DE1458882B2 - Verfahren und vorrichtung zum ueberwachen und steuern in frischprozessen in konvertern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Überwachen und Steuern von Frischprozessen in Konvertern. Bei einigen bekannten derartigen Verfahren überwacht und regelt man den Frischvorgang auf Grund von Änderungen der Konverterflamme, welche meßtechnisch erfaßt werden und Rückschlüsse auf den Ablauf des Frischprozesses zu ziehen gestatten. So können beispielsweise mit Hilfe'eines Gesamtstrahlungspyrometers die Intensitäten der Flamme gemessen und daraus Rückschlüsse auf den ablaufenden Prozeß gezogen werden. Bei einer unruhigen Flamme und bedingt durch unvermeidbaren Auswurf treten aber erhebliche Schwankungen des Galvanometers auf und verfälschen dadurch das Ergebnis.

Durch eine Untersuchung des Spektrums der Konverterflamme, bei der zwei charakteristische ausgeblendete Spektralbereiche miteinander verglichen werden, lassen sich gewisse Schwierigkeiten der optischen Methode vermeiden. Eine derartige Vergleichsmessung ist aber meßtechnisch wesentlich schlechter durchführbar. Auch ist es bei der spektralen Auswertung schwierig, die Änderungen in den kontinuierlichen Strahlungen ungestört von Linien- und Bandenspektren und ungestört von gröberen Rauchteilchen, die die Flamme von außen umgeben, zu erfassen.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, mit Hilfe eines sogenannten Opazimeters die Lichtdurchlässigkeit der Flamme als Maßstab für den Ablauf des metallurgischen Prozesses heranzuziehen. Da die Lichtdurchlässigkeit aber unmittelbar mit der Bildung des Konverterrauches zusammenhängt, führt beispielsweise die Änderung der Sauerstoffanreicherung beim bodenblasenden Konverterprozeß zu erheblichen Schwierigkeiten, da hierdurch der Kurvenverlauf gestört wird und eine einwandfreie Beurteilung unmöglich gemacht wird. Ebenso störend wirkt auch eine Änderung der Rauchgasmenge; sie bringt eine Störung im Kurvenverlauf mit sich und täuscht falsche Ergebnisse vor.

Alle vorgenannten Verfahren haben den Nachteil, daß sie von sehr vielen äußeren Einflüssen, beispielsweise Sauerstoffgehalt der Frischgase, Badtemperatür, Auswurf od. dgl. gestört werden können, was dann zu falschen Schlußfolgerungen hinsichtlich des Verfahrensablaufes führt. Sie lassen darüber hinaus keine oder nur ungenügende Aussagen über die Höhe der Badtemperatur zu und machen somit eine Korrektur während des Frischens unmöglich. Durch ihre komplizierte und aufwendige Versuchseinrichtung haben sie bisher kaum Eingang in den Stahlwerken gefunden.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile der oben geschilderten Verfahren. Ihr liegt die neue Erkenntnis zugrunde, daß jede Phase des Verfahrensablaufes mit Badbewegungen verbunden ist, die eine ziemlich eindeutige Aussage über den Ablauf des Frischprozesses liefern.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Badbewegung, welche auf das Frischgefäß übertragen wird, mit einem am Frischgefäß angebrachten Schwingungsempfänger erfaßt, die Schwingungen gemessen bzw. registriert und als Meß- bzw. Steuerungsgröße für den Frischvorgang verwendet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung wird der Schwingungsempfänger an oder in einem Drehzapfen des Konverters fest aufmontiert, wobei der Schwingungsempfänger auf einen Schreiber arbeitet. der den Frequenzgang des schwingenden Objektes als Kurvenzug registriert.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die konstruktive Ausgestaltung des Schwingungsempfängers zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Wirkungsweise wird im nachfolgenden beschrieben.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine Ausführung der Erfindung;

F i g. 2 veranschaulicht ein Diagramm, welches mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgenommen worden ist.

Gemäß einer in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung besteht der Schwingungsempfänger aus einem 2poligen Permanentmagneten 1, auf dem zwei Spulen mit gleicher Impedanz gleichsinnig aufgewickelt sind. Über den Polen des Magneten ist ein dünner Stahlblechstreifen aus hochwertigem Federstahl in einem Abstand von etwa 0,3 mm angeordnet. Der Stahlblechstreifen wird durch die mechanischen Schwingungen erregt und ändert dadurch den Fluß des Magneten. Hierbei wird in den Spulen eine Spannung induziert, die Sinusform aufweist. Da die Amplitude der Spannung sehr gering ist, wird sie einem transistorisierten Vorverstärker 2 mit linearem Frequenzgang zugeführt. Um induktive und kapazitive Einstreuungen zu unterdrücken, werden sämtliche Meßleitungen abgeschirmt und außerdem durch eine Fiiteranordnung, einem Bandpaß, bestehend aus einem T-Glied mit einer Bandbreite von 9,775 kHz (/« = 225 Hz; fo = kHz), ausgefiltert. Eine beson-

dere Kompensationsschaltung gestattet die Unterdrückung der Störfrequenz von 50 Hz. Der Bandpaß ist das Eingangsglied eines Begrenzungsverstärkers 3, der die ausgefilterte Spannung nochmals verstärkt und in eine Rechteckspannung umformt. In einer Gleichrichterschaltung wird die Rechteckspannung gleichgerichtet und nachfolgend einem Kompensationsschreiber 5 zugeführt. Der Kompensationsschreiber ist in Frequenzen geeicht. Auf dem Zeigerschlitten des Schreibers sind verstellbare Kontaktsätze angebracht, die eine Signalisierung der einzelnen Phasen des Konverterprozesses gestatten. Zur Kontrolle der Rechteckimpulse auf Flankensteilheit und Tastverhältnisse wurde ein Oszillograph 4 verwendet. Die gesamte Anlage ist durch einen Trenntrafo 6 galvanisch vom Netz getrennt.

