DE1648293A1

DE1648293A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Temperatur von Schmelzen

Info

Publication number: DE1648293A1
Application number: DE19671648293
Authority: DE
Inventors: K Mueller Dipl-Phys Dr Rer N H
Original assignee: SALZGITTER HUETTENWERK AG
Current assignee: SALZGITTER HUETTENWERK AG
Priority date: 1967-05-12
Filing date: 1967-05-12
Publication date: 1971-01-28
Also published as: US3525261A; GB1220832A; FR1563465A; BE714855A; LU56057A1; DE1298303B; NL6806569A; US3594750A; DE1648293B2; DE1648293C3

Description

4 Dösseidorf, den..". 1.1 .....Mal IM?

Dr.-lng. G. Eichenberg . cedKenaw« .16482 Dipl.-Ing. H. Sauerland Patentanwälte

Bank-Konto:

Deutsche Bank AG., Filial« Düsseldorf Posischeck-Kontot Esten 8734 Fernsprecher Nr. 432732

V«rw*nd*n Si· im Schriftverkehr audi unser Ztidisn: /

Salzgitter Hüttenwerk Aktiengesellschaft, Saizgittar-Erütte

"Verfahren -und Vorrichtung zum Massen, dar Temperatur

von Schmelzen"

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren, und eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur von Schmelzen, insbesondere von Eisenschmelzen beim Frischen im Konverter, unter Verwendung eines Wurfkörpars.

Die Temperaturmessung von Konvertersehmelaen mit Hilfe eines Thermoelementes macht eine Unterbrechung des Prischprozesses und ein Kippen des Konverters in eine etwa horizontale Lage erforderlich, da anders eine mit einem Thermoelement ausgestattete Meßlanze nicht in die Schmelze gebracht werden kann. Um die mit dem Kippen und der Unterbrechung des Prischens verbundenen Kosten so gering wie möglich zu halten, begnügt man sich im allgemeinen mit je einer Temperaturmessung vor Beginn und nach Beendigung des Prisohens. Bei zu starker Abweichung von der vorgegebenen Endtemperatur ist entweder tin Sfaohblasen oder ein Haohehargieren von Zuschlagstoffen erforderlich, wofür in Jedem PaI-

009885/0627

copy

BAD ORIGINAL

le der Konverter wieder in sein« Arbeitsstellung zurückgeeohwenkt werden muß.

Wegen der zeitraubenden und kostspieligen Temperaturmeisung mittels lauehlanze hat man. bereits versucht, Thermoelement® in das Konverterfutter fest einzubauen und auf diese Weise eine kontinuierliche temperaturmessung während des gesamten IrIsehrerlaufs au ermöglichen. Wegen der begrenzten Haltbarkeit der bekannten, fhenaoelemente und des beträchtlichen futtenrerschleifies während der Koxrvert err eise hat sich auch dieses MeßverfahreB. bislang in der Praxis nicht durchsetzen können»

Die ebenfalls bekannte optische temperaturmessung mit einem Strahlungspyrometer ergibt keine exakten Temperaturwerte, da die von der Sehmeise ausgehende Strahlung durch die Schlacke oder beim Krischen entstehenden Rauch bzw. Staub beeinträchtigt wird. Für eine exakte temperaturmessung ist daher nur das Thenaoeleaeat geeignet. Um das zeitraubende Kippen und/oder Unterbrechen des Frischvorgangs beim Einbringen des Thermoelementes zu vermeiden, hat man bereits versucht, einen Wurfkörper zu verwenden. Sin aus dem beispielsweise gußeisernen Wurfkörper herausragendes Thermoelement ist dabei mit einer Meßleitung verbunden, über die die Thermo spannung See Elementes zu einem außerhalb des Konverters angeordneten Meßinstrument geleitet wird. Die Schwierigkeiten dieses Meßverfahrens liegen

009885/0627

BAD ORIGINAL

1848293

einmal in seinen hohen Kosten, da $e Messung ein !Oiexmo el eminent und die dazugehörige sehr lange Meßleitung verlorengehen, und zum anderen in der geringen Haltbarkeit der Meßleitung. Da der Aufbau der Thermospannung ©bengo wie das Messen ein zeitabhängiger Vorgang ist und die Haltbarkeit der Meßleitung häufig noch unter der sich daraus ergebenden

