DD143474A1

DD143474A1 - Einrichtung zur beruehrungslosen kontinuierlichen temperaturmessung an einem kupferkonverter

Info

Publication number: DD143474A1
Application number: DD21263079A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Dunkel; Hans-Joachim Steinfeld; Klaus Schlichting; Rainer Goldschmidt
Original assignee: Gerhard Dunkel; Steinfeld Hans Joachim; Klaus Schlichting; Rainer Goldschmidt
Priority date: 1979-05-03
Filing date: 1979-05-03
Publication date: 1980-08-20

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur berührungslosen kontinuierlichen Temperaturmessung an einem Kupferkonverter, welche am Düsenkörper der Blasdüse eines Kupferkonverters angebracht ist. Ihr Ziel besteht darin, eine exakte mit geringstmöglichem technisch-ökonomischen Aufwand realisierbare schmelzzustandsaussageliefernde Temperaturmessung zu schaffen, die die Durchsatzleistungssteigerung im Konverter bei optimaler Anwendung der Könzentratverblase- und Sauerstofftechnologie ermöglicht. Dies wird erreicht, indem das Strahlungsverhalten der Kupferschmelze durch das Düsenrohr und den Düsenkörper über ein optisches System zu einem selektiven Fotoempfänger geführt wird. Das temperaturäquivalente Signal kann über eine beliebige Anzeige- oder Registriereinrichtung ausgewertet werden.

Description

Titel der Erfindung

Einrichtung zur berührungslosen kontinuierlichen Temperaturmessung an einem Kupferkonverter

Anwendungsgebiet,„der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungslosen kontinuierlichen Temperaturmessung an einem Kupferkonverter, welche am Düsenkörper der Blas düse eines Kupferkonverters angebracht ist.

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Es sind Meßeinrichtungen bekannt, die auf der Basis einer berührenden Meßlanze eine diskontinuierliche Temperaturmessung erlauben.

Ebenfalls auf berührenden Meßprinzipien arbeiten Einrichtungen zur Abgastemperaturmessung in der Konverterhaube, aus denen auf die Schmelztemperatur geschlossen wird.

Mittels be rührungsloser Meßeinrichtungen werden weiterhin die Plammentemperatur am Konvertermaul· und über eine gekühlte Blaslanze die Schmelztemperatur durch das Konvertermaul ermittelt« Aus der Schwarzmetallurgie sind sowohl Messungen mit besonderen berührungslosen Meßlansen als auch mit eingeführten BIaslanzen bekannt, an denen Strahlungspyrometer angebracht sind.

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DD-PS 64 907"beschreibt eine Einrichtung zur Temperaturmessung in der Reaktionszone eines Sauerstoffaufblas-' konverters.

Die bekannten berührenden Einrichtungen γ/eisen den Nachteil auf, daß sie nur diskontinuierlich bzw« indirekte Temperaturaussagen der Schmelze liefern, wobei die Meßfühler einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind. Die berührungslosen Meßeinrichtungen weisen sowohl beim Messen der Flammtemperatur als auch bei einer Messung mittels Blanzlanze große Ungenauig'keiten auf bzw. stellen einen zusätzlichen technischen Aufwand dar, den der Verblaseprozeß des .Kupfers nicht erfordert. Durch den Einsatz der bekannten Meßeinrichtungen wird der technologische Prozeß behindert.

Ziel der Erfindung ist es, eine exakte mit geringstmöglichem technisch-ökonomischen Aufwand realisierbare schmelzzustandsaussageliefernde Temperaturmessung zu schaffen, die die Durchsatzleistungssteigerung im Konverter bei optimaler Anwendung-der Konzentratverb läse- und Sauerstofftechnologie' ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur.exakten berührungslosen und kontinuierlichen Temperaturmessung an einem Kupferkonverter zu schaffen, die den technologischen Ablauf des Verblaseprozesses nicht stört, mit unwesentlichen Veränderungen am Kupferkonverter anzubringen ist und durch Ermittlung der die berührungslose Temperaturmessung beeinflussenden Störgrößen prozeßsignifikante Messungen über den Zustand des Verblaseprozesses liefert» Es wurde gefunden, daß ein an einer Unterseite eines DüseiikörDers angeordnetes Strahlungspyrometer die von

