DD282747A5

DD282747A5 - Einrichtung zur verschleissueberwachung der wandung eines metallurgischen gefaesses

Info

Publication number: DD282747A5
Application number: DD32807489A
Authority: DD
Inventors: Klaus Nieling; Bernd Moeller; Peter Schulz
Original assignee: Maw Stahlgiesserei Wilhelm Pie
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verschleiszueberwachung der Wandung eines metallurgischen Gefaeszes, insbesondere eines in der Gefaeszwandung eines VOD-Konverters liegenden Gasspuelsteines, in Betrieben der metallurgischen Industrie. Erfindungsgemaesz sind drei elektrisch isolierte Leiter (1; 2; 3) mit einem unterschiedlichen Abstand a zur Schmelze (4) unterhalb des Badspiegels in einer Gefaeszwandung (5) angeordnet, die kalten Enden der Leiter (1; 2; 3) sind an eine aus den Widerstaenden R1 bis R4 bestehenden, bekannten Brueckenschaltung (6) angeschlossen, wobei einer der Anschluesse (7 oder 8) fuer die Speisung der Brueckenschaltung (6) ohne Verbindung zu einem der Leiter (1; 2; 3) bleibt und das Signal U fuer die Verschleiszueberwachung zwischen den Verbindungspunkten (9; 10) abzugreifen ist. Vorteilhafterweise gestattet die Einrichtung infolge des Wirkungsprinzips und der Signalausloesung einen groszen Abstand der Leiter in der Gefaeszwandung oder in einem Gasspuelstein, womit eine gute elektrische Isolation zwischen den Leitern realisierbar ist sowie eine hoehere Funktionsgenauigkeit und -Sicherheit gegeben sind. Figur{metallurgische Gefaeszwandung; Verschleiszanzeige; VOD-Konverter; Gasspuelstein; elektrisch isolierte Leiter; groszer Abstand; Brueckenschaltung; elektrisches Potential}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verschleißüberwachung der Wandung eines metallurgischen Gefäßes, insbesondere eines in der Gefäßwandung eines VOD-Konverters liegenden Gasspülsteines, in Betrieben der metallurgischen Industrie.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt ist es, daß Einrichtungen den Verschleißzustand metallurgischer Gefäßwandungen dadurch anzeigen, indem eine Messung des elektrischen Widerstandes oder anderer elektrischer Parameter zwischen der Metallschmelze und den in einer Gefäßwandung im Feuerfestmaterial eingebetteten Leiter durchgeführt wird. So ist beispielsweise in DE-PS 1249460 eine Vorrichtung zur Wanddickenmessung für Lichtbogenschmelzöfen dargestellt, die aus in der Futterwand gestaffelt und gebündelt angeordneten Isolierröhrchen mit eingesetzten metallischen Leiterschleifen, einer Spannungsquelle, Schrittschaltwerk, Widerstandsglied und Schütz, Relais oder dgl. besteht. Infolge des Verschleißes der Futterwand schmelzen die in ihr angeordneten Leiterschleifstücke nacheinander weg und durch Stromänderungen werden Signal- oder Steuergrößen zur Registrierung der verbleibenden Futterwandstärke erzeugt. Die Wandstärke ist dem jeweiligen Spannungswert proportional, der in einem Spannungsteiler über ein Schrittschaltwerk abgenommen wird, das seinerseits durch die beim Zerschmelzen eines Leiterschleifstückes erfolgende Stromänderung mittels Schütz, Relais oder dgl. bestätigt wird. Dadurch soll die Futterwandstärke kontinuierlich registriert und mittels Spannungsschreiber aufgezeichnet werden können. Der Nachteil der Vorrichtung besteht darii ι, daß der Aufwand zum Einbringen der Leiterschleifen in die Futterwand und deren elektrische Isolation hoch ist. Außerdem sind eine Vielzahl von aufwendigen Elementen zur Erzeugung von den Verschleißzustand der Futterwand darstellenden Signal- und Steuergrößen erforderlich. Durch DE-OS 3424466 ist auch ein feuerfester Stein, insbesondere Gasspülstein, mit einer Einrichtung zur Anzeige einer vorbestimmten Steinstärke auf elektrischem Wege bekannt, der in einer Entfernung vom kalten Steinende, die der für seine Verwendung gerade noch ausreichenden Reststeinstärke entspricht, oder in einem an sein kaltes Steinende anschließenden Sicherungsblock als Schmelzsicherung 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 Sünde angeordnet sind, wobei die Enden dieser Leiter am geschlossenen Ende der Sonde in kurzem Abstand übereinanderliegen.

