趙恕昆

(山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鋼二廠，山西030003)

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電爐三相電極極心圓數(shù)據(jù)檢測(cè)方法

趙恕昆

(山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鋼二廠，山西030003)

研究了快速定位電爐、LF等冶金爐三相電極的中心位置、極心圓半徑，快速直觀檢測(cè)三相電極極心圓中心和爐殼中心的同軸度的方法。此方法可以準(zhǔn)確得出極心圓直徑是否符合公差要求，直接測(cè)量出偏差數(shù)值，在調(diào)整過程中隨時(shí)檢測(cè)，而且可以同時(shí)測(cè)出電極與爐殼中心同軸度、每相電極與爐蓋電極孔同軸度。提高了安裝精度，大大縮短了檢修調(diào)整時(shí)間。

電爐；三相電極；極心圓；同軸度

三相交流電爐、LF(鋼包精煉爐)的三相電極圓心排列理論為正三角形，通過三個(gè)電極圓心的三角形外接圓稱為極心圓，是冶煉爐的最重要參數(shù)之一。

極心圓直徑誤差、電極與爐殼同軸度、電極與電極孔同軸度將直接影響設(shè)備生產(chǎn)效率與設(shè)備安全。電極的布置盡可能接近正三角形，以獲得良好的穩(wěn)定電流條件，從而獲得最佳冶煉環(huán)境，最大限度地利用能源。極心圓直徑偏大，對(duì)爐壁會(huì)產(chǎn)生損傷；極心圓直徑偏小，爐內(nèi)熱量傳遞效率降低。三相電極極心圓中心和爐殼中心的同軸度偏差，會(huì)造成熱源中心偏離，爐料受熱不均。因此，檢修時(shí)需要對(duì)三相交流電爐和LF的安裝這些數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)調(diào)整。

1 電極極心圓相關(guān)數(shù)據(jù)一般檢測(cè)方法

1.1 電極極心圓圓心的確定

為減輕重量和方便檢修，安裝檢修時(shí)把三相電極抽取，電極夾持器與電極導(dǎo)電塊并非組成一個(gè)圓形，也沒有相同高度的平面，所以用十字交叉法確定圓心困難很大。通常制作一個(gè)與電極直徑相同的模板并標(biāo)出圓心，通過電極夾持器上加墊塊放置在夾持器上，電極夾持器上部較為狹窄，為避免漏水應(yīng)盡可能避免焊接，放置模板穩(wěn)定性較差，每調(diào)整一次，需要重新放置一次，需多次調(diào)整，因此很不方便。

1.2 電極極心圓半徑的確定

根據(jù)三個(gè)電極圓心之間的距離在電腦或按照比例在紙上繪制三角形，畫出三角形中線交點(diǎn)即為電極極心圓圓心。通過三個(gè)電極圓心繪制外接圓，測(cè)量電極極心圓直徑等數(shù)據(jù)，與理論要求數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，需要多次調(diào)整才能接近立項(xiàng)數(shù)據(jù)。

1.3 電極極心圓與爐殼中心同軸度的測(cè)量

判斷三相電極中心是否在規(guī)定的極心圓公差范圍內(nèi)，調(diào)整過程中，有時(shí)需要進(jìn)行幾次這樣繁瑣的測(cè)量、畫圖、計(jì)算等過程，整個(gè)過程需要40 min～60 min，每調(diào)整一次需要這樣重復(fù)工作一次。檢修過程中極心圓測(cè)量方法是每個(gè)電極夾緊裝置通過幾次測(cè)量直徑找到電極中心。

2 檢測(cè)方法的改進(jìn)

2.1 改進(jìn)思路

三相電極中心理想狀態(tài)為一個(gè)正三角形，三角形三條中線交點(diǎn)即為極心圓心。由于以中相電極中心為頂點(diǎn)的中線與中相電極導(dǎo)電橫臂的中心線重合，所以在中相上制作一個(gè)支架，可以在這條線上測(cè)量定位極心圓圓心及理論半徑。極心圓半徑測(cè)量裝置包括與邊相電極中心定位裝置中相同的上線墜、下線墜、支承環(huán)，以所定圓心為軸制作帶刻度的旋轉(zhuǎn)桿，在標(biāo)準(zhǔn)極心圓半徑和正負(fù)公差處做標(biāo)記，可以準(zhǔn)確定位三相電極極心圓圓心位置和極心圓半徑。

用作圖法按照夾持器形狀制作電極圓心定位板，定位板圓心位置放置一對(duì)組合線墜，中相電極兩側(cè)邊相電極略有不同，邊相電極中心定位裝置包括上線墜、下線墜、支承環(huán)、定位板，中相電極包括縱向定位塊、中相橫向定位塊、中相后定位板、中相定位板、極心圓測(cè)量旋轉(zhuǎn)尺、極心圓設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)半徑標(biāo)志針、極心圓半徑公差最大標(biāo)志針、極心圓半徑公差最小標(biāo)志針、測(cè)量尺旋轉(zhuǎn)軸。朝上線墜尖用來(lái)與上述旋轉(zhuǎn)桿對(duì)照極心圓半徑，下方連接線墜與爐蓋電極孔中心進(jìn)行比對(duì)測(cè)量，這樣可以準(zhǔn)確快速直觀對(duì)比三相電極圓心位置和爐蓋電極孔的位置情況，并據(jù)此進(jìn)行調(diào)整。

