DE2626421B2

DE2626421B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Ausbesserung beschädigter Teile der Feuerfestauskleidung von metallurgischen Gefäßen

Info

Publication number: DE2626421B2
Application number: DE2626421A
Authority: DE
Inventors: Teruyuki Nishitani; Tsunemi Ochiai
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1975-06-13
Filing date: 1976-06-12
Publication date: 1978-03-09
Also published as: US4107244A; DE2626421C3; AU498518B2; JPS51147510A; JPS555038B2; IT1063328B; FR2314531B1; DE2626421A1; GB1539051A; FR2314531A1; AU1489276A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige feuerfest ausgekleidete Gefäße sind Gießpfannen, Roheisenwagen, Mischer, Konverter, Elektroöfen, Ersatz- oder Zusatzfeinöfen und ähnliche Einrichtungen für die Stahlherstellung. Diese Gefäße bestehen aus einem äußeren Metallmantel, der den Tragrahmen bildet, und einer inneren Ausmauerung aus einer dauerhaften Auskleidung und einer Verschleißauskleidung. Die für diese Auskleidung benutzten feuerfesten Stoffe bestehen aus einem feuerfesten Gemisch oder aus blockbildenden feuerfesten Stoffen. Die dauerhafte Auskleidung wird auch als Sicherheitsauskleidung bezeichnet und ist im normalen Betrieb nicht der Einwirkung des Gefäßinhalts ausgesetzt. Infolgedessen tritt auch keine Abnutzung oder kein Verschleiß auf.

Im Gegensatz dazu unterliegt die Verschleißauskleidung einer Abrasion infolge der heißen Metallschmelze oder Stahlschmelze sowie einer Korrosion aufgrund der Reaktion mit der bei der Stahlherstellung gebildeten Schlacke oder auch einer Erosion infolge Abblättern. Die Verschleißauskleidung wird allmählich abgenutzt. Wenn die Abnutzung eine gewisse Größe erreicht, wird der Betrieb des Gefäßes unterbrochen. Die jeweils zulässige Abnutzung hängt von der Art des Gefäßen und den Betriebsbedingungen ab.

Nach Unterbrechung des Betriebes wird das jeweilige Gefäß gereinigt. Der Rest der Verschleißauskleidung wird ausgebrochen und eine neue Verschleißauskleidung wird eingebracht, wodurch das Gefäß ausgebessert wird. Die Betriebsperiode zwischen aufeinanderfolgenden Ausbesserungen hängt wesentlich davon ab, ob eine Zwischenausbesserung durchgeführt wird oder nicht; im allgemeinen setzt man für eine Gießpfanne eine Betriebsperiode von /0 bis 150 Chargen, für einen Roheisenwagen eine Betriebsdauer vor, 700 bis 1500 Chargen und für einen Konverter eine Betriebsdauer von 500 bis 1500 Chargen an.

Die Ausbesserung des Gefäßes hängt jeweils von der Art des Gefäßes ab. Normalerweise erfolgt zunächst eine Abkühlung, dann ein Ausbrechen des Restes der Verschleißauskleidung und schließlich ein Aufbau der neuen Verschleißauskleidung. Die Ausbesserung eines Konverters mit einer Kapazität von 100 t, der eine vergleichsweise kurze Einsatzdauer hat, erfordert eine Abkühlzeit von 50 bis 60 Stunden, eine Ausbrechzeit von 10 bis 15 Stunden, eine Aufbauzeit für die neue Verschleißauskleidung von 60 bis 70 Stunden und eine Zusatzzeit für Hilfsarbeiten von 10 bis 20 Stunden, also insgesamt eine Zeitdauer von 130 bis 160 Stunden. Vor Wiederinbetriebnahme des Gefäßes nach Durchführung <5 der Ausbesserung ist eine Trocknung und eine Anheizung erforderlich, wofür ebenfalls Zeit notwendig ist. Die Ausbesserung der Auskleidung eines solchen Gefäßes bringt unvermeidlich eine hohe Totzeit.

Im Hinblick auf die Verkürzung der Totzeit und die Herabsetzung des Verbrauchs an feuerfestem Stoff wird die Spritztechnik zur Ausbesserung in heißem Zustand angewandt. Diese Spritztechnik nach der DE-OS 20 53 003 ermöglicht die Ausbesserung lokaler, beschädigter Teile überwiegend in heißer Atmosphäre mit einem feuerfesten Stoff, der normalerweise eine gleiche oder eine höhere Güte als der üblicherweise benutzte feuerfeste Stoff hat. In diesem Ausbesserurigsverfahren wird der lokale beschädigte Teil, der die unmittelbare Ursache für die notwendige Ausbesserung des Ofens ist, wieder hergestellt. Dadurch wird die Lebensdauer des Ofens verlängert. Das Abnutzungsgleichgewicht der Auskleidung wird wieder höher gestellt, so daß der Verbrauch des feuerfesten Stoffes herabgese:zt werden kann.

Dieses Spritzverfahren für die Ausbesserung ist jedoch mit folgenden Schwierigkeiten behaftet: Die beschädigten Teile der Auskleidung messen von der Überwachungsperson durch Untersuchungen mit dem bloßen Auge erkannt werden. Infolgedessen werden geringere Schäden leicht übersehen. Wenn außerdem die gesamte Auskleidung schadhaft ist, wird es schwierig, den beschädigten Teil der Auskleidung mit der Bezugsfläche der Auskleidung zu vergleichen. Die Schadensgröße kann nicht vollständig erfaßt werden. b5 Infolgedessen ist die Ausbesserung vereitelt. Der Verbrauch des feuerfesten Stoffes ist größer als notwendig.

Wenn die Ausbesserung in einem Zeitpunkt vorgenommen wird, wo die lokale Schädigung zu weit fortgeschritten ist, ergibt sich eine günstige Ausnutzung des Ausbesserungsstoffes, jedoch wird eine merkliche Verlängerung der Lebensdauer schwierig.

Das Spritzverfahren wird während der Betriebsdauer des Gefäßes durchgeführt. Es soll daher in einer möglichst kurzen Zeitdauer abgeschlossen werden, damit sich keine Behinderung der Produktion ergibt. Doch im praktischen Überwachungsplan der Innenfläche des Ofens durch Beobachtung mit bloßem Auge und durch Ausbesserung erweist es sich als schwierig, die Genauigkeit der Ausbesserung zu verbessern.

Das herkömmliche Ausbesserungsverfahren ist also mit Schwierigkeiten behaftet, die sich bei dem Spritzverfahren im Falle der Ausbesserung der vollständigen Oberfläche sowie im Verbrauch des feuerfesten Stoffes und der für die Ausbesserung erorderlichen Totzeit bemerkbar machen.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das eine genaue Erfassung des Schädigungsgrades der Auskleidung und der Lage der Schädigung in der heißen Ofenatmosphäre ermöglicht und das eine Ausbesserung lokaler Schaden oder von Gesamtschäden in heißem Zustand mit hohem Wirkungsgrad zuläßt. Das Verfahren nach der Erfindung soll das Ungleichgewicht der verbleibenden Auskleidung ausschalten und die Lebensdauer des Gefäßes wesentlich verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Nach der Erfindung erfolgt eine kontinuierliche Abtastung der Oberfläche der Auskleidung im heißen Zustand. Aus dieser Abtastung wird der Schädigungsgrad der Auskleidung bestimmt. Aufgrund dieser Messung wird das Feuerfeslgemisch in dem erforderlichen Ausmaß auf die Wandung aufgespritzt, so daß dadurch eine genaue und sorgfältige Ausbesserung der Auskleidung entsprechend dem Bezugsprofil möglich ist.

Das Verfahren nach der Erfindung kann kontinuierlich durchgeführt werden. Die Unterbrechung der Betriebsperiode und damit die Totzeit des Gefäßes ist gering. Da nach der Erfindung eine Vielzahl von Erneuerungen möglich ist, wird die Lebensdauer des Gefäßes wesentlich erhöht.

Ferner schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vor, die durch die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist. Diese Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht in einfacher Weise eine Ausbesserung der Feuerfestauskleidung. Die Erfindung sieht an der Spritzdüse eine Mikrowellenantenne sowie Steuerkreise und Signalverarbeitungskreise für die Anlage vor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Gießpfanne,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch einen Konverter, in dem das Verfahren nach der Erfindung zur Anwendung kommt,

F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Bereichs A in F ig. 2,

F i g. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer speziellen Anordnung des Meßstabes,

F i g. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Meßvorgangs der Auskleidung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren

Ausführungsform der Erfindung mit einer Spritzvorrichtung,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung und

