DD276888A5

DD276888A5 - Sublanzenvorrichtung zur durchfuehrung von messungen und/oder entnahme von proben in einem hochofen

Info

Publication number: DD276888A5
Application number: DD88312924A
Authority: DD
Inventors: Petrus C H Zonneveld
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1987-02-16
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1990-03-14
Also published as: CS276601B6; ES2015104B3; US4792124A; KR880010324A; EP0280349A1; CA1327280C; ATE53238T1; KR900008952B1; JPH0224887B2; DE3860188D1; EP0280349B1; CS96888A3; SU1711684A3; JPS63216914A; NL8700371A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sublanzenvorrichtung zur Durchfuehrung von Messungen und/oder Entnahme von Proben in einem Hochofen. Die Erfindung kann in einem Stahlkonverter oder in anderen Hochofentypen der Metallurgie angewendet werden. Als Loesung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zum Drehen der Lanze eine schraubenfoermige Fuehrungsrille einschliessen, die die Lanze in Drehung versetzen. Die schraubenfoermige Fuehrungsrille umfasst miteinander in Wechselwirkung stehende Vorspruenge und Aussparungen, die an die Lanze und an ein Fuehrungssystem fuer die Lanze gekoppelt sind. Die Lanze erhaelt ihre Drehung aus einer relativen Bewegung in bezug auf das Fuehrungssystem. Die erfindungsgemaesse Loesung ist einfach und robust, es tritt kein Verziehen der Lanze waehrend des Betriebes mehr ein. Es werden waehrend der Drehung keine exzentrischen Kraefte auf die Lanze ausgeuebt. Fig. 2

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Sublanzenvorrichtung zur Durchführung von Messungen und/oder Entnahme von Proben in einem Hochofen.

Die Erfindung ist insbesondere für die Anwendung in einem Stahlkonverter geeignet, bei dem flüssiges Roheisen durch Einblasen von Sauerstoff von oben durch eine Hauptlanze auf das Roheisonbad in Stahi umgewandelt wird. Die Erfindung kann abor auch in metallurgischen Verfahren in anderen Hochofentypen analog angewendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Um das Voranschroiton dos Raffinationsprozessos im Stahlofen während des Sauerstoffblasens verfolgen und notfalls steuern zu können, gelangt oft oino Sublanze zum Einsatz. Während des Sauerstoffblasens oder sogar während einer Pause beim Sauerstoffblason wird die Sublanze parallel zur Hauptlanze nach unten bewogt, bis sich eine Sonde in das Bad streckt. Die Sonde kann mit Mitteln zum Messen der Badtemporatur und/oder zum Analysieren dur Konzentration von bestimmten Elementen wie Kohlenstoff odor Sauerstoff in dem Bad vorsehon sein. Diese MelJergebnisse können dann von der Sonde über ein Kabel durch

die Sublanze zu einem außerhalb des Ofens gelegenen Punkt übertragen werden. Die Sonde kann auch als ein Probenahmetopf konstruiert sein, wobei die Sublanze eine Probe aus dom Bad entziehen kann, die dann außerhalb des Ofens analysiert werden

Die Technik der Anwendung von Sublanzen für die Durchführung von Messungen und/oder für die Entnahme von Proben ist in der Literatur ausführlich beschrieben.

Ein Problem, das bei der Anwendung einer Sublanze entsteht, besteht darin, daß diese bei ihrer Bewegung nahe der Blaslanze nach unten asymmetrisch durch den Ofen erhitzt wird. Dies führt zum Verziehen der Sublanze mit dem Ergebnis, daß diese nur für eine begrenzte Zahl von Messungen geeignet ist.

Um dieses Problem zu überwinden, wird üblicherweise so verfahren, daß die Sublanze nach dem Gebrauch aus ihrer Aufhängung herausgenommen wird und an anderer Stelle ausgerichtet wird. Danach kann sie wieder eingehängt und für den folgenden Arbeitsgang verwendet werden.

Es ist offensichtlich, daß die Eignung der Sublanze aus diesem Grund begrenzt ist, und daß das Arbeiten mit ihr und das Vorbereiten zusätzliche Arbeit erfordert. Insbesondere wenn die Sublanze Flüssigkeitskühlung hat, müssen zum Begradigen die Anschlüsse für die Flüssigkeitskühlung zuerst entfernt und anschließend wieder befestigt werden. Eine Sublanze des zu Beginn beschriebenen Typs, bei der die erwähnten Schwierigkeiten umgangen werden, ist zum Beispiel aus der US-PS 4438653 bekannt. Die Sublanze ist dort drehbar ausgeführt. Dadurch ist es möglich, nachdem die Sublanze verwendet worden ist und sich folglich verzogen hat, diese so zu drehen, daß sie sich in eine andere Richtung verzieht. Beim nächsten Arbeitsgang mit der Sublanze biegt sich diese in ihie ursprüngliche gerade Form zurück und verbiegt sich von neuem, wonach die Sublanze wieder gedreht werden kann. Bei dieser bekannten Sublanze wird die Drehung per Hand mit Hilfe einos Spezialschlüssels vorgenommen. Das Problem dabei ist nur, daß in der Praxis die Drehung oft vergessen wird und der Schlüssel verlegt werden kann. Auf jeden Fall ist die Drehung arbeitsintensiv und schwer mit einer Produktionsaufgabe zu verbinden.

Eine andere Lösung für die Drehung der Sublanze ist aus der US-PS 4141 249 bekannt, wo Mittel zum Drehen der Sublanze verwendet werden, die einen Antriebsmotor und Zahnräder umfassen. Das Problem bei dieser Lösung liegt darin, daß beim Drehen der Sublanze große exzentrische Kräfte auf die Sublanze ausgeübt werden, so daß die Gefahr des Undichtwerdens der Kühlwasseranschlüsse der Sublanze besteht. Der Antrieb, der mit der Sublanze steigt und fällt und Strom von einer stationären Einheit geliefert bekommen muß, bildet ein ziemlich kompliziertes, anfälliges System, anfällig für Störungen, was unter den Betriebsbedingungen unerwünscht ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den technisch-ökonomischen Aufwand zur Durchführung von Messungen und/oder Entnahme von Proben in einem Hochofen zu verringern, Betriebsstörungen zu vermeiden und Fehler des Bedienungspersonals auszuschließen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sublanzenvorrichtung zur Durchführung von Messungen und/oder Entnahme von Proben in einem Hochofen, bestehend aus einer länglichen rohrförmigen L^nze, die um ihre Längsachse drehbar ist und nahe ihres oberen Endes an einem Schlitten befestigt ist, wodurch die Lanze mit ihrer Längsachse senkrecht entlang einer senkrechten Führungsrille bewegt werden kann, und Mitteln zum Drehen der Lanze, zu schaffen, bei der keine Probleme des Verziehens der Sublanze durch Drehen derselben enstehen, die Mittel zum Drehen der Sublanze robust sind, keine exzentrischen Kräfte während der Drehung auf die Sublanze ausgeübt werden, für die Drehung keine Energie zu den Mitteln zum Drehen der Sublanze erforderlich ist und bei der die Drohung automatisch stattfinden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mittel zum Drehen der Lanze eine schraubenförmige Führungsrille einschließen, die der Lanze die Drehung verleiht. Die schraubenförmige Führungsrille umfaßt vorzugsweise miteinander in Wechselwirkung stehende Vorsprünge und Aussparungen, die an die Lanze und an ein Führungssystem für die Lanze gekoppelt sind, und die Lanze erhält dabei ihre Drehung von einer Relativbewegung in bezug auf das Führungssystem. Das Führungssystem ist vorzugsweise fest montiert, und die Drehung der Lanze findet während der senkrechten Bewegung der Lanze statt. Schließlich ist das Führungssystem vorzugsweise an der vertikalen Führungsrille nahe des unteren Endes befestigt. Das erfindungsgemäße Sublanzendrehsystem ist einfach und robust. Die Drehung der Sublanze erfolgt während des normalen Gebrauchs der Sublanze und erfordert somit keine Produktionszeit. Die zum Drehen der Sublanze benötigte Energie wird durch üie Senkrechtbewegung der Sublanze bereitgestellt und braucht so nicht gesondert geliefert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Vorsprünge der schrauber.förmigen Führungsrille mindestens zwei schraubenförmige Vorsprünge, die diametral auf der Außenhülle der Lanze angeordnet sind und sich über einen peripheren Winkel von 180 Grad erstrecken. Folglich wirken während der Drehung keine exzentrischen Kräfte auf die Sublanze. Des weiteren sind die schraubenförmige ι Vorsprünge vorzugsweise zwischen dem oberen und unteren Ende der Lanze befestigt, und diese Vorsprüngo sind art ihrem unteren und oberen Ende mit Fortführungen versehen, die über eine beträchtliche Länge parallel zur Längsachse der Lanze verlaufen. Diese Fortführungen bilden einen Einlauf und Auslauf für die schraubenförmigen Führungsrillen, wodurch garantiert wird, daß selbst dann, wenn die Sublanze bei einer Aktion immer tiefer in den Konverter herabgelassen worden muß, da die feuerfeste Ausmauerung des Konverters ja dem Verschleiß unterliegt, die Drohung der Sublanze ungeachtet (Jossen noch stattfinden kann. In einer praktischen Ausführungsform bestehen die Vorsprünge aus Loiston, die an dia Außonhüllo dor Lanzo angeschweißt sind. Wenn zum Beispiel für die Leisten Rundstahl verwendet wird, dor zu oinor Spiralform gebogen wird, erreicht man eine sehr billige Konstruktion.

