DE19962632C2

DE19962632C2 - Method of measuring the thickness of a slag in steel making

Info

Publication number: DE19962632C2
Application number: DE19962632A
Authority: DE
Inventors: Jun-Hyung Park; Joon-Sik Kim; Chang-Hun Geum; Sung Bum Lee; Ju-Hyun Sung
Original assignee: Woojin Osk Corp
Current assignee: Woojin Osk Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP2000193377A; DE19962632A1; CN1261657A; KR20000042068A; KR100406371B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Messung der Dicke einer Schlacke insbesondere ein Verfahren zur Messung der Dicke einer Schlacke, die auf geschmolzenem Stahl schwimmt, welcher in einer Gießpfanne bei einem Stahlherstellungsverfahren enthalten ist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The present invention relates generally to a method for measuring thickness a slag in particular a method of measuring the thickness of a slag based on molten steel which floats in a ladle in a steel manufacturing process is, with the features of the preamble of claim 1.

Als Schlacke wird allgemein ein vielkomponentiges Material bezeichnet, daß metallische und nichtmetallische Oxide enthält, die bei der Herstellung von geschmolzenem Stahl in einem Konverter erzeugt werden. Die Schlacke ist eine Mischung aus SiO₂, CaO, FeO, MnO und MgO, welche geschmolzene Materialien von Oxiden, Eisenerz, Lösungsmitteln und feuerfestem Material sind, wobei das geschmolzene Material durch die Oxidation von Silicium, Mangan, Phosphor und Schwefel in dem geschmolzen Stahl erzeugt wird. Die Schlacke wird als Medium zur Entfernung von Verunreinigungen im Stahl verwen det. Geschmolzener Stahl kann durch Zugabe von Hilfsmaterialien wie Löschkalk, Do lomit oder dergleichen in einem Sauerstoffblasverfahren zu dem obengenannten Ziel hergestellt werden, und die Oxide, die bei dem Sauerstoffblasverfahren erzeugt werden, werden gesammelt.A slag is generally a multi-component material that contains metallic and non-metallic oxides that are produced in a converter during the production of molten steel. The slag is a mixture of SiO ₂ , CaO, FeO, MnO and MgO, which are molten materials of oxides, iron ore, solvents and refractory material, the molten material being caused by the oxidation of silicon, manganese, phosphorus and sulfur in the molten steel is produced. The slag is used as a medium to remove impurities in the steel. Molten steel can be produced by adding auxiliary materials such as hydrated lime, Do lomit or the like in an oxygen blowing process to the above object, and the oxides generated in the oxygen blowing process are collected.

Fließt eine große Menge von Schlacke aus dem Konverter in eine Gießpfanne, kann eine Rückphosphorisierung und Rückschwefelung auftreten, wodurch die echte Aus beute von Desoxidationsmittel und legiertem Eisen reduziert wird und Schlacke wird zu einem Hauptfaktor in der Reduzierung der Reinheit des Stahls. Daher ist die Aufberei tung und Steuerung der Gießpfannenschlacke ein wichtiges technisches Element bei der Stahlherstellung. Andererseits sind Informationen über die Menge der Schlacke notwendig, um eine optimale Schlackenzusammensetzung zu erhalten. Dazu sollte die Menge des Zustroms von Konverterschlacke genau gemessen werden und die Mes sung der Dicke der Schlacke in der Gießpfanne ist für die vorangehende Messung er forderlich. A large amount of slag flows from the converter into a ladle backphosphorization and re-sulfurization occur, causing the real out Prey of deoxidizer and alloyed iron is reduced and slag becomes too a major factor in reducing the purity of the steel. Hence the preparation control and control of the ladle slag is an important technical element steelmaking. On the other hand, there is information about the amount of slag necessary to obtain an optimal slag composition. To do this, the Amount of converter slag inflow can be measured accurately and the meas The thickness of the slag in the ladle is for the previous measurement conducive.

Bekannte Verfahren zur Messung der Schlackendicke können in Meßverfahren unterteilt werden, wie Messung mit dem bloßen Auge nach Fig. 1a, Meßverfahren unter Verwen dung eines ausgeglühten Stahldrahtes nach Fig. 1b und Meßverfahren unter Verwen dung eines Lasers oder elektromagnetischer Wellen nach Fig. 1c. Da die bekannten Verfahren allerdings ungenau und unzureichend in ihrer Wiederholbarkeit sind, sind sie in der Praxis nicht gut anwendbar. Bei dem Meßverfahren mit bloßem Auge ist ein erfah rener Beobachter erforderlich und Abweichungen aufgrund verschiedener Beobachter treten auf. Bei dem Meßverfahren mit dem ausgeglühten Stahldraht werden Abwei chungen bei der Messung der Schlackendicke verursacht aufgrund von Eintauchzeit und Eintauchwinkel des ausgeglühten Stahldrahtes in die Schlacke in der Gießpfanne. Bei den Meßverfahren mit Laser oder elektromagnetischen Wellen ergibt sich als Schwierigkeit eine genaue Messung der Dicke der Schlacke, da der Laser und die elekt romagnetischen Wellen diffus an ausgehärteter Schlacke reflektiert werden, die an der Oberfläche der Schlacke auftritt.Known methods for measuring the slag thickness can be divided into measurement methods, such as measurement with the naked eye according to FIG. 1a, measurement method using an annealed steel wire according to FIG. 1b and measurement method using a laser or electromagnetic waves according to FIG. 1c. However, since the known methods are imprecise and inadequate in their repeatability, they cannot be used effectively in practice. In the measurement method with the naked eye, an experienced observer is required and deviations due to different observers occur. In the measuring method with the annealed steel wire, deviations in the measurement of the slag thickness are caused due to the immersion time and immersion angle of the annealed steel wire in the slag in the ladle. In the measurement methods with laser or electromagnetic waves, the difficulty arises of an accurate measurement of the thickness of the slag, since the laser and the electromagnetic waves are reflected diffusely on hardened slag which occurs on the surface of the slag.

Um diesen Nachteil auszuräumen, offenbart das koreanische Patent Nr. 129,056 des gleichen Anmelders, siehe Fig. 2, eine Vorrichtung zur Messung der Dicke der Schla cke. Diese Meßvorrichtung für die Schlackendicke weist eine Antriebseinheit, eine Kraftmeßdose 6, eine Anzeigeeinrichtung und einen Computer auf. Die Antriebseinheit besteht aus einem Motor mit gleichbleibender Geschwindigkeit und einer Zahnstange oder einem Gestell, wobei der Motor ein Ritzel aufweist. Gemäß dieser patentierten Er findung werden Laständerungen in Abhängigkeit von einem Absenken einer Eintauch stange durch die Kraftmeßdose 6 gemessen, während die Eintauchstange 3 in eine Gießpfanne 2 durch Betätigung des Motors mit konstanter Geschwindigkeit abgesenkt wird, wobei die Eintauchstange 3 durch die Schlacke hindurch und in den geschmolze nen Stahl eintritt. Die gemessenen Ergebnisse werden an den Computer übertragen und graphisch dargestellt. Ein Anwender kann die Schlackendicke aus der graphischen Darstellung erhalten.To overcome this disadvantage, Korean Patent No. 129,056 by the same applicant, see Fig. 2, discloses a device for measuring the thickness of the slug. This measuring device for the slag thickness has a drive unit, a load cell 6 , a display device and a computer. The drive unit consists of a motor with constant speed and a rack or frame, the motor having a pinion. According to this patented He invention, load changes are measured depending on a lowering of an immersion rod by the load cell 6 , while the immersion rod 3 is lowered into a ladle 2 by actuating the motor at a constant speed, the immersion rod 3 through the slag and in the molten steel enters. The measured results are transferred to the computer and displayed graphically. A user can get the slag thickness from the graph.

Da allerdings Laständerungen während eines Absenkens der Eintauchstange 3 in die Gießpfanne 2 gemessen werden und die Schlacke im Festzustand durch die Eintauch stange 3 verschoben wird, sind die gemessenen Werte unterschiedlich zu den korrekten Werten. Nach Fig. 3 ist es daher schwierig, die Grenzfläche zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl zu bestimmen. Da in einem solchen Fall das Verfahren, bei dem die Eintauchstange 3 angehoben und abgesenkt wird, solange wiederholt werden sollte, bis eine korrekte Darstellung erhalten wird, wird die Messung recht mühsam.However, since changes in load are measured during a lowering of the immersion rod 3 into the ladle 2 and the slag is displaced by the immersion rod 3 in the solid state, the measured values are different from the correct values. According to FIG. 3, it is therefore difficult to determine the interface between slag and molten steel. In such a case, since the procedure in which the plunger bar 3 is raised and lowered should be repeated until a correct display is obtained, the measurement becomes quite troublesome.

Da weiterhin die Anzahl der Ausgabeimpulse sich wegen des Vorhandenseins von Rau schen in dem Ausgabesignal eines Kodierers 6 ändert, kann die Absenkung der Ein tauchstange 3 nicht genau gemessen werden, wodurch Fehler verursacht werden.Furthermore, since the number of output pulses changes due to the presence of noise in the output signal of an encoder 6 , the lowering of the dipstick 3 cannot be measured accurately, thereby causing errors.

Die vorliegende Erfindung soll die obengenannten Nachteile beim Stand der Technik vermeiden und ihr liegt ausgehend von der KR 129,056 die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung der Schlackendicke bereitzustellen, wobei eine Grenzfläche zwischen der At mosphäre und der Schlacke bei einem Absenken der Eintauchstange und eine Grenz fläche zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl bei einem Anheben der Eintauch stange bestimmt werden, wodurch die Messung der Schlackendicke genau ist unter Vermeidung von Fehlern bei der Erfassung der Grenzfläche zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl aufgrund von fester Schlacke vermieden wird. The present invention aims to address the above drawbacks in the prior art avoid and based on the KR 129.056 the task is based on a process for To provide measurement of the slag thickness, with an interface between the At atmosphere and the slag when lowering the immersion rod and a limit area between slag and molten steel when the immersion is raised rod can be determined, whereby the measurement of the slag thickness is accurate below Avoidance of errors in the detection of the interface between slag and molten steel due to solid slag is avoided.

Gemäß vorliegender Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Messen der Dicke der Schlacke gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.According to the present invention, this object is achieved by a method for measuring the thickness of the Slag dissolved with the Features of claim 1.

Im folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beigefügten Figuren erläutert.In the following, advantageous exemplary embodiments of the invention are described with reference to the Drawing attached figures explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht eines bekannten Meßverfahrens mit bloßem Au ge; Fig. 1a is a perspective view of a known measuring method with bare Au ge;

Fig. 1b ein bekanntes Meßverfahren unter Verwendung eines ausgeglühten Stahl drahtes; Figure 1b shows a known measuring method using an annealed steel wire.

Fig. 1c ein bekanntes Meßverfahren unter Verwendung eines Lasers oder elektro magnetischer Wellen; Figure 1c is a known measuring method using a laser or electromagnetic waves.

Fig. 2 eine weitere bekannte Vorrichtung zur Messung der Schlackendicke;2 shows a further known apparatus for measuring the slag thickness.

Fig. 3 einen Graphen zur Darstellung von Laständerungen in Abhängigkeit von ei nem Absenken einer Eintauchstange gemäß der Vorrichtung nach Fig. 2; FIG. 3 shows a graph to show changes in load as a function of a lowering of an immersion rod according to the device according to FIG. 2;

Fig. 4a eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Messung der Schlackendicke FIG. 4a is a side view of an apparatus for measuring the slag thickness

Fig. 4b einen Schnitt durch eine Meßeinheit im Detail; FIG. 4b shows a section through a measuring unit in detail;

Fig. 5 ein Blockdiagramm zur Darstellung des elektrischen Aufbaus der Vorrichtung zur Messung der Schlackendicke; Figure 5 is a block diagram showing the electrical structure of the apparatus for measuring the slag thickness.

Fig. 6 ein ausgegebenes Wellendiagramm eines Kodierers gemäß vorliegender Er findung; Fig. 6 is an output waveform diagram of an encoder according to the present invention He;

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Darstellung eines Meßverfahrens für die Schlackendi cke gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 is a flowchart showing a measuring method for the Schlackendi blocks according to the present invention;

Fig. 8 einen Graphen zur Darstellung von Laständerungen in Abhängigkeit von zu rückgelegtem Weg der Eintauchstange gemäß vorliegender Erfindung, und Fig. 8 is a graph showing changes in load depending on to rückgelegtem way the immersion rod according to the present invention, and

Fig. 9 einen Graphen zur Darstellung einer Relation zwischen der Dicke der Schla cke und der Menge der vom Konverter ausgegebenen Schlacke gemäß vor liegender Erfindung. Fig. 9 is a graph showing a relation between the thickness of the slag and the amount of slag output from the converter according to the present invention.

Fig. 4a ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Messung der Dicke von Schlacke Fig. 4b ist ein Schnitt zur Darstellung einer Meßeinheit. Fig. 4a is a side view of an apparatus for measuring the thickness of slag . Fig. 4b is a section showing a measuring unit.

Nach Fig. 4a weist die Meßvorrichtung der Schlackendicke eine Antriebseinheit, eine Kraftmeßdose 12, eine Meßeinheit "A" und einen Computer auf. Die Antriebseinheit senkt eine Eintauchstange 3 ab und hebt diese mit jeweils konstanter Geschwindigkeit an. Die Kraftmeßdose 12 ist ein Sen sor zur Messung einer Last. Die Meßeinheit mißt die Laständerungen der Eintauchstan ge in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg der Eintauchstange 3 und der Computer empfängt ein Erfassungssignal von der Meßeinheit.According to FIG. 4, the measuring apparatus of the slag thickness on a drive unit, a load cell 12, a measuring unit "A" and a computer. The drive unit lowers an immersion rod 3 and lifts it at a constant speed. The load cell 12 is a sensor for measuring a load. The measuring unit measures the load changes of the immersion rod depending on the distance traveled by the immersion rod 3 and the computer receives a detection signal from the measuring unit.

Die Antriebseinheit ist aus einem Motor mit konstanter Geschwindigkeit und einer Zahnstange gebildet, wobei letztere mit einem Kodierer 14 versehen ist. Der Motor mit konstanter Geschwindigkeit und die Zahnstange sind dem Inneren der Meßeinheit an geordnet.The drive unit is formed from a constant speed motor and a rack, the latter being provided with an encoder 14 . The motor with constant speed and the rack are arranged on the inside of the measuring unit.

Die Meßeinheit "A" weist ein äußeres Schutzgehäuse 11, eine Kraftmeßdose 12 und einen Kraftmeßdosenwandler 13 auf. Die Kraftmeßdose 12 mißt Änderungen der auf die Eintauchstange 3 ausgeübten Last, während diese in die Gießpfanne abgesenkt und aus dieser angehoben wird. Der Kraftmeßdosenwandler 13 wandelt die erfaßten Last werte in elektrische Signale um und gibt diese Signale aus. Weiterhin ist die Meßeinheit mit einer Zuführleitung 16 für Stickstoff sowie mit einer entsprechenden Abgabeleitung 17 versehen. Um das Innere der Meßeinheit abzukühlen, wird über die Zuführleitung 16 Stickstoff zu und über die Abgabeleitung 17 wieder abgeführt. Als Ergebnis wird eine Fehlfunktion der Meßeinheit aufgrund von Strahlungswärme, die von der Gießpfanne 2 erzeugt wird, vermieden. Dadurch kann eine genaue Messung der Schlackendicke durchgeführt werden.The measuring unit "A" has an outer protective housing 11 , a load cell 12 and a load cell transducer 13 . The load cell 12 measures changes in the load applied to the dipstick 3 as it is lowered into the ladle and raised therefrom. The load cell converter 13 converts the detected load values into electrical signals and outputs these signals. Furthermore, the measuring unit is provided with a supply line 16 for nitrogen and with a corresponding discharge line 17 . In order to cool the inside of the measuring unit, nitrogen is fed in via the feed line 16 and discharged again via the discharge line 17 . As a result, malfunction of the measuring unit due to radiant heat generated from the ladle 2 is avoided. This enables an accurate measurement of the slag thickness to be carried out.

Die Länge der Eintauchstange 3 sollte größer als die Dicke der Schlackenschicht sein. Die Absenkgeschwindigkeit der Eintauchstange 3 sollte innerhalb eines Bereichs sein, in dem die Eintauchstange 3 in dem geschmolzenen Stahl nicht schmilzt. Das Gewicht der Eintauchstange 3 sollte so bestimmt werden, daß ein Wackeln der Eintauchstange 3 durch eine Strömung im geschmolzen Stahl vermieden wird und diese gleichzeitig leicht handhabbar ist. Weiterhin sollte die Form der Eintauchstange 3 vorzugsweise zylind risch sein, so daß ein auf die Oberfläche der Eintauchstange 3 ausgeübter Auftrieb beim Anheben und Absenken der Eintauchstange 3 gleichmäßig ist.The length of the immersion rod 3 should be greater than the thickness of the slag layer. The lowering speed of the immersion bar 3 should be within a range in which the immersion bar 3 does not melt in the molten steel. The weight of the immersion rod 3 should be determined so that wobbling of the immersion rod 3 by a flow in the molten steel is avoided and at the same time it is easy to handle. Furthermore, the shape of the immersion rod 3 should preferably be cylindrical, so that a lift exerted on the surface of the immersion rod 3 when lifting and lowering the immersion rod 3 is uniform.

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm des elektrischen Aufbaus der Meßvorrichtung für die Schlackendicke. Fig. 6 zeigt ein ausgegebenes Wellendiagramm des Kodierers gemäß vorliegender Erfindung. Fig. 5 shows a block diagram of the electrical structure of the measuring device for the slag thickness. Fig. 6 shows an output waveform diagram of the encoder according to the present invention.

Nach Fig. 5 weist die Meßvorrichtung für die Schlackendicke einen Schlackendicken meßschalter 18, einen Motor 15, einen Kodierer 14, einen Zähler 19, eine Kraftmeßdose 12, einen Kraftmeßdosenwandler 13, einen prozessorgesteuerten Computer 40 und eine Anzeigeeinrichtung 30 auf. Der Dickenmeßschalter 16 empfängt ein Startsignal zum Beginn der Messung der Schlackendicke. Der Motor 15 wird zum Absenken und Anheben der Eintauchstange 3 verwendet. Der Kodierer 14 erfaßt die Antriebsge schwindigkeit und die Drehrichtung des Motors 15. Der Zähler 19 zählt Impulssignale und gibt diese aus, die von dem Kodierer 14 in Echtzeit erfaßt werden. Die Kraftmeßdo se 12 erfaßt Laständerungen der Eintauchstange 3. Der Kraftmeßdosenwandler 13 wandelt die erfaßten Lastvariationen in elektrische Signale um. Der prozessorgesteuerte Computer 40 bestimmt die Dicke der Schlacke durch Erzeugen eines Graphen zur Dar stellung der Laständerungen in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg der Eintauch stange 3 und erfaßt die Grenzschicht zwischen Atmosphäre und Schlacke und die Grenzschicht zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl aus diesem Graphen. Die Anzeigeeinrichtung 30 gibt den Graphen zur Darstellung der Laständerungen in Abhän gigkeit von der Bewegung der Eintauchstange 3 auf einem Bildschirm aus und zeigt die Dicke der Schlacke an. Bei der obigen Konstruktion erfaßt der Kodierer 14 die Drehgeschwindigkeit und die Drehrichtung des Motors 15. Erfaßte Resultate werde nach Fig. 6 ausgegeben. Die Ausgabesignale bestehen aus drei Paaren von Signalen. Ein Signal paar A, A' stellt ein Impulssignal gemäß der Drehgeschwindigkeit des Motors 15 dar. Ein Signalpaar B, B' entspricht der Drehrichtung des Motors 15. Ein Signalpaar C, C' ent spricht der Drehrichtung des Motors 15. Treten entsprechende Signale A und A' früher als die B-Phasensignale auf, wird festgestellt, daß der Motor 15 sich in Normalrichtung dreht. Treten andererseits die Signal B und B' früher als die Signale A und A" auf, wird festgestellt, daß sich der Motor 15 in Rückwärtsrichtung dreht.According to FIG. 5, the measuring device for the slag thickness at a slag thickness measuring switch 18, a motor 15, an encoder 14, a counter 19, a load cell 12, a Kraftmeßdosenwandler 13, a processor-controlled computer 40 and a display device 30. The thickness measuring switch 16 receives a start signal at the start of the measurement of the slag thickness. The motor 15 is used to lower and raise the immersion rod 3 . The encoder 14 detects the speed and the direction of rotation of the motor 15 . The counter 19 counts and outputs pulse signals which are detected by the encoder 14 in real time. The Kraftmeßdo se 12 detects changes in load of the immersion rod 3rd The load cell converter 13 converts the detected load variations into electrical signals. The processor-controlled computer 40 determines the thickness of the slag by generating a graph to represent the load changes as a function of the distance traveled by the immersion rod 3 and detects the boundary layer between atmosphere and slag and the boundary layer between slag and molten steel from this graph. The display device 30 outputs the graph for displaying the load changes as a function of the movement of the immersion rod 3 on a screen and displays the thickness of the slag. With the above construction, the encoder 14 detects the rotating speed and the rotating direction of the motor 15 . Recorded results are output according to FIG. 6. The output signals consist of three pairs of signals. A signal pair A, A 'represents a pulse signal according to the rotational speed of the motor 15. A signal pair B, B' corresponds to the direction of rotation of the motor 15 . A pair of signals C, C 'corresponds to the direction of rotation of the motor 15 . If corresponding signals A and A 'appear earlier than the B-phase signals, it is determined that the motor 15 is rotating in the normal direction. On the other hand, if the signals B and B 'appear earlier than the signals A and A ", it is determined that the motor 15 is rotating in the reverse direction.

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren angewendet, bei dem drei Signalpaa re von dem Kodierer 14 durch Zähler 19 eingegeben werden, die Phasendifferenzen zwischen den drei Signalpaaren berechnet werden und die Anzahl der Impulse einge geben wird, wodurch Fehler in dem zurückgelegten Weg der Eintauchstange eliminiert werden, indem Signale als Rauschen betrachtet werden, wenn das verbleibende Sig nalpaar sich nicht ändert, auch wenn Rauschen in einer Phase erzeugt wird und die An zahl der Impulse sich ändert.According to the present invention, a method is applied in which three signal pairs are input from the encoder 14 through counter 19 , the phase differences between the three signal pairs are calculated, and the number of pulses is input, thereby eliminating errors in the travel of the plunger by considering signals as noise if the remaining signal pair does not change, even if noise is generated in one phase and the number of pulses changes.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren wird im folgenden ein Meßverfahren für die Schlackendicke beschrieben.With reference to the accompanying figures, a measuring method for described the slag thickness.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung des Meßverfahrens der Schlackendicke. Fig. 8 ist ein Graph zur Darstellung von Laständerungen in Abhängigkeit eines zurückge legten Wegs der Eintauchstange 3. Fig. 7 is a flowchart showing the measurement method of the slag thickness. Fig. 8 is a graph showing changes in load depending on a traveled distance of the immersion rod 3rd

Gemäß Fig. 7 und 8 wird im folgenden das Meßverfahren für die Schlackendicke be schrieben. Wird ein "EIN"-Signal des Schlackendickenmeßschalters 18 durch einen Be nutzer im Schritt S10 eingegeben, wird der Motor in einer Richtung betätigt, beispiels weise in eine Normalrichtung, um die Eintauchstange 3 im Schritt S12 abzusenken. Zu diesem Zeitpunkt erfaßt der Kodierer 14 eine Betriebsgeschwindigkeit aufgrund der Drehtätigkeit des Motors 15 und Impulssignale gemäß der erfaßten Geschwindigkeit werden einem prozessorgesteuerten Computer 40 nach Zählen durch Zähler 19 einge geben. According to Fig. 7 and 8, the measuring methods for the slag thickness will hereinafter be described. If an "ON" signal of the slag thickness measuring switch 18 is input by a user in step S10, the motor is operated in one direction, for example in a normal direction, to lower the immersion rod 3 in step S12. At this time, the encoder 14 detects an operating speed due to the rotation of the motor 15 and pulse signals according to the detected speed are input to a processor-controlled computer 40 after counting by counter 19 .

Im Schritt S14 erfaßt die Kraftmeßdose 12 Änderungen einer auf die Eintauchstange 3 ausgeübten Last, während diese durch die Tätigkeit des Motors 15 abgesenkt wird. Da bei wird ein erfaßter Lastwert in ein elektrisches Signal umgewandelt und dieses dem prozessorgesteuerten Computer 40 zugeführt. Dieser berechnet dann die zurückgelegte Entfernung der Eintauchstange 3 entsprechend zur Tätigkeit des Motors 15 und gibt einen Graphen, siehe beispielsweise Fig. 8, aus, der für jeden Bewegungszustand die Laständerungen zeigt.In step S14, the load cell 12 detects changes in a load applied to the plunger 3 while it is being lowered by the operation of the motor 15 . Since a detected load value is converted into an electrical signal and this is fed to the processor-controlled computer 40 . The latter then calculates the distance traveled by the immersion rod 3 in accordance with the activity of the motor 15 and outputs a graph, see for example FIG. 8, which shows the load changes for each movement state.

Laständerungen werden mit einem bestimmten Fehlerbereich durch die Kraftmeßdose 12 ermittelt, während sich die Eintauchstange 3 aus ihrer Ausgangsstellung (diese Posi tion wird als 0 mm bezüglich einer Referenzstellung gesetzt) bis zur Grenzfläche zwi schen Atmosphäre und Schlacke bewegt. Nachdem die Eintauchstange 3 die Oberflä che kontaktiert (beispielsweise die Fläche in einer Stellung, in der die Eintauchstange 3 eine Entfernung von 262 mn zurückgelegt hat), die zwischen der Atmosphäre und der Schlacke an ihrem unteren Ende gebildet ist, nimmt der Gewichtswert der Eintauchstan ge 3 in der Schlacke gegenüber dem Gewichtswert der Eintauchstange 3 in der Atmo sphäre aufgrund des durch den Dichteunterschied zwischen Atmosphäre und Schlacke gebildeten Auftriebs beim weiteren Absenken der Eintauchstange 3 ab. Der Gradient des abgesenkten Lastwertes wird gemäß dem Unterschiede der Dichten von Atmosphä re und Schlacke bestimmt.Load changes are determined with a certain error range by the load cell 12 , while the immersion rod 3 moves from its initial position (this position is set as 0 mm with respect to a reference position) to the interface between the atmosphere and slag. After the immersion rod 3, the Oberflä che contacted (for example, the face in a position in which the immersion rod has traveled 3 a distance of 262 mn) that is formed between the atmosphere and the slag at its lower end, increases the weight value of the immersion Stan ge 3 in the slag compared to the weight value of the immersion rod 3 in the atmosphere due to the buoyancy formed by the difference in density between the atmosphere and the slag when the immersion rod 3 is lowered further. The gradient of the reduced load value is determined according to the difference in the densities of atmosphere and slag.

Im Schritt S18 berechnet der Computer 40, der das Verfahren steuert, Lastvariations werte und ermittelt die Grenzfläche zwischen der Atmosphäre und der Schlacke, indem er bestimmt, ob der berechnete Lastvariationswert der Grenzfläche zwischen Atmosphä re und Schlacke entspricht (siehe den Gradienten bei (a) in Fig. 8). Wenn die Eintauch stange 3 die Grenzfläche zwischen Atmosphäre und Schlacke erreicht, kann der Auf trieb B_alg durch die Gleichung 1 dargestellt werden und der echte auf die Eintauchstange 3 ausgeübte Lastwert W₁ kann durch Gleichung 2 dargestellt werden.
In step S18, the computer 40 that controls the method calculates load variation values and determines the interface between the atmosphere and the slag by determining whether the calculated load variation value corresponds to the interface between atmosphere and slag (see the gradients at (a)) in Fig. 8). When the immersion rod 3 reaches the interface between atmosphere and slag, the drive B _{alg can be represented} by equation 1 and the real load value W ₁ exerted on the immersion rod 3 can be represented by equation 2.

B_alg = πr²t₁d_slag, (Gleichung 1)
B _alg = πr ² t ₁ d _slag , (equation 1)

wobei entsprechend B_alg, π, r, t₁ und d_slag einem durch die Schlacke auf die Eintauch stange 3 ausgeübten Auftrieb, dem Verhältnis von Kreisumfang zum Durchmesser eines Kreises, dem Radius der Eintauchstange 3, der Dicke der Schlackenschicht und der Dichte der Schlackenschicht entsprechen.
according to B _alg , π, r, t ₁ and d _slag a buoyancy exerted by the slag on the immersion rod 3 , the ratio of the circumference of the circle to the diameter of a circle, the radius of the immersion rod 3 , the thickness of the slag layer and the density of the slag layer correspond.

W₁ = W - B_slag, (Gleichung 2)
W ₁ = W - B _slag , (equation 2)

wobei W₁, W und B_slag entsprechend die tatsächliche auf die Eintauchstange 3 ausge übte Last, das Gewicht der Eintauchstange 3 und der durch die Schlacke auf die Ein tauchstange 3 ausgeübte Auftrieb sind.where W ₁ , W and B _slag corresponding to the actual load exerted on the immersion rod 3 , the weight of the immersion rod 3 and the buoyancy exerted by the slag on the immersion rod 3 .

Wenn die Grenzfläche zwischen Atmosphäre und Schlacke im Schritt S20 festgestellt ist, gibt der verfahrensteuernde Computer 40 im Schritt S22 das Signal zur Betätigung des Motors 15 aus, so daß dieser die Eintauchstange 3 aus einer Position, in der der zurückgelegte Weg der Eintauchstange 262 mm ist, in eine Position bewegt wird, in der der zurückgelegte Weg der Eintauchstange 3 180 mm größer ist. Dann erfaßt im Schritt S24 der Kodierer 14 ein Pulssignal entsprechend zur Betätigungsgeschwindigkeit des Motors 15 und der Zähler 19 zählt die Impulssignale und gibt ein Signal entsprechend zum zurückgelegten Weg der Eintauchstange 3 an den Computer 40 aus. Im Schritt S26 wird dann festgestellt, ob der zurückgelegte Weg der Eintauchstange 3 vom Zähler 19 gleich 442 mm ist, wobei der zurückgelegte Weg der Eintauchstange 3 von einer Position der Grenzfläche zwischen Atmosphäre und Schlacke gleich 180 mm und die Position der Grenzfläche einem zurückgelegten Weg der Eintauchstange 3 von 262 mm entspricht. Wird die Eintauchstange 3 mehr als 180 mm bewegt, wird der Motor 15 in Rückwärtsrichtung gedreht, wodurch sich die Eintauchstange 3 im Schritt S28 anhebt.If the interface between atmosphere and slag is determined in step S20, the process control computer 40 outputs the signal for actuating the motor 15 in step S22, so that it drives the immersion rod 3 from a position in which the path of the immersion rod is 262 mm , is moved into a position in which the distance traveled by the immersion rod 3 is 180 mm greater. Then, in step S24, the encoder 14 detects a pulse signal corresponding to the operating speed of the motor 15 and the counter 19 counts the pulse signals and outputs a signal corresponding to the distance traveled by the immersion rod 3 to the computer 40 . It is then determined in step S26 whether the distance traveled by the immersion rod 3 from the counter 19 is 442 mm, the distance traveled by the immersion rod 3 from a position of the interface between atmosphere and slag equal to 180 mm and the position of the interface by a distance traveled Immersion rod 3 corresponds to 262 mm. If the immersion rod 3 is moved more than 180 mm, the motor 15 is rotated in the reverse direction, whereby the immersion rod 3 rises in step S28.

Beim Anheben der Eintauchstange 3 erfaßt die Kraftmeßdose 12 Laständerungen, die während des Anhebens der Antauchstange 3 erzeugt werden. Die erfaßten Lastwerte werden dem Steuercomputer 40 mittels des Kraftmeßdosenwandlers 13 eingegeben. Da die Eintauchstange 3 im geschmolzenem Stahl ist, ändern sich die Lastwerte entlang des Gradienten (b) nach Fig. 8 aufgrund des Unterschieds der Dichten zwischen ge schmolzenem Stahl und Schlacke. Der Gradient (b) nach Fig. 8 ist steiler als der Gra dient der Eintauchstange 3 in der Schlackenschicht. Ein Graph zur Darstellung der Laständerungen in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg wird erhalten und der Laständerungsgraph wird mit dem Graphen kombiniert, der die Laständerungen in Abhän gigkeit von dem oben erhaltenen zurückgelegten Weg zeigt.When lifting the immersion rod 3, the load cell 12 detects changes in load that are created during the lifting of Antauchstange. 3 The detected load values are input to the control computer 40 by means of the load cell converter 13 . Since the immersion rod 3 is in the molten steel, the load values change along the gradient (b) of FIG. 8 due to the difference in densities between the molten steel and slag. The gradient (b) according to Fig. 8 is steeper than the Gra serves the immersion rod 3 in the slag layer. A graph showing the load changes depending on the distance traveled is obtained and the load change graph is combined with the graph showing the load changes depending on the distance obtained above.

Wenn die Eintauchstange 3 in den geschmolzenen Stahl eingetaucht wird, kann der Auftrieb B_metal, der auf die Eintauchstange 3 durch den geschmolzenen Stahl ausgeübt wird, durch die Gleichung 3 und die wahre Last W₂, die auf die Eintauchstange 3 aus geübt wird, durch die Gleichung 4 dargestellt werden.
When the immersion rod 3 is immersed in the molten steel, the buoyancy B _metal exerted on the immersion rod 3 by the molten steel can be determined by the equation 3 and the true load W ₂ exerted on the immersion rod 3 by Equation 4 are shown.

B_metal = πr²t₂d_metal (Gleichung 3)
B _metal = πr ² t ₂ d _metal (equation 3)

wobei B_metal, π, r, t₂ und d_metal entsprechend der auf die Eintauchstange 3 durch den ge schmolzenen Stahl ausgeübte Auftrieb, das Verhältnis von Kreisumfang zum Kreis durchmesser, der Radius der Eintauchstange 3, die eingetauchte Tiefe der Eintauch stange 3 und die Dichte des geschmolzenen Stahls sind.
wherein B _metal, π, r, t _2, and d _metal according to the immersion rod 3 exerted by the ge molten steel buoyancy, the ratio of circumference diameter of the circle, the radius of the immersion rod 3, the immersed depth of the immersion rod 3 and the Density of the molten steel.

W₂ = W - B_slag - B_metal (Gleichung 4)
W ₂ = W - B _slag - B _metal (Equation 4)

wobei W₂, W, B_slag und B_metal entsprechend die wahre auf die Eintauchstange 3 ausge übte Last, das Gewicht der Eintauchstange 3, der auf die Eintauchstange 3 durch die Schlackenschicht ausgeübte Austrieb und der auf die Eintauchstange 3 durch den ge schmolzenen Stahl ausgeübte Auftrieb sind.wherein W _2, W, _slag B and B _metal appropriately applied the true out on the immersion rod 3 practiced load the weight of the immersion rod 3 acting on the immersion rod 3 exerted by the slag layer sprouting and to the immersion rod 3 sealed by the ge steel Are buoyant.

Verrauschte Daten werden vernachlässigt, indem diese mit Vergleichsdaten verglichen werden, die einen Bereich von geschmolzenem Stahl in einem Lastgraphen bei Anhe ben der Eintauchstange 3 betreffen. Eine Gerade wird gezeichnet, die den anfänglichen Meßwert der so zuerst gefilterten stabilen Daten mit dem letzten Meßwert der so zuerst gefilterten stabilen Daten verbindet. Weiterhin werden Daten, die einen bestimmten Be reich verlassen, vernachlässigt (2. Filterung), indem Werte dieser Geraden mit den Werten der aktuellen Daten verglichen werden. Die Regressionsgleichung des ge schmolzenem Stahls wird durch das Verfahren der kleinsten Quadrate unter Verwen dung der zweiten gefilterten stabilen Daten verwendet. Folglich erhält man eine genaue Regressionsgleichung des geschmolzenen Stahls, selbst wenn viel Rauschen auftritt, da die Regressionsgleichung des geschmolzen Stahls unter Verwendung der stabilen Daten in einem stabilen Bereich des geschmolzen Stahls erhalten wird.Noisy data are neglected by comparing them with comparison data relating to a range of molten steel in a load graph when the plunger 3 is raised. A straight line is drawn that connects the initial measured value of the stable data filtered in this way with the last measured value of the stable data filtered first. Furthermore, data that leaves a certain area is neglected (2nd filtering) by comparing values of these lines with the values of the current data. The regression equation of the molten steel is used by the least squares method using the second filtered stable data. As a result, an accurate regression equation of the molten steel is obtained even if a lot of noise occurs because the regression equation of the molten steel is obtained using the stable data in a stable area of the molten steel.

Wenn die Eintauchstange 3 die Grenzfläche zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl bei Anheben der Eintauchstange 3 durch Tätigkeit des Motors 15 in Rückwärts richtung erreicht, ist der Gradient der Laständerung an der Grenzfläche zwischen Schla cke und geschmolzenem Stahl geringer als der Gradient der Laständerung im ge schmolzen Stahl berechnet nach Regressionsgleichung. Dies ergibt sich durch die Än derung des auf die Eintauchstange 3 ausgeübten Auftriebs aufgrund des Unterschieds in der spezifischen Dichte zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl.When the immersion rod 3 reaches the interface between slag and molten steel when the immersion rod 3 is raised by the operation of the motor 15 in the reverse direction, the gradient of the load change at the interface between the slag and the molten steel is less than the gradient of the load change in the molten steel calculated according to the regression equation. This is due to the change in buoyancy exerted on the immersion rod 3 due to the difference in specific gravity between slag and molten steel.

Andererseits ist der Grund, warum die Grenzfläche zwischen Schlacke und geschmol zenem Stahl beim Anheben der Eintauchstange 3 bestimmt wird, daß feste Schlacke durch die Eintauchstange 3 beim Absenken von dieser verschoben wird, so daß zu die sem Zeitpunkt eine Änderung der Lastvariation nicht genau erfaßbar ist. Das heißt, die Grenzfläche zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl wird genau durch Erfassen von auf die Eintauchstange 3 ausgeübter Laständerung bestimmt, während die Ein tauchstange 3 sich aus einer Position anhebt, in der die Eintauchstange 3 in den ge schmolzenen Stahl eingetaucht ist. Dies führt dazu, dass keine Fehler in den Lastvaria tionen durch Schlacke im Festzustand induziert werden, während die Eintauchstange 3 angehoben wird.On the other hand, the reason why the interface between slag and molten steel is determined when the immersion rod 3 is raised is that solid slag is displaced by the immersion rod 3 when it is lowered, so that a change in the load variation cannot be detected exactly at this time , That is, the interface between slag and molten steel is accurately determined by detecting pressure applied to the immersion rod 3 load change, while the A plunger rod may lift 3 from a position in which the dip rod is immersed in the ge molten steel. 3 This leads to the fact that no errors in the load variations are induced by slag in the solid state while the immersion rod 3 is raised.

Wenn festgestellt wurde, daß die Grenzfläche zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl im Schritt S34 erfaßt wurde, tritt die Eintauchstange 3 durch die Grenzfläche zwi schen Schlacke und geschmolzenem Stahl hindurch und wird zur Schlackenschicht durch Betätigung des Motors 15 in Rückwärtsrichtung im Schritt S36 angehoben. An schließend, wenn festgestellt wurde, daß die Eintauchstange 3 durch die Grenzfläche zwischen Atmosphäre und Schlacke hindurchgetreten und in ihre Ausgangsstellung aufgrund der Tätigkeit des Motors 15 in Rückwärtsrichtung zurückgekehrt ist, unterbricht der Computer 40 die Tätigkeit des Motors 15 im Schritt S40. Im Schritt S42 wird die Di cke der Schlacke auf der Grundlage des Graphen der Lastvariation berechnet, welche Lastvariation beim Absenken und Anheben des Eintauchstabes 3 erfaßt wurden. Dabei wird die Dicke der Schlacke durch Subtrahieren des zurückgelegten Wegs an der Grenzschicht zwischen Atmosphäre und Schlacke von dem zurückgelegten Weg an der Grenzschicht zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl erhalten, d. h. es ergibt sich 88 mm durch Subtrahieren von 350 mm und 262 mm.When it is determined that the slag-molten steel interface has been detected in step S34, the immersion rod 3 passes through the slag-molten steel interface and is raised to the slag layer by operating the motor 15 in the reverse direction in step S36. Finally, when it is determined that the immersion rod 3 has passed through the atmosphere-slag interface and has returned to its original position due to the operation of the motor 15 in the reverse direction, the computer 40 interrupts the operation of the motor 15 in step S40. In step S42, the thickness of the slag is calculated based on the graph of the load variation, which load variation was detected when the plunger 3 was lowered and raised. The thickness of the slag is obtained by subtracting the distance traveled at the atmosphere-slag interface from the distance traveled at the slag-molten steel interface, ie it is 88 mm by subtracting 350 mm and 262 mm.