F i g. 8 ein Blockschaltbild der Steuerkreise für die Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Gießpfanne mit einem Außenmantel 1, einer dauerhaften Auskleidung 2 und einer Verschleißauskleidung 3. Die Grenzlage 4 für die Abnutzung der Verschleißauskleidung 3 ist durch eine gestrichelte Linie angegeben.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Konverter mit einem Metallmantel 1 aus Eisenplatten, einer dauerhaften Auskleidung 2 und einer Verschleißauskleidung 3 dargestellt. Im Betrieb dieses Konverters kann man nach Ausgießen der Stahlschmelze und der Schlacke den Abnutzungszustand der Verschleißauskleidung 3 messen. Unter zahlreichen möglichen Verfahren wird im Rahmen der Erfindung eine berührungsfreie Messung benutzt. Außerhalb des Konverters ist eine Profilmeßmaschine 5 angeordnet, die einen Mikrowellensender 6 enthält. Derselbe ist über ein biegsames Koaxialkabel 7 an einen Meßstab 8 angeschlossen, so daß die Mikrowellenleistung zum Kopf des Meßslabes 8 übertragen wird. Im Kopf des Meßstabes 8 ist ein Wandler 9 angeordnet, der eine Antenne 10 trägt. Wenn im Anschluß an das Koaxialkabel ein Rechteckwellenleiter benutzt wird, ist ein Anpassungsstück erforderlich.

Der Meßstab 8 wird in den nicht vollständig abgekühlten Konverter eingeführt und ist infolgedessen Jo gekühlt. Ein Kühlwasserrohr 11 und ein Rücklaufrohr 12 leiten Kühlwasser durch den Meßstab 8. Derselbe ist doppelwandig ausgebildet und besteht aus einem Innenrohr 8a und einem Außenrohr Sb. Das Kühlwasser fließt in dem Ringraum 8c zwischen den beiden Rohren. Man verbessert die Wirksamkeit, wenn die Außenfläche des Außenrohres Sb mit einem vergußfähigen feuerfesten Stoff überzogen ist.

Der Meßstab 8 wird auf einer Bezugsstellung in den Ofen eingesetzt. Man kann die Gefäßachse oder eine Linie parallel zur Gefäßachse als Bezugsstellung auswählen. Wenn der Meßstab 8 nicht auf die Achse 1 des Gefäßes ausgerichtet werden kann, weil eine Zusatzeinrichtung innerhalb des Gefäßes dies verhindert, wird die Achse des Meßstabes 8 exzentrisch zur Achse 1 gemäß Fig.4 ausgerichtet, so daß dann der Meßstab 8 eingeführt werden kann. In diesem Fall wird die Rotationsfläche mit der Achse 11 des Gefäßes als Mittelachse die Bezugsfläche.

Wenn in dieser Anordnung Mikrowellen des Mikro- so wcllensenders 6 über das Kabel 7 nach Umwandlung in eine Rcchtcckwollenform von der Antenne 10 abgestrahlt werden, werden die an der Oberfläche der abgenutzten Auskleidung 3 reflektierten Mikrowellen von der Antenne 10 wieder aufgenommen und erreichen die Profilmcßvorrichtung, nachdem sie in umgekehrter Richtung übertragen und nach Abtrennung in einer nicht dargestellten Richtungsgabel von einer Empfangsschaltung aufgenommen worden sind. Der Absland r von der Bczugskigc der Oberfläche der Vcrschlcißiuis- wi kleidung 3 wird durch Nachweis des Phaseniinterschiedcs /"wischen der Sendewelle und der F-'mpfangswcllc erhiilten und in einem .Speicherkreis 1.3 zusammen mit einem Sielhingssignal gespeichert. Diese Signale und d;is l'Ünstcllprofil gemessen im Abstand r_u von einer b5 neuen Vmi'hliiißiiiiskleidiing .3 werden miteinander verglichen und die Differenz wird als Schädigungsgrad anirc/eiut.

Wenn die gesamte Innenfläche des Konverters durch Drehung des Meßstabes 8 gemessen ist, kann man die Dicke des beschädigten Teils in einem horizontalen Querschnitt des Konverters erhalten. Wenn darüber hinaus der Meßstab 8 in vertikaler Richtung längs der Achse des Konverters bewegt wird, erhält man ein Abnutzungsprofil über die gesamte Innenfläche des Konverters und erhält daraus die Dicke der Beschädigungen.

Die Antenne bewegt sich entsprechend der Verschiebung des Meßstabes. Die Antenne kann jedoch auch so bewegt v/erden, daß die Drehung um die Achse des Gefäßes oder eine Linie parallel zur Achse des Gefäßes und die Verschiebung jeweils um einen festen Abstand parallel zu der genannten Achse abwechselnd durchgeführt werden. Die Antenne kann auch kontinuierlich längs der Achse des Gefäßes oder einer Schraubenlinie parallel zur Achse des Gefäßes verschoben werden.

Die Antenne 10 dient zur Aussendung und zum Empfang der Wellen gemäß Fig. 5. Sie kann in eine Sendeantenne 14 und eine Empfangsantenne 15 unterteilt werden.

Im Normalbetrieb hängt der Schädigungsgrad der Verschleißauskleidung 3 des Gefäßes von den verschiedenen Stellungen des Teils ab. Wenn die Arbeitsbedingungen gleichbleibend sind, bleiben die Stellungen der beschädigten Teile immer gleich. Jedoch kann man die Kontrollmessung der genauen Stellung über den Umfang entsprechend dem jeweiligen Meßsystem durchführen.

Als andere kontaktfreie Messung kann man einen Laserstrahl anwenden. In diesem Fall kann man ebenso wie bei der Anwendung von Mikrowellen eine Modelation mit einem Polarisator durchführen.

Die kontaktfreie Messung ist dann besonders zweckmäßig, wenn das Profil des Gefäßes ausgemessen wird, dessen Schädigung sich über einen vergleichsweise großen Bereich erstreckt oder wenn das Profil eines Gefäßes mit großen Abmessungen ausgemessen wird.

Die Ausbesserung der beschädigten Teile der Auskleidung wird unter Bezugnahme auf F i g. b erläutert. Dabei erfolgt die Messung des Schädigungszustandes der Auskleidung in der zuvor beschriebenen Weise.

Nachdem das Meßprofil r und das Bezugsprofil η miteinander verglichen sind, wird das Differenzsignal also der Schädigungsanteil, zusammen mit einem Stellungssignal in einem Speicherkreis 13 gespeichert Wenn dieses Differenzsignal für den Schädigungsantei! ein Ausbesserungsbczugssignal überschreitet, wird ein Signal an die Steuerschaltung 19 für die Heißausbesscrungsvorrichtung abgegeben, so daß die Heißausbesserungsvorrichtung in Gang gesetzt wird. Man kann als Heißausbcsserungsvorrichtung eine bekannte Spritzvorrichtung einsetzen. Beispielsweise wird eine Spritz mischung 21 in einem Vorratsbehälter 20 gespeicheri und entsprechend der Einstellung des Magnetventils 22 das durch ein Signal der Steuerschaltung 19 cingestelli wird, zugeführt oder nicht zugeführt. Zusammen mit dei beschriebenen Betriebsweise wird ein Magnetventil 24 für ein Wasserrohr 23 betätigt, das die Zufuhr vor Mischwasscr steuert. Die Spritzmischung 21 und da; zugeführle Wasser werden beim Durchgang durch eine Lanze 25 miteinander vermischt und bilden eint Aufschlämmung, die durch eine Düse 26 der Lanze 25 ausgespritzt wird. Wenn dementsprechend die Lanze 2i parallel zu dem McUstab 8 ausgerichtet ist, kann clii Ausbesserung unmittelbar im Anschluß an die Messung

des beschädigten Teils durchgeführt werden.

F i g. 7 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung. An einem sich in vertikaler Richtung erstreckenden Säulenrahmen 33 ist eine Plattform 35 befestigt, die eine Seilwinde 37 trägt. Die Seilwinde 37 ist durch einen Impulsmotor 36 antreibbar. Eine Hubplattform 39 ist auf Führungsflächcn 34 des Säulcnrahmens 33 geführt und an einem Seil 38 der Seilwinde 37 aufgehängt. Die Seilwinde 37 wickelt unter dem Antrieb des lmpulsmotors 36 das Seil 38 auf oder ab, so daß dementsprechend die Hubplattform 39 angehoben oder abgesenkt wird. Auf der Hubplattform 39 ist ein Meßstab 41, der sich in vertikaler Richtung nach unten erstreckt und mit einer feuerfesten Schicht 42 umkleidet ist, drehbar gelagert. Die Drehung des Meßstabs 41 erfolgt von einem Impulsmotor 43 aus über ein Getriebe 44. Innerhalb des Meßstabes 41 befindet sich der Mikrowellen-Wellenleiter 45 und ein Förderrohr 47 für den Ausbesserungsstoff. Der Wellenleiter 45 und das Förderrohr 47 erstrecken sich in Achsrichtung des Meßstabs 41. Der Mikrowellen-Wellenleiter 45 ist mit einer Mikrowellenantenne 46 gekoppcli. die auf die Oberfläche 3? der Auskleidung des Gefäßes 31 ausgerichtet ist und am Untcrendc des Meßstabs 4i sitzt. Das Förderrohr 47 ist an eine Spritzdüse 48 angeschlossen, die am Linierende des Meßslabcs 41 in entgegengesetzter Ausrichtung zu der Antenne 46 angeordnet und ebenfalls auf die Oberfläche 32 ausgerichtet ist.

Außerdem nimmt die Hubplattform 39 ein Vorratsgc- jo faß 51 für den Ausbesscrungsstoff sowie einen von einem Motor 52 angetriebenen Kompressor 53 auf, dessen Druckluftlciiung 54 an den Kopfteil des Vorratsgefäßes 51 angeschlossen ist. Der Unterteil des Vorratsgefäßes 51 ist über ein Verbindungsrohr 55 an 3> das Förderrohr 47 für den Ausbesscrungsstoff angeschlossen. Der Ausbesserungsstoff wird aus dem Vorratsgefäß 51 durch Druckluft entsprechend der Arbeitsweise einer durch den Motor 56 angetriebenen nichtdargcstcllten Zuführeinrichtung in das Transportrohr 47 gefördert. Innerhalb des Transportrohrcs 47 wird aus dem Wasserrohr 57, das im Mittclbcrcich des Transportrohres 47 angeschlossen ist, Wasser zugege ben. Der Ausbesserungsstoff und das Wasser werden innerhalb '.Ic;, Transporirohrcs 47 miteinander ver- 4^ri mischt.

Auf der Hubplattform 39 befindet sich außerdem eine Profilmeßcinrichuing 58, die über den Mikrowellen-Wellenleiter 45 Mikrowellen an die Antenne 46 aussendet und auch die von der Antenne 46 empfange- w nen, an der Oberfläche 32 reflektierten Mikrowellen aufnimmt.

In dem dargesicllicn Ausführungsbeispiel sind die Antenne 46 und die Spritzdüse 48 am Unterende des Meßstilbs 41 um 180' versetzt gegeneinander angeord- v> riet. Man kann jedoch gemäß F i g. b die Antenne 10 und die Spritzdüse 26 auch in gleicher UmfangsrichUing ausgerichtet vertikal versetz! gegeneinander anordnen.

Die Auswertung des Meßsignals ist unter Bezugnahme auf F i g. 8 erläuierl. innerhalb der Profilmeßcinrich- wi lung werden durch einen Mikrowellengcneralor 61 Mikrowellen einer l-'rcqiimi/ von 10,5GHz erzeugt und über eine Trennschaltung 62 an eine Koppelschaltung 63 weitergegeben. Von der Koppelschaltung 63 werden die Mikrowellen über eine weitere Trennschaltung 64 in βί einen Modulator 65 eingespeist und dort durch eine Mikrowelle einer Frequenz von z.H. 20OMIIz moduliert, die in einem Modulicrwellcngeneralor 68 erzeugt wird. Die modulierte Mikrowelle wird über eine Richtungsgabel 67 und eine Anpassungsschaltung 68 an die Antenne 46 weitergegeben. Die über die Antenne 46 abgestrahlten Mikrowellen werden an der Oberfläche 32 der Auskleidung in der beschriebenen Weise reflektiert und von der Antenne 46 wiederum empfangen. Die in der Antenne 46 empfangenen Mikrowellen werden über die Anpassungsschaltung 68, die Richtungsgabel 67 und eine Trennschaltung 69 zu einer Mischslufc 70 übertragen.

Andererseits werden die Mikrowellen von der Koppelschaltung 63 zu einem Modulator 71 übertragen und von einem Zwischenfrequenzoszillator 72 moduliert. Die modulierten Wellen des Modulators 71 werden an die Mischstufc 70 weitergegeben und mit den von der Trennschaltung 69 herkommenden Mikrowellen gemischt. Die überlagerten Mikrowellen werden über einen Zwischenfrequenzverstärker 73 an einen Phasendetektor 74 weitergegeben. Das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzoszillators 72 liegt an dem Phasendetektor 74 an. Die Phase des Ausgangssignals des Zwischenfrequenzoszillators 72 und die Phase der durch den Zwischenfrequenzverstärker 73 übertragenen Empfangswellen werden miteinander verglichen. Der Abstand der Bezugsstellung von der tatsächlichen Oberfläche 32 der Auskleidung wird aus der Phasendifferenz der beiden Signale erfaßt.

Das Signal des Phasendetcktors 74 wird in eine Signalverarbcitungseinheit 75 übertragen. Andererseits wird das Bezugssignal einer Bezugsprofileinstelleinheit 76 in die Signalverarbeitungseinheit 75 eingegeben. Das Bezugssignal gibt den Abstand zwischen der Bczugsstellung und der Bezugsprofilfläche an. Innerhalb der Signalverarbeitungseinheit 75 werden das Signal des Phasendetcktors 74 und das Signal der Bezugsprofileinstelleinheit 76 miteinander verglichen. Der Schädigungsbetrag der Auskleidung wird dadurch erfaßt. Die Stellung und Ausrichtung der Antenne 46 innerhalb des Gefäßes 31 werden durch die Stellung des Meßstabes 41, der durch die Impulsmotoren 36 und 43 angetrieben ist, festgehalten. Es wird auf F i g. 7 verwiesen Demgemäß werden die Stellung und die die Ausrichtung der Antenne 46 durch Abzählen der in die Impulsmotoren 36 und 43 eingespeisten Impulse erfaßt. Nach F i g. 8 werden die in die Impulsmotoren 36 und 43 eingespeisten Impulse durch Impulszähler 77 und 78 gezählt und in eine Stellungssignalvcrarbcitungseinhcit 79 eingegeben. Damit kann die Stellung der Oberfläche 32 dei Auskleidung, die durch die Antenne 46 erfaßt ist nachgewiesen werden. Das .Slellungssignal der Stellungssignalverarbcitungseinhcit 79 wird in die Signalverarbeitungscinheit 75 eingegeben und mit der Signalen des Phasendetcktors 74 zusammengebracht Diese Signale werden so aufeinander bezogen, daß da; Slcllungssigmil für die Oberfläche 32 und der Sehädi gungsanieil in dieser Stellung einander entsprechen Das die Stellung der Oberfläche 32 anzeigende Signa der Signalverarbeitungseinheil 75 und das Signal für dei Schädigungsanteil in dieser Stellung werden in einci Speichereinheil 80 gespeichert.

Die Nutzung des Profils der Auskleidungsoberflächi und die Ausbesserung der beschädigten Teile werdet gesondert durchgefühlt. Wenn /. B. der Meßstab 41 abgesenkt wird, kann this Profil der Auskleidungsober fläche ausgemessen werden; wenn der Meßstab 41 dam angehoben wird, kann die Ausbesserung erfolgen. Wem nämlich der Meßslab 41 angehoben wird, kann dii Spritzdüse 48 die Ausklcidimgsoherfliiche abtasten um

durch ein Signal der Steuereinheit 81 zur Steuerung der Ausbesserungseinrichtung gesteuert werden. Die Steuereinheit 81 ist an die Speichereinheit 80 angeschlossen. Die Steuereinheit 81 hält die Spritzdüse jeweils entsprechend dem Schädigungsgrad des jeweiligen Teiles in einer entsprechenden Stellung für eine entsprechende Zeitdauer an, wenn die Spritzdüse auf den beschädigten Teil ausgerichtet ist. Zur Ausbesserung wird dann ein Spritzgemisch auf den beschädigten Teil aufgesprüht. Dadurch kann man die Auskleidung auffüllen und ausbessern, indem die Durchflußmenge des Spritzgemisches entsprechend dem Schädigungsgrad des beschädigten Teils geändert wird.

Als Bezugsfläche für die Auskleidung wird die ursprüngliche Auskleidungsfläche des Gefäßes in unbenutztem Zustand verwendet. Statt dessen kann auch eine gleichmäßig abgenutzte Oberfläche nach einer Anzahl von Chargierungen als Bezugsflächc benutzt werden.

Beispiel I

Gefäß:

Sauerstoffaufblaskonverter (Kapazität 100 t).