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der Kupferschmelze in ein Blasdüsenrohr abgegebene Wärmestrahlung durch eine Blasdüse empfängt, wobei das Strahlungsverhalten des Düsenhintergrundes die temperaturäquivalente Größe darstellt, die durch unkontrollierbare Badbewegung, absorbierende Gasschichten sowie durch die Kupfexschlacke nicht beeinflußt wird, sondern nur von der unabhängig wirkenden Störgröße, welche von dem Emissionsvermögen der Schmelze abhängig ist. Das Strahlungspyrometer übernimmt über einen entsprechend der Pyrometeranordnung justierten Metallspiegel und eine zusätzliche in dem Düsenkörper eingebrachte Nut die "Wärmestrahlung der Schmelze, führt diese über ein Visierrohr und eine dem Düsenhintergrund angepaßte Optik zu dem Strahlungsempfänger mit dem Visierrohr, der mit einer Justiereinrichtung, bestehend aus einer horizontalen und vertikalen Positioniereinrichtung, am Düsenkörper angeordnet ist.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Meßeinrichtung so zu verändern, daß sie als eine Meßlanze durch einen Kugelverschluß eines beliebigen Düsenkörpers die Schmelztempera tar erfassen kann.

Die Erfindung gestattet, daß die durch eine Blasdüse empfangene 7/ärme strahlung nicht durch unkontrollierbare Badbewegungen, absorbierende Gasschichten sowie durch Kupfers clilacke beeinflußt wird.

Das Strah.lu.ngsverhalten des Düsenhintergrundes stellt die temperaturäquivalente Größe dar, welche von der unabhängig v/irkenden Störgröße, dem Emissionsvermögen der Schmelze, abhängig ist.

Die spektrale Empfindlichkeit der Meßeinrichtung kann zur Ermittlung bzw, zur Verhinderung von Störgrößen verändert v/erden.

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igsbeisniel

Die Erfindung soll nachstehend in zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung bedeuten: ;

Pig. 1: Schnittdarstellung der Meßeinrichtung; Fig. 2: Darstellung der Anordnung des Meßsystems am Düsenkörper.

Nach Pig. 1 besteht die Meßeinrichtung aus dem Düsenrohr 1 und einem speziell vorbereiteten Düsenkörper sowie dem an der Unterseite angebrachten Empfangssystem 3·

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Die Wärmestrahlung der Kupferschmelze 5 gelangt durch das Düsenrohr 1 auf das in der Bohrung mit auslaufender Nut befindliche Empfangssystem 3> welches durch einen Schnellverschluß 4 mit dem Düsenkörper 2 gekoppelt ist. Das Empfangssystem 3 entnimmt die zur Messung notwendige Strahlung der Schmelze 5 über einen definiert zur Strahlrichtung geneigten Spiegelkörper 6 aus dem mit dem Empfangssystem 3 gekoppelten Düsenkörper 2, wobei die Länge des Düsenkörpers 2 sowie dessen Durchmesser den .Abbildungsmaßstab bestimmen. Der im Visierrohr 7 justierte Spiegelkörper 6 projiziert die Strahlung in das Visierrohr 8. Das Visierrohr 8 ist das Meßsystem mit Blende 9, Linse 10 und Fotodiode 11.

Das Empfangssystem 3 befindet sich in einem abgeschlossenen Schutzmantel 12, der im Pail des Konverterstillstandes mit Luft zur Kühlung und Preihaltung der Optik bespült werden kann. Der Schutzmantel 12 nimmt gleichseitig die Justiereinrichtung₅ bestehend aus Haltering 13 mit horizontaler Fewegungsmöglichkeit, axialer Lagerung mit vertikaler Bewegungsmöglichkeit, Stell-

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schraube 15 und Gegenlager 16, auf, um die optische Achse des Empfangssystems 3. mit der geometrischen Achse des Düsenrohrs 1 und Düsenkörpers 2 innerhalb eines bestimmten Raumwinkels in Übereinstimmung zu bringen. Das Empfangssystem 3 entspricht bei diesem Aufbau und Anwendungstemperaturbereich dem Verhalten eines Gesamt-. strahlungspyrometers.

