DE1408873C - Ausgangsmasse fur den porösen feuer festen Stopfen einer Einrichtung zur kon tinuierhchen Temperaturmessung von Eisen und Stahlschmelzen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ausgangsmasse für des Meßkopfes innerhalb weniger Minuten vorge-

einen porösen feuerfesten Stopfen, der ein Thermo- nommen werden kann, der so ständig überwacht und

element festhält, das zum kontinuierlichen Tempe- erforderlichenfalls mit einem neuen Schutzrohr aus-

raturmessen von Eisen- und Stahlschmelzen be- gestattet werden kann. Um dies zu erreichen, wurde

stimmt ist. 5 zunächst versucht, den Meßkopf mit den in Hütten-

Beim Frischen von Roheisen im bodenblasenden werken gebräuchlichen Mitteln, z. B. mit den bei Konverter oder durch technisch reinen Sauerstoff Gießpfannen bekannten Stopfenverschlüssen oder von der Oberfläche der Charge her laufen die ehe- den für Hochofenstichlöcher verwendeten Stopfmischen Umsatzreaktionen mit großer Geschwindig- massen, lösbar in die Ausmauerung einzusetzen, keit ab. Es bedarf daher erheblicher Geschicklich- io Diese Versuche scheiterten jedoch. Entweder verkeit und Erfahrung, die Charge in dem Augenblick sinterte das Verschlußstück zu stark mit der Ausabzufangen, in dem sie die angestrebte Zusammen- mauerung, so daß ein Auswechseln des Meßkopfes Setzung und Qualität aufweist. Zu diesem Zweck ohne Zerstörung der Konverterausmauerung nicht sind zahlreiche Meß- und Beobachtungsmethoden möglich war, oder aber der Verschluß hielt dem entwickelt worden. So ist beispielsweise ver- 15 Druck der Schmelze nicht stand,
sucht worden, aus der spektralen Analyse der Nach dem älteren Patent 1149 034 wird daher Konverterflamme oder aus ihrer Absorptionswirkung der aus dem feuerfesten keramischen Schutzrohr gegenüber monochromatischem Licht bestimmter und dem darin untergebrachten Thermoelement beWellenlänge einen Hinweis für den richtigen Zeit- stehende Meßkopf über einen porösen feuerfesten punkt der Beendigung des Blasvorganges zu erhalten, ao keramischen Stopfen im Mauerwerk festgehalten. Wegen der wechselnden Blasbedingungen und der Wesentlich für diesen Vorschlag ist es, daß entweder sich verändernden Eigenschaften der Flamme konn- am Umfang des Stopfens vorbei oder durch den ten aber Verfahren dieser Art bisher nicht voll Stopfen, der in diesem Fall gasdurchlässig ist, inertes befriedigen. Das gilt auch von der akustischen Ana- Gas in das Frischgefäß eingeblasen wird, um auf lyse der beim Blasen auftretenden Geräusche. 35 diese Weise ein Versintern des Meßkopfes mit der

Aus der Vielzahl der Bemühungen, den Ablauf Zustellung des Frischgefäßes und ein Eindringen des der Frischreaktionen und deren Beendigung zu über- flüssigen Metalls in die Ausnehmung der feuerfesten wachen, hat sich das kontinuierliche Messen der Zustellung des Frischgefäßes zu unterbinden. Dieser Temperatur der Charge während des Blasverlaufes nicht vorveröffentlichte Vorschlag erfordert jedoch als das zuverlässigste Mittel erwiesen. Das ist ins- 30 besondere Vorkehrungen für die Zufuhr des inerten besondere bei Frischverfahren der Fall, bei denen in Gases und das Abdichten der Gaszuleitung,
basisch zugestellten Gefäßen eine starke Verringe- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rung des Phosphorgehaltes des Roheisens angestrebt Abdichtung für den Temperatur-Meßkopf zu schafwird. Da die Badtemperatur von entscheidendem fen, die ermöglicht, diesen so in die Ausmauerung Einfluß für den metallurgischen Ablauf der Wind- 35 des Schmelzbehälters bzw. Konverters einzubauen, frisch- und Aufblasverfahren ist, ermöglicht ihre daß er während des Frischens des Roheisens ausge-Messung während des Blasens auch den sofortigen zeichnet und fest abgedichtet ist, jedoch bei Bedarf Eingriff in den Reaktionsverlauf, z. B. durch Küh- leicht aus der Wandung gelöst und ausgebaut werden lung der Charge mit Erz und/oder Schrott, Änderung kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch der Blasbedingungen usw. 40 eine besondere Ausgangsmasse für den porösen

Die kontinuierliche Messung des Temperaturver- feuerfesten Stopfen gelöst.

