DE2419294A1

DE2419294A1 - Verfahren und vorrichtung zum gesteuerten einduesen von zuschlagstoffen in ein metallurgisches schmelzgefaess

Info

Publication number: DE2419294A1
Application number: DE2419294A
Authority: DE
Inventors: William Austin Kolb; Michael Joseph Papinchak
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1973-04-25
Filing date: 1974-04-22
Publication date: 1974-11-14
Also published as: GB1467143A; AU6779274A; AR205536A1; NL7405581A; IT1011797B; ES425594A1; HU171529B; CA1025210A; US3871633A; TR17847A; BR7403391D0; BE814152A; JPS5026712A; FR2227329A1; ES447047A1; RO65035A; DD114427A5; IN141892B; ZA742253B; FR2227329B1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum gesteuerten Eindüsen .von Zuschlagstoffen in ein ' metallurgisches Schmelzgefäß

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Eindüsen von Zuschlagstoffen in ein metallurgisches Schmelzgefäß mit einer sich von einer Fluidquelle zu dem Schmelzgefäß erstreckenden Hauptleitung.

Dabei bezieht sich die Erfindung allgemein auf die Stahlherstellung und speziell auf die Steuerung der Eindüsung von Zuschlagstoffen nach Maß und Menge in ein Schmelzgefäß für die Stahlherstellung. Dabei sind als metallurgische Schmelzgefäße für die Stahlherstellung in erster Linie " sogenannte bodenblasende Konverter oder Tiegel für·das verbesserte bodenblasende Sauerstoff-Stahlherstellungsverfahren, Elektroöfen, SM-Öfen, Warmmischer u.dgl. ange-. sprochen. Das verbesserte bodenblasende, basische Sauerstoff-Stahlherstellungsverfahren, welches in der Fachwelt

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auch als"basisches Q-BOP-Verfahren" bekannt ist, ist in der USr-PS 3 706 54-9 beschrieben.

Beim herkömmlichen Sauerstoffaufblasverfahren zum Frischen von Stahl wird Sauerstoff durch eine oberhalb der Eisen— schmelze angeordnete Lanze in das Schmelzgefäß eingeblasen. Obgleich dieses Verfahren für viele Zwecke befriedigende Ergebnisse liefert, ist die Baddurchmischung nicht vollständig 'genug, um besonderen Ansprüchen zu genügen, da die Eisenverluste relativ hoch sind und lediglich ein Teil des aus der Lanze austretenden Sauerstoffes benutzt wird. Das basisqhe, bodenblasende Sauerstoff-Herstellungsverfahren (Q-BOP-Verfahren) zum Frischen von Stahl arbeitet mit Sauerstoff, der von unterhalb der Badoberfläche eingeblasen wird, was zu einer besseren Vermischung, einem höheren Wirkungsgrad· und weniger Hauchbildung führt, als das herkömmliche Verfahren. Ein verbessertes Verfahren dieser Art ist im einzelnen in der US-Patentanmeldung 312 173"Offenbart.

Ein zur Durchführung dieses verbesserten basischen bodenblasenden Sauerstoff-Herstellungsverfahrens verwendeter Konverter besitzt ein kippbares Gefäß mit einer feuerfesten Auskleidung und einem Boden, der mit einer Vielzahl von Düsen oder Blasformen versehen ist, welche sich durch den Boden erstrecken. Jede Blasform besteht aus einer Mitteldüse, durch welche Sauerstoff während des Frischens hindurchströmt, sowie eine ringförmige Düse, die die Mitteldüse konzentrisch umgibt, und durch welche ein Brenngas hindurchströmt, um als Rühlmittel für die Blasform zu dienen.

Obgleich Sauerstoff während des Frischvorganges in der Mitteldüse verwendet wird, sind verschiedene Kombinationen von Gasen erforderlich, um die Blasformen während anderer Verfahrensabschnitte zu reinigen oder zu kühlen. Zu diesen anderen Verr fahrensabschnitten zählt das Beschicken des Konverters, die *

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Probenahme, das Abgießen des Konverters nach dem Frischen des Stahls und zählen weiter die Übergangszeiten, während welcher der Konverter in eine Stellung gedreht wird, -in weicher der nächste Arbeitsablauf vor sich gehen kann. Befindet sich der Konverter während des Beschickens, der Probenahme und dem Abkippen auf seiner Seite, so können die Blasformen durch die Einführung von Gasen vor dem Angriff der Schmelze geschützt werden. Beidiesen Gasen handelt es sich um Druckluft in der Mitteldüse und um Stickstoff mit niedrigem Eruck in den ringförmigen Düsen. Wird das Gefäß für den Frischvorgang wieder in seine aufrechte Stellung aufgerichtet, so muß der Druck an den -^üsen gesteigert werden, um sicherzustellen, daß kein schmelzflüssiges Metall in die Blasformen eintritt, da dadurch die öffnungen verschlossen würden und die Blasformen in Berührung mit dem flüssigen Stahl und der hochkorrosiven Schlacke gelangen würde. Während dieses Verfahrensabschnittes kann Stickstoff unter relativ hohem Druck gegen de Druckluft ausgetauscht werden.

Nachdem der Konverter in seine aufrechte Stellung verbracht und unter einem Abzug angeordnet worden ist, welcher die Gase abführt, wird der Frischvorgang ausgeführt, wobei Sauerstoff an die Stelle des Stickstoffs in der Mitteldüse tritt und ein Brennöl den Stickstoff in der ringförmigen Düse ersetzt. Während des Frischvorganges muß der Druck hochgpnug sein, um die Düsen vor dem Verstopfen oder vor einer Beschädigung durch Berührung mit dem schmelzflüssigen Metall zu schützen. Während des Frischvorganges werden verschiedene Arten von Zusatzstoffen oder Flußmitteln, wie Kalk od.dgl. in den Sauerstofffluß eingedüst, welcher in die Mitteldüse der Blasformen eintritt. Diese Zuschlagstoffe oder Flußmittel sind bei der Stahlherstellung natürlich basisch und werden in den erforderlichen Mengen verwandt, um dem fertigen Stahl die angestrebten Festigkeits-, Haltbarkeits-, Verformbarkeitseigenschaften usw. zu erteilen. Damit der fertige Stahl die ange-

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strebten Eigenschaften besitzt, ist es erforderlich, exakt geeignete Mengen an Zuschlagstoffen in das geschmolzene Metall in dem Konverter einzudüsen. Dieses erfordert ein Steuersystem, welches eine, exakte Steuerung des in den Sauerstofffluß einzubringenden Zuschlagstoffes gestattet, damit dieser durch die Blasformen des metallurgischen Schmelzgefäßes in das Schmelzbad eingedüst werden kann.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, sowohl eine Vorrichtung als auch ein "Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die obengenannten Anforderungen erfüllt und ein gesteuertes Eindüsen von Zuschlagstoffen in die Blasformen gestattet.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Vorrichtung gelöst durch eine Zweigleitung, deren Ausgang additiv mit der Hauptleitung verbunden ist, einen den Zuschlagstoff enthaltenden Behälter, dessen Ausgang mit der Zweigleitung zwecks Einspeisung von Zuschlagstoffen in die Zweigleitung verbunden ist, DruckerZeugungseinrichtungen, mit deren Hilfe der Behälter in kontrollierter Weise unter Druck setzbar ist, eine Differenzdruck-Meßeinrichtung zum Messen der Druckdifferenz zwischen der Hauptleitung und dem Behälter sowie durch zwischen der Differenzdruck-Meßeinrichtung und den Druckerzeugungseinrichtungen angeordnete Steuerorgane zur Steuerung des Behälterdruckes derart, daß damit die Zuschlagstoffzufuhr aus dem Behälter in die Zweigleitung als Funktion der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Hauptleitung und dem Druck im Behälter steuerbar ist.