Profilmessung:

Berührungsfrei°s Mikrowellcnsystem, bei dem eine Mikrowelle von 10,5GHz mit einer Frequenz von 300 MHz moduliert ist. Die Messung erfolgt durch Phasendifferenzmessung zwischen der Sendewelle und der Empfangswelle. Meßgenauigkeit 5 bis 10 mm (zum Vergleich ist die Meßgenauigkeit in einem lokalen Teil bei Beobachtung mit dem bloßen Auge etwa 30 mm).

Ausbesserungsverfahren:

Trockenspritz-Ausbessening (das Gemisch wird mit Wasser innerhalb des Wasserrohrs geknetet). Stoff: Magnesia.

Spritzmenge: 500 bis 1500 kg/Zeiteinheil.
Ausbesserungshäufigkeit: einmal/2 bis 5 Chargen.

Die Profilmessung und die Ausbesserung werden koninuierlich und gleichzeitig durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I im Vergleich zu den Arbeitsbedingungen angegeben.

Tabelle

Probe	Herkömmliches Ver	Spritzaus	Er
	fahren	besserung	findung
	ohne Aus
	besserung
Konverterlebens		1050
dauer
Chargen pro	650		1600
Reise
Verbrauch an
feuerfestem Stoff,		2,2
kg/t Stahl		1,0
Ziegel	3,2	3,2	1,3
Spritzmischung	0,3	86	1,5
Gesamt	3,5		2,8
Kostenindex für den	100	100	70
feuerfesten Stoff
Gesamttotzeit	0		30
infolge der
Ausbesserung

Beispiel 2

Gefäß:

Roheisenwagen (Kapazität 300 i).

Profilmessung:

Berührungsfreies Mikrowellensystem. bei dem eine Mikrowelle von 10.5GHz mit einer Frequenz von 200 MHz moduliert ist. Die Messung erfolgt durch Phasendifferenzmessung /wischen der Sendewelle und der Empfangswelle. Meßgenauigkeit 5 bis 10 mm (eine Beobachtung mit bloßem Auge ist in der heißen Atmosphäre nicht möglich).

Ausbesserungsverfahren:

Feuchtspritz-Ausbesserung.
Stoff: hochprozentige Tonerc|e.
Spritzmenge: 300 bis 500 kg/Zeiteinheit.
Ausbesserungshäufigkeit: einmal/30 bis 100 Chargen nach mehr als 500 Chargen.

Die Arbeitsweise und die Auswirkungen sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Probe

Herkömmliches
Verfahren

Erfindung

Gefäßlebensdauer

Chargen/Reise 800

Verbrauch an feuerjo festem Stoff, kg/t Stahl

Ziegel 0,31

Spritzmischung 0,11

Gesamt 0,42

Kostenindex des feuer- 100

^r> festen Stoffes

1300

0,!7
0,16
0,35

80

rkömmlichen Verfahmit bloßem Auge und

Die Ausbesserung nach dem h
ren wird nach einer Beobachtung
nach Abkühlung durchgeführt.

•to Nach der Erfindung kann die Gesamtheit oder ein Teil des Profils der abgenutzten Auskleidungsfläche unmittelbar gemessen weiden, indem eine auf Berührung ansprechende oder berührungsfreie Meßeinrichtung während der Betriebsdauer des Gefäßes eingesetzt

!> wird. Danach wird der Schädigungsbetrag der Auskleidung bestimmt, und die Stellung des beschädigten Teils wird genau erfaßt. Auch die Ausbesserung des Gefäßes erfolgt nach einem datengcsteuertcn Programm unter Berücksichtigung der Schädigung.

w Der Schädigungsbetrag wird durch Vergleich des gemessenen Oberflächenprofils und eines Bezugsprofils (für eine frische Auskleidung) unter Verwendung einer Meßeinrichtung erfaßt. Damit lassen sich nicht nur lokale Schädigungen, sondern auch Schädigungen der

« gesamten Auskleidung erfassen.

Die Ausbesserungseinrichiung wird durch Signale entsprechend den gemessenen Schiidigungsprofilen gesteuert. Dementsprechend erhält man eine sorgfältige Ausbesserung von lokalen Schädigungen und Gesamt-

bo Schädigungen. Das Ungleichgewicht der verbleibenden Auskleidung kann ausgeschaltet werden. Die Lebensdauer des ausgekleideten Gefäßes liißi sich merklich erhöhen.

