(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガス（４）を少なくとも１つのランス（１）によって、冶金容器（２）内の金属溶融物（３）上で膨張させ、
そのとき測定データが検出され、それに従って反応経過についての反応データが決定され、
そのとき測定データを検出するための前記ランス（１）が、少なくとも２つの測定管（９、１０）の少なくとも２つの排出口（１２、１３）を介して、前記反応ガス（４）とは分離されて導入されたガスを側方に吹き出し、
前記ガスによって、前記測定管（９、１０）の、前記排出口（１２、１３）に形成された少なくとも２つの気泡（１４、１５、１９）の測定された内圧の差異形成に従い、少なくとも２つの測定管で差異測定を行い、反応経過についての反応データを決定することを特徴とする、反応経過の反応データを決定するための方法。
【請求項２】
前記ランスの同じ高さに開口する測定管（９、１０）が、互いに異なる大きさの気泡（１４、１９）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ランスの異なる高さに開口する測定管（９、１０）が、同じ大きさの気泡（１４、１５）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ランスの異なる高さに開口する測定管（９、１０）が、異なる大きさの気泡（１４、１５、１９）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記測定管（９、１０）がランス体（１１）の向かい合う側（２１、２２）に、前記ランス体（１１）の正反対の位置でガスを吹き出すことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記測定管（９、１０）が前記ランスを冷却する冷却剤でいっしょに冷却されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
反応経過が、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法で決定される反応データによって制御または調整される吹錬法。
【請求項８】
反応ガス（４）を冶金容器（２）内にある金属溶融物（３）上で膨張させ、
少なくとも部分的に冷却されたランス外被（５）を備えるランス体（１１）を有し、
前記反応ガス（４）のための、前記ランス外被（５）の少なくとも１つの開口部（８）で開口するガス案内（７）を有し、
前記ランス体（１１）が、前記ランス体（１１）の側方で開口する少なくとも２つの測定管（９、１０）を備え、
前記測定管（９，１０）は前記ランス体（１１）の 前記ランス外被（５）にある少なくとも２つの排出口（１２、１３）の中で終わり、前記反応ガス（４）とは分離して導入されるガスを吹き出し、
前記測定管（９、１０）が少なくとも２つの排出口（１２、１３）の中で前記ランス体（１１）の前記ランス外被（５）の側方で終わり、少なくとも２つの気泡（１４、１５、１９）を生成するために形成され、
前記気泡（１４、１５、１９）の内圧に依拠した測定データを検出するための前記測定管（９、１０）と接続した、測定データを検出するためのセンサ（１７、１８）を備えた測定装置（２０）が設けられ、
前記測定装置（２０）によって、差異測定が行われることを特徴とするランス。
【請求項９】
前記測定管（９、１０）の前記排出口（１２、１３）が異なる排出口断面を備えることを特徴とする、請求項８に記載のランス。
【請求項１０】
前記測定管（９、１０）の前記排出口（１２、１３）が前記ランス外被（５）の異なる高さで側方に開口することを特徴とする、請求項８または９に記載のランス。
【請求項１１】
前記測定管（９、１０）の前記排出口（１２、１３）が、前記ランス体（１１）の向かい合う側（２１、２２）に、前記ランス体（１１）の正反対の位置で開口することを特徴とする、請求項８、９または１０に記載のランス。
【請求項１２】
前記測定管（９、１０）が前記ランス体（１１）の冷却された前記ランス外被（５）と熱伝導的に接続されていることを特徴とする、請求項８から１１のいずれか一項に記載のランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はランスおよび反応経過の反応データを決定するための方法に関し、その方法の場合、反応ガスが少なくとも１つのランスによって冶金容器内の金属溶融物上で膨張され、そのとき測定データが検出され、それに従って反応経過についての反応データが決定され、そのとき測定データを検出するためのランスは、少なくとも１つの測定管の少なくとも１つの排出口を介して反応ガスとは分離して導入されるガスを吹き出す。