2.2 電極圓心快速定位裝置

邊相電極中心定位裝置的作用是精確定位邊電極圓心，電極夾持器通過內(nèi)側(cè)絕緣快夾持電極，夾持器的內(nèi)緣并不是電極邊緣。電極中心定位裝置如圖 1所示。使用上述一般測(cè)量方法的電極模板，確定電極圓心后，制作一個(gè)支承環(huán)，外形為圓柱，內(nèi)側(cè)為階梯狀圓筒，其階梯圓直徑與標(biāo)準(zhǔn)工具線墜外徑相同，使線墜正好放入環(huán)內(nèi)；支承環(huán)兩側(cè)焊接定位板。定位板的臺(tái)階卡在夾持器的內(nèi)側(cè)上方，分別卡在夾持器的左右及前方，上線墜用來(lái)定位電極圓心，使用時(shí)，將其向上放置于支承環(huán)上， 其錐尖即為電極圓心，用來(lái)檢測(cè)電極極心圓半徑；下線墜通過細(xì)線與上線墜連接，其錐尖與鉛垂線同軸，用來(lái)比對(duì)爐蓋電極孔圓心。

2.3 極心圓半徑測(cè)量

極心圓半徑測(cè)量方法示意圖如圖2所示，極心圓半徑測(cè)量裝置中縱向定位塊、橫向定位塊固定在中相定位板上，與支承環(huán)及線墜共同組合在一起，其結(jié)構(gòu)、作用、使用方法和邊相電極中心定位裝置相同；同時(shí)固定在定位板上的中相后定位板鑲嵌在中相電極導(dǎo)向塊(設(shè)備本體)的凹槽中，作用是保證其中點(diǎn)A 與中相電極圓心B連線在中相導(dǎo)電橫臂中心線上，該直線通過極心圓圓心。

1—上線墜 2—支承環(huán) 3—定位板 4—下線墜

圖1 電極中心定位裝置示意圖

Figure 1 Schematic diagram of electrode center positioning device

1—上線墜 2—支承環(huán) 3—定位板 4—極心圓最大公差尺寸標(biāo)志針 5—極心圓設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志針 6—極心圓最小公差尺寸標(biāo)志針 7—極心圓旋轉(zhuǎn)測(cè)量尺 8—測(cè)量尺轉(zhuǎn)軸 9—中相前定位板 10—中相橫向定位板 11—中相后定位板 12—中相電極導(dǎo)向塊 13—下線墜

圖2 極心圓半徑測(cè)量方法示意圖

Figure 2 Schematic diagram of circle radius measurement method

根據(jù)設(shè)計(jì)值可以定位理論極心圓圓心G點(diǎn)，半徑GD；以極心圓設(shè)計(jì)半徑公差標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)志針為原點(diǎn)在其兩側(cè)標(biāo)粘以毫米為單位刻度尺，通過旋轉(zhuǎn)極心圓測(cè)量旋轉(zhuǎn)尺，對(duì)照觀察上線墜尖是否在標(biāo)志范圍內(nèi)，可以判斷三個(gè)電極夾持器電極圓心是否在極心圓半徑公差范圍，而且通過旋轉(zhuǎn)桿上的刻度，可以知道偏差數(shù)值，在調(diào)整過程中隨時(shí)可以進(jìn)行檢測(cè)。

2.4 爐蓋爐殼與電極系統(tǒng)同軸度測(cè)量如圖2中，下線墜共四件，用來(lái)測(cè)量同軸度，三件分別懸掛在三相電極，做為電極中心的三個(gè)上線墜下平面中心點(diǎn)與爐蓋三相電極孔圓心比對(duì)，還有一個(gè)懸掛在極心圓圓心下方，與爐蓋(爐殼)圓心相比對(duì)。

3 結(jié)論

每次安裝、檢修時(shí)，測(cè)量調(diào)整極心圓，免去繁瑣復(fù)雜的繪圖、計(jì)算過程，使用此測(cè)量工具在5 min內(nèi)可以準(zhǔn)確得出極心圓直徑是否符合公差要求，直接測(cè)量出偏差數(shù)值，在調(diào)整過程中隨時(shí)檢測(cè),而且可以同時(shí)測(cè)出電極與爐殼中心同軸度、每相電極與爐蓋電極孔同軸度。提高了安裝精度，大大縮短了檢修調(diào)整時(shí)間。

編輯 陳秀娟

Detecting Method for Three-phase Electrode Circle Data of Electric Arc Furnace

Zhao Nukun

The method of fast positioning the center position and the circle radius of the three-phase electrode of the metallurgical furnaces such as electric furnace, LF and so on and the method of fast checking the coaxiality between the circle center of the three-phase electrode and the center of the furnace shell have been researched. The methods can be used to confirm the electrode circle diameter whether in accordance with the tolerance requirements, and to measure the deviation value directly, and to detect at any time in the adjustment process, and to measure the coaxiality of the electrode center and the furnace shell center and the coaxiality of each phase electrode and the electrode hole of the furnace cover at the same time. The installation precision has been improved, and the maintenance time has been shortened greatly.

electric furnace；three-phase electrode; electrode circle; coaxiality

2016—09—19

TG83

B