CS275967B6

CS275967B6 - Immersion probe

Info

Publication number: CS275967B6
Application number: CS650489A
Authority: CS
Inventors: Vladislav Ing Csc Chrascina; Rudolf Hendrich; Vitezslav Ing Hynek; Gunter Hubacz
Original assignee: Trinecke Zelezarny; Spojene Ocelarny Np
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1992-03-18

Abstract

Sonda je určená pro měření teploty a odběr, vzurků tavenin, zejména, surového železa z nalévací pánve nebo pojízdného mísiča. Skládá se z vnější ochranné trubice, v níž je zasunuta na vnitřní nosné trubici poréz ní vložka se vzorkovací dutinou a termo článkem. Podstata řešení spočívá v tom, že vzorkovací dutina (13) porézní vložky (9) je rozdělena oboustrannými chladicími ele menty (14) do nejméně dvou samostatných sekcí a v porézní vložce (9) ju dále vytvo řena odběrová dutina (11), která je opatře na dutou vložkou (12).The probe is intended for measuring the temperature and taking samples of melts, in particular, of pig iron from a ladle or a mobile mixer. It consists of an outer protective tube, in which a porous insert with a sampling cavity and a thermocouple is inserted onto an inner supporting tube. The essence of the solution lies in the fact that the sampling cavity (13) of the porous insert (9) is divided by double-sided cooling elements (14) into at least two separate sections and a sampling cavity (11) is further created in the porous insert (9), which is provided with a hollow insert (12).

Description

Vynález se týká ponorné sondy pro měření teploty a odběr vzorků taveniπ, zejména surového železa z nalévací pánve nebo pojízdného mísiée. _The invention relates to an immersion probe for measuring the temperature and taking samples of melts, in particular pig iron, from a ladle or a mobile mixer. _

V metalurgických procesech v průběhu odpichu surového železa z vysoké pece do pánve nebo pojízdného mísiče je třeba znát přesné f.yzikálně-chemické údaje o surovém železe, ze kterého se při zkujňovacím procesu v ocelárnách, a to jak tradičních, tak kyslíkokonvertorových, vyrábí ocel. Kromě přesného chemického složení surového železa je třeba znát zároveň jeho teplotu. Pro získání těchto údajů se provádí odběr vzorků surového železa, které se podrobují chemické analýze. Tento odběr se dosud provádí ručně pomoci metalurgické lžíce, v níž odebraný vzorek tekutého surového železa ztuhne. Nevýhodou takto prováděného odběru je skutečnost, že odběr je nahodilý a je podstatně ovlivňován lidským činitelem. Pro stanovení teploty tekutého surového železa je známa sonda, která se skládá ze základní trubice, v níž je uložena žáruvzdorná vložka se snímačem teploty. Snímač teploty je zakryt víčkem a základní trubice je na povrchu opatřena ochranným pláštěm ze žáruvzdorného materiálu. Rovněž je známa odběrová a vzorkovací sonda pro odběr vzorků z roztaveného surového železa, která je tvořena krycí keramickou trubicí s kovovými vložkami, mezi něž vyúsťuje vtokový otvor opatřený zátkou. Na spodní kovovou vložku navazuje keramická stabilizační trubice, přičemž čelo keramické krycí trubice je uzavřeno keramickou krytkou. Nevýhodou těchto sond je jejich jednoúčelové použití buď pro měření teploty nebo pro odběr vzorků, přičemž měření teploty a odběr vzorků probíhá vždy v jiném místě. Měření teploty a odběr vzorků probíhá vesměs ve dvou etapách, což přináší i značné časové ztráty. Veškeré činnosti spojené s měřením teploty a odběrem vzorků jsou kromě časové zdlouhavosti i pracovně nebezpečné s možností postřiku tekutým surovým železem o teplotě 1 350 až 1 450 °C vzhledem k tomu, že jsou prováděny ručně. Tím jsou i docílené výsledky měření a analýzy vzorků velmi závislé na zkušenosti obsluhy.In metallurgical processes during the tapping of pig iron from a blast furnace to a ladle or mobile mixer, it is necessary to know the exact physicochemical data on the pig iron from which steel is produced during the forging process in steelworks, both traditional and oxygen-converter. In addition to the exact chemical composition of pig iron, its temperature must also be known. To obtain these data, pig iron is sampled and subjected to chemical analysis. This sampling is still carried out manually by means of a metallurgical spoon, in which the sample of liquid pig iron solidified. The disadvantage of such sampling is the fact that sampling is random and is significantly influenced by human factors. A probe is known for determining the temperature of liquid pig iron, which consists of a base tube in which a refractory insert with a temperature sensor is housed. The temperature sensor is covered by a lid and the base tube is provided on the surface with a protective sheath made of refractory material. Also known is a sampling and sampling probe for sampling molten pig iron, which is formed by a covering ceramic tube with metal inserts, between which an inlet opening provided with a plug opens. A ceramic stabilizing tube is connected to the lower metal insert, while the front of the ceramic cover tube is closed by a ceramic cover. The disadvantage of these probes is their single-purpose use either for temperature measurement or for sampling, the temperature measurement and sampling always taking place at a different location. Temperature measurement and sampling generally takes place in two stages, which also brings significant time losses. All activities related to temperature measurement and sampling are, in addition to time-consuming, also hazardous to work with the possibility of spraying with liquid pig iron at a temperature of 1,350 to 1,450 ° C due to the fact that they are performed manually. Thus, the achieved results of measurement and analysis of samples are very dependent on the experience of the operator.

