赵恕昆

(山西太钢不锈钢股份有限公司炼钢二厂，山西030003)



电炉三相电极极心圆数据检测方法

赵恕昆

(山西太钢不锈钢股份有限公司炼钢二厂，山西030003)

研究了快速定位电炉、LF等冶金炉三相电极的中心位置、极心圆半径，快速直观检测三相电极极心圆中心和炉壳中心的同轴度的方法。此方法可以准确得出极心圆直径是否符合公差要求，直接测量出偏差数值，在调整过程中随时检测，而且可以同时测出电极与炉壳中心同轴度、每相电极与炉盖电极孔同轴度。提高了安装精度，大大缩短了检修调整时间。

电炉；三相电极；极心圆；同轴度

三相交流电炉、LF(钢包精炼炉)的三相电极圆心排列理论为正三角形，通过三个电极圆心的三角形外接圆称为极心圆，是冶炼炉的最重要参数之一。

极心圆直径误差、电极与炉壳同轴度、电极与电极孔同轴度将直接影响设备生产效率与设备安全。电极的布置尽可能接近正三角形，以获得良好的稳定电流条件，从而获得最佳冶炼环境，最大限度地利用能源。极心圆直径偏大，对炉壁会产生损伤；极心圆直径偏小，炉内热量传递效率降低。三相电极极心圆中心和炉壳中心的同轴度偏差，会造成热源中心偏离，炉料受热不均。因此，检修时需要对三相交流电炉和LF的安装这些数据进行严格检测调整。

1 电极极心圆相关数据一般检测方法

1.1 电极极心圆圆心的确定

为减轻重量和方便检修，安装检修时把三相电极抽取，电极夹持器与电极导电块并非组成一个圆形，也没有相同高度的平面，所以用十字交叉法确定圆心困难很大。通常制作一个与电极直径相同的模板并标出圆心，通过电极夹持器上加垫块放置在夹持器上，电极夹持器上部较为狭窄，为避免漏水应尽可能避免焊接，放置模板稳定性较差，每调整一次，需要重新放置一次，需多次调整，因此很不方便。

1.2 电极极心圆半径的确定

根据三个电极圆心之间的距离在电脑或按照比例在纸上绘制三角形，画出三角形中线交点即为电极极心圆圆心。通过三个电极圆心绘制外接圆，测量电极极心圆直径等数据，与理论要求数据进行对照，根据数据进行调整，需要多次调整才能接近立项数据。

1.3 电极极心圆与炉壳中心同轴度的测量

判断三相电极中心是否在规定的极心圆公差范围内，调整过程中，有时需要进行几次这样繁琐的测量、画图、计算等过程，整个过程需要40 min～60 min，每调整一次需要这样重复工作一次。检修过程中极心圆测量方法是每个电极夹紧装置通过几次测量直径找到电极中心。

2 检测方法的改进

2.1 改进思路

三相电极中心理想状态为一个正三角形，三角形三条中线交点即为极心圆心。由于以中相电极中心为顶点的中线与中相电极导电横臂的中心线重合，所以在中相上制作一个支架，可以在这条线上测量定位极心圆圆心及理论半径。极心圆半径测量装置包括与边相电极中心定位装置中相同的上线坠、下线坠、支承环，以所定圆心为轴制作带刻度的旋转杆，在标准极心圆半径和正负公差处做标记，可以准确定位三相电极极心圆圆心位置和极心圆半径。

用作图法按照夹持器形状制作电极圆心定位板，定位板圆心位置放置一对组合线坠，中相电极两侧边相电极略有不同，边相电极中心定位装置包括上线坠、下线坠、支承环、定位板，中相电极包括纵向定位块、中相横向定位块、中相后定位板、中相定位板、极心圆测量旋转尺、极心圆设计标准半径标志针、极心圆半径公差最大标志针、极心圆半径公差最小标志针、测量尺旋转轴。朝上线坠尖用来与上述旋转杆对照极心圆半径，下方连接线坠与炉盖电极孔中心进行比对测量，这样可以准确快速直观对比三相电极圆心位置和炉盖电极孔的位置情况，并据此进行调整。

2.2 电极圆心快速定位装置

边相电极中心定位装置的作用是精确定位边电极圆心，电极夹持器通过内侧绝缘快夹持电极，夹持器的内缘并不是电极边缘。电极中心定位装置如图 1所示。使用上述一般测量方法的电极模板，确定电极圆心后，制作一个支承环，外形为圆柱，内侧为阶梯状圆筒，其阶梯圆直径与标准工具线坠外径相同，使线坠正好放入环内；支承环两侧焊接定位板。定位板的台阶卡在夹持器的内侧上方，分别卡在夹持器的左右及前方，上线坠用来定位电极圆心，使用时，将其向上放置于支承环上， 其锥尖即为电极圆心，用来检测电极极心圆半径；下线坠通过细线与上线坠连接，其锥尖与铅垂线同轴，用来比对炉盖电极孔圆心。

2.3 极心圆半径测量

极心圆半径测量方法示意图如图2所示，极心圆半径测量装置中纵向定位块、横向定位块固定在中相定位板上，与支承环及线坠共同组合在一起，其结构、作用、使用方法和边相电极中心定位装置相同；同时固定在定位板上的中相后定位板镶嵌在中相电极导向块(设备本体)的凹槽中，作用是保证其中点A 与中相电极圆心B连线在中相导电横臂中心线上，该直线通过极心圆圆心。

1—上线坠 2—支承环 3—定位板 4—下线坠

图1 电极中心定位装置示意图

Figure 1 Schematic diagram of electrode center positioning device

1—上线坠 2—支承环 3—定位板 4—极心圆最大公差尺寸标志针 5—极心圆设计标准点标志针 6—极心圆最小公差尺寸标志针 7—极心圆旋转测量尺 8—测量尺转轴 9—中相前定位板 10—中相横向定位板 11—中相后定位板 12—中相电极导向块 13—下线坠

图2 极心圆半径测量方法示意图

Figure 2 Schematic diagram of circle radius measurement method

根据设计值可以定位理论极心圆圆心G点，半径GD；以极心圆设计半径公差标准标志针为原点在其两侧标粘以毫米为单位刻度尺，通过旋转极心圆测量旋转尺，对照观察上线坠尖是否在标志范围内，可以判断三个电极夹持器电极圆心是否在极心圆半径公差范围，而且通过旋转杆上的刻度，可以知道偏差数值，在调整过程中随时可以进行检测。

2.4 炉盖炉壳与电极系统同轴度测量如图2中，下线坠共四件，用来测量同轴度，三件分别悬挂在三相电极，做为电极中心的三个上线坠下平面中心点与炉盖三相电极孔圆心比对，还有一个悬挂在极心圆圆心下方，与炉盖(炉壳)圆心相比对。

3 结论

每次安装、检修时，测量调整极心圆，免去繁琐复杂的绘图、计算过程，使用此测量工具在5 min内可以准确得出极心圆直径是否符合公差要求，直接测量出偏差数值，在调整过程中随时检测,而且可以同时测出电极与炉壳中心同轴度、每相电极与炉盖电极孔同轴度。提高了安装精度，大大缩短了检修调整时间。

编辑 陈秀娟

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

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