DE3133182C1

DE3133182C1 - Einrichtung zur Ermittlung des Metallbadspiegels in Schlacke-Metall-Baedern

Info

Publication number: DE3133182C1
Application number: DE3133182A
Authority: DE
Inventors: Ludwig 4100 Duisburg Pichert; Werner 4030 Ratingen Tenberg
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1981-08-19
Publication date: 1983-01-13
Also published as: GB2105851A; FR2511768B1; BE894098A; JPS5831284A; GB2105851B; US4413810A; FR2511768A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung des Metallbadspiegels in metallurgischen Gefäßen, insbesondere in solchen zur Stahlerzeugung, beispielsweise Konverter.

Zur Ermittlung der Badspiegelhöhe von Stahlbädern, die sich unter einer Schicht flüssiger Schlacke befinden, ist es bekannt, die unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit von Stahl und Schlacke auszunutzen. Die dabei benutzte Meßsonde besteht aus zwei durch ein hochtemperaturbeständiges Material voneinander isolierten Elektroden, die durch eine Stahlkappe vor dem Verschlacken geschützt sind. An den Elektroden liegt über ein flexibles Kabel eine konstante Gleichspannung. Die Sonde wird auf eine Lanze gesteckt und mit Hilfe einer Transporteinrichtung in das Metallbad abgesenkt, so daß die Kappe im Stahl schmilzt. Der nun zwischen den Elektroden fließende Gleichstrom wird durch einen im Stromkreis liegenden Widerstand geleitet, an dem sich eine Spannung einstellt. Bei der Bewegung der Lanze und dem damit verbundenen Übergang der Elektroden vom Stahl in die Schlacke wird der am Widerstand entstehende Spannungsabfall benutzt, um einen elektronischen Grenzwertschalter zu betätigen. Der Grenzwertschalter besitzt einen Komperator, dessen Schaltpunkt durch eine einstellbare Referenzgleichspannung bestimmt wird. Erreicht das -Eingangssignal den Wert der eingestellten Gleichspannung, so sperrt das Ausgangssignal ein Zählwerk, das den zurückgelegten Lanzenweg anzeigt.

Bei der Anwendung dieses Meßverfahrens kann sich jedoch durch verschiedene Einflüsse die Höhe des Stromes und damit die Spannung am Widerstand ändern. Das bedeutet, daß das Meßergebnis verfälscht wird. In dem aus Gründen der Störspannungssicherheit benutzten Zwei-Leitersystem wird der Strom vom Widerstand und Leitungswiderstand begrenzt und ist daher auch von der Länge des Kabels abhängig. In der Praxis sind Längen von 50 m und mehr gebräuchlich. Längenänderungen bei Reparaturen und Übergangswiderstände im Stromkreis einschließlich der Sonde beeinflussen somit ebenfalls die Größe des Stromes. Weiterhin haben Temperatureinflüsse bei Kabel und Sonde Stromänderungen zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Nachteile zu vermeiden und ein genau und betriebssicher arbeitendes, störunanfälliges Meß- und Auswertsystem zu schaffen.

Bei der im Gattungsbegriff des Anspruchs vorgegebenen Einrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs gelöst. Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles, wie in der Zeichnung dargestellt, beschrieben werden.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Konverter 17 mit dem darin befindlichen Stahlbad 10, der überdeckenden Schlackenschicht 11 und dem Metallbadspiegel 12. Zur Ermittlung des Badspiegelniveaus 12 wird in den Konverter die Sonde 1 mit den beiden Elektroden 13 abgesenkt. Die Elektroden 13 der Sonde 1 sind durch eine Blechkappe, geschützt. Über Leitungen 15 sind die Elektroden 13 mit einer konstanten Gleichspannungsquelle 16 verbunden. Ferner ist in dem Leitungssystem zwischen der Spannungsquelle 16 und den Elektroden 13 ein Widerstand 2 angeordnet. Wird nun die Sonde in den Konverter abgesenkt, schmilzt die Kappe 14 der Sonde im Metallbad auf und es fließt zwischen den Elektroden ein Strom. Um gemäß der Erfindung von der Höhe des in diesem Meßsystem fließenden Stromes unabhängig zu werden, wird zunächst der Momentanwert der Spannung als elektrischer Kennwert des Systems automatisch erfaßt und gespeichert. Dies erfolgt mittels eines Analogspeichers 3. Der Analogspeicher 3 ist mit einem Differenzverstärker 4 verbunden, an den sich ein Grenzwertschalter 5 anschließt. Solange der Speicher 3 nicht in Betrieb ist (Schalter 7 geschlossen), liegen die beiden Eingänge des Differenzverstärkers 4 auf gleichem Potential. Am Ausgang des Differenzverstärkers 4 liegt damit keine Spannung an. Durch diese Maßnahmen werden etwa auftretende Störspannungen unterdrückt. Mit dem Einschalten des Windenmotors zum Ausfahren der Meßsonde 1 aus dem Stahlbad wird durch Öffnen des Schalters 7 der Momentanwert der Spannung als Meßwert gespeichert. Beim Eintritt der Elektroden 13 vom Stahl 10 in die Schlacke 11 liegt der dabei am Widerstand 2 auftretende Spannungsabfall an dem einen, und das gespeicherte Signal an dem anderen Eingang des Differenzverstärkers 4. Das verstärkte Differenzsignal ^m Ausgang wird dem Grenzwertschalter 5 zugeführt, dessen Schaltpunkt so eingestellt ist, daß die beim Ausführen der Sonde am Widerstand 2 auftretende erste Spannungsänderung den Schaltvorgang auslöst und damit das Zählwerk 6 sperrt. Das Zählwerk 6 ist vorzugsweise ein Vor-Rückwärtszähler.

Die Größe der Referenzspannung wurde durch Versuche ermittelt. Sie ist über ein Potentiometer 9 einstellbar. Zur Erzielung exakter Messungen hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Lanze mit einer Geschwindigkeit zwischen 10 bis 40cm/sec aus dem Stahlbad herauszuziehen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es erstmals möglich, den Stahlbadspiegel \2 in einem Konverter mit einer Genauigkeit von <1 cm zu bestimmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zur Ermittlung eines unter Schlacken befindlichen Metallbadspiegels in metallurgischen Gefäßen, bestehend aus einer mittels einer Winde in das Metallbad absenkbaren Meßsonde mit zwei Elektroden, an denen eine konstante Gleichspannung anliegt, einem in diesem Stromkreis angeordneten Widerstand, dessen Spannung einen Grenzwertschalter betätigt und einer mit der Winde gekoppelten Anzeigevorrichtung für das Elektrodenniveau, dadurch gekennzeichnet,
daß an das aus der Meßsonde und dem Widerstand bestehende Meßsystem (1,2) ein analoger Meßwertspeicher (3) angeschlossen ist, der den elektrischen Kennwert des Meßsystems (1, 2) in im Stahl eingetauchten Zustand erfaßt und momentan speichert und dessen Ausgang auf einen Differenzverstärker (4) geschaltet ist,

daß beim Ausfahren der Sonde (1) ein beim Übergang Stahl-Schlacke sich ergebender Spannungsabfall ebenfalls auf den Differenzverstärker (4) geschaltet ist und

daß für den Meßvorgang der Meßwe. tspeicher (3) über einen Schalter (7) mit dem Beginn der Aufwärtsbewegung in den Meßkreis einbezogen wird, und

daß die vom Differenzverstärker (4) abgegebene Spannung einem Grenzwertschalter aufgegeben wird, dessen Grenzwert eine vorgegebene, einstellbare Referenzspannung ist, dessen Schaltpunkt so eingestellt ist;

daß die beini Ausführen der Sonde am Widerstand (2) auftretende erste Spannungsänderung den Schaltvorgang auslöst und das mit dem Grenzwertschalter (5) verbundene Zählwerk (6) sperrt, das seinen Zählimpuls von einem Impulsgeber (8) der Sondenwinde erhält.