Procedimiento y dispositivo para la medición de la longitud de un electrodo.

Procedimiento para la medición de la longitud de un electrodo (14) o la determinación de la posición de unasección transversal consumible del electrodo en un horno eléctrico (10),

en el que la medición se realiza por mediode radar, de manera que un dispositivo de emisión/recepción por radar (22) está conectado por medio de undispositivo de conexión de guiaondas (21) con un guiaondas (20) dispuesto en el electrodo, que se extiende en ladirección de desgaste (19) del electrodo desde una sección transversal de extremo (18) del electrodo hasta unasección transversal consumible (17) del electrodo, que está configurado como tubo guiaondas o canal guiaondas, yse mide la diferencia de tiempo entre la emisión de la señal del radar y la recepción del eco generado por un puntode discontinuidad del guiaondas en la sección transversal consumible del electrodo mediante reflexión.

Procedimiento y dispositivo para la medición de la longitud de un electrodo La presente invención se refiere a un procedimiento para la medición de la longitud de un electrodo o la determinación de la posición de una sección transversal consumible del electrodo en un horno eléctrico, en el que se realiza la medición por medio de radar, de manera que un dispositivo de emisión/recepción por radar está conectado por medio de un dispositivo de conexión de guiaondas con un guiaondas dispuesto en el electrodo, que se extiende en la dirección de desgaste del electrodo desde una sección transversal de extremo hasta una sección transversal consumible del electrodo, que está configurado como tubo guiaondas o canal guiaondas, y se mide la diferencia de tiempo entre la emisión de la señal del radar y la recepción del eco generado por un punto de discontinuidad del guiaondas en la sección transversal consumible del electrodo mediante reflexión. Además, la invención se refiere a un dispositivo para la realización del procedimiento.

En los denominados “hornos eléctricos” se funde en una cuba del horno metal por medio de la energía térmica que se libera mediante la formación de un arco eléctrico entre un electrodo y el metal o la masa fundida. En este procedimiento se consumen los electrodos continuamente, de modo que para el ajuste de una distancia deseada entre el extremo del electrodo definido por una sección transversal consumible y el metal que va a fundirse o la masa fundida, debe desplazarse posteriormente el electrodo en contra de la dirección de desgaste.

Para poder conseguir condiciones lo más constantes posible durante todo el proceso de fusión, esto depende de que esta distancia se mantenga lo más constante o definida posible, de modo que debería realizarse un desplazamiento posterior del electrodo según la posibilidad acorde con el consume del electrodo. Para ello es necesario determinar la longitud del electrodo o la posición relativa de la sección transversal consumible con respecto a la superficie de masa fundida. Esto se aplica básicamente independientemente de si la sección transversal consumible está dispuesta por encima del baño de fusión, dependiendo del respectivo procedimiento de fusión, o está sumergida en el baño de fusión.

Para la determinación de la longitud del electrodo o de la distancia de la sección transversal consumible del electrodo de la superficie de masa fundida se conocen ya diversos procedimientos. Así se conoce por ejemplo por el documento US 4.843.234 calcular la longitud del electrodo por medio de una disposición de arco eléctrico dispuesta al lado de o en el electrodo mediante la determinación de la longitud del electrodo como diferencia de longitud. Para la obtención de una exactitud suficiente se recomienda en el documento US 4.843.234 usar dos disposiciones de arco eléctrico separadas entre sí que hacen necesaria una estructura total del dispositivo de medición correspondientemente compleja. Además son necesarias medidas especiales en el procedimiento conocido para proteger al arco eléctrico frente a las temperaturas extremas en el horno eléctrico.

El documento EP 1 181 841 B1 muestra un procedimiento, en el que la distancia entre una punta del electrodo y la superficie de masa fundida se realiza por medio de una medición de longitud de referencia en un sistema de elevación de electrodo. Aparte de que se realiza la determinación de la posición de la punta del electrodo o de la sección transversal consumible del electrodo sobre la superficie de masa fundida independientemente de la longitud del electrodo, es necesario para el cálculo de la distancia un cálculo del valor diferencial posterior considerando un valor de corrección que resulta del consumo del electrodo entre dos mediciones. Por consiguiente, el procedimiento conocido por el documento EP 1 181 841 B1 no permite ni la medición de la longitud del electrodo ni es posible la determinación in situ de la distancia de la punta del electrodo desde la superficie de masa fundida.

Por el documento DE 10 2004 022 579 A1 se conoce un procedimiento así como un dispositivo que permiten una determinación de la longitud del electrodo. En particular se propone usar en la realización del procedimiento o bien un guiaondas óptico y medir la longitud del electrodo mediante la medición del tiempo de recorrido del reflejo en forma de un desplazamiento de fases de la oscilación modulada, o bien con el uso guiaondas dieléctricos en forma de barra compuestos de material cerámico para la determinación de la longitud del electrodo evaluar la medición del tiempo de recorrido del reflejo por microondas desde el sitio de ruptura hasta el extremo superior del guiaondas.

Por el documento DE 10 70 303 B se conoce una instalación de horno de fusión con arco eléctrico, en la que se realiza una medición de la longitud del arco eléctrico.

El documento DE 11 06 007 B muestra un procedimiento para la medición de la longitud del electrodo, en el que el propio electrodo se usa como guiaondas para la transmisión de ondas mecánicas.

Por consiguiente, la presente invención se basa en el objetivo de proponer un procedimiento o un dispositivo que permita una medición in situ de la longitud del electrodo o la determinación de la posición de la sección transversal consumible del electrodo con un gasto lo más reducido posible.

Este objetivo se soluciona mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1 o un dispositivo con las características de la reivindicación 5.

En el procedimiento según la invención se realiza la medición por medio de radar, de manera que un dispositivo de emisión/recepción por radar está conectado por medio de un dispositivo de conexión de guiaondas con un guiaondas dispuesto en el electrodo, que se extiende en la dirección de desgaste del electrodo desde una sección transversal de extremo del electrodo hasta una sección transversal consumible del electrodo, que está configurado como tubo guiaondas o canal guiaondas, y se mide la diferencia de tiempo entre la emisión de la señal del radar y la recepción de eco generado por un punto de discontinuidad del guiaondas en la sección transversal consumible del electrodo mediante reflexión.

El procedimiento según la invención permite una medición permanente durante el funcionamiento continuo del horno eléctrico por medio del guiaondas dispuesto en el electrodo. Dado que, debido al consumo del electrodo, el extremo del guiaondas se encuentra continuamente en la sección transversal consumible o en el caso de un guiaondas que discurre fuera de la masa del electrodo se encuentra a la altura de la sección transversal consumible, se garantiza que el extremo del guiaondas puede tomarse como valor de referencia correcto para determinar la posición de la sección transversal consumible y por consiguiente puede determinarse también la longitud actual del electrodo en caso de posición conocida del extremo superior del electrodo.

Como guiaondas se usa a este respecto un tubo guiaondas que discurre a lo largo del electrodo o también un tubo guiaondas que discurre dentro del electrodo. Siempre que esté prevista una configuración o disposición de un guiaondas dentro del electrodo, puede estar formado el guiaondas también por un canal configurado dentro del electrodo en el propio material del electrodo, que presenta una pared de canal adecuada para la reproducción de las ondas del radar. El extremo del guiaondas dispuesto en la o a la altura de la sección transversal consumible forma un punto de discontinuidad o punto de inhomogeneidad que genera un correspondiente eco de las ondas electromagnéticas usadas como ondas del radar, que se detecta en la parte de recepción del dispositivo de emisión/recepción por radar.

