DE1698177A1 - Method and device for determining the liquidus temperature and the alloy content of a melt, in particular the carbon content of an iron or steel melt - Google Patents
Method and device for determining the liquidus temperature and the alloy content of a melt, in particular the carbon content of an iron or steel meltInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Ligjüidüstemperatur und der Legierunga- gehalte einer Schmelze, inabesondere Method and device for determining the liguid nozzle temperature and the alloy contents of a melt, in particular teatea Kohlenstoffgehaltes einer Eisen- oder StahlschmelzeCarbon content of an iron or Molten steel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestlernen der Liquidustemperatur und der legierungsgehalte einer Schmelze, insbesondere des Kohlenstoffgehaltes einer Eisen- oder Stahlschmelze.The invention relates to a method and a device for learning the liquidus temperature and the alloy content of a melt, in particular the carbon content of an iron or steel melt.
Ee ist bekannt, dass bei Abkühlung einer Schmelze bei einer bestimmten Temperatur die Temperaturabnahme der Schmelze für eine gewisse Zeit aufhört. Diese Temperatur» die Liquiduatemperatur genannt, ändert sich, wenn sich der Gehalt der Sohmelze in bestimmten Legierungsstoffen ändert. Bei einer Eisen-Kohlenstofflegierung z.B. ändert sich die Liquidustemperatur nur mit dem Kohlenstoffgehalt, d.h. die genannte Temperatur ist somit eine Funktion des Kohlenstoffgehaltes. Wenn man also die Liquidustemperatur solcher Legierungen kennt, kann man den Kohlenstofffehalt leicht bestimmen. Bei anderen Legierungen, z.B. Hickel- Ee is known that when a melt cools down at a certain Temperature the temperature decrease of the melt stops for a certain time. This temperature »the temperature of the liquid called, changes when the salary of the Sohmelze in certain Alloying substances changes. With an iron-carbon alloy E.g. the liquidus temperature only changes with the Carbon content, i.e. the temperature mentioned is therefore a Function of the carbon content. So if you consider the liquidus temperature knows such alloys, one can easily determine the carbon content. With other alloys, e.g. Hickel
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oder Chromnickel-Legierungen ait Eisen, tat die Liquidus temperatur abhängig vom Chrom-Hiokel-ßehalt, man kann für jede Legierung eine Eichkurve für den Zusammenhang zwischen dem Gehalt eines gewissen Legierungsstoffes und der Liquidustemperatur aufstellen.or chromium-nickel alloys with iron, the liquidus temperature was dependent on the chromium-Hiokel-ß-content, one can for each alloy a calibration curve for the relationship between the content a certain alloy and the liquidus temperature.
Bei verschiedenen modernen Stahlfrischungsprozessen und anderen metallurgischen Verfahren ist die Frischungsgeschwindigkeit sehr gross. Beispielsweise kommen bei dem bekannten LD Prozess, bei dem Sauerstoff mit Hilfe einer Lanze in eine in einem Konverter befindliche Stahlschmelze eingehlasen wird, Frischungazeiten von ca 20 Hinuten vor, und der Temperaturanstieg am Schluss des Prozess·· beträgt etwa 20 bi· 250O pro Minute· Si·· bedeutet, da·· man da· Einblasen von Sauerstoff mit einer Exaktheit von ca - 15 Sekunden beenden mues, um einen gewünschten Kohlenetoffgehalt und damit die gewünschte Qualität des Stahles zu erhalten. Ea kommen Friachungeseiten von 16 Minuten vor, wobei der Temperaturanstieg am End· de· Prozesses 25 bis 300C pro Minute betragen kann· 11b« exakte Kontroll· des Prozesses ist somit dringend nötig, man mu·· durch entsprechend· Bemessung der Blaaseit und z.B. auch durch Sohlackenzusatz den Prozess so leiten, dass er zeitlich gesehen einer gewünschten Temperatur und einem gewünschten Kohlenstoffgehalt folgt, und daaa das Einblasen von Sauerstoff zu einem exakten Zeitpunkt mit einer Spanne von nur einigen Sekunden abgeschlossen wird.In various modern steel refining processes and other metallurgical processes, the refining speed is very high. For example, in the known LD process, in which oxygen is blown into a molten steel in a converter with the help of a lance, freshness times of approx. 20 minutes occur, and the temperature rise at the end of the process is approx. 20 to 25 0 O per Minute · Si ·· means that the blowing in of oxygen has to be ended with an accuracy of approx. - 15 seconds in order to obtain the desired carbon content and thus the desired quality of the steel. Ea come Friachungeseiten of 16 minutes before, the temperature rise can be at the end · de · process 25 to 30 0 C per minute · 11b "precise control · the process is therefore urgently needed, one mu ·· by appropriately · Rated the Blaaseit and For example, the process can also be managed by adding soapy water in such a way that it follows a desired temperature and a desired carbon content in terms of time, and that the blowing in of oxygen is completed at an exact point in time with a span of just a few seconds.
