RU2574927C2

RU2574927C2 - Blow-down lance for basic oxygen furnace

Info

Publication number: RU2574927C2
Application number: RU2014124138/02A
Authority: RU
Inventors: Норберт Уеббер; Ханс-Юрген ОДЕНТАЛЬ
Original assignee: Смс Зимаг Аг
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2016-02-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: oscillations sensor to identify lance oscillations is located inside the blow-down lance at its bottom end. The blow-down lance has section for the blow-down lance head connection, and oscillations sensor is preferably located near the connection area inside the blow-down lance.

EFFECT: invention ensures more accurate measurement of oscillations to achieve accurate converter process.

10 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к продувочной фурме для основного кислородного конвертера.The invention relates to a purge lance for a basic oxygen converter.

Уровень техникиState of the art

При производстве стали в кислородном конвертере с помощью продувочной фурмы на находящийся в корпусе конвертера металлический расплав выдувают кислород. При этом в головке продувочной фурмы обычно находятся несколько сужающихся-расширяющихся сопел Лаваля, которые ускоряют кислород до сверхзвуковой скорости. Затем кислород попадает на поверхность расплава и создает там осциллирующую каверну. Подаваемый так на поверхность расплава кислород обеспечивает интенсивную реакцию обезуглероживания в расплаве. При этом из расплава вырываются металлические капли и в корпусе конвертера образуется вспененный шлак.In the production of steel in an oxygen converter using a blowing lance, oxygen is blown into a metal melt in the converter housing. In this case, the head of the purge lance usually contains several tapering-expanding Laval nozzles, which accelerate oxygen to a supersonic speed. Then, oxygen enters the surface of the melt and creates an oscillating cavity there. The oxygen supplied to the surface of the melt provides an intensive decarburization reaction in the melt. In this case, metal droplets break out from the melt and foamed slag is formed in the converter housing.

Для выполнения соответствующего конвертерного процесса имеет значение состояние, а также высота шлака в корпусе конвертера. Кроме того, необходимо распознавать возможные образования настылей на продувочной фурме. Необходимо распознавать выброс шлаков из корпуса конвертера с целью его последующего предотвращения.To perform the corresponding converter process, the state and the height of the slag in the converter housing matter. In addition, it is necessary to recognize the possible formation of accretions on the purge lance. It is necessary to recognize the emission of slag from the converter housing with a view to its subsequent prevention.

Состояние шлаков является существенной для выполнения конвертерного процесса величиной, поскольку образование хорошей эмульсии из расплава и шлаков в кислородном конвертере имеет решающее значение для массопереноса. За счет реакции удаления углерода увеличивается объем шлака, иногда вплоть до выброса шлаков из корпуса конвертера. В то время как определенное увеличение объема шлака является предпочтительным для процесса, необходимо предотвращать выброс шлака.The state of the slag is essential for the converter process, since the formation of a good emulsion from the melt and the slag in the oxygen converter is crucial for mass transfer. Due to the carbon removal reaction, the volume of slag increases, sometimes up to the release of slag from the converter housing. While a certain increase in slag volume is preferred for the process, it is necessary to prevent slag discharge.

До настоящего времени известно измерение состояния шлаков с помощью колебаний продувочной фурмы, при этом на салазках продувочной фурмы, соответственно, на шлеме самой верхней продувочной фурмы конвертера предусмотрен обычный датчик колебаний, с помощью которого измеряются колебания фурмы. Из характера колебаний фурмы делается заключение о степени образования шлаков и о степени склонности к выбросу шлаков. Описание соответствующего способа приведено, например, в публикации ”Walker, Chemeny, Johnes: Vessel Slopping Detection”, AIS TECH 2005, Proceedings-Volume 1, стр. 711-720.Up to now, it is known to measure the state of slags using oscillations of the purge lance, while on the slides of the purge lance, respectively, on the helmet of the uppermost purge lance of the converter, a conventional oscillation sensor is provided with which to measure oscillations of the lance. From the nature of the tuyere oscillations, a conclusion is drawn on the degree of slag formation and on the degree of tendency to slag discharge. The corresponding method is described, for example, in the publication ”Walker, Chemeny, Johnes: Vessel Slopping Detection”, AIS TECH 2005, Proceedings-Volume 1, pp. 711-720.

В известном способе осуществляется измерение колебаний на салазках продувочной фурмы, поскольку датчики колебаний защищены там термически, и можно выполнять замену продувочной фурмы без замены датчиков, то есть можно выполнять быструю и простую замену фурмы. С помощью различных методов можно за счет измерения отклонения фурмы над шлемом продувочной фурмы измерять снаружи, например, механически, гидравлически или с помощью ультразвука колебания фурмы.In the known method, the oscillation is measured on the slides of the purge lance, since the vibration sensors are thermally protected there, and it is possible to replace the purge lance without replacing the sensors, that is, it is possible to carry out a quick and simple change of the lance. Using various methods, it is possible, by measuring the deviation of the tuyeres above the helmet of the purge tuyere, to measure the vibrations of the tuyeres externally, for example mechanically, hydraulically or using ultrasound.

Недостатком известного решения является то, что измеряемые на салазках фурмы колебания имеют относительно небольшую амплитуду и, соответственно, является небольшим отношение сигнала к шуму. Кроме того, измеряемые на салазках фурмы колебания подвергаются влиянию независимых от процесса величин, например, характеристик колебания шлема продувочной фурмы, а также характеристик колебания салазок фурмы. Соответственно, точность, а также информативность колебаний на салазках продувочной фурмы меньше, поскольку они подвергаются влиянию различных факторов. В противоположность этому, расположенные вблизи шлема продувочной фурмы измерительные датчики подвергаются опасности повреждения за счет высокой температуры и пыли и, соответственно, быстрее изнашиваются.A disadvantage of the known solution is that the oscillations measured on the tuyere slides have a relatively small amplitude and, accordingly, the signal-to-noise ratio is small. In addition, the oscillations measured on the tuyere slides are influenced by values independent of the process, for example, the vibration characteristics of the purge lance helmet, as well as the vibration characteristics of the tuyere slide. Accordingly, the accuracy, as well as the information content of the vibrations on the slides of the purge lance is less, since they are influenced by various factors. In contrast, measuring sensors located close to the helmet of the blowing lance are at risk of damage due to high temperature and dust and therefore wear out faster.

Из публикаций JP Н04 301028 А, JP H05 255726 A, JP S57 43918 A, US 2006/157899 A1 и ЕР 0 215 483 А2 известно применение продувочных фурм для конвертера при производстве стали.From the publications JP H04 301028 A, JP H05 255726 A, JP S57 43918 A, US 2006/157899 A1 and EP 0 215 483 A2 it is known to use purge lances for the converter in the production of steel.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В соответствии с этим, задачей данного изобретения является дальнейшее улучшение точности при выполнении конвертерного процесса.Accordingly, the object of the present invention is to further improve the accuracy of the converter process.

Задача решена с помощью продувочной фурмы для кислородного конвертера с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные модификации следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.The problem is solved using a blowing lance for an oxygen converter with the characteristics of paragraph 1 of the claims. Preferred modifications follow from the dependent claims.

В соответствии с этим предусмотрена продувочная фурма для кислородного конвертера, при этом, согласно изобретению, датчик колебаний для обнаружения колебаний фурмы предусмотрен внутри продувочной фурмы.Accordingly, a purge lance for an oxygen converter is provided, wherein, according to the invention, an oscillation sensor for detecting oscillations of the lance is provided inside the purge lance.

За счет размещения датчика колебаний внутри продувочной фурмы можно исключать помеховые величины, которые при наружном измерении колебаний оказывают влияние на результаты измерения. Кроме того, за счет расположения датчика колебаний внутри продувочной фурмы можно осуществлять позиционирование датчика колебаний в любом месте вдоль продувочной фурмы, так что можно достигать оптимального места измерения, которое дополнительно улучшает точность измерения колебаний. За счет этого может быть улучшено выполнение конвертерного процесса.By placing the vibration sensor inside the purge lance, it is possible to exclude interference values which, when measured externally, influence the measurement results. In addition, by positioning the vibration sensor inside the purge lance, the vibration sensor can be positioned anywhere along the purge lance, so that an optimal measurement location can be achieved, which further improves the accuracy of the measurement of vibrations. Due to this, the execution of the converter process can be improved.

Предпочтительно, датчик колебаний расположен на нижнем конце продувочной фурмы, при этом продувочная фурма имеет участок для присоединения головки продувочной фурмы, и датчик колебаний предпочтительно расположен вблизи участка присоединения внутри продувочной фурмы.Preferably, the vibration sensor is located at the lower end of the purge lance, wherein the purge lance has a portion for attaching the head of the purge lance, and the oscillation sensor is preferably located near the attachment portion within the purge lance.

Понятие «нижний конец продувочной фурмы» означает подлежащий введению в конвертер конец продувочной фурмы. «Верхний конец» продувочной фурмы расположен противоположно нижнему концу.The term "lower end of the purge lance" means the end of the purge lance to be introduced into the converter. The “upper end” of the purge lance is located opposite the lower end.

За счет того, что датчик колебаний для приема колебаний фурмы расположен на нижнем конце продувочной фурмы и предпочтительно в зоне участка для присоединения головки фурмы к продувочной фурме, измеряются значительно более высокие амплитуды колебаний. Таким образом, может быть улучшено отношение сигнала к шуму. Кроме того, характеристики колебаний продувочной фурмы у головки фурмы подвергаются максимально, соответственно, полностью лишь влиянию окружающих шлаков, соответственно, осажденной настыли, но не других, не относящихся к собственно подлежащему выполнению конвертерному процессу величин. В соответствии с этим, можно с помощью измерения характеристик колебаний фурмы у головки фурмы обеспечивать значительно более точное измерение колебаний, за счет чего можно достигать лучшего и более точного выполнения конвертерного процесса.Due to the fact that the vibration sensor for receiving tuyere vibrations is located at the lower end of the purge tuyere, and preferably in the area of the area for connecting the tuyere head to the purge tuyere, significantly higher vibration amplitudes are measured. Thus, the signal to noise ratio can be improved. In addition, the oscillation characteristics of the purge lance at the lance head are subject to maximum, respectively, completely only the influence of the surrounding slag, respectively, precipitated accretion, but not other quantities not related to the actual converter process. In accordance with this, by measuring the characteristics of the tuyere vibrations at the tuyere head, it is possible to provide a significantly more accurate measurement of vibrations, due to which it is possible to achieve a better and more accurate execution of the converter process.

В частности, за счет более точного измерения характеристик колебаний у головки фурмы можно из колебаний продувочной фурмы достигать особенно точного определения состояния шлаков, что приводит к возможности особенно точного выполнения конвертерного процесса.In particular, due to a more accurate measurement of the characteristics of the oscillations at the tuyere head, it is possible to obtain a particularly accurate determination of the state of slags from the vibrations of the blowing tuyere, which leads to the possibility of a particularly accurate converter process.

Взаимосвязь между соответствующим колебанием продувочной фурмы и уровнем шлаков в конвертере следующая: если уровень шлаков низкий, то в колебаниях продувочной фурмы доминируют собственные колебания самой продувочной фурмы. Эти колебания являются, в основном, гармоническими колебаниями. При более высоком уровне шлаков, соответственно, при высоком уровнем шлаков, при котором продувочная фурма по меньшей мере частично окружена шлаками, к преобладающим гармоническим составляющим собственных колебаний продувочной фурмы добавляются колебания, которые вызваны силами турбулентных шлаков, так что в этом случае имеются более сильные и стохастические составляющие колебаний. Они являются мерой уровня шлаков.The relationship between the corresponding fluctuation of the purge lance and the level of slag in the converter is as follows: if the level of slag is low, then the vibrations of the purge lance itself dominate the vibrations of the purge lance. These vibrations are mainly harmonic vibrations. At a higher level of slag, respectively, at a high level of slag, at which the purge lance is at least partially surrounded by slag, the vibrations caused by the forces of turbulent slag are added to the dominant harmonic components of the natural vibrations of the purge lance, so that in this case there are stronger and stochastic components of oscillations. They are a measure of the level of slag.

За счет того, что колебания продувочной фурмы измеряются внутри продувочной фурмы, максимально исключаются другие мешающие факторы, которые получаются при обычном наружном измерении колебаний.Due to the fact that the vibrations of the purge lance are measured inside the purge lance, other interfering factors that are obtained with a conventional external measurement of vibrations are excluded to the maximum.

В одной предпочтительной модификации продувочной фурмы датчик колебаний расположен во внутренней фурме, которая служит для направления кислорода через продувочную фурму.In one preferred modification of the purge lance, the vibration sensor is located in the inner lance, which serves to direct oxygen through the purge lance.

За счет того, что датчик колебаний расположен во внутренней фурме, через которую проходит также поток кислорода, достигается его хорошее охлаждение. Таким образом, в частности, датчик колебаний лежит внутри зон водяного охлаждения и дополнительно постоянно обдувается кислородом, так что могут быть уменьшены, соответственно, исключены температурные повреждения датчика колебаний.Due to the fact that the vibration sensor is located in the inner lance, through which the oxygen flow also passes, its good cooling is achieved. Thus, in particular, the vibration sensor lies inside the water cooling zones and is additionally constantly blown with oxygen, so that temperature damage of the vibration sensor can be reduced, respectively, eliminated.

Предпочтительно, по меньшей мере один измерительный провод для контактирования датчика колебаний проходит внутри продувочной фурмы. За счет того, что измерительный провод проходит внутри продувочной фурмы, обеспечивается то, что в этом случае предусмотрена надежная передача данных между датчиком колебаний и соответствующим устройством оценки. Кроме того, измерительные провода хорошо защищены от преобладающих в конвертере условий.Preferably, at least one test lead for contacting the vibration sensor extends inside the purge lance. Due to the fact that the measuring wire passes inside the purge lance, it is ensured that in this case reliable data transmission between the vibration sensor and the corresponding evaluation device is provided. In addition, the test leads are well protected from the conditions prevailing in the converter.

В этой связи особенно предпочтительно, когда предусмотрен герметичный проход измерительного провода в верхнем конце продувочной фурмы, предпочтительно в виде штекерного соединения в зоне кислородного патрубка. Герметичное прохождение измерительных проводов через фурму обеспечивает прохождение измерительного провода действительно внутри продувочной фурмы, предпочтительно внутри внутренней фурмы, через которую проходит поток кислорода, и одновременно сохранения давления кислорода внутри продувочной фурмы.In this regard, it is particularly preferable when a sealed passage of the test lead is provided at the upper end of the purge lance, preferably in the form of a plug-in connection in the area of the oxygen pipe. The tight passage of the test leads through the lance allows the test lead to actually pass inside the purge lance, preferably inside the internal lance through which the oxygen flow passes, while maintaining the oxygen pressure inside the purge lance.

В одной предпочтительной модификации предусмотрен по меньшей мере один оптоволоконный проводник в качестве измерительного провода для контактирования датчика колебаний. Таким образом, обеспечивается передача измерительных значений без приложения напряжения, за счет чего дополнительно улучшается рабочая безопасность.In one preferred embodiment, at least one fiber optic conductor is provided as a test lead for contacting the vibration sensor. Thus, the transmission of measured values without the application of voltage is ensured, due to which the operational safety is further improved.

Для обеспечения соответствующий оценки может быть предпочтительно предусмотрен блок оценки и регулирования для оценки характеристик колебаний продувочной фурмы с целью, предпочтительно, идентификации наличия настыли и/или определения уровня шлаков в корпусе конвертера.To provide an appropriate assessment, an evaluation and regulation unit may preferably be provided to evaluate the oscillation characteristics of the purge lance to, preferably, identify the presence of accretion and / or determine the level of slag in the converter housing.

В другой предпочтительной модификации, наряду с датчиком колебаний, внутри продувочной фурмы предусмотрены термические и/или оптические датчики, которые принимают существенные для работы продувочной фурмы параметры. За счет дополнительных, предусмотренных внутри продувочной фурмы, соединенных проводами или световодами оптических и термических датчиков можно измерять другие релевантные состояния у головки фурмы, соответственно, в непосредственной близости от головки фурмы. При этом для передачи данных предпочтительно используется гибридная оптоволоконная система, с целью обеспечения возможности одновременной передачи различных физических величин.In another preferred modification, along with an oscillation sensor, thermal and / or optical sensors are provided inside the purge lance that take parameters essential for the operation of the purge lance. Due to the additional optical and thermal sensors provided inside the purge lance connected by wires or optical fibers, other relevant conditions can be measured at the lance head, respectively, in the immediate vicinity of the lance head. At the same time, a hybrid fiber optic system is preferably used for data transmission in order to enable the simultaneous transmission of various physical quantities.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Другие предпочтительные варианты выполнения и аспекты данного изобретения поясняются более подробно в приведенном ниже описании со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:Other preferred embodiments and aspects of the present invention are explained in more detail in the description below with reference to the accompanying drawings, which schematically depict:

фиг. 1 - разрез конвертера на виде сбоку иFIG. 1 is a sectional view of the converter in side view and

фиг. 2 - нижний конец продувочной фурмы в частичном разрезе.FIG. 2 - the lower end of the purge lance in partial section.

Подробное описание предпочтительных примеров выполненияDetailed Description of Preferred Embodiments

Ниже приводится описание предпочтительных примеров выполнения со ссылками на фигуры. При этом одинаковые, аналогичные или одинаково действующие элементы обозначены одинаковыми позициями, и повторное описание этих элементов не приводится с целью исключения избыточности в описании.The following is a description of preferred embodiments with reference to the figures. In this case, the same, similar or equally acting elements are denoted by the same positions, and a repeated description of these elements is not given in order to avoid redundancy in the description.

На фиг. 1 показан корпус 1 конвертера, который выполнен со стенкой 10 конвертера. Внутренняя сторона стенки 10 конвертера покрыта огнеупорным материалом 12.In FIG. 1 shows a converter housing 1, which is configured with a converter wall 10. The inner side of the wall 10 of the Converter is covered with refractory material 12.

В корпус 1 конвертера введена продувочная фурма 2, которая направляется в шлеме 3 продувочной фурмы. Продувочная фурма 2 имеет головку 20 фурмы, которая на лежащем у нижнего конца продувочной фурмы 2 соединительном участке 22 соединена с продувочной фурмой 2. В соответствии с этим, головка 20 фурмы предусмотрена на самом нижнем конце продувочной фурмы 2 и погружается, соответственно, наиболее глубоко в корпус 1 конвертера. Головка 20 соединена неподвижно с продувочной фурмой 2.A purge lance 2 is introduced into the converter housing 1, which is guided in the helmet 3 of the purge lance. The blowing lance 2 has a lance head 20, which is connected to the blowing lance 2 at the connecting end 22 lying at the lower end of the blowing lance 2. Accordingly, the lance head 20 is provided at the lower end of the blowing lance 2 and is immersed, respectively, most deeply in converter housing 1. The head 20 is connected stationary with the purge lance 2.

В корпусе 1 конвертера находится схематично изображенный металлический расплав 14. Для вызывания интенсивной реакции удаления углерода с помощью продувочной фурмы 2 на поверхность расплава 14 подается с большим импульсом кислород. Для этого кислород подается под давлением через кислородный патрубок 4 в продувочную фурму, и он выходит на головке 20 фурмы через соответствующие сверхзвуковые сопла со сверхзвуковой скоростью так, что в расплаве 14 возникает колеблющаяся дутьевая каверна 16. Струи кислорода, которые выходят из головки 20 фурмы, обеспечивают интенсивную реакцию удаления углерода в расплаве 14.In the converter housing 1, there is a schematically depicted metal melt 14. To cause an intense carbon removal reaction using the purge lance 2, oxygen is supplied to the surface of the melt 14 with a large pulse. To do this, oxygen is supplied under pressure through the oxygen pipe 4 to the purge lance, and it exits on the lance head 20 through the corresponding supersonic nozzles at a supersonic speed so that an oscillating blast cavity 16 arises in the melt 14. The oxygen jets that exit from the lance head 20, provide an intense carbon removal reaction in the melt 14.

Обычно продувочная фурма 2 имеет диаметр до 40 см и длину примерно 20 м. Объем кислорода, который обычно выдувается через продувочную фурму на расплав 14, лежит обычно в диапазоне объемного потока от 400 Нм³/мин до 1000 Нм³/мин при давлении от 8 до 13 бар.Typically, purge lance 2 has a diameter of up to 40 cm and a length of about 20 m. The amount of oxygen that is usually blown through the purge lance to melt 14 is usually in the range of volume flow from 400 Nm ³ / min to 1000 Nm ³ / min at a pressure of 8 up to 13 bar.

Реакция обезуглероживания расплава 14 приводит к образованию шлака 18 на поверхности расплава 14. При этом уровень шлака 18 в корпусе 1 конвертера является индикатором прохождения процесса удаления углерода. Как показано схематично на фиг. 1, продувочная фурма 2 погружается в шлак 18, как только шлак достигает определенного уровня в корпусе 1 конвертера.The decarburization reaction of the melt 14 leads to the formation of slag 18 on the surface of the melt 14. Moreover, the level of slag 18 in the converter housing 1 is an indicator of the carbon removal process. As shown schematically in FIG. 1, the purge lance 2 is immersed in slag 18 as soon as the slag reaches a certain level in the converter housing 1.

За счет выхода кислорода под большим давлением и со сверхзвуковой скоростью в продувочной фурме 2 возбуждаются колебания. Особенно на нижнем конце продувочной фурмы 2 в зоне головки 20 фурмы продувочная фурма 2 выполняет обозначенные обеими стрелками колебания. Сначала в колебаниях продувочной фурмы 2 преобладают собственные колебания продувочной фурмы 2, так что в этом случае распознаются по существу гармонические колебания. На собственные колебания продувочной фурмы 2 могут оказывать влияние настыли на продувочной фурме 2, которые могут возникать за счет брызг расплава 14. Выполняемые продувочной фурмой 2 гармонические колебания имеют в этом случае доминирующую частоту. Однако, как только продувочная фурма 2 начинает погружаться в шлак 18 из-за повышения уровня шлака, то дополнительно появляются другие составляющие колебаний, в частности стохастические и негармонические составляющие колебаний, которые возникают, среди прочего, за счет соударения продувочной фурмы 2 со шлаком 18 и турбулентной динамики шлаков.Due to the release of oxygen under high pressure and at a supersonic speed, vibrations are excited in the purge lance 2. Especially at the lower end of the blowing lance 2 in the area of the lance head 20, the blowing lance 2 performs the oscillations indicated by both arrows. First, the vibrations of the purge lance 2 are dominated by the natural vibrations of the purge lance 2, so that essentially harmonic vibrations are recognized in this case. The intrinsic vibrations of the purge lance 2 can be influenced by accidents on the purge lance 2, which can occur due to the spray of the melt 14. The harmonic oscillations performed by the purge lance 2 have a dominant frequency in this case. However, as soon as the purge lance 2 begins to sink into the slag 18 due to an increase in the level of slag, other vibrational components additionally appear, in particular stochastic and non-harmonic vibrational components, which arise, inter alia, due to the collision of the purge lance 2 with the slag 18 and turbulent dynamics of slags.

Датчик 5 давления расположен внутри продувочной фурмы 2 с целью обнаружения колебаний продувочной фурмы 2. Для обеспечения возможности измерения как можно большей амплитуды и, возможно, меньшего влияния удерживающих продувочную фурму держателей, датчик 5 колебаний расположен на нижнем конце продувочной фурмы 2 внутри продувочной фурмы 2 и, соответственно, предусмотрен в зоне участка 22 присоединения головки 22 продувочной фурмы 2. Датчик 5 колебаний может быть выполнен в виде обычного датчика колебаний. Соответствующий измерительный провод 50 проходит через продувочную фурму 2 от датчика 5 колебаний вплоть до расположенного в верхней зоне продувочной фурмы 2 прохода 52 для измерительного провода 50, который выполнен герметичным. Предпочтительно, герметичный проход 52 выполнен в виде штекерного соединения, так что при замене продувочной фурмы 2 можно осуществлять простое контактирование датчика 5 колебаний.A pressure sensor 5 is located inside the purge lance 2 in order to detect vibrations of the purge lance 2. In order to be able to measure the maximum amplitude and possibly less influence of the holders holding the purge lance, the oscillation sensor 5 is located on the lower end of the purge lance 2 inside the purge lance 2 and accordingly, it is provided in the area of the connection section 22 of the head 22 of the purge lance 2. The vibration sensor 5 can be made in the form of a conventional vibration sensor. The corresponding test lead 50 passes through the purge lance 2 from the vibration sensor 5 up to the passage 52 for the test lead 50 located in the upper zone of the blow-off lance 2, which is sealed. Preferably, the sealed passage 52 is in the form of a plug connection, so that when replacing the purge lance 2, it is possible to carry out simple contacting of the vibration sensor 5.

Измерительные сигналы, которые исходят от датчика 5 колебаний, усиливаются в измерительном усилителе 60 и оцениваются в блоке 62 оценки и регулирования.The measurement signals that come from the oscillation sensor 5 are amplified in the measuring amplifier 60 and evaluated in the evaluation and regulation unit 62.

На фиг. 2 схематично показана в увеличенном масштабе головка 20 продувочной фурмы, а также соединительный участок 22 продувочной фурмы 2. В головке 20 фурмы показаны сопла 200 Лаваля, через которые кислород ускоряется со сверхзвуковой скоростью на расплав 14.In FIG. 2 schematically shows, on an enlarged scale, the head of the blowing lance 20, as well as the connecting portion 22 of the blowing lance 2. In the head of the lance 20, Laval nozzles 200 are shown through which oxygen is accelerated at a supersonic speed to the melt 14.

В сечении продувочной фурмы 2 в зоне наружной стенки показаны два охлаждающих канала для водяного охлаждения 202 продувочной фурмы 2, через которые проходит поток охлаждающей воды и которые обеспечивают длительный срок службы продувочной фурмы 2. Применяемое при этом количество охлаждающей воды составляет примерно 250 м³/час при давлении 8 бар.The cross section of the purge lance 2 in the area of the outer wall shows two cooling channels for water cooling 202 of the purge lance 2 through which the flow of cooling water passes and which provide a long service life of the purge lance 2. The amount of cooling water used in this case is approximately 250 m ³ / h at a pressure of 8 bar.

Во внутренней зоне 204 продувочной фурмы проходит кислород от показанного на фиг. 1 кислородного патрубка 4 до головки 20 фурмы. В соответствии с этим предусмотрена внутренняя труба 206, через которую проходит поток кислорода и которая также охлаждается по существу с помощью водяного охлаждения 202, соответственно, экранируется от преобладающих в корпусе 1 конвертера условий.In the inner zone 204 of the purge lance, oxygen flows from that shown in FIG. 1 oxygen pipe 4 to the lance head 20. Accordingly, an inner tube 206 is provided through which an oxygen stream passes and which is also cooled essentially by water cooling 202, respectively, shielded from the conditions prevailing in the converter housing 1.

Датчик 5 колебаний расположен, соответственно, на внутренней стороне внутренней трубы 206, а именно в зоне 22 присоединения головки внутри продувочной фурмы 2.The oscillation sensor 5 is located, respectively, on the inner side of the inner pipe 206, namely, in the head attachment zone 22 inside the purge lance 2.

Соответственно, датчик 5 колебаний расположен недалеко над головкой 20 фурмы, так что он при замене головки 20 продувочной фурмы может быть просто осмотрен, проверен и при необходимости заменен.Accordingly, the vibration sensor 5 is located not far above the lance head 20, so that when replacing the blowing lance head 20, it can simply be inspected, checked and replaced if necessary.

Осуществляемый с помощью измерительного усилителя 60 и блока 62 оценки и регулирования анализа колебаний продувочной фурмы 2, которые принимаются датчиком 5 колебаний, можно выполнять посредством точного анализа собственных частот продувочной фурмы 2. Этот анализ обеспечивает возможность получения информации о возникновении настыли на конце продувочной фурмы во время конвертерного процесса, поскольку при изменении массы продувочной фурмы 2 изменяется также ее собственная частота. За счет предложенного позиционирования датчика колебаний внутри продувочной фурмы 2 в зоне конца фурмы достигается, соответственно, высокое отношение сигнала к шуму, так что в данном случае можно выполнять особенно точное измерение.Carried out by means of a measuring amplifier 60 and a unit 62 for evaluating and regulating the analysis of vibrations of the purge lance 2, which are received by the oscillation sensor 5, can be performed by accurately analyzing the natural frequencies of the purge lance 2. This analysis provides the possibility of obtaining information about the occurrence of accretion at the end of the purge lance during converter process, since when the mass of the purge lance 2 changes, its natural frequency also changes. Due to the proposed positioning of the vibration sensor inside the purge lance 2 in the zone of the end of the lance, a correspondingly high signal to noise ratio is achieved, so that in this case a particularly accurate measurement can be performed.

Высокое отношение сигнала к шуму получается вообще за счет позиционирования датчика 5 колебаний у конца продувочной фурмы 2, поскольку на колебания продувочной фурмы 2 в этой зоне оказывает влияние лишь уровень шлака. Другие, не относящиеся к процессу величины, влияют на колебания продувочной фурмы 2 на ее конце менее сильно, соответственно, совсем не влияют.A high signal-to-noise ratio is obtained generally due to the positioning of the vibration sensor 5 at the end of the purge lance 2, since only the slag level affects the oscillations of the purge lance 2 in this zone. Other values not related to the process affect the oscillations of the purge lance 2 at its end less strongly, respectively, do not affect at all.

Посредством анализа колебаний продувочной фурмы 2 можно, наряду с возникновением настыли на продувочной фурме 2 или определения уровня шлака 18, также распознавать угрожающий или уже происходящий выброс шлака и, соответственно, управлять процессом.By analyzing the fluctuations of the blowing lance 2, it is possible, along with the occurrence of accretion on the blowing lance 2 or determining the level of slag 18, also to recognize a threatening or already occurring slag emission and, accordingly, to control the process.

Датчик 5 колебаний, который расположен внутри продувочной фурмы 2 в полностью кислородной атмосфере, может быть по причинам безопасности либо полностью электрически изолированной проводящей ток системой, либо можно применять также полностью свободную от электрического тока оптоволоконную систему. Для такой оптоволоконной системы также предпочтительно обеспечивать герметичное прохождение в зоне прохода 52, и можно использовать соответствующие штекерные соединения.The oscillation sensor 5, which is located inside the purge lance 2 in a completely oxygen atmosphere, can be either a completely electrically isolated current-conducting system for safety reasons, or a fiber-optic system completely free of electric current can also be used. For such a fiber optic system, it is also preferable to provide a tight passage in the passage area 52, and appropriate plug connections can be used.

Соответствующие измерительные провода 50 к датчику 5 колебаний предпочтительно проложены внутри внутренней фурмы 206 и, соответственно, они также все время омываются потоком кислорода и, соответственно, также охлаждаются им.The corresponding test leads 50 to the vibration sensor 5 are preferably routed inside the inner lance 206 and, accordingly, they are also constantly washed by an oxygen stream and, accordingly, also cooled by it.

Дополнительно к этому можно применять не изображенные здесь проводные или соединенные с помощью световодов оптические и термические датчики с целью измерения релевантных для управления состояний на головке продувочной фурмы, соответственно, в непосредственной близости головки фурмы. Для этого пригодны, в частности, гибридные оптоволоконные системы, с помощью которых можно определять, соответственно, одновременно передавать различные физические величины в одном световоде.In addition to this, optical and thermal sensors, not shown here, either wired or connected by means of optical fibers, can be used in order to measure the states relevant for control on the blowing lance head, respectively, in the immediate vicinity of the lance head. For this purpose, in particular, hybrid optical fiber systems are suitable, with which it is possible to determine, respectively, simultaneously transmit various physical quantities in one optical fiber.

Если это применимо, то можно все отдельные признаки, которые указаны в отдельных примерах выполнения, комбинировать друг с другом и/или заменять друг другом без выхода за объем изобретения.If applicable, then it is possible to combine all the individual features that are indicated in separate examples of execution with each other and / or replace each other without departing from the scope of the invention.

Перечень позицийList of items

1 Корпус конвертера1 converter housing

10 Стенка корпуса10 Wall of the case

12 Огнеупорный материал12 Refractory material

14 Расплав14 Melt

16 Колеблющаяся каверна16 Oscillating cavity

18 Шлак18 Slag

2 Продувочная фурма2 Purge lance

22 Соединительный участок22 Connecting section

200 Сверхзвуковое сопло200 Supersonic nozzle

202 Водяное охлаждение202 Water cooling

204 Внутренняя зона для подачи кислорода204 Internal area for oxygen supply

206 Внутренняя труба206 Inner pipe

3 Шлем продувочной фурмы3 Purge lance helmet

4 Кислородный патрубок4 Oxygen pipe

5 Датчик колебаний5 vibration sensor

50 Измерительный провод50 Test lead

52 Герметичный проход52 Airtight passage

60 Измерительный усилитель60 Measuring amplifier

62 Блок оценки и регулирования.62 Block assessment and regulation.

Claims

1. A purge lance (2) for an oxygen converter, equipped with an oscillation sensor (5) for detecting lance oscillations, which is located inside the blow lance at its lower end, while the blow lance (2) has a section (22) for connecting the head (20) the purge lance, and the vibration sensor (5) is preferably located near the attachment portion (22) inside the purge lance (2).

2. A purge lance according to claim 1, wherein the oscillation sensor (5) is located on the inner side of the inner pipe (206), which is located in the purge lance and serves to direct oxygen through the purge lance (2).

3. A purge lance according to claim 1, wherein at least one test lead (20) for contacting the oscillation sensor (5) extends inside the purge lance (2).

4. The purge lance according to claim 3, wherein at least one sealed passage (52) is provided for the test lead (50) at the upper end of the purge lance (2).

5. A purge lance according to claim 4, in which the sealed passage (52) is made in the form of a plug connection.

6. A purge lance according to claim 4, in which the sealed passage (52) is located in the zone of the oxygen pipe (4).

7. Blowing lance according to any one of paragraphs. 3 or 4, in which at least one fiber optic conductor is provided as a test lead for contacting the vibration sensor (5).

8. The purge lance according to claim 1, wherein an evaluation and regulation unit (62) is provided for evaluating the oscillation characteristics of the purge lance (2), preferably to identify the presence of slump and / or to determine the level of slag in the converter housing (1).

9. The purge lance according to claim 1, in which, along with an oscillation sensor (5) inside the purge lance, thermal and / or optical sensors are provided that take parameters essential for the operation of the purge lance (2).

10. The purge lance according to claim 1, which uses a hybrid fiber optic system to enable simultaneous transmission of various physical quantities.