DE3008061C2

DE3008061C2 - Vorrichtung zum Einbringen einer Sonde in einen Behälter mit einem Fluid

Info

Publication number: DE3008061C2
Application number: DE3008061A
Authority: DE
Inventors: Hideo Kobe Hyogo Kaneko; Keikichi Murakami
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1980-03-03
Publication date: 1987-01-15
Also published as: AU529703B2; US4290306A; FR2451028B1; AU5610380A; FR2451028A1; BR8001283A; DE3008061A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen einer Sonde in einen Behälter mit einem Fluid gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Um eine Sonde in einen Konverter zur Messung der Temperatur und/oder zur Entnahme einer Probe des Bades einzubringen, nehmen Stahlwerker im allgemeinen Zuflucht zur Verwendung einer zweiten Lanze (Unterlanze) zusätzlich zu der ersten Sauerstofflanze. Die Verwendung der Unterlanze bringt dabei verschiedene Nachteile und Schwierigkeiten mit sich. Zunächst einmal muß, da die Unterlanze von oben in den Konverter eingeführt wird und eine beträchtliche Länge hat, oberhalb des Konverters ein großer, freier Raum vorhanden sein. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß Eisen oder Schlacke in dem Konverter in großem Ausmaß an der Unterlanze anhaftet. Dieses Anhaften des Eisens oder der Schlacke an der Unterlanze kann es sogar unmöglich machen, die Unterlanze durch die Mündungskappe aus dem Konverter zurückzuziehen, so daß der Konverterbetrieb unterbrochen werden muß. Das Entfernen des Eisens oder der Schlacke von der Unterlanze ist darüber hinaus schwierig und zeitraubend.
Ein weiterer Nachteil bei dieser Art der Einbringung einer Sonde in einen Konverter besteht darin, daß die Unterlanze an einer von der Konverterachse abseits gelegenen Stelle in den Konverter eingeführt werden muß, damit sie nicht der Sauerstofflanze in die Quere kommt, die entlang der Konverterachse verläuft. Auf diese Weise ist die Unterlanze von der Mitte des Konverters her einer größeren Hitze ausgesetzt als von der Seitenwand des Konverters aus. Die Unterlanze unterliegt damit unvermeidlich einer thermischen Verformung und biegt sich im allgemeinen zur Mitte des Konverters hin.
Aus der DE-OS 21 50 200 ist bereits eine Vorrichtung bekannt, mit der die Temperatur in einem Behälter mit einem Fluid hoher Temperatur durch eine Öffnung im Boden des Behälters gemessen werden kann, wobei ein unter hohem Druck stehendes Gas durch die Öffnung in den Behälter eingeblasen wird, um ein Ausfließen des Fluids durch die Öffnung zu verhindern. Mit der Öffnung im Boden des Behälters ist bei dieser bekannten Vorrichtung eine Rohrkonstruktion verbunden, in die ein Pyrometer feststehend eingebaut ist. Diese bekannte Vorrichtung ist dazu vorgesehen, eine einzige Funktion zu erfüllen, nämlich die Temperatur in dem Behälter zu messen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, daß die Sonde zwei verschiedene Funktionen erfüllen kann, die in der Messung der Temperatur des Fluids und der Entnahme einer Fluidprobe bestehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß das Einlaßrohr mit einem Absperrglied an seinem von der Öffnung im Boden des Behälters abgewandten Seite versehen ist, und daß eine langgestreckte Sonde zum Messen der Temperatur und zur Entnahme einer Probe außerhalb des Behälters angeordnet ist. Die Sonde ist in den Behälter und aus dem Behälter durch das Absperrglied hindurch bewegbar, wenn dieses geöffnet ist. Nach Austritt der Sonde aus dem Behälter wird jeweils das Absperrglied geschlossen. Die Sonde hat einen Probenbehälter und eine Probenöffnung in ihrem Gehäuse, die den Eintritt des Fluids in den Probenbehälter ermöglicht, wenn sich die Sonde in dem Behälter befindet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nur eine minimale Bewegungslänge für die Sonde in den Behälter hinein und aus diesem heraus erforderlich, da die Sonde sofort das Fluid erreicht, wenn sie in den Behälter eintritt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sonde direkt an der Kolbenstange eines Fluid-betätigten Zylinders befestigt und wird dadurch in den Behälter hinein und aus diesem heraus geführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zudem den Vorteil, daß sie eine kompakte Bauform aufweist.
Die Erfindung ist insbesondere bei Stahlkonvertern und anderen Frischungsöfen einschließlich Entgasungsöfen, elektrischen Öfen, Mischern und Pfannen für solche Öfen verwendbar. Bei diesen Anwendungsarten ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders geeignet, eine Sonde in ein geschmolzenes Metallbad zu den genannten Zwecken einzubringen.
Da die Sonde im allgemeinen aufrecht, entweder vertikal oder in einem Winkel zur Vertikalen, in den Behälter eingeführt wird, weist die Sonde in bevorzugten Ausführungsformen, in denen sie an die Anwendung bei Stahlkonvertern angepaßt ist, ein Gehäuse, einen Probenbehälter im Gehäuse zur Aufnahme einer Probenmenge von geschmolzenem Metall im Konverter, ein erstes Pyrometer zur Messung der Temperatur des Bades im Konverter und ein zweites Pyrometer zur Messung der Temperatur der Metallprobe in dem Probenbehälter auf. Das am unteren Ende des Probenbehälters angeordnete zweite Pyrometer kann schnell die Erstarrungstemperatur der Metallprobe feststellen.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der neuen Sonde besteht in einer ringförmigen Ausbauchung, die am Umfang ihres Gehäuses unterhalb des Einlasses für die Metallprobe in den Probenbehälter ausgebildet ist. Wenn die Sonde in den Konverter eingeführt wird, dient die ringförmige Ausbauchung an ihrem Gehäuse dazu, den Gasstrom von dem oberen Abschnitt der Sonde abzulenken, so daß das geschmolzene Metall glatt in den Probenbehälter einfließen und das erste Pyrometer die Badtemperatur ohne Beeinflussung durch den Gasstrom messen kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung zum Einbringen einer Sonde eine rohrförmige Einlaßkonstruktion, die sich von der Sondeneintrittsöffnung nach außen erstreckt und eine geradlinige Einlaßbahn für das Einbringen der Sonde bildet, und die Zufuhr von unter Druck stehendem Gas durch diese in den Konverter vorsieht. Die auf der Kolbenstange des Zylinders angesetzte Sonde ist normalerweise von einer rohrförmigen Hülle mit offenen Enden umschlossen, die mit einem Ende starr mit dem Zylinder koaxial zu diesem verbunden und zum lösbaren Kopf-an-Kopf- Eingriff mit der Einlaßkonstruktion ausgebildet ist.
Die Vorrichtung zum Einbringen einer Sonde weist ferner Einrichtungen auf, die auf den Zylinder einwirken, um die Hülle in lösbaren Eingriff mit der Einlaßkonstruktion zu bringen oder um diesen Eingriff zu lösen, und Vorrichtungen zum Ausrichten der Zylinderachse auf die Achse der Einlaßkonstruktion. Alle diese Einrichtungen sind in den zweckentsprechenden Vorgang der Einbringung einer Sonde in einen Stahlkonverter oder dergl. in einer üblichen Fabrikanlage einbezogen.