Bei der Meßvorrichtung für die Schlackendicke zeigen Kodierer 14 und Kraftmeßdose 12 keine Fehlfunktionen aufgrund von Strahlungswärme erzeugt von Gießpfanne 2, da Stickstoff stetig durch Zuführleitung 16 zugeführt und über Abgabeleitung 17 während der Messung der Schlackendicke abgeführt wird.In the measuring device for the slag thickness, the encoder 14 and the load cell 12 show no malfunctions due to radiant heat generated by the ladle 2 , since nitrogen is fed continuously through the feed line 16 and is discharged via the discharge line 17 during the measurement of the slag thickness.

Fig. 9 zeigt einen Graphen zur Darstellung der Relation zwischen Dicke der Schlacke und Menge der vom Konverter abgegebenen Schlacke. Das Verhältnis zwischen der Schlackendicke und der Menge vom Konverter abgegebenen Schlacke kann durch eine Gleichung erster Ordnung wiedergegeben werden (beispielsweise durch y = 0,81x - 13,83, wobei y und x entsprechend die Menge der vom Konverter abgegebenen Schla cke und die Dicke der Schlacke sind). Diese Gleichung basiert auf den wahren Werten der Schlackendicke, wie sie gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wur den und den gemessenen Werten der vom Konverter abgegebenen Schlacke. Als Er gebnis kann die Menge der vom Konverter abgegebenen Schlacke leicht gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der oben angegebenen Gleichung ersten Grades erhalten werden. Fig. 9 is a graph showing the relation between the thickness of the slag and the amount of the slag discharged from the converter. The ratio between the slag thickness and the amount of slag discharged from the converter can be represented by a first order equation (e.g. y = 0.81x - 13.83, where y and x correspond to the amount of slag discharged from the converter and the thickness of the slag Are slag). This equation is based on the true values of the slag thickness as obtained in accordance with the method according to the invention and the measured values of the slag emitted by the converter. As a result, the amount of slag discharged from the converter can be easily obtained according to the device of the present invention and the first degree equation given above.

Wie vorangehend beschrieben, ergibt sich gemäß vorliegender Erfindung ein Verfahren zur Dickenmessung von Schlacke, wobei eine Grenzfläche zwi schen Atmosphäre und Schlacke beim Absenken einer Eintauchstange und eine Grenzfläche zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl beim Anheben der Ein tauchstange erfaßt werden, wodurch die Messung der Dicke der Schlacke genau ist unter Vermeidung von Fehlern bei der Erfassung der Grenzschicht zwischen Schlacke und geschmolzenem Stahl aufgrund von fester Schlacke.As described above, the present invention results a method for measuring the thickness of slag, an interface between atmosphere and slag when lowering an immersion rod and a Interface between slag and molten steel when lifting the on dip rod can be detected, whereby the measurement of the thickness of the slag is accurate avoiding errors in the detection of the boundary layer between slag and molten steel due to solid slag.

Weiterhin wird gemäß vorliegender Erfindung ein Meßverfah ren für Schlacke bereitgestellt, wobei das Verfahren entsprechend automa tisch ablaufen während des Absenken und Anhebens der Eintauchstange, wodurch die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messung verbessert wird und Sicherheitsprobleme vermieden werden, die bei einer manuellen Tätigkeit und Durchführung auftreten kön nen. Schließlich erlaubt das entsprechende Verfahren eine genaue Messung unter Vermeidung von Rauschen aufgrund einer ho hen Hitze und einer Filterung der Meßdaten in zwei Stufen.Furthermore, a measuring method according to the present invention ren provided for slag, the method accordingly automa table run while lowering and raising the plunger, causing the Accuracy and reliability of the measurement is improved and safety problems avoided, which can occur during a manual activity and implementation NEN. Finally, the corresponding allows Process an accurate measurement while avoiding noise due to a ho hen heat and filtering the measurement data in two stages.

Auch wenn bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt wurden, sind verschiedene Modifikationen, Zusätze und Substitution ohne Verlassen des Schutzumfangs, wie er sich durch die beigefügten Ansprüche ergibt, möglich.Even if preferred embodiments of the present invention are shown are various modifications, additions and substitutions without leaving the scope of protection, as it results from the appended claims.

Claims

1. Measuring method for measuring the thickness of slag with the following steps:

A) lowering an immersion rod ( 3 ) when it is determined that a command to start measuring a slag thickness is entered;
B) detecting a lowering of an immersion rod ( 3 ) and the load variation exerted thereon and outputting the load variation as a function of the distance traveled in the form of a graph;
C) determining an interface between atmosphere and slag;
D) lifting the immersion rod ( 3 ) after reaching a predetermined lowest position,

characterized by the further steps:

A) Detecting the distance traveled when lifting the immersion rod and the load variations exerted on the raised immersion rod, obtained a graph to show the load variation as a function of the distance traveled when lifting and outputting the graph to show the load variation as a function of the distance traveled Combine with the graph after step (B), and
B) Calculate a slag thickness using a position value of the atmosphere-slag interface after step (C) and a position value of a slag-molten steel interface after step (E).