DEVICE FOR MEASURING TEMPERATURE IN A CONVERTER

Abstract: 1. Device for measuring the temperature in a converter with a radiation measuring instrument (17), which is connected to one end of a rectilinear channel (14) to receive the radiation propagated through the channel, whereas the other end of the channel opens out into the liquid molten steel and an inert gas or a low reaction gas or gas mixture at excess pressure flows into the molten steel at this end, characterised in that the channel (14) has a cross sectional area that is not greater than 1 cm**2 at least at the end terminating at the molten steel and the discharge velocity of the gas or gas mixture is large enough to produce a flow of at least 10 gram per minute with repect to a cross section of 1 mm**2 and that a temperature radiation measuring instrument (17) is connected to the channel as radiation measuring instrument.

Description: Vorrichtung zur Temperaturmessung an einem Konverter Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Temperatur der Stahlschmelze eines Konverters mit Hilfe eines Strahlungsmessgerätes. Die Bestimmung der Temperatur ist für die Steuerung und Beendigung des Blasprozesses von entscheidender Bedeutung. Bisher konnte die genaue Temperatur an Konverter nur mit Hilfe eines Thermoelementes bestimmt werden, das mit einer Lanze kurzzeitig in die Stahlschmelze getaucht wird. Das Thermoelefent ist nur für wenige Sekunden brauchbar und wird durch die hohe Temperatur nach spätestens 10 Sekunden zerstört. Es muss für jede Messung ein neues Thermoelement an der Lanze befestigt werden. Wegen dieses Aufwandes wird die Temperatur während des Blasens nur in grösseren Absenden gemessen. Eine berührungslöse Messung der Temperatur mit Hilfe eines StrahlungsmessgerSteS ist nicht möglich, weil auf der Stahlschmelze eine dicke Schicht Schlacke schwimmt, deren Oberflächentemperatur niedriger als die Temperatur der Stahlschmelze ist, und ausserde: wird die Messung noch durch Staub und heisse Abgase verfälscht. Aus der DE-Ps 1066039 und der DE-OS 2138540 sind eine rohrförmige Lanze oder eine durch die Wand des Schmelztiegels gehende Bohrung bekannt, an die sich anstelle eines Spektrometers in naheliegender Weise auch ein die Temperaturstrahlung der flüs sigen Schmelze messendes Pyrometer anschliessen liesse. Ein solches Gerät wäre nur für Schmelz tiegel mit einer ruhigen Flds- sigkeit einsetzbar. Es wäre für den Einsatz an einem Konverter völlig ungeeignet, weil durch den Blasvorgang stossweise FlUs- sigkeitsbewegungen entstehen, durch die flüssiger Stahl in die Bohrung von relativ grossem Durchmesser eindringt und sich dort erstarrend festsetzt. Dies kann auch nicht durch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des inerten Gases verhindert werden, weil das Gad dann noch stärker den Bereich der Mündung der Bohrung abkühlt und sich dort noch leichter erstarrende Schmelze festsetzt. Ausserdem würde durch das kühlende Gas auch die Schmelze direkt vor der Bohrung abgekühlt, was die Messung verfälschen würde. Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen in die Schmelze hineinragenden Kanal mit angebautem Strahlungsmessgerät so zu gestalten, dass diese Vorrichtung auch bei einem blasenden Konverter einsetzbar ist und sich keine erstarrende Schmelze an der Mün- dung des Kanals festsetzt und die kühlende Wirkung des inerten Gases auf die Schmelze zu keinen Messfehlern führt. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschriebenen Massnahmen gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben. Es hat sich überraschender Weise herausgestellt, dass kleine Düsen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit des kühlenden Gases für die Messung geeignet sind. Ein Verwirbeln der Flüssigkeit unmittelbar vor der Düse sorgt vermutlich dafür, dass die vom Gas getroffenen oder abgekühlten Partikel weitgehend von nicht abgekühlten Partikeln umgeben werden, so dass die nicht abgekühlten Partikel die in den Kanal einfallende Strahlung zum grössten Teil bestimmen. Durch das Verwirbeln vor der Düse können sich erstarrende Teile der Stahlschmelze nicht festsetzen, da diese vom Rand der Düse weggerissen und in die Stahlschmelze zurückgebläsen werden. Die Temperatur kann mit einer einzigen Messvorrichtung an verschiedenen Stellen des Schmelzbades und in verschiedener Höhe des Schmelzbades bestimmt werden, wenn die Vorrichtung an eine von oben in das Schmelzbad einführbare Lanze angebaut ist, die einen Kanal für die zu messende Strahlung enthält. Es ist von Vorteil, wenn der Kanal für die Messung durch den Boden eines Konverters führt, in den tRührgasddsenw eingebaut sind. Der Kanal für die Messung kann selbst als .Rührgasdüse" wirken. Er kann aber auch mit einer geringeren Gasgeschwindigkeit als die Rührgasdüsen" betrieben werden, wenn in seiner Nähe Rührgasdüsen eingebaut sind, die für eine ausreichende Durchwirbelung der Schmelze auch im Bereich des zu messenden Kanals sorgen. Es ist wegen des sehr geringen Durchmessers und der grossen Länge des Kanals schwierig, genügend Strahlung aus der Schmelze am Pyrometer zu empfangen. Aus diesem Grunde ist es von Vorteil, wenn die Strahlung durch eine Linse empfangen wird, die ungefähr ein Drittel der Dicke der Konverterwandung von der äusseren Oberfläche entfernt in den dort etwas verbreiterten Kanal eingebaut ist und die Strahlung über einen Lichtleiter zum Pyrometer geleitet wird, das ausserhalb des Konverters angebracht ist. Der Durchmesser der optischen Linse und des Lichtleiters sollte nur so gross sein, dass die verbleibende freie Strömungsfläche grösser oder gleich der Querschnittsfläche des dünneren Teils des Kanals ist. In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei vom Konverter nur der Boden 11 und der untere Teil der Seitenwand 12 dargestellt wurde. Im Boden 11 sind die Rührgasdüsen 13, 14 und 15 eingezeichnet, die vom Sammelrohr 16 das inerte Gas zugeführt bekommen. Die Rührgasdüse 14 dient gleichzeitig als Kanal zum Durchstrahlen für das Pyrometer 17. Die Strahlung fällt zunächst auf die Linse 18 und wird von dort in den Lichtleiter 19 eingestrahlt, der die Strahlung bis zum Pyrometer 17 leitet. Der Lichtleiter 19 verlässt das unter Gasdruck stehende Sammelrohr an einer Bohrung, die durch eine Dichtung 20 abgedichtet ist. In einer etwas schlechteren Ausführungsform wäre die Strahlungsmessung auch möglich, wenn die Linse 18 und der Lichtleiter 19 fehlen und anstelle der Dichtung 20 dort ein durchsichtiges Fenster angebracht wäre und das Pyrometer 17 dort direkt unter dem Fenster installiert würde. Der Kanal 14 mit det Strahlungsmessgerät kann in einer anderen Ausführungsform auch in eine von oben in die Stahlschmelze eintauchbare Lanze eingebaut werden.

Claims: patentansprüche 1. Vorrichtung zur Messung der Strahlung an einem Konverter mit einem Strahlungsmessgerät, das am einen Ende eines geradlinig verlaufenden Kanals zum Empfang der durch den Kanal fallen den Strahlung angeschlossen ist, während das andere Ende des Kanals in der flüssigen Stahlschmelze mündet und an diesem Ende ein inertes oder reaktionarmes Gas oder Gasgemisch mit Überdruck in die Stahlschmelze einströmt, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kanal mindestens am in die Stahlschmelze mündenden Ende eine Querschnittsfläche hat, die nicht grösser als 1 cm' ist und die Ausströmgeschwindigkeit des Gases oder Gasgemisches so gross ist, dass pro Minute mindestens 10 Gramm, bezogen auf einen Querschnitt von 1 mma ausströ men, und an den Kanal als Strahlungsmessgerät ein Temperatur strahlungsmessgerät angeschlossen ist. !. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) durch eine von oben in die Stahlschmelze ein tauchbare Lanze rührt. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) durch die Wandung (12) des Konverters führt. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal durch den Boden (11) des Konverters führt. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kanal tal4) aus einem dünnen Teil besteht, der der Schmelze zugewandt ist und dieser dünne Teil ca. 50 % bis 70 % der gesamten Kanallänge ausmacht und aus einer 4 bis 8 mm im Durchmesser betragenden Bohrung besteht und der übrige Tbil des Kanals einen Durchmesser zwischen 7 bis 12 mm hat. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass in der Nähe des Kanals (14) mit angeschlosse nem Strahlungsmessgerät (17) im Boden (11) des Konverters mindestens 3 weitere Düsen zum Einströmen eines Rührgases angebracht sind. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass als Strahlungsmessgerät (17) ein Strahlungspy rometer, insbesOndere ein Quotienten- oder Teilstrahlungs pyrometer angebracht ist. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass im dickeren Teil des Kanals (14) ein Licht leiter (19) eingebaut ist, an dessen Anfang eine Sammellin se (18) angebracht ist und dieses optische System auf den öffnungsquerschnitt des Kanals (14) unter Ausblendung der Randbereiche ausgerichtet ist und der Lichtleiter (19) über ein druckdichtes Passstück (20) aus der Zuführungsleitung (16) für das Gas oder Gasgemisch heraus - und zum Strah lungsmessgerät (17) geführt ist. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass das inerte Gas in den durchstrahlten Kanal (14) mit einem Druck einströmt, der höher als 5 bar ist. 10. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung zur Temperaturmessung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in grösseren zeitlichen Abständen durch Ver gleiche mit einer herkömmlichen Tauchtemperaturmessung ge eicht wird.

Inventors: KOPINECK, HERMANN JOSEF, PROF. DR. RER. NAT., MEININGHAUS, FRITZ, DR., MULLER, GERHARD, ING., TAPPE, WILHELM, DR., Müller, Gerhard, Ing.
Applicants: HOESCH STAHL AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: G01J5
IPC codes: G01J5, C21C5