一种矿热炉用电极的电极测深系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种矿热炉用电极的电极测深系统和方法，包括保护管、传感杆、换能器和运算控制装置；传感杆安放在保护管内，保护管与传感杆一起预埋贯通于矿热炉用电极内，能够随矿热炉用电极同步消耗，保护管内通有惰性气体、氮气、二氧化碳或其混合气体；换能器位于传感杆的上端面和/或侧面，用于发射和/或接收超声导波；所述运算控制装置与换能器电连接和信号连接，用于通过换能器获取超声导波沿传感杆传输的时间与速度，计算传感杆的长度以及矿热炉用电极在矿热炉内的深度。本发明专利技术的电极测深系统可以有效精确地、不需要停产停炉或人为干预地获取炉内电极深度，达到优化工艺操作、节约电能、提高产品品质及减少安全风险的目的。提高产品品质及减少安全风险的目的。提高产品品质及减少安全风险的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种矿热炉用电极的电极测深系统和方法


[0001]本专利技术涉及电极测深系统和方法
，具体地说，涉及一种矿热炉用电极的电极测深系统和方法。

技术介绍

[0002]工业矿热炉内通常温度很高，比如矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉，其直径十多米、深度六七米的巨大坩埚，是一个通过电极电流做功熔炼矿热炉料进行生产的设备。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作矿热炉衬，使用电极糊焙烧电极制成自焙电极，将交流电流或直流电流分别由三根或六根电极导入矿热炉内，电极插入矿热炉料进行埋弧操作，电流经电极和电极间的矿热炉料在电极下端产生电弧，在电弧及电流共同作用下形成高温融化矿热炉料进而产生化学反应生成各种化合物。这些化合物主要包括电石、工业硅、铁合金，这些原料是化工、钢铁及电子的最基础的原料。
[0003]自焙电极的外层是由1～2mm厚度的钢板制成的直径1～1.2m圆筒，圆筒内填充固态块状的电极糊(无烟煤、焦炭以及沥青和焦油的混合物)，随着生产的进行，高温使电极糊逐步软化，在更高温度作用下熔融的电极糊就会软化、挥发、烧结，最后电极糊焙烧成圆柱状的石墨化的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿热炉用电极的电极测深系统，其特征在于，所述电极测深系统包括保护管(101)、传感杆(102)、换能器(103)和运算控制装置；其中，传感杆(102)安放在保护管(101)内，保护管(101)与传感杆(102)一起预埋贯通于矿热炉用电极(201)内，且保护管(101)和传感杆(102)能够随矿热炉用电极(201)同步消耗，保护管(101)内通有惰性气体、氮气、二氧化碳或其混合气体；换能器(103)位于传感杆(102)的上端面和/或侧面，用于发射和/或接收超声导波，所述超声导波在传感杆(102)端面反射并沿传感杆(102)传输；所述运算控制装置与换能器(103)电连接和信号连接，用于通过换能器(103)获取超声导波沿传感杆(102)传输的接收时间t与速度v，根据所述超声导波的接收时间t与超声导波的速度ν计算传感杆总长度H，并且将所述传感杆总长度H减去所述矿热炉用电极在矿热炉外的长度h来确定所述矿热炉用电极在矿热炉内的深度D。2.如权利要求1所述的电极测深系统，其特征在于，矿热炉用电极(201)包括自焙电极、石墨电极和碳素电极。3.如权利要求1所述的电极测深系统，其特征在于，换能器(103)为电磁超声换能器和/或磁致伸缩换能器和/或压电换能器。4.如权利要求1所述的电极测深系统，其特征在于，保护管(101)的熔点在2000℃以上，保护管(101)的材质为金属材料、石墨和/或陶瓷材料中的一种或多种；所述金属材料选自钨、钼、铼、铱、镧的单体和/或混合物中的一种或多种；所述陶瓷材料为氧化铝、氧化锆、氧化镁、碳化硅、硅化钼、碳化钼、碳化钛的单体或其混合物、氧化锆或氧化铝气凝胶和/或气凝胶纤维中的一种或多种。5.如权利要求1所述的电极测深系统，其特征在于，传感杆(102)的熔点在2000℃以上，传感杆(102)的材质为金属材料、石墨和/或陶瓷材料中的一种或多种；所述金属材料选自钨、钼、铼、铱、镧的单体和/或混合物中的一种或多种；所述陶瓷材料选自氧化铝、氧化锆、氧化镁、碳化硅、硅化钼的单体和/或混合物中的一种或多种。6.如权利要求5所述的电极测深系统，其特征在于，传感杆(102)的熔点在2200℃以上，传感杆(102)的材质为石墨、氧化铝、氧化锆、氧化镁、钨、钼的单体和/或混合物中的一种或多种。7.如权利要求1所述的电极测深系统，其特征在于，所述传感杆(102)上每隔ΔL距离设置一个凹槽或突出物，用于反射所述超声导波；最接近所述传感杆(102)下端面的凹槽或突出物为第n个凹槽或突出物，其距离所述传感杆(102)下端面的距离为S，S<ΔL；所述超声导波沿所述传感杆(102)传输，每个所述凹槽均生成反射波；所述传感杆总长度H为：(1)所述传感杆顶端到最下端凹槽或突出物的距离为：n
×
ΔL；(2)所述传感杆第n个凹槽或突出物距离所述传感杆下断面距离所述传感杆总长度其中，为超声导波下端平均速度；ts为传感杆下端面反射波的接收时间；tn为第n个凹槽或突出物反射波的接收时间；(3)所述矿热炉用电极在矿热炉内的深度D＝H
‑
h；
矿热炉用电极(201)的下端部距离炉底的距离为：d＝L
‑
D；其中，H为所述传感杆总长度；h为所述矿热炉用电极在矿热炉外的长度，经测量得到；L为矿热炉总深度；S、H、ΔL、h、D、d、L单位均为米(m)；ts、tn单位均为秒(s)；单位为米/秒(m/s)。8.如权利要求1所述的电极测深系统，其特征在于，所述运算控制装置包括运算控制模块(110)，运算控制模块(110)与大功率超声激励模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑元彬，
申请(专利权)人：北京超测智能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：