Demnach sieht die Erfindung vor, daß zur Entnahme einer Probe und/oder zum Messen der Temperatur beispielsweise eines geschmolzenen Metalls in einem Frischungsofen wie einem Stahlkonverter eine Sonde durch eine Öffnung im Boden des Ofens oder in dessen Nähe in den Ofen eingebracht wird. Ein inertes Gas oder Schutzgas wird entweder allein oder zusammen mit Sauerstoff und einem Kohlenwasserstoffgas wie Propan, Butan, Naturgas, durch diese Öffnung gleichmäßig in den Frischungsofen eingeblasen, um zu verhindern, daß geschmolzenes Metall in die Öffnung einfließt.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens und einiger bevorzugter Ausführungsformen der Vorrichtung sowie anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt, teilweise in Ansicht, einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einbringen einer Sonde, wobei die Vorrichtung zusammen mit einem Stahlkonverter, an den sie angepaßt ist, dargestellt ist;
Fig. 2 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch die Einlaßkonstruktion, durch die die Sonde in den Konverter in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingebracht wird;
Fig. 3 einen weiter vergrößerten Querschnitt durch die Achse der in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Sonde;
Fig. 4 einen horizontalen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1, der in einer Aufsicht den Zylinderausrichtungsmechanismus zeigt;
Fig. 5 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch eine von mehreren Befestigungseinrichtungen, die ein Gleitstück und einen Unterbau so miteinander verbinden, daß eine relative Gleitbewegung in horizontaler Ebene bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 erfolgen kann;
Fig. 6 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2, jedoch durch eine modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung;
Fig. 7 ebenfalls einen Querschnitt ähnlich Fig. 2, jedoch einen Schnitt durch eine weitere Modifikation der Vorrichtung zum Einbringen einer Sonde;
Fig. 8 einen Vertikalschnitt, teilweise in Ansicht, durch eine andere bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 9 einen Vertikalschnitt, teilweise in Ansicht, durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 einen Vertikalschnitt, teilweise in Ansicht, einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 12 einen vergrößerten Querschnitt durch die Achse einer modifizierten Sonde für die Verwendung in einer Vorrichtung gemäß Fig. 11.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sowohl das Messen der Temperatur als auch die Entnahme einer Probe von geschmolzenem Eisen ermöglicht, das in einem stahlerzeugenden Konverter behandelt wird. Die Hauptbestandteile der Anordnung gemäß Fig. 1 sind:

1. ein Stahlkonverter oder eine Birne 15, in der Eisen zu Stahl thermochemisch behandelt oder gefrischt wird;
2. eine im allgemeinen rohrförmige Einlaßkonstruktion 16, die sich von einer Sondeneingangsöffnung 17, die im Boden des Konverters 15 ausgebildet ist, abwärts erstreckt;
3. eine Sonde 18, die Einrichtungen zur Messung der Temperatur und zur Entnahme einer Probe des Bades im Konverter enthält und die geradlinig durch die Einlaßkonstruktion 16 in den Konverter und aus diesem heraus bewegt werden kann;
4. ein fluidbetätigter Zylinder 19 (nachfolgend als Sondenzylinder bezeichnet) zum Bewegen der Sonde 18 in den Konverter 15 und aus diesem heraus;
5. mehrere fluidbetätigte Zylinder 20 (nachfolgend Anhubzylinder genannt) zur Auf- und Abwärtsbewegung des Sondenzylinders 19;
6. ein Sondenausrichtungsmechanismus 21 zum Ausrichten der Achse des Sondenzylinders 19 und damit der Sonde 18 mit der Achse der Einlaßkonstruktion 16 als Vorbereitung auf die Einführung der Sonde in den Konverter 15;
7. eine Quelle 22 eines unter Druck stehenden Schutzgases, das mit der Einlaßkonstruktion 16 in Verbindung steht, um unter Druck stehendes Schutzgas in den Konverter 15 durch den Sondeneingang 17 einzuleiten, um zu verhindern, daß geschmolzenes Metall dort hineinläuft.

Der Konverter 15 kann einen bekannten Aufbau mit einem Stahlgehäuse 23 und einer Auskleidung 24 aus feuerfestem Material an seinen Innenseiten haben. Zwei Zapfen 25 und 26 an dem Gehäuse 23 ermöglichen es, daß der Konverter 15 um eine horizontale Achse gekippt werden kann.
Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung die Einlaßkonstruktion 16, die Sonde 18 und den Sondenzylinder 19. Die Einlaßkonstruktion 16 weist ein starres Rohr 27, das direkt mit der Sondeneingangsöffnung 17 im Boden des Konverters verbunden ist und sich vertikal von da nach unten erstreckt, und ein kurzes, biegsames Rohr 28 auf, das koaxial zu dem starren Rohr 27 angeordnet ist. Ein Absperrglied 29 ist zwischen dem starren Rohr 27 und dem biegsamen Rohr 28 zur Ein-/Aussteuerung der Verbindung zwischen ihnen angeordnet.
Das starre Rohr 27 und das flexible Rohr 28 bilden zusammen eine geradlinige Einlaßbahn 30, die zur Sondeneingangsöffnung 17 führt und die durch das Ein-/Aus - Absperrglied 29 geöffnet und geschlossen werden kann. Dieses Ein-/Aus-Absperrglied kann ein Absperrschieber sein, so daß die Sonde 18 durch die Einlaßbahn 30 zur Sondeneingangsöffnung 17 oder von dort zurück hindurchgehen kann, wenn der Absperrschieber geöffnet ist. Der Absperrschieber ist schematisch dargestellt, da seine Konstruktion bekannt ist. Das starre Rohr 27 hat einen einstückig zwischen seinen Enden angeformten Flansch 31 für seine Verbindung mit dem Konverter 15 mit Hilfe von Bolzen oder Schrauben 32.
An das starre Rohr 27 ist im rechten Winkel ein Gaszufuhrrohr 33 für die Zuleitung des unter Druck stehenden Schutzgases von seiner Quelle 22 (Fig. 1) in den Konverter 15 angeschlossen. Das Gaszufuhrrohr 33 steht mit der unter Druck stehenden Gasquelle 22 durch einen Durchlaß 34 in dem Konverterzapfen 26 in Verbindung. Das unter Druck stehende Gas dient dazu, die Sondeneintrittsöffnung 17 gegen den Eintritt des Bades zu versperren, so daß das Gas während des Arbeitsvorganges gleichmäßig in den Konverter 15 unter einem Druck von etwa 0,05 kg/cm² bis 5,0 kg/cm² eintritt.
In dieser besonderen Ausführungsform ist das so in den Konverter 15 zugeführte Gas ein inertes Gas, wie Argon oder Stickstoff, das keinerlei Einfluß auf die Zusammensetzung des Bades hat. Weiter unten wird mehr auf die Verwendung des Gases eingegangen.
In Fig. 2 ist ferner dargestellt, daß die Sonde 18 direkt auf der Kolbenstange 35 des Sondenzylinders 19 befestigt ist, der vom doppelwirkenden Typ ist. Wenn der Sondenzylinder 19 zurückgezogen ist, ist die Sonde 18 mit einigem Abstand vollständig in einer rohrförmigen, oben offenen Hülle 36 eingeschlossen, die an ihrem unteren Ende koaxial und starr durch einen Flanschanschluß 37 mit dem Sondenzylinder verbunden ist. An ihrem oberen Ende ist die Hülle 36 mit dem unteren Ende der Einlaßkonstruktion 16 durch eine Muffen- und Flanschbefestigung 38 lösbar, aber praktisch luftdicht, verbunden.
Die Muffen- und Flanschbefestigung 38 umfaßt einen Flansch 39, der am unteren Ende des biegsamen Rohres 28 angeformt ist und einen ringförmigen, nach unten gezogenen Rand 40 aufweist, um so eine Muffe 41 zu bilden, und einen Flansch 42, der am oberen Ende der Hülle 36 angeformt ist und in die Muffe 41 genau hineinpaßt. Beim Ausfahren der bereits erwähnten Anhubzylinder 20 (Fig. 1) greift der Hüllenflansch 42 in die Muffe 41 ein, wodurch eine luftdichte Verbindung zwischen Einlaßkonstruktion 16 und Hülle 36 hergestellt wird. Der Hüllenflansch 42 gerät völlig außer Eingriff der Muffe 41, wenn die Anhubzylinder 20 zurückgezogen werden.
Fig. 3 zeigt den inneren Aufbau der Sonde 18, die mit Hilfe des Sondenzylinders 19 in das Konverterbad eingetaucht wird. Die Sonde umfaßt folgende Bestandteile:

1. Ein lamelliertes Papiergehäuse 43 von im allgemeinen rohrförmiger Gestalt,
2. einen Proben-Behälter 44, der ebenfalls im allgemeinen rohrförmige Gestalt hat, der in dem Gehäuse 43 nahe seinem oberen Ende untergebracht ist,
3. ein erstes thermoelektrisches Pyrometer 45, das im oberen Endbereich des Gehäuses 43 und des Proben-Behälters 44 untergebracht ist,
4. ein zweites thermoelektrisches Pyrometer 46 im unteren Endabschnitt des Proben-Behälters 44.

Ein Probeneinlaß 47 führt durch das Gehäuse 43 und den Behälter 44 in der Nähe von deren oberen Endabschnitten, durch den das geschmolzene Metall in das Innere des Behälters eintreten kann. Der Probeneinlaß 47 ist nach oben geneigt und erstreckt sich radial durch den Behälter 44 und das Gehäuse 43 nach außen. Der Winkel α zwischen den Achsen der Sonde 18 und des Probeneinlaßes 47 ist zweckmäßigerweise so festgelegt, daß der Eintritt des geschmolzenen Metalles in den Probenbehälter 44 erleichtert wird und die Luft vollständig entweichen kann.
Das erste thermoelektrische Pyrometer 45 weist ein eingebautes Thermoelement 48 auf, das in bekannter Weise arbeitet, um die Temperatur in dem Bad im Konverter 15 zu messen. Das zweite thermoelektrische Pyrometer 46 hat ebenfalls ein Thermoelement 49, um die Temperatur der Metallprobe in dem Probenbehälter 44 zu messen. Die Leitungen 50 und 51 der jeweiligen Thermoelemente 48 und 49 führen durch die Sonde 18 nach unten und treten durch eine Abschlußkappe 52 aus, die den offenen Endabschnitt des Gehäuses 43 verschließt. Die Abschlußkappe 52 hat eine Aussparung 53 , die den oberen Endabschnitt 54 der Sondenzylinderkolbenstange 35 bündig aufnimmt.
Die Sonde 18 weist ferner eine ringförmige Ausbauchung 55 auf, die am Umfang des Gehäuses 43 zwischen seinen Endabschnitten ausgebildet ist. Es ist wichtig, daß die Ausbauchung 55 unterhalb des Probeneinlaßes 47 ausgebildet ist. Wie besonders deutlich aus Fig. 2 hervorgeht, dient die ringförmige Ausbauchung 55 beim Einführen der Sonde 18 in den Konverter 15 dazu, den aufsteigenden Strom des Schutzgases, das ständig in den Behälter eingeleitet wird, wie durch die Pfeile angedeutet ist, vom oberen Abschnitt der Sonde abzulenken. Auf diese Weise unterbricht der aufsteigende Gasstrom nicht den Eintritt des geschmolzenen Metalls in die Sonde 18 durch den Probeneinlaß 47, und er behindert nicht die genaue Messung der Badtemperatur durch das erste thermoelektrische Pyrometer 45.
Die Oberseite 56 der ringförmigen Ausbauchung 55 geht stetig und glatt gebogen in die Außenfläche 57 des Sondengehäuses 43 über, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Eine derartig gekrümmte Fläche dient dazu, das Anhaften und damit Erstarren des geschmolzenen Metalls am Gehäuse zu minimieren, während die Sonde 18 in den Konverter 15 eingeführt wird. Die Unterseite 58 der ringförmigen Ausbauchung 55 geht ebenfalls in einer stetigen Krümmung in die Außenfläche 57 des Sondengehäuses 43 über, um den Gasstrom in der oben beschriebenen Weise wirkungsvoll abzulenken.
Wie aus den Fig. 1 und 4 zu ersehen ist, sind die drei Anhubzylinder 20 des doppelwirkenden Typs aufrechtstehend auf einem im allgemeinen quadratischen, kastenförmigen Gleitstück 59 befestigt, wobei ihre Kopfenden bei 60 auf dem Gleitstück drehbar gehalten sind. Die Anhubzylinder 20 sind in Abständen mit gleichem Winkel um die Achse des Sondenzylinders 19 herum angeordnet. Die Kolbenstangen 61 der Anhubzylinder 20 sind bei 62 mit einem Tragflansch 63, der einstückig und koaxial an dem Sondenzylinder 19 angeformt ist, drehbar verbunden.
Mit der gleichzeitigen Verlängerung und dem gleichzeitigen Zusammenziehen dieser Anhubzylinder 20 bewegen sich der Sondenzylinder 19 und die darauf befestigte Hülle 36 auf und nieder und über die Muffe- und Flanschverbindung 38 in Eingriff oder außer Eingriff mit der Einlaßkonstruktion 16. Darüber hinaus können die Anhubzylinder 20 einzeln ausgefahren oder zurückgezogen werden, wodurch der Winkel der Achse des Sondenzylinders 19 bezüglich der Senkrechten eingestellt werden kann. Diese Aufgabe der Anhubzylinder 20 wird weiter unten in Zusammenhang mit dem Sondenausrichtungsmechanismus 21 näher beschrieben.
Das Gleitstück 59 ist mit Hilfe mehrerer Befestigungseinrichtungen 46, die weiter unten näher beschrieben werden, an einem Unterbau oder Schlitten 69 befestigt. Die Befestigungseinrichtungen 64 ermöglichen es dem Gleitstück 59, sich in bestimmten Grenzen in jeder Richtung in einer horizontalen Ebene relativ zum Unterbau 69 zu bewegen. In dieser bevorzugten Ausführungsform hat der Unterbau die Form eines fahrbaren Schlittens, der auf zwei Schienen 65 rollen kann, die auf dem Boden eines Kanals 66, der im Boden 67 eines Stahlwerkes ausgebildet ist, verlegt sind. Der Kanal 66 mit den Schienen 65, der ursprünglich für die Verwendung von üblichen Pfannenwagen vorgesehen ist, verläuft horizontal und rechtwinklig zur ausgerichteten Achse der Konverterzapfen 25 und 26.