Man hat die Liquidus temperatur als ein Maas des Kohlenetoffgehaltes oder der Kohlenstoff äquivalenz benutzt und dabei derThe liquidus temperature has been used as a measure of the carbon content or carbon equivalence and the
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Schmelze Proben entnommen, die nan in einem Behälter erstarren Hess, so dass die Liquidustemperatur und somit der Kohlenstoffgehalt bestimmt werden konnten« Diese Messmethode nimmt jedoch einige Minuten in Anspruch, was bei solchen und anderen schnellen metallurgischen Prozessen wie e.B. Friechungsprozessen völlig unbefriedigend ist. Die Temperatur der Schmelze selbst kann zwar schnell festgestellt werden, aber diese ist veränderlich und nicht ausreichend für die Steuerung des Prozesses. Während eines LD-Prozesses sinkt der Kohlenstoffgehalt allmählich und die Temperatur steigt. Der Prozess miss genau gesteuert und die desoxydierte und raffinierte Schmelze muss zum richtigen Zeitpunkt und mit bestimmten Kohlenstoffgehalt abgezapft werden* Es kommt also darauf anf diesen Zeitpunkt richtig zu erfassen.Melt samples were taken, which solidified in a container so that the liquidus temperature and thus the carbon content could be determined. “However, this measurement method takes a few minutes, which is completely unsatisfactory for such and other fast metallurgical processes such as fragrant processes. The temperature of the melt itself can be determined quickly, but this is variable and not sufficient for controlling the process. During an LD process, the carbon content gradually decreases and the temperature increases. The process will be controlled accurately and miss the deoxygenated and refined melt has the right time and tapped with specific carbon content * It is therefore important for to capture this time correctly.
Bei gewissen Legierungen ist auch der Sauerstoffgehalt der Schmelze (die Säuerstoffaktivität) von Interesse, z.B. bei legierten Stählen, auch dieser Gehalt auss also schnell gemessen werden können. Das gleiche gilt in manchen Fällen auch für die Bestimmung der eutektlachen Temperatur. Die eutektische Temperatur ist ,von Interesse beim Bestimmen der Kohlenstoffäquivalenz von Gußeisen.In the case of certain alloys, the oxygen content is also the Melt (the oxygen activity) of interest, e.g. at alloyed steels, this content can also be measured quickly. The same is true in some cases for the determination of the eutectic temperature. The eutectic Temperature is of interest in determining the carbon equivalence of cast iron.
Um die Liquidustemperatur einer Schmelze und damit den Kohlenstoffgehalt der Schmelze schnell anhand der Schmelze entnommener Proben bestimmen zu können, wird erfindungsgemäss so verfahren, dass tie Proben aus der Schmelze mit Hilfe eines Gefässes entnommen werden, das aus einem, feuerfesten Werkstoff besteht und bis auf eine oder mehrere EinfallÖffnungen für die Proben imTo determine the liquidus temperature of a melt and thus the carbon content of the melt quickly based on the melt In order to be able to determine samples, the procedure according to the invention is such that samples are taken from the melt with the aid of a vessel made of a refractory material and except for one or more incidence openings for the samples in the
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G-efässmantel geschlossen und in dem ein Thermoelement zur Messung der Temperatur der Schmelzprobe angebracht ist.G-vessel jacket closed and in which a thermocouple is used Measurement of the temperature of the melt sample is appropriate.
Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus einem wärmefesten Behälter, der bis auf eine oder mehrere kleine Öffnungen in seinen Seltenwänden geschlossen ist und ein Thermoelement zur Messungefer Temperatur der Schmelzprobe einschliesst. Der Behälter besteht vorzugsweise aus einem feuerfesten keramischen Material und ist von einem Mantel aus gut wärmeisolierenden Werkstoff zusätzlich umgeben, aus dem öffnungen herausgeschnitten sind, die den öffnungen in den Seitenwänden des Behälters entsprechen« Bei Verwendung eines solchen Behälters kann dieser während der Temperaturmessung in der Schmelze verbleiben, und es können an seiner Aussenseite Messgeräte zur Bestimmung der Temperatur der Schmelze oder anderer Eigenschaften der Schmelze angebracht werden.A suitable device for carrying out the method consists of a heat-resistant container, which except for one or several small openings in its rare walls closed and a thermocouple for measuring the temperature of the Melt sample includes. The container is preferably made made of a refractory ceramic material and is of a Jacket made of good heat-insulating material is additionally surrounded, from which openings are cut out, the openings in the side walls of the container correspond to «When using of such a container, it can remain in the melt during the temperature measurement, and it can be on its outside Measuring devices for determining the temperature of the melt or other properties of the melt can be applied.
Ein Behälter gemäss der Erfindung kann mit Hilfe einer Stange in die Schmelze so weit eingetaucht, werden, dass eine Schmelzprobe durch die genannten öffnungen in den Behälter hineinlaufen kann. Da der Behälter selbst gegenüber der Schmelze nur eine sehr niedrige Temperatur hat und gegenüber der Schmelze isoliert ist, so kühlt die Probe im Behälter sehr schnell ab und der Temperaturverlauf während des Abkühlens der Probe kann mit Hilfe des Thermoelementes gemessen werden. Es gelingt so, die Liquidustemperatur in eehr kurzer Zeit, z.B» Innerhalb von 7 Sekunden, zu bestimmen, und man kann so in genügend kurzer Zeit den Kohlenstoffgehalt der Schaelze feststellen und nach diesem Gehalt die Behandlung der Schmelze durchführen.A container according to the invention can be immersed in the melt with the help of a rod so far that a melt sample can run into the container through the openings mentioned. Because the container itself opposite the melt only has a very low temperature and compared to the melt is insulated, the sample cools very quickly in the container and the temperature profile during the cooling of the sample can be measured with the help of the thermocouple. In this way it is possible to measure the liquidus temperature in a very short time, e.g. »Within of 7 seconds to determine, and you can do so in enough Determine the carbon content of the Schaelze for a short time and then carry out the treatment of the melt according to this content.
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Beim Eintauchen des Behälters soll das Eindringen etwa vorhandener Schlacke in den Behälter vermieden werden« Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss die Einlauföffnung des Behälters durch einen Deckel abgedeckt, der von der Schmelze selbst zerstört wird. Der Deckel hindert also das Eindringen der Schlacke, verhindert aber nicht das Eindringen der Schmelzprobe.When the container is immersed, the penetration should be any Slag into the container can be avoided «For this purpose, according to the invention, the inlet opening of the container is through covered a lid that destroyed by the melt itself will. The lid prevents the slag from penetrating, but does not prevent the melt sample from penetrating.
Der Behälter ist üblicherweise mit Luft gefüllt. Man kann ihn auch statt mit Luft mit einem inerten Gas füllen. Nach einem j weiteren Vorschlag der Erfindung kann im Behälter auch ein desoxydierendes Mittel angebracht sein, z.B. ein Aluminiumband.The container is usually filled with air. It can also be filled with an inert gas instead of air. After a j Another suggestion of the invention, a deoxidizing agent, for example an aluminum tape, can also be placed in the container.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen :The invention is described in more detail below with reference to the drawing, in this show:
Fig. 1, 2 und 4 Längsschnitte durch einige Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung,Fig. 1, 2 and 4 are longitudinal sections through some embodiments the device according to the invention,
Fig. 3 die Befestigung einer Vorrichtung gemäss der Erfindung
an einem Stab,
Pig. 7 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsfore der *3 shows the attachment of a device according to the invention to a rod,
Pig. 7 a view of another embodiment of the *
Erfindung in schematischer Darstellung und Fig. 5 und 6 Kurven, die die Änderung des Kohlenstoff- und Siliziumgehaltes und auch der Schmelztemperatur über der Zeit während eines LD-XnAn Verfahrens zeigen.Invention in a schematic representation and Figures 5 and 6 are graphs showing the change in carbon and Silicon content and also the melting temperature over time during an LD-XnAn process demonstrate.
In Fig. 1 bezeichnet 1t einen rohrartigen Behälter aus keramischem Werkstoff, z.B. aus Al2O-, MGO oder SiO2, mit einem Boden 10 und einem Deckel 9. Der Behälter hat in seinem Mantel eine öffnungIn FIG. 1, 1t denotes a tubular container made of ceramic material, for example made of Al 2 O, MGO or SiO 2 , with a base 10 and a lid 9. The container has an opening in its jacket
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12. Im Deckel 9 ist ein Thermoelement 15 befestigt, dessen Lötstelle mit 16 bezeichnet ist· Sie Zuleitungen zur Schmelzsteile verlaufen in der Längsachse des Behälters 11. Der Behälter 11 ist von einem Mantel 18 aus wärmeisolierendem Werkstoff umgeben. Hierfür kann auch ein Material verwendet werden, das nicht hitzebeständig ist und unter Einwirkung der Schmelze zerstört wird, da einmal der Behälter nur kurze Zeit in der Schmelze verbleibt und nur für eine einsige Messung verwendet wird.12. A thermocouple 15 is fastened in the cover 9, the soldering point of which is denoted by 16. The supply lines to the melting parts run in the longitudinal axis of the container 11. The container 11 is covered by a jacket 18 made of heat-insulating material surround. For this purpose, a material can also be used that is not heat-resistant and is destroyed under the action of the melt, since the container is only in the melt for a short time remains and is only used for a single measurement.
Der Mantel 18 hat eine der öffnung 12 entsprechende öffnung 13. Diese öffnung ist durch einen Deckel 14 abgedeckt. Dieser Deckel ' soll das Eindringen von Schlacke in den Behälter verhindern, wenn der Behälter in die Schmelze eingetaucht wird, aber er soll durch die Schmelze selbst zerstört werden, so dass eine Probe der Schneise in den Behälter einf Hessen kann. Dtr Deckel kann aus Aluminium oder Stahlblech bestehen.The jacket 18 has an opening 13 corresponding to the opening 12. This opening is covered by a cover 14. This lid ' is intended to prevent slag from entering the container when the container is immersed in the melt, but it is intended to pass through the melt itself can be destroyed so that a sample of the aisle can be inserted into the container. Dtr lid can be off Consist of aluminum or sheet steel.
Der Behälter ist mit seinem Deckel 9 an einer Stange 20 befestigt, P die aus Stahl oder einem anderen. Werkstoff bestehen kann, in Pig. 3 ist eine Stange 23 aua HoIs gezeigt. Durch diese Stange sind auoh die Ansohlussleitungen 17 des Thermoelementes geführt. Im Behälter selbst kann ein Aluminiumband oder eine Aluminiumfolie 19 angeordnet sein, das bzw. die als Desoxydationsmittel für die Sohmelzprobe dient.The container is attached with its lid 9 to a rod 20, P those made of steel or some other. Material can consist in Pig. 3 shows a rod 23 from HoIs. The connection lines 17 of the thermocouple are also passed through this rod. An aluminum strip or an aluminum foil 19 can be arranged in the container itself, which acts as a deoxidizing agent is used for the Sohmelzprobe.