Eine Vorrichtung zum Steuern der Zuschlagstoff-Eindüsung in einem Konverter zum Frischen von Stahl, der an seinem Boden wenigstens eine Blasform besitzt, durch welche der Zuschlagstoff unter Druck in den Konverter einbringbar ist, zeichnet

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sich erfindungsgemäß aus durch eine die wenigstens eine Blasform mit einer Fluidquelle verbindende Strömungsleitung für das Fluid, einen einen Zuschlagstoff enthaltenden Behälter, dessen Ausgang mit der Leitung verbunden ist, Druckeinrichtungen zur Zufuhr von Druckmitteln in den Behälter zwecks Aufbau.eines vorbestimmten Druckes in demselben, zwischen dem Behälter und der Leitung vorgesehene Einrichtungen zur öffnung des Behälters in die Leitung zwecks Zufuhr von Zuschlagstoffen aus dem Behälter in den Fluidfluß in der Leitung, durch Einrichtungen zum Messen der Menge an Zuschlagstoffen, welche der Leitung aus dem Behälter zugeführt wird und Einrichtungen, die mit den Meßeinrichtungen und den Druckeinrichtungen verbunden sind, um die Zufuhr von Druckmitteln in den Behälter zu steuern, derart, daß darüber die Zuschlagstoffzufuhr aus dem Behälter in die Leitung als Funktion des Differenzdruckes zwischen der Leitung und dem Behälter steuerbar ist.

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Frischen von Stahl mit einem Konverter, einer Fluidquelle, einer den-Konverter mit der Fluidquelle verbindenden Hauptleitung, mit deren Hilfe dem Konverter das Fluid zuführbar ist, einer Zweigleitung, deren Eingang und Ausgang mit strömungsmäßig oberen bzw. strömungsmäßig unteren Bereichen der Hauptleitung zwischen dem Konverter und der Fluidguelle verbunden sind und einem Druckbehälter, in welchem ein pulverförmiger Zuschlagstoff enthalten ist, .welcher dem Konverter zuzuführen ist, wird die der Erfindung im Hinblick auf das zu schaffende Verfahren zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß im Behälter ein vorbestimmter Druck und in der Zweigleitung ein Fluß des Fluids erzeugt werden, daß der Zweigleitung aus dem Behälter Zuschlagstoff zugeführt wird, nachdem der Behälter unter Druck gesetzt und der Fluidfluß erzeugt worden ist, daß die Druckdifferenz zwischen dem Behälter und der

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Hauptleitung gemessen wird und daß der im Behälter bereits aufgebaute Druck gesteuert wird, um damit die Menge und/oder die Geschwindigkeit der Zuschlagstoff-Zufuhr in die Zuleitung ais dem Behälter als Funktion der Druckdifferenz zwischen der Hauptleitung und dem Behälter zu steuern.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Steuersystem, welches auf dem Differenζdruck zwischen der Hauptsauerstοff-Eindüsleitung und dem den Zuschlagstoff enthaltenden Behälter basiert, Um das Maß zu steuern, mit welchem der Zuschlagstoff in die Sauerstoffleitung eingedüst wird, wobei die Zuschlagstoffme_fnge gesteuert wird, welche in das Schmelzbad eingeführt wird.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Eindüsen von Zuschlagstoffen in das Schmelzbad eines metallurgischen Schmelzgefäßes, welches bei der Ausführung des sogenannten Q-BOP-StahlherStellungsverfahrens benutzt wird, wobei die Erfindung jedoch auch auf Elektroöfen, SM-öfen, Warmmischer od.dgl. anwendbar ist. Erfindungsgemäß befindet sich ein Vorrat des Zuschlagstoffes in einem Behälter und wird in kontrollierter oder gesteuerter Weise in den Sauerstoffstrom eingedüst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Zweigleitung vorgesehen, welche einen Teil des SauerstoffStroms von der Hauptleitung abzweigt, welche die Blasformen des Schmelzgefäßes mit Sauerstoff versorgt. Ein zweiter Teil des Sauerstoffstroms wird zu dem Vorratsbehälter für den Zuschlagstoff abgeleitet, um diesen auf gesteuerte Weise unter Druck .zu setzen.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung basiert auf dem Grundsatz, daß das Maß der Zuschlagstoff-Eindüsung in den Sauerstoffstrom von dem Differenzdruck zwischen dem Behälter und der Hauptsauerstoffleitung abhängt und diesem

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direkt proportional ist, wobei von einem gegebenen I¹IuB durch, die Zweigleitung ausgegangen wird. Demzufolge kann durch Veränderung des Differenzdruckes oder der Druckdifferenz zwischen der Hauptleitung und dem Behälter das Maß der Zuschlagstoff-Eindüsung proportional verändert werden.

Die Druckhohe in dem Behälter ist eine Funktion des Differenzdruckes zwischen der Hauptsauerstoff-Speiseleitung und dem Behälter selbst. Diese Differenz wird mit Hilfe einer Differenzdruck-Meßeinrichtung gemessen, die mit der Haupt-Sauerötoffleitung und dem Behälter für den Zuschlagstoff verbunden ist. Der gemessene Druckunterschied wird verwendet, um den Sauerstofffluß aus der Hauptspeiseleitung in den Behälter und aus dem Behälter durch eine ventilgesteuerte Lüftungsieitung zwecks Einstellung des Behälterdruckes zu steuern. Das Maß der Zuschlagstoff-Eindüsung in den Sauerstoffstrom in der Zweigleitung wird über den Druck im Behälter gesteuert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführung sbeispieles anhand der Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Rohrnetzplan einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 die Flußsteuereinrichtung in der Zweigleitung, Fig. 3. die Differenzdruckmeß- und Steuereinrichtung,

Fig. 4 die Meßeinrichtung für das Gewicht des Zuschlagstoff-Behälters ,

Fig. 5 die Einrichtung zur Steuerung der Gesamtmenge des in den Sauerstoffstrom eingedüsten Zuschlagstoffes,

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Fig« 6 die Einrichtung zur Steuerung des Maßes des Zuschlagstoff- Flusses in die Zweigleitung,

Fig.7 ein schematisches Steuerdiagramm, welches die Arbeitsweise des Systems zeigt,

Fig. 7 & ein teilweises schematisches Steuerdiagramm, welches erkennen läßt, wie die Einrichtung des ersten Behälters die dem zweiten Behälter zugeordnete Einrichtung betätigt,

Fig. 8 einen Querschnitt durch einen bodenblasenden Sauerstoffkonverter mit zwei unterhalb der Badoberfläche 'angeordneten Bodenblasformen, zwei seitlichen, unterhalb der Badoberfläche angeordneten Blasformen und zwei seitlichen Blasformen, die auf die Kohlenstoffmonoxyd-Zone des Ofens gerichtet sind,

Fig.9 einen Vertikalschnitt durch einen Elektro-Stahlofen mit einer vertikalen und einer geneigten, unterhalb der Badoberfläche angeordneten Blasform, zwei unterhalb der Badoberfläche angeordneten seitlichen Blasformen und einer seitlichen Blasform, welche in Richtung auf die Kohlenstoffmonoxydzone des Ofens gerichtet ist,

Fig.10 einen Vertikalschnitt durch einen SM-Ofen, mit einer vertikalen und einer geneigten Boden-Blasform, die unterhalb der Badoberfläche angeordnet sind, einer seitlichen, unterhalb der Badoberfläche angeordneten Blasform, und einer weiteren seitlichen Blasform, die in Richtung auf die Kohlenstoffmonoxydzone des Ofens gerichtet ist,

Fig.11 einen Vertikalschnitt durch einen kippbaren SM-Ofen, mit einer vertikalen und einer horizontalen Boden-Blasform, die unterhalb der Badoberfläche angeordnet sind, einer seitlichen, unterhalb der Badoberfläche

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angeordneten Blasform, und einer weiteren Blasform, die in Richtung auf die Kohlenstoffmonoxidzone des Ofens gerichtet ist, und

Fig. 12 einen Vertikalschnitt durch einen verschwenkbaren Warmeinsatz-Mischer mit einer geneigten und einer vertikalen Boden-Blasform, die unterhalb der Badoberfläche angeordnet sind, zwei seitlichen unterhalb der Blasform angeordneten Blasformen und einer seitlichen Blasform, die in Richtung auf die Kohlenstoff monoxidzone des Mischers gerichtet ist.

