DE1433579A1 - Process and device for continuous temperature measurement of iron and steel melts, especially in the blow steel process - Google Patents
Process and device for continuous temperature measurement of iron and steel melts, especially in the blow steel processInfo
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Max-Planek-Institut für Eisenforschung, Düsseldorf,Max Planek Institute for Iron Research, Düsseldorf,
Max-Planck-Straße 1Max-Planck-Strasse 1
Phoenix-Rheinrohr Aktiengesellschaft Vereinigte Hütten- und Röhrenwerke, Düsseldorf, August-Thyssen-Straße 1Phoenix-Rheinrohr Aktiengesellschaft United Hütten- and tube works, Düsseldorf, August-Thyssen-Strasse 1
"Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Temperaturmessung von Eisen- und Stahlschmelzen, insbesondere beim"Process and device for continuous temperature measurement of iron and steel melts, especially in
Zusatz zur Patentanmeldung P H 08 873·4 (M 50 574 VIa/18b)Addition to patent application P H 08 873 4 (M 50 574 VIa / 18b)
Gegenstand der Patentanmeldung P 14 08 873.4 ist eine Einrichtung zur kontinuierlichen Temperaturmessung von Eisen- und Stahlschmelzen, insbesondere von zu frischendem Roheisen, wobei ein aus einem feuerfesten, keramischen Schutzrohr und einem darin untergebrachten Thermoelement bestehender Meßkopf durch ein im Mauerwerk des Schmelzbehälters eingebautes hochfeuerfestes, keramisches Führungsrohr in den Schmelzbehälter und die Schmelze eingeführt und mit dem Führungsrohr durch eine hochfeuerfeste, keramische Dichtungsmasse verbunden wird, die ein Kitt- und Bindemit-The subject of patent application P 14 08 873.4 is a device for continuous temperature measurement of Iron and steel melts, in particular of pig iron to be refined, one of which is a refractory, ceramic Protective tube and a thermocouple housed in it existing measuring head through a in the masonry of the melting vessel built-in, highly refractory, ceramic guide tube Introduced into the melting container and the melt and with the guide tube through a highly refractory, ceramic Sealing compound is connected, which is a putty and binding agent
Unterlagen (Art 711 Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Änderungsg^. v. 4. 9Documents (Art 711 Paragraph 2 No. I Clause 3 of the amendment of 4 September
809809/0477809809/0477
Schreiben vom lliijili !.£68. an JJTerfahren...und,,M^l^M^S......?:..·...'!.". Blatt Letter dated lliijili!. £ 68. an JJTerfahren ... and ,, M ^ l ^ M ^ S ......?: .. · ... '!. ". Sheet
tel sowie bei der Mauerwerkstemperatur gas- oder dampfabgebende
Stoffe enthält. Das in das Behälter-Mauerwerk eingebaute Führungsrohr, das auch aus mehreren hintereinander
angeordneten Lochsteinen bestehen kann, besitzt dabei einen wesentlich größeren Durchmesser als das Meßkopf-Schutzrohr
bzw. die letzteres tragende Meßlanze. Daher wird hier vor
dem Einführen des Meßkopfes in das Führungsrohr die hochfeuerfeste keramische Dichtungsmasse in Form eines vergleichsweise
dicken Stopfens auf dem Schutzrohr aufgestampft, um den zwischen letzterem und der Innenwandung des Führungsrohres befindlichen Ringraum auszufüllen. Als besonders vorteilhaft
hat es sich dabei erwiesen, wenn die Stopfenmasse aus einem Gemisch etwa gleicher Anteile der Körnung 0,06 mm
und der Körnung 0,12 bis 0,25 mm des hochfeuerfesten Stoffes
beeteht, dem 1/6 bis 1/2, vorzugsweise 1/4- bis 1/3 seines
Volumens einer 50 bis 70#igen wässrigen lösung von Wasserglas,
Phosphorsäure oder Borsäure zugesetzt ist. Nach dem
Einführen des Meßkopfes bzw. der Meßlanze in das im Behälter-Mauerwerk
befindliche Führungsrohr wird der das Meßkopf-Schutzrohr
umhüllende keramische Stopfen mit einer
entsprechend feuerfesten, keramischen Gießmasse hintergoss en.tel as well as substances emitting gases or vapors at the masonry temperature. The guide tube built into the masonry of the container, which can also consist of several perforated bricks arranged one behind the other, has a much larger diameter than the measuring head protective tube or the measuring lance carrying the latter. Hence, here is before
inserting the measuring head into the guide tube, the highly refractory ceramic sealant in the form of a comparatively thick plug is tamped onto the protective tube in order to fill the annular space between the latter and the inner wall of the guide tube. It has proven to be particularly advantageous if the plug compound consists of a mixture of approximately equal proportions of 0.06 mm grain and 0.12 to 0.25 mm grain of the highly refractory substance, 1/6 to 1/2, preferably 1/4 to 1/3 of its volume is added to a 50 to 70 # strength aqueous solution of water glass, phosphoric acid or boric acid. After this
Introducing the measuring head or the measuring lance into the guide tube located in the masonry of the container, the ceramic stopper surrounding the measuring head protective tube is fitted with a
appropriately refractory, ceramic casting compound.