【背景技術】
【０００２】
吹錬法あるいは酸素吹錬法の反応経過を監視あるいは制御できるように、従来技術（特許文献１）から、反応経過中のランスと冶金容器間の電気伝導性を測定することが公知である。この検出された測定データによって、反応経過が解釈され、あるいはそれによって反応経過についての反応データが決定される。特にそれによって、酸素を膨張させるとき、高い流入速度で冶金容器内の金属溶融物上に形成される発泡スラグの過発泡も検知され、結果的に噴出の危険が緩和される。ただし測定された電気伝導性は反応経過の多数の反応パラメータに依拠するため、過発泡の危険をこのような方法によって確実に検知するのは困難である。さらに、反応経過における冶金変化は電気伝導性において比較的緩慢であり、それが反応経過についての反応データの動的決定を妨げる。
【０００３】
また、（特許文献２）から、ランスの金属溶融物中の浸漬深さの検出方法が公知である。ここではランスの測定管を介して、ランスの反応ガスとは分離して導入される加圧ガスがランスの末端で吹き出される。周囲圧力とランス末端における圧力の間の圧力差についての測量データが、ランスの浸漬深さの検出に使われる。測定中に反応ガスと溶融物の極めて激しい化学反応が見込まれることは不利であり、それが測定データ検出を変造し、そのため工程の安定性が脅かされることがある。
【０００４】
さらに、冶金容器内の発泡スラグの高さの測定をするために、冶金容器の壁を通して様々な高さで加圧ガスを注入することも公知である（特許文献３）。このような測定装置は、壁に開口部を設けても、冶金溶融物の漏洩に対して機密性を保証するために、冶金容器の比較的複雑な構造的変更を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１２９０５５７Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２２３９２１６Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許第４３５９２１１Ｂ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため本発明の課題は、冒頭で説明された従来技術を基に、冶金反応経過についての反応データを迅速かつ確実に決定できる方法を提供することにある。そのためには、方法が簡単で冶金工程に対して安定しているべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、測定データを検出するためのランスが、少なくとも１つの測定管の少なくとも１つの排出口を介して、反応ガスとは分離して導入されるガスを側方に吹き出し、そのガスからそれぞれの測定管のこの排出口に形成される少なくとも１つの気泡の内圧が測定されることで課された課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
測定データを検出するためのランスが、少なくとも１つの測定管の少なくとも１つの排出口を介して、反応ガスとは分離して導入されるガスを側方に吹き出し、そのガスからそれぞれの測定管の、この排出口に形成される少なくとも１つの気泡の内圧が測定されるとき、測定データは迅速かつ確実に検出されることができる。これに従って、結果的に反応経過についての反応データを決定できる。ランスの長辺で開口する排出口を有する測定管における圧力測定は、つまり比較的簡単に遂行でき、気泡と溶融物あるいは発泡スラグとの直接の相互作用状況に基づいても、極めて迅速な反応によって行われ、このことは、−  プロセス安全性という点においても  −  多くの利点をもたらすことができる。さらに、このような圧力測定は、反応経過によって生じる負荷から十分に遠く離れて遂行されることができ、それによって極めて安定的で正確な、再現可能な結果を有する方法を実現できる。
【０００９】
一般的に、反応ガスとしては酸素が最適であることが言及される。
【００１０】
反応データの測定精度をさらに向上するために、ランスが少なくとも２つの測定管を介してガスを側方に吹き出し、そのとき気泡の測定された内圧の差異形成に従って、反応経過についての反応データが決定される。この差異形成によって冶金反応経過中の微小な変化さえも測定されることができるため、冶金工程は本発明の方法によって特に迅速に検出されることができる。
【００１１】
同じランスの高さで開口する測定管が、互いに異なる大きさの気泡を形成するとき、それによって１つの相違決定だけに適するのではない圧力測定データが検出されることができ、付加的に、この圧力測定データは反応データの精度向上にも寄与できる。測定管がランスの同じ高さで開口することにより、すなわちとりわけ両測定に作用する妨害を抑制し、さらに高いノイズ比を有する測定データを作成できる。
【００１２】
異なるランスの高さで開口する測定管が、同じ大きさの気泡を形成することも考えられる。特に気泡をランスの異なる高さに移送することで、プロセス安定的に、容器内の発泡スラグの充填レベルを帰納的に推定できる。
【００１３】
異なるランスの高さで開口する測定管が異なる大きさの気泡を形成するとき、高い測定精度が得られる。
【００１４】
測定管がランス体の向かい合った側でガスを吹き出すとき、測定管相互の影響を大幅に低減することができる。このような方法によって、さらに向上した測定精度で算出ができる。測定管がランス体の正反対の位置でガスを吹き出すとき、ここでは特に成果が際立つ。
【００１５】
単一の測定管あるいは複数の測定管が、ランスを冷却する冷却媒体によっていっしょに冷却されるとき、ガスの移送のときの条件の維持に効果をもたらす。方法のよりよい再現可能性がこのようにして生じる。
【００１６】
それに基づいて吹錬法の反応経過が制御または調整される反応データが、こうして決定されることで、本発明の方法は特に優れている。それによって例えば、適時に噴出を検知し、噴出の危険を低減し、あるいはそれに関する対応策を開始することが可能になる。
【００１７】
本発明は、反応経過についての反応データを決定するために、それによって迅速かつ再現可能な測定データを得ることができる、冶金容器内にある金属溶融物上で反応ガスを膨張させるための構造的に簡単で堅牢なランスを提供するという、さらなる課題を持つ。
【００１８】
本発明はランスに関する課題を、測定管がランス体のランス外被の側方の少なくとも１つの排出口内で終わり、少なくとも１つの気泡を生成するために形成されることで解決する。
【００１９】
測定管がランス体のランス外被の側方の少なくとも１つの排出口で終わるとき、膨張領域から比較的遠く離れて測定データを検出するために、このランス外被の長辺にある開口部が使用されることができる。それによって測定は、ランスのこの下部領域に発生する乱流に対して比較的不感応に遂行されることができる。特に少なくとも１つの気泡を生成するこの排出口が形成され、反応経過についての測定データを迅速かつ正確に検出できるように、溶融物または発泡スラグの中で気泡を泡立てるための比較的流れのない地帯を必要とする。それによって、本発明のランスによっても例えば望ましくない噴出の危険も回避されることができ、あるいはそれによって適時に適切な対応策を開始することができる。さらに、それによって不利な噴出の確実な早期発見が可能になる。
【００２０】
気泡の内圧に依拠する測定データを検出するための測定管と接続された、測定データを検出するためのセンサを具備する測定装置が設けられるとき、この測定データは有利に、ランスを介して反応経過に起因する負荷から比較的遠く離れて検出されることができる。
【００２１】
ランス体が、ランス体の側方に開口する少なくとも２つの測定管を具備するとき、差異測定が可能になる。
【００２２】
測定管の排出口が様々な排出口断面を有するとき、このような差異測定のためには十分でありうる。ここでは、測定管自体がランス体の同じ高さに開口できる。
【００２３】
代換的には、測定管の排出口がランス外被の異なる高さの側方に開口する。さらにそれは様々な排出口断面との組み合わせによって、高い感応性をもたらすことができる。測定データの精度がそれによって向上される。
【００２４】
測定管の排出口がランス体の向かい合う側に開口するとき、測定管相互の影響は低減されることができる。それによって測定精度がさらに向上されるだけではなく、それによって特に冷却に関する、ランスの構造の複雑さを軽減することもできる。ランス体の排出口が正反対の位置で開口するとき、ここでは特に優れた性能をみせる。
【００２５】
測定管が、ランス体の冷却されたランス外被と、少なくとも部分的に熱伝導的に接続されているとき、測定管の気泡排出口の温度を安定化することができる。これによってより高い測定精度が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
