一种带电极位置检测功能的矿热式电阻电弧炉的制作方法

本实用新型涉及冶炼设备技术领域，具体涉及一种带电极位置检测功能的矿热式电阻电弧炉。

背景技术：

众所周知，目前在矿热炉生产过程中，对电极在炉内位置的测量有两中方法：一是停电，利用人工持钢棒插入炉料内，找到电极端头，再拔出钢棒用尺子测量钢棒插入深度，计算得出，或者将电极提出料面测量的方法，其缺点是停电测量破坏正常生产进程和炉况，得到的数据准确度低，数据不能连续得到，操作工人要承受高温侵害，可能造成电极的软、硬断裂；二是通过测量电极压放量和电极外套筒位置之差来相对的计算出电极的位置，其缺点是电极外套筒的位置不能完全代表电极的消耗量，该位置还受到炉料电阻、工作电压等条件影响，数据准确度低，数据不稳定，从而计算出的电极位置也不准确不稳定，亟待改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的带电极位置检测功能的矿热式电阻电弧炉，能够准确测量电极端头在炉内的位置，为电炉操作提供依据，其实用性更强。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包含炉体、电极；炉体的内部设有三个电极；它还包含三个测量装置；所述的测量装置设置在炉体的外部开口上，且每个电极均对应于一个测量装置；所述的测量装置由芯片和外壳构成；芯片的外部通过非磁性骨架连接有外壳；所述的外壳与芯片之间的空隙为冷却液通道。

进一步地，所述的芯片为霍尔半导体磁通量传感器。

进一步地，所述的外壳为不锈钢外壳或者非磁性材料外壳。

进一步地，所述的炉体的外部开口设置于电极中心垂线两侧90°角范围内，且尺寸为60mm×300mm。

进一步地，所述的测量装置距离炉体外壁的距离在2000mm以内。

进一步地，所述的冷却液通道设有冷却水。

进一步地，所述的炉体的外壁设有三对支架；所述的三个测量装置分别设置在每对支架之间。

进一步地，所述的支架与炉体外壁之间的距离小于等于2000mm。

进一步地，所述的支架上设有滑槽，所述的测量装置的两侧设有与滑槽相配合的固定件，测量装置通过固定件与滑槽的配合活动设置在支架上；所述的测量装置的下边缘设有激光测距仪。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：本实用新型所述的一种带电极位置检测功能的矿热式电阻电弧炉，能够准确测量电极端头在炉内的位置，为电炉操作提供依据，其实用性更强，本实用新型具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中检测装置的安装结构示意图。

图2是本实用新型中检测装置的结构示意图。

图3是本实用新型中检测装置的俯视图。

图4是本实用新型的工作原理中安培环路定律的说明示意图。

图5是本实用新型中检测装置检测过程中磁场强度随电极位置变化而随之变化的示意图。

图6是具体实施方式二中检测装置的安装示意图。

图7是具体实施方式二中支架的结构示意图。

附图标记说明：

炉体1、电极2、测量装置3、芯片4、外壳5、冷却液通道6、支架7、滑槽8、插槽9、固定螺孔10、插边11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式一：

参看如图1-图5所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含炉体1、电极2；炉体1的内部设有三个电极2；它还包含三个测量装置3；所述的测量装置3通过螺钉固定连接在炉体1的外部开口上，且每个电极2均对应于一个测量装置3；所述的测量装置3由芯片4和外壳5构成；芯片4的外部通过非磁性骨架连接有外壳5；所述的外壳5与芯片4之间的空隙为冷却液通道6；所述的芯片4为霍尔半导体磁通量传感器。

进一步地，所述的外壳5为不锈钢外壳。

进一步地，所述的炉体1的外部开口设置于电极2中心垂线两侧90°角范围内，且尺寸为60mm×300mm。

本具体实施方式的工作原理：依据的原理是安培环路定律：磁场强度=系数*导体中的电流/导体外的某点与导体的距离；依据霍尔半导体磁场传感原理：交变的磁场通过霍尔半导体会产生感应电动势，感应电动势的大小与通过磁通量的大小成正比；由于测量范围内通过的的磁通量和电极电流成正比，所以我们假设电流恒定（实际操作中电流也是在一定范围内稳定的，在电脑数据库中有不同电流的磁通量校正系数，供装置自动选择），测量范围内的磁通量和距电极的距离成反比，必须保证测量点的位置固定不变，此时测量范围内的磁通量只和恒定电流的电极产生的垂直方向磁通及电极端头以下的炉料分流电流中的垂直方向磁通有正比的关系了，而流过电极端头电流在接触炉料后就被消耗和大面积分流了（方向发生了改变），造成在电极端头以下对应的炉外测量范围内的磁通量大幅下降，那么电极端头以上的电极在测量范围内的部分越多，磁通量就越大，反之电极端头以上的电极在测量范围内的部分越少，磁通量就越小。当电极端头位移到测量范围上面时，磁通量最小；当电极端头位移到下面时，磁通量最大。通过磁通量变化引起霍尔半导体磁感应电势的变化，从而就反应了电极端头的位置变化，关键在于测量点位置于电极升降的工作范围内并上下可调；测量点位置必须尽可能的靠近电极；对测量准确度的影响，一是其它两相电极电流及位置变化的影响，由于炉体材料是钢材，所以屏蔽了大部分的影响，同时另两相电极距离测量点较远，其影响也很弱；二是电极端头与炉料的分流点的电流分流是无规则的发散型的，分流效果不很稳定。

采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的一种带电极位置检测功能的矿热式电阻电弧炉，电极在炉内的位置是操作电炉的关键参数，只有达到三相电极在炉内处于一个物理平面内，且深插与料层中才能实现扩大反应区、提高炉温、增产降耗的生产目的，本装置就是为电炉电极位置的观察增加了新的手段，解决了以前盲目操作的问题，为电炉实现自动控制创造了条件。

具体实施方式二：

参看图6-图7，本具体实施方式与具体实施方式一的不同之处在于：所述的炉体1的外壁焊接有三对支架7；所述的三个测量装置3分别设置在每对支架7之间；所述的支架7与炉体1外壁之间的距离小于等于2000mm；所述的支架7上设有滑槽8，所述的测量装置3的两侧焊接有与滑槽8相配合的固定件9，测量装置3通过固定件9与滑槽8的配合活动设置在支架7上；所述的测量装置3的下边缘设有激光测距仪10，在对测量装置3进行上下移动时，测量测量装置3与炉体1的底部之间的距离，两个信号经处理器计算后，得出电极2的准确位置，即使对本装置进行调整，不影响准确性。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。