DE1408873B2 - Ausgangsmasse fuer den poroesen feuerfesten stopfen einer einrichtung zur kontinuierlichen temperatur messung von eisen und stahlschmelzen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ausgangsmasse für des Meßkopfes innerhalb weniger Minuten vorge-

einen porösen feuerfesten Stopfen, der ein Thermo- nommen werden kann, der so ständig überwacht und

element festhält, das zum kontinuierlichen Tempe- erforderlichenfalls mit einem neuen Schutzrohr aus-

raturmessen von Eisen- und Stahlschmelzen be- gestattet werden kann. Um dies zu erreichen, wurde

stimmt ist. 5 zunächst versucht, den Meßkopf mit den in Hütten-

Beim Frischen von Roheisen im bodenblasenden werken gebräuchlichen Mitteln, z. B. mit den bei Konverter oder durch technisch reinen Sauerstoff Gießpfannen bekannten Stopfenverschlüssen oder von der Oberfläche der Charge her laufen die ehe- den für Hochofenstichlöcher verwendeten Stopfmischen Umsatzreaktionen mit großer Geschwindig- massen, lösbar in die Ausmauerung einzusetzen, keit ab. Es bedarf daher erheblicher Geschicklich- io Diese Versuche scheiterten jedoch. Entweder verkeit und Erfahrung, die Charge in dem Augenblick sinterte das Verschlußstück zu stark mit der Ausabzufangen, in dem sie die angestrebte Zusammen- mauerung, so daß ein Auswechseln des Meßkopfes setzung und Qualität aufweist. Zu diesem Zweck ohne Zerstörung der Konverterausmauerung nicht sind zahlreiche Meß- und Beobachtungsmethoden möglich war, oder aber der Verschluß hielt dem entwickelt worden. So ist beispielsweise ver- 15 Druck der Schmelze nicht stand,
sucht worden, aus der spektralen Analyse der Nach dem älteren Patent 1 149 034 wird daher Konverterflamme oder aus ihrer Absorptionswirkung der aus dem feuerfesten keramischen Schutzrohr gegenüber monochromatischem Licht bestimmter und dem darin untergebrachten Thermoelement beWellenlänge einen Hinweis für den richtigen Zeit- stehende Meßkopf über einen porösen feuerfesten punkt der Beendigung des Blasvorganges zu erhalten. 20 keramischen Stopfen im Mauerwerk festgehalten. Wegen der wechselnden Blasbedingungen und der Wesentlich für diesen Vorschlag ist es, daß entweder sich verändernden Eigenschaften der Flamme konn- am Umfang des Stopfens vorbei oder durch den ten aber Verfahren dieser Art bisher nicht voll Stopfen, der in diesem Fall gasdurchlässig ist, inertes befriedigen. Das gilt auch von der akustischen Ana- Gas in das Frischgefäß eingeblasen wird, um auf lyse der beim Blasen auftretenden Geräusche. 25 diese Weise ein Versintern des Meßkopfes mit der

Aus der Vielzahl der Bemühungen, den Ablauf Zustellung des Frischgefäßes und ein Eindringen des der Frischreaktionen und deren Beendigung zu über- flüssigen Metalls in die Ausnehmung der feuerfesten wachen, hat sich das kontinuierliche Messen der Zustellung des Frischgefäßes zu unterbinden. Dieser Temperatur der Charge während des Blasverlaufes nicht vorveröffentlichte Vorschlag erfordert jedoch als das zuverlässigste Mittel erwiesen. Das ist ins- 30 besondere Vorkehrungen für die Zufuhr des inerten besondere bei Frischverfahren der Fall, bei denen in Gases und das Abdichten der Gaszuleitung.
basisch zugestellten Gefäßen eine starke Verringe- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rung des Phosphorgehaltes des Roheisens angestrebt Abdichtung für den Temperatur-Meßkopf zu schafwird. Da die Badtemperatur von entscheidendem fen, die ermöglicht, diesen so in die Ausmauerung Einfluß für den metallurgischen Ablauf der Wind- 35 des Schmelzbehälters bzw. Konverters einzubauen, frisch- und Aufblasverfahren ist, ermöglicht ihre daß er während des Frischens des Roheisens ausge-Messung während des Blasens auch den sofortigen zeichnet und fest abgedichtet ist, jedoch bei Bedarf Eingriff in den Reaktionsverlauf, z. B. durch Küh- leicht aus der Wandung gelöst und ausgebaut werden lung der Charge mit Erz und/oder Schrott, Änderung kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch der Blasbedingungen usw. 40 eine besondere Ausgangsmasse für den porösen

