DE3437417C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Temperaturmessung des Stahlbades in einem Konverter, wobei mehrere Thermoelemente hintereinander in einer Feuerfest-Masse eingebettet sind, die einzeln nach Abbrand des vorderen Thermoelements zuschaltbar sind.

Für die Messung der Temperatur von flüssigen Metallen in Gefäßen, wie z.B. Pfannen, Schmelzgefäßen, Verteilern bei Stranggießanlagen, ist die Tauch-Temperaturmessung bekannt. Dabei werden mit Thermoelementen ausgerüstete Meßsonden in die Schmelze getaucht. Dies ist eine diskontinuierliche Messung, die einige Sekunden dauert. Soll mit dieser Methode beispielsweise die Temperatur in einem Konverter zur Stahlherstellung gemessen werden, so muß der Blasprozeß unterbrochen und der Konverter in Meßposition geschwenkt werden, was zu Wärmeverlusten des Stahlbades führt. Bei Abweichung der gemessenen Temperatur von der Solltemperatur ist ein Korrekturfrischen erforderlich, das metallurgische Nachteile infolge höherer Sauerstoff- und Stickstoffgehalte im Stahl mit sich bringt.

Mit der von der Stahlherstellung bekannten sogenannten Sublanze, die von oben in den Konverter eingefahren wird, kann im blasenden Konverter die Temperatur gemessen, der Kohlenstoff-Gehalt des Bades bestimmt und eine Probe genommen werden. Wie bei der Tauch-Temperaturmessung erfolgt die Ermittlung der Temperatur diskontinuierlich während einiger Sekunden. Eine Unterbrechung des Blasprozesses ist dabei nicht erforderlich. Die Nachteile der Sublanze liegen vor allem in den hohen Investitionskosten und dem Platzbedarf.

Kontinuierliche Temperaturmessungen sind z.B. in Konvertern für die Stahlherstellung versuchsweise sowohl mit Hilfe von Lanzen als auch durch Einbau von geschützten Thermoelementen in die Gefäßwand durchgeführt worden. Die Messungen mit Hilfe von Lanzen sind an der mangelnden Lanzenhaltbarkeit gescheitert. Die fest in die Gefäßwand eingemauerten Elemente erlauben nur Messungen über eine bis zwei Chargen. Sie können dann nur umständlich und zeitraubend durch neue Elemente ersetzt werden.

Versuche mit optischen Meßmethoden für die Temperaturmessung bei der Stahlherstellung im blasenden Konverter sind ebenfalls durchgeführt worden, konnten aber nicht zur Betriebsreife entwickelt werden.

Es ist auch ein Meßkörper bekannt (DE-AS 16 48 181) der fest in die Wand von Lichtbogenöfen oder Gießereiöfen eingebaut wird. Nur wenn die Ofenauskleidung erneuert wird, werden neue Meßkörper eingesetzt. Mit solchen unbeweglichen Meßkörpern kann die sich schnell ändernde Temperatur in Konvertern zur Stahlherstellung nicht ermittelt werden. Allenfalls bei z.B. Lichtbogenöfen, in denen eine Schmelze über eine verhältnismäßig lange Zeit beobachtet wird, ist ein solcher Meßkörper anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierliche Messung der Temperatur von Metallschmelzen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein gegen das Stahlbad offenes Außenrohr vorgesehen ist, in dem konzentrisch ein die Thermoelemente aufnehmendes Innenrohr beweglich angeordnet ist, daß das von dem Stahlbad abgewandte Ende des Außenrohrs mit einem Anschluß für den Ringspalt zwischen Innen- und Außenrohr vorgesehen ist, über den unter Druck ein Gas oder eine Flüssigkeit einleitbar ist und daß das Innenrohr in Richtung der Längsachse des Außenrohres hin- und herbewegbar angeordnet ist.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Innenrohr in dem Außenrohr drehbar angeordnet ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit einfachen, betriebssicheren Mitteln eine kontinuierliche Messung der Temperatur von geschmolzenem Metall, auch z.B. während des Blasprozesses bei Stahlherstellungsverfahren im Konverter, möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Mit 5 ist der Teil einer Wand oder eines Bodens eines Gefäßes bezeichnet, in dem sich beispielsweise flüssiger Stahl befindet. Das Außenrohr 4 steckt in dieser Wand oder dem Boden 5 und ist gegen das Metallbad offen. In dem Außenrohr 4 ist, mit einem Luft- bzw. Ringspalt 3, konzentrisch ein Innenrohr 1 beweglich angebracht. D.h. es kann in Richtung des Metallbades geschoben werden. Zusätzlich kann es zweckmäßig sein, das Innenrohr 1 hin- und herzubewegen (Doppelpfeil 6) oder zu drehen, um seine freie Beweglichkeit ständig zu gewährleisten.

