DE2626421B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Ausbesserung beschädigter Teile der Feuerfestauskleidung von metallurgischen Gefäßen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Ausbesserung beschädigter Teile der Feuerfestauskleidung von metallurgischen GefäßenInfo
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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 ru 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- 4ri
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.
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.
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.
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 | |||
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.
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.
Probe
Herkömmliches
Verfahren
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
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rkömmlichen Verfahmit bloßem Auge und
Die Ausbesserung nach dem h
ren wird nach einer Beobachtung
nach Abkühlung durchgeführt.
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-
hr> 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 (17)
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.
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