[发明专利]用于确定在电炉运行期间的电极材料的消耗的方法和装置

说明书

本发明涉及用于确定在电炉运行期间的电极材料的消耗的方法和装置。具体地，本发明涉及一种用于确定在电炉，特别是用于生产钢铁的电弧炉的运行期间电极材料的消耗的方法，其中所述方法包括：通过使用称重装置来确定布置在电炉上或被引入到电炉中的至少一个电极柱的重量。本发明还涉及一种用于确定电炉，特别是用于生产钢铁的电弧炉的电极材料的消耗的装置，其中所述装置包括用于确定布置在电炉上或被引入电炉中的至少一个电极柱的重量的称重装置，其中所述称重装置被集成在包括该电炉的系统的操作装置中。也能够利用根据本发明的方法和根据本发明的装置来确定在电炉的运行期间的电极柱的振动条件。

分案申请说明

本申请是申请日是2013年5月22日、申请号是201380030745.6并且发明名称是“用于确定在电炉运行期间的电极材料的消耗的方法和装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于确定在电炉的运行期间，特别是在用于生产钢铁的电弧炉的运行期间的电极材料的消耗的方法和装置。

背景技术

除了其它方面，电炉且特别是电弧炉用于加热和熔融原料，原料特别地能够包括钢铁和其它金属以及各种添加剂。在过程中，电弧炉特别地能够被用于通过熔融废料，特别是废金属诸如废钢，来生产和回收钢铁和其它金属。

在电弧炉中，在位于电弧炉内部的至少一个电极柱和原料之间施加电压，所述原料与电弧炉的底部电极电接触。作为所施加的电压的结果，在面对原料的电极柱的末端和原料之间放出电弧，电弧产生的热能被传递至原料，特别是通过热辐射和热传导传递至原料。通过这种方式，原料能够被加热至高于其熔点的温度，例如被加热至约1800℃的范围的温度，并且因而熔融。为了从电弧炉移除所提取的炉料，执行排渣过程，之后进行新一次填料或以原料装填电炉。

电极柱通常包括由含石墨的材料制成的多个电极，该多个电极经由被称为螺纹接头的连接件彼此连接，螺纹接头被布置在所述电极的端部处并且被拧入电极端部中的相应缺口中。在电弧炉的运行期间，在其上放出电弧的电极受到极大的电和热负荷，这就是为何电极，特别是它们面向原料的下端受到相当大的磨损和烧除。出于该原因，在这些电炉中通常不使用单个电极，而是电极柱，所述电极柱被固定至支撑臂，并且在电炉运行期间在电炉中逐渐向下移位，以便补偿电极磨损导致的电极柱缩短，并且因而维持电极柱的下端和原料表面之间的距离恒定。因此，应将电极柱理解为不仅是包括多个电极的电极柱，而且也应理解为已经被用尽或烧除至其现在仅包括一个部分用尽或烧除的电极的程度的电极柱。通过使用这些电极柱，与使用单个电极时相比，电炉能够不中断地运行更久。当电极柱的长度不足特定最小值时，就手动地或优选机械地将一个或多个电极拧入到电极柱的上端。这些电极能够被拧到位于电炉内部的电极柱上，或可替代地，能够使用运输设备提前从电炉移除电极柱，并且在已经拧上了一个或多个电极后，将电极柱再次引入到电炉中。

电极材料以及因此电炉中的电极的消耗在不可忽略的程度上构成电炉的运行成本，并且例如能够占运行成本的5％。因此，电极材料关于所提取的炉料量的比消耗，即所消耗的电极材料对例如所回收的钢铁的比，构成重要的运行变量。在过程中，电极材料的比消耗取决于不同的影响变量，诸如所使用的电极材料、运行电流以及原料的组成和质量。

例如，为了评价电炉的各种运行模式和/或熔融操作的各种运行参数对电炉的电极材料的比消耗的影响，并且因而能够最优化电炉的运行，必需确定电炉的电极材料的消耗。在该过程中，分开地确定电炉的各种运行间隔的电极材料消耗特别有利，以便能够取决于在个别运行间隔期间主要存在的各种运行条件以差别方式分析比电极消耗。

出于该目的，已知确定从储存设施提取并且在特定时间段例如一个月期间添加到电极柱的电极的数目，并使用该数目计算上述的所消耗的电极材料对所回收的钢铁的比。然而，对于较短时间段，诸如几周或甚至一周、几天或几小时，特别是两个连续排渣过程之间的时间段，不能确定足够精确的数据，这是因为没有考虑分别在所观察的时间间隔的开始和结束时的电极柱中仍含有的电极材料的量。