Die kontinuierliche Messung des Temperaturver- feuerfesten Stopfen gelöst.

laufs der Charge während des Frischens mit Hilfe Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Ausvon Thermoelementen ist in kleinen Versuchsgefäßen gangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen bereits in der Weise durchgeführt worden, daß ein einer Einrichtung zum"kontinuierlichen Temperaturaus einem feuerfesten keramischen Schutzrohr und 45 messen von Eisen- und Stahlschmelzen, insbesondere einem in dem Rohr untergebrachten Thermoelement beim Frischen von Roheisen, der ein Thermoelement, bestehender Temperatur-Meßkopf mit feuerfester das mit einem feuerfesten keramischen Schutzrohr Stampfmasse, beispielsweise mit Teerdolomit, in eine zusammen einen Meßkopf bildet und in die Schmelze Ausnehmung der Konverterausmauerung dergestalt eingeführt wird, in einer Ausnehmung des Mauerfest eingebaut wird, daß das das Thermoelement 50 werks des Schmelzbehälters festhält. Die erfindungsenthaltende Schutzrohr mit seinem vorderen ge- gemäße Ausgangsmasse ist dadurch gekennzeichnet, schlossenen Ende in die Schmelze hineinragt. Auf daß sie aus einem Gemisch eines hochfeuerfesten diese Weise kann aber nur eine relativ geringe An- keramischen Stoffes, insbesondere Magnesit, gezahl von Chargen gemessen werden, da nach dem branntem Kalk oder Dolomit, Magnesia, Korund, Verschleiß des Schutzrohres das Thermoelement 55 Kieselsäure, Quarz mit Wasserglas, Borsäure oder durch die Schmelze zerstört wird. Zur Erneuerung Phosphorsäure als bei der Temperatur des Mauerdes Thermoelement-Schutzrohres muß das um- werks schmelzendes Sintermittel und einem bei der gebende Mauerwerk ausgebrochen und neu zugestellt Temperatur des Mauerwerks gas- oder dampfwerden. Daher ermöglicht ein solcher Meßkopf-Ein- abgebenden Zusatzstoff aus einer sich zersetzenden bau keine kontinuierliche Temperaturmessung im 60 organischen oder anorganischen Verbindung, Kalkgroßtechnischen Betrieb. stein, Soda, Cellulose, Zucker oder Holzspänen oder

Um in wirtschaftlicher Weise während des groß- gekörnten Kunststoffmassen, besteht,
technischen Betriebs eine ständige Kontrolle der Diese Stopfenmasse wird in den Zwischenraum Temperatur vornehmen zu können, ist es erforder- zwischen dem Thermoelement-Schutzrohr bzw. einem lieh, den Temperaturmeßkopf derart in die Schmelz- 65 anschließenden Verlängerungsrohr und dem Mauergefäß- bzw. Konverterausmauerung einzubauen, daß werk eingeführt, und zwar durch Gießen, Pressen während des Ausgießens des gefrischten Stahles und oder Stampfen. Dabei hat es sich als zweckmäßig Einfüllens einer neuen Roheisencharge ein Ausbau erwiesen, den Zwischenraum nicht in der ganzen

Tiefe des Mauerwerks auszufüllen, es genügt ein etwa 5 bis 10 cm langer Stopfen. Überraschenderweise ist ein solcher kurzer poröser Stopfen von genügender Festigkeit, um dem Druck der Eisenschmelze und auch den chemischen Angriffen der Eisen- und Schläckenschmelze zu widerstehen. Dennnoch läßt er sich leicht aus dem Mauerwerk entfernen, ohne daß dieses dabei beschädigt wird.