Wie dem schematischen Gesamt-Rohrleitungsplan nach Pig. 1 zu entnehmen, enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung für die automatisch gesteuerte Zuschlagstoff-Eindüsung beim bodenblasenden Sauerstoff-Stahlherstellungsverfahren eine Hauptsauerstoffquelle 2, welche eine Hauptsauerstoffleitung 4 sowie eine Zweig- oder Verdünnungsleitung 6 mit Sauerstoff versorgt. Die Zweig- oder Verdünnungsleitung zweigt von-der Hauptleitung 4 am Punkt B ab und vereinigt sich wieder mit der Hauptleitung 4 an einem Verbindungspunkt C, welcher zwischen dem. Schmelzgefäß für das bodenblasende Sauerstoff-Stahlherstellungsverfahren 210 und dem Verzweigungspunkt B gelegen ist. Der Sauerstofffluß durch die Hauptleitung 4 wird mit Hilfe einer Einrichtung 7a für die Messung und Steuerung des Flusses gesteuert, welche mit einem über eine Magnetspule betätigbaren Sperrventil 7b gekuppelt ist. Diese Einrichtung 7a stellt keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar und ist im einzelnen in der bereits erwähnten US-Patentanmeldung 312 173 insbesondere in Fig. 2 und 4 beschrieben.

Der Sauerstofffluß durch die Verdünnungsleitung 6 wird mit Hilfe eines über eine Magnetspule betätigbaren Sperrventiles 8 gesteuert, welches in der Verdünnungsleitung 6 zwischen

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einem Zuschlagstoffbehälter 12a und dem' Vereinigungspunkt C angeordnet ist. Außerdem dient zur Steuerung des Sauerstoffstromes in der Verdünnungsleitung 6 ein Magnet spülventil 1C^ welches in der Leitung 6 zwischen dem Verzweigungspunkt B und dem Zuschlagstoffbehälter 12a angeordnet, ist. Zwischen dem Sperrventil 10 und dem Zuschlägstoffbehälter 12a ist in der Verzweigungsleitung 6 eine Einrichtung 14 zum Messen und Steuern des Stromes oder Flusses vorgesehen, welche im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist. Wie Fig. 2 zu entnehmen, stellt die Leitung 6¹ einen Teil der Verdünnungs-Rohrleitung zwischen dem Sperrventil 10 und einer Einsprühdüse 16 für den Zuschlagstoff dar. Eine öffnung oder Blende 14a ist in das strömungsmäßig obere Ende der Leitung 6¹ eingebaut und eine Einrichtung 14b zur Messung des Sauerstoffflusses ist mit der Öffnung 14a gekoppelt. Die Einrichtung 14b für die Fluß- messung mißt den Fluß in der Verdünnungsleitung 6 durch die öffnung 14a und erzeugt eine Spannung, die der gemessenen Sauerstoff-Strömungsgeschwindigkeit proportional ist. Meßeinrichtungen 14a für den genannten Zweck sind im Handel erhältlich und brauchen nicht im einzelnen erläutert zu werden. Der Ausgang der Flußmessungseinrichtung 14b ist über eine Leitung L1 mit einem Eingang 11 eines Komparators oder Vergleichers 14c gekoppelt. Der einstellbare Abgriff T1 eines Potentiometers 14d ist mit einem zweiten Eingang 12 des Vergleichers 14c verbunden. Die festen Anschlüsse des Potentiometers 14d sind mit einer Gleichspannungsquelle verbunden und das Potentiometer 14d erzeugt an seinem einstellbaren Abgriff T1 ein Signal, welches die angestrebte Strömungsgeschwindigkeit für eine bestimmte Charge wiedergibt, welche zuvor von der Bedienungsperson von Hand eingestellt worden ist. Im ^ormalbetrieb ist diese Strömungsgeschwindigkeit im allgemeinen auf etwa 4,3 Nm /h eingestellt worden. Der Vergleicher 14c vergleicht die Eingangssignale,, welche der gemessenen Strömungsgeschwindigkeit und der ange-"

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strebten Strömungsgeschwindigkeit entsprechen und erzeugt ein Ausgangssignal, welches der Differenz der Eingangssignale proportional ist. Der Ausgang 01 des Vergleichers 14c ist über eine Leitung L2 über einen Strom-Luft-Wandler 14f mit einem strombetätigten Steuerventil 14e verbunden, um die Sauerstoffströmungsgeschwindigkeit in der Verdünnungsleitung 6 so einzustellen, daß diese derjenigen eint spricht, welche zuvor durch das Potentiometer 14d vorgegeben worden ist. Die erwähnten Bauelemente sind einzeln im Handel erhältlich.

Der Behälter 12a für die Zuschlagstoffe (Fig. 1 und 3) enthält ein Druckgefäß, in welchem sich Zuschlagstoffe, wie Kalk od.dgl. durch Förderung infolge der Schwerkraft oder auf andere geeignete Weise unter Druck befinden. Der Zuschlagstoff-Behälter 12a besitzt an seinem Boden einen Auslaß 18, der über ein automatisches Magnetspul-Sperrventil und eine Einsprühdüse 16 in der Leitung 3 mit der ■Verzweigungsleitung 6 verbunden ist. Eine Druckleitung 22 zweigt von der Verdünnungsleitung 6 am Punkte D zwischen dem Verzweigungspunkt B und dem Sperrventil 10 ab und ist mit dem Zuschlagstoffbehälter 12a verbunden, um zwecks -Druckaufbau im Behälter 12a die Zufuhr von Sauerstoff zu gestatten. Der Sauerstofffluß zum Behälter 12a wird über ein mittels einer Magnetspule gesteuertes Sperrventil 24 sowie ein druckbetätigtes Steuerventil 26 gesteuert, welche in der Druckleitung 22 vorgesehen sind. Der -Druck des Zuschlagstoffbehälters wird auch über eine Lüftungsleitung 28 gesteuert, welche mit dem Behälter 12a verbunden ist. Diese Leitung 28 gestattet dem Sauerstoff das Entweichen aus dem Behälter 12a durch ein Sperrventil 30 und eine Steuerventil 32, welche hintereinandergeschaltet in der Lüftungsleitung 28 vorgesehen sind.

Innerhalb des Zuschlagstoffbehälters 12a wird der pulverförmige Zuschlagstoff mit Hilfe einer nicht dargestellten

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luftbetriebenen Rutscheinrichtung in Richtung auf den Auslaß 18 geführt. Bei der RutScheinrichtung kann es sich um ein Schirmgitter handeln, welches den Zuschlagstoff in Richtung auf den Auslaß 18 führt. Ein stetiger Gasstrom aus der Druckleitung 22 wird über das Schirmgitter geführt, um den pulverförmigen Zuschlagstoff aufzulockern und sein Zusammenbacken zu verhindern, welches während des Transportes zur und in die Auslaßöffnung 18 unter der Wirkung des im Behälter 12a herrschenden Druckes auftreten könnte.

Das Gewicht des Zuschlagstoffes in dem Behälter 12a wird mit Hilfe mehrerer Kraftmeßdosen 34 gemessen. Diese Dosen 34 sind symmetrisch rings um die Außenseite des Behälters 12 a. angeordnet und in Parallelschaltung mit einem Aufzeichner oder Aufnehmer 36 (S¹Ig. 4) über entsprechende Inipedanzbrücken 38 verbunden, bei welchen die Kraftmessdosen 34 einen Brückenzweig bilden, um das Gesamtgewicht des Behälters 12a und des in dem Behälter 12a verbliebenen Zuschlagstoffes zu jeder Zeit zu erfassen und aufzuzeichnen. Die Ausgangssignale der Kraftmeßdosen stellen ein Eingangssignal für eine Einrichtung 37 zur Steuerung des Systems dar, welche im folgenden unter Bezug auf die Fig. 5 und 6 im einzelnen beschrieben wird.