Es kann von Vorteil sein, an Stelle nur eines Schwingungsaufnehmers zwei zu verwenden, von denen der erste die Grundschwingungen der Konverterumgebung aufnimmt, während der andere die Gesamtschwingungen des Gefäßes registriert. Als Maß für die reine Badbewegung, die auf das Frischgefäß übertragen wird, gilt die Differenz der Schwingungen.

Nachstehend soll eine an einem bodenblasenden Konverter aufgenommene Schwingungskurve besprochen werden:

Zu Blasbeginn/i liegen Schwingungen mittlerer Intensität vor, die etwa 2 bis 3 Minuten ziemlich konstant bleiben. Nach der Zündung des Kohlenstoffs C_A steigt die Schwingungskurve an, eine Erzzugabe E während der Entkohlung zeigt kurzzeitig einen plötzlichen Intensitätssprung, der sich kurzzeitig wieder abschwächt. Mit weiter wachsender Entkohlungsgeschwindigkeit steigt auch die Schwingungskurve, sie erreicht ihr Maximum bei der höchsten Entkohlungsgeschwindigkeit. Mit sinkender Entkohlung fällt auch die Intensitätskurve, sie durchläuft ein Minimum zur Zeit des Übergangs Ü, d. h. in dem Augenblick, wenn die Entkohlung beendet ist.

Mit wachsender Entphosphorung steigt die Kurve zunächst wieder leicht an, um bis zur Fortnahme des Reinsauerstoffs O₂ aus dem Blasgemisch auf gleicher Höhe zu bleiben oder auch je nach Badtemperatur leicht abzufallen. Mit der Fortnahme des Sauerstoffs und bei gleichzeitiger Erhöhung der Windmenge tritt abermals eine Intensitätssteigerung auf. Diese schwächt sich mit fortschreitender Frischzeit und steigender Badtemperatur wieder ab und strebt abermals, wie schon nach Beendigung der Entkohlung, einem Tiefwert S zu, der das Ende der Frischzeit kennzeichnet.

Eine Verschiebung der Schwingungskurve zu größeren Ausschlägen, besonders zu Frischbeginn, zur Zeit der beginnenden Entkohlung, kennzeichnet eine schlecht blasende Schmelze im Gegensatz zu einer

ίο gut blasenden. Die Schwingungskurve gibt auf diese Weise unmittelbar ein Maß für die Beurteilung der Verblasbarkeit.

Da die Entkohlung erst nach Überschreitung der sogenannten »Zündtemperatur« in stärkerem Maße auftritt und weiterhin bei stärker ansteigender Temperatur schneller fortschreitet als bei langsamer Temperatursteigerung, geben der Zeitpunkt des Kurvenanstiegs und der Grad ihrer Neigung bereits zu diesem frühen Zeitpunkt ein Maß für die Badtemperatur.

Da die Viskosität des Bades in direkter Beziehung zur Temperatur steht und die Viskosität ihrerseits mitbestimmend für die Schwingungsintensität — besonders nach der Entkohlung — ist, gibt die Höhe des Kurvenverlaufs nach dem Übergang ein Maß für die Badtemperatur. Durch Änderung der Sauerstoffkonzentration oder der Dauer der Sauerstoffzugabe läßt sich die Badtemperatur ohne Schwierigkeiten korrigieren, wodurch die Treffsicherheit hinsichtlich Temperatur und Analyse erheblich verbessert wird.

Ein vorzeitiges Umlegen des Konverters zur Kontrolle von Temperatur und Analyse kann somit vermieden werden.

Es versteht sich von selber, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch auf im Aufblaseverfahren arbeitenden Konverter, z. B. LD- oder LDAC-Konverter angewendet werden kann. Gestattet doch die Erfindung gerade bei den Prozessen, die gleichzeitig mit der Entkohlung beendet werden, ein treffsicheres Abfangen von harten Schmelzen. Eine besondere Bedeutung hat die Erfindung für alle diejenigen Konverterprozesse, bei denen durch Kamine und Abfanghauben eine unmittelbare Beobachtung der Konverterflammen nicht mehr möglich ist. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche Schwingungskurve gestattet unter gleichbleibenden Verhältnissen eine exakte Reproduzierung der Chargenführung und stellt ein wichtiges Hilfsmittel für die. Automatisierung dar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Überwachen und Steuern von Frischprozessen in Konvertern, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Frischgefäß übertragene Badbewegung mit einem am Frischgefäß angebrachten Schwingungsempfänger erfaßt, die Schwingungen gemessen bzw. registriert und als Meß- bzw. Steuerungsgröße für den Frischvorgang verwendet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsempfänger an oder in einem Drehzapfen des Konverters fest aufmontiert ist und der Schwingungsempfänger auf einen Kompensationsschreiber (5) arbeitet, der den Frequenzgang des schwingenden Bades als Kurvenzug registriert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsempfänger aus einem zweipoligen Permanentmagneten (1) besteht, auf dem zwei Spulen mit gleicher Impedanz gleichsinnig aufgewickelt sind, wobei über den Polen des Magneten ein dünner Stahlblechstreifen aus hochwertigem Federstahl in einem Abstand von etwa 0,3 mm angeordnet ist.