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"Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen hoher Temperaturen"
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen hoher Temperaturen,
insbesondere von Konverterschmelzen unter Verwendung von Thermoelementen in keramischen
Schutzrohren.
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Die kontinuierliche Temperaturmessung ist bei zahlreichen Schmelzprozessen,
insbesondere jedoch beim Stahlfrischen in bodenblasenden oder nach dem Sauerstoffaufblasverfahren
arbeitenden Konvertern für eine optimale Schmelzenführung von großer Bedeutung.
Dabei soll die jeweilige Schmelzentemperatur mit größtmdglicher Genauigkeit über
den gesamten Schmelzverlauf kontinuierlich und ohne Unterbrechung des Frischprozesses
gemessen werden. Bisher hat man, abgesehen von den völlig unzureichenden Strahlungs.-pyrometern,
für die Temperaturmessung von Konverterschmelzen Tauchlanzen benutzt, die im wesentlichen
aus einem von
einem feuerfesten Schutzrohr umgebenen,Thermoelement
bestehen. Da die Tauchlanze nur von der Konvertermündung her mit der Schmelze in
Berührung gebracht werden kann, bedarf es zu jeder Temperaturmessung einer Unterbrechung
des Frischprozesses und eines Umlesens des Konverters. Dadurch ergeben sich Stillstandzeiten,
die die Wirtschaftlichkeit einer Konverteranlage nicht unerheblich beeinträchtigen.
Der wesentliche Nachteil liegt jedoch darin, daß mit den bekannten Tauchlanzen keine
konti nzlierliche Temperaturmessung durchgeführt werden kann, weil das Messen nur
bei gekipptem Konverter, d.h. bei einer Unterbrechung des Frischverfahrens durchgeführt
werden kann und zum andern die geringe Haltbarkeit der Thermoelementschutzrohre
nur eine, einmalige und kurzfristige Temperaturmessung gestattet.
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Zwar kann. ein Schutzrohr mit dem Thermoelement grundsätzlich auch
durch die Konverterwandung in die Schmelze eingeführt und auf diese Weise die Temperatur
der Schmelze ohne Unterbrechung des Frischens kontinuierlich bestimmt werden, doch
steht dem vor allem die geringe Lebensdauer der bekannten Thermoelementschutzrohre
entgegen. Es sind zwar bereits Versuche angeatellt.worden, di'e Haltbarkeit der
Thermoelementschutzrohre bis auf die für das. Vrieohen einiger Chargen erforderliche
Zeit zu steigern, doch haben diese Versuche bislang noch zu keiner Haltbarkeit über
eine ganze Konverterreise geführt. Es ist also in diesem Falle immer noch ein zeitraubendes
Auswechseln des Schutzrohres nach einigen Chargen erforderlich.
Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, die Nachteile der bekannten
Meßvorrichtungen zu beheben und insbesondere eine Meßvorrichtung zu schaffen, mit
der der Temperaturverlauf nicht nur weniger Chargen,-sondern über eine ganze Konverterreise
gemessen werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in der Weise, daß im Konverterfütter
mehrere einander überlappende Schutzrohre mit je einem'Thermoelement in einer feuerfe-.
sten Masse eingebettet sind und die Rohrkuppen gestaffelt hintereinanderliegen.
Dabei entspricht der jeweilige Rohr-. kuppenabstand vorzugsweise der Lebensdauer
der Schutzrohre und dem Verschleiß der Einbettmasse, so daß bei Ausfall des ersten,
in die Schmelze hineinragenden Thermoelementes der Verschleiß der Einbettmasse so
weit fortgeschritten ist, daß zu diesem-Zeitpunkt bereits das nächstfolgende Thermoelement
in die Schmelze hineinragt.
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Durch einen dem Futterabbrand und der Thermoelementlebensdauer.angepaßten
Rohrkuppenabstand wird sichergestellt, daß'trotz fortschreitenden Verschleißes der
Einbettmasse fizw. des Konverterfutters und trotz fortlaufender Zerstörung der nacheinander
in die Schmelze hineinragenden Ther-@ moelemente stets mindestens ein Thermoelement
funktionsfähig bleibt. Zweckmäßigerweise werden die Thermoelemente in einen Konverterstein
eingebaute so daß sich hinsichtlich der Mon-_ tage keine besonderen Schwierigkei
ten ergeben. Die Anzahl
der, gestaffelt hinter°einanderliegenden
Thermoelemente ist. genau auf die Konverterreise abgestimmt, so daß jeweils nur
bei der Neuzustellung des Konverters ein neuer Satz Thermoelemente in das Konverterfutt:er
eingebaut zu werden brauchto.
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Um eine möglichst genaue Temperaturmessung sicherzustellen
sind vorzugsweise jeweils die drei vorderen Thermoelemente mit je einem Temperaturmeßinstrument
verbunden, so daß selbst beim vorzeitigen Ausfall eines Thermoelementes die Temperaturmessung
mit den beiden verbleibenden Thermaelementen weitergeführt werden kann. Im übrigen
erlaubt das Messen mit mehreren Thermaelementen eine ständige Kontrolle der Temperaturmessung
und sichert vor Fehlmessungen. Aus der Messung mit mehreren Thermoelementen ergibt
sich ständig der Temperaturgradient in der vordersten Futte.r-,schicht, so daß für
den Fall eines vorzeitigen Ausfalls des vordersten, in die Schmelze ragenden Thermoelementes
die Temperatur der Schmelze durch Extrapolation bestimmt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen Fim. 'reine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Meßvorrichtüng und Figo 2 einen Schnitt
durch die in Fig. 1 dargestellte Meßvorrichtung.
Die erfindungsgemäße
Temperaturmeßvorrichtung besteht aus einem beispielsweise-im Konverterfutter eingebetteten
Rohr 3, in dem in wendelförmiger Anordnung mehrere Thermoelementschutzrohre 4 in
einer feuerfesten Einbettmasse 5 liegen. Die Thermoelementschutzrohre überlappen
'sich gegenseitig, wobei der Abstand je zweier Rohrkuppen so eingerichtet ist, daß
trotz der begrenzten Haltbarkeit der Thermoelementschutzrohre 4-und des fortschreitenden
Verschleißes des Konverterfuttexs bzwe des -«R-n-'-h---r--Q - 77l'if@
der
Einbettmasse 5 stets'mindestens ein unbeschädigtes Thermoelementschutzrohr
4 in die Schmelze hineinragt.
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Im Innern der Thermoelementschutzrohre 4 befindet sich je ein@Isolierröhrchen
6 mit zwei Bohrungen, in denen die Thermodrähte 7 liegen, so daß der freie Querschnitt
der Thermoelementschutzrohre 4 stets ausgefüllt ist und bei Zerstörung eines in
die Schmelze ragenden Schutzrohres 4 das flüssige Metall nicht in die Vorrichtung
eindringen kann. Die aus den Isolierröhrchen 6 austretenden Thermodrähte 7 der Thermoelemente
sind mit (nicht eingezeichneten,) Umschalteinheiten und Millivoltmetern verbunden,
die fortlaufend-die gemessenen Temperaturen aufzeichnen.
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Durch die gestaffelte Anordnung der Thermoelemontsehutzrohre
ist trotz begrenzter Haltbarkeit der Schutzrohre und trotz des fortschreitenden
futterversohleifles .die kontinuierliche Temperaturmessung nicht nur über-den.Verlauf
einiger
Chargen, sondern über die gesamte ffonverterreise sichergestellt, ohne daß durch
die Messung der Prischprozeß in irgendeiner Weise beeinträchtigt oder unterbrochen
würden