Der hochfeuerfeste Bestandteil des Stopfengemisches kann aus Magnesit, aus gebranntem DoIomit oder Kalk, Magnesia, Korund, Kieselsäure oder Quarz bestehen. Vorzugsweise werden etwa gleiche Anteile der Körnung <C 0,06 mm und der Körnung 0,12 bis 0,25 mm verwendet. Als Kitt- und Bindestoffe,die bei der etwa 800 bis 1200° C betragenden Temperatur des Mauerwerks schmelzen sollen, kommen Wasserglas, Phosphorsäure oder Borsäure in Frage. Setzt man sie in Form von wäßrigen Lösungen zu, dann verdampft das Wasser bei der Mauerwerkstemperatur und erzeugt so die gewünschte Porosität des Stopfens. Es wird vorzugsweise eine 50 bis 7O°/oige wäßrige Lösung von Wasserglas, Borsäure oder Phosphorsäure benutzt und davon Vo bis Va, vorzugsweise ¹A bis Ve des Volumens des feuerfesten Stoffes zugesetzt. Bei geringem Zusatz an wäßriger Lösung wird das Gemisch als Stampfmasse, bei einem etwas größeren Anteil als Preßmasse und bei einem noch größeren Zusatz als Gießmasse verwendet. Als bei der Temperatur des Mauerwerks Gas oder Dampf abgebende Zusatzstoffe können Holzspäne, gekörnte Kunststoffmassen oder auch andere sich zersetzende, anorganische oder organische Verbindungen, wie z. B. Kalkstein, Soda, Zellulose oder Zucker verwendet werden.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Masse für den porösen feuerfesten Stopfen ist es auch möglich, den Temperaturmeßkopf in einem hochfeuerfesten keramischen Rohr oder in Lochsteinen in dem Mauerwerk anzubringen und den verbleibenden Zwischenraum durch die erfindungsgemäße Masse zu verschließen. Die erfindungsgemäße Ausgangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen kann auch bei der Ausführungsform des Temperaturmeßkopfes verwendet werden, bei der in etwa 1 bis 5 cm Abstand vom vorderen Ende des Schutzrohres eine metallische oder keramische Scheibe angeordnet ist, deren Außendurchmesser dem lichten Durchmesser der Mauerwerksausnehmung angepaßt ist. In diesem Fall wird nach dem Einführen des Meßkopfes der hinter dieser Scheibe gelegene Raum durch den erfindungsgemäßen porösen keramischen Stopfen ausgefüllt.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Ausgangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen einer Einrichtung zur kontinuierlichen Temperaturmessung wird nachstehend im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung stellt im Schnitt ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Ausgangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen dar, mit welchem der Temperaturmeßkopf in der Zustellung eines Konverters zum Frischen von Roheisen befestigt wird.

In der Zustellung 1 des Konverters befindet sich eine in Arbeitsstellung unter und in Kippstellung über dem Badspiegel des zu frischenden Metalls vorgesehene Ausnehmung, die durch Einmauern eines ummantelten, hochfeuerfesten keramischen Rohres 2 hergestellt worden ist. Das Rohr ist aus einer hochfeuerfesten Masse, beispielsweise aus Magnesia mit einem geringen Zusatz von Wasserglas, gestampft und gesintert. Es kann auch durch einen oder mehrere entsprechend geformte Lochsteine ersetzt werden. In die so gebildete Ausnehmung 2' ist der Temperatur-Meßkopf eingesetzt. Er besteht aus dem das Thermoelement 3 umgebenden Schutzrohr 4, das an seinem rückwärtigen Teil von einem Eisenrohr 5 umschlossen ist, das durch die Ausnehmung 2' nach außen führt und an seinem aus dem Konverter herausragenden Ende die Anschlüsse 6 für die Thermoelement-Ausgleichsleitung tragen kann. Auf dem Thermoelement-Schutzrohr 4 ist in etwa 1 bis 5 cm Abstand von seinem vorderen, verschlossenen Ende eine keramische Scheibe 7 angebracht, die sich bis über das Eisen- bzw. Verlängerungsrohr 5 erstrecken kann. Diese Scheibe Ί, die aus dem erfindungsgemäß zu verwendenden, hochfeuerfesten, porösen Gemisch bestehen kann, wird vor dem Einsetzen des Meßkopfes auf letzteren aufgestampft.

Nach Einführen des Meßkopfes mit der aufgestampften Scheibe 7 in die Ausnehmung 2' des Mauerwerks wird der noch verbliebene Spalt zwischen dem Rohr 2 und der Scheibe 7 sowie der dahinterliegende Zwischenraum auf eine Länge von etwa 5 cm mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Stopfenmasse 8 ausgefüllt. Bei der Temperatur des Mauerwerks verdampft das Wasser der Stopfenmasse, während das Wasserglas, die Phosphorsäure oder Borsäure schmelzen und ein Versintern des hochfeuerfesten Bestandteils des Gemisches bewirken. Da ein großer Teil des Stopfens aus Stampfmasse besteht, werden erfindungsgemäß wegen des geringen Wassergehalts dieser Masse vergasende Stoffe der oben beschriebenen Art, wie insbesondere Kunststoffe oder Holzspäne, zugesetzt, um eine ausreichende Porosität des Stopfens und damit dessen leichte Auswechselbarkeit zu erreichen. Dadurch wird insgesamt ein poröser hochfeuerfester Stopfen gebildet, der aus den Teilen 7 und 8 besteht. Es hat sich gezeigt, daß man bei einem 50-t-Konverter und einem Durchmesser der Ausnehmung 2' von 40 mm mit etwa 100 bis 200 cm³ Stopfenmasse auskommt. Statt einer aufgestampften hochfeuerfesten Scheibe 7 kann auch eine dünne Metallscheibe auf dem Schutzrohr 4 benutzt werden. Da letztere beim Aufrichten des Konverters durch die Schmelze zerstört wird, ist die nach Einführung des Meßkopfes in die Mauerwerksausnehmung einzufüllende Menge an Stopfenmasse entsprechend größer zu wählen.

Das Auswechseln des Meßkopfes geschieht in der Weise, daß nach Herausnahme des Thermoelements 3 aus dem Schutzrohr 4 das Eisenrohr S aus der Ausnehmung 2' herausgezogen oder in den Konverter geschlagen und dann mit einem Bohrer die restliche Stopfenmasse 7, 8 aus dem Rohr 2 entfernt wird. Das gelingt selbst nach 10 bis 20 Chargen noch leicht und in kürzester Zeit. Die Ausnehmung 2' ist dann für die Aufnahme eines neuen Meßkopfes bereit. Für den gesamten Wechsel werden nur wenige Minuten benötigt, so daß der Betriebsablauf dadurch nicht gestört wird.

Die gewünschte Porosität des Stopfens kann statt durch einen Zusatz von Gas oder Dampf abgebenden Stoffen als Alternativlösung der erfindungsgemäßen Aufgabe auch dadurch geschaffen werden, daß das hochfeuerfeste Körnungsgemisch nur einen geringen Anteil an Feinem enthält, so daß der Raum zwischen den groben Körnern nicht vollständig von Feinkorn

und Sintermittel ausgefüllt ist. Das Sintermittel wird in diesem Fall in fester Form zugesetzt.

Wie Versuche gezeigt haben, kann die erfindungsgemäß beschaffene Einrichtung bzw. Meßkopfanordnung nicht nur zur Temperaturmessung beim Blasstahlverfahren, sondern auch bei allen anderen Stahlerzeugungsverfahren sowie auch zur kontinuierlichen Messung der Temperatur von in Gießpfannen befindlichen Schmelzen mit Erfolg verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ausgangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen einer Einrichtung zum kontinuierlichen Temperaturmessen von Eisen- und Stahlschmelzen, insbesondere beim Frischen von Roheisen, der ein Thermoelement, das mit einem feuerfesten keramischen Schutzrohr zusammen einen Meßkopf bildet und in die Schmelze eingeführt wird, in einer Ausnehmung des Mauerwerks des Schmelzbehälters festhält, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gemisch eines hochfeuerfesten keramischen Stoffes, insbesondere Magnesit, gebranntem Kalk oder Dolomit, Magnesia, Korund, Kieselsäure, Quarz, mit Wasserglas, Borsäure oder Phosphorsäure als bei der Temperatur des Mauerwerks schmelzendes Sintermittel und einem bei der Temperatur des Mauerwerks gas- oder dampfabgebenden Zusatzstoff aus einer sich zersetzenden organischen oder anorganischen Verbindung, Kalkstein, Soda, Cellulose, Zucker, Holzspänen oder gekörnten Kunststoffmassen, besteht.

2. Ausgangsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gemisch etwa gleicher Anteile der Körnung < 0,06 mm und der Körnung 0,12 bis 0,25 mm des hochfeuerfesten Stoffes besteht, dem Ve bis V2, vorzugsweise ¹A bis ¹A seines Volumens eines 50- bis 7O°/oigen wäßrigen Lösung von Wasserglas, Phosphorsäure oder Borsäure zugesetzt ist.

3. Ausgangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen einer Einrichtung zum kontinuierlichen Temperaturmessen von Eisen- und Stahlschmelzen, insbesondere beim Frischen von Roheisen, der ein Thermoelement, das mit einem feuerfesten keramischen Schutzrohr zusammen einen Meßkopf bildet und in die Schmelze eingeführt wird, in einer Ausnehmung des Mauerwerks des Schmelzbehälters festhält, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gemisch eines hochfeuerfesten keramischen Stoffes, insbesondere Magnesit, gebranntem Kalk oder Dolomit, Magnesia, Korund, Kieselsäure, Quarz, mit Wasserglas, Borsäure oder Phosphorsäure als bei der Temperatur des Mauerwerks schmelzendes Sintermittel besteht, wobei der Anteil des hochfeuerfesten Stoffes an Feinteilen so gering ist, daß der Raum zwischen den groben Körnern nicht vollständig von Feinteilen und Sintermittel ausgefüllt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen