DE2745251C2 - Einrichtung zur berührungsfreien Messung der Standhöhe der Schmelze in einem metallurgischen Schmelzgefäß - Google Patents
Einrichtung zur berührungsfreien Messung der Standhöhe der Schmelze in einem metallurgischen SchmelzgefäßInfo
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Description
a) das Rohr ist von außen gekühlt,
b) das Rohr ist derart ausgebildet, daß ein wesentlicher Teil des Meßstrahlengangs innerhalb des
Rohrs verläuft,
c) ein Spülgasstrom ist durch das Rohr geführt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Entfernungsmesser (5) als Impulsquelle einen Laser enthält
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in Axialrichtung beweglich
und in das Schmelzgefäß (1) einführbar ist
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmetzgefäß (1) ein Konverter
und das Rohr die bei dem Sauerstoffaufblasverfahren verwendete Blaslanze (4) und das Spülgas
der aufzublasende Sauerstoff ist
5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Auswerteschaltung (6) in der aus dem
Standhöhenmeßsignal (H), der iilaslanzenlänge (1)
und der temperattirbedir.gten Blaslanzendehnung
(d) entsprechenden Signalen de·: Abstand (h) der
Blaslanzendüse von dem Schmelzenspiegel (3) bestimmbar ist.
40
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungsfreien Messung der Standhöhe der Schmelze in
einem metallurgischen Schmelzgefäß gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die für die exakte Führung eines Schmelzprozesses häufig erforderliche kontinuierliche Messung der Standhöhe
der Schmelze bereitet infolge der erschwerten Bedingungen Schwierigkeiten. Dies trifft insbesondere bei
Sauerstoffaufblasverfahren in Konvertern zu, wo die Kenntnis des aus der Standhöhe errechenbaren Abstandes
Blaslanzendüse—Schmelzenspiegel von erheblicher Bedeutung für das Ergebnis des Schmelzprozesses ist.
Bisher wurde die Standhöhe der Schmelze von einem Fixpunkt aus mit Sonden mechanisch und diskontinuierlich
abgetastet, die so auf umständliche Weise erzielten Meßwerte sind jedoch für eine Prozeßführung häufig
nicht ausreichend genau.
Aus der DE-OS 25 47 759 ist zwar eine Einrichtung zur kontinuierlichen berührungsfreien Messung von
Füllständen in geschlossenen öder offenen Behältern, Gerinnen oder dergleichen bekannt, mit einem nach
dem Impulslaufzeitverfahren arbeitenden Schall-Echolot, welches aber gerade bei metallurgischen Schmelzprozessen
mit hohem akustischem Störpegel, insbesondere also in Konvertern, nicht einsetzbar ist.
Dazu kommt, daß das bei der bekannten Füllstandsmeßeinrichtung notwendige, in das Innere eines Behälters
mit Füllgut ragende Schallführungsrohr hinsichtlich seiner geometrischen Abmessungen an die ausgesandte
Schallkeule des Schall-Echolots und hinsichtlich seiner akustischen Impedanz an die Impedanz des Behälters
angepaßt sein muß, um Störreflexionen zu vermeiden. Dies würde bei den rauhen Betriebs- und Umgebungsbedingungen metallurgischer Prozesse eine aufwendige
Konstruktion erfordern.
Es besteht somit die Aufgabe, eine zur berührungsfreien Messung der Standhöhe in metallurgischen
Schmelzgefäßen geeignete Einrichtung zu schaffen, bei der die betriebsmäßigen Störeinflüsse, wie hohe Temperatur,
Staub- und Schmelzenpartikel im Meßstrahlengang, stark vermindert und deren Meßsignale zur automatischen
Führung von Schmelzprozessen geeignet sind.
Die Aufgabe läßt sich mit einer Einrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 lösen, die dessen kennzeichnende
Merkmale aufweist
Die Außenkühlung des auf die Schmelzenoberfläche gerichteten Rohrs ist problemlos, so daß eine einfache
Konstruktion gewählt werden kann.
Da ein wesentlicher Teil des Meßstrahlengangs in dem Rohr verläuft, ist die Beeinflussung durch Partikel
in der Atmosphäre über dem Schmelzenspiegel gering, darüber hinaus wird der Meßstrahlengang im Rohr und
an seiner Mündung über dem Schmelzenspiegel durch den Spülgasstrom freigehalten. Das Rohr hat hier reine
Schutzfunktion ist nicht Teil des Meßstrahlengangs wie bei dem bekannten Schall-Echolot. Infolge der geringen
Störeinflüsse sind die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung gewonnenen Meßsignale zur automatischen
Meßwertverarbeitung und Prozeßführung gut geeignet.
Bei metallurgischen Schmelzprozessen, die z. B. in einem Induktionsofen unter Schutzgasatmosphäre stattfinden,
kann das Schutzgas gleichzeitig als Spülgas durch das Rohr in das Schmelzgefäß eingeführt werden.
In ähnlicher Weise kann bei dem in Konvertern durchgeführten Sauerstoffaufblasverfahrer. der zugeführte
Sauerstoffstrom gleichzeitig die Spülfunktion übernehmen. Besonders vorteilhaft im letzteren Falle ist die
Möglichkeit, die Meßeinrichtung auf der Blaslanze anzubringen, durch das Innere der Blaslanze den Schmelzenspiegel
anzumessen und daraus den für die Prozeßführung wichtigen Blaslanzenabstand zu errechnen.
Eine derartige Anordnung ist als Ausführungsbeispiel in der Figur schematisch dargestellt und wird im folgenden
beschrieben.
In einem Schmelzgefäß 1, hier einem Sauerstoffaufälaskonverter,
befindet sich Schmelze 2, deren Schmelzenspiegel 3 das Meßobjekt ist. Der aufzublasende Sauerstoff
wird durch die in das Schmelzgefäß 1 einführbare hohle Blaslanze 4 unter hohem Druck zugeführt. An
dem außerhalb des Schmelzgefäßes 1 befindlichen Ende der Blaslanze 4 ist der Entfernungsmesser 5 angebracht,
der einen Impulslaser und einen Empfänger enthält. Der Meßstrahlengang verläuft im wesentlichen durch das
Innere des von Sauerstoff durchströmten und gekühlten Rohrs der Blaslanze 4. Das nach dem Impulslaufzeitprinzip
ermittelte Meßsignal entspricht dem Abstand H zwischen Entfernungsmesser S und Schmelzenspiege! 3.
Das Meßsignal wird einer Auswerteeinrichtung 6 zugeführt, in welcher aus ihm und den bekannten Größen
Länge 1 und temperaturbedingte Dehnung c/der Lanze 4 der Abstand h zwischen Blaslanzendüse und Schmelzenspiegel
3 errechnet wird. Das Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung 6 di^nt als Führungsgröße für eine
hier nicht dargestellte Regeleinrichtung zur Einstellung des Abstandes h auf einen vorgegebenen Wert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Einrichtung zur berührungsfreien Messung der Standhöhe der Schmelze in einem metallurgischen
Schmelzgefäß, mit einem nach dem Impulslaufzeitverfahren arbeitenden Entfernungsmesser, der an einem
außerhalb des Schmelzgefäßes liegenden Ende eines auf den Schmelzenspiegel gerichteten Rohrs
angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
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