Das von der Fotodiode 11 gelieferte temperaturäquivalente Meßsignal gelangt über eine abgeschirmte Signalleitung 17, die innerhalb der Luftzuführung für den abgeschlossenen Schutzmantel 12 des Enipfangssystems 3 verlegt ist, durch die zentrale, in der Drehachse des Konverters angeschlossene Hauptwind zuführung für die Blasdüsen auf eine beliebige Anzeige- oder Registriereinrichtung 18.

Nach Flg. 2 wird von dem im Beispiel 1 beschriebenen Empfangssystem 3 nur das Visierrohr 8 (Meßsystem) verwendet.

Die V/ärmestrahlung der Kupferschmelze gelangt durch das Düsenrohr 1 einer beliebig vorhandenen Düse auf das Meßsystem. Es wird als Lanze 19 armiert durch den Kugelverschluß des Düsenkörpers 2 in einen Abschnitt des Düsenrohres 1 eingeführt, wobei die notwendigen Abbildungsverhäitnisse durch einen Dichtungskugelkopf am Ende der Lanze 19 realisiert werden können. Das temperaturäquivalente Signal wird über eine abgeschirmte Signalleitung 17 durch das Lanzenrohr und den Kugeldichteverschlu.ß einer beliebigen Anzeige- und Registriereinrichtung 18 zugeführt«

Eine weitere Möglichkeit ist der gleichzeitige Einsatz der·Anordnungen nach Beispiel 1 und 2 zur Realisierung der Schmeistempöraturmessung und zur Erfassung der die Temperaturmessung beeinflussenden Störgröße zum Zweck der Erzielung- von signifikanten Aussagen über den

prozeßzustand, wie ζ, B. die Schlaekenbildung, das Zonzentrataufnahmevermögen, die Schmelzendtemperatur, die optimale Sauerstoffzuführung u, ä. Dabei ist eines der beiden Maßsysteme in seiner spektralen Empfindlichkeit wie ein Teilstrahlungspyrometer einzugrenzen. Die Verknüpfung beider Signale zur Erzielung o. g. Aussagen wird auf der Grundlage bekannter Gesetzmäßigkeiten und unter Anwendung elektronischer Rechenglieder gelost. '

Die Kopplung beider Meßeinrichtungen kann auch in einem Meßsystem analog der Einrichtung nach Beispiel 1 realisiert werden, wobei das Meßsystem nach Beispiel 1 und 2 als Verhältnispyrometer ausgelegt werden kann.

Claims

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1. Einrichtung zur berührungslosen kontinuierlichen Temperaturmessung an einem Kupferkonverter, gekennzeichnet dadurch, daß ein an der Unterseite eines Düsenkörpers (2) angeordnetes Strahlungspyrometer, das die Wärmestrahlung der Kupferschmelze (5) über ein Düsenrohr (1) einer Blasdüse empfängt, wobei die Strahlung über einen entsprechend der Pyrometeranordnung justierten Metallspiegel (6) und eine sich im Düsenkörper (2) befindliche Nut dem Visierrohr (7) und dem Meßsystem, bestehend aus einer Optik und einem Strahlungsempfänger in einem Visierrohr (8) zugeführt wird. Das Empfangssystem (3) ist mit einer Justiereinrichtung, bestehend aus Haltering (13)? axialer Lagerung (14), Stellschraube (15) und G-egenlager (16), in einem Schutzmantel (12) am Düsenkörper angeordnet.
2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein als Lanze (19) armiertes Meßsystem mit Dichtungskugelkopf (20) so angeordnet ist, daß es durch den Kugelverschluß des Düsenkörpers (2) in das Düsenrohr (1) eingeführt werden kann,
3. Einrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet durch ihren gleichzeitigen Einsatz, wobei ihre spektrale Empfindlichkeit unterschiedlich ist und signifikante Aussagen über den Prozeßzustand gestattet*
4. Einrichtung .nach Punkt 1, gekennzeichnet durch ein zum Verhtltnispyrometer ergänztes Meßsystem.

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Einrichtung nach Punkt 1, dadurch, gekennzeichnet, daß eine Signalleitung (17) innerhalb der Luftzuführung für den abgeschlossenen Schutzmantel (12) des Empfangssystems (3) verlegt ist und durch eine zentrale, in der Drehachse des Konverters angeschlossene Hauptwind zuführung zu einer beliebigen Anzeigeeinrichtung (18) gelangt.

) Hierzu 2 Blatt Zeichnungen )