Способ контроля теплового режима процесса графитации

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ПРОЦЕССА ГРАФИТАЦИИ путем измерения температуры в начальной стадии разогрева печи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, дополнительно измеряют электрическое сопротивление печи, а температуру напоследующих стадиях графитации определяют по величине, обратно пропорциональной электрическому сопротивлению печи. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„089048

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3433981/23-26 (22) 01. 03. 82 (46) 30. 04. 84. Бюл. М 16 (72) И. Н. Глушко (71) Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "11ветметавтоматика" (53) 66.012-52(088.8) (56) 1. Чалых Е.Ф. Технология и оборудование электродных и электроугольных предприятий. M., "Металлургия", 1972, с. 196-198.

2. Сборник докладов на IV Конгрессе по электротермии в Стрезе, 1961, с. 80-81.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 724441, кл. С 01 В 31/04, 1978.

3(51) C Ol В 31/04 G 05 D 7/00 (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОВОГО

РЕЖИМА IIPOIIECCA ГРАФИТА1(ИИ путем измерения температуры в начальной стадии разогрева печи, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, дополнительно измеряют электрическое сопротивление печи, а температуру на. последующих стадиях графитации определяют по величине, обратно пропорциональной электрическому сопротивлению печи.

1089048

Изобретение относится к контролю теплоных процессов, в частности процесса графитации, и может быть использовано в электродном процессе, Процесс графитации в промьппленных условияХ осуществляется в специальных печах при температуре до 3100 С. б

Поскольку доступ к высокотемпературным точкам печи сложен, то для этих целей использование оптических пирометров нецелесообразно из-за применения специальных дорогостоящих устройств.

Известен способ контроля режима процесса графитации путем измере-, !5 ния подводимого в печь количества электроэнергии для разогрева печи!1g.

Недостаток этого способа заключается в том, что заданное количество электроэнергии, подводимое к печи, не всегда однозначно соответствует достигнутой в печи температуре, так как электротеплофизические свойства материалов, из которых формируется активный резистивный нагреватель, нестабильны и претерпевают изменения в процессе нагрева, поэтому изменяется количество электроэнергии, необходимое для их разогрева до заданной темпера. туры.

Известен способ контроля теплового режима процесса графитации путем измерения величины мощности, поднодимой к печи, температуру определяют по формуле

-t(T 35 = PRò

Q где 8 — температура, С;

P — мощность, кБт; о

PT — тепловое сопротивление, С/кВт;

Т вЂ” постоянная времени, ч; текущее значение времени,ч.

Строят график роста температуры при постоянной вводимой мощности и путем геометрических построений on45 ределяют ее текущее значение в зависимости от величины и времени воздействия мощности (2 1.

Недостаток этого способа заключа- 50 ется в том, что предложенная методика определения теплового сопротивления Р и постоянной времени Т прит годна для печей малого тоннажа и с коротким циклом графитации (в преде- 55 лах до 15 ч1. Причем при этих ограничениях он обеспечинает погрешность

+ 10. Электродная промьш ленность оснащена в основном большегрузными печами, цикл графитапни в которых длится в пределах 25-100 ч, поэтому применение данного способа в электродной промышленности приведет к еще большим погрешностям.

Известен способ контроля режима и окончания процесса графитации путем измерения температуры и начальной стадии разогрева печи (3 1.

Недостаток этого способа заключается в том, ч го он обуславливает контроль теплового процесса н нескольких характерных точках,что не дает возможности непрерывно управлять процессом н течение всего цикла.

Цель изобретения — повышение точности и надежности контроля температурного режима пе ш.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу дополнительно измеряют электрическое сопротивление печи, а тсмпературу на последующих стадиях графитации определяют по величине, обратно пропорциональной электрическому сопротивлению печи.

Известно, что сортировка графитируемых электродов осуществляется пу— тем измерения их удельного электросопротинлепия и что характер изменения удельного электросопротинления графитируемых заготовок и пересыпки оТ воздействия температуры одинаков.

Лктивный резистивный нагреватель печи, в основном, состоит из пересылки, изменение электросопротивления которой н процессе графитации будет отображагь тепловое состояние печи и структурные преобразования. происходящие в графитируемом материале в течение всего цикла, Электросопротивление может бьггь измерено непрерывно и доступными средствами что повышает точность контроля.

Проведенпы= экспериментальные ис . следования показали, что в начальной стадии разогрева печи изменение электросопротивления от ноздействия температуры не поддается строгому математическому описанию, а начинял с температуры н промежутке 1100 — !БОО С и выше электросопротивление изменяется по логарифмическому закону.

13 таблице приведены значения температуры и электросопротивления, измеренные в процессе разогрева одной из печей электродного завода, нз. ос048

Абсолютное отклонение

Расчетное значение ное температуры, ос туры, — 28,20

29,15

16,85

l0,24

+ 13,10

+ 31,68

+ 42,59

+ 55,59

27842

26)59

1578,20

)649,15

1698,85

1753,24

1786,90

1824,32

1867,4)

1941,41

1550

1620

25119

)682

24091!

743

1800

23506

22897

1856

22244

1910

1970

21585 з !089 новании которых структура модели разогрева печи может быть представлена следующей аналитической зависимостью

Aq

fr—

Р

2 (2)

5 где Р - измеренное значение электросопротивления, Ом;

Π— расчетное значение температуры.

В таблице приведены также абсолют10 ные значения отклонений измеренной температуры от расчетной, чтд позволяет оценить точность предлагаемого способа.

На реальном объекте способ может быть реализован следующим образом.

В печь, в заданную точку внедряют стандартный термодатчик, например термопару из пластины, и измеряют температуру. При достижении температуры 1550 С эта величина запоминаетО ся и запоминается соответствующее ей измеренное значение электросопротив- ления, в данном случае 27842.10 Ом.

Используя эти две величины, на осно25 вании ранее полученных статистических данных, находят коэффициенты А) и А2 которые для данного случая равны соответственно 2287,5 и 0,65345 10, тогда выражение (2) принимает вид (3) ь

0,65 3 ).5- ю

В дальнейшем измеряют текущие значения электросопротивления Р и, решая уравнение (3), определяют текущие значения температуры.

Таким образом, предлагаемый способ заключается в следующем.

В начальной стадии разогрева температура измеряется с помощью термодатчика, затем при данном значении температуры, например )550оС, измеряется соответствующее ей значение электросопротивления, а в дальнейшем температура определяется расчетным путем на основании найденной логарифмической зависимости изменения электросопротивления от воздействия температуры.

Использование предлагаемого способа при управлении процессом графитации позволит сократить расход электроэнергии за счет более точного контроля теплового режима процесса. Кроме того, использование в качестве контролируемого параметра электросопротивления и его приращения Ь, характеризующего структурные превращения в графитируемом материале, позволит точнее определить окончание процесса графитации,.а значит, сократить время процесса и увеличить производительность печи.! 089048

Продолжение таблкць

20818

2020

+ 45,82

+ 0,52 — 24,13

15,28 — 43,80

1О

20227

2025

19481

2070

18980

2130

18538

2150

18271

34,72

2190

2190

17895

15 — 80,67

I 8042

2250

2300

17666

2320

17.404

17162

2350

17284

2375

2400

17195

2364,29

17048

2425

2385,50

2407,29

2462,28

2502,15

2517,22

16901

2450

2460

16546

16303

2-5 1 0

16214

Составитель P. Клейман

Редактор Т. Портная Техред М.Надь Корректор В.Синицкая

1974, 18

2024,48

2094,13

2145,2g

2193,80

2224,72

2270,67

2252,42

2300,09

2335,20

2369,08

2351,83

Заказ 2856/19 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2,42

0,09

l 5 20

19,08

+ 23,17

+ 35,71

+ 39,50

+ 42,71

2,28

2,15

7,22