Tyto nevýhody jsou odstraněny ponornou sondou pro měření teploty a odběr vzorků tavenin podle vynálezu. Ponorná sonda se skládá z vnější ochranné trubice, v níž je zasunuta na vnitřní nosné trubici porézní vložka se vzorkovací dutinou a termočlánkem, a podstata vynálezu spočívá v tom, že vzorkovací dutina porézní vložky je rozdělena oboustrannými chladicími elementy do nejméně dvou samostatných sekcí. V porézní vložce je dále vytvořena odběrová dutina, která je opatřena dutou vložkou.These disadvantages are eliminated by an immersion probe for measuring the temperature and sampling the melts according to the invention. The immersion probe consists of an outer protective tube in which a porous insert with a sampling cavity and a thermocouple is inserted on the inner support tube, and the essence of the invention consists in that the sampling cavity of the porous insert is divided by double-sided cooling elements into at least two separate sections. A sampling cavity is further formed in the porous insert, which is provided with a hollow insert.

Výhodou ponorné sondy podle vynálezu je, že plní současně všechny funkce potřebné pro zjištění přesných fyzikálně-chemických údajů o roztaveném kovu, a to měření teploty, odběr jednoho vzorku pro rychlou analýzu a zjištění hmotnostního obsahu uhlíku a síry a dále odběr nejméně dvou vzorků pro zjištění všech technologicky předepsaných prvků. Výhodou ponorné sondy podle vynálezu je rovněž skutečnost, že měření teploty a odběr vzorků se provádí v jednom časovém okamžiku a v jednom místě. Odběrové místo je přesně specifikováno, automatizovaným ponořováním ponorné sondy do taveniny je vyloučen vliv lidského činitele. Podstatně se zlepší podmínky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci a zkrátí se celková doba pro odebírání vzorků a zjištění teploty. Odebíráním více vzorků na jedno ponoření umožňuje objektivnější zjištění chemického složení taveniny. Objektivnější výsledky při zkoumání vzorků jsou i umožněny odebíráním vzorků z podstatně větší hloubky, jejíž dosažení ponorná sonda podle vynálezu dovoluje. Odběrem nejméně dvou vzorků do dělené vzorkovací dutiny je zamezeno nebezpečí, že u jednoho vzorku dojde k defektu a odběr je nutno, pokud je to vůbec možné, znovu opakovat, jak k tomu dochází u dosavadních odběrových vzorkovacích sond. Odebrané vzorky pro chemickou analýzu pomocí ponorné sondy podle vynálezu mají bílou strukturu a jsou uzpůsobeny svým rozměrem a tvarem pro zařízení, ve kterém se chemická analýza provádí. Tím odpadá úprava vzorků v chemické zkušebně a dochází k úspoře rozbrušovacích kotoučů a,brousicích kotoučů. Současně se tak zkracuje čas potřebný pro provedení chemické analýzy, což zpětně přispívá ke zkvalitnění řízení navazujících metalurgických procesů. Dalším přínosem je možnost měření teploty s okamžitým záznamem na měřicím zařízení a vstup této informace do řídicího počítače včetně přiřazení čísla nalévací pánve a snížení předváhy surového železa při výrobě oceli.The advantage of the immersion probe according to the invention is that it simultaneously performs all the functions necessary to obtain accurate physicochemical data on molten metal, namely temperature measurement, single sample for rapid analysis and mass and sulfur content, and at least two samples for all technologically prescribed elements. An advantage of the immersion probe according to the invention is also the fact that the temperature measurement and sampling are performed at one time and in one place. The sampling point is precisely specified, the automated immersion of the immersion probe in the melt eliminates the influence of the human factor. Safety and health conditions at work will be significantly improved and the total time for sampling and temperature will be reduced. By taking multiple samples per immersion, it allows a more objective determination of the chemical composition of the melt. More objective results in the examination of the samples are also made possible by taking samples from a substantially greater depth, which the immersion probe according to the invention allows to achieve. By taking at least two samples into a divided sampling cavity, the risk of a defect occurring in one sample is avoided and the sampling must be repeated, if at all possible, as is the case with existing sampling probes. The samples taken for chemical analysis by means of the immersion probe according to the invention have a white structure and are adapted in their size and shape to the device in which the chemical analysis is performed. This eliminates the treatment of samples in the chemical test room and saves grinding wheels and grinding wheels. At the same time, this reduces the time required to perform chemical analysis, which in turn contributes to improving the management of subsequent metallurgical processes. Another benefit is the possibility of measuring the temperature with immediate recording on the measuring device and entering this information into the control computer, including assigning the number of the ladle and reducing the pre-weight of pig iron in steel production.

CS 275967 B 6CS 275967 B 6

Příklad konkrétního provedení řešení podle' vynálezu je znázorněn na výkresech, kde obr. 1 znázorňuje ponornou sondu v nárysu a podélném řezu, obr. 2 řez sondou v místě vzorkovací dutiny a na obr. 3 je znázorněn rez sondou v místě upevnění vnitřní nosné trubice. ·An example of a specific embodiment of the solution according to the invention is shown in the drawings, where Fig. 1 shows an immersion probe in elevation and longitudinal section, Fig. 2 a section of the probe at the sampling cavity and Fig. 3 shows a section of the probe at the mounting of the inner support tube. ·

Ponorná sonda v konkrétním provedení se skládá z vnější ochranné trubice £, v níž je zasunuta na vnitřní nosné trubici £ porézní vložka £, tvořená pravou Částí £ a levou · částí £. Na vnější straně porézní vložky £ je upevněn termočlánek £0, jehož vývody jsou vedeny spojovacími otvory 17 a průchozími otvory £ vytvořenými vlevé části £ porézní vložky £ do vnitřního prostoru vnitřní nosné trubice £. Termočlánek 10 je opatřen ochranným krytem £. Uvnitř tělesa porézní vložky £ je kolmo k její podélné ose vytvořena válcová odběrová dutina 11, opatřená dutou vložkou 12 ve formě skleněné nebo křemičité trubice. Dále je uvnitř tělesa porézní vložky £ vytvořena válcová vzorkovací dutina 13, jejíž osa leží v dělicí rovině porézní vložky £, která je na koncích opatřena bočními chladícími elementy 15 a uprostřed rozdělena jedním oboustranným chladicím elementem ££ na dvě samostatné sekce. Vnitřní prostory odběrové dutiny 11 a vzorkovací dutiny ££ jsou kuželovými průtokovými otvory 16 propojeny s vnějšími vstupy £, vytvořenými na vnější ochranné trubici £. Vnější, vstupy £ jsuu uzavřeny protavitelnou zátkou £, tvořenou protavitelným krytem a záslepkou. Kuželové průtokové otvory 16 jsou vytvořeny v pravé části £ porézní vložky 9.The immersion probe in a specific embodiment consists of an outer protective tube £, in which a porous insert £ is formed on the inner support tube £, formed by a right part £ and a left part £. Mounted on the outside of the porous insert £, a thermocouple £ 0, the outlets of which are guided by connecting holes 17 and through holes £ formed by the left portions £ of the porous insert £ into the inner space of the inner support tube £. The thermocouple 10 is provided with a protective cover £. Inside the body of the porous insert 6, a cylindrical sampling cavity 11 is formed perpendicular to its longitudinal axis, provided with a hollow insert 12 in the form of a glass or silica tube. Furthermore, a cylindrical sampling cavity 13 is formed inside the body of the porous insert 6, the axis of which lies in the parting plane of the porous insert 6, which is provided at the ends with side cooling elements 15 and divided in the middle by one double-sided cooling element ££ into two separate sections. The inner spaces of the sampling cavity 11 and the sampling cavity ££ are connected by conical flow openings 16 to the outer inlets £ formed on the outer protective tube £. The outer inlets £ are closed by a fusible plug £ consisting of a fusible cover and a blanking plug. The conical flow openings 16 are formed in the right part 6 of the porous insert 9.

Po ponoření sondy do roztaveného surového železa dojde k protavení záslepky a krytu protavitelné zátky £ a tekuté surové železo vteče do duté vložky ££ v odběrové dutině £1 a do obou sekcí vzorkovací dutiny £3. Současně je vytěsněn vzduch z těchto dutin ££, ££ hmotou porézní vložky 9. Surové železo, které vyplnilo vzorkovací dutinu ££, je- prudce zchlazeno bočními a oboustrannými chladicími elementy 15, ££, čímž vznikne bílá struktura surového železa s jemnou grafitovou matricí. Současně termočlánkem 10 je změřena okamžitá teplota tekutého surového železa a její hodnota je vedena vodiči uloženými ve spojovacích otvorech £7, průchozími otvory £ a vnitřní nosné trubice £ mimo sondu do měřicího přístroje. Po vynoření sondy z roztaveného železa se odebrané vzorky vyjmou z dutin 11, 13, načež se podrobí požadovaným zkouškám. Výsledky chemické analýzy vzorků vyjmutých z obou sekcí vzorkovací dutiny 13 se zprůměrují, čímž se získají objektivnější hodnoty obsahů jednotlivých prvků. Obsah uhlíku se určuje ze samostatného vzorku, získaného z odběrové dutiny ££. .After immersion of the probe in the molten pig iron, the plug and the cover of the molten plug £ melt and the liquid pig iron flows into the hollow insert ££ in the sampling cavity £ 1 and into both sections of the sampling cavity £ 3. At the same time, air is displaced from these cavities ££, ££ by the mass of the porous insert 9. The pig iron which has filled the sampling cavity ££ is rapidly cooled by side and double cooling elements 15, ££, thus forming a white structure of pig iron with fine graphite. matrices. At the same time, the instantaneous temperature of the liquid pig iron is measured by the thermocouple 10 and its value is guided by conductors housed in the connecting holes £ 7, through holes £ and the inner support tube £ outside the probe into the measuring instrument. After emerging from the molten iron probe, the samples taken are removed from the cavities 11, 13 and then subjected to the required tests. The results of the chemical analysis of the samples taken from both sections of the sampling cavity 13 are averaged, thus obtaining more objective values of the contents of the individual elements. The carbon content is determined from a separate sample obtained from the sampling cavity ££. .

Claims

PATENT CLAIMS

Immersion probe for measuring the temperature and sampling melts, in particular pig iron from a ladle or mobile mixer, consisting of an outer protective tube in which a porous insert with a sampling cavity and a thermocouple is inserted on the inner support tube, characterized in that the sampling cavity ( 13) the porous insert (9) is divided by double-sided cooling elements (14) into at least two separate sections, and a sampling cavity (11) is further formed in the porous insert (9), which is provided with a hollow insert (12).