図で本発明は、例えば変形実施形態を参照してより詳細に示される。
【図１】図１は、反応データを決定するための装置の断面側面図であり、
【図２】図２は図１の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２７】
図１は、例えば鉄材、アルミニウム材、金属合金等である金属溶融物３を有する冶金容器２に浸漬するランス１を示す。ランス１は、それによって冶金反応経過を開始するために、反応ガス４を溶融物３上で膨張させるために使用される。このような反応経過は、例えばＬＤ法によって公知の銑鉄の酸素による精製でありうる。反応経過に起因する負荷に耐久できるように、ランス１には冷却された外側のランス外被５を設ける。このような冷却は例えば、水を冷却剤として導入するランス外被５の二層形成によって行われることができるが、それは明瞭さを期するため、特に図示されていない。ランス１の反応ガス４のガス案内７は、ランス１の下部末端で開口部８または、ランス外被５の詳細には図示されない複数の開口部によって開口し、溶融物３上に流入する。いかなる開口形状、あるいはいかなる開口部８の数も考えうることは、特に言及するまでもない。
【００２８】
ランス１は少なくとも１つの  −  具体的な実施形態例では２つの測定管９あるいは１０  −  を具備し、それらはランス体１１の中に、吹錬法の影響から保護されて設けられる。この測定管９あるいは１０は、本発明において少なくとも１つの排出口を開口する。例えば２つの排出口１２あるいは１３がランス体１１のランス外被５の側方あるいは長辺に設けられる。−  気泡排出口として実施された  −  排出口１２あるいは１３は、気泡１４あるいは１５を生成し、それは図２でよりはっきりと見ることができる。この気泡１４あるいは１５は、溶融物３の上方に冶金反応経過の結果形成される発泡スラグ１６中に泡立つ。センサ１７あるいは１８によって、測定管９あるいは１０のそれぞれの圧力についての測定データおよび、それとともにそれぞれの排出口１２あるいは１３での気泡１４あるいは１５の内圧も検出する測定装置２０によって、正確かつ迅速に反応経過の反応データを推定し、あるいはそれを決定することが今や可能になった。吹錬法の場合に知られている望ましくない噴出はこうして適時に検知され、−  結果的に、吹錬法はこのようにして検出された反応データを基に、有利に調整、制御可能になる。
【００２９】
ランス体１１の中には２つの測定管９、１０を設けられるため、反応データの測定あるいは決定は、それらの内圧の差異測定によってより一層正確に行われることができる。このような差異測定は例えば従来技術の「ガス発泡法」から公知である。
【００３０】
十分に高い差異形成をもたらすように、両測定管９、１０の排出口１２および１３が、ランス外被５の側方の異なる高さに開口する。
【００３１】
図２から特によくわかるように、異なる大きさの気泡１４および１５を生成するために、この排出口１２および１３がランス外被５の側方の同じ高さに開口し、異なる排出口断面を有することも考えられる。
【００３２】
排出口１２、１３の異なる高さと異なる排出口断面の組み合わせが考えられることは言うまでもない。しかしそれについての詳しい図示はない。
【００３３】
さらに、測定管９および１０はその排出口領域で冷却されたランス外被５と熱伝導的に接続され、それによって、この測定管９および１０がランス外被５といっしょに冷却され、それによってガス１４、１５、１９を  発泡スラグ１６の中で泡立てるための再現可能な工程条件を保証する。
【００３４】
測定管９、１０の排出口１２、１３がランス体１１の向かい合う側２１、２２に開口することがさらに有利に企図される。それによってガス１４、１５、１９の泡立ちは  −  特に、測定管９、１０の排出口１２、１３がランス体１１で正反対の位置にあるとき  −  互いから相当に独立して行われる。これによって測定精度は著しく向上する。
【００３５】
−  図１および図２でわかるように  −  、排出口１２、１３はそれぞれ異なる側２１、２２、あるいはランス体１１の長辺に開口するが、それは強制的なものではないことを一般的に言及しておきたい。さらに、ここでは排出口１２、１３の異なる高さと異なる排出口断面の組み合わせも考えることができる。−  しかしこれも図示はされない。
【図１】
0006620362.tif 000002
【図２】
0006620362.tif 000003