Eine bekannte Differenzdruck-Meßeinrichtung 40 ist mit Hilfe einer Leitung 5 mit dem Behälter 12a und dem "Verbindungspunkt E, der Leitung 5 und einer Leitung 4 verbunden und mißt die Druckdifferenz zwischen der Hauptsauerstoffleitung 4 und dem Zuschlägstoff behälter 12a, wobei die Einrichtung 40 ein Ausgangs-Spannungssignal erzeugt, welches der gemessenen Druckdifferenz proportional ist. Der Spannungsausgang 02 der Meßeinrichtung 40 ist über eine Leitung L3 mit einer Einrichtung 42 für die Flußsteuerung verbunden. Die Steuereinrichtung 42 enthält eine Vergleichsschaltung 43. Der

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Ausgang 02 der Meßeinrichtung 40 ist über die Leitung L3 mit einem Eingang 43a eines Vergleichers oder Komparators 43 verbunden. Der andere Eingang 4-3b des Vergleichers 4-3 ist über eine Leitung L4 mit dem einstellbaren Abgriff 44a eines Potentiometers .44 über Ruhekontakte Ro-5 eines Relais Rp und mit einer Ausgangsklemme 03 der Kontrolleinrichtung für das System (Fig. 6) über Arbeitskontakte R~-6 des Relais Ro verbunden. Das Potentiometer 44- liefert ein von Hand einstellbares Druckeinstell-Vergleichssignal und der Anschluß 03 liefert ein vergleichbares Einstell-Vergleichssignal, welches sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit welcher der Zuschlagstoff aus dem Zuschlagstoffbehälter 12a in die Verdünmmgsleitung 6 eingedüst wird, ändert. Die Art und Weise, in der der einstellbare Sollwert erhalten wird, wird weiter unten unter Bezug auf Fig. 6 beschrieben. Der Ausgang 04 des Vergleichers 43 ist über eine Leitung L5 mit dem strombetätigten Steuerventil 26 in *r Druckleitung und über eine Leitung L6 mit dem strombetätigten Steuerventil 32 in der Lüftungsleitung 28 jeweils über Strom-Druck-Wandler 46 bzw. 48 verbunden. Diese Bauelemente gleichen den entsprechenden Elementen, welche zuvor unter Bezug auf die Flußsteuerungseinrichtung für die Verdünnungs-Leitungsschleife beschrieben worden sind.

Die Wandler 46 und 48 sind strombetätigte Vorrichtungen und in Serienschaltung in einer. Leiterschleife geschaltet. Der Wandler oder Umformer 46 betreibt das Steuerventil 26 wenn der Strom des Ausgangssignales der Steuereinrichtung 42 im Bereich von 10 bis 30 mA liegt, während der Umformer 48 das Steuerventil 32 im 30 bis 50 mA-Bereich betreibt. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Totzone von 29 bis 31 mA vorgesehen, in welcher die Differenzdruckbedingungen wirksam erfüllt sind und beide Ventile 26 und 32 geschlossen sind. Diese

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Totzone hilft dazu, ein Ventilschwingen oder -flattern um den angestrebten Sollwert zu verhindern. Wird somit die Druckdifferenz zwischen dem Zuschlagstoffbehälter 12a und der Haupt sauers to ff leitung 4- mit dem Vergleichssollwert verglichen, so daß ein Ausgangssignal von der ' Steuereinrichtung 42 im Bereich von 10 bis 30 mA erzeugt wird, so bleibt das Steuerventil 32 geschlossen, während das Steuerventil 26 geöffnet wird, um dem Sauerstoff das Einströmen in den Behälter 12a durch die Druckleitung 22 zwecks Erhöhung des Druckes im Behälter 12a zu gestatten, wodurch das Druckdifferenzial vergrößert wird. Führt im umgekehrten Fall ein Vergleich des Differenzdruckes mit dem Vergleichssollwert zur Erzeugung eines Ausgangssignals von. der Steuereinrichtung 42 im Bereich von 30 bis 50 mA, so wird das Ventil 26 geschlossen, um den Sauerstoff-zustrom in den Behälter 12a zu unterbinden. Es wird dann das Ventil 32 geöffnet, so daß der Behälter 12a gelüftet wird, wodurch das Druckdifferenzial oder der Differenzdruck verkleinert wird. Für die Eindüsung von Kalk sollte der Druck des Behälters 12a stets höher sein als der Vergleichs-Sollwert an der Hauptsauerstoffleitung 4. Wenn der Vergleich zu einem Ausgangssignal der Steuereinrichtung 42 im Bereich von 29 "bis 31 mA führt, so sind beide Steuerventile 26 und 32 geschlossen und herrscht ein stetiger Betriebszustand.

Die Arbeitsweise der Differenzdruck-Meßschleife zur Steuerung des Druckleitungssteuerventils 26 und des Entlüftungssteuervöntils 32 beruht auf dem Grundsatz, daß die Geschwindigkeit der Zuschlagstoffzufuhr aus dem Zuschlagstoffbehälter 12a· in das Schmelzgefäß 210 (Fig. 1 und 8) von dem Differenzdruck zwischen dem Zuschlagstoffbehälter 12a und der Hauptsauerstoff leitung 4 bei einer gegebenen Geschwindigkeit in der Verdünnungsleitung 6 abhängt und dieser direkt proportional . ist. Somit läßt sich die Geschwindigkeit oder Henge der Zu-

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schlagstoff-Zufuhr dadurch verändern, daß der Differenzdruck zwischen dem Behälter 12a und der Hauptsauerstoffleitung 4· verändert wird. Beim bodenblasenden Sauerstoff-Stahlherstellungsverfahren, insbesondere dem sogenannten Q-Sauerstoff-Stahlherstellungsverfahren ist es wichtig, daß während einer Charge wenigstens ein Hindestdruck in der Sauerstoff-Speiseleitung 4- aufrechterhalten wird, um das im Schmelzgefäß 210 enthaltene schmelzflüssige Metall daran zu hindern, die Blasformen 212 zu beschädigen. Aus diesem Grunde ist es bei der hier beschriebenen Ausführungsform erforderlich, den Differenzdruck zwischen der Hauptsauerstoffleitung 4 und dem Zuschlagstoffbehälter 12a bei einer gegebenen Zuschlagstoff-Eindüsmenge oder -geschwindigkeit konstant zu halten, welche durch Einstellung des Druckes im Zuschlagstoffbehälter 12a im Hinblick af den Druck in der Haupt-Sauerstoffleitung 4- veränderbar ist.

Der Sauerstoff strom durch die' Verdünnungsleitung ξ> und die-Zuschlagstoff-Zufuhr in diese Leitung 6 aus dem Behälter 12a werden teilweise mit Hilfe eines aus zwei Abschnitten bestehenden Schaltkreises gesteuert, Vielehe im einzelnen in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Der in Fig. 5 dargestellte Abschnitt der Steuerschaltung ist speziell auf die Steuerung der Gesamtmenge an Zuschlagstoffen gerichtet, welche aus dem Behälter 12a in den Sauerstoffstrom eingedüst wird, was durch Steuerung des Zustandes des über eine Magnetspule betriebenen Sperrventils 20 erfolgt. Die Arbeitsweise dieser Zufuhr-Steuerungsschaltung basiert auf dem Gewichtssignal, welches von den Kraftmeß-Brückenschaltungen abgegeben wird, welche zuvor unter Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben wurden.-

Der Ausgang I der Kraftmeßdosen 34-, welcher das Gewicht des im Behälter 12a enthaltenen Zuschlagstoffes sowie das Eigen-

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gewicht des Behälters 12a wiedergibt, ist über eine Leitung. L7 mit dem Signaleingang 50a eines Abtast- und Halteverstärkers 50 und gleichfalls über eine Leitung 18 mit dem Eingang 52a einer Addier-Subtrahier-Schaltung 52 verbunden. Der Ansteuereingang zum Halten 50b des Abtast- und Halteverstärkers 50 ist mittels einer Leitung L9 über Arbeits-Relais-Kontakte Rp-4- ^^ einer Spannungsquelle verbunden. Der Ausgang 05 des Abtast- und Halteverstärkers 50 ist über eine Leitung L10 mit dem zweiten Eingang 52b der Addier-Subtrahierschaltung 52 verbunden. Der Ausgang 06 der Addier-Subtrahierschaltung 52 ist seinerseits über eine Leitung L11 mit einem Digitalvoltmeter 54· verbunden, welches derart eingestellt ist, daß es die Menge an Zuschlagstoffen anzeigt, welche den Zuschlagstoffbehälter 12a verlassen hat und in die Verdünnungsleitung 6 eingespeist worden ist. Der Ausgang 06 der Addier-Subtrahierschaltung 52 ist auch über eine Leitung L12 mit einem Eingang 56a eines Vergleichers 56 verbunden. Diese Einrichtungen sind bekannt und im Handel als Bauteile erhältlich. Ein geeignet eingestelltes Vergleichspotentiometer 58 ist über eine Leitung L13 über seinen einstellbaren Abgriff 58a mit einem zweiten Eingang 56b des Vergleichers 56 verbunden, um ein Signal zu erzeugen, welches dem Gesamtgewicht an Zuschlagstoff entspricht, dessen Einspeisung aus dem Behälter 12a in die Verdünnungsleitung angestrebt ist. In der bevorzugten Ausführungsform besitzen die im Vergleicher 56 verglichenen Spannungen entgegengesetzte Vorzeichen und stellt die Polarität ihrer Summe eine Anzeige ihrer relativen Stärken dar. Der Punkt der Polarität sumkehr liefert ein Ansteuersignal für den Operationsverstärkerabschnitt mit hohem Verstärkungsgrad des Vergleichers 56, um seine Ausgangsspannung von einem Extremwert auf den anderen umschalten zu lassen. Der Ausgang 07 des Vergleichers 56 ist über eine Leitung L14- mit der Erregerspule eines Relais Rq verbunden. Ist das Relais Rq durch den Ausgang aus dem Vergleicher 56 eingeschaltet, so verursacht es

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das Schließen (auf eine im folgenden noch zu beschreibende Weise) des Sperrventils 20, um den Zustrom von Zuschlagstoffen aus dem Behälter 12a in die Verdünnungsieitung 6 zu unterbinden.

Vor dem Beginn des Eindüsvorganges befindet sich der Abtast- und Halteverstärker 50 in seinem Abtastzustand, so daß sein Ausgang 05 praktisch seinem Eingang 50a folgt. Der Ausgang "06 der Addier—Subtrahier-Schaltung 52 gibt diesen Differenzwert von 0 zwischen seinen Eingängen 52a und 52b wieder, wobei sich der Ausgang 07 des Vergleichers 56 auf dem Extremwert befindet, welcher das Relais Rq daran hindert, eingeschaltet zu werden. Wird die Zuschlagstoff-Eindüsung eingeleitet, so schließen sich die Arbeitskontakte Rp'^·, ^¹¹ &en Abtast- und Halteverstärker 50 in seinen Haltezustand umzuschalten, um den- letzten Gewichtswert zu halten oder zu speichern, welcher von der Spannungsdosenschaltung gemessen worden ist. Fließen Zuschlagstoffe aus dem Bshälter 12a ab, so ändert sich das Ausgangssignal I des •Kraftmeßdosenschaltkreises proportional. Das veranlaßt den Ausgang oder das Ausgangssignal 06 der Addier-Subtrahierschaltung 52 sich gleichfalls mit zunehmender Stärke proportional zu ändern. Wenn die Größe des Ausgangssignals 06 aus der Addier-Subtrahierschaltung 52, welches als Eingangssignal 56a am Vergleicher 56 erscheint, diejenige des Ausgangssignals aus dem Potentiometer 58 übersteigt, welche am anderen Eingang 56b des Vergleichers 56 auftrifft und eine entgegengesetzte Polarität gegenüber dem ersten Eingang 56a besitzt, so verschiebt sich das Ausgangssignal 07 des Vergleichers 56 auf den anderen Extremwert, um das Relais Rq einzuschalten.

Fig. 6 zeigt den Abschnitt der Eindüs-Steuerungs einri chtung., welche das veränderliche Fernsteuerungs-Eingangssignal für

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die Differenzdruck-Steuerschleife nadiFig. 3 liefert,um dadurch die Geschwindigkeit zu steuern, mit welcher Zuschlagstoffe in den Sauerstoffstrom eingedüst werden. Der Ausgang I der Kraftmeßdosenschaltung ist über die Leitung L14 mit dem Abtast eingang 60a eines. Abtast- und Halte-Integrationsverstärkerkreises 60 verbunden, welcher gleichfalls als Baustein im Handel erhältlich ist.. Der Integrätionseingang 60b ist über eine Leitung LI5 mit dem einstellbaren Abgriff 62a eines Potentiometers 62 verbunden, welches der Zusatzstoff-Zuführgeschwindigkeit dient. Dieses Potentiometer 62 ist mit der positiven und negativen Anschlußklemme einer* Gleichstromspannungsquelle verbunden. Der An Steuerungseingang 60c der Schaltung 60 ist über eine Leitung L16 mit einer positiven Spannungsquelle E über Ruhekontakte R^-2 eines Relais R* verbunden. Wenn das Relais R, spannungsfrei geschaltet ist, so befindet sich die Schaltung 60 in ihrem Abtastzustand und ihr Ausgangssignal 08 folgt dem gemessenen Gewichtssignal, welches am Abtast-Eingang 60a erscheint. Ist das Relais R, erregt, so sind die Ruhekontakte R*-2 geöffnet und die Schaltung 60 v/ird angesteuert, um den Eingang 60b mit dem Potentiometer 62 auf integrierende Weise zu verbinden. Das Signal, welches am Abtasteingang 60a zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Betriebszustand der Schal- -tung 60 umgeschaltet wird, erscheint, wird gehalten oder gespeichert und bildet·die Anfangsbedingung für die Integration. Das Einstellen des Abgriffs 62a am Potentiometer 62 führt zu einer Veränderung in der Integrationsweise der Schaltung 60. Die Geschwindigkeit der Integration entspricht der angestrebten Zufuhrgeschwindigkeit des Zuschlagstoffe^ wie diese durch das geeignet eingestellte Potentiometer eingestellt ist. Demzufolge kann die angestrebte Geschwindigkeit in Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen geändert werden, mit welcher die Zufuhr von Zuschlagstoffen aus dem Behälter 12a in die Verdünnungsleitung 6 erfolgen soll.

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-T-

Der Ausgang 08 der Schaltung 60 ist über eine Leitung L17 mit einem Eingang 64a einer bekannten Vergleichsschaltung 64 verbunden, die gleichfalls als Baustein im Handel erhältlich ist. Der andere Eingang 64b ist über die Leitung L18 mit dem Ausgang I des Kraftdosen-Gewichtsmeßschaitkreises verbunden. Der Ausgang 09 der Vergleichsschaltung 64 ist über eine Leitung L19 mit dem Druck-Sollwert-Eingang 43b des Vergleichers 43 der Differenzdrucksteuerschaltung 42 über die normalerweise geöffneten Kontakte Ro_6 des Relais R2 verbunden.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Steuersystems wird im folgenden unter Bezug auf die Steuerdiagramme gemäß Pig. 7 und 7 A in Verbindung mit anderen Figuren beschrieben-

Erfindungsgemäß wird die Eindüsung des Zuschlagstoffes dadurch eingeleitet, daß die Bedienperson den Momentankontakt-Druckknopf PB-1 niederdrückt, welcher auf dem Bedienungspult angeordnet ist. Dadurch wird das Relais R_x. an Spannung geschaltet, indem seine Spule mit der Spannungsquelle E verbunden wird. Die normalerweise geöffne-ten oder Arbeitskontakte R,.-1, welche das Relais halten, werden mit den Kontakten des Druckknopfschalters PB-1 verbunden und geschlossen, nachdem das Relais R-1 erregt worden ist, um das Relais R* in seinem erregten Zustand zu halten.

Zur gleichen Zeit werden die normalerweise geöffneten oder Arbeitskontakte R_x.-2 geschlossen, um die Relais Rp^ und R^q einzuschalten. Das Einschalten der Relais ^h und führt dazu, daß das Sperrventil 24 in der Druckleitung und das Sperrventil 30 in der Lüftungsleitung geöffnet werden, wodurch dem Sauerstoff der Fluß in und durch den Zuschlagstoffbehälter 12a gestattet wird, um einen kontrollierten oder gesteuerten Druckaufbau innerhalb des Behälters 12a

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mit Hilfe des zuvor beschriebenen Steuersystems für den Druck des Zuschlagstoffbehälters zu gewährleisten.

Ist der Druckaufbau oder die Druckeinstellung im Behälter 12a beendet, so drückt die Bedienperson den Momentankontakt-Druckknopf PB-2 (START), um das Relais R₂ an Spannung zu schalten. Die normalerweise offenen Haltekontakte R₂-I₅ die über die Anschlußklemmen des Schalters PB-2 verbunden sind, werden darauf geschlossen, um das Relais R₂ in seinem erregten Zustand zu halten, nachdem die Bedienperson den Schalter PB-2 freigegeben hat. Als Sicherheitsmaßnahme für den Fall, daß die Bedienperson es versäumt hat, den Zuschlagstoffbehälter 12a zunächst durch Niederdrücken des Druckknopfes PB-1 auf Vordruck zu legen (wie zuvor beschrieben), bevor die Zuschlagstoffeindüsung eingeleitet wird, sind die Arbeitskontakte R₂^ parallel zu den Kontakten R^-2 geschaltet, um die Relais R₂^ und 3,_Q einzuschalten, wenn der START-Druckknopf PB-2 niedergedrückt wird. Dieses gestattet die Druckeinstellung im Behälter 12a während ein stetiger Fluß in der Verdünnungsleitung 6 aufgebaut wird, wobei dieses während der Zeitverzögerung erfolgt, bevor das Relais R, eingeschaltet ist.

Wenn das Relais R₂ spannungsfrei geschaltet ist, schließen sich die Arbeitskontakte ^"^j ^^ ^as Relais R, nach einer vorbestimmten Verzögerungsdauer einzuschalten, wie in Fig.7 durch die Legende TD-OK bezeichnet. Das Schließen der Kontakte R₂~3 führt auch zur Erregung des Relais R^,, wobei dieses Relais R^ ohne eine meßbare Zeitverzögerung eingeschaltet, jedoch nach öffnung der Kontakte R₂-3 lediglich nach einer vorbestimmten Verzögerung spannungsfrei geschaltet wird, wie in Fig. 7 durch die Legende TD-OFF bezeichnet. Das Relais R^ fällt ohne meßbare Verzögerung aus, wenn die Kontakte R₂-3 geöffnet werden.

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Wenn das Relais R₂ eingeschaltet ist, schließen sich die Art) ei t skont akt e Ro-4-ι um den Abtast- und Halteverstärker 50 in seinen Haltezustand anzusteuern, um die letzte Gewichtsangabe zu halten, welche von dem Kraftmeßdosen-Schaltkreis gemessen ist. Diese Angabe wird sodann in der Addier-Subtrahier-Schaltung 52 mit dem Strom-Gewichtssignal verglichen, welches von dem Kraftmeßdosenschaltkreis gemessen ist, wenn Zuschlagstoffe aus dem Behälter 12a gefördert werden. Zur gleichen Zeit öffnen sich die Arbeitskontakte R₂~5 und schließen sich die Ruhekontakte Rp-6, um den Vergleichs-Sollwert 43b der Steuereinrichtung 42 für den Behälterdruck von der festen Vergleichsgröße des Potentiometers 44 auf die veränderliche Vergleichsgröße des Anschlusses 03 um zuschalten. Schließlich schließen sich die Arbeitskontakte R2-7, wenn das Relais R₂ erregt worden ist, um das Digitalvoltmeter 54 beim Beginn des Eindüsvorganges wieder auf zu stellen. Die Erregung des Relais R^, unmittelbar nach dem Schließen der Kontakte Ro-3 führt zum Schließen der Arbeitskontakte R4-I, wodurch gleichzeitig die.Relais Rg und R^q eingeschaltet werden. Nach ihrer Erregung werden durch die' Relais Rg und R^q jeweils die Sperrventile 8 bzw. 10 geöffnet. Dadurch wird ein Strömungsweg für den Sauerstoff geschaffen» welcher aus der Hauptleitung 4- durch die Abzweigleitung 6, durch das Sperrventil 10, die Steuereinrichtung 14, die Einspritzdüse 16 für den Zuschlagstoff und das Sperrventil 8zurück zur Hauptlinie 4 am Vereinigungspunkt C führt. Nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung, welche hinreichend ist, um einen stetigen Fluß des Sauerstoffs durch die Verzweigleitung 6 zu gewährleisten, wird das Relais R, eingeschaltet, wodurch die Arbeitskontakte ■ R,-1 zum Schließen und das Relais R₂₀ zum Einschalten ver-. anlaßt werden. Das Einschalten des Relais Raq führt zum öffnen des Sperrventiles 20, wodurch Zuschlagstoff aus dein Behälter 12a austreten und über die Einsprühdüse 16

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in die Zweigleitung 6 eintreten kann. Die Erregung des Relais R-, führt gleichfalls zum öffnen der Ruhekontakte R,-2, um den Abtast- und Halteverstärker 60 derart anzusteuern, daß er aus seinem Abtastzustand in seinen Integrationszustand übergeht.

Nachdem die Zuschlagstoff-Eindüsung mittels der oben beschriebenen Schritte in Gang gebracht worden ist,wird die Eindüsmenge oder -Geschwindigkeit mit Hilfe des Zufuhrsteuerungssystems gesteuert, welches zuvor unter Bezug auf die Fig. 3 und 6 beschrieben worden ist. -Wenn die gemessene Menge an aus dem Behälter 12a in die Sauerstoffleitung 4- eingebrachten Zuschlagstoffen die von der Bedienungsperson vorbestimmte Gesamtmenge erreicht hat, ändert das Ausgangssignal des Vergleichers 56 seinen Zustand, um das Relais Rq zu erregen und die Arbeitskontakte Rq-1 zu schließen, wodurch das Relais R.. eingeschaltet wird. Wird das Relais R^,. erregt, so öffnen sich die Ruhekontakte R/jyj-1, um das Relais R« spannungsfrei zu schalten. Wenn das Relais R2 spannungsfrei geschaltet ist, öffnen sich die Kontakte Rp-2, wodurch das Relais R^ unverzüglich und das Relais R^ nach einer vorbestimmten Verzögerungsdauer spannungsfrei geschaltet werdeni Wenn das Relais R, ausfällt, so öffnen sich die Kontakte R^-I, um das Relais R₂₀ spannungsfrei zu schalten und schließt sich das Sperrventil 20, wodurch der Zuschlagstoffstrom aus dem Behälter 12a unterbunden wird. Für eine durch die Verzögerungsdauer beim Relais R^ bestimmte Zeitdauer nach dem Schließen des Ventiles 20 bleiben die Ventile 8 und 10 geöffnet, um alle Restmengen an Zuschlagstoffen aus der Zweigleitung 6 heraus- und in die Hauptsauer stoff leitung 4 hineinzuspülen. Nach dieser Verzögerung wird das Relais R^ unwirksam und die Kontakte R^-1 öffnen sich, um die Relais Rg und R.q spannungsfrei zu schalten, wodurch die Sperrventile 8 und

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zum Schließen veranlaßt werden und der Fluß des Sauerstoffes durch die Zweigleitung 6 beendet wird.

