CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -
Vereniging zonder winstoogmerk
à BRUXELLES. (Belgique) .
Procédé et dispositif pour la mesure de l'usure de tuyères d'aciérie.
La présente invention est relative à la mesure de l'usure des tuyères de soufflage logées dans le fond ou dans la paroi latérale de certains types de convertisseurs d'aciérie.
Depuis quelques années, il s'est développé un procédé d'affinage de fonte par soufflage à travers des tuyères logées dans le garnissage réfractaire du convertisseur, sous le niveau du métal fondu contenu dans ce dernier. Les tuyères sont généralement disposées dans le fond du convertisseur, mais elles peuvent également être placées dans la paroi latérale de la cornue,
où elles peuvent être immergées en permanence ou par intermittence, par exemple lorsque le convertisseur est incliné.
Ces tuyères sont soumises à des conditions de fonctionnement extrêmement sévères et elles subissent une usure, parfois très rapide, due à la température très élevée, à L'action du métal
et du gaz d'affinage auxquelles elles sont exposées.
Les tuyères constituent des organes essentiels dont dépend en grande partie la bonne marche du procédé d'affinage. Il est dès lors très important de surveiller leur état, et en particulier leur degré d'usure.
Lé méthode utilisée actuellement pour mesurer l'usure des tuyères est cependant extrêmement incommode. On doit en effet rabattre le convertisseur, débrancher les circuits de gaz, mesurer la longueur de tuyère restante à l'aide d'une règle introduite dans la tuyère, puis reconnecter les circuits des fluides et redresser le convertisseur. Toutes ces opérations manuelles prennent beaucoup de temps, ce qui est préjudiciable à la productivité de l'engin; elles sont également pénibles pour le personnel chargé de les exécuter. Il n'est cependant pas possible de les espacer exagérément, car on risque de compromettre la bonne marche de l' affinage.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à ces inconvénients en réalisant une mesure continue et automatique du degré d'usure des tuyères.
Le procédé, qui fait l'objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on introduit un condensateur électrique dans la tuyère, de telle sorte que l'usure de la dite tuyère entraine une variation de la capacité du dit condensateur et en ce que l'on en déduit le degré d'usure de la dite tuyère.
Selon une première variante du procédé de L'invention, on utilise un condensateur de même longueur que La tuyère, et on le dispose dans la tuyère, parallèlement à l'axe longitudinal de celle-ci, et de préférence suivant cet axe.
Selon une autre variante de ce procédé, le condensateur ne s'étend que sur une partie de la longueur de la tuyère, parallèlement à l'axe longitudinal de celle-ci, et de préférence suivant cet axe.
Dans cette variante, le condensateur peut être logé en une position quelconque suivant la longueur -de la tuyère; il signalera alors le moment où l'usure atteint un degré critique, soit en cessant soit en commençant l'émission de signaux de capacité, selon sa position dans la tuyère.
Selon une réalisation particulièrement intéressante du procédé de l'invention, on relie le condensateur à un oscillateur, de façon telle que la fréquence d'oscillation varie en fonction de la capacité du condensateur et on mesure la capacité du condensateur, donc la longueur restante de tuyère en mesurant la fréquence d'oscillation du dit oscillateur.
La localisation de l'oscillateur n'a pas une grande importance. Il est néanmoins intéressant de le placer aussi près que possible des tuyères, afin d'éviter ou d'atténuer au maximum l'influence d'un effet de capacité entre les fils de connexion. Dans ce cas, l'oscillateur doit de préférence être pourvu d'un système de refroidissement.
La présente invention porte également sur un dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé qui vient d'être décrit.
Ce dispositif,qui comprend une tuyère de soufflage à travers
une paroi de convertisseur, est caractérisé en ce qu'il comporte un condensateur logé à l'intérieur de la dite tuyère et en
ce que le dit condensateur est relié à des moyens permettant
de mesurer sa capacité.
Selon une variante intéressante de réalisation, le dit condensateur s'étend de préférence sur toute la longueur de la ûite tuyère, parallèlement à l'axe longitudinal de la tuyère et de préférence suivant cet axe.
Toujours selon l'invention, le condensateur est relié à un oscillateur, de façon telle que la fréquence d'oscillation de ce dernier constitue une mesure de la capacité du condensateur.
Selon un autre mode de réalisation, au moins une des électrodes formant le condensateur est constituée par un des tubes constituant la tuyère.
A titre d'exemple n'ayant aucun caractère limitatif, la figure ci-jointe montre un mode de réalisation du dispositif de l'invention.
Dans une tuyère de soufflage à deux conduits coaxiaux (1) et (2),
<EMI ID=1.1>
composé de deux électrodes (3) et (4) enrobées d'un matériau isolant (5). Le condensateur présente la même longueur initiale que la tuyère, et il est, dans ce cas, disposé suivant l'axe longitudinal de celle-ci. Les électrodes sont reliées à un oscillateur (6) dont la fréquence d'oscillation, variable en fonction de la capacité, donc de la longueur du condensateur, est mesurée par un appareil (7) .
Lorsque la tuyère s'use, sa longueur diminue, ainsi que celle du condensateur, ce qui entraîne une variation de la fréquence d'oscillation de l'oscillateur (6) . Cette variation est mesurée par l'appareil (7) qui peut être gradué de façon à indiquer directement la longueur instantanée du condensateur, donc de la tuyère.
Le procédé de l'invention permet de surveiller en continu l'usure des tuyères et de déterminer avec certitude le moment où il il est nécessaire de les remplacer.
Bien que l'invention ait été décrite dans son application aux convertisseurs d'aciérie, il est évident qu'il ne sort pas du cadre de la présente demande de l'appliquer à d'autres types de fours d' élaboration de métaux, ferreux ou non-ferreux, dans lesquels on désirerait surveiller l'usure de tuyères de ce type.
Revendications.
1. Procédé pour surveiller l'usure d'une tuyère de soufflage logée dans le fond ou la paroi d'un récipient métallurgique, caractérisé en ce que l'on dispose un condensateur électrique à l'intérieur de la dite tuyère, en ce que l'on mesure la capacité instantanée du dit condensateur et en ce que l'on en déduit le degré d'usure de la dite tuyère.
METALLURGICAL RESEARCH CENTER -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Nonprofit organization -
Vereniging zonder winstoogmerk
in Brussels. (Belgium) .
Method and device for measuring the wear of steelworks nozzles.
The present invention relates to the measurement of the wear of the blowing nozzles housed in the bottom or in the side wall of certain types of steelworks converters.
In recent years, a process for refining cast iron by blowing has been developed through nozzles housed in the refractory lining of the converter, below the level of the molten metal contained in the latter. The nozzles are generally placed at the bottom of the converter, but they can also be placed in the side wall of the retort,
where they can be permanently or intermittently immersed, for example when the converter is tilted.
These nozzles are subjected to extremely severe operating conditions and they undergo wear, sometimes very rapid, due to the very high temperature, to the action of the metal.
and refining gas to which they are exposed.
The nozzles constitute essential organs on which the smooth running of the refining process largely depends. It is therefore very important to monitor their condition, and in particular their degree of wear.
The method currently used to measure nozzle wear is, however, extremely inconvenient. The converter must be folded down, the gas circuits disconnected, the remaining nozzle length measured using a rule inserted in the nozzle, then reconnect the fluid circuits and straighten the converter. All these manual operations take a long time, which is detrimental to the productivity of the machine; they are also painful for the personnel responsible for carrying them out. It is however not possible to space them excessively, because one risks to compromise the good progress of the refining.
The present invention relates to a method making it possible to remedy these drawbacks by carrying out a continuous and automatic measurement of the degree of wear of the nozzles.
The process, which is the subject of the present invention, is essentially characterized in that an electric capacitor is introduced into the nozzle, so that the wear of said nozzle causes a variation in the capacity of said capacitor and in that we deduce the degree of wear of said nozzle.
According to a first variant of the method of the invention, a capacitor of the same length as the nozzle is used, and it is placed in the nozzle, parallel to the longitudinal axis of the latter, and preferably along this axis.
According to another variant of this method, the condenser extends only over a part of the length of the nozzle, parallel to the longitudinal axis of the latter, and preferably along this axis.
In this variant, the capacitor can be housed in any position along the length of the nozzle; it will then signal the moment when wear reaches a critical degree, either by ceasing or by starting the emission of capacity signals, according to its position in the nozzle.
According to a particularly advantageous embodiment of the method of the invention, the capacitor is connected to an oscillator, so that the oscillation frequency varies according to the capacitance of the capacitor and the capacitance of the capacitor is measured, therefore the remaining length of nozzle by measuring the oscillation frequency of said oscillator.
The location of the oscillator is not very important. It is nevertheless advantageous to place it as close as possible to the nozzles, in order to avoid or attenuate as much as possible the influence of a capacity effect between the connection wires. In this case, the oscillator should preferably be provided with a cooling system.
The present invention also relates to a device intended to implement the method which has just been described.
This device, which includes a blowing nozzle through
a converter wall, is characterized in that it comprises a capacitor housed inside said nozzle and in
what the said capacitor is connected to means allowing
to measure its capacity.
According to an advantageous alternative embodiment, said capacitor preferably extends over the entire length of the nozzle nozzle, parallel to the longitudinal axis of the nozzle and preferably along this axis.
Still according to the invention, the capacitor is connected to an oscillator, so that the oscillation frequency of the latter constitutes a measure of the capacitance of the capacitor.
According to another embodiment, at least one of the electrodes forming the capacitor is constituted by one of the tubes constituting the nozzle.
By way of example having no limiting character, the attached figure shows an embodiment of the device of the invention.
In a blowing nozzle with two coaxial conduits (1) and (2),
<EMI ID = 1.1>
composed of two electrodes (3) and (4) coated with an insulating material (5). The condenser has the same initial length as the nozzle, and it is, in this case, arranged along the longitudinal axis of the latter. The electrodes are connected to an oscillator (6) whose oscillation frequency, which varies according to the capacity, therefore the length of the capacitor, is measured by a device (7).
When the nozzle wears out, its length decreases, as does that of the condenser, which causes a variation in the oscillation frequency of the oscillator (6). This variation is measured by the device (7) which can be graduated so as to directly indicate the instantaneous length of the condenser, therefore of the nozzle.
The method of the invention makes it possible to continuously monitor the wear of the nozzles and to determine with certainty the moment when it is necessary to replace them.
Although the invention has been described in its application to steelworks converters, it is obvious that it is not beyond the scope of the present application to apply it to other types of furnaces for the production of metals, ferrous or non-ferrous, in which we would like to monitor the wear of nozzles of this type.
Claims.
1. Method for monitoring the wear of a blowing nozzle housed in the bottom or the wall of a metallurgical container, characterized in that an electric capacitor is placed inside said nozzle, in that the instantaneous capacity of said capacitor is measured and in that the degree of wear of said nozzle is deduced therefrom.