Bei der Durchführung der Messung 4er Liquidustemperatur wird der Behälter 11 mit der Stange 20 so weit in die Oberflache derWhen performing the measurement of the liquidus temperature of 4, the Container 11 with the rod 20 so far into the surface of the
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Schmelze eingetaucht, dass die Schlackenschicht durchstossen wird. Der Deckel 14 wird dann von der Schmelze zerstört und eine Schmelzprobe flieset in das Innere des Behälters 11. Da der Behälter kalt und gegen die Wärme der Schmelze isoliert ist, so kann die Schmelze im Inneren des-Behälters abkühlen. Der Verlauf der Probentemperatur und damit der liquidustemperatur kann mit Hilfe des Thermoelementes 15 in wenigen Sekunden, z.B. in 7 Sekunden, festgestellt werden. Diese Messung kann wenn erforderlich während eines Frischungsprozesses wiederholt werden, und zwar mit Hilfe neuer Behälter 11. Aus der Liquidustemperatur kann der Kohlenstoffgehalt ermittelt und der Prischungsprozess auf Grund dieses Gehaltes beeinflusst werden, z.B. durch Änderung der Säuerstoffeinblasung oder durch Zuführung von Schrott oder auch bestimmter Schlacken.Immersed melt that the slag layer is pierced. The lid 14 is then destroyed by the melt and a Melt sample flows into the interior of the container 11. Since the container is cold and insulated against the heat of the melt, see above can cool the melt inside the container. The course of the sample temperature and thus the liquidus temperature can with the help of the thermocouple 15 in a few seconds, e.g. in 7 seconds. This measurement can be repeated, if necessary, during a freshening process with the help of new containers 11. From the liquidus temperature, the Determined carbon content and the cleaning process on the basis this content can be influenced, e.g. by changing the Injection of oxygen or by feeding in scrap or also certain slags.
Da8 Ausführungebeispiel nach Pig. 2 besitzt zwei Thermoelemente, d.h. ausser dem Thermoelement 15 ein Thermoelement 21, das zur Messung der 'Schmelztemperatur dient und unter dem Boden 10 des Behälters 11 angebracht ist, Es ist nach aussen zu durch eine Metallkappe 22 abgedeckt. Die Zuführungsleitungen zu beiden Thermoelementen 15 uni 21 verlaufen hier im Mantel des Behälters 11.Da8 execution example according to Pig. 2 has two thermocouples, i.e. in addition to the thermocouple 15, a thermocouple 21, which is used to measure the melting temperature, and under the bottom 10 of the container 11 is attached, it is to the outside through a metal cap 22 covered. The feed lines to both Thermocouples 15 and 21 run here in the jacket of the container 11.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Lötstelle des Thermoelementes 15 mit 25 bezeichnet. Eine Zuleitung zur Lötstelle verläuft in der Achse des Behälters 11, die andere Zuleitung im Mantel des gleichen Behälters. Bei dem Ausführungs-In the embodiment of FIG. 4, the soldering point is the Thermocouple 15 denoted by 25. One supply line to the solder joint runs in the axis of the container 11, the other supply line in the jacket of the same container. In the execution
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Beispiel nach. JPig. 7 sind wie in 3?ig. 2 zwei fhermoelemente mit den Lötstellen 16 und 21 und mit insgesamt drei Zuleitungen vorhanden.Example according to. JPig. 7 are like in 3? Ig. 2 two thermocouples with the soldering points 16 and 21 and with a total of three leads available.
In Fig· 5 ist gezeigt, wie der Silizium- und Kohlenstoffgehalt während eines IiB-Prozesses mit der Zeit-abnimmt und In Pig. 6 wie die Temperatur der Schmelze über die gleiche. Zeit zunimmt.In Fig. 5 it is shown how the silicon and carbon content during an IiB process-dwindling over time and In Pig. 6th as the temperature of the melt about the same. Time increases.
Durch.die strichpunktierte Linie ist angedeutet, dass der Prozess zu einem bestimmten Zeitpunkt, d.h. bei einem "bestimmten Kohlenstoffgehalt unterbrochen werden soll, d.h. zu einem Zeitpunkt, in dem der Siliziumgehalt bereits auf UuIl zurückgegangen ist.The dash-dotted line indicates that the Process at a certain point in time, i.e. at a "certain Carbon content is to be interrupted, i.e. at a time when the silicon content has already decreased to UuIl is.
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1968
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2730813A1 (en) * | 1976-07-09 | 1978-02-16 | Pechiney Aluminium | DEVICE WITH A CRUCIBLE FOR THERMAL ANALYSIS OF ALUMINUM ALLOYS |
| DK150996B (en) * | 1976-07-09 | 1987-10-05 | Pechiney Aluminium | DIGEL FOR THERMAL ANALYSIS OF ALUMINUM ALLOYS UNDER THEIR STRENGTH |
Also Published As
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|---|---|
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| DE1698177B2 (en) | 1974-12-05 |
| FR1554516A (en) | 1969-01-17 |
| GB1212075A (en) | 1970-11-11 |
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