Zeitspanne liegt, kommt es im allgemeinen zu keiner exakten !Temperaturmessung· Darüber hinaus unterliegt die Hedleitung gerade beim Blasen des Konverters auch chemischen Einflüssen, die beispielsweise durch ütivitätsändenmg zu. einer Änderung der !Ehermospannung führen können.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, die süvos ©rwShatQa fe@kt® und insbesondere ein Temper aturme B verfahr ta das eine genaue Temperaturbestimmung ohne Unterbrechung ä&B irischens ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen In Abhängigkeit von der Bad- (j temperatur drahtlose Signale abgebenden Wurfkörper in die Schmelze zu "bringen und die jeweils einen Temperaturwert repräsentierenden Signale aufsufengen. Ale Meßsignale kommen beim überschreiten der vorher eingestellten Temperatur im Bad ausgelöste Explosionen in Frage, die mit Hilfe von Körperschallaufnehmern oder Mikrofonen außerhalb des Konverter· empfangen werden« Es können Jedoch auch färb«· oder Ga*- indikatoren oder elekiroaagßetischd, lichtopila@ne oder aku-

00088Β/αβ27

BAD ORIGINAL . '.

stiache Signale benutzt werden, die beim Überschreiten einee oder mehrerer -vorgegebener Temperaturwerte im Wurfkörper ausgelöst und durch übliche Meßgeräte empfangen oder

nachgewiesen werden*

Ia tinfaohrten falle ist der Wurfkörper auf einen einsigen Temperaturwert eingestellt; so daß sein Signal eine Ja-Iein-Aussage darüber gibt, ob die Badtemperatur unterhalb oder oberhalb der betreffenden Temperatur liegt. Befindet sioh die Bad temperatur unterhalb des eingestellten Wertes, so gibt der Wurfkörper kein oder nur ein verzögertes MeSsignal ab, während bei einer Badtemperatur oberhalb des eingestellten Wertes das Wurfkörpersignal sehr schnell ausgelöst wird. In vielen fällen reicht eine derartige Ja-Nein-Aue sage über die Badtemperatur völlig aus; beispielsweise dann, wenn die Schmelze gegen Blasende eine bestimmte Temperatur erreichen soll. Segebenenfalle kann durch Einbringen mehrerer Wurfkörper in bestimmten seitlichen Abständen der Temperaturverlauf über eine ganze Blasphase überwacht werden.

Der Wurfkörper kann jedoch auch auf zwei Temperaturwerte eingestellt sein, so das er beim Überschreiten der betreffenden Temperatur zwei getrennte Signale abgibt. In die tea fall« ergibt sioh aus dem fehlen beider Signale, daß dl· Badteeperatur unterhalb des unteren Wert·« liegt, während der sofortig· Impfang «Ines Signale eine Temperatur im '

009885/0627

BAD ORIGINAL

Bereich zwischen den beiden vor eingestellten Werten anzeigt und sich aus dem Empfang zweier Meßsignale ergibt, daß die Badtemperatur bereits über dem Höchstwert liegt.

Ein für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneter Wurfkörper besitzt vorzugsweise eine Kammer, in der ein oder mehrere Signalgeber angeordnet sind, die über jeweils auf bestimmte Badtemperaturen eingestellte Schmelzkontakte gegen die Schmelze gesichert sind bzw·'ausgelöst werden. g Vorzugsweise befindet sich dabei in der gammer eine Pulveroder Sprengladung, doch können dort auch akustische, lichtoptische oder Parbsignalgeber angeordnet" sein. Das Auslösen des Signals kann auch durch eine Stromquelle erfolgen, wobei dann der Schmelzkontakt die Stromzuführung einschaltet. Zum Auslösen können auch Thermoelemente und Relaissohaltungen verwendet werden, am einfachsten ist jedoch das Einstellen der Temperaturwerte durch Verwendung von Metallegierungen, deren Schmelzpunkte mit den zu ermittelnden Temperaturwerten übereinstimmen. Derartige !Legierungen, beispielswei- ' se auf der Basis Mangan-Schwefel, Zinn-Zirkonium, Blei-Titan, Silizium-Zirkonium, Aluminium-Kobalt, Nickel-Titan, Eisen-Wolfram, die auch drei und mehr Elemente enthalten können, besitzen einen in dem für das Stahlfriechen in Frage kommenden Temperaturbereich von etwa 1500 bis 165O⁰O liegenden Schmelzpunkt, der sehr genau eingestellt werden kann.

Die als Sohmelzkontakt fungierende Metallegierung 008888/062?

BAD ORIGINAL

liegt vorzugsweise in einen aus dem Wurfkörper herausragenden keramischen S©hut»rohr und schließt beim Schmelzen zwei Xontakte eines mit einer im Wurfkörper eingebauten Batterie oder einem aufgeladenen Sondensator in Reihe liegenden Glühdrahtee. Der in eine Pulver- oder Sprengladung hineinragende Glühdraht löst dann die Explosion aus, deren akustisches Signal als Temperaturanzeige empfangen wird. Liegt die Badtemperatur längere Zeit unter dem vorgegebenen Temperaturwert, dann wird die Pulverladung zwar nicht sofort gezündet, doch kommt es mit der Zeit zum Erhitzen und Aufschmelzen des Wurfkörpers und damit zu einer verzögerten Ladungsexplosion« Um die über die Metallegierung ausgelöste Explosion von der durch das Erhitzen des Wurfkörpers und die dadurch bedingte Selbstentzündung der Ladung herrührenden Explosion unterscheiden zu können, muß der die Metallegierung enthaltende Eontaktgeber so ausgebildet sein, daß er sich, sofort auf die Badtemperatur einstellt, während durch die Konstruktion des Wurfkörpers die Ladung so weit gegen das Erreichen ihrer Zündtemperatur isoliert sein muß, daß sich zwischen beiden möglichen Signalen eine Zeltspanne ergibt, die eine meßtechnisch eindeutige Unterscheidung zuläßt«

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten lusführungsbeispielen des näheren erläutert« In der Zeichnung zeigern

flg. 1 eint» Querschnitt durch einen arfindungsgemäßen, auf

009885/0627

- BAD ORIGINAL

einen Temperaturwert eingestellten Wurfkörper und

Pig. 2 einen Kontaktgeber für das Auflösen sweier temperaturabhängiger Signale.

Der erfindungsgemäße Wurfkörper besteht aus einen Stahl- oder Guöeisenmantel 3 mit einer Bohrung b«w. Kammer 4, an deren Boden eine Trockenbatterie 5 angeordnet 1st· Diese kann direkt mit dem Hantel 3 verbunden oder gegen, diesen elektrisch isoliert sein. Im leteten Fall wird Tor 7erwendung des Wurfkörpere der eine BoI, E.B· der Minuspol der Batterie 5, über die eingedrehte Sicherungssohraube 6 alt dem Hantel 3 elektrisch leitend verbunden. Der andere Batteriepol ist über eine Zuleitung mit dem Glühfaden eines in einer Pulverladung 8*liegenden It».itialsü£ders T «bsofalls leitend verbunden, während über die ändert knaleiimg alt der inneren Elektrode 9 des aus dem Wurfkörper aerausragenden Kontaktgebers 10 eine leitende Verbindung besteht«

Der Eontaktgeber 10 besteht aus einem Rohr 11, das beidseitig mit keramischen Stopfen 12, 13 verschlossen ist. Zwischen den Keramikstopfen 12, 13 ist etwa in der Rohrmitte ein den Rohrquersohnitt nicht ganz ausfüllendes und mit einer axialen Bohrung versehenes Distanz β tück 14 angeordnet, das den Innenraum des Rohrs in swel Kammern 15» 16 unterteilt. In der unteren Kammer 16 endet die Innenelektrode 9, in der oberen KtMMr 15 die Außenelektrode 17· Beide Kontaktelektrode Bind blank, wobei dl· Inden vorteilhaf-

009885/0627*

BAD ORIGINAL

terweise ringförmig ausgebildet sind, damit der elektrische Eontakt vom geeohmolsenen Metall in jeder Raumlage des Wurfkörpers gewährleistet ist. Sie bestehen aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt. Die aus dem Eontaktgeber 10 herausragende Außenelektrode 17 wird erst nach dem Einwurf des Wurfkörpers in das Stahlbad durch die einhüllende Schmelze mit dem Hantel 3 bzw. der Sicherungssohraube 6 elektrisch leitend verbunden. Dadurch wird zusammen mit der Anwendung der Sicherungsschraube 6 ein besonders hohes Maß an Handhabungssicherheit des geladenen Wurfkörpers erreicht. Die beiden Blektrodenenden in den Kammern 15» 16 sind in ein körniges» auf eine bestimmte Schmelztemperatur eingestelltes Kontaktnetall 18 eingebettet, dessen Körnung so gewählt ist, dafl die eineeinen Körner unabhängig von der Lage des Wurfkörper β in ihren Kammern gehalten werden und es demzufolge nioht BU einem Kontakt zwischen den Elektroden 9» 17 kommt. Liegt nun die Badtemperatur ausreichend hoch» so schmelzen die Metallkörner 18 und erzeugen über den Ringspalt zwischen Distanzstück 14 und Rohr 11 bzw· die Bohrung einen Kontakt zwischen den beiden blanken Elektroden. Da in dieses falle der Stromkreis geschlo«sen ist» beginnt der Heizfaden im Xnitialsünder 7 «n glühen, wodurch die Pulveroder Sprengladung 8 sur Xxplosion bzw. Detonation gebracht wird.

TJa eine BesehäAigmg des Kontaktgelier* 10 beim '

009885/0627

Transport und/oder Einbringen in die Schmelze zu rermeiden, kann der Wurfkörper mit einer entsprechenden Abdeckhaube oder mit Pratzen versehen sein.

Der in Pig. 2 dargestellte Kontaktgeber 36, der bei einem auf zwei Temperaturwerte eingestellten Wurfkörper Verwendung findet, besteht aus einem einseitig verschlossenen Rohr 19, das durch eine keramische Zwischenwand 20 in zwei Eontakträume 21 und 22 unterteilt und mit einer feuerfesten Isoliermasse 23 verschlossen ist. Die Eontakträume 21, 22 sind durch zwei den Rohrquerschnitt nicht ganz ausfüllende und mit Bohrungen versehene Distanzstücke 24« 25 in Kammern 26, 27 bzw. 28, 29 unterteilt, die mit einem körnigen Eontaktmetall 30, 31 gefüllt sind. Dabei besitzt jedoch das in den Kammern 26, 27 befindliehe Eontaktmetall 30 einen anderen Schmelzpunkt als das Eontaktmetall 31 der Kammern 28, 29· Durch die Isoliermasse 23 ist eine mit dem Wurfkörpermantel verbundene Elektrode 32 geführt, die durch die Kammern 27, 29 isoliert verläuft und in den Kammern 26, 28 blank liegt. Eine zu einem Glühdraht führende Elektrode 33 endet blank in der Kammer 29» während eine mit ihrem blanken Ende in der Kammer 27 endende, zu ein·« zweiten ulühdraht führende Elektrode 34 isoliert dureh die Kaaaern 28, 29 geführt ist.

Schmilzt nun das in den Kammern 26, 27 befindli- ■ ohe Konttktmetall 30, dessen Schmelzpunkt beispielsweise

009385/0627

BAD ORIGINAL

niedriger liegt als der des Kontaktmetalls 31 in den Kammern 28, 29» so werden die Leitungen 32, 34 kurzgeschlossen und daait die entsprechende PulTer- oder Sprengladung gezündet. Liegt die Bad temperatur dagegen über dem Schmelzpunkt des in den Kammern 28, 29 befindlichen Kontaktmetalls 31, dann wird die Elektrode 32 mit den beiden Elektroden 33 t 34 kursgeschlossen, so daß beide Ladungen gezündet werden. Da es jedoch bei dem Kontaktmetall 30 mit dem niedrigeren Schmelzpunkt schneller zu einer Kontaktgabe kommt, liegen die beiden Explosionen zeitlich so weit auseinander, dafl sie ohne weiteres einzeln wahrgenommen werden können. Wenn jedoch der Tall nicht auszuschließen ist» daß die Bad temperatur beträchtlich über den Sehmeispunkten beider Kontaktmetalle liegt, so kann der Wärmezutritt zu dem höher schmelzenden Metall 31 durch ein Schutzrohr 35 rerzögert werden, damit beide Explosionen wieder deutlich su trennen sind. Das Schutzrohr 35 kann aus feuerfestem oder abschmelzendem Metall bestehen.