Das Führungssystem schließt vorzugsweise mit seiner Innenfläche mindestens einen Teil der Au^enhülle der Lanze in peripherer Richtung oin, und die mit don Vorsprüngen zusammenwirkenden Aussparungen der schrauberförmigon Führungsrille sind mindostnns zwei Rillen, dio diametral in die Innenfläche des Führungssystems angeordnet situ¹. Bei dieser Ausführungsform wird eine äußerst oinfache Konstruktion erreicht.

Bei einer bevorzu gten Ausführungsform kann das Fiihrungssystem geöffnet und geschlossen werden, um die Lanze freizugeben oder zu wenden, und ist mit einem Pneumatikzylinder zum Öffnen und Schließen ausgerüstet. Der Pneumatikzylinder kann durch eine PSE (programmierbare Steuereinrichtung) gesteuert werden. Auf diese Weise kann die Sublanze je nach Bedarf gedreht werden, und die Drehung kann automatisiert werden.

Beim Herablassen wird die Lanze in eine Richtung gedreht. Beim Anheben wird sie in die entgegengesetzte Richtung gedreht. Durch Öffnen des Führungssystems beim Herablassen oder Anheben der Lanze kann diese dazu gebracht werden, daß sie sich stets in die gleiche Richtung dreht. Durch wechselweises Herablassen und Anheben der Lanze kann jedoch verhindert worden, daß das nach außen führende Meßkabel der Lanze durch Verdrehung beschädigt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 a: die Stellung einer Sublanze während des Prozesses in Form einer Skizze; Fig. 1 b: eineandere StellungeinerSublanzewährenddesProzessesin Form einer Skizze;

Fig. 2: eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mittel zum Drehen einer Sublanze;

Fig. 3 a: eine Seitenansicht des Führungssystems als Bestandteil der Mittel zum Drehen einer Sublanze gemäß Detail III

in Fig. 2; Fig. 3 b: eine Draufsicht des Führungssystems als Bestandteil der Mittel zum Drehen einer Sublanze gemäß Detail III in Fig. 2.

In den Fig. 1< und 1 b ist eine Hauptlanze 1, die Sauerstoff auf ein Metallbad 2 bläst, dargestellt. Parallel zur Sauerstofflanze 1 befindet sich eine Sublanze 3, die in ihrer niedrigsten Position dargestellt ist und bei der eine Sonde 5 bis in das Bad reicht. Am oberen Ende der Sublanze sind Aufhängemittel 4 befestigt, die dazu dienen, die Sublanze in einem Schlitten aufzuhängan, wodurch die Sublanze nach oben und unten hin bewegt werden kann. Ein Einlauf 6 und ein Auslaß 7 für Kühlflüssigkeit befinden sich nahe des oberen Endes, durch die die Sublanze fast bis zu den Befestigungen für die Sonde 5 mittels hindurchströmender Flüssigkeiten gekühlt werden kann.

Die Sublanze ist drehbar und in Fig. 1 (und auch in Fig. 2) in einer Ausführungsform dargestellt, wie sie aus der US-PS 4438653 bekannt ist. Die Außenhülle 10 der Sublanze ist geteilt, wobei die beiden Teile durch die Kopplungshälften 8 und 9 miteinander verbunden sind. Die Kopplungshälften 8 und 9 sind in bezug aufeinander drehbar und zur Verhinderung des Austretens von Kühlflüssigkeit mit einer Dichtung versehen. Die Erfindung läßt sich allerdings nicht nur auf diese Ausführungsform einer Sublanze, sondern auch auf andere Ausführungsformen, z. B. auf die drehbare Sublanze gemäß der US-PS 4141249, anwenden.

In Fig. 1a ist die Stellung der Sublanze für das Sauerstoff blasen auf das Bad durch Volumen gezeigt. Die Sublanze ist dann noch gerade. Während des Blasens wird die Sublanze auf einer Seite so erhitzt, daß sie nach dem Sauerstoffblasen verzogen ist und die durch die gestrichelte Linie dargestellte Position einnimmt.

Wenn die Sublanze jetzt für die nächste Charge durch 180 Grad gedreht wird, nimmt sie beim Herablassen die in Fig. 1 b durch die Volumen dargestellte Stellung ein. Nach weiterem Blasen auf das Bad wird die Sublanze wieder so zurückgebogen, daß sie wieder gerade ist, wie in Fig. 1 b durch die gestrichelten Linien gezeigt ist.

Es ist klar, daß zwischen diesem Ende des Blasens und der nächsten Charge keine Drehung der Sublanze erforderlich ist, da die Sublanze jetzt die Stellung und die Form wie in der Ausgangsposition von Fig. 1 a hat. Nach dem nächsten Arbeitsgang, bei dem die Sublanze verwendet wird, wird sie jedoch wieder gebogen und muß nochmals gedreht werden. Wenn dies ausgeführt ist, genügt es daher, die Sublanze nach zweimaligem Gebrauch durch 180 Grad zu drehen.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß das Verziehen hauptsächlich während der sogenannten Blasmessung stattfindet, bei der die Messung während des Sauerstoffblasens, mit anderen Worten, ohne eine Zwischenpause durchgeführt wird. Genau diese Blasmessung ist von wesentlicher Bedeutung, um einen voll dynamischen Betrieb zu garantieren und um eine höchstmögliche Ausbeute bei der Gewinnung von Oxygas zu erreichen. Es hat sich auch gezeigt, daß das Verziehen der Sublanze etwas allmählicher vonstatten geht, als oben schematisch dargelegt ist. Es hat sich jedoch als notwendig erwiesen, die Sublanze mindestens einmal pro Schicht zu drehen, da ansonsten ernsthafte Probleme mit dem Einsetzen der Sonde auftreten.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Die entsprechenden Bezugszahlen in den Fig. 1, 2 und 3 beziehen sich auf die jeweiligen Bauteile.

In Fig. 2 wird die Sublanze 3 von einem Schlitten frei getragen. Mit Hilfe dieses Schlittens 11 kann die Sublanze entlang einer senkrechten Führungsrille 12 in den Konverter (nicht gezeigt) herabgelassen und angehoben wurden. Die Sublanze verfügt über eino schraubenförmige Führungsrille, um gedreht zu werden, die in der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform zwei schraubenförmige Vorsprünge 13 umfaßt, welche sich über eine Umfangslänge von 180 Grad erstrecken und diametral an der Außonhülle 10 der Sublanze bofest^;~)t sind, und ein mit Aussparungen 15 (Fig.3) versehenes Führungssystem 14 für die Sublanze, das nahe des unteren Endos 16 an der senkrechten Führungsrille 12 befestigt ist. Beim Herablassen der Sublanze aus der in Fig. 2 dargestellten Position findet eine Drehung der Sublanze um 180 Grad statt.

Eino Drohung erfolgt auch beim Anhoben der Sublanze aus der unteren Position. Es ist offensichtlich, daß für diese Dreh¹ mg kein gesonderter Antrieb oriurdorlich ist, und es wordon auch koine exzentrischen Kräfte auf die Sublanze ausgeübt.

Die Erfindung orstrockt sich nicht nur auf die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform, sondern auch auf Varianten, bei denen zum Boispiol clio Vorsprüngo mit dom Führungssystem 14 und dio Aussparungen mit der Sublanze so gekoppelt sind, daß sie eine schraubonförmigo Führungsrille bildon. Es ist zum Beispiol auch möglich, daß das Führungssystem nicht starr montiert ist, sondorn daß Lanzo und Führungssystom eine relative Bowogung zueinander haben, daß zum Beispiel das Führungssystem angehoben wordon kann, währond die Sublanze horabgelassen wird.

Wio dargostellt ist, sind dio schraubonförmigon Vorsprünge 13 zwischen dom oberen und dem unteren Ende der Sublanzo angeordnet, und übor und untorhalb dor Vorsprüngo 13 befindon sich Fortführungen 17 dor Vorsprünge, die parallel zur Längsachse dor Sublanzo verlaufen und als Einlauf und Auslauf dionen. Diese Fortführungen sind von beträchtlicher Länge, da

die Sublanze bei Fortschreiten der Aktion zum Messen immer weiter in den Konverter herabgelassen werden muß, weil sich die Ausmauerung des Konverters abnutzt.

Wie in Fig.3 dargestellt ist, bestehen die Vorsprünge aus den Leisten 18, die an die Außenhülle 10 angeschweißt sind und beispielsweise aus Rundstahl gefertigt sind. Das Führungssystem 14 hat eine Innenfläche 19, die zumindest teilweise die Außenhülle 10 der Sublanze umschließt und in der die mit den Leisten 18 zusammenwirkenden Rillen 20 ausgebildet sind. In den Rillen kommt es zu Gleitreibung. Die Rillen sind in Blöcken 21 aus Material ausgeführt, das dafür widerstandsfähig sein muß.

Natürlich gibt es auch Varianten der Erfindung, bei denen die Vorsprünge 18 und möglicherweise auch die Außenhülle 10 durch Rollen geführt werden.

Wie weiter aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfaßt das Führungssystem 14 einen Greifersatz 22, der mit Hilfe des Pneumatikzylinders 23 geöffnet und geschlossen werden kann, den Bügel 24 und den Hebel 25, um die Sublanze freizugeben oder zu drehen.

Claims

1. Sublanzenvorrichtung zur Durchführung von Messungen und/oder Entnahme von Proben i.i einem Hochofen₍bestehend aus einer länglichen rohrförmigen Lanze, die um ihre Längsachse drehbar ist und nahe ihres oberen Endes an einem Schlitten befestigt ist, wodurch die Lanze mit ihrer Längsachse senkrecht entlang einer senkrechten Führungsrille bewegt werden kann, und Mitteln zum Drehen der Lanze, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Drehen der Lanze (3) eine schraubenförmige Führungsrille einschließen, die der Lanze (3) Drehung verleihen kann.

2. Sublsnzenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Führungsrille miteinander in Wechselwirkung stehende Vorsprünge (13) und Aussparungen (15) umfaßt, die an die Lanze (3) und an ein Führungssystem (14) für die Lanze (3) gekoppelt sind, und daß die Lanze (3) ihre Drehung aus einer relativen Bewegung in bezug auf das Führungssystem (14) erhält.

3. Sublanzenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungssystem (14) fest montiert ist und daß die Drehung der Lanze (3) während der Senkrechtbewegung der Lanze (3) stattfindet.

4. Sublanzenvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungssystem (14) nahe des unteren Endes (16) an der senkrechten Führungsrille (12) befestigt ist.

5. Sublanzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge der schraubenförmigen Führungsrille mindestens zwei schraubenförmige Vorsprünge (13) sind, die sich über einen Umfangswinkel von 180 Grad erstrecken und diametral an der Außenhülle (10) der Lanze (3) befestigt sind.

6. Sublanzenvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmigen Vorsprünge (13) zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Lanze (3) angebracht sind und daß diese Vorsprünge (13) an ihrem unteren und oberen Ende mit Fortführungen (17) versehen sind, die über eine beträchtliche Länge parallel zur Längsachse der Lanze (3) verlaufen.

7. Sublanzenvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dio Vorsprünge (13) aus Leisten (18) bestehen, die an die Außenhülle (10) der Lanze (3) angeschweißt sind.

8. Sublanzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungssystem (14) mit seiner Innenfläche (19) mindestens teilweise die Außenhülle (10) der Lanze (3) in peripherer Richtung einschließ* und daß die mit den Vorsprüngen (13) in Wechselwirkung stehenden Aussparungen {1b/ tier schraubenförmigen Führungsrille mindestens zwei Rillen (20) sind, die diametral in der Innenfläche (19) des Führungssystems (14) angeordnet sind.

9. Sublanzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungssystem (14) geöffnet und geschlossen werden kann, um die Lanze (3) freizugeben oder sie zu drehen.

10. Sublanzenvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungssystem (14) zum Öffnen und Schließen mit einem Pneumatikzylinder (23) ausgerüstet ist.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen