DE968084C - Vorrichtung zur raschen Anzeige von Temperaturaenderungen in der feuerfesten Auskleidung von Schmelzoefen od. dgl. - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur raschen Anzeige von Temperaturänderungen in der feuerfesten Auskleidung von Schmelzöfen od. dgl.
• Es ist wichtig, Reschädigungen in der feuerfesten Auskleidung eines Schmelzofens so rechtzeitig festzustellen, daß die Schmelze die Auskleidung nicht durchbredlen kann. Um hiergegen rechtzeitig Vorbeugungsmaßnahmen treffen zu können, ist eine rasch wirkende Anzeige der auftretenden Temperaturänderungen in der Auskleidung erwünscht.
• Diese wird bei Schmelzöfen. z. B. bei Lichtbogenöfen, bei denen das Durchbrechen des heißen Metalls durch das Futter und den Schutzmantel oder das Bodenblech des Ofens ernste Situationen mit sich bringen kann, dadurch erschwert, daß der genannte Blechmantel aus unmagnetischem, austenitischem Stahlblech besteht, das gewöhnlich eine schlechte Wärmeleitfähigkeit hat. Aus Festigkeitsgründen muß dieses Blech zudem oft ziemlich dick gemacht werden, so daß sich ei Templeraturänld.-rung an der Ausltleidungsseite noch langsamer und weniger ausgeprägt an der äußeren, während des Betriebes zugänglichen Seite auswirkt.
• Zur Temperaturüberwachung verwendet man Temperaturmeßelemente in der Form von Widerstandselementen oder Thermoelementen. Damit diese zur Besichtigung und zum Auswechseln leicht zugänglich sind, müssen sie auf der Außenseite des Mantels des Behälters angebracht sein. Zweck der Erfindung ist, die Temperaturanzeige und -überwachung zu verbessern, d. h. so zu beschleunigen, daß eine unzulässige Temperaturerhöhung in der feuerfesten Auskleidung wahrnehmbar ist, bevor sie ernste Schäden anrichten kann.
• Das für die Erfindung in erster Linie Kennzeichnende ist, daß über den Mantel verteilt gut wärmeleitende Organe in einer größeren Anzahl in Bohrungen des Mantels so eingesetzt sind, daß sie in gutem wärmeleitendem Kontakt mit der an der Innenseite des Mantels anliegenden Ausfütterung stehen, im übrigen aber von dem Mantelblech wärmeisoliert und jedes für sich oder mehrere zusammen an ein Temperaturmeßelement angeschlossen sind.
• Die besonderen Ausführungsformen für die Durchführung des Erfinldunlgsgedamkens gehen. aus der Beschreibung und der Bezugnahme auf die Zeichnung hervor, in der Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung für eine Meßstelle, Fig. 2 eine Abwandlung und Fig. 3 einen Teil des Schutzmantels des Ofens, von oben gesehen. mit einigen temperaturfühlenden Körpern zeigen, wobei die Ausfütterung weggenommen gedacht ist; Fig. 4 zeigt ein Schaltbild, das in verkleinertem Maßstab die Anordnung der Meßstellen unter dem Ofenboden nachbildet mit den Meßelementen entsprechenden Lampen, die bei örtlicher Übertemperatur aufleuchten.
• Die Ausfütterung des Ofens ist mit I und der Schutzmantel mit 2 bezeichnet. Dieser Mantel besteht oft aus unmagnetischem Material. Da er die Ausfütterung schützen und zusammen mit dieser die Charge tragen muß, die in modernen Ofen über 100 Tonnen betragen kann, so muß er ziemlich dick ausgeführt werden, insbesondere wenn der Ofenboden nicht gewölbt ist. Ein Temperaturanstieg im Mantel, der durch eine mit 3 bezeichnete Fehlerstelle in der Aus fütterung und durch das Eindringen der heißen Schmelze in diese entsteht, muß so schnell wie möglich durch auf der Außenseite des Ofens angebrachte Temperaturmeßelemeute 4 angezeigt werden. Der Mantel, insbesondere einer aus unmagnetischem Werkstoff, hat jedoch eine so schlechte Wärmeleitfähigkeit, daß die durch das Eindringen der Schmelze in die Fehlerstelle hervorgerufene Temperatursteigerung an der der Ausfütterung zugekehrten Seite des Mantels die Meßelemente im allgemeinen zu spät erreicht.
• Um diese Gefahr auszuschalten, hat das Schutzblech gemäß der Erfindung eine größere Anzahl Löcher 5, die Bolzen 6 aus gut wärmeleitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, aufnehmen.
• Damit die einzelnen Bolzen Temperaturanstiege innerhalb einer größeren Fläche weiterleiten können, als ihrem Durchmesser entspricht, ruhen die Bolzenköpfe auf fingerartigen Körpern 7 aus gut wärmeleitendem Material auf oder sind in diese eingeschraubt. Falls die Ausfütterung von einem elektromagnetischen Wechselfeld durchsetzt wird, werden diese Körper so ausgeführt, daß hierin induzierte Wirbelströme das Wechselfeld nicht stören. Im übrigen sind die Bolzen gegen den Mantel entweder durch Luft oder durch ein geeignetes Material in Form von Hülsen 8 wärmeisoliert. Die unteren Enden der Bolzen sind vorzugsweise in gegen den Mantel gut wärmeisolierten Kontaktstücken 9 befestigt, die angenähert die gleiche Abmessung wie die Temperaturmeßelemente 4 haben und den guten Wärmeübergang von den Bolzen zu den Elementen sicherstellen. Die Ober- und Unterseite des Mantels oder Schutzbleches trägt eine Schicht 10 aus wärmeisolierendem Material. Durch diese Anordnung erreicht man eine rasche Wärmeüberführung von der Unterseite der Ausfütterung durch die Bolzen nach den Temperaturmeßelementen, so daß eine in die Ausfütterung dringende Schmelze rechtzeitig angezeigt wird, bevor ein vollständiger Durchbruch entsteht.
• Eine andere Lösung desselben Problems zeigt Fig. 2. Hier haben die Bolzen eine zentrale Bohrung, die mit Kanälen II im Bolzenkopf und im Kontaktstückg in Verbindung stehen, so daß sie eine Verbindung von der Innenseite zur Außenseite des Schutzbleches 2 herstellen. In der stets porösen Ausfütterung sind in nächster Nähe der Innenseite des Bleches Gaseinschlüsse vorhanden. Beim Eindringen der Schmelze in die Ausfütterung steigt die Temperatur der in der Ausfütterung eingeschlossenen Gase und damit ihr Druck. Dieser Druckanstieg hat eine Gasströmung durch die Kanäle II zur Folge, d. h., das strömende Gas dient zur tbertragung von Temperaturanstiegen in der Ausfütterung auf das Kontaktstückg und das Temperaturmeßelement 4. Auch bei dieser Ausführung können die Körper 7 verwendet werden.
• Gemäß der Erfindung können die Meßelemente 4 an der Außenseite des Ofens bei beiden Ausführungsbeispielen (Fig. 1 und 2) von U-förmigen Winkeleisenschienen 12 bedeckt sein. Diese haben eine doppelte Aufgabe. Bisweilen ist das Schutzblech von einem vorbeiströmenden, durch PfeileI3 angedeuteten Kühlmittel geldihlt. Durch die U-Schienen wird einmal dieser Kühlstrom, der die Meßwerte der Meßelemente verfälschen würde, an diesen vorbeigeführt, und zum anderen werden diese gegen mechanische Beschädigung geschützt. was sonst oft bei dem rauhen Ofenbetrieb vorkommen könnte.
• Die Bolzen und Meßelemente werden über die Fläche verteilt, die überwacht werden soll, d. h. über die gesamte mit einem Schutzmantel versehene Bodenfläche und gegebenenfalls auch über einen Teil der Wände. Sie sind zweckmäßigerweise über eine Brückenschaltung an getrennte, mit Hilfskontakten versehene Relais angeschlossen, die Stromkreise schließen und öffnen, um ein Über- oder Unterschreiten von individuell einstellbaren Meßwerten anzuzeigen. Um auf einfache Weise feststellen zu können, welcher Teil des Ofenkörpers sich in der Gefahrenzone befindet, können die Anzeigestromkreise zweckmäßigerweise zu einem Leuchtschaltbild 14 (Fig. 4) zusammengeführt sein.
• In diesem ist die Anordnung der einzelnen Meßelemente in verkleinertem Maßstab durch Lampen abgebildet, die aufleuchten, wenn an den verschie- denen Meß stellen Übertemperaturen auftreten.
• Natürlich kann diese auch durch eine Signalanordnung ersetzt oder mit ihr kombiniert sein, um auch akustisch eine Durchbruchsgefahr anzuzeigen.
• Die beschriebene Anordnung kann mit Vorteil verwendet werden, um den Boden eines Lichtbogenofens zu schützen, der eine unter dem Ofenboden befindliche Rührspule besitzt und bei denen die bei flachen unmagnetischen Böden erforderliche Dicke der Bodenplatte die Übertragung von Temperaturänderungen von der Innen- zur Außenseite des Bodens stark verzögert oder vermindert, die durch Temperaturänderungen in der Ausfütterung auf der Innenseite des Schutzbleches veranlaßt werden.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur raschen Anzeige von Temperaturänderungen in der feuerfesten Auskleidung eines Ofens mit einem Blechmantel, dadurch gekennzeichnet, daß über den Mantel verteilt gut wärmeleitende Organe in einer größeren Anzahl in Bohrungen des Mantels so eingesetzt sind, daß sie in gutem wärmeleitendem Kontakt mit der an der Innenseite des Mantels anliegenden Aus fütterung stehen, im übrigen aber von dem Mantelblech wärmeisoliert und jedes für sich oder mehrere zusammen an ein Temperaturmeßelement angeschlossen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitenden Organe aus Bolzen aus gnt wärmeleitendem Werkstoff bestehen, die gegen das Mantelblech durch Luft oder Isolierrohre isoliert sind und an der Außenseite des Mantelbleches an zur Befestigung von Temperaturmeßelementen dienende, gegen das Mantelblech wärmeisolierte Kontaktstücke angeschlossen sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die oberen, der Ausfütterung zugekehrten Teile der Bolzen fingerartige Körper aus gut wärmeleitendem Material aufgesetzt sind, die eine größere Fläche der Innenseite des Mantelbleches bedecken und gegen das Blech wärmeisoliert sind.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen zur Gasleitung geeignete axiale Kanäle aufweisen, durch die bei örtlichen Temperatursteigerungen in der Ausfütterung sich ausdehnende Gase zu den Temperaturmeßelementen gelangen.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die T emperaturmeßelemente an Relais mit Hilfskontakten angeschlossen sind, welche die Stromkreise für die Anzeige der Änderung der von den Meßelementen angegebenen Temperaturen schließen und öffnen, und die Auslösung der Relais auf verschiedene Temperaturwerte einstellbar sein kann.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigestromkreise zu einem Leuchtschaltbild zusammengeführt sind, das in verkleinertem Maßstab die Anordnung der Meßstellen unter dem Ofenboden abbildet und das Überschreiten von individuell einstellbaren Temperaturen dieser Meßstellen anzeigt.
7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Anwendung bei tifen mit unterhalb des Ofenbodens befindlicher induktiver oder magnetischer Rührvorrichtung.
8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dtie Tempe raturmeßelemente durch U-förmige Schienen abgedeckt sind, die diese gegen äußere Temperatureinflüsse und mechlanische Beschädigong schützen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 852 308; VDI-Temperaturmeßregler, DIN I953, 5. I9, Abschnitt 4, I3; K e i na t h, »Elektrische Temperaturmeßgeräte«, I923, S. 52 bis 54.