In dem Innenrohr 1 sind in Richtung seiner Längsachse L gestaffelt mehrere, in einer Feuerfest-Masse 7 eingebettete Thermoelemente 2 angeordnet, deren Anschlüsse 8 mit einer Meßvorrichtung oder einer Vorrichtung zur Prozeßsteuerung (nicht dargestellt) verbunden sind.

Der Abstand der einzelnen, hintereinander in dem Innenrohr 1 befindlichen Thermoelemente 2 zueinander ist mit a bezeichnet.

Das dem Metallbad abgewandte Ende 9 des Außenrohres 4 hat einen Anschluß 10, über den dem Ringspalt 3 zwischen Innenrohr 1 und Außenrohr 4 ein Gas (Stickstoff, Argon) oder eine Flüssigkeit (Öl) 11 zugeführt wird, um ein Eindringen der Schmelze in den Ringspalt 3 zu verhindern.

Das in das Bad ragende Innenrohr 1 besteht z.B. aus Stahl und wird zur Temperaturmessung schrittweise in das Bad vorgeschoben. Das Innenrohr 1 schmilzt ab und das Metallbad kommt mit der das Thermoelement 2 umhüllenden Feuerfest-Masse 7 in Kontakt: eine Temperaturmessung kann durchgeführt werden.

Nach Verschleiß oder mechanischer Zerstörung des Thermoelements 2 wird das Innenrohr 1 um den Schritt a in Richtung des Bades vorgeschoben und die nächste Temperaturmessung kann vorgenommen werden.

Mit einem solchen Innenrohr 1, das mehrere gestaffelt angeordnete Thermoelemente 2 aufweist, kann die Temperatur einer oder mehrerer Schmelzen kontinuierlich gemessen werden, bis das letzte Thermoelement 2 unbrauchbar geworden ist. Dann wird ein neues Innenrohr 1 in das Außenrohr 4 geschoben, wobei normalerweise das vorher benutzte Innenrohr in das Metallbad gestoßen wird, und es kann weiter gemessen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die kontinuierliche Temperaturmessung, weil bei Zerstörung eines messenden Thermoelementes 2 durch Vorschieben des Innenrohres 1 das nächste Thermoelement 2 die Messung übernimmt.

Die kontinuierliche Messung erstreckt sich z.B. bei der Stahlherstellung im Konverter über das Blasende hinaus, so daß beim Korrekturblasen und während der Wartezeiten die Stahltemperatur bis unmittelbar vor dem Abstich bestimmt werden kann.

Bei der Stahlherstellung kann die kontinuierlich einsatzbereite Vorrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit der Konverter-Abgasanalyse zur Prozeßsteuerung verwendet werden: Wird die Soll-Endtemperatur vor dem Soll-Kohlenstoffgehalt erreicht, kann durch Zugabe von Kühlmitteln die Temperatur der Schmelze konstant gehalten werden, bis der gewünschte durch die Abgasanalyse ermittelte Kohlenstoffgehalt eingestellt ist.

Ist dagegen die gewünschte Temperatur beim Soll-Kohlenstoffgehalt noch nicht erreicht, wird durch Zugabe von Aufheizmitteln die Temperatur der Schmelze bis zum gewünschten Endpunkt gesteigert, wobei die Zuführgeschwindigkeit von Aufheizmittel und Sauerstoff so eingestellt wird, daß keine oder nur eine geringe Kohlenstoffverbrennung stattfindet.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Temperaturmessung des Stahlbades in einem Konverter, wobei mehrere Thermoelemente hintereinander in einer Feuerfest- Masse eingebettet sind, die einzeln nach Abbrand des vorderen Thermoelements zuschaltbar sind, da­ durch gekennzeichnet, daß ein gegen das Stahlbad offenes Außenrohr (4) vorgesehen ist, in dem kon­ zentrisch ein die Thermoelemente (2) aufnehmendes Innenrohr (1) beweglich angeordnet ist, daß das von dem Stahlbad abgewandte Ende (9) des Außenrohrs (4) mit einem Anschluß (10) für den Ringspalt (3) zwischen Innen- und Außenrohr (1 bzw. 4) vorgesehen ist, über den unter Druck ein Gas oder eine Flüssig­ keit einleitbar ist und daß das Innenrohr (1) in Richtung der Längsachse des Außenrohres (4) hin­ und herbewegbar angeordnet ist.

2. Vorrichtung zur Temperaturmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) in dem Außenrohr (4) drehbar angeordnet ist.