En una variante del procedimiento especialmente preferente se modifica la longitud del dispositivo de conexión de guiaondas para la adaptación de la distancia espacial entre un dispositivo de emisión/recepción por radar colocado independientemente del electrodo y la sección transversal de extremo del electrodo. Al contrario del caso cuando el dispositivo de emisión/recepción por radar se encuentra en proximidad inmediata de la sección transversal de extremo y por consiguiente el dispositivo de conexión de guiaondas puede estar configurado como conexión inalterable con respecto a su extensión longitudinal, una configuración que puede modificarse en la longitud del dispositivo de conexión de guiaondas permite una colocación relativa arbitraria del dispositivo de emisión/recepción por radar con respecto a la sección transversal de extremo del electrodo. Por consiguiente es también posible disponer el dispositivo de emisión/recepción... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la medición de la longitud de un electrodo (14) o la determinación de la posición de una sección transversal consumible del electrodo en un horno eléctrico (10) , en el que la medición se realiza por medio de radar, de manera que un dispositivo de emisión/recepción por radar (22) está conectado por medio de un dispositivo de conexión de guiaondas (21) con un guiaondas (20) dispuesto en el electrodo, que se extiende en la dirección de desgaste (19) del electrodo desde una sección transversal de extremo (18) del electrodo hasta una sección transversal consumible (17) del electrodo, que está configurado como tubo guiaondas o canal guiaondas, y se mide la diferencia de tiempo entre la emisión de la señal del radar y la recepción del eco generado por un punto de discontinuidad del guiaondas en la sección transversal consumible del electrodo mediante reflexión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque para la adaptación de la distancia espacial entre el dispositivo de emisión/recepción por radar (22) colocado independientemente del electrodo (14) y la sección transversal de extremo (17) del electrodo se modifica la longitud del dispositivo de conexión de guiaondas (21) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se modifica la longitud eficaz del guiaondas

(20) de manera correspondiente a una estructura del electrodo (14) que se realiza en la sección transversal de extremo (18) con partes de electrodo (25) para la sustitución de masa de electrodo consumida en la sección transversal consumible (17) .

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante el funcionamiento del horno eléctrico se realiza una corriente del guiaondas (20) dirigida hacia la sección transversal consumible (17) con un medio de lavado.

5. Dispositivo para la medición de la longitud de un electrodo (14) o la determinación de la posición del electrodo en un horno eléctrico (10) con un dispositivo de emisión/recepción por radar (22) , un tubo guiaondas (20) dispuesto en el electrodo y un dispositivo de conexión de guiaondas (21) , en el que el tubo guiaondas se extiende desde una sección transversal de extremo (18) del electrodo en la dirección de desgaste (19) del electrodo hasta una sección transversal consumible (17) del electrodo y el dispositivo de conexión de guiaondas sirve para la conexión del dispositivo de emisión/recepción por radar en un extremo del tubo guiaondas en la sección transversal de extremo del electrodo.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo de conexión de guiaondas (21) presenta una longitud modificable para la conexión del dispositivo de emisión/recepción por radar (22) colocado independientemente del electrodo (14) con la sección transversal de extremo (18) del electrodo.

7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque entre el dispositivo de conexión de guiaondas

(21) y el tubo guiaondas (20) está formada una conexión del guiaondas (29) en la que un extremo axial superior del tubo guiaondas está alojado de manera axialmente desplazable con respecto al extremo axial inferior del dispositivo de conexión de guiaondas.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque la conexión del guiaondas (29) está configurada como manguito deslizante, de manera que un extremo (30) del dispositivo de conexión de guiaondas (21) y un extremo (31) del tubo guiaondas (20) están dispuestos de manera que se engranan uno dentro del otro.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque el tubo guiaondas está compuesto por segmentos guiaondas (32, 33) que están conectados entre sí por medio de al menos un conector de segmentos (34) .

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el conector de segmentos (34) presenta un adaptador de sección transversal (35) para la formación de un diámetro interno d continuo en una zona de transición entre dos segmentos de guiaondas (32, 33) .