2 zeigt eine Aueführungsform, bei der, im Gegensatz zur Außenelektrode 17 in Fig. 1, keine Elektrode in die Sehmeise taucht. Ss 1st selbstrerständlieh möglich, den Kontaktgeber nach Jig. 2 so zu gestalten, dafl z.B. die mittlere Hektrode 32 ale Außenelektrode ausgeführt wird und in die Schmelze ragt bsv. seide Elektroden des Kontaktgebers 10 innerhalb des Rohres 11 rerlaufen.

009885/0627

* BAD ORIGINAL

Claims

Salzgitter Hüttenwerk Aktiengesellschaft, ialzgitter-DrütHe ■SSSSBKEl Patentansprüche ι

1. Verfahren nn Messen der Temperatur von Sohmelsen, insbesondere Ton BlsensehmelEen beim Irischen in Konrerter, unter - · Verwendung eines Wurfkörpers, dadurch gekenn- ™ zeichnet, * daß ein tob Wurfkörper naoh dem Einbringen in die Sohmelse in Abhängigkeit von der Badtemperatur abgegebenes drahtloses Signal optisch, akustisch oder elektromagnet isch gemessen wird.

2. Wurfkörper aur Durchführung des Verfangene msmh .iJSBpruoh 1, dadurch geke&SLESieli s- - , , «l^;. »tner Kammer (4) ein oder mehrere Signalgeben (ή^ fe«|.i».ri,ä9t sind, die über jeweils auf bestirnte Badteaperaturen eingestellte Sohaelskontakte (18, 30, 31) ausgelöst werden. '

3. Wurfkörper nach Anspruoh 2, dadurch gekennseiohnet, dai sich in der Kammer (4) eine- Pulrer- oder Sprengladung (8) befindet.

4. Wurfkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dal sieh in der Kamcr ein elektroaagne- . tlsoher, akustischer» lichtoptisoher oder l&i^signalgeber befindet.

009885/0627

• BAD ORIGINAL

5. Wurfkörper nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (8) über einen Schmelzkontakt (18, 30, 31) mit einer Spannungsquelle (5) verbunden ist.

6. Wurfkörper nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kammer (4) eine elektrische Spannungsquelle (5) angeordnet ist, deren einer Pol direkt oder über eine Sieherungsschraube (6) mit dem Mantel (3) und deren anderer Pol über eine leitung mit dem einen Ende eines im Zünder (7) einer Pulver- oder Sprengladung (8) befindlichen Glühdrahtes verbunden ist, während dessen anderes Ende an eine von zwei Elektroden (9* 17) eines Kontaktgebers (10) angeschlossen ist, wobei dessen zweite Elektrode (17) direkt oder über eine den Wurfkörper umgebende elektrisch leitende Schmelze mit dem Mantel (3) verbunden ist.

7. Wurfkörper nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktgeber (10) aus einem einseitig geschlossenen Rohr oder aus einem mit einem keramischen Stopfen (13) mit hindurchtretender Außenelektrode (17) verschlossenen Rohr (11) besteht und die Elektroden (9_f 17) beiderseits eines den Rohrquerschnitt nur teilweise ausfüllenden und/oder eine Bohrung aufweisenden Distanzstückes (14) blank enden und in körniges Kontaktmetall (18) eingebettet sind.

009885/0627

BAD ORIGINAL

8. Wurf körper nach, den Ansprüchen 2 bis 7» dadurch, gekennzeichnet, daß der Kontaktgeber in zwei mit körnigem Kontaktmetall (30, 31) mit unterschiedlichem Schmelzpunkt gefüllte Kontakträume (21, 22) unterteilt ist und in jedem Kontaktraum zwei Elektroden (32, 34 bzw, 32, 33) beiderseits je eines Distanzstückes (24, 25) blank liegen oder enden.

9. Wurfkörper nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkontakt aus einer Zwei- oder Mehrstofflegierung besteht und einen Schmelzpunkt von 1500 bis 1&5·''"'O besitz't.

00988.S/0627

BAD

Leerseite