Zusätzlich zu dem durch die Relais Rq und R.^ gewährleisteten automatischen Absperren gestattet das erfindungsgemäße Steuersystem der Bedienperson gleichfalls,· den Eindüsvorgang von Hand durch Niederdrücken eines normalerweise geschlossenen Momentankontakt-Schalters EB-3 (STOP) zu beenden, um das Relais R2 spannungsfrei zu schalten, was zu dem obenbeschriebenen zeitverzögerten Schließen der Ventile 20, 8 und 10 führt. Das System enthält auch einen Hauptschalter SW-1, der sich in seiner EIN-Stellung befinden muß, bevor irgendeiner der Zuschlagstoff-Eindüsvorgänge ausgeführt werden kann.

Außerdem ist in den Fig. 7 und 7A eine für die Fernbedienung vorgesehene Behältereinschaltsteuerungseinrichtung 70b dargestellt, die einen zweiten Vorrichtungsbehälter 12b besitzt tiäd mit dem Behälter 12a und dem Behälter 12b verbunden ist, um den Behälter 12b einzuschalten, wenn der Behälter 12a seinen Zyklus beendet hat.

Wenn der Behälter 12a seinen Zyklus beendet hat, wird das Relais R^ erregt, wodurch die Kontakte R₁ * (A) erregt werden und der Fluß des Zuschlagstoffes aus dem Behälter 12a durch Spannungsfrei-Schalten des Relais R~ beendet wird. Befindet sich der Behälter 12b in seiner betriebsbereiten Stellung, die sich dadurch ergibt, daß das Relais R. für den Behälter 12b erregt ist und daß der Fernbedienungswählschalter SW-3 für den Behälter 12b in seiner Stellung 1 geschlossen ist, so wird das Relais R2 für den Behälter 12b an Spannung gelegt und der Materialfluß aus dem Behälter 12b beginnt.

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Ist in vergleichbarer Weise das Relais R.^ für den Behälter 12b erregt, wodurch der Materialfluß aus dem Behälter 12b beendet wird, so hört der Materialfluß aus dem Behälter 12b auf. Befindet sich nun der Wählschalter SW-3 für den Behälter "12a in seiner Schließstellung gemäß Stellung 1 und ist der Behälter 12a in seinem betriebsbereiten Zustand, was dadurch ausgelöst wird, daß das Relais R^, für den Behälter 12a erregt wird, so wird das Relais R2 für den Behälter 12a erregt und ein Materialfluß beginnt aus dem Behälter 12a.

Jeder Behälter 12a und 12b besitzt seinen eigenen Gewichtsmeßschaltkreis 34 mit Kraftmeßdosen, der in dem Fachmann geläufiger Weise nach Auswahl des entsprechenden Behälters mit der Steuereinrichtung für die Eindüsung verbunden wird.

Ist der von Hand betätigbare Druckknopf PB-4 geschlossen, so ist das Relais R^ für den Behälter 12a erregt (sofern sich der Behälter 12a nicht in der betriebsbereiten Stellung oder der Stellung für den Beginn des Eindüsens befindet, welche sich aus der Erregung des Relais R. für den Behälter 12a ergibt). Die Erregung des Relais R^ für den Behälter 12a öffnet die Kontakte R^"" ^ ^und- schließt die Kontakte R^2~2, wodurch das Relais R,_Q für den Behälter 12a erregt und das Behälter-Entlüftungsventil 30 für den Behälter 12a geöffnet wird, um den Druck im Behälter 12a abzubauen, so daß dieser durch Schwerkraftförderung mit Zuschlagstoffen gefüllt werden kann.

Fig. 8 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem bodenblasenden Schmelzgefäß 210. Die Erfindung ist gleichfalls auf einen elektrischen Lichtbogenofen nach Heroult 210a für die Stahlherstellung geeignet, der

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in Fig. 9 dargestellt ist. Ferner kann die Erfindung auf einen SM-Ofen 210b, wie in Fig. 10 dargestellt, angewandt werden. Fig. 11 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen kippbaren SM-Ofen, während in Fig. 12 ein Varmmischer 21Od dargestellt ist, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist.

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-C

Claims

Pat enfansprüche

1. Vorrichtung zum Ein&üsen von Zuschlagstoffen in ein metallurgisches Schmelzgefäß mit einer sich, von einer Fluidquelle zu dem Schmelzgefäß erstreckenden Hauptleitung, gekennzeichnet durch eine Zweigleitung (6), deren Ausgang additiv mit der Hauptleitung (4) verbunden ist, einen den Zuschlagstoff enthaltenden Behälter (-12a), dessen Ausgang (18) mit der Zweigleitung (6) zxirecks Einspeisung von Zuschlagstoff in die- Zweigleitung verbunden ist, Druckerzeugungseinrichtungen (22,24,26,28,30,32), mit deren Hilfe der Behälter (12a) in kontrollierter Weise unter Druck setzbar ist, eine Differenzdruckmeßeinrichtung (40) zum Messen der Druckdifferenz zwischen der Hauptleitung und dem Behälter sowie durch zwischen der Differenzdruckmeßeinrichtung (40) und den Druckerzeugungseinrichtungen angeordnete Steuerorgane (42,46,48) zur Steuerung des Behälterdruckes derart, daß damit die Zuschlagstoffzufuhr aus dem Behälter (12a) in die Zweigleitung (6) als Funktion der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Hauptleitung (4) und dem Druck im Behälter (I2a) steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckerzeugungseinrichtungen eine mit dem Behälter (12a) verbundene Druckleitung (22) zur Druckmittelzufuhr zum Behälter, eine mit dem Behälter verbundene Lüftungsleitung (28) zur Abfuhr von Fluid aus dem Behälter, erste, in der Druckleitung (22) angeordnete Steuerventile (24,26) und zweite in der Lüftungsleitung (28) angeordnete Steuerventile (30,32) enthält, daß die Steuerorgane (42,46,48) eine erste Vergleichsschaltung (i4c)

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zum Vergleichen der Ist-Menge an der Zweigleitung (6) aus dem Behälter zugeführten Zuschlagstoffmenge mit einer vorbestimmten Sollmenge und eine zweite Vergleichsschaltung (4-3) enthalten, mit deren Hilfe das Aus gangs signal der ersten Vergleichsschaltung (i4c) mit dem Ausgangssignal der Differenzdruckmeßeinrichtung (40) vergleichbar ist, und daß Verbindungsleiter (L5, L6) vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Ausgang (04) der zweiten Vergleichsschaltung (43) mit den ersten und zweiten Steuerventilen verbindbar ist, so daß die Menge an dem Behälter zugeführtem Druckmittel und an aus dem Behälter abgezogenem Druckmittel · derart steuerbar ist, daß darüber der Druckmitteldruck im Behälter steuerbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen (34-) zum Messen des Zuschlagstoffgewichtes im Behälter (12a) und mit den Einrichtungen zum Messen des Gewichtes verbundene Einrichtungen (50,52) zum Erzeugen eines Differenzsignals vorgesehen sind, wobei das Differenzsignal den Unterschied zwischen dem anfänglichen Zuschlagstoffgewicht im Behälter und dem sich ändernden Zuschlagstoffgewicht im Behälter bei der Zufuhr von Zuschlagstoff in die Zweigleitung-(6) wiedergibt, daß eine Vergleichsschaltung (56) vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Differenzsignal mit einem vorbestimmten Vergleichssignal vergleichbar ist, und daß eine Einrichtung (Eq,^q) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Zufuhr von Zuschlagstoff beendbar ist, wenn die Differenz zwischen dem Differenzsignal und dem Vergleichssignal einen vorbestimmten Wert erreicht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in der Steuereinrichtung Einrichtungen (34-,36) zum kontinuierlichen Messen des Zuschlagstoff-

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gewichtes im Behälter und zum Erzeugen eines entsprechenden repräsentativen Signals, Einrichtungen (44) zum Erzeugen eines Yergleichssignals, welches die angestrebte Sollmenge wiedergibt, in welcher Zuschlagstoff der Zweigleitung (6) zugeführt wird und eine Vergleichsschaltung (4-3) vorgesehen sind, mit deren Hilfe das Signal von der Meßeinrichtung (34-,36) mit dem Signal von den Einrichtungen (44·) vergleichbar ist, und daß der Ausgang der Vergleichsschaltung (4-3) mit den Druckerzeugungseinrichtungen (26,32) zwecks Steuerung des Druckes im Behälter (i2a) verbunden ist.

5· Vorrichtung zum Steuern der Zuschlagstoff-Eindüsung in einen Konverter zum Frischen von Stahl, der an seinem Boden wenigstens eine Blasform besitzt, durch welche der Zuschlagstoff unter Druck in den Konverter einbringbar ist, gekennzeichnet durch eine die wenigstens eine Blasform (212) mit einer Fluidquelle (2) verbindenden Strömungsleitung (4-,6) für das Fluid, einen einen Zuschlag^- stoff enthaltenden Behälter (12a), dessen Ausgang (18) mit der Leitung (4-,6) verbunden ist, Druckeinrichtungen (42,32, 26) zur Zufuhr von Druckmitteln in den Behälter zwecks Aufbau eines vorbestimmten Druckes in demselben, zwischen dem Behälter und der Leitung (4-,6) vorgesehene Einrichtungen (20,3) zur öffnung des Behälters in die Leitung (6), zwecks Zufuhr von Zuschlagstoffen aus dem Behälter in den Fluidfluß in der Leitung (4-,6), durch Einrichtungen zum Messen der Menge an Zuschlagstoffen, welche der Leitung aus dem Behälter zugeführt wird und durch Einrichtungen, die mit den Meßeinrichtungen und den Druckeinrichtungen verbunden sind, um die Zufuhr von Druckmittel in den Behälter zu steuern, derart, daß darüber die Zuschlagstoffzufuhr aus dem Behälter (12a) in die Leitung (4-,6) als Funktion des Differenzdruckes zwischen der Leitung (4·) und dem Behälter (12a) -steuerbar ist-· - -

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~r

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Menge an Zuschlagstoffen meßbar ist, die der Leitung (4,6) zugeführt worden ist, und daß eine Einrichtung (Ro₅Oq) vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Fluß des Zuschlagstoffes aus dem Behälter (12a) in die Leitung (6) absperrbar ist, wenn'die von den Meßeinrichtungen (34,36) gemessene Menge einen vorbestimmten'Wert erreicht.

7· Vorrichtung nach Anspruch 5} dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Leitung (4,6) aus einer mit der Fluidquelle (2) und der wenigstens einen Blasform (212) verbundenen Hauptleitung (4) und einer Zweigleitung (6) besteht, deren Ausgang und Eingang mit der Hauptleitung (4) an strÖmungsaufwärts bzw. strömungsabwärts gelegenen Bereichen des Fluidflusses verbunden sind, daß erste Ventileinrichtungen (8,10) in der Zweigleitung (6) zwecks Steuerung des Fluidflusses in derselben und zweite Ventileinrichtungen (20) zwischen dem Zuschlagstoff enthaltenden Behälter (i2a) und der Zweigleitung (6) vorgesehen sind, wobei letztere Ventileinrichtungen die Zufuhr von Zuschlagstoffen aus dem Behälter in den Fluidfluß der Zweigleitung steuern, daß dritte Ventileinrichtungen (26, 32) vorgesehen sind, die mit den Druckeinrichtungen (28,22) verbunden sind, um die Zufuhr von Druckmitteln in den Behälter (12a) zu steuern und daß eine Ventilsteuer-Einrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die erste und dritte Ventileinrichtung vor der zweiten Ventileinrichtung zu öffnen ist, um derart den Behälter unter Druck zu setzen, und einen ITuidfluß in der Zweigleitung (6) zu erzeugen, bevor Zuschlagstoffe aus dem Behälter in die Zweigleitung (6) zugeführt werden.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil steuereinrichtung ein Zeitverzögerungsrelais (IL) besitzt, mit dessen Hilfe das öffnen der ersten und dritten Ventileinrichtungen .um eine vorbestimmte Zeitdauer vor dem öffnen der zweiten Ventileinrichtung hervorrufbar ist.

9« Vorrichtung nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch eine Einrichtung (40) zum Messen des Druckunterschiedes zwischen dem Druck im Behälter (12a) und dem Druck in der Hauptleitung (4) sowie durch eine Drucksteuereinrichtung (42), die mit der Differenzdruckmeßeinrichtung (40) verbunden ist und zur Steuerung des Druckaufbäus in dem Behälter als Funktion des gemessenen Differenzdruckes dient, wobei die Drucksteuereinrichtung (42) eine Steuerventileinrichtung (46,26) in der Leitung (22) zur Zufuhr von Druckmitteln enthält, mit deren Hilfe der 3?luß des Fluids durch die Leitung (22) und in den Behälter (12a) steuerbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung (14) zur Steuerung des Fluidflusses durch die Zweigleitung (6) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5» dadurch gekennzeichnet , daß eine zweite Vorrichtung (12b) zum Eindüsen von Zuschlagstoffen in das Schmelzgefäß (210) vorgesehen ist, und daß eine Einrichtung (SW-3) der zweiten Vorrichtung (I2b) zugeordnet ist, mit deren Hilfe die zweite Vorrichtung (12b) in Betrieb setzbar ist, wenn die erste Vorrichtung (i2a) ihren Arbeitszyklus beendet hat.

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12. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum !Prischen von Stahl mit einem Konverter, einer Fluidquelle, einer den Konverter mit der Fluidquelle verbindenden Hauptleitung, mit deren Hilfe dem Konverter das Fluid zuführ- -bar ist, einer Zweigleitung, deren Eingang und Ausgang mit strömungsmäßig oberen bzw. strömungsmäßig unteren Bereichen der Hauptleitung zwischen dem Konverter und der Fluidquelle verbunden sind und einem Druckbehälter, in welchem ein pulverförmiger Zuschlagstoff enthalten ist, welcher dem Konverter zuzuführen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter ein vorbestimmter Druck und in der Zweigleitung ein Fluß des Fluids erzeugt werden, daß der Zweigleitung aus dem Behälter Zuschlagstoff zugeführt wird, nachdem der Behälter unter Druck gesetzt und der Fluidfluß erzeugt worden ist, daß die Druckdifferenz zwischen dem Behälter und der Hauptleitung gemessen wird und daß der im Behälter bereits aufgebaute Druck gesteuert wird, um damit die Menge und/oder die Geschwindigkeit der Zuschlagstoff-Zufuhr in die Zweigleitung aus dem Behälter als Funktion der Druckdifferenz zwischen der Hauptleitung und dem Behälter zu steuern.

13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge und/oder Geschwindigkeit der Zuschlagstoff-Zufuhr in die Zweigleitung aus dem Behälter gemessen und dieser Meßwert mit einem vorbestimmten Sollwert verglichen wird, daß das aus dem Vergleich herrührende Ausgangssignal mit der zuvor gemessenen Druckdifferenz verglichen und daß der in dem Behälter erzeugte Druck, mit dem Ausgangssignal des letztgenannten Vergleiches gesteuert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des"der"Zweigleitung aus

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dem Behälter zugeführten Zuschlagstoffes gemessen und dieser Meßwert mit einem vorbestimmten Sollwert verglichen wird und daß die Zufuhr von Zuschlagstoff aus dem Behälter in" die Zweigleitung unterbrochen wird, wenn die Differenz zwischen den gemessenen und den Sollmengen einen vorbestimmten Wert erreicht.

15· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckbehälter abgesperrt und ein weiterer Druckbehälter in Betrieb gesetzt wird, der einen pulverformigen Zuschlagstoff enthält, welcher dem Konverter zuzuführen ist.

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