用于确定反应过程的反应数据的方法和吹管

申请号 CN201480018351.3 申请日 2014-03-25 公开(公告)号 CN105247079B 公开(公告)日 2019-07-09
申请人 奥钢联钢铁公司; 发明人 斯特凡·舒斯特; 冈特·伦高尔; 哈拉尔德·潘霍费尔;
摘要 示出了用于确定反应过程的反应数据的方法和吹管(1),其中,反应气体(4)借助至少一个吹管(1)吹送到 冶金 容器(2)中的金属熔融物(3)上,并且在此获知测量数据,依赖于测量数据确定针对反应过程的反应数据,其中,为了获知测量数据,吹管(1)经由至少一条测量线路(9、10)的至少一个通口(12、13)吹出与反应气体(4)分开引导的气体。为了可以特别准确、快速且可靠地确定冶金反应过程提出:为了获知测量数据,吹管(1)经由至少一条测量线路(9、10)的至少一个通口(12、13)侧向地吹出与反应气体(4)分开引导的气体,从该气体中,测量出至少一个在相应测量线路(9、10)的通口(12、13)上构造出的气泡(14、15、19)的内部压 力 。
权利要求

1.一种用于确定反应过程的反应数据的方法,在所述方法中,反应气体(4)借助至少一个吹管(1)吹送到冶金容器(2)中的金属熔融物(3)上,并且在此获知测量数据,依赖于所述测量数据确定针对反应过程的反应数据,其中,为了获知测量数据,所述吹管(1)经由至少一条测量线路(9、10)的至少一个通口(12、13)吹出与所述反应气体(4)分开引导的气体,其特征在于,为了获知测量数据,所述吹管(1)经由至少一条测量线路(9、10)的至少一个通口(12、13)侧向地吹出与反应气体(4)分开引导的气体,从所述与反应气体(4)分开引导的气体中,测量出在相应的测量线路(9、10)的所述通口(12、13)上构造出的至少一个气泡(14、
15、19)的内部压,其中,所述吹管(1)经由至少两条测量线路(9、10)侧向地吹出气体,其中,依赖于所述气泡(14、15、19)的测量到的内部压力的差形成,确定针对反应过程的反应数据。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在相同的吹管高度上通出的测量线路(9、
10)构造出彼此不同大小的气泡(14、19)。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在不同的吹管高度上通出的测量线路(9、
10)构造出相同大小的气泡(14、15)。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在不同的吹管高度上通出的测量线路(9、
10)构造出不同大小的气泡(14、15、19)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述测量线路(9、10)在吹管体(11)上的相对置的侧(21、22)上吹出气体。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述测量线路(9、10)在吹管体(11)上沿直径对置地吹出气体。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,一条测量线路或多条测量线路(9、10)由冷却所述吹管的冷却剂一起冷却。
8.一种顶吹法,在所述顶吹法中,所述顶吹法的反应过程根据反应数据来控制或调节,所述反应数据借助根据权利要求1至7中任一项所述的方法来确定。
9.一种用于将反应气体(4)吹送到位于冶金容器(2)中的金属熔融物(3)上的吹管,所述吹管具有:带至少部分受冷却的吹管套(5)的吹管体(11)、在所述吹管套(5)的至少一个开口(8)中通出的用于所述反应气体(4)的气体引导部(7)和至少一条设置在所述吹管体(11)中的测量线路(9、10),所述测量线路在所述吹管体(11)的吹管套(5)上在至少一个通口(12、13)中结束并且吹出与反应气体(4)分开引导的气体,其特征在于,为了实现差测量,所述吹管体(11)具有至少两条在所述吹管体(11)的侧向通出的测量线路(9、10),其中,所述测量线路(9、10)在所述吹管体(11)的吹管套(5)的侧向分别在至少一个通口(12、13)中结束,并且所述测量线路(9、10)分别构造成用于产生至少一个气泡(14、15、19),以及其中,设置有测量装置(20),所述测量装置具有用于获知测量数据的传感器(17、18),所述传感器分别与测量线路(9、10)连接以获知依赖于所述气泡(14、15、19)的内部压力的测量数据。
10.根据权利要求9所述的吹管,其特征在于,所述测量线路(9、10)的通口(12、13)具有不同的通口横截面。
11.根据权利要求9或10所述的吹管,其特征在于,所述测量线路(9、10)的通口(12、13)在吹管套(5)的侧向在不同的高度上通出。
12.根据权利要求9或10所述的吹管,其特征在于,所述测量线路(9、10)的通口(12、13)在所述吹管体(11)上的相对置的侧(21、22)上通出。
13.根据权利要求12所述的吹管,其特征在于,所述测量线路(9、10)的通口(12、13)在所述吹管体(11)上沿直径对置地通出。
14.根据权利要求9或10所述的吹管,其特征在于,所述测量线路(9、10)与所述吹管体(11)的受冷却的吹管套(5)至少局部导热连接。

说明书全文

用于确定反应过程的反应数据的方法和吹管

技术领域

[0001] 本发明涉及用于确定反应过程的反应数据的方法和吹管,其中,反应气体借助至少一个吹管吹送到冶金容器中的金属熔融物上,并且在此获知测量数据,依赖于该测量数据地确定针对反应过程的反应数据,其中,为了获知测量数据,吹管经由至少一条测量线路的至少一个通口吹出与反应气体分开引导的气体。

背景技术

[0002] 为了可以监控或控制顶吹法或气顶吹法的反应过程,由现有技术(DE1290557A1)公知的是,测量在反应过程期间吹管与冶金容器之间的电导率。借助这些获知的测量数据表现了反应过程或者由此确定了针对反应过程的反应数据。尤其是,也应由此识别出泡沫渣的起泡外溢(泡沫渣在以高流动速度将氧气吹送到冶金容器中的熔融物上时形成),并且由此降低了喷出的危险。但是,测量到的电导率依赖于反应过程的多个反应参数,因此借助这种类型的方法难以可靠地识别出起泡外溢的危险。此外,反应过程中的冶金学上的变化比较迟缓地表现在电导率中,这使动态确定针对反应过程的反应数据变得困难。
[0003] 此外,由DE2239216A1公知了一种用于测定吹管在金属熔融物中的浸入深度的方法。为此,经由吹管的测量线路,在吹管的下端部上吹出与吹管的反应气体分开引导的压缩气体。环境压与在吹管的下端部上的压力之间的压力差的测量值用于测定吹管的浸入深度。不利的是,必须考虑到在测量期间反应气体与熔融物的非常剧烈的化学反应,这使测量数据的获知出错,并且进而会危及该方法的稳定性
[0004] 此外,为了测量在冶金容器中的泡沫渣的高度而公知的是(US4359211B),穿过冶金容器的壁在不同的高度上喷入压缩气体。这种类型的测量装置需要在冶金容器上做出比较耗费的结构上的改变,以便即使在存在壁开口的情况下仍能始终确保密封性,以防冶金熔融物溢流。

发明内容

[0005] 因此,本发明任务在于,从开头描述的现有技术出发提供可以快速且可靠地确定冶金反应过程的反应数据的方法。此外,该方法与冶金过程相比应是简单且稳定的。
[0006] 本发明通过如下方式来解决所提出的任务,即,为了获知测量数据,吹管经由至少一条测量线路的至少一个通口侧向地吹出与反应气体分开引导的气体,从该气体中,测量出至少一个在相应测量线路的通口上构造出的气泡的内部压力。
[0007] 如果为了获知测量数据,吹管经由至少一条测量线路的至少一个通口侧向地吹出与反应气体分开引导的气体,从该气体中,测量出至少一个在相应测量线路的通口上构造出的气泡的内部压力,那么就可以快速且可靠地获知测量数据。依赖于该测量数据,随后可以确定针对反应过程的反应数据。也就是说,对具有沿吹管在侧向上通出的通口的测量线路的压力测量可以比较简单地执行,并且基于气泡与熔融物或与其泡沫渣的直接相互作用的情况,压力测量也可以反应非常快速地进行,这(也在方法安全性方面)可以得到很多优点。此外,这种压力测量可以以与通过反应过程引起的负荷间隔开足够远的方式执行,这可以实现具有可再现的效果的非常稳定且准确的方法。
[0008] 通常,氧气可以出色地作为反应气体。
[0009] 为了进一步提升反应数据的测量精确度,可以设置的是,吹管经由至少两条测量线路侧向地吹出气体,其中,依赖于测量到的气泡内部压力的差形成,确定针对反应过程的反应数据。借助这种差形成,可以测量在冶金反应过程中的即使是很小的变化,从而借助根据本发明的方法可以特别迅速地获知冶金过程。
[0010] 如果在相同的吹管高度上通出的测量线路构造出彼此不同大小的气泡,那么因此就可以不仅获知适用于确定差的压力测量数据,这些压力测量数据还能附加地对提高测量数据的精确度做出贡献。也就是说,基于在相同的吹管高度上通出的测量线路,尤其可以抑制影响两个测量的干扰并且产生具有提高的信噪比的测量数据。
[0011] 但是也可以考虑,在不同的吹管高度上通出的测量线路构造出相同大小的气泡。尤其是通过在不同的吹管高度上排出气泡可以在方法上可靠地(verfahrenssicher)推断出容器中泡沫渣的填充高度。
[0012] 当在不同的吹管高度上通出的测量线路构造出不同大小的气泡时,可以得到提高的测量精确度。
[0013] 当测量线路在吹管体上的相对置的侧上吹出气体时,可以显著减小测量线路彼此间的影响。以这种方式,可以实现进一步提高的测量精确度。在此,特别出色的是,测量线路在吹管体上沿直径对置地吹出气体。
[0014] 如果一条测量线路或多条测量线路由冷却吹管的冷却剂来一起冷却,那么就可以在气体排出时提供保持不变的条件。以这种方式可以实现方法的改善的可再现性。
[0015] 根据本发明的方法特别出色的是,在该方法中,利用该方法确定反应数据,根据这些反应数据来控制或调节顶吹法的反应过程。因此,例如可以实现的是,及时识别出喷出并且因此降低了喷出的危险或引入相关的对应措施。
[0016] 本发明的任务还在于,提供一种用于将反应气体吹送到位于冶金容器中的金属熔融物上的结构简单且稳固的吹管,利用该吹管可以快速且可再现地获得测量数据,以便可以确定针对反应过程的反应数据。
[0017] 本发明通过如下方式来解决在吹管方面的任务,即,测量线路在吹管体的吹管套的侧向在至少一个通口中结束,并且构造成用于产生至少一个气泡。
[0018] 如果测量线路在吹管体的吹管套的侧向在至少一个通口中结束,可以利用这些在吹管套上的纵向侧的开口以离吹送区域比较远的方式获知测量数据。因此,测量可以对出现在吹管下部区域中的涡流比较不敏感地执行。尤其是如果该通口构造用于产生至少一个气泡并且要求有用于向熔融物或泡沫渣加入气泡的相对无干扰的区,以便可以获知针对反应过程的迅速且准确的测量数据。因此,借助根据本发明的吹管例如也可以减小不期望的喷出的危险,或可以因此及时引入合适的对应措施。此外,由此可以实现可靠地及早识别出不利的喷出。
[0019] 有利的是,当设置具有用于获知测量数据的传感器的测量装置,该传感器与测量线路连接以获知依赖于气泡内部压力的测量数据时,可以经由吹管以与通过反应过程引起的负荷间隔开足够远的方式获知这些测量数据。
[0020] 当吹管体具有至少两条在吹管体的侧向通出的测量线路时,可以实现差测量。
[0021] 对于这种差测量可以足够的是,测量线路的通口具有不同的通口横截面。为此,测量线路甚至可以在吹管体上在相同的高度上通出。
[0022] 替选地也可考虑,测量线路的通口在吹管套的侧向在不同的高度上通出。此外,这也可以与不同的通口横截面进行组合用于提高灵敏度。因此,可以提高测量数据的精确度。
[0023] 当测量线路的通口在吹管体上的相对置的侧上通出时,可以减小测量线路彼此间的影响。由此,不仅可以进一步提高测量精确度,由此也可以减小吹管的尤其是在冷却上的结构耗费。为此,特别出色的可以是,通口在吹管体上沿直径对置地通出。
[0024] 当测量线路与吹管体的受冷却的吹管套至少局部地导热连接时,可以使测量线路的冒气泡开口 上的温度稳定化。因此,可以实现提高的测量精确度。附图说明
[0025] 在附图中,结合实施方式的变型方案示例性地详细示出本发明的主题。其中:
[0026] 图1示出用于确定反应数据的设备的剖开的侧视图;并且
[0027] 图2示出图1的细节图。

具体实施方式

[0028] 根据图1示出吹管1,其浸入冶金容器2中,该冶金容器具有金属熔融物3,例如是材料、材料、金属合金或类似材料。吹管1用于将反应气体4吹送到熔融物3上,以便利用该反应气体启动冶金反应过程。这样的反应过程例如可以是利用氧气的生铁精炼,这通过LD法而公知。为了能承受由反应过程所引起的负荷,吹管1配设有受冷却的外部吹管套5。这种冷却例如可以通过吹管套5的双壁的实施方案来提供,该吹管套引导作为冷却剂,但为了清楚起见这在附图中并没有进一步示出。吹管1的反应气体4的气体引导7在吹管1的下端部中经由吹管套5的开口8或未详细示出的多个开口通出并且流向熔融物3。无需进一步提及的是,可以考虑开口8的任意开口形状或数量。
[0029] 吹管1具有至少一条测量线路9或10(在本主题的实施例中是两条),它们以被保护免受顶吹法影响的方式设置在吹管体11中。根据本发明,这些测量线路9或10在至少一个通口中通入。例如,在吹管体11的侧向或纵向侧的吹管套5上设置两个通口12或13。实施为冒气泡开口的通口12或13产生气泡14或15,这可由图2更好地看出。这些气泡14或15向泡沫渣16中加入气泡,该泡沫渣由于冶金反应过程而在熔融物3上方构造出。利用测量装置20现在可以实现的是,准确且迅速地推断出反应过程的反应数据或由此确定这些反应数据,该测量装置利用传感器17或18获知测量线路9或10各自的压力的测量数据以及因此还有在各个通口12或13处的气泡14或15的内部压力的测量数据。因此,可以及时地识别出在顶吹法中公知的不期望的喷出,随后可以结合这样获知的反应数据以有利的方式调节和控制顶吹法。
[0030] 由于在吹管体11中设置有两条测量线路9、10,因此可以通过对两条测量线路内部压力的差测量明显更准确地执行测量或确定反应数据。这种类型的差测量例如由现有技术中的“气体吹炼法”公知。
[0031] 为了形成足够大的差,两条测量线路9和10的通口12和13在吹管套5的侧向在不同的高度上通出。
[0032] 例如尤其由图2看出的那样,也可以考虑的是使这些通口12、13在吹管套5的侧向在相同的高度上通出,但是具有不同的通口横截面,以便由此产生不同大小的气泡14和19。
[0033] 无需进一步提及的是,可以考虑将通口12、13的不同高度与不同的通口横截面进行组合。但这并没有详细示出。
[0034] 此外,测量线路9和10在它们的通口区域内与受冷却的吹管套5导热连接,以便利用吹管套5一起冷却这些测量线路9和10,并且进而确保了用于使气体14、15、19向泡沫渣16中加入气泡的可再现的方法条件。
[0035] 此外有利地设置的是,测量线路9、10的通口12、13在吹管体11上的相对置的侧21、22上通出。特别是当测量线路9、10的通口12、13在吹管体11上沿直径对置时,由气体加入气泡14、15、19因此在很大程度上彼此不相关。由此,明显改进了测量精确度。
[0036] 通常,例如可以由图1和图2看出的那样,测量线路12、13分别在吹管体11的不同的侧21、22或纵向侧上通出,但这不是强制的。此外,在此也可以考虑将通口12、13的不同高度与不同通口横截面进行组合,但这并没有详细示出。
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