laufs der Charge während des Frischens mit Hilfe Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Ausvon Thermoelementen ist in kleinen Versuchsgefäßen gangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen bereits in der Weise durchgeführt worden, daß ein einer Einrichtung zum kontinuierlichen Temperaturaus einem feuerfesten keramischen Schutzrohr und 45 messen von Eisen- und Stahlschmelzen, insbesondere einem in dem Rohr untergebrachten Thermoelement beim Frischen von Roheisen, der ein Thermoelement, bestehender Temperatur-Meßkopf mit feuerfester das mit einem feuerfesten keramischen Schutzrohr Stampfmasse, beispielsweise mit Teerdolomit, in eine zusammen einen Meßkopf bildet und in die Schmelze Ausnehmung der Konverterausmauerung dergestalt eingeführt wird, in einer Ausnehmung des Mauerfest eingebaut wird, daß das das Thermoelement 50 werks des Schmelzbehälters festhält. Die erfindungsenthaltende Schutzrohr mit seinem vorderen ge- gemäße Ausgangsmasse ist dadurch gekennzeichnet, schlossenen Ende in die Schmelze hineinragt. Auf daß sie aus einem Gemisch eines hochfeuerfesten diese Weise kann aber nur eine relativ geringe An- keramischen Stoffes, insbesondere Magnesit, gezahl von Chargen gemessen werden, da nach dem branntem Kalk oder Dolomit, Magnesia, Korund, Verschleiß des Schutzrohres das Thermoelement 55 Kieselsäure, Quarz mit Wasserglas, Borsäure oder durch die Schmelze zerstört wird. Zur Erneuerung Phosphorsäure als bei der Temperatur des Mauerdes Thermoelement-Schutzrohres muß das um- werks schmelzendes Sintermittel und einem bei der gebende Mauerwerk ausgebrochen und neu zugestellt Temperatur des Mauerwerks gas- oder dampfwerden. Daher ermöglicht ein solcher Meßkopf-Ein- abgebenden Zusatzstoff aus einer sich zersetzenden bau keine kontinuierliche Temperaturmessung im 60 organischen oder anorganischen Verbindung, Kalkgroßtechnischen Betrieb. stein, Soda, Cellulose, Zucker oder Holzspänen oder

Um in wirtschaftlicher Weise während des groß- gekörnten Kunststoffmassen, besteht,
technischen Betriebs eine ständige Kontrolle der Diese Stopfenmasse wird in den Zwischenraum Temperatur vornehmen zu können, ist es erforder- zwischen dem Thermoelement-Schutzrohr bzw. einem lieh, den Temperaturmeßkopf derart in die Schmelz- 65 anschließenden Verlängerungsrohr und dem Mauergefäß-bzw. Konverterausmauerung einzubauen, daß werk eingeführt, und zwar durch Gießen, Pressen während des Ausgießens des gefrischten Stahles und oder Stampfen. Dabei hat es sich als zweckmäßig Einfüllens einer neuen Roheisencharge ein Ausbau erwiesen, den Zwischenraum nicht in der ganzen

Tiefe des Mauerwerks auszufüllen, es genügt ein einem geringen Zusatz von Wasserglas, gestampft

etwa 5 bis 10 cm langer Stopfen. Überraschender- und gesintert. Es kann auch durch einen oder meh-

weise ist ein solcher kurzer poröser Stopfen von rere entsprechend geformte Lochsteine ersetzt wer-

genügender Festigkeit, um dem Druck der Eisen- den. In die so gebildete Ausnehmung 2' ist der Tem-

schmelze und auch den chemischen Angriffen der 5 peratur-Meßkopf eingesetzt. Er besteht aus dem das

Eisen-und Schlackenschmelze zu widerstehen. Denn- Thermoelement 3 umgebenden Schutzrohr 4, das an

noch läßt er sich leicht aus dem Mauerwerk ent- seinem rückwärtigen Teil von einem Eisenrohr 5

fernen, ohne daß dieses dabei beschädigt wird. umschlossen ist, das durch die Ausnehmung 2' nach

Der hochfeuerfeste Bestandteil des Stopfen- außen führt und an seinem aus dem Konverter

gemisches kann aus Magnesit, aus gebranntem DoIo- io herausragenden Ende die Anschlüsse 6 für die

mit oder Kalk, Magnesia, Korund, Kieselsäure oder Thermoelement-Ausgleichsleitung tragen kann. Auf

Quarz bestehen. Vorzugsweise werden etwa gleiche dem Thermoelement-Schutzrohr 4 ist in etwa 1 bis

Anteile der Körnung <C 0,06 mm und der Körnung 5 cm Abstand von seinem vorderen, verschlossenen