Die Messung und die Ausbesserung können kontinu-

h^r> ierlich innerhalb kurzer Zeit und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden, so daß die Totzeit eines ausgekleideten Gefäßes durch die Erfindung verkürzt werden kann.

Hierzu 3 Hlatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ausbesserung beschädigter Teile der Feuerfestauskleidung von metallurgischen Gefä-Ben, wonach vor der Auskühlung in den Gefäßinnenraum ein Rohr, an dessen Ende sich eine Spritzdüse befindet, eingeführt wird und durch die Spritzdüse Feuerfestmaterial auf beschädigte Teile der Auskleidung gespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für den Gefäßinnenraum ein Bezugsprofil eingestellt wird, daß über eine an der Düse sitzende Antenne Mikrowellen auf die Oberfläche der Auskleidung abgestrahlt und dort reflektiert werden, daß nach dem Empfang der reflektierten Mikrowelleu für jede Stelle der Oberfläche der Auskleidung der Abstand der Oberfläche der Auskleidung von der Antenne aufgrund des Phasenunterschiedes zwischen der ausgesandten und der empfangenen Mikrowelle gemessen wird, daß aus dem Vergleich des gemessenen Abstandes und dem ßezugsabstand entsprechend dem Bezugsprofil der Schädigungsgrad bestimmt wird, daß diese Messungen unter Verschiebung der Antenne kontinuierlich fortgesetzt werden und daß unter Auswertung des gemessenen Schädigungsgrades die Düse verstellt und das Feuerfestgemisch auf den beschädigten Teil aufgespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßachse oder eine Linie parallel zur Gefäßachse als Bezugsstellung ausgewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rotationsfläche bezüglich der Gefäßachse als Mittelachse als Bezugsfläche festgelegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne und die Spritzdüse in bezug auf die Gefäßachse oder eine Linie parallel zur Gefäßachse als Mittelachse gedreht und über eine feste Strecke längs der Gefäßachse oder einer Linie parallel zur Gefäßachse verschoben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne und die Spritzdüse kontinuierlich längs der Gefäßachse oder v> auf einer Schraubenbahn verfahren werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugsfläche für die Auskleidung die ursprüngliche Oberfläche der Auskleidung vor Inbetriebnahme des Gefäßes benutzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugsfläche der Auskleidung die Oberfläche der in Gebrauch gleichförmig beschädigten Auskleidung benutzt wird.

S. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßprofil während der absteigenden Bewegung des Meßstabes aufgenommen und die Ausbesserung während der t>o ansteigenden Bewegung des Meßstabes durchgeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Spritzdüse für eine Zeitdauer entsprechend dem Schädigungsgrad des beschädigten Bereichs angehalten wird und daß das Spritzgemisch auf den beschädigten Bereich zur Ausbesserung desselben

ausgespritzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge des Spritzgemisches entsprechend dem Schädigungsgrad des beschädigten Teiles zeitlich geändert wird und daß das Spritzgemisch auf den beschädigten Bereich aufgebracht und dadurch derselbe ausgebessert wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die an einem drehbaren und in vertikaler Richtung verschiebbaren Rohr eine Spritzdüse für das Feuerfestgemisch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mikrowellenantenne (46) an der Spritzdüse (48) sitzt und mit derselben bewegbar ist, daß die Mikrowellenantenne (46) einerseits an einen Mikrowellengenerator angeschlossen und andererseits über einen Phasendetektor (74) mit einer Signalverarbeitungseinheit (75) verbunden ist, die aus dem Vergleich der Ausgangssignale des Phasendetektors und von Bezugssignalen für das Bezugsprofil ein Signal für den Schädigungsgrad der abgetasteten Stelle ableitet, und daß ein Ventil (22) für den Durchfluß des Feuerfestgemisches zu der Spritzdüse entsprechend dem Signal für den Schädigungsgrad steuerbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstab (8) eis doppeiwandiges Rohr mit einem Kühlwasserdurchfluß ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Meßstabes mit einem feuerfesten Stoff abgedeckt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne umfaßt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne und die Spritzdüse am Unterende des Meßstabes (41) nach entgegengesetzten Richtungen weisend angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne und die Spritzdüse in gleiche Richtung ausgerichtet sind und in der Höhe gegeneinander versetzt sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung für den Meßstab einen Impulsmotor umfaßt.