Der Schlitten 69 hat Räder 68, die auf Schienen 65 laufen, wodurch der Schlitten zusammen mit den verschiedenen, darauf befestigten Einrichtungen bewegt werden kann. Der fahrbare Schlitten 69 wird unter den Konverter 15 gebracht, falls erforderlich, und mit Hilfe geeigneter Mittel (nicht dargestellt) gegen jede Bewegung während des Arbeitsvorganges der Badtemperaturmessung oder Probenentnahme oder beider Vorgänge festgestellt. Der Sondenausrichtungsmechanismus 21 wirkt zwischen dem Gleitstück 59 und dem Schlitten 69 in einer horizontalen Bewegung des Sondenzylinders 19 in eine axiale Ausrichtung mit der Einlaßkonstruktion 16. Vor dem Sondenausrichtungsmechanismus 21, der später beschrieben wird, werden die Befestigungseinrichtung 64, die das Gleitstück 59 mit dem Schlitten 69 verschiebbar verbindet, mit Hinweis auf die Fig. 5 näher beschrieben.
Jede Befestigungseinrichtung 64 weist einen an den Enden mit Gewinde versehenen Stift 70 mit Schraubenmuttern 71 auf, die den Boden des Gleitstücks 59 und die Oberseite des Schlittens 69 miteinander befestigen. Der Boden des Gleitstücks 59 besteht aus zwei parallelen, voneinander beabstandeten Platten 72, und die Oberseite des Schlittens 69ist ähnlich aus zwei parallelen, beabstandeten Platten 73 aufgebaut. Die Bodenplatten 72 des Gleitstücks und die oberen Platten 73 des Schlittens weisen Ausnehmungen 74 und 75 gleichen Durchmessers auf, durch die sich der Stift 70 mit beträchtlichem freiem Raum hindurcherstreckt.
Ein Abstandhalter 76 mit einer mittigen Ausnehmung 77 ist auf den Stift 70 aufgesetzt, um zwischen dem Gleitstück 59 und dem Schlitten 69 einen Abstand hervorzurufen. Wenigstens Teile der Unterfläche 78 der unteren Bodenplatte 72 des Gleitstücks und der Oberfläche 79 der oberen Platte 73 des Schlittens haben eine glatte Oberfläche, damit im Gleitkontakt mit dem Abstandhalter 76 so wenig Reibungswiderstand wie möglich auftritt.
Die Befestigungseinrichtungen 64 erlauben eine relative Gleitbewegung von Gleitstück 59 und Schlitten 69 an ihren angrenzenden, horizontalen Flächen innerhalb der Grenzen, die durch den lichten Raum gegeben sind, mit dem die Stifte 70 in die Ausnehmungen 74 und 75 eingreifen. Die Befestigungskraft der Schrauben 71 auf die Stifte 70 soll so groß sein, daß eine relative Gleitbewegung des Gleitstücks 59 und des Schlittens 69 möglich ist, daß aber die vertikale Entfernung des Gleitstücks von dem Schlitten weg verhindert wird.
Es wird nun der Sondenausrichtungsmechanismus 21 unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 4 beschrieben. Dieser Mechanismus weist zwei fluidbetätigte Zylinder 80 auf (nachfolgend als Ausrichtungszylinder bezeichnet) und zwei weitere ähnliche Ausrichtungszylinder 81, wobei beide vom doppeltwirkenden Typ sind. Diese Ausrichtungszylinder 80 und 81 sind bei 82 und 83 auf den jeweiligen Auskragplatten 84 und 85 drehbar gehalten, die von den vier Seiten des Schlittens 69 nach außen vorspringen. Die ersten beiden Ausrichtungszylinder 80 auf den Kragplatten 84 an entgegengesetzten Seiten des Schlittens 69 erstrecken sich in eine erste horizontale Richtung, die durch den Pfeil 86 in Fig. 4 angegeben ist. Auf den anderen Kragplatten 85 an entgegengesetzten Seiten des Schlittens 69 ist das zweite Paar Ausrichtungszylinder 81 befestigt, das sich in einer zweiten horizontalen Richtung 87 erstreckt, die im rechten Winkel zur ersten Richtung 86 liegt.
Der Sondenausrichtungsmechanismus 21 weist ferner erste und zweite Paare von einander gegenüberliegenden, U-förmigen Koppelelementen 88 und 89 auf, die horizontal von den vier Seiten des Gleitstücks 59 vorspringen. Das erste Paar Koppelelemente 88 weist jeweils einen Schlitz 90 auf, der sich in der zweiten Richtung 87 zum betriebsmäßigen Eingriff mit den zugehörigen Koppelelementen 91 an den Kopfenden der Kolbenstangen 92 des ersten Paares der Ausrichtungszylinder 80 erstreckt. Die mit einem Schlitz versehenen Koppelelemente 82 stehen mit den zugehörigen Koppelelementen 91 in der ersten Richtung 86 in zwangsläufigem Eingriff und in der zweiten Richtung 87 in gleitendem Eingriff.
Das zweite Paar Koppelelemente 89 weist Schlitze 93 auf, die sich in die erste Richtung 86 zum betriebsmäßigen Eingriff mit den zugehörigen Koppelelementen 94 an den Kopfenden der Kolbenstangen 95 des zweiten Paares Ausrichtungszylinder 81 erstrecken. Die mit einem Schlitz versehenen Koppelelemente 89 stehen mit den zugehörigen Koppelelementen 94 in der zweiten Richtung 87 in zwangsläufigem Eingriff und in der ersten Richtung 86 in gleitendem Eingriff.
Bei dieser Ausbildung des Sondenausrichtungsmechanismus 21 bewegt sich das Gleitstück 59 in der ersten Richtung 86 bezüglich des fahrbaren Schlittens 69 beim Ausdehnen oder Zusammenziehen des ersten Paares von Ausrichtungszylindern 80, und in der zweiten Richtung 87 beim Ausdehnen oder Zusammenziehen des zweiten Paares von Ausrichtungszylindern 81. Infolgedessen ist das Gleitstück 59 in jeder Richtung der horizontalen Ebene bewegbar, um den Sondenzylinder 90 in eine axiale Ausrichtung mit der Einlaßkonstruktion 16 zu bringen. Beim Betrieb der Sondenvorrichtung gemäß Fig. 1 bis 5 wird der fahrbare Schlitten 69 mit der Sonde 18, dem Sondenzylinder 19, dem Sondenausrichtungsmechanismus 21 und den anderen darauf befestigten Teilen mit Hilfe geeigneter Antriebseinrichtungen auf den Schienen 65 in dem Kanal oder Graben 66 in eine Stellung direkt unterhalb des Konverters 15 bewegt, wenn die Temperatur des Bades in dem Konverter gemessen werden und/oder eine Probe entnommen werden soll. In dieser Stellung wird der Schlitten 69 gegen jede Bewegung festgestellt. Es wird angenommen, daß die drei Anhubzylinder 20 auf dem Gleitstück 59 nun zusammengezogen sind, um den Sondenzylinder 19 und die darauf befindliche Sondenhülle 36 in der niedrigsten Stellung zu halten. Es wird ferner angenommen, daß der Sondenzylinder 19 selbst ebenfalls zusammengezogen ist, um die Sonde 18 in die Hülle 36 zurückzuziehen.
