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DE9114277U1 - Measuring and/or sampling lance - Google Patents

Measuring and/or sampling lance

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DE9114277U1
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Germany
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lance
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probe
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DE9114277U
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4673—Measuring and sampling devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • G01K1/12—Protective devices, e.g. casings for preventing damage due to heat overloading
    • G01K1/125—Protective devices, e.g. casings for preventing damage due to heat overloading for siderurgical use
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/12—Dippers; Dredgers
    • G01N1/125—Dippers; Dredgers adapted for sampling molten metals
    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/20—Metals
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Description

VOEST-ALPINE Industrieanlagenbau Gesellschaft m.b.H.VOEST-ALPINE Industrial Plant Construction Company m.b.H. Meß- und/oder ProbenahmelanzeMeasuring and/or sampling lance

Die Erfindung betrifft eine Meß- und/oder Probenahmelanze zum Messen
metallurgischer Kenngrößen und zum Ziehen einer Probe flüssiger Schmelze, insbesondere Stahlschmelze in/aus einem metallurgischen Gefäß, insbesondere Konverter zur Stahlerzeugung, die aus einer Meßlanze, einem auf der Meßlanze befestigten Aufnahmestück für die auswechselbare Meß- und/oder Probenahmesonde und der Meß- und/oder Probenahmesonde besteht.The invention relates to a measuring and/or sampling lance for measuring
metallurgical parameters and for taking a sample of liquid melt, in particular molten steel, in/from a metallurgical vessel, in particular a converter for steel production, which consists of a measuring lance, a holder attached to the measuring lance for the exchangeable measuring and/or sampling probe and the measuring and/or sampling probe.

Bei der Stahlherstellung im Konverter kann die qualitative Zi el vorgabe nur durch mehrfaches Erfassen der spezifischen Parameter und der davon abhängigen Steuerung des Herstell Verfahrens erreicht werden. Aus der
DE-OS 19 21 322 ist bereits eine Meßlanze zur Messung der Temperatur von Metallbädern bekannt, die in einem Stahlerzeugungskonverter beim Frischen zum Einsatz kommt. Weiters sind Multifunktionsmeßsonden bekannt, mit denen eine Vielzahl von Messungen, wie z. B. Temperaturmessung,
Messung der Sauerstoffaktivität, Messung des Kohlenstoffgehaltes und
auch eine Probenahme gleichzeitig durchgeführt werden können.In steel production in the converter, the qualitative target can only be achieved by repeatedly recording the specific parameters and controlling the production process based on them.
DE-OS 19 21 322 already discloses a measuring lance for measuring the temperature of metal baths, which is used in a steel production converter during refining. Furthermore, multifunctional measuring probes are known with which a variety of measurements, such as temperature measurement,
Measurement of oxygen activity, measurement of carbon content and
sampling can also be carried out at the same time.

Weiters sind dem Fachmann in großer Zahl Einrichtungen zum Auswechseln der Meß- und Probenahmesonden bekannt, wobei beim Wechsel Vorgang immer wieder Probleme auftreten, da durch die aufschäumende Schlacke
Schlackenanlagerungen am Aufnahmestück und durch die hohen Temperaturen Verformungen auftreten, die den Lösevorgang erschweren.Furthermore, the expert is aware of a large number of devices for exchanging the measuring and sampling probes, whereby problems repeatedly arise during the exchange process, since the foaming slag
Slag deposits on the receiving piece and deformations due to the high temperatures occur, which make the release process more difficult.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die es in einfacher Weise ermöglicht, das Aufnahmestück zu kühlen und
gleichzeitig vor Verschlackung zu schützen.The object of the invention is therefore to propose a device which makes it possible in a simple manner to cool the receiving piece and
while at the same time protecting against slagging.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem das Aufnahmestück und ein Teil der
Meß- und/oder Probenahmesonde unter Bildung eines Ringraumes von einem Schutzrohr umgeben sind, daß von der Gasleitung in der Meßlanze mindestens eine Gasleitung zu diesem Ringraum vorgesehen ist und der
Ringraum in Richtung der Meß- und/oder Probenahmesonde offen ist.This task is solved by the receiving piece and a part of the
Measuring and/or sampling probes are surrounded by a protective tube to form an annular space, that at least one gas line is provided from the gas line in the measuring lance to this annular space and that
Annular space is open in the direction of the measuring and/or sampling probe.

Fertigungstechnisch vorteilhaft und montageleicht wird das Aufnahmestück von einem AdapterstUck und einem Meßsondenhalter gebildet, wobei das mit einer Zentral bohrung versehene Adapterstück mehrere radial oder schräg gerichtete Gasdurchlässe aufweist, die die Gasleitung in der Meßlanze leitungsmäßig mit dem Ringraum verbinden.The receiving piece is advantageous in terms of manufacturing technology and is easy to assemble, and is made up of an adapter piece and a measuring probe holder, whereby the adapter piece, which is provided with a central bore, has several radial or obliquely directed gas passages that connect the gas line in the measuring lance to the annular space.

