DE1921322A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Temperatur von Metallbaedern und Messlanze zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Patentanwalt

Dipl.-Ing. Walter Jackisch 192132

Stuttgart N. Menzelstraß· 40 r A Λ 4 1 0 C

A 31 RS

Vereinigte Österreichische Eisen- 25. April I969 und Stahlwerke Aktiengesellschaft in Linz (Österreich)

Muldenstrasse 5

Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Temperatur von Metallbädern und Meßlanze zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Temperatur von Metallbädern während eines Frischvorganges bzw. während einer Reihe von aufeinanderfolgenden Frischvorgängen in Konvertern, wobei Sauerstoff durch eine Blaslanze aufgeblasen und eine Meßlanze in das Bad eingeführt wird.

Bei der Durchführung von Frischverfahren in Konvertern ist man bemüht, eine kontinuierliche Anzeige des Temperaturverlaufes des Metallbades zu erhalten, da der Temperaturverlauf Kennwerte über den Fortgang des Frisehprozesses vermittelt, die zu einer automatischen Steuerung des Prozesses ausgenutzt werden k&nnen_e Es ist vorgeschlagen worden, Tauchpyroraeter seitlich durch den Tiegelaiantel und das Tiegelraauerwerk in das Bad hineinrage» sin lassen» Bei Dauer&iessuragen haben sieh, jedoch dadiareli Seiiw±eriglseiten. ergeben, <äa.ß sich das Auswechseln <äsr Meßeisariehtuag probleraa^zscii gestaltet_s daß die Meß« oMröSTig beim Chargieren von Schrott beschädigt werden ηηύ dal die Meßergelsaaisse änrefa. den ±m Tiegelsiaiierwerk beeinflußt werden !co2

Es siad auch von oben in das g

Bad einse-fegfcare Tesiperatxjrmei3einriciit?5iigeH bskassntg die ein ein Th.eTmo el erneut enthaltendes Schutsrofcr aus liocähfeiaer-» festem Material aufweisen ₉ welches Schutsrolis? die Spitze einer wassergekühltenj, heb- nnä seökbaz-es Lasisse bildet. Da b@im Eixasetzea der Meßeiii2^aiclituia2g' νοεί ©bom die auf dem Bad sciiwiasnende Schlackenschicht durchstoßen werden muß,

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muß Vorserge getroffen werden, den Teil der Meßeinrichtung, der sich im Schlackenbereich befindet, besonders widerstandsfähig auszubilden, weil die Schlacke wesentlich aggressiver ist als das Metallbad» Zum Schutz des Meßteiles müssen daher widerstandsfähige, hochfeuerfeste Materialien auf keramischer Basis verwendet werden. Auch bei von oben in das schmelzflüssige Bad einsetzbaren Meßlanzen zeigt sich beim Dauerbetrieb die Schwierigkeit, daß die Anzeigegenauigkeit für die Gewinnung von Meßwerten, die zu einer automatischen Steuerung des Prozesses verwendbar wären, nicht ausreicht, wenn die Messung nicht in einem genau definierten Bereich erfolgt* Dies hängt damit zusammen, daß die Temperaturverteilung im schmelzflüssigen Bad während des Frischens ungleichmäßig ist.

Es wurde nun gefunden, daß verläßliche und den jeweiligen Prozeßverlauf charakterisierende Meßwerte nur dlFrm erhalten werden können, wenn die Messung stets inner= halb eines begrenzten und definierten Badbereiclies stattfindet ^ and daß diese Meßwerte umso eher erhalten werden, W-2H31 ϊΊγ-c Differenz zwischen der TemperEtar des zu messenden Moiir.T^bao-s.·' und der Temperatur der MeeeirurielTtaiig bei Beginn der Messung möglichst klein ist«,

Das erfindungsgeraäSe Verfahren bestellt demnach, darin, daß ein konstanter Abstand swisehen der- ÄeSise dar Blaslanze und dem Meßpunkt der Meßlanze eissgalialten \-s±Tä_D der im Bereich, zwischen 1/3 cies Abstandes dez* Blaslansesi'= achse vom feuerfesten Hauerwss··: iiiTi einem l?unlzt_s der mim== des'tens 200 mm vom feuerfsgtsa Mauerwerij entfernt ±st₉ liegtf daß der Meßpunkt übt Msßlanss wä&rend das MeßvoE¹« ganges auf eine konstante Tiefs von njizidsstens 200 mm w&fc&i? der vor Blasbegiiui gernessenau Mstallbadaberfläohe eing®= stellt wird iiiad-daiJ im Fall '/©21 for-tgesetstei^ Hesssmgea isa s,\xfsinanderfcI?enden (.'!-ι-λΤ·:?-3ζι cisr MeßtelJ. d3x" MsSlaiize xiälhi=> rend der Meßpsussn, aaf 9iasr T-^Epai^sifei' ^©ei B3£tmd3®ST5e2ss etwa ^00⁰C ^rc^ ilt.sri wird. Bie ΞΙ;ϋί2&1^;. -.q des " ■ - ywJa^i ?ii der Blaslanseaaclise ma*, ien ;jt 'J di^ konstante Eiiilialtuag eiimer ΐθο·ΰ;ΐΕΑ-ΰ©εΐ. Meß tiefe /1 ".lira sicher, daß die Heßt-jerse iüR'siSE¹ aüas dem gleiciaeia Bad "bereich ge&oit wer Jen, ohne aag sie dii^csti

von einem zu nahe liegenden Brennfleck nach oben oder durch einen zu geringen Abstand von der feuerfesten Auskleidung nach unter verfälscht werden. Das zusätzliche Merkmal, daß während Meßpausen der Meßteil der Lanze warm gehalten wird, vermeidet die bisherige Anzeigeträgheit bei Beginn des Prozesses und schafft die Voraussetzung, daß die Messungen schon unmittelbar nach Einsetzen der Meßlanze einwandfrei sind.

Nach einer bevorzugten Ausftihrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Einstellung des Meßpunktes der Meßlanze auf eine konstante Tiefe unter der vor Blasbeginn gemessenen Metallbadoberfläche in Abhängigkeit von einem durch die Meßlanze bei Berührung mit der Metallbadoberfläche ausgelösten Schluß eines elektrischen Stromkreises· Die Meßniveaueinstellung erfolgt also auf diese Weise völlig automatisch und ist unabhängig von Schätzungen bzw. manuellen Fehlern des Bedienungspersonals. Das Warmhalten der Meßeinrichtung erfolgt vorzugsweise derart, daß der Meßteil der Meßlanze während der Meßpausen in einen außerhalb des Konverters angeordneten, gegen die Atmosphäre abschließbaren, zweckmäßig mit Inertgas gefüllten Heizraum mit einer Temperatur von mindestens 1000 C eingefahren wird.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch die Ausbildung der Meßlanze von Bedeutung, insbesondere die Ausbildung des von oben in das zu messende Bad einführbaren Meßteiles der Lanze. Dieser Meßteil muß so beschaffen sein, daß die Verbindung der Thermoelementschenkel mit der nach außen führenden Ausgleichsleitung weder mechanisch noch thermisch, belastet wird, denn nur dann ist die Meßlanze für kontinuierliche, über die Chargengesamtdauer reichende Messungen geeignet.

Die bisher bekannten Meßlanzen mit einem ein metallisches oder metallkeramisches Schutzrohr aufweisenden Meßteil, in welches Schutzrohr ein ein Thermoelement enthaltendes Kapillarrohr eingesetzt war, wobei die Thermoelementschenkel über eine Steckerverbindung mit der Ausgleichsleitung verbunden waren, waren für kontinuierliche

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Meesungen nicht brauchbar, weil die Steckerverbindung ungeschützt war und einer Längendehnung nicht nachgeben konnte.

Bei der erfindungsgemäßen Meßlanze wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Thermoelementschenkel an die Buchse eines Koayialsteckers angeschlossen sind, wobei das Kapillarrohr und die Buchse durch eine Hülse aus elektrischem Isoliermaterial zu einem integral zusammenhängenden und auswechselbaren Bauteil verbunden sind«

Zweckmäßig sind das Kapillarrohr und die Buchse durch ein Gießharz verbunden.

Vorzugsweise weist die Hülse einen Führungsflansch auf, dessen Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser der Innenwand des Schutzrohres ist, so daß der auswechselbare Bauteil axialen Bewegungen folgen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren und eine Meßlanze zu seiner Durchführung werden in Verbindung mit der angeschlossenen Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Gesamtanordnung; in Fig. 2 ist ein Schnitt durch den Meßteil der Meßlanze dargestellt.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Konverter bezeichnet, in dem sich ein Metallbad 2, bedeckt von einer Schlackenschicht 3» befindet. Zentral und vertikal über dem Bad ist die heb- und senkbare Blaslanze k angeordnet, aus der Sauerstoff auf das Bad aufgeblasen wird, wobei sich im mittleren Bereich der Badoberfläche ein heißes Reaktionsfeld bildet, von dem die Frischreaktionen ausgehen. Die Blaslanze ist an einer Seilwinde 5 aufgehängt. Das Heben und Senken erfolgt mittels des Seilwindenmotors 6, der die Seilwinde 5 antreibt. Mit 7 ist die Meßlanze zur Messung der Badtemperatur bezeichnet, die ebenso wie die Blaslanze wassergekühlt ist und mit ihrem Meßteil 9 in das Bad eintaucht. Ihr Meßpunkt ist mit 8 bezeichnet. Im Bereich der Schlackenschicht 3 ist der Meßteil durch eine feuerfeste Umhüllung geschützt. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Messung in einem definierten, bestimmten Badbereich erfolgt, der mit m bezeichnet ist. Dieser Bereich liegt im Abstand a von der Badoberfläche, wobei der Abstand a 200 mm beträgt; im Abstand b von der feuerfesten Auskleidung, welcher Abstand ebenfalls 200 mm

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beträgt; und im Abstand e von der Blaslanzenachse 10, welcher Abstand c T/3 des Abstandes r beträgt, wobei r den Abstand zwischen der Blaslanzenachse und der feuerfesten Auskleidung bedeutet. In diesem Bereich m werden alle Messungen vorgenommen, u.zw. an konstanter Stelle in diesem Bereich,

Die automatische Steuerung der Meßlanze auf den gewünschten Meßpunkt erfolgt mittels der in der Zeichnung dargestellten elektrischen Schaltung: Die Meßlanze 7 ist an der vom Seilwindenmotor I3 angetriebenen Seilwinde 11 isoliert, d.h. unter Zwischenschaltung eines Isolators 12 aufgehängt. Der Seilwindenmotor 13 ist an eine Antriebssteuerung 14 angeschlossen, die einerseits mit dem Netz und anderseits mit einer Niederspannungsschalteinrichtung 15 in Verbindung steht. Eine weitere Leitung verbindet die Niederspannungsechalteinrichtung über die Antriebssteuerung mit dem Seilwindenmotor 6.

Die isoliert aufgehängte Meßlanze 7 wirkt bei der Feststellung der Lage der Badoberfläche als Schaltelement # Bei Berührung d©r Meßlanzenspitze mit der Badefcerfläche wird der NlederspanmmgsStromkreis geschlossen und ia öer Niederspa*mungsschalteinrichtung 15 ein Heiais feetätigt, Welshes ssisaäelast über die Antriebssteuerung 14 <äen S©ilw±»<ienm«tftr. ΐ3 vmd die Seilwinde 11 für die Meßt©ppt» Hierauf" tcir-d die Meölaase 7 auToh, eine

c dargestellte_g ^orsragsweise automatisch Xeiairieta^usig t?is die -vergswälili;© Strecke d _c wah&'l, di© Straeka d der Abstand des Meßsunktes uois- Moßlaaso voe des? Metailbadoberfiäeiae -1st* Dieser Abstand d i,3t größei* als SQS mu_e Mit 16 ist ©in Kompensa-

T die TesperattirmesiaiiHgen bezeichnet* ©li3.£@fSuT2ig des Miecler-spanÄtmgs^tr'-'SiÄreisess durch die nzerispitae hmm. ataeh s^ss· ISinsteilOTig ü&® .A-batandes des¹ BJ-aelasase tifcesr- disr Mstallbadeiie^fläeäe benutzt werden, iadsBi ö^ffcfe eisae sbeafalla wl&ht darges-öelltg und vorzugsweise auE-feaaatlseü. betätigbax'e StelieiiÄriefetiTig die Mündung dor BlasISHis-e oberhalb der Badoberfläche smf den vorgewähltes! Abstand e eingestellt wiä'd^

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Nach Beendigung der Messung wird die Meßlanze aus dem Konverter zurückgezogen; daraufhin wird der an einer vertikalen Achse 17 schwenkbar angeordnete Warmhalteofen 18 in die strichlierte Stellung eingeschwenkt, der schwenkbare Deckel 19 ausgeschwenkt und der Meßteil der Meßlanze in den ¥armhalteofen abgesenkt. Während der MeÖpauaen wird der Warmhalteofen durch den Deckel geselllassen. Per Warmhalteofen karm mit einem inerten Gas gefüllt werden.

In Fig.- 2 ist der Meßteil der Heßlanze im ein zelnen dargestellt. Mit 21 ist der wassergekühlte Lansen- kopf bezeichnet, an dem ein Schutzrohr 22 aragasetst ist„ Im Schutzrohr 22 befindet sich ein Gasdiefo.tr©ta· 23 uimd ±n dissent das Kapillarrohr Zk, in dem die Selienfeel eines Thsrjnnalementes eingeschlossen sind. Mit 25 ist die Heiß ;.'-ck'-; j"-1Ie am unteren Ende beajeichn.sto Paa SQh.mtB^oh.z' 22 Ig¹: ι··-'.-,: einem Mantel 26 aus feuerfest©® I-fe-ses Di.-". miis dem Kapillarrohr 2k austrei'saseäi Tiiss ^ :--'-:.■-:' 'ζ :... ?7, 28 sind» wie aus der gelsfesHag e ist;, an ei:-. Buchse-29 eines Ko axial Steckers a Das End-?- cii-s Kapillarrohres 24, die Buelise 2f and die a.uB elektr-i.schein Isoliermaterial, wie Kunststoff*;, hesisfaondis Hülse JG sind durch, ein. Gießfears 31 zu eissoa Isit&gz-al s«° eammenhängenden Teil verbinden« Das Eapilla^EOhs⁰ Bali deK Tiie'Cfnoeleßieiit_f die Hülso tiiid die Bizslisa sisilesa als© ^ijasi elnsig^Ji atisvsAselbs^iOi Eaateli dasO Mi-j 35 Is¹S e±K S^sokeir -^D^eaDi'-iiet ^ eier ;!:.:■ das IEsE^iElisHeih ViP«-i diesem g.ilieii die L&i-.jnuigea 3£ siüse ^ί22 der ZeieiiEiing ist Deiters 3rsic^v-lislt_D dag di© JHSälse ;30 ei-?: es ^" 3.Ji^Ii 33 eufwe;;.--;. iei= an ier l5iiiG2L:7airadl des Β©:^βα I4_f ve^ e:if--.; ^ine F^rfir.·'·:':;:;! des gc-riiu-sorofe-'ss 22 IbIIdIe-S₀

BAD ORIGINAL

Claims (3)

Patentansprüche :

1. Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Temperatur von Metallbädern während eines Frischvorganges bzw. während einer Reihe von aufeinanderfolgenden Frischvorgängen in Konvertern, wobei Sauerstoff durch eine Blaslanze aufgeblasen und eine Meßlanze in das Bad eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein konstanter Abstand zwischen der Achse der Blaslanze und dem Meßpunkt der Meßlanze eingehalten wird, der im Bereich «wischen 1/3 des Abstandes der Blaslanzenachse vom feuerfesten Mauerwerk und einem Punkt, der mindestens 2OO mm vom feuerfesten Mauerwerk entfernt ist, liegt, daß der Meßpunkt der Meßlanze während des Meßvorganges auf eine konstante Tiefe von mindestens 2OO mm unter der vor Blasbeginn gemessenen Metallbadoberfläche eingestellt wird, und daß im Fall von fortgesetzten Messungen in aufeinanderfolgenden Chargen der Meßteil der Meßlanze während der Meßpausen auf einer Temperatur von mindestens etWa 1000°C gehalten wird.

2.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Meßpunktes der Meßlanze auf eine konstante Tiefe unter der vor Blasbeginn gemessenen Metallbadoberfläche in Abhängigkeit von einem durch die Meßlanze bei Berührung mit der Metallbadoberfläche ausgelösten Schluß eines elektrischen Stromkreises erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßteil der Meßlanze während der Meßpausen in einen außerhalb des Konverters angeordneten, gegen die Atmosphäre abschließbaren, zweckmäßig mit Inertgas gefüllten Heizraum mit einer Temperatur von mindestens 1000°C eingefahren wird.

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h_t Meßlanze zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis »3» deren von oben in das zu messende Bad einführbarer Meßteil ein metallisches oder metallkeramisches Schutzrohr aufweist, in welches ein ein Thermoelement enthaltendes Kapillarrohr eingesetzt ist, wobei die Thermoelementschenkel über eine Steckerverbindung mit der Ausgleicheleitung des Thermoelementes verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelementschenkel (27, 28) an die Buchse (29) eines Koaxialsteckers angeschlossen sind, wobei das Kapillarr«hr (2k) und die Buchse (29) durch eine Hülse (30) aus elektrischem Isoliermaterial zu einem integral zusammenhängenden und auswechselbaren Bauteil verbunden sind.

5· Meßlanze nach Anspruch k_t dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (2k) und die Buchse (29) durch ein Gießharz (31) verbunden sind·

6, Meßlanze nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (30) einen Führungsflansch (33) aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser der Innenwand (3*0 des Schutzrohres ist, so daß der auswechselbare Bauteil (24, 29, 30) axialen Bewegungen folgen kann.

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