Nach dem Blockieren des fahrbaren Schlittens 69 in einer Position direkt unterhalb des Konverters 15 können die beiden Paare von Ausrichtungszylindern 80 und 81 verlängert oder zusammengezogen werden, wie es erforderlich ist, um den Sondenzylinder 19 oder die Sonde 18 auf der Kolbenstange 35 in eine axiale Ausrichtung mit der Einlaßkonstruktion 16 zu bringen. Dann können die Anhubzylinder 20 auf dem Gleitstück 59 verlängert werden, um den Sondenzylinder 19 anzuheben, bis der Flansch 42 der Sondenhülle 36 in die Muffe 41 dicht eingepaßt ist, die durch den Flansch 39 mit heruntergezogenem Rand am unteren Ende der Einlaßkonstruktion 16 ausgebildet ist.
Die Anhubzylinder 20 dienen nicht nur dazu, den Sondenzylinder 19, wie oben beschrieben, anzuheben, sondern auch dazu, seine Lage so einzustellen, wie es erforderlich ist. Eine genaue axiale Ausrichtung zwischen Sondenzylinder 19 und Einlaßkonstruktion 16 ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Das biegsame Rohr 28 am unteren Ende der Einlaßkonstruktion 16 erlaubt eine gewisse Fehlausrichtung zwischen dem starren Rohr 27 und der Sondenhülle 36.
Das Ein-/Aus-Absperrglied 29 wird nach der dichten Verbindung der Sondenhülle 36 mit der Einlaßkonstruktion 16 geöffnet. Dann wird der Sondenzylinder 19 verlängert, um die Sonde in den Konverter 15 durch die Sondeneintrittsöffnung 17 einzufahren. Das erste thermoelektrische Pyrometer 45 am Kopfende der Sonde 18 mißt die Temperatur des geschmolzenen Metalls im Konverter 15. Eine gewünschte Probenmenge von geschmolzenem Material fließt durch den Probeneinlaß 47 in den Probenbehälter 44 innerhalb der Sonde 18, und das zweite thermoelektrische Pyrometer 46 am unteren Ende des Probenbehälters mißt die Temperatur der Probe.
Bei der Stahlerzeugung durch den Konverter 15 ist es üblich, den Kohlenstoffgehalt des geschmolzenen Metalls zu bestimmten Zeiten zu messen und entsprechend die Betriebsbedingungen zu regulieren. Der Kohlenstoffgehalt kann aus der Erstarrungstemperatur der Badprobe abgeleitet werden. Innerhalb des Probenbehälters 44 beginnt die Erstarrung der Probe am unteren Ende und setzt sich nach oben fort. Das am unteren Ende des Probenbehälters 44 angeordnete zweite thermoelektrische Pyrometer 46 kann die Erstarrungstemperatur der Probe feststellen, sobald der Erstarrungsvorgang beginnt.
Der Sondenzylinder 19 wird nach Beendigung der Temperaturmessung und Probenentnahme durch die Sonde 18 zurückgezogen und bewirkt dabei das Zurückziehen der Sonde in die Hülle 36. Nach dem Schließen des Auf-/Zu-Absperrgliedes 29 werden die Anhubzylinder 20 zurückgezogen, um die Muffe- und -Flanschverbindung 38 zu trennen. Die erstarrte Probe in dem Probenbehälter 44 wird dann einer chemischen Untersuchung ihrer Zusammensetzung unterzogen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform erstreckt sich die Einlaßkonstruktion vom Boden des Konverters senkrecht nach unten, eine solche Vorrichtung kann jedoch auch in einem Winkel zur Senkrechten angeordnet sein, wie es bei 16 a in Fig. 6 gezeigt ist. Die modifizierte Einlaßkonstruktion 16 a weist eine Achse auf, die in einem Winkel β zur Senkrechten verläuft und sich zu einer Sondeneintrittsöffnung 17 a öffnet. Selbst wenn die Sondeneintrittsöffnung 17 a beträchtlich aus der Achse des Konverters 15 versetzt ist, kann die Sonde 18 die Nähe der Konverterachse erreichen, entlang der die Sauerstofflanze (nicht dargestellt) in den Konverter eingeführt wird.
Bei der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform wird Argon, Stickstoff oder ein ähnliches inertes Gas oder Schutzgas verwendet, um die Sondeneintrittsöffnung gegen den Eintritt des geschmolzenen Metalls zu schützen. Der Gebrauch eines solchen Schutzgases kann jedoch die Badtemperatur herabsetzen, was sich nachteilig auf den Frischungsvorgang auswirkt. In Fig. 7 ist eine andere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die eine Lösung dieses Problems bietet.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 zeigt eine modifizierte Einlaßkonstruktion 16 b mit einem starren äußeren Rohr 100, das das starre Rohr 27 (nachfolgend als inneres Rohr bezeichnet), mit einem Abstand umgibt. Das äußere Rohr 100 ist an seinem unteren Ende 101 geschlossen und an seinem oberen Ende zu einem Gaseinlaß 102 geöffnet, der im Boden des Konverters 15 ausgebildet ist, und die Sondeneintrittsöffnung 17 konzentrisch umgibt.
Die Gaszuführungsleitung 33, die von dem inneren Rohr 27 abzweigt, steht nicht nur mit der Quelle 22 eines unter Druck stehenden Schutzgases in Verbindung, wie in den vorangegangenen Ausführungsformen der Erfindung, sondern auch mit einer Quelle 103 eines unter Druck stehenden Sauerstoffs, und zwar über die jeweiligen Leitungen 104 und 105. Die Leitungen 104 und 105 haben jeweilige Durchflußsteuerventile 106 und 107 zur Steuerung der Mengen, in denen das Schutzgas und der Sauerstoff in den Konverter 15 durch die Sondeneintrittsöffnung 17 eingeleitet werden.
Das äußere Rohr 100 weist ebenfalls ein Gaszuleitungsrohr 108 auf, das von ihm abzweigt. Das Gaszuleitungsrohr 108 steht einerseits mit der Quelle 22 des unter Druck stehenden Schutzgases über eine Leitung 109 in Verbindung, und andererseits über eine Leitung 111 mit einer Quelle 110 eines unter Druck stehenden Wasserstoffgases. Die Leitungen 109 und 111 weisen Durchflußsteuerventile 112 und 113 zur Regulierung der Zuführungsmengen des Schutzgases und des Kohlenwasserstoffgases in den Konverter 15 durch die Gaseinlaßöffnung 102 auf. Die Steuerventile 107 und 108 sind zusammengeschlossen, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, so daß, wenn das Steuerventil 107 geöffnet ist, Kohlenwasserstoffgas in der Menge in den Konverter 15eingeführt wird, in der es entsprechend der Zuleitungsmenge des Sauerstoffs im Konverter erforderlich ist.
