DE2055071B2

DE2055071B2 - Verfahren zur ueberwachung und steuerung des reaktionsablaufs beim sauerstoffaufblasverfahren und vorrichtung dafuer

Info

Publication number: DE2055071B2
Application number: DE19702055071
Authority: DE
Inventors: Erich Dr.-Ing. 4220 Dinslaken; Kreyß Gerd Dipl.-Ing. 4035 Breitscheid Höffken
Original assignee: August Thyssen-Hütte AG, 4100 Duisburg
Priority date: 1970-11-10
Filing date: 1970-11-10
Publication date: 1972-05-25
Also published as: JPS5038047B1; DE2055071A1; GB1315808A; ES396751A1; NL7115055A; AR196296A1; FR2113893A1; IT944806B; AT321332B; AU3550971A; BE775085A; BR7107511D0; CA952336A; FR2113893B1; AU464386B2; LU64225A1

Description

gerer Arm in einen auf dem inneren Rohr (2) unverschiebbar befestigten Führungsring (7) greift und an dessen kürzerem Arm ein sich in einem induktiven Wegnehmer (8) bewegbarer Tauchanker (8 a) angeordnet ist.

3. Blaslanze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (1) aus Stahl und das innere Rohr (2) aus Kupfer besteht.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung des Reaktionsablaufs beim Sauerstoffaufblasverfahren und Vorrichtung dafür.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden die beim Verfahrensablauf auftretenden Schallwellen gemessen und registriert und zur Überwachung und Regelung des Frischvorganges verwendet. Bei diesem Verfahren werden jedoch auch Schallwellen mit aufgezeichnet, deren Quellen außerhalb des Konverden müssen (deutsche Auslegeschrift 1 299 671; Offenlegungsschrift 1 433 461).

Zum Stand der Technik gehört weiterhin ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, 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 werden. Die Nachteile dieses Verfahrens sind darin zu sehen, daß alle Schwingungen, die von Schwingungsquellen außerhalb des Konverters ausgehen, mitregistriert werden und die aufgezeichnete Kurve verfälschen. Die aufgezeichnete Kurve selbst zeigt einen stark oszillierenden Verlauf, so daß feine Veränderungen nicht erkennbar sind (Offenlegungsschrift 1 458 882).

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der beschriebenen bekannten Verfahren zu vermeiden. Es soll die Überwachung bzw. Steuerung des Reaktionsablaufs sicherer und feiner und die Vorrichtungen einfach und betriebstüchtig gestaltet werden.

Erfindungsgemäß wird die vom Reaktionsablauf abhängige relative Längenverschiebung zwischen

ters liegen. Hierdurch wird der aufgezeichnete Kur- 45 dem Innen- und Außenrohr der Sauerstoffblaslanze,

venverlauf gestört und täuscht falsche Ergebnisse vor. die aus Werkstoffen mit verschiedener großer Wär-

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß feine medehnung bestehen, fortlaufend gemessen sowie als

Unterschiede im Kurvenverlauf nicht erkennbar sind, Zeitfunktion aufgezeichnet und die registrierte Kurve

da der Meßgerätschreiber eine stark oszillierende als Meß- bzw. Steuerungsgröße für den Frischvor-

Kurve aufzeichnet. Der Mikrofonkorb, der in Mün- 50 gang benutzt.

dungsnähe des Konverters angeordnet werden muß, ist an dieser Stelle einer großen Hitzeeinwirkung ausgesetzt und wird häufig durch ausgeworfene Schlacke beschädigt.

Ein anderes bekanntes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der aus der Konverterflamme während des Frischprozesses mit oberhalb von ein Mikron liegender Wellenlänge ausgesandten infraroten Strahlungen fortlaufend als Zeitfunktion aufgezeichnet und die so aufgezeichnete Kurve beobachtet und ein Abnehmen ihrer Ordinaten im Laufe der Aufzeichnung als Indikator für das zu erwartende Schäumen der Schlacke benutzt wird. Auch bei diesem Verfahren muß das Meßgerät, in diesem Falle ein optisches Instrument, in der Nähe der Konvertermündung angeordnet werden. An dieser Stelle wird das Objektiv des Instrumentes jedoch sehr schnell durch Konverterauswurf oder Staub ver-Eine dazu besonders geeignete Vorrichtung besitzt einen im oberen Abschnitt der Sauerstoffblaslanze am äußeren Rohr drehbar befestigten Winkelhebel, dessen längerer Arm in einen auf dem inneren Rohr verschiebbar befestigten Führungsring greift und an dessen kürzerem Arm ein sich in einem induktiven Wegnehmer bewegbaren Tauchanker angeordnet ist.

Beispielsweise kann das äußere Rohr der Sauerstoffblaslanze aus Stahl und das innere Rohr aus Kupfer bestehen.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Abb. 1 einen Teilschnitt durch den oberen Abschnitt einer Sauerstoffblaslanze mit der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Meßeinrichtung,

A b b. 2 ein Blickschaltbild der Meßeinrichtung,

A b b. 3 ein Diagramm einer normalen LD-Schmelze, welches entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgenommen worden ist,

A b b. 4 ein Diagramm einer überblasenen LD-Schmelze, welches entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgenommen worden ist.

In Abb. 1 ist das äußere, aus Stahl bestehende Rohr der Sauerstoff blaslanze mit 1, das innere, aus Kupfer bestehende Rohr mit 2 bezeichnet. Im dargestellten oberen Abschnitt der Lanze besitzt das äußere Rohr 1 eine öffnung 3, an die ein Kasten 4 nach außen angeschweißt ist, der durch einen Deckel 4 α mit einer Dichtung 4 b wasserdicht verschlossen ist. In zwei am Deckel befestigten Wangen 5 ist ein Winkelhebel 6 drehbar gelagert. Der längere Arm dieses Winkelhebels 6 greift in einen Führungsring 7, der auf dem inneren Kupferrohr 2 unverschiebbar befestigt ist. Am kürzeren Arm des Winkelhebels 6 ist über eine Verlängerung ein Tauchanker 8 a angeordnet, der sich in einem am Deckel 4 α befestigten induktiven Wegnehmer 8 bewegen kann.

Beim Konverterbetrieb dehnt sich das äußere Stahlrohr der Blaslanze infolge der Erwärmung stärker aus als das innere, wassergekühlte Kupferrohr. Die hierdurch auftretende relative Längenverschiebung wird durch den Winkelhebel 6 auf den Tauchanker 8 α übertragen. Im induktiven Wegaufnehmer 8 wird durch die Verschiebung des Tauchankers der Fluß des Magneten geändert und in Spulen eine Spannung induziert. Da die Amplitude der Spannung sehr gering ist, wird sie, wie A b b. 2 zeigt, einem Trägerfrequenzverstärker 9 von 5 kHz zugeführt und nachfolgend in einen Kompensographen eingeleitet. Der Schreiber des Kompensographen zeichnet in Abhängigkeit von der Blaszeit die relative Längenverschiebung zwischen dem inneren Kupferrohr 2 und dem äußeren Stahlrohr 1 als Kurve auf.

Bei einer derzeit verwendeten Länge der Sauerstoffblaslanze von 25 m beträgt die größte relative Längenverschiebung im Normalfall ca. 36 bis 42 mm. Als Maximum wurden bisher 60 mm gemessen. Die bleibende Verformung der Lanze beträgt ca 2,4 mm.

An Hand der A b b. 3 wird die bei einer normalen LD-Schmelze aufgenommene Kurve besprochen:

Bei Blasbeginn 11 besitzt die Lanze eine bleibende Dehnung von 2,4 mm. Nach Zündung des Kohlenstoffs bei 12 steigt die Lanzendehnung infolge der damit verbundenen Temperaturerhöhung an. Es folgt bei 13 die erste Kalkzugabe, die die Temperatur im Konverter erniedrigt; die Temperaturerniedrigung wird durch ein kurzzeitiges Abnehmen der Lanzendehnung angezeigt. Bei 14 ist die normale Höhe des Schlackenschaumes erreicht. Die Lanze wird abgesenkt, weil der Konverter sonst überschäumen würde. Punkt 15 zeigt die zweite Kalkzugabe an, die wieder mit einer Temperaturabsenkung der Schmelze verbunden ist und ein weiteres kurzzeitiges Zurückgehen der Lanzendehnung hervorruft. Im Punkt 16 wird die Lanze geringfügig angehoben, um die zweite Kalkzugabe in Lösung zu bringen. 17 zeigt wahrscheinlich das Ende der Schrottauflösung an. Im weiteren Verlauf wird bei 18 die Lanzenhöhe wieder erniedrigt, um die Schlackenbildung herabzusetzen. Sodann wird bei 19 zusätzlich die Blasgeschwindigkeit erniedrigt, um das Überschäumen des Konverters zu verhindern. Im Anschluß an Punkt 19 nimmt die Lanzendehnung langsam ab, wodurch das Abklingen der CO-Bildung angezeigt wird, da der Kohlenstoffgehalt im Bad weitgehend abgebaut ist, Punkt 20 markiert das Blasende.

An Hand der A b b. 4 wird die Kurve einer überblasenen LD-Schmelze erläutert. 21 zeigt wieder den Blasbeginn an mit der bleibenden Dehnung der Blaslanze von ca. 2,4 mm. Nach der Zündung des Kohlenstoffs bei 22 nimmt die Lanzendehnung stark zu infolge der Temperaturerhöhung und wird bei 23, dem Zeitpunkt der ersten Kalkzugabe, durch einen scharfen Kurvenknick infolge der Erniedrigung der Schmelzbadtemperatur gekennzeichnet. Bei 24 ist die normale Höhe des Schlackenschaumes erreicht. Die Lanze wird abgesenkt, um das Überschäumen des Konverters zu verhindern. Bei 25 erfolgt die zweite Kalkzugabe, die wiederum durch einen kurzzeitigen Verlauf der Kurve nach links angezeigt wird. Bei 26 und 27 ist abweichend von der vorbeschriebenen Charge gemäß A b b. 3 eine dritte und vierte Kalkzugabe gesetzt worden. 28 zeigt wahrscheinlich das Ende der Schrottauflösung an. Bei 29 wird die Lanzenhöhe erniedrigt. Bei Punkt 30 nachlassende CO-Bildung. Der Schlackenschaum fällt zusammen und dadurch geht die Lanzendehnung zurück (Abfall von Punkt 30 auf Punkt 31). Bei Punkt 31 Blasende.

Das Blasende liegt im schon steil abfallenden Ast der Lanzendehnung. Dadurch wird angezeigt, daß die Schmelze sehr weich und schon leicht überblasen ist.

Die Beschreibung und Gegenüberstellung der beiden Kurven zeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Reaktionsablauf im Konverter außerordentlich gut überwacht und gesteuert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur für LD-Schmelzen, sondern kann für alle nach dem Aufblasverfahren arbeitenden Konverter angewendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung und Steuerung des Reaktionsablaufs beim Sauerstoffaufblasverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Reaktionsablauf abhängige relative Längenverschiebung zwischen dem Innen- und Außenrohr der Sauerstoffblaslanze, die aus schmutzt, wodurch der aufgezeichnete Kurvenverlauf gestört und eine einwandfreie Beurteilung unmöglich gemacht wird. Es kommt hinzu, daß die Konverterflamme oft nicht sauber ist und starke Strähnen aufweist. Die Ausbildung der Flamme wird zudem durch Mündungsbären beeinflußt (deutsche Auslegeschrift 1 277 888).

Es ist weiter ein Verfahren bekannt, bei dem die vom Reaktionsablauf abhängige elektrische Leit-

Werkstoffen mit verschieden großer Wärmedeh- io fähigkeit zwischen der elektrisch isolierten Blas-

nung bestehen, fortlaufend gemessen sowie als Zeitfunktion aufgezeichnet und die registrierte Kurve als Meß- bzw. Steuerungsgröße für den Frischvorgang benutzt wird.

lanze und dem Metallbad sowie die Leitfähigkeit zwischen einer aus der Blaslanze in den freien Blasstrahl zentrisch hineinragenden, gegen die Blaslanze elektrisch isolierten Sonde und dem Metallbad be-

2. Zur Messung gemäß Anspruch 1 der relati- 15 stimmt und zur Steuerung des Reaktionsablaufs benutzt wird. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die zur Durchführung benötigte Vorrichtung sehr teuer ist und außerdem sehr schwer betriebssicher zu halten ist, da alle Lanzen- und Sondrehbar befestigten Winkelhebel (6), dessen lan- 20 deneinrichtungen elektrisch isoliert aufgehängt wer-

ven Längenverschiebung zwischen dem Innen- und Außenrohr geeignete Sauerstoff blaslanze, gekennzeichnet durch einen im oberen Abschnitt der Sauerstoff blaslanze am äußeren Rohr (1)