Umfangreiche Untersuchungen haben ergeben, daß
der vorbeschriebene, poröse Stopfen für bodenblasende Konverter ausreichend fest ist, um dem Druck der Eisenschmelze
und deren chemischem Angriff zu widerstehen. Er läßtExtensive research has shown that
the above-described porous plug for bottom-blowing converters is sufficiently strong to withstand the pressure of the iron melt and its chemical attack. He let
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sich auch leicht aus dem Mauerwerk "bzw. dem darin eingebauten Führungsrohr entfernen, ohne letzteres dabei zu beschädigen. Jedoch wird ein solcher Verschlußstopfen den praktischen Anforderungen dann nicht gerecht, wenn der Meßkopf zur Temperaturmessung von Schmelzen in mit reinem Sauerstoff betriebenen Konvertern verwendet werden soll. In solchen Konvertern erhält man nämlich bereits wenige Minuten nach dem Blasbeginn eine sehr heiße Schmelze, die infolge ihrer hohen !Temperatur und Zusammensetzung sehr dünnflüssig und chemisch äußeret aktiv ist. Hinzu kommt, daß bei diesem Blasstahlverfahren häufig ein Zwischenabschlacken angewendet wird, bei dem das Thermoelement bzw. der Meßkopf in der heißen Schmelze verbleibt. In allen dies.en Fällen zeigte es sich, daß Eisen in den porösen Verschlußstopfen eindrang, wodurch das Auswechseln des Meßkopfes bzw. der Meßlanze so erschwert wurde, daß eine betriebsmäßige kontinuierliche Temperaturmessung praktisch nicht durchzuführen war.also easily out of the masonry "or that built into it Remove the guide tube without damaging the latter. However, such a plug becomes practical Requirements do not meet if the measuring head for temperature measurement of melts operated with pure oxygen Converters should be used. In converters like this, you get a few minutes after The beginning of the blowing process is a very hot melt which, due to its high temperature and composition, is very thin and chemically liquid is externally active. In addition, with this blow steel process intermediate deslagging is often used which the thermocouple or the measuring head remains in the hot melt. In all of these cases it was found that iron penetrated the porous stopper, which made it difficult to replace the measuring head or the measuring lance, that an operational continuous temperature measurement was practically impossible to carry out.
Es wurde nun gefunden, daß die vorerwähnten, mit der in der Hauptanmeldung P 14 08 873·4 beschriebenen Temperaturmeßeinrichtung noch verbundenen Schwierigkeiten bei mit reinem Sauerstoff betriebenen Konvertern dann vermieden werden können, wenn erfindungsgemäß auf das in seinem Außendurchmesser nur wenig kleiner als der Innendurchmesser des Führungsrohrs zu haltende Maßkopf-Schutzrohr die hochfeuerfeste, keramische Dichtungsmasse in breiartiger KonsistenzIt has now been found that the aforementioned, with the temperature measuring device described in the main application P 14 08 873 · 4 any difficulties associated with converters operated with pure oxygen are then avoided can be if, according to the invention, only slightly smaller in its outer diameter than the inner diameter of the Guide tube to be held, the measuring head protective tube is the highly refractory, ceramic sealant in a paste-like consistency
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und dünner Schicht aufgebracht wird, die nach dem Einführen des Meßkopf-Schutzrohres in den Schmelzbehälter aufquillt und versintert. Der Dichtungsmasse werden hiernach also geringere Mengen an Wasserglas als im Falle der Hauptanmeldung zugesetzt, wodurch die Masse eine breiartige Konsistenz erhält. Dieser Brei wird vorteilhaft zunächst auf einen saugfähigen Trägerstoff, z.B. einen Verbandmull-Streifen, aufgetragen und letzterer alsdann um das Meßkopf-Schutzrohr in dünner Schicht herumgewickelt. Nach Einführen des Schutzrohres in den heißen Konverter kommt es durch Verdampfen dee Wassers sehr schnell zu einem Aufquellen und Versintern der Dichtungsmasse, wodurch sich ein haltbarer Meßkopf-Verschluß ergibt.and a thin layer is applied, which swells after the insertion of the measuring head protective tube into the melting container and sintered. According to this, the sealing compound contains smaller amounts of water glass than in the case of the main application added, giving the mass a pulpy consistency. This mush will be beneficial initially on an absorbent carrier material, e.g. a strip of gauze, applied and the latter then wrapped around the measuring head protective tube in a thin layer. After insertion of the protective tube in the hot converter, swelling and swelling occurs very quickly due to the evaporation of the water Sintering the sealant, making it a more durable Measuring head closure results.
Durch Zusätze von Graphit oder Elektrodenkohle bis zu 5 $ oder einer anderen kohlenstoffhaltigen Substanz, wie Hartteer oder Hartasphalt, bis zu 15 $ zum keramischen Dichtungsmassebrei kann das Auswechseln des Meßkopfes bzw. der Meßlanze noch erleichtert werden. Auch Zusätze an geeigneten Kunstharzen können dafür verwendet werden. Ausgedehnte Versuche in einem LDAC-Konverter haben den Beweis erbracht, daß die vorbeschriebene Verfahrensweise eine einwandfreie betriebsmäßige kontinuierliche Temperaturmessung bei mit reinem Sauerstoff betriebenen Konvertern ermöglicht.By adding graphite or electrode carbon up to 5 $ or another carbon-containing substance such as hard tar or hard asphalt up to 15 $ to the ceramic sealing compound, the replacement of the measuring head or the measuring lance can be made even easier. Additions of suitable synthetic resins can also be used for this purpose. Extensive tests in an LDAC converter have shown that the procedure described above enables perfect operational continuous temperature measurement in converters operated with pure oxygen.
Das Meßkopf-Schutzrohr ist mit seinem rückwärtigen Teil vorteilhaft in das aufgeweitete Ende eines dieThe measuring head protective tube is with its rear Part beneficial in the flared end of a die
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Thermoelementzuleitungen umschließenden, die Meßlanze "bildenden
Eisenrohres eingesetzt, dessen aufgeweitetes Ende
dem Innendurchmesser des führungsrohres entspricht und die
auf den vorderen Teil des Schutzrohres aufgetragene Dichtungsmasse beim Einführen des Meßkopfes in die Führungsbohrung
rüokseitig abstützt.Thermocouple supply lines enclosing the measuring lance "forming iron pipe is used, the flared end of which
corresponds to the inner diameter of the guide tube and the sealing compound applied to the front part of the protective tube is supported on the back side when the measuring head is inserted into the guide bore.
Als in das Mauerwerk des Schmelzbehälters einzubauendes keramisches Führungsrohr dient vorteilhaft ein hochgebrannter
Lochstein aus einer geeigneten basischen Masse, wie z.B. Magnesit oder Dolomit, dessen äußere Abmessungen
denen der für die Zustellung des Konverters verwendeten
Steine entsprechen· Bei großer Wandstärke des Schmelzbehälter-Mauerwerks
kann das Führungsrohr auch aus mehreren solcher Loohsteine bestehen, die nach Art einer Nut-Federverbindung
zusammengesetzt werden. Das Führungsrohr ist von
einem Eisenrohr umgeben, das außen am Konvertermantel über entsprechende Flanschanschlüsse befestigt ist.The ceramic guide tube to be built into the masonry of the melting vessel is advantageously a highly burned perforated brick made of a suitable basic compound, such as magnesite or dolomite, the external dimensions of which
those used to deliver the converter
Bricks correspond · If the wall thickness of the melting vessel masonry is large, the guide tube can also consist of several such Looh bricks, which are put together in the manner of a tongue and groove connection. The guide tube is from
surrounded by an iron pipe, which is attached to the outside of the converter shell via corresponding flange connections.
Es sei hier erwähnt, daß vorbekannte Einrichtungen zur Strahlungstemperaturmessung von Stahlbädern in blasenden
Konvertern allein schon deswegen nicht mit dem Erfindungsgegenstand
zu vergleichen aind, weil bei ersteren die Badtemperatur nicht unmittelbar, sondern nur mittelbar,
nämlioh durch ein außerhalb des Schmelzbehälters befindliches Temperatur-Strahlungsmeßgerät gemessen wird. Das Behälter-Mauerwerk
wird dabei lediglich von einem Strahlen-It should be mentioned here that previously known devices for measuring the radiation temperature of steel baths in blowing converters are not to be compared with the subject matter of the invention for the simple reason that in the former the bath temperature is not directly but only indirectly,
namely is measured by a temperature radiation measuring device located outside the melting container. The container masonry is only covered by a radiation
809809/0477809809/0477
ς,ς,
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kanal durchsetzt, der durch einen auf das Behälterinnere gerichteten luftstrom freigehalten wird. Es versteht sich, daß mit einer derartigen Einrichtung die Schmelzbadtemperatur angesichts der rauhen Konverter-Meßbedingungen, z.B. im Hinblick auf die dabei vorhandene Rauchentwicklung, nicht einwandfrei gemessen werden kann, im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand, der eine exakte temperaturmessung ermöglicht, wie sie sich für eine ordnungsgemäße Überwachung des Ablaufs der sich im Konverter abspielenden metallurgischen Vorgänge für unerläßlich erwiesen hat.Passed through a channel, which is kept free by an air flow directed towards the inside of the container. It goes without saying that with such a device the melt bath temperature In view of the harsh converter measurement conditions, e.g. with regard to the smoke development that occurs during this process, not can be measured properly, in contrast to the subject of the invention, which enables an exact temperature measurement, how to properly monitor the process of the metallurgical process taking place in the converter Has proven to be indispensable.
Ein Ausführungsbeispiel der neuen Temperaturmeßeinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigtAn embodiment of the new temperature measuring device is shown in the drawing. It shows
. 1 den Temperaturmeßkopf in axialem Schnitt und . 1 the temperature measuring head in axial section and
3?ig> 2 den Einbau des Meßkopfes in die Konverterwandung, gleichfalls in Schnittdarstellung. 3? Ig> 2 the installation of the measuring head in the converter wall, also in a sectional view.