Beim Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 7 können alle Steuerventile 106, 107, 112 und 113 geöffnet sein, damit durch die Sondeneintrittsöffnung 17 Schutzgas und Sauerstoff in den Konverter 15 und durch den Gaseinlaß 102 Schutzgas und Kohlenwasserstoffgas eintritt. Unter den Begriff Kohlenwasserstoffgas, wie er hier benutzt wird und in den entsprechenden Ansprüchen vorkommt, ist Propan, Butan, Naturgas oder ein ähnliches Gas zu verstehen, das, wie bekannt ist, die Fähigkeit hat, die Temperatur des geschmolzenen Eisens oder Stahls in dem Konverter 15 zu senken, wenn es in direkten Kontakt damit gerät.
Würde nur Sauerstoff zusammen mit dem inerten Gas oder Schutzgas dem Konverter zugeführt, dann würde der Sauerstoff mit dem in dem Bad befindlichen Kohlenstoff reagieren und eine Verbrennung solchen Ausmaßes herbeiführen, daß die Teile des inneren Rohres 27 und des äußeren Rohres 100 beschädigt würden, die an die Öffnungen 17 und 102 angrenzen, und die benachbarten Teile der feuerfesten Auskleidung würden ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen. Eine solche Verbrennung findet nicht statt, wenn Sauerstoff zusammen mit einem der aufgeführten Kohlenwasserstoffgase zugeführt wird, wobei die letzteren aufgrund ihrer endothermen Reaktion der Verbrennung entgegenwirken. Das Schutzgas, der Sauerstoff und das Kohlenwasserstoffgas sollen in solchen Mengen und unter solchem Druck in den Konverter eingeführt werden, wie es notwendig ist, um das Eindringen des geschmolzenen Materials in das innere Rohr 27 und das äußere Rohr 100 zu verhindern.
Die gleichzeitige Zufuhr von Schutzgas, Sauerstoff und Kohlenwasserstoffgas in den Konverter 15 ist jedoch nicht notwendig. Falls es erwünscht ist, können die Ventile 106 und 112 beide geschlossen sein, und die Ventile 107 und 113 können beide geöffnet sein. Dann wird durch das innere Rohr 27 nur Sauerstoff in den Konverter 15 und durch das äußere Rohr 100 nur Kohlenwasserstoffgas eingeführt. Der Sauerstoff und das Kohlenwasserstoffgas dienen gemeinsam dazu, die Öffnungen 17 und 102 anstelle des Schutzgases zu schützen, ohne daß bei den den Öffnungen benachbarten Teilen ein Wärmeschaden auftritt. Es kann auch weder Sauerstoff, noch ein Kohlenwasserstoffgas eingeführt werden, wenn die konstante Zufuhr des Schutzgases keine wesentliche Herabsetzung der Badtemperatur mit sich bringt.
Fig. 8 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die ebenfalls die Einlaßkonstruktion 16, die Sonde 18, dem Sondenzylinder 19, die Anhubzylinder 20, den Sondenausrichtungsmechanismus 21 und so weiter aufweist, die alle in gleicher Weise aufgebaut sind wie in der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bis 5. Der wesentliche Unterschied liegt darin, daß der Unterbau 69 nicht fahrbar ist und über Schienen 65 rollt, sondern an einer drehbaren Plattform 120 fest angesetzt ist. Die Schienen 65 sind für einen Pfannenwagen 121 mit einem fahrbaren Schlitten 122, der eine Pfanne 123 trägt, vorgesehen, in die der hergestellte Stahl aus dem Konverter gegossen wird.
Die Plattform 120 ist so ausgebildet, daß sie eine Gabel oder einen Bügel 124 aufweist, der nicht drehbar an einer aufrecht stehenden, drehbaren Welle 125 befestigt ist.
Diese Welle wird über Buchsenlager 126 von zwei vertikal beabstandeten Kragarmen 127 drehbar gehalten, die an einer Seitenwand 128 des Kanals 66 verankert sind. Eine Motorantriebseinheit 129 auf dem unteren Kragarm 127 ist mit einem Antriebszahnrad 130 verbunden, das mit einem getriebenen Zahnrad 131 kämmt, das fest an der drehbaren Welle 125 befestigt ist.
Normalerweise befinden sich die Sonde 18, der Sondenzylinder 19 und andere Einrichtungen auf der Plattform 120 in zurückgezogener Position nahe an der Kanalwand 128, so daß der Pfannenwagen 121 unter dem Konverter 15 fahren kann, um den Stahl aufzunehmen. Zur Temperaturmessung und/oder Probenentnahme aus dem Bad in dem Konverter 15 wird die Motorantriebseinheit 129 in einer vorbestimmten Richtung in Drehung versetzt, um die Plattform 120 um die Achse der vertikalen Drehwelle 125 in die dargestellte Arbeitsposition zu drehen. Der nachfolgende Vorgang der Temperaturmessung und/oder der Probenentnahme ist genau der gleiche, wie er in Zusammenhang mit der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 bis 5 beschrieben wurde.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 9 dargestellt ist, ist der Unterbau 69 fest an einem fahrbaren Schlitten 140 angesetzt, der oberhalb des Pfannenwagens 121 auf Schienen 141 und 142 an der Kanalwand 128 entlanglaufen kann. Der Schlitten 140 hat einen ersten Satz Räder 143, die sich um Vertikalachsen drehen und in rollendem Eingriff mit der oberen Schiene 141 stehen, einen zweiten Satz Räder 144, die sich um horizontale Achsen drehen und in rollendem Eingriff mit der unteren Schiene 142 stehen und einen dritten Satz Räder 145, die sich um vertikale Achsen drehen und in rollendem Eingriff mit der unteren Schiene 142 stehen.
Eine Motorantriebseinheit 146 ist direkt mit einem Rad des ersten Satzes von Rädern 143 verbunden, um den Schlitten 140 entlang der Schienen 141 und 142 anzutreiben. Diese Schienen werden von Auflagern 147 und 148 getragen, die von der Kanalwand 128 vorspringen, wobei die Schienen neben den Schienen 65 für den Pfannenwagen verlaufen.
Die Sonde 18 wird, falls erforderlich, zusammen mit ihren Betätigungs- und Ausrichtungsmechanismen von dem selbst angetriebenen Schlitten 140 in die Stellung direkt unterhalb des Konverters 15 verfahren. Die anderen Einzelheiten der Konstruktion und der Betriebsweise dieser Ausführungsform ergeben sich aus der vorangegangenen Beschreibung der anderen Ausführungsformen der Erfindung.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 10 gezeigt, und stellt im wesentlichen eine Kombination der Ausführungsformen gemäß Fig. 8 und 9 dar. Der Unterbau 69 ist an einer drehbaren Plattform 150 fest angesetzt. Diese Plattform ist einstückig mit einem Bügel 151 ausgebildet, der nicht drehbar an einer aufrecht stehenden, drehbaren Welle 152 angesetzt ist, wodurch die Plattform sich um die vertikale Achse der Welle drehen kann. Die beiden Endabschnitte der drehbaren Welle 152 sind in Buchsenlagern 153 gehalten, die von zwei vertikal beabstandeten Armen 154 eines Schlittens 155 getragen werden.
