ES2238848T3 - Metodo para pesar electrodos en hornos electricos de fusion. - Google Patents

Abstract

Método para pesar un electrodo (1) sumergido en la carga (3) de un horno eléctrico de fusión (2), caracterizado porque el electrodo es movido en dirección vertical por lo menos una vez, después de lo cual el electrodo es elevado, y porque el peso del electrodo es registrado poco después de que el electrodo haya sido elevado para eliminar sustancialmente la influencia de la presión estática y dinámica entre el electrodo y la carga del horno.

Description

Método para pesar electrodos en hornos eléctricos de fusión.

Campo del invento

El presente invento se refiere a un método para pesar electrodos consumibles sumergidos en la carga en hornos eléctricos de fusión.

Antecedentes de la técnica

Por la patente noruega Nº 178739 se conoce un método para calcular la longitud de electrodos consumibles que están sumergidos en la carga de hornos eléctricos de fusión, en el que la longitud del electrodo se calcula en base al registro del peso de los electrodos. De acuerdo con la patente noruega, el peso de un electrodo se registra a intervalos constantes de tiempo de hasta 5 minutos y en el que el valor medio para una pluralidad de valores de peso registrados es calculado y representado gráficamente con respecto al tiempo. Después se calcula una curva que pasa por los valores medios durante un periodo mínimo de 24 horas, y esta curva se usa para calcular el peso del electrodo después de haberse hecho las correcciones por la pasta del electrodo añadida y el revestimiento del electrodo añadido. Basado en esto, la longitud del electrodo por debajo del portador de electrodo puede ser calculada teniendo en cuenta el diámetro y la densidad del electrodo.

De acuerdo con la patente noruega nº 178739, cada valor de peso registrado es corregido debido al posible movimiento del electrodo durante la ponderación. Los valores de peso registrados son después comparados con los límites superior e inferior preestablecidos para los valores de peso registrados y los valores de peso registrados por encima y por debajo de los límites superior e inferior son exclui-
dos.

Se ha encontrado que el método de acuerdo con la patente noruega 178739 no proporciona resultados suficientemente exactos, ya que el peso medio calculado del electrodo para algunos intervalos de tiempo puede dar una alta desviación, incluso si los valores de peso registrados son corregidos como se describe en la patente. Este es particularmente el caso de desviaciones debidas a la fricción estática y dinámica entre el electrodo y la carga del horno. Además, la variación de la presión en la zona de reacción en el horno puede influir en el peso registrado del elec-
trodo.

Descripción del invento

Un objetivo del invento presente es proporcionar un método para pesar electrodos en hornos eléctricos de fusión, cuyo método elimine sustancialmente la influencia de la fricción estática y dinámica entre el electrodo y la carga del horno y la influencia de la presión variable en la zona de reacción.

Por consiguiente, el invento presente se refiere a un método para pesar un electrodo sumergido en la carga de un horno eléctrico de fusión, cuyo método se caracteriza porque el electrodo es movido en dirección vertical por lo menos una vez, después de lo cual el electrodo es elevado, y porque el peso del electrodo es registrado inmediatamente después de que el electrodo haya sido elevado, para eliminar sustancialmente la influencia de la fricción estática y dinámica entre el electrodo y la carga del horno.

De acuerdo con una realización preferida del método, el electrodo es movido en dirección vertical por lo menos dos veces, en intervalos cortos de tiempo, antes de que el electrodo sea elevado y el peso sea registrado.

De acuerdo con otra realización del método, el peso del electrodo es registrado después de que el electrodo ha sido elevado al menos dos veces en intervalos cortos de tiempo.

El peso es preferiblemente registrado por medio del registro de la presión de aceite en los cilindros hidráulicos de los que el electrodo está suspendido y que mueven el electrodo en dirección vertical. La presión del aceite en los cilindros es registrada a una frecuencia de al menos 1 Hz y preferiblemente a una frecuencia entre 10 y 300 Hz.

Alternativamente, el peso del electrodo puede ser registrado por medio de celdas de carga, por ejemplo como las descritas en la patente noruega nº 178739.

El peso del electrodo puede ser registrado bien cuando el electrodo, debido a la regulación automática del electrodo, haya sido elevado o bien bajado por lo menos una vez y después haya sido elevado. Alternativamente, el electrodo puede ser movido deliberadamente por lo menos una vez en dirección vertical y después elevado antes de que se registre el peso.

Se ha hallado sorprendentemente que, mediante el método de acuerdo con el invento presente, es eliminada sustancialmente toda influencia de la fricción estática y dinámica entre el electrodo y la carga del horno. También se reduce sustancialmente la influencia de presión en la zona de reacción. La razón de esto se piensa que es porque durante el primer movimiento vertical la fricción estática del electrodo y la presión en la zona de reacción influirán sustancialmente en el peso registrado del electrodo. Cuando el electrodo es movido en la dirección vertical la primera vez, el electrodo será separado de la carga y cuando el electrodo es a continuación elevado, se eliminará sustancialmente la fricción estática. También la fricción dinámica entre el electrodo y la carga del horno será sustancialmente más baja cuando el electrodo es elevado después de haber sido movido primeramente en dirección vertical. Cuando el electrodo es movido en dirección vertical, también disminuirá la presión en la zona de reacción. Al mover el electrodo en dirección vertical por lo menos dos veces antes de que el electrodo sea elevado y el peso registrado, se ha visto que la fricción estática y dinámica y la presión en la zona de reacción no influirán sustancialmente en el peso del electrodo.

Los ensayos han mostrado que mediante el método del invento presente se obtiene un peso muy exacto del electrodo. Para un electrodo de autococido del tipo Søderberg con un peso total de electrodo de unas 60 toneladas se ha visto que la exactitud en el peso registrado del electrodo estará en el intervalo de 100 a 200 Kg. Con el método del invento presente es por tanto posible detectar en el electrodo incluso cambios de peso tan pequeños como de entre 100 y 200 Kg. Esto hace posible detectar incluso pequeñas fragmentaciones del electrodo y el descascarillado de pequeños trozos del extremo del electrodo. Además, el peso del electrodo puede utilizarse para estimar en cualquier momento la posición del extremo del electrodo en el horno.

Al pesar el electrodo, como se describe en la patente noruega nº 178739, se tiene que tener en cuenta el peso de los revestimientos del electrodo añadidos y de la pasta de electrodo añadida para electrodos de autococción y para el peso de longitudes de electrodo añadidas para electrodos precocidos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un electrodo consumible en un horno eléctrico de fusión

La figura 2 muestra un gráfico típico para la presión respecto al tiempo para la elevación repetida de un electrodo sumergido en un horno eléctrico de fusión.

La figura 3 muestra un gráfico para la posición del porta-electrodo como una función del tiempo para los electrodos en un horno eléctrico de fusión equipado con tres electrodos.

La figura 4 muestra la presión registrada para los cilindros reguladores de electrodos como una función del tiempo para el electrodo nº 1 registrado durante el mismo intervalo de tiempo que el de la figura 3, y donde,

La figura 5 muestra la variación en el peso de un electrodo con respecto al tiempo para un periodo de tiempo más largo, en el que el peso ha sido registrado por el método del invento presente.

Descripción detallada del invento

En la figura 1 se muestra un electrodo 1 de auto-cocción en un horno eléctrico 2 de fusión que contiene una carga 3 de horno. El electrodo 1 está equipado con un revestimiento 4 de electrodo. Bloques 5 de pasta sólida de electrodo no cocido son añadidos en intervalos al revestimiento 4 del electrodo. Los bloques 5 se ablandan cuando se calientan y se forma una pasta 6 líquida de electrodo. El electrodo 1 está soportado por una estructura 7 de electrodo que está suspendida del techo 8 del edificio por medio de dos cilindros 9, 10 de regulación hidráulica del electrodo. Un porta-electrodo se indica con el número de referencia 11.

Durante la operación del electrodo 1, el electrodo 1 es subido o bajado con objeto de mantener un punto de ajuste preestablecido para el electrodo. La corriente de electrodo para el electrodo 1 puede por ejemplo ser usada como punto de ajuste, con un límite superior e inferior para cambio de corriente antes de que el electrodo sea subido o bajado. Cuando la corriente para el electrodo 1 durante un intervalo de tiempo preestablecido está por encima del límite superior, los cilindros de regulación 9 y 10 del electrodo elevarán el electrodo durante un intervalo de tiempo preestablecido. Si la corriente después de haber elevado el electrodo 1 está todavía por encima del límite superior, los cilindros de regulación 9, 10 del electrodo elevarán otra vez el electrodo durante el intervalo de tiempo preestablecido. Esto se continúa hasta que la corriente está otra vez dentro del intervalo de los límites superior e inferior de la corriente. De la misma manera, el electrodo 1 será bajado si la corriente está por debajo del límite inferior de la corriente. Otros parámetros diferentes de la corriente pueden ser usados para las regulaciones del electrodo, tal como por ejemplo la resistividad eléctrica o el
voltaje.

Mediante la elevación del electrodo 1, el electrodo tendrá que ser normalmente elevado un número de veces con intervalos cortos con objeto de ajustar la corriente a un valor dentro de los límites superior e inferior.

En relación con el invento presente, se ha visto que durante la primera elevación del electrodo, el electrodo es elevado una longitud más corta que la esperada. Se ha visto que la razón de esto es principalmente la alta fricción dinámica y estática entre el electrodo y la carga del horno. Durante la primera elevación del electrodo 1, sin embargo, el electrodo 1 será liberado de la carga y la fricción dinámica y estática será por tanto reducida fuertemente cuando el electrodo esté siendo elevado una segunda vez poco después de que el electrodo haya sido elevado por primera vez. Si la presión en la zona de reacción es también alta, esta presión es aliviada cuando el electrodo es elevado por primera vez, por lo cual la presión en la zona de reacción tendrá un impacto mínimo en el peso del electrodo cuando el electrodo es elevado por segunda vez.

En la figura 2 se muestra un gráfico típico de la presión respecto al tiempo para cilindros de regulación 9, 10 de electrodos durante un número de elevaciones de un electrodo 1. Al principio el electrodo 1 no se mueve y la presión es constante. Cuando el electrodo es elevado, la presión aumenta momentáneamente hasta la presión de trabajo y permanece a esta presión mientras el electrodo está siendo elevado. Cuando termina la elevación, la presión cae y permanece constante hasta que el electrodo es otra vez elevado. Como se puede ver en la figura 2, la presión después de terminarse la primera elevación del electrodo tiene un valor más alto que antes de comenzar la mera elevación del electrodo. Mediante la repetición de la elevación del electrodo, la presión después de terminar cada elevación se incrementará hasta que alcanza un valor máximo. Este valor máximo para la presión medida después de un número de elevaciones del electrodo es una medida para el peso del

\hbox{electrodo.}

Ejemplo

El método de acuerdo con el invento presente fue probado en un horno para ferrosilicio comercial equipado con tres electrodos del tipo Søderberg.

La posición del porta-electrodo para los tres electrodos fue registrada continuamente. Durante el ensayo, de electrodos números 2 y 3 no fueron regulados arriba o abajo, mientras el electrodo número 1 fue elevado un número de veces a intervalos cortos de tiempo. Las posiciones del porta-electrodo respecto al tiempo para los tres electrodos están mostradas en la figura 3. La presión total en el cilindro de regulación del electrodo nº 1 fue registrada a una frecuencia de 10 Hz durante el ensayo y el resultado se muestra en la figura 4.

Como se puede ver en la figura 4, el electrodo nº 1 fue elevado siete veces durante un periodo de 50 segundos. Como se puede ver en la figura 3, la primera elevación del electrodo tuvo sólo como resultado un pequeñísimo movimiento del electrodo hacia arriba, mientras que las demás elevaciones del electrodo nº 1 se pueden ver claramente en la figura 3.

En la figura 4 puede verse que la presión registrada en los cilindros de regulación del electrodo para el electrodo nº 1 después de la primera elevación del electrodo era de unos 65 bares, mientras que la presión después de la segunda elevación fue alrededor de 66 bares, y que la presión permaneció en este nivel después de las restantes elevaciones del electrodo nº 1. Se mencionará con relación a la figura 4 que el pico de presión que se muestra al final de cada elevación del electrodo es debido a golpes de presión relacionados con la apertura/cierre de las válvulas en el sistema hidráulico para los cilindros de regulación de electrodos.

La figura 5 muestra el peso registrado de un electrodo Søderberg en un horno de ferrosilicio durante un periodo de 75 días mediante el uso del método de acuerdo con el invento presente.

En la figura 5 puede verse claramente que las fragmentaciones del electrodo y las pérdidas de partes pequeñas del extremo del electrodo pueden ser detectadas. De esta manera, la figura 5 muestra que fragmentaciones mayores del electrodo, con una pérdida de peso de alrededor de unas 10 toneladas, han ocurrido después de 11 días, 22 días y 41 días, mientras que fragmentaciones menores del electrodo con una pérdida de peso de unas 5 toneladas, han ocurrido después de 19 días y 31 días. Las fragmentaciones menores del electrodo hubieran sido muy difíciles de detectar sin registrar el peso del electrodo de acuerdo con el método del invento presente.

Claims (7)

1. Método para pesar un electrodo (1) sumergido en la carga (3) de un horno eléctrico de fusión (2), caracterizado porque el electrodo es movido en dirección vertical por lo menos una vez, después de lo cual el electrodo es elevado, y porque el peso del electrodo es registrado poco después de que el electrodo haya sido elevado para eliminar sustancialmente la influencia de la presión estática y dinámica entre el electrodo y la carga del horno.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo (1) es movido en dirección vertical por lo menos dos veces a intervalos cortos de tiempo antes de que el electrodo sea elevado y el peso sea registrado.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el peso del electrodo (1) es registrado después de que el electrodo ha sido elevado por lo menos dos veces a intervalos cortos de tiempo.

4. Método de acuerdo con las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el peso es registrado mediante el registro de la presión del aceite en cilindros hidráulicos (9, 10) de los que el electrodo (1) está suspendido y que mueven el electrodo en dirección vertical.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la presión de aceite en los cilindros hidráulicos (9, 10) es registrada a una frecuencia de al menos 1 Hz.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la presión del aceite en los cilindros hidráulicos (9, 10) es registrada a una frecuencia de entre 10 y 300 Hz.

7. Método de acuerdo con las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el peso del electrodo es registrado por medio de celdas de carga dispuestas en cilindros hidráulicos (9, 10) que soportan y regulan al electrodo.