Der in Figo 1 abgebildete Temperaturmeßkopf besteht im wesentlichen aus dem keramischen Schutzrohr 1, in dessen Bohrung 2 das nicht dargestellte Thermoelement mit seinen Stromzuleitungen untergebracht wird.. Auf dem vorderen Teil des etwa 12 cm langen Schutzrohres ist die hoohfeuerfeste, keramische Dichtungsmasse 3 in dünner Schicht aufgetragen. Die Dichtungsmasse wird vorteilhaft auf einen Streifen aus Verbandmull gestrichen, der dann um das Schutz rohr 1 herumgewickelt wird. Mit seinem rückwärtigen Teil 1·The temperature measuring head shown in Figo 1 consists essentially of the ceramic protective tube 1, in whose bore 2 the thermocouple, not shown, is housed with its power supply lines .. On the front Part of the approximately 12 cm long protective tube is the fire-resistant, ceramic sealant 3 in a thin layer applied. The sealant is beneficial to one Strip of gauze bandage, which is then wrapped around the protective tube 1. With its rear part 1
809809/04 7 7809809/04 7 7
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ist das Schutzrohr in das aufgeweitete Ende 41 eines die Thermoelementzuleitungen umschließenden Eisenrohres 4 eingesetzt* Mit Hilfe dieses als Meßlanze dienenden Eisenrohres kann der Temperaturmeßkopf in die vergleichsweise enge Bohrung 5 des in das Konverterfutter 6 eingebauten keramischen Führungsrohres 7 so weit eingeführt werden, daß das vordere Ende 1'· des Schutzrohres 1 in das Konverterinnere bzw. in die hier befindliche Eisenschmelze hineinragt. Das aufgeweitete Ende 41 des Eisenrohres bzw. der Meßlanze 4 entspricht dem Innendurchmesser"des Führungsrohres 7 und stützt die auf den vorderen Teil des Schutzrohres 1 aufgetragene Dichtungsmasse 3 beim Einführen des Meßkopfes in die Führungsbohrung 5 rückseitig ab.the protective tube is inserted into the widened end 4 1 of an iron tube 4 surrounding the thermocouple supply lines The end 1 'of the protective tube 1 protrudes into the interior of the converter or into the molten iron located here. The widened end 4 1 of the iron pipe or the measuring lance 4 corresponds to the inside diameter ″ of the guide tube 7 and supports the sealing compound 3 applied to the front part of the protective tube 1 when the measuring head is inserted into the guide bore 5 from the rear.
Das aus hochgebranntem Magnesit bestehende Führungsrohr 7 iet von einem Stahlrohr 8 ummantelt, das durch eine entsprechende Bohrung 9 im Konvertermantel 10 und einer daran aufgeschweißten Verstärkungsplatte 11 nach außen hindurchgeführt ist. Das Hohr 7 ist hier mit einem Flansch 12 versehen, über den es mit Hilfe der Schrauben 13 an der Yeratärkungsplatte 11 des Konvertermantels befestigt ist.The guide tube 7, which consists of burned-up magnesite, is encased by a steel tube 8, which passes through a corresponding bore 9 in the converter jacket 10 and a reinforcing plate 11 welded thereon to the outside is. The Hohr 7 is here provided with a flange 12, via which it is attached to the Yeratärkungsplatte with the help of the screws 13 11 of the converter jacket is attached.
Die auf dem Meßkopf-Schutzrohr 1 in dünner Schicht aufgetragene Dichtungsmasse 3 besteht aus hochfeuerfesten, keramischen Stoffen bzw. Stoffgemischen, denen neben Wasserglas vorteilhaft kohlenstoffhaltige Substanzen, wie Graphit, gemahlener Hartteer oder Hartasphalt zugesetzt sind. In derThe sealing compound 3 applied in a thin layer to the measuring head protective tube 1 consists of highly refractory, ceramic substances or mixtures of substances, which in addition to water glass advantageously carbon-containing substances such as graphite, ground hard tar or hard asphalt are added. In the
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Konverterhitze kommt es zu einem schnellen Aufblähen dieser Masse, wodurch ein hinreichend dichter und fester Verschluß zwischen dem Schutzrohr 1 und dem Führungsrohr 7 im Konvertermauerwerk gebildet wird· Dennoch aber kann nach Abnutzung des Meßkopf-Schutzrohres 1 letzteres verhältnismäßig leicht durch die Meßlanze 4 ausgestoßen werden, nachdem vorher das Thermoelement mit seinen Zuleitungen aus dem Meßkopf entfernt worden ist. Auf diese Weise ist eine einwandfreie betriebsmäßige Temperaturmessung auch solcher Eisenschmelzen möglich, die, wie in sauerstoffbetriebenen Konvertern, besonders heiß und chemisch aggressiv sind»Converter heat leads to a rapid inflation of this Mass, whereby a sufficiently tight and firm seal between the protective tube 1 and the guide tube 7 in the Converter masonry is formed · However, after the measuring head protective tube 1 is worn down, the latter can be relatively are easily ejected through the measuring lance 4 after the thermocouple with its leads from the Measuring head has been removed. In this way, proper operational temperature measurement is also such Iron melts possible, which, like in oxygen-operated converters, are particularly hot and chemically aggressive »
809809/0477809809/0477
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