Der untere Arm 154 des Schlittens 155 trägt eine an ihm befestigte Motorantriebseinheit 156. Die Motorantriebseinheit 156 ist mit einem Antriebsritzel 157 verbunden, das mit einem angetriebenen Zahnrad 158 kämmt, das nicht drehbar an der drehbaren Welle 152 befestigt ist. Auf diese Weise ruft die Drehung der Motorantriebseinheit 156 eine Drehbewegung der Plattform 150 um die Achse der drehbaren Welle 152 hervor.
Wie der Schlitten 140 gemäß Fig. 9 weist der Schlitten 155 drei Sätze von Rädern 159, 160 und 161 auf, die in rollendem Eingriff mit Schienen 162 und 163 stehen. Diese Schienen sind an Auflagern 164 und 165 befestigt, die von der Kanalwand 128 vorspringen, und erstrecken sich neben den Pfannenwagenschienen 65. Eine Motorantriebseinheit 166 ist mit einem der Räder 159 verbunden, um den Schlitten 155 entlang der Schienen 162 und 163 anzutreiben.
Wenn keine Temperaturmessung und/oder Probenentnahme aus dem Bad in dem Konverter 15 vorgenommen wird, kann die Plattform 150 zusammen mit den auf ihr befestigten Einrichtungen von der Motorantriebseinheit 156 in eine zurückgezogene Position nahe an die Kanalwand 128 gedreht werden, damit sie nicht die Arbeitsbewegungen des Pfannenwagens 121 entlang der Schienen 65 behindert. Falls erforderlich oder gewünscht, kann darüber hinaus der Schlitten 155 zusammen mit der Plattform 150 von der Motorantriebseinheit 166 an eine andere passendere Stelle entlang der Schienen 162 und 163 verfahren werden.
Fig. 11 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich von allen vorhergehenden Ausführungsformen dadurch unterscheidet, daß die Sondeneintrittsöffnung 17 b in einer Seitenwand des Konverters 15 in der Nähe seines Bodens ausgebildet ist. Diese Sondeneintrittsöffnung 17 b liegt nahe dem Oberflächenspiegel des geschmolzenen Metalls in dem Konverter, aber sie wird von dem geschmolzenen Metall während des normalen Konverterbetriebs nicht erreicht.
In die Sondeneintrittsöffnung 17 b ist die Einlaßkonstruktion 16 unlösbar eingesetzt, die einen identischen Aufbau haben kann wie beispielsweise die Einlaßkonstruktion 16 gemäß den Fig. 1 bis 5. Die Einlaßkonstruktion 16 ist vom Konverter 15 weg leicht nach oben geneigt. Der Winkel R zwischen der Achse der Einlaßkonstruktion 16 und der Horizontalen ist so festgelegt, daß eine Sonde 18 a, die in Fig. 12 im Detail dargestellt ist, einen zweckmäßigen Bereich des Bades erreichen kann. Normalerweise liegt der Winkel R zwischen 20 und 30°.
Die in Fig. 12 dargestellte modifizierte Sonde 18 a ist an sich bekannt. Sie weist ein hohles zylindrisches Gehäuse 43 a auf, das in seinem vorderen Endbereich einen Probenbehälter 44 a enthält. Ein Probeneinlaß 47 a verläuft radial durch das Sondengehäuse 43 a und den Probenbehälter 44 a, so daß geschmolzenes Metall in das Innere des Behälters eintreten kann. Ein erstes thermoelektrisches Pyrometer 45 a ist am äußersten vorderen Ende des Sondengehäuses 43 a zur Messung der Temperatur des Bades in dem Konverter 15 angebracht. Ein zweites thermoelektrisches Pyrometer 46 a ist am vorderen Ende des Probenbehälters 44 a zur Messung der Temperatur der darin befindlichen Metallprobe befestigt.
Wie in Fig. 11 dargestellt ist, ist die Sonde 18 a starr an der Kolbenstange 35 des Sondenzylinders 19 befestigt und befindet sich normalerweise in der Hülle 36, die an dem Sondenzylinder befestigt ist. Die Hülle 36 kann über eine Muffe-und-Flansch-Verbindung 38 wie in den vorhergehenden Ausführungsformen mit der Einlaßkonstruktion 16 verbunden und von dieser getrennt werden.
Der Sondenzylinder 19 wird von einem Träger 170 gehalten, der starr an dem unteren Ende einer drehbaren Welle 171befestigt ist. Diese Welle erstreckt sich nach oben durch eine Durchsteckbohrung 172 hindurch, die in einem Schlitten 173 ausgebildet ist. Ein Zahnrad oder eine mit Zähnen versehene Scheibe 174 ist nicht drehbar an dem oberen Ende der Welle 171 befestigt und ruht drehbar über ein geeignetes Lager 176 auf einer Scheibe 175 auf. Die Scheibe 175 hat eine mittige Ausnehmung 177, so daß die Welle 171 mit Spiel hindurchgehen kann. Die Scheibe 175 ist über drei fluidbetätigte Zylinder 178, die in konstanten Winkelabständen angeordnet sind, an dem Schlitten 173 befestigt. Jeder Zylinder 178 ist an seinem Kopfende drehbar mit dem Schlitten 173 verbunden und mit der Spitze seiner Kolbenstange 179 ebenfalls drehbar mit der Scheibe 175 verbunden.
Die Scheibe 175 trägt eine Motorantriebseinheit 180, die mit einem Antriebszahnrad 181 verbunden ist, das mit dem angetriebenen Zahnrad 174 kämmt. Die miteinander kämmenden Zahnräder 174 und 181 übertragen die Drehung der Motorantriebseinheit 180 auf die Welle 171, wodurch der Sondenzylinder 19, die Sonde 18 a, usw. sich um die Achse der Welle 171 drehen.
Die Zylinder 178, die Motorantriebseinheit 180 und andere Einrichtungen, die direkt damit verbunden sind, entsprechen zusammen dem Sondenausrichtungsmechanismus 21 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 5, da sie alle dazu dienen, die Sonde 18 a zur Einlaßkonstruktion 16 auszurichten. Die Motorantriebseinheit 180 dient jedoch zusammen mit den miteinander kämmenden Zahnrädern 174 und 181 noch dem zusätzlichen Zweck, den Sondenzylinder 19, die Sonde 18 a und die Hülle 36 zur Achse der Einlaßkonstruktion 16 hin und von dieser weg um die Achse der drehbaren Welle 171 zu drehen.
Der Schlitten 173 hängt an einer kurzen, über ihm verlaufenden Schiene 182 über verschiedene Aufhängeeisen 183, die jeweils mit ihrem unteren Ende an dem Schlitten befestigt und mit ihrem oberen Ende mit einem Rad 184 verbunden sind, das in rollendem Eingriff mit der Schiene steht. Eine Motorantriebseinrichtung 185, die mit einem der Räder 184 verbunden ist, treibt den Schlitten 173 entlang der Schiene 182 zum Konverter 15 hin oder von diesem weg an, um die Sondenhülle 36 in Eingriff mit oder außer Eingriff von der Einlaßkonstruktion 16 zu bringen. Auf diese Weise entspricht der fahrbare Schlitten 173 mit der Motorantriebseinheit 185 in seiner Funktion den Anhubzylindern 20 der Ausbildungsform gemäß den Fig. 1 bis 5.
An der Schiene 182 sind eine oder mehrere Achsen 186 drehbar befestigt, die an beiden Enden mit Rädern 187 versehen sind, die in rollendem Eingriff mit zwei Schienen 188 stehen. Diese Schienen 188 verlaufen im rechten Winkel zu der erstgenannten Schiene 182 und sind an den Balken 189 des Fabrikgebäudes befestigt dargestellt. Eine Motorantriebseinheit 190 auf der Schiene 182 ist über eine Verzahnung 191 mit der Achse 186 verbunden, um die Schiene 182 entlang den Schienen 188 zu bewegen.
Wenn beispielsweise der Konverter 15 um die Zapfen 25 und 26 gekippt werden soll, können die Sonde 18 a, der Sondenzylinder 19 usw. von der Motorantriebseinheit 185 von dem Konverter weg entlang der Schiene 182 zurückgezogen werden. Ferner kann die Schiene 182 selbst durch die Motorantriebseinheit 190 entlang den Schienen 188 in eine Position gebracht werden, wo die Sondenhülle 36 usw. nicht die Kippbewegung des Konverters 15 behindern. Die anderen Einzelheiten der Arbeitsweise gehen aus der Beschreibung der vorangegangenen Ausführungsformen der Erfindung hervor. Es kann auch vorgesehen sein, daß diese Sondeneintrittsöffnung 17 b unterhalb des Oberflächenspiegels des geschmolzenen Metalls in dem Konverter 15 angeordnet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind für verschiedene Arten von Behältern oder Birnen mit flüssigen Materialien hoher Temperatur verwendbar, zu Zwecken, die das Messen der Temperatur und/oder die Entnahme von Proben des flüssigen Materials einschließen.

Claims

1. Vorrichtung zum Einbringen einer Sonde in einen Behälter mit einem Fluid hoher Temperatur, z. B. zum Messen der Temperatur des Fluids und/oder zur Entnahme einer Probe des Fluids, wobei der Behälter in seinem Boden oder in der Nähe des Bodens eine Öffnung und ein mit der Öffnung an der Außenseite des Behälters verbundenes Einlaßrohr hat und eine Druckgasquelle mit der Seitenwand des Einlaßrohres verbunden ist, um stetig ein unter Druck stehendes Gas durch das Einlaßrohr und durch die Öffnung in den Behälter einzuführen, wodurch das Ausfließen des Fluids durch die Öffnung verhindert wird, wobei die Temperatur durch die Öffnung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßrohr (27) an seiner von der Öffnung (17) abgewandten Seite mit einem Absperrglied (29) verbunden ist, daß eine langgestreckte Sonde (18) zum Messen der Temperatur außerhalb des Behälters (15) angeordnet ist, die in den Behälter (15) und aus dem Behälter (15) durch das geöffnete Absperrglied (29), das Einlaßrohr (27) und die Öffnung (17) bewegbar ist, und daß die Sonde (18) einen Probenbehälter (44, 44 a) mit einem Probeneinlaß (47, 47 a) hat, der durch die Wandung der Sonde hindurch ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (18) in eine oben offene Hülle (36) eingeschlossen ist, die starr mit dem benachbarten Ende eines Betätigungsorgans (19) zur Bewegung der Sonde (18) in den Behälter und aus dem Behälter verbunden ist, wobei das andere Ende der Hülle eine Einrichtung (42) zum lösbaren Eingriff in das Absperrglied (29) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrglied (29) eine Muffe (41) aufweist, daß die Einrichtung der Hülle zum lösbaren Eingriff ein Flansch (42) ist, der bündig in die Muffe (41) eingreifen kann, und daß die Muffe (41) mittels eines biegsamen Rohres (28) an dem Absperrglied (29) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung (20), die so auf das Betätigungsglied (19) einwirkt, daß die Hülle in und aus dem lösbaren Eingriff in das Absperrglied (29) bewegt wird, und durch einen Mechanismus (21) zum Ausrichten der Achse des Betätigungsorgans (19) auf die Achse des Einlaßrohres (27).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Gleitstück (59), das verschiebbar auf einem Unterbau (69) befestigt und in jeder Richtung in einer zur Achse des Einlaßrohres (27) senkrechten Ebene bewegbar ist, eine Einrichtung (21) zum Ausrichten des Unterbaus in jeder Richtung der Unterbauebene und mehrere Fluid-betätigte Kolben-Zylinder-Einrichtungen (20), die mit einem Ende drehbar mit dem Gleitstück (59) und mit dem anderen Ende mit dem Betätigungsorgan (19) verbunden sind, um die Sonde (18) zu bewegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau ( 69) mit Rädern versehen und auf Schienen (65) verfahrbar ist, die unter dem Behälter (15) verlaufen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen (125, 127) zur um eine vertikale Achse drehbaren Lagerung des Unterbaus (69).

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau (69) an einem fahrbaren Schlitten (155) um eine vertikale Achse drehbar befestigt ist, und daß der fahrbare Schlitten (155) auf abseits vom Behälter (15) liegenden Schienen (162, 163) bewegbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßrohr (27) seitlich am Behälter (15) angeordnet ist, und daß die Vorrichtung eine Welle (171), die mit einem Ende starr mit dem Betätigungsorgan (19) verbunden ist und sich von da nach oben erstreckt, eine Scheibe (175), die koaxial zur Welle (171) angeordnet ist und diese drehbar trägt, mehrere Fluid-betätigte Kolben-Zylinder-Anordnungen (178), die in gleichen Winkelabständen angeordnet und jeweils an einem Ende drehbar mit dem Schlitten (173) und mit dem anderen Ende mit der Scheibe (175) verbunden sind, um die Achse des Betätigungsorgans (19) auf die Achse des Einlaßrohres (27) auszurichten, wobei der Schlitten (173) wenigstens in einer Richtung bewegbar ist, um die Hülle (36) in oder außer lösbaren Eingriff mit dem Absperrglied (29) zu bringen, und eine Einrichtung (180) zum Hervorrufen einer Drehbewegung der Welle (171) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (43) der Sonde (18) eine ringförmige Ausbauchung (55) nahe dem oberen Ende mit dem Probeneinlaß (47) aufweist, die nach dem Einbringen der Sonde in den Behälter (15) den in den Behälter eintretenden Gasstrom vom oberen Abschnitt der Sonde (18) ablenkt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das eingeführte Gas ein inertes Gas ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner einen im Behälter (15) nahe der Öffnung (17) ausgebildeten Gaseinlaß (102), der auch mit der Gaszuführungseinrichtung zum Einführen des inerten Gases durch ihn hindurch in den Behälter (15) verbunden ist, eine Einrichtung (103) zur Zufuhr von Sauerstoff in den Behälter (15) entweder durch die Öffnung (17) oder den Gaseinlaß (102) und eine Einrichtung (110) zur Zufuhr eines Kohlenwasserstoffgases in den Behälter (15) durch die andere der beiden Öffnungen (17, 102) aufweist.