用的方式解决现有技术的上述问题。

另一目标是提供一种在废料处理中存在含有障碍物(即，油、脂肪、水和粉末)的情况下也能工作的系统。

另一目标是提供一种在特别恶劣的环境中也能轻易使用的装置，诸如运行中的电炉的。

鉴于上述目标，根据本发明，已经设想了一种用于测量电炉中电极位置的装置，其具有在所提交的权利要求中详细说明的特征。

根据本发明，设想了一种用于测量电炉中电极位置的装置，其不直接接触电极，并且通过具有极高电磁噪音抑制的线路连接该线路/熔炉管理系统。测量仪器是例如基于至少一个激光器来使用的，其中所述激光器优选被调谐至不受环境(油、脂肪、水等)强烈影响的频率，并且与关于电极位置具有代表(和同步)性的反射器验证仪器连接。激光器被恰当地安装和保护以获得具有需要精确度的位置测量值，同时例如通过借助数字或光纤传输安全和可靠地转移所获得的数据。

附图说明