Als Kühlgas wird ein inertes Gas, vorwiegend Stickstoff, verwendet. Es kann jedoch auch Luft herangezogen werden. Durch eine ausreichende Bemessung der Austrittsgeschwindigkeit ist zusätzlich gewährleistet, daß keine Schlacke in den Ringraum eindringen und diesen verlegen kann. Um solcherart optimale Verhältnisse zu gewährleisten, weist der von Meß- und/oder Probenahmesonde und Schutzrohr begrenzte Austrittsquerschnitt des Ringraumes eine Breite von 2 bis 20 mm auf.An inert gas, mainly nitrogen, is used as the cooling gas. However, air can also be used. By adequately dimensioning the exit speed, it is also ensured that no slag can penetrate into the annular space and block it. In order to ensure such optimal conditions, the exit cross-section of the annular space, delimited by the measuring and/or sampling probe and the protective tube, has a width of 2 to 20 mm.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert: Fig. 1 zeigt in erster Linie die Anordnung der Meß- und/oder Probenahmelanze. Fig. 2 zeigt in einem Längsschnitt den Aufbau des erfindungsgemäßen Aufnahmestückes. The invention is explained in more detail with reference to the drawings: Fig. 1 primarily shows the arrangement of the measuring and/or sampling lance. Fig. 2 shows the structure of the receiving piece according to the invention in a longitudinal section.

Fig. 1 zeigt einen kippbaren Stahlkonverter (1) mit Sauerstoffblaslanze (2) und Meß- und/oder Probenahmelanze (3), wobei die Meß- und/oder Probenahmesonde (4) die Schlackenschicht (5) durchstoßend in die Stahlschmelze (6) eintaucht, die Messungen durchführt und die Probe zieht.Fig. 1 shows a tiltable steel converter (1) with oxygen blowing lance (2) and measuring and/or sampling lance (3), whereby the measuring and/or sampling probe (4) penetrates the slag layer (5) and immerses it in the molten steel (6), carries out the measurements and takes the sample.

Fig. 2 zeigt den untersten Teil der Meß- und/oder Probenahmelanze (3) mit dem daran befestigten Aufnahmestück (7) und dem Schutzrohr (8). Das Aufnahmestück (7) besteht aus dem Adapterstück (9), welches in die hohle Meß- und Probenahmelanze (3) eingeschraubt ist und den Sondenhalter (10), der mit einer Überwurfmutter (11) am Adapterstück (9) befestigt ist. Der Sondenhalter (10) weist eine stangenförmige Aufnahme (12) auf,Fig. 2 shows the lowest part of the measuring and/or sampling lance (3) with the attached holder (7) and the protective tube (8). The holder (7) consists of the adapter piece (9), which is screwed into the hollow measuring and sampling lance (3), and the probe holder (10), which is attached to the adapter piece (9) with a union nut (11). The probe holder (10) has a rod-shaped holder (12),

auf die die Meß- und/oder Probenahmesonde (4) aufgesteckt ist. Das Schutzrohr (8) ist an der Meß- und/oder Probenahmelanze (3) zentriert und gegenüber dem Adapterstück (9) mit mehreren am Umfang verteilten Fixierschrauben (13) in seiner Lage festgelegt, die in Ausnehmungen (14) des Adapterstücks (9) eingreifen.onto which the measuring and/or sampling probe (4) is attached. The protective tube (8) is centered on the measuring and/or sampling lance (3) and is fixed in position relative to the adapter piece (9) by several fixing screws (13) distributed around the circumference, which engage in recesses (14) in the adapter piece (9).

An die Gasleitung (15) an der Meß- und/oder Probenahmelanze (3) schließt eine Zentral bohrung (16) im Adapterstück (9) an, von der mehrere radial gerichtete Gasdurchlässe (17) zu einem Ringraum (18) führen. Es ist auch möglich, die Gasdurchlässe (17) schräg, insbesondere zur Strömungsrichtung im Ringraum geneigt, anzuordnen. Der Ringraum (18) wird einerseits vom Schutzrohr (8) nach außen und vom Adapterstück (9), dem Sondenhalter (10) mit Überwurfmutter (11) und einem Teil der Meß- und/oder Probenahmesonde (4) nach innen begrenzt.The gas line (15) on the measuring and/or sampling lance (3) is connected to a central bore (16) in the adapter piece (9), from which several radially directed gas passages (17) lead to an annular space (18). It is also possible to arrange the gas passages (17) at an angle, in particular inclined to the direction of flow in the annular space. The annular space (18) is limited on the one hand by the protective tube (8) on the outside and by the adapter piece (9), the probe holder (10) with union nut (11) and part of the measuring and/or sampling probe (4) on the inside.

Das Kühlgas strömt, wie in Fig. 2 mit Pfeilen angedeutet, von der Gasleitung in der Meß- und/oder Probenahmelanze (3) über das Adapterstück (9) in den Ringraum (18) und umspült die Meß- und/oder Probenahmesonde (4) nach Verlassen des Austrittsquerschnittes (19), der vom Schutzrohr (8) und Meß- und/oder Probenahmesonde (4) gebildet wird, entlang ihrer Längserstreckung. Die Breite (20) des Austrittsquerschnittes (19) beträgt 2 bis 20 mm.The cooling gas flows, as indicated by arrows in Fig. 2, from the gas line in the measuring and/or sampling lance (3) via the adapter piece (9) into the annular space (18) and flows around the measuring and/or sampling probe (4) after leaving the outlet cross-section (19) formed by the protective tube (8) and the measuring and/or sampling probe (4) along its longitudinal extension. The width (20) of the outlet cross-section (19) is 2 to 20 mm.

Bei optimaler Bemessung des Austrittsquerschnittes und der durchströmenden Gasmenge ist einerseits die Kühlung des Aufnahmestückes (7) und all seiner Bauteile gewährleistet und andererseits das Eindringen von Schlacke in den Ringraum (18) sicher vermieden, wodurch der Austausch der Meß- und/oder Probenahmesonde und die Demontage der Meß- und/oder Probenahmelanze keine Probleme verursacht.With optimal dimensioning of the outlet cross-section and the amount of gas flowing through, on the one hand the cooling of the receiving piece (7) and all its components is ensured and on the other hand the penetration of slag into the annular space (18) is safely avoided, whereby the replacement of the measuring and/or sampling probe and the dismantling of the measuring and/or sampling lance does not cause any problems.

Die Meß- und/oder Probenahmelanze ist nicht nur, wie in Fig. 1 dargestellt, neben einer Blaslanze durch die Konverterhutöffnung ein- und ausbringbar, sie kann auch durch eine seitliche Mantelöffnung am Konverter in die Schmelze eintauchen.The measuring and/or sampling lance can not only be inserted and removed through the converter hat opening next to a blowing lance, as shown in Fig. 1, it can also be immersed in the melt through a side jacket opening on the converter.

Claims (3)

VOEST-ALPINE Industrieanlagenbau Gesellschaft m.b.H., Linz, Österreich SchutzansprücheVOEST-ALPINE Industrieanlagenbau Gesellschaft m.b.H., Linz, Austria Protection claims 1. Meß- und/oder Probenahmelanze zum Messen metallurgischer Kenngrößen und zum Ziehen einer Probe flüssiger Schmelze, insbesondere Stahlschmelze in/aus einem metallurgischen Gefäß, insbesondere Konverter zur Stahlerzeugung, die aus einer Meßlanze (3), einem auf der Meßlanze befestigten Aufnahmestück (7) für eine auswechselbare VIeR- und/oder Probenahmesonde (4) und der Meß- und/oder Probenahmesonde (4) besteht, dadurch gekennzeichnet , daß das AufnahmestUck (7) und ein Teil der Meß- und/oder Probenahmesonde (4) unter Bildung eines Ringraumes (18) von einem Schutzrohr (8) umgeben sind, daß von einer Gasleitung (15) in der Meßlanze mindestens eine Gasleitung (16, 17) zu diesem Ringraum (18) vorgesehen ist und der Ringraum (18) in Richtung der Meß- und/oder Probenahmesonde offen ist.1. Measuring and/or sampling lance for measuring metallurgical parameters and for drawing a sample of liquid melt, in particular molten steel, in/from a metallurgical vessel, in particular a converter for steel production, which consists of a measuring lance (3), a receiving piece (7) fastened to the measuring lance for an exchangeable VIeR and/or sampling probe (4) and the measuring and/or sampling probe (4), characterized in that the receiving piece (7) and a part of the measuring and/or sampling probe (4) are surrounded by a protective tube (8) to form an annular space (18), that at least one gas line (16, 17) is provided from a gas line (15) in the measuring lance to this annular space (18) and that the annular space (18) is open in the direction of the measuring and/or sampling probe. 2. Meß- und/oder Probenahmelanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Aufnahmestück (7) von einem Adapterstück (9) und einem Meßsondenhalter (10) gebildet ist, wobei das mit einer Zentralbohrung (16) versehene Adapterstück (9) mehrere radial oder schräg gerichtete Gasdurchlässe (17) aufweist, die die Gasleitung (15) in der Meßlanze leitungsmäßig mit dem Ringraum (18) verbinden.2. Measuring and/or sampling lance according to claim 1, characterized in that the receiving piece (7) is formed by an adapter piece (9) and a measuring probe holder (10), whereby the adapter piece (9) provided with a central bore (16) has several radially or obliquely directed gas passages (17) which connect the gas line (15) in the measuring lance to the annular space (18). 3. Meß- und/oder Probenahmelanze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der von Meß- und/oder Probenahmesonde (4) und dem Schutzrohr (8) begrenzte Austrittsquerschnitt (19) des Ringraumes (18) eine Breite (20) 2 bis 20 mm aufweist.3. Measuring and/or sampling lance according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet cross section (19) of the annular space (18) delimited by the measuring and/or sampling probe (4) and the protective tube (8) has a width (20) of 2 to 20 mm.
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