Die Leiter sind derart an eine Stromquelle angeschlossen, daß sie einen offenen Kontakt eines Stromkreises bilden. Der elektrische Kontakt w^irH durch Abschmelzen oder Berührung der Enden geschlossen, wenn die Leiter eine bestimmte Temperatur, die bei einem vorbestimmten Steinverschleiß oder durch eine stellenweise voreilende Infiltration von Metallschmelze oder Schlacke in den Stein bewirkt wird, erreicht. Das Schließen des Kontaktes soll mit einer akustischen oder optischen Anzeigeeinrichtung signalisiert werden, und dadurch soll der Zeitpunkt feststellbar sein, wann der feuerfeste Stein aufgrund seines Verschleißes ausgetauscht werden muß. Nachteilig sind die notwendige Präzision und Vorsicht beim Einbau der Sonde in den Stein zur Verhinderung einer unbeabsichtigten Berührung der Leiter und die Gefahr eines vorzeitigen Kurzschlusses infolge der Wärmewirkung der Metallschmelze auf das vorwendete organische Isolationsmaterial, welches zur Bildung von Kohlebrücken führen kann.

Alle bekannten Einrichtungen zur Anzeige des Verschleißes einer metallurgischen Gefäßwandung, insbesondere eines in der Gefäßwandung liegenden Gasspülsteines, haben den Nachteil, daß die zur Signalbildung benutzten Meßkreise bei einem bestimmten Verschleißzustand der Gefäßwandung entweder unterbrochen oder geschlossen werden. Dadurch können unbekannte, im metallurgischen Schmelzaggregat vorhandene elektrische Potentiale, wie beispielsweise durch Einschalten eines Ofentransformators, in den offenen Meßkreis und somit in die Einrichtung zur Verschleißüberwachung eingeschleift werden und Fehlanzeigen verursachen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand für die Einrichtung und deren Einbau in die Gefäßwandung zu senken sowie Fehlanzeigen zu vermeiden.

-2- 282 747 Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung einer Einrichtung zur Verschleißüberwachung der Wandung bines metallurgischen Gefäßes, insbesondere eines in der Gefäßwandung eines VOD-Konvartors liegenden Gasspülsteines, die einfach aufgebaut ist, wobei die Leiter ohne Präiision und Gefahr eines vorzeitigen Kurzschlusses in der Gefäßwandung einsetzbar sind, und die durch Vermeidung störender, elektrischer Potentiale eine hohe Funktionsgenauigkeit und -sicherheit garantiert. Erfindungsgemäß sind drei elektrisch isolierte Leiter mit einem unterschiedliche· Abstand a zur Schmelze unterhalb des Badspiegels in einer Gefäßwandung angeordnet, die kalten Enden der Leiter sind an eine aus den Widerständen R1 bis R4 bestehenden, bekannten Brückenschaltung angeschlossen, wobei einer der Anschlüsse für die Speisung der Brückenschaltung ohne Verbindung zu einem der Leiter bleibt und das Signal U für die Verschleißüberwachung zwischen den anderen Verbindungspunkten abzugreifen ist.

Durch das Zusammenschalten der Konstantstromquelle mit der Brückencchaltung wird ein geschlossener Stromkreis gebildet, wobei die Schmelze nicht als leitende Brücke im Stromkreis verwendet wird, sondern nur deren Widerstand das Stromgleichgewicht durch kleine Änderungen empfindlich beeinflußt. Durch die Stromänderung in den Zweigen ergibt sich eine Änderung der Spannung U, und diese ist somit ein Maß für die Wanddicke. Werden zwei Leiter der Einrichtung infolge der verschleißbedingt vordringenden Schme'ze in die Wandung eines metallurgischen Gefäßes verbunden, so wird ein Widerstand der Brückenschaltung überbrückt und die Brücke verstimmt.

Demgemäß kann durch Wandlung des zwischen den Verbindungspunkten abgegriffenden Signals, beispielsweise durch einen Verstärker, ein akustisches und/oder optisches Signal erzeugt werden. Bei Verwendung von drei Leitern mit unterschiedlichem Abstand a zur Schmelze ist eine zweistufige Signalauslösung und Anzeige in Form einer Vor- und Hauptwarnung zum Verschleißzustand der Wandung eines metallurgischen Gefäßes realisierbar.