0,12 bis 0,25 mm verwendet. Als Kitt- und Binde- Ende eine keramische Scheibe 7 angebracht, die sich

stoffe,die bei der etwa 800 bis 1200° C betragenden 15 bis über das Eisen- bzw. Verlängerungsrohr 5

Temperatur des Mauerwerks schmelzen sollen, korn- erstrecken kann. Diese Scheibe 7, die aus dem erfin-

men Wasserglas, Phosphorsäure oder Borsäure in dungsgemäß zu verwendenden, hochfeuerfesten,

Frage. Setzt man sie in Form von wäßrigen Lösungen porösen Gemisch bestehen kann, wird vor dem Ein-

zu, dann verdampft das Wasser bei der Mauerwerks- setzen des Meßkopfes auf letzteren aufgestampft,

temperatur und erzeugt so die gewünschte Porosität ₃₀ Nach Einführen des Meßkopfes mit der auf-

des Stopfens. Es wird vorzugsweise eine 50 bis gestampften Scheibe 7 in die Ausnehmung 2' des

70%ige wäßrige Lösung von Wasserglas, Borsäure Mauerwerks wird der noch verbliebene Spalt zwi-

oder Phosphorsäure benutzt und davon Ve bis '/2, sehen dem Rohr 2 und der Scheibe 7 sowie der

vorzugsweise ¹U bis V3 des Volumens des feuerfesten dahinterliegende Zwischenraum auf eine Länge von

Stoffes zugesetzt. Bei geringem Zusatz an wäßriger 25 etwa 5 cm mit der erfindungsgemäß zu verwendenden

Lösung wird das Gemisch als Stampfmasse, bei Stopfenmasse 8 ausgefüllt. Bei der Temperatur des

einem etwas größeren Anteil als Preßmasse und bei Mauerwerks verdampft das Wasser der Stopfenmasse,

einem noch größeren Zusatz als Gießmasse ver- während das Wasserglas, die Phosphorsäure oder

wendet. Als bei der Temperatur des Mauerwerks Borsäure schmelzen und ein Versintern des hoch-

Gas oder Dampf abgebende Zusatzstoffe können ₃₀ feuerfesten Bestandteils des Gemisches bewirken.

Holzspäne, gekörnte Kunststoffmassen oder auch Da ein großer Teil des Stopfens aus Stampfmasse

andere sich zersetzende, anorganische oder orga- besteht, werden erfindungsgemäß wegen des geringen

nische Verbindungen, wie z. B. Kalkstein, Soda, Wassergehalts dieser Masse vergasende Stoffe der

Zellulose oder Zucker verwendet werden. oben beschriebenen Art, wie insbesondere Kunst-

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Masse für den 35 stoffe oder Holzspäne, zugesetzt, um eine ausreiporösen feuerfesten Stopfen ist es auch möglich, den chende Porosität des Stopfens und damit dessen Temperaturmeßkopf in einem hochfeuerfesten kera- leichte Auswechselbarkeit zu erreichen. Dadurch mischen Rohr oder in Lochsteinen in dem Mauer- wird insgesamt ein poröser hochfeuerfester Stopfen werk anzubringen und den verbleibenden Zwischen- gebildet, der aus den Teilen 7 und 8 besteht. Es hat raum durch die erfindungsgemäße Masse zu ver- _4O sich gezeigt, daß man bei einem 50-t-Konverter und schließen. Die erfindungsgemäße Ausgangsmasse für einem Durchmesser der Ausnehmung 2' von 40 mm den porösen feuerfesten Stopfen kann auch bei der mit etwa 100 bis 200 cm³ Stopfenmasse auskommt. Ausführungsform des Temperaturmeßkopfes ver- Statt einer aufgestampften hochfeuerfesten Scheibe 7 wendet werden, bei der in etwa 1 bis 5 cm Abstand kann auch eine dünne Metallscheibe auf dem Schutzvom vorderen Ende des Schutzrohres eine metal- ₄₅ rohr 4 benutzt werden. Da letztere beim Aufrichten lische oder keramische Scheibe angeordnet ist, deren des Konverters durch die Schmelze zerstört wird, Außendurchmesser dem lichten Durchmesser der ist die nach Einführung des Meßkopfes in die Mauer-Mauerwerksausnehmung angepaßt ist. In diesem Fall werksausnehmung einzufüllende Menge an Stopfenwird nach dem Einführen des Meßkopfes der hinter masse entsprechend größer zu wählen,
dieser Scheibe gelegene Raum durch den erfindungs- ₅₀ Das Auswechseln des Meßkopfes geschieht in der gemäßen porösen keramischen Stopfen ausgefüllt. Weise, daß nach Herausnahme des Thermoelements 3

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Aus- aus dem Schutzrohr 4 das Eisenrohr 5 aus der Ausgangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen einer nehmung 2' herausgezogen oder in den Konverter Einrichtung zur kontinuierlichen Temperaturmessung geschlagen und dann mit einem Bohrer die restliche wird nachstehend im einzelnen an Hand der Zeich- ₅₅ Stopfenmasse 7, 8 aus dem Rohr 2 entfernt wird, nung beschrieben. Die Zeichnung stellt im Schnitt Das gelingt selbst nach 10 bis 20 Chargen noch ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße leicht und in kürzester Zeit. Die Ausnehmung 2' ist Ausgangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen dann für die Aufnahme eines neuen Meßkopfes dar, mit welchem der Temperaturmeßkopf in der bereit. Für den gesamten Wechsel werden nur wenige Zustellung eines Konverters zum Frischen von Roh- e₀ Minuten benötigt, so daß der Betriebsablauf dadurch eisen befestigt wird. nicht gestört wird.

In der Zustellung 1 des Konverters befindet sich Die gewünschte Porosität des Stopfens kann statt

eine in Arbeitsstellung unter und in Kippstellung durch einen Zusatz von Gas oder Dampf abgebenden

über dem Badspiegel des zu frischenden Metalls vor- Stoffen als Alternativlösung der erfindungsgemäßen

gesehene Ausnehmung, die durch Einmauern eines 65 Aufgabe auch dadurch geschaffen werden, daß das

ummantelten, hochfeuerfesten keramischen Rohres 2 hochfeuerfeste Körnungsgemisch nur einen geringen

hergestellt worden ist. Das Rohr ist aus einer hoch- Anteil an Feinem enthält, so daß der Raum zwischen

feuerfesten Masse, beispielsweise aus Magnesia mit den groben Körnern nicht vollständig von Feinkorn

und Sintermittel ausgefüllt ist. Das Sintermittel wird in diesem Fall in fester Form zugesetzt.

Wie Versuche gezeigt haben, kann die erfindungsgemiiß beschaffene Einrichtung bzw. Meßkopfanordniing nicht nur zur Temperaturmessung beim Blasstahlverfahren, sondern auch bei allen anderen Stahlcrzeugungsverfahren sowie auch zur kontinuierlichen Messung der Temperatur von in Gießpfannen befindlichen Schmelzen mit Erfolg verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ausgangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen einer Einrichtung zum kontinuierlichen Temperaturmessen von Eisen- und Stahlschmelzen, insbesondere beim Frischen von Roheisen, der ein Thermoelement, das mit einem feuerfesten keramischen Schutzrohr zusammen einen Meßkopf bildet und in die Schmelze eingeführt . wird, in einer Ausnehmung des Mauerwerks des Schmelzbehältcrs festhält, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gemisch eines hochfeuerfesten keramischen Stoffes, insbesondere Magnesit, gebranntem Kalk oder Dolomit, Magnesia, Korund, Kieselsäure, Quarz, mit Wasserglas. Borsäure oder Phosphorsäure als bei der Temperatur des Mauerwerks schmelzendes Sintermittel und einem bei der Temperatur des Mauerwerks gas- oder dampfabgebenden Zusatzstoff aus einer sich zersetzenden organischen oder anorganischen Verbindung, Kalkstein, Soda, Cellulose, Zucker, Holzspänen oder gekörnten Kunststoffmassen, besteht.

2. Ausgangsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gemisch etwa gleicher Anteile der Körnung < 0,06 mm und der Körnung 0,12 bis 0,25 mm des hochfeuerfesten Stoffes besteht, dem ¹Ze bis V2, vorzugsweise ¹A bis ¹U seines Volumens eines 50- bis 7O°/oigen wäßrigen Lösung von Wasserglas, Phosphorsäure oder Borsäure zugesetzt ist.

3. Ausgangsmasse für den porösen feuerfesten Stopfen einer Einrichtung zum kontinuierlichen Temperaturmessen von Eisen- und Stahlschmelzen, insbesondere beim Frischen von Roheisen, der ein Thermoelement, das mit einem feuerfesten keramischen Schutzrohr zusammen einen Meßkopf bildet und in die Schmelze eingeführt wird, in einer Ausnehmung des Mauerwerks des Schmelzbehälters festhält, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gemisch eines hochfeuerfesten keramischen Stoffes, insbesondere Magnesit, gebranntem Kalk oder Dolomit, Magnesia, Korund, Kieselsäure, Quarz, mit Wasserglas, Borsäure oder Phosphorsäure als bei der Temperatur des Mauerwerks schmelzendes Sintermittel besteht, wobei der Anteil des hochfeuerfesten Stoffes an Feinteilen so gering ist, daß der Raum zwischen den groben Körnern nicht vollständig von Feinteilen und Sintermittel ausgefüllt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen