DD256557A1 - Einrichtung zur ueberwachung der feuerfestzustellung eines metallurgischen gefaesses - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ueberwachung der Feuerfestzustellung eines metallurgischen Gefaesses, insbesondere der Wandung eines Elektrolichtbogenofens, zur Vermeidung von Durchbruechen. Erfindungsgemaess sind ein Halbleiterkoerper und ein Abgriffelement, in der Gefaesswand mit der Innen- und Aussenoberflaeche abschliessend zum Messen der Thermospannung infolge der Temperaturdifferenz zwischen der Innen- und Aussenoberflaeche angeordnet, wobei das kaeltere Ende des Halbleiterkoerpers ein Widerstandsthermometer zum Messen des Absolutwertes der Temperatur am kaelteren Ende hat und das Widerstandsthermometer, der Halbleiterkoerper und das Abgriffelement mit einer Kontrolleinrichtung, beispielsweise einem Einchipmikrorechner, verbunden sind, welche den Verschleiss der Gefaesswand kontinuierlich ueberwacht sowie das Erreichen des kritischen Zustandes durch eine Anzeige signalisiert.

Description

Innen- und Außenoberfläche angeordnet, wobei das kältere Ende des Halbleiterkörpers ein Widerstandsthermometer zum Messen des Absolutwertes der Temperatur am kälteren Ende hat und das Widerstandsthermometer, der Halbleiterkörper und das Abgriffelement mit einer Kontrolleinrichtung, beipsielsweise einem Einchipmikrorechner, verbunden sind, welche den Verschleiß der Gefäßwand kontinuierlich überwacht sowie das Erreichen des kritischen Zustandes durch eine Anzeige signalisiert. Für die Funktion ist es erforderlich, daß der Halbleiterkörper von der Innen- bis zur Außenoberfläche der Gefäßwandung reicht. Demgegenüber kann das Abgriffelement auch aus der Außenoberfläche herausragen, da es lediglich zum Abgriff des Potentials am wärmeren Ende des Halbleiters dient, wobei die Schmelze als Leiter mitwirkt. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Überwachung der Feuerfestzustellung eines metallurgischen Gefäßes bestehen darin, daß der Halbleiterkörper hochtemperaturfest ist, durch die hohen Meßsignale eine große Sicherheit gegenüber elektrischen Störungen besitzt, im gleichen Maße wie die Gefäßwandung verschleißt und somit eine sichere, kontinuierliche und genaue Überwachung der Feuerfestzustellung während des laufenden Betriebes ermöglicht sowie durch eine Absolutwertmessung der Außentemperatur der Aufwand von Vergleichsstellen entfällt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll am Beispiel der Feuerfestzustellungsüberwachung an einem Elektrolichtbogenofen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist die Überwachungseinrichtung dargestellt. Sie zeigt, daß ein Halbleiterkörper 1 und ein Abgriffelement 2 in der Gefäßwand 3 mit der Innen- und Außenoberfläche abschließend angeordnet sind, wobei das kältere Ende des Halbleiterkörpers 1 ein Widerstandsthermometer 4 hat und das Widerstandsthermometer 4, der Halbleiterkörper 1 und das Abgriffelement 2 mit einer Kontrolleinrichtung 5, beispielsweise einem Einchipmikrorechner, verbunden sind, welche den Verschleiß der Gefäßwand 3 kontinuierlich überwacht sowie das Erreichen des kritischen Zustandes durch beispielsweise eine Lampe 6 signalisiert.

Der Halbleiterkörper 1 besteht aus Siliziumkarbid. In Verbindung mit der Schmelze 7 und dem Abgriffelement 2 entsteht die wanddickenproportionaleThermospannung und durch das Widerstandsthermometer 4 Wird der Absolutwert der Temperatur an der Außenoberfläche der Gefäßwand 3 bestimmt. Zwischen den mit den Oberflächen der Wandung 3 abschließenden Enden des Halbleiterkörpers 1 entsteht eine Spannung, die durch eine Temperaturdifferenz infolge des Temperaturgefälles hervorgerufen wird und die bei Kenntnis der Temperatur an der Außenoberfläche ein Maß für Wanddicke ist. Dazu wird das Potential am heißeren Ende des Halbleiterkörpers 1 mittels Abgriffelement 2 aus der Schmelze 7 nach außen geführt. Durch die chemische Aggressivität und thermische Wirkung der Schmelze 7 verschleißen die Gefäßwand 3 und der Halbleiterkörper 1 in gleichem Maße. Die Folge davon ist eine Abnahme der Thermospannung, die durch die Verringerung der Temperaturdifferenz hervorgerufen wird. Gleichzeitig erhöht sich die Temperatur in der Umgebung des Widerstandsthermometers 4. Aus der Thermospannung und der vom Widerstandsthermometer 4 gelieferten Spannung wird nun mittels Einchiprechner 5 die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenoberfläche gebildet und hinsichtlich eines festgelegten Minimalwertes überwacht. Wird der Minimalwert, d. h. eine minimale Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenoberfläche, unterschritten, erfolgt vom Einchipmikrorechner 5 eine Signalgabe mittels Lampe 6.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Überwachung der Feuerfestzustellung eines metallurgischen Gefäßes, insbesondere der Wandung eines Elektrolichtbogenofens, zur Vermeidung von Durchbrüchen, gekennzeichnet dadurch, daß ein Halbleiterkörper (1) und ein Abgrjffelement (2) in der Gefäßwand (3) mit der Innen- und Außenoberfläche abschließend zum Messen der Thermospannung infolge der Temperaturdifferenz zwischen der Innen- und Außenoberfläche angeordnet sind, wobei das kältere Ende des Halbleiterkörpers (1) ein Widerstandsthermometer (4) zum Messen des Absolutwertes der Temperatur am kälteren Ende hat und das Widerstandsthermometer (4), der Halbleiterkörper (1) und das Abgriffelement (2) mit einer Kontrolleinrichtung (5), beispielsweise einem Einchipmikrorechner, verbunden sind, welche den Verschleiß der Gefäßwand (3) kontinuierlich überwacht sowie das Erreichen des kritischen Zustandes durch eine Anzeige (6) signalisiert.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung der Feuerfestzustellung eines metallurgischen Gefäßes, insbesondere der Wandung eines Elektrolichtbogenofens, zur Vermeidung von Durchbrüchen und einer zweckmäßigen Anzeige hierfür.

Charakteristik des Standes der Technik

Bekannt ist es, die Wanddicke der Feuerfestzustellung von metallurgischen Gefäßen mit unterschiedlichen Einrichtungen und dementsprechend Wirkungsprinzipien zu messen. So ist beispielsweise durch DE-OS 2449707 eine Vorrichtung zum Messen der Wanddicke des feuerfesten Mauerwerkes bei metallurgischen Öfen bekannt, die die Wanddicke mittels Ultraschallmessung bestimmt. In das feuerfeste Mauerwerk ist oberhalb der normalen Schlackehöhe ein Stab aus amorphen Quarz derart eingesetzt, daß er einwendig bis zur Innenwandung des feuerfesten Mauerwerks reicht, während sein anderes Ende über die Außenwand des feuerfesten Mauerwerks vorsteht und an einen für die Abgabe und für-den Empfang von Ultraschallwellen vorgesehenen Wandler eines Ultraschallgenerators und -empfängers angeschlossen ist und letzterer die Laufzeit von Ultraschallwellen im Stab ermittelt, wobei das Material des Stabes im gesamten Temperaturverlauf frei von Umwandlungen sowie von homogener Beschaffenheit ist. Somit ergeben sich nach dem Impuls-Echo-Verfahren Angaben über die Laufzeit der Ultraschallwellen im Stab, wobei die ermittelte Laufzeit nach entsprechender Umrechnung als ein zuverlässiges Maß für die Wanddicke des feuerfesten Mauerwerkes gelten soll.

Der Nachteil dieser Vorrichtung zum Messen der Wanddicke besteht in der Notwendigkeit einer aufwendigen Ultraschallmeßeinrichtung. Weiterhin ist in DE-OS 3424466 ein feuerfester Stein, insbesondere Gasspülstein, mit einer Einrichtung zur Anzeige einer vorbestimmten Steinstärke auf elektrischem Wege dargestellt. Kennzeichnend ist für den Gasspülstein, daß er in einer Entfernung vom kalten Steinende zwei in kurzem Abstand voneinander angeordnete und voneinander isolierte, mit einer Stromquelle verbundene elektrische Leiter aufweist, die in einer gegen das heiße Steinende zu geschlossenen Sonde angeordnet sind, und die Enden dieser Leiter am geschlossenen Ende der Sonde in kurzem Abstand übereinander liegen. Beim Erreichen einer bestimmten Temperatur, die durch die Reststeinstärke bewirkt wird, schmelzen die Leiter an ihren Enden, so daß sich diese berühren können und dadurch der elektrische Kontakt geschlossen wird. Das Schließen des Kontaktes soll dann mittels einer Anzeigeeinrichtung auf verschiedenartige Weise angezeigt werden können. Nachteilig sind die Diskontinuität der Messung und der hohe Aufwand des Einbringens der Leiter in den feuerfesten Stein. Alle bekannten Einrichtungen zur Überwachung der Feuerfestzustellung von metallurgischen Gefäßen, insbesondere der Wandung von Elektrolichtbogenofen, zur Vermeidung von Durchbrüchen infolge des Verschleißes der Feuerfestzustellung haben den Nachteil, daß sie hohe Kosten verursachen sowie in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise zu kompliziert sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Kosten zur Überwachung der Feuerfestzustellung eines metallurgischen Gefäßes zu senken.

, Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung einer Einrichtung zur Überwachung der Feuerfestzustellung eines metallurgischen Gefäßes, insbesonders der Wandung eines Elektrolichtbogenofens, zur Vermeidung von Durchbrüchen, die einfach im Aufbau und zuverlässig in der Funktion ist sowie sicher und kontinuierlich die Gefäßwand hinsichtlich thermischer Überbelastung als eine Folge des Verschleißes der Gefäßwand überwacht und die Gefahr des Durchbruchs durch eine zweckmäßige Anzeige signalisiert. Erfindungsgemäß sind ein Halbleiterkörper und ein Abgriffelement in der Gefäßwand mit der Innen- und Außenoberfläche abschließend zum Messen der Thermospannung infolge der Temperaturdifferenz zwischen der