Vorteilhafterweise gestattet die Einrichtung zur Verschleißüberwachung der Wandung eines metallurgischen Gefäßes infolge des Wirkungsprinzips und der Signalauslösung einen großen Abstand der Leiter in der Gefäßwandung oder im Gasspülstein, womit eine gute elektrische Isolation zwischen den Leitern realisierbar ist sowie eine höhere Funktionsgenauigkeit und Sicherheit gegeben sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll am Beispiel der Verschleißüberwachung eines in der Gefäßwandung eines VOD-Konverters liegenden Gasspülsteines näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung sind ein Gasspülstein und die Einrichtung zur Verschleißüberwachung dargestellt.

Sie zeigt, daß drei elektrisch isolierte Leiter 1; 2; 3 mit einem unterschiedlichen Abstand a zur Schmelze 4 unterhalb des Badspiegels in einem in der Gefäßwandung 5 eines VOD-Konverters liegenden Gasspülsteines 11 angeordnet sind. An die kalten Enden der Leiter 1; 2; 3, welche aus dem Gasspülstein 11 herausragen, ist eine aus den Widerständen R1 bis R4 bestehende Brückenschaltung 6 angeschlossen. Über den Anschluß 7, an dem keiner der Leiter 1; 2; 3 angeschlossen ist, erfolgt eine Stromeinspeisung durch die Konstantstromquelle I. Das Signal U zur Anzeige des Verschleißes des Gasspülsteines 11 liegt an den Verbindungspunkten 9 und 10.

Die Leiter 1; 2; 3 können aus einem 4-mm-Stahlstab bestehen und so sind mit zur elektrischen Isolation in weißer Tonerde eingebettet. Durch die Einspeisung des Konstantstromes I entsteht bei Verwendung gleichgroßer Widerstandswerte zwischen den Verbindungspunkten 9; 10 eine Spannung U von Null Volt.

Durch chemische und thermische Aggressivität der Schmelze 4 nimmt die Dicke der Gefäßwandung 5 und damit auch des Gasspülsteines 11 mit wachsender Chargenzahl ab. Ist die Schmelze 4 derart weit vorgedrungen, daß sie die im Gasspülstein 11 angeordneten Leiter 1 und 2 überbrückt, fließen über R1 und R 2 zwei Drittel und über R3 ein Drittel des Konstantstromes I. Da R4 kurzgeschlossen ist, liegt an den Verbindungspunkten 9; 10 eine Spannungsdifferenz an. Mit einem weiteren Verschleiß des Gasspülsteines 11 überbrückt die Schme'ze 4 zusätzlich den Leiter 3, wodurch die Spannung U wieder auf Null Volt absinkt.

Dieser Spannungsverlauf kann durch eir e Registriereinrichtung als zweistufige Signalanzeige optisch im Leitstand angezeigt und ein Wechsel des Gasspülsteines 11 vorgenommen werden.

Claims

Einrichtung zur Verschleißüberwachung der Wandung eines metallurgischen Gefäßes, insbesondere eines ir: der Gefäßwandung eines VOD-Konverters liegenden Gasspülsteines, bestehend aus einer Anzahl von in der Futterwand angeordneten Isolierröhrchen mit eingesetzten, metallischen Leiterschleifen oder zwei in kurzem Abstand voneinander isoliert angeordneten und gegen das heiße Steinende eine Sonde bildenden Leiter, einerSpannungsquelle sowie Elementen zur Verarbeitung und Anzeige der elektrischen Parameter bei Erreichen vorgegebener Verschleißgrenzen, gekennzeichnet dadurch, daß drei elektrisch isolierte Leiter (1; 2; 3) mit einem unterschiedlichen Abstand a zur Schmelze (4) unterhalb des Badspiegels in einer Gefäßwandung (5) angeordnet sind, die kalten Enden der Leiter (1; 2; 3) an eine aus den Widerständen R1 bis R4 bestehenden, bekannten Brückenschaltung (6) angeschlossen sind, wobei einer der Anschlüsse (7 oder 8) für die Speisung der Brückenschaltung (6) ohne Verbindung zu einem der Leiter (1; 2; 3) bleibt und das Signal U für die Verschleißüberwachung zwischen den Verbindungspunkten (9; 10) abzugreifen ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung