DE2045602C3 - Measuring device for blowing lances to determine the distance of the lance tip from a reflective surface - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung für Blaslanzen zur Bestimmung der Entfernung der Lanzenspitze von einer reflektierenden Oberfläche, insbesondere der Schmelzenoberfläche bei der Stahlgewinnung im Sauerstoffaufblasverfahren, unter Verwendung einer elektromagnetischen Strahlungsquelle in Verbindung mit einer Richtvorrichtung, von welcher die elektromagnetische Strahlung aus dieser Strahlungsquelle durch eine Blasdüse hindurch gegen die reflektierende Oberfläche gerichtet wird, eines Empfängers zum Auffangen zumindest eines Teils der dort reflektierten Strahlung und einer Einrichtung, die in Abhängigkeit von der ausgesandten und der aufgefangenen Strahlung ein für die Entfernung der reflektierenden Oberfläche bezeichnendes Ausgangssignal liefert.The invention relates to a measuring device for blowing lances for determining the distance of the Lance tip from a reflective surface, especially the melt surface in steelmaking in the oxygen inflation process, using an electromagnetic radiation source in connection with a straightening device, from which the electromagnetic radiation emanates from this Radiation source is directed through a blow nozzle against the reflective surface, one Receiver for collecting at least part of the radiation reflected there and a device, depending on the radiation emitted and the radiation received, one for the distance provides an output indicative of the reflective surface.

Eine solche Meßeinrichtung ist im Prinzip bereits C-.US der deutschen Auslegeschnft 1 458 834 bekannt. M„,._h j-.ocor qo!J zur Bestimmung des LanzenabTtandes von einer Badoberfläche eine nichtmodulierte Wellenstrahlung aus einem Doppler-Fizeau-Radarsystem Verwendung finden. Da mit einem solchen primär nur Geschwindigkeiten zu ermitteln sind, ist vorgesehen, die ermittelten Geschwindigkeitswerte aus allen Änderungen des Lanzenabstandes in einem Zähler gleknsam zu integrieren und als Ausgangswert für diese Integration eine Anfangsentfernung durch das Fallenlassen einer Kugel in dem Radarstrahl zu gewinnen.Such a measuring device is already known in principle to C-.US of the German Auslegeschnft 1 458 834. M ",. _h j-.ocor qo! J a non-modulated wave radiation from a Doppler-Fizeau radar system can be used to determine the lance distance from a bath surface. Since primarily only speeds can be determined with such a device, it is provided to integrate the determined speed values from all changes in the lance distance in a counter and to obtain an initial distance as a starting value for this integration by dropping a ball in the radar beam.

Eine solche Einrichtung hat naturgemäß mancherlei Nachteile: Zum einen sind bereits das Fallenlassen der Kugel und die dazu erforderlichen Einrichtungen unpraktisch. Zum anderen ist die Fallgeschwindigkeit, aus der ja erst die Weglänge bestimmt werden muß, keine leicht zu ermittelnde Funktion derselben auf Grund von Reibungs- und Dämpfungswiderständen, welche die fallende Kugel vor allem noch innerhalb der Lanze vorfindet. Noch größer wird die Unsicherheit, wenn die fallende Kugel, wie gleichfalls angenommen, zusätzlich vom Druck des Gases angetrieben wird. Als drittes tritt das Reflexionssignal von der fallenden Kugel immer mehr gegenüber demjenigen zurück, welches der Reflexion der Strahlung an der Badoberfläche entstammt, je mehr sich die Kugel dieser nähert. Diese Oberfläche liefert in dieser Hinsicht ein Störsignal, gegenüber dem das Reflexionssignal von der fallenden Kugel vor allem kurz vor deren Auftreffen kaum noch zuverlässig wahrnehmbar sein dürfte. Hinzu kommt, daß auch das Reflexionssignal von der fallenden Kugel selbst im Augenblick des Austritts der letzteren aus der Lanze eine Diskontinuität aufweisen wird, da bis dahin der ausgesandte wie auch der reflektierte Strahl in weit stärkerem Maße gebündelt waren als anschließend. Schließlich wird der Zähler während des Blasvorganges durch Fehlsignale aus umherspritzender Schlacke u. dgl. völlig irritiert, und endlich ist die Bewegungsgeschvvindigkeit der Lanze oder der Badoberfläche während des eigentlichen Meßvorganges um Größenordnungen geringer als diejenige der fallenden Kugel, so daß eine einfache Aufaddierung in dem Zähler kaum in Frage kommt. Ohnehin wird der Zähler nur digitale Geschwindigkeitsinkremente erfassen können, wohingegen auch »unterschwellige« Geschwindigkeiten auf die Dauer zu beträchtlichen Entfernungsänderungen führen können.Such a device naturally has several disadvantages: On the one hand, there is already the dropping the ball and the necessary facilities are impractical. On the other hand is the speed of fall, from which the path length must first be determined, no easy-to-determine function of the same on the basis of friction and Damping resistances, which the falling ball finds mainly within the lance. Yet The uncertainty becomes greater if the falling ball, as also assumed, additionally from Pressure of the gas is driven. Third, there is always the reflection signal from the falling sphere more in relation to that which originates from the reflection of the radiation on the bath surface, the closer the ball approaches it. In this regard, this surface provides an interfering signal, compared to the reflection signal from the falling ball, especially shortly before it hits, hardly any should still be reliably perceptible. In addition, the reflection signal from the falling ball have a discontinuity even at the moment the latter emerges from the lance is, since until then the emitted as well as the reflected beam are bundled to a much greater extent were than subsequently. Finally, the counter is blocked by false signals during the blowing process from splashing slag and the like completely irritated, and finally the speed of movement is the Lance or the bath surface during the actual measuring process is lower by orders of magnitude than that of the falling ball, so that simple addition in the counter is hardly an issue comes. In any case, the counter will only be able to record digital speed increments, whereas even "subliminal" speeds lead to considerable changes in distance in the long run being able to lead.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem bekannten Prinzip einer Entfernungsmessung mittels einer elektromagnetischen Strahlung, erstmals eine wirklich brauchbare Entfernungsmeßeinrichtung für Blaslanzen zu schaffen, d. h. eine solche, die auf verhältnismäßig einfache und betriebssichere Weise jederzeit genaue Werte des Lanzenabstandes liefert.The object of the invention is based on the known principle of distance measurement by means of an electromagnetic radiation, for the first time a really useful distance measuring device for To create blow lances, d. H. one that is relatively simple and reliable delivers exact values of the lance spacing at any time.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektromagnetische Strahlung eine modulierte Wellenstrahlung ist, aus der unmittelbar ein entfernungskritisches Ausgangssignal gewonnen wird, und daß die Blasdüse mit einem nach außen divergierenden Abschnitt einen Teil einer Hornantenne für die Strahlung bildet, an den sich im Inneren der Lanze eine perforierte Strahlungsleitvorrichtung anschließt, deren Perforierung den Gasdurchtritt zu der Düse ermöglicht, ohne einen wesentlichen Anteil derAccording to the invention, this object is achieved in that the electromagnetic radiation is modulated Is wave radiation from which a distance-critical output signal is obtained directly, and that the blow nozzle with an outwardly diverging section is part of a horn antenna forms for the radiation, to which a perforated radiation guiding device is connected inside the lance, the perforation of which enables the gas to pass through to the nozzle without a substantial proportion of the

austreten zu lassen, und die aus einem r besteht, dessen Innendurchmesser demto escape, and which consists of an r, the inner diameter of which is the

durchmesser der Düse entspricht, ntnttsüurui" _{( n} _t„i,i„„„ hp; ,w h;_p Fntnie betrenenuc «ν-i.v..s.—..-.-t,, — ^u--.-*," —: r ^nnesinformation dem Lauizeitunters iiied zwi- ₅ diameter of the nozzle corresponds to, ntnttsüurui " _(n _t" i, i "" hp _{;, wh; p} Fntnie betrenenuc «ν-iv.s. - ..-.- t ,, - ^u --.- *," -: r ^ nnesinformation dem Lauizeitunters iiied between ₅

ίΓη dem ausgesandten und dem empfangenen re- f uierten Wellensignal entstammt, kann entweder Γ rinuierlich erzeugt und frequenzmoduliert sein, K^i dann das Aw>gangssignal ein Schwebungssignal *HSrfreauenzbereich und die Modulationsfrequenz ^im «Sch geringer als die Wiederholfrequenz in dem Tuseangssignal ist, oder sie kann aus Sende-Impulsen rhlltnismäßig kurzer Dauer bestehen, die ent- _n SeS Impulse der reflektierten Strahlung zur ZL· haben, wobei dann das Ausgangssignal unter Rrmittlune des Zeitintervalls zwischen dem jeweiligen Sende-Impuls und dem Impuls der reflektierten Strahlung gewonnen wird.ίΓη the emitted and the received re- f uierten wave signal originates, may be either Γ generated rinuierlich and frequency modulated, K ^ i then the Aw> output signal * HSrfreauenzbereich and the modulation frequency ^{in the} "Sch is less than the repetition frequency in the Tuseangssignal a beat signal, or it may consist of transmit pulses rhlltnismäßig short duration which corresponds SeS _n pulses have the reflected radiation to ZL · wherein the output signal under Rrmittlune the time interval between the respective transmission pulse and the pulse of the reflected radiation is obtained.

In iedem Falle verhindert die konstruktive Ausbildung nach der Erfindung das Auftreten unerwünsch- ao fer Reflexionen an Diskontinuitäten des Strahlenweees innerhalb der Lanze, wobei gleichzeitig eine freizügige, optimale Düsenanordnung und -ausbildungIn either case, the constructive training prevents according to the invention, the occurrence of undesirable ao fer reflections on discontinuities of the radiation inside the lance, while at the same time a revealing, optimal nozzle arrangement and design

""zur weitestgehenden Vermeidung unerwünschter Drosselverluste beträgt der Gesamtquerschnitt der Perforierung der erfindungsgemäß vorgesehenen Strahlungsleitvorrichtung mindestens das Vierfache des engsten Düsenquerschnitts. An das innenseitige Ende der Strahlungsleitvorrichtung kann sich über ein trichterartiges Übergangsstück sogleich eine Hvbrid-Einheit mit einem nachfolgenden Kristalldetektor anschließen, um dem ausgesandten, wie auch dem empfangenen Wellensignal einen langen Weg innerhalb der Lanze zu ersparen."" to avoid undesirable as far as possible Throttling losses is the total cross section of the perforation that is provided according to the invention Radiation guiding device at least four times the narrowest nozzle cross-section. To the inside At the end of the radiation guiding device, a funnel-like transition piece can immediately connect to one another Connect the Hvbrid unit with a subsequent crystal detector to determine the sent out, such as also to save the received wave signal a long way inside the lance.

Mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung kann der Abstand der Lanzenspitze von der Schmelzenoberfläche jederzeit unmittelbar und präzise gemessen werden. Dabei kann auch die Bewegung der Schmelzenoberiläche während des Blasen? festgestellt und in Betracht gezogen werden, zum einen, um die tatsächliche Entfernung der Lanzenspitze von der Schmelze an der Auftreffstelle des Sauerstoff Strahls kennenzulernen, zum anderen, um aus dem Verhalten der Schmelze, d. h. ihrer Bewegungsfrequenz und -amplitude, Rückschlüsse auf den VerfahrensablaufWith the measuring device according to the invention, the distance between the lance tip and the melt surface can be determined can be measured immediately and precisely at any time. The movement of the Melt surface during blowing? detected and to be considered, on the one hand, to the actual distance of the lance tip from the To get to know melt at the point of impact of the oxygen beam, on the other hand, to learn from the behavior the melt, d. H. their movement frequency and amplitude, conclusions on the process sequence

^AucrTkann die Lanzenhöhe und/oder die Blasintensität so gesteuert werden, daß in der Konverterbirne während verschiedener Phasen des Bli.s-Vorganges stehende Wellen mit verschiedenen gewünschten Amplituden auftreten, die einen optimalen Ablauf des Umwandlungsprozesses zur Folge haben. Beispielsweise kann das Entfernungssignal dazu dienen, die Lanze während des Vorzündungsabschnittes in eine solche Position zu führen, bei der die Entfernung des Siliciums im wesentlichen ohne Energieverlust auf Grund einer Durchmischung des Stahls erfolgt, der sich dann einstellen wurde, wenn die Lanzenspitze der Schmelzenoberflache zu 6, nahe stünde. Bei der Schlackenbildung während der ersten Phase des Blasvorganges kann das fcntfernungssignal dazu herangezogen werden, die maximale Amplitude der Schmelzenbewegung so zu bestimmen, daß ein Funkensprühen und Spucken unterbleibt. Im Anschluß an den Vo«undungsabschnitt kann die Lanzenspitze mit Hilfe des hntl in die betreffende Stellung gebracht werden, bei der die Kohlenstoffoxydation am wirksamsten abläuft, während gleichzeitig die Instabilität der wallenden Schmelze in dem Konverter begrenzt ist. Schließlich kann, sofern p._ach Abschluß des Blasvorganges ein nochmaliges Blasen erforderlich sein sollte, die Lanzenspitze vermittels des Entfernungssignals erneut in eine Stellung geführt werden, bei der die Schmelze entweder im wesentlichen nur erhitzt wird, oder in eine solche, bei der zusätzlich zu der Erhitzung wiederum eine Durchmischung stattfindet, je nachdem, wie es für die Erreichung des bestimmten Endkohlenstoffgehaltes und der bestimmten Endtemperatur einer gewünschten Stahlqualität erforderlich sein mag.The lance height and / or the blowing intensity can be controlled so that standing waves with different desired amplitudes occur in the converter bulb during different phases of the blowing process, which result in an optimal course of the conversion process. For example, the distance signal can be used to guide the lance during the pre-ignition section into a position in which the silicon is removed essentially without any loss of energy due to the mixing of the steel, which would occur when the lance tip touched the surface of the melt , would be close. In the case of slag formation during the first phase of the blowing process, the distance signal can be used to determine the maximum amplitude of the melt movement in such a way that sparks and spitting do not occur. Following the mouth section, the lance tip can be brought into the relevant position with the help of the hntl, in which the carbon oxidation takes place most effectively, while at the same time the instability of the flowing melt in the converter is limited. Finally, provided p. _{At the} end of the blowing process, if another blowing is necessary, the lance tip can be moved again by means of the distance signal into a position in which the melt is either essentially only heated, or in one in which, in addition to the heating, mixing takes place again , depending on how it may be necessary to achieve the specific final carbon content and the specific final temperature of a desired steel quality.

Der hierzu verwendete Rechner kann ein Prozeßrechner sein, für den die erfindungsgemäße Meßeinrichtung lediglich einen von mehreren Betriebsparametern liefert. The computer used for this purpose can be a process computer for which the measuring device according to the invention supplies only one of several operating parameters.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind nachfolgend zwei Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren beschrieben. Von diesen zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild der elektronischen Haupteinheiten eines Lanzensteuerungs- und Überwachungssystems unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung in Verbindung mit der betreffenden Blaslanze,To further explain the invention, two exemplary embodiments are combined below described with the figures. Of these, Fig. 1 shows a block diagram of the electronic Main units of a lance control and monitoring system using a measuring device according to the invention in conjunction with the relevant Blow lance,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch die Spitze der Lanze aus F i g. 1 in vergrößertem Maßstab, woraus hervorgeht, wie die elektromagnetische Wellenstrahlung durch eine Blasdüse der Lanzenspitze ausgesandt und empfangen wird,F i g. 2 shows a vertical section through the tip of the lance from FIG. 1 on a larger scale, from which shows how the electromagnetic wave radiation emitted through a blow nozzle of the lance tip and is received,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2,Fig. 3 is a section along the line 3-3 in Fig. 2,

F i g. 4 eine Seitenansicht der Lanzenkopihalterung bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei die elektromagnetischen Wellen der Lanzenspitze auf andere Weise zugeführt werden, und F i g. 4 shows a side view of the lance copy holder in another embodiment of the invention; the electromagnetic waves being supplied to the lance tip in a different manner, and

F i g. 5 einen Längsschnitt durch die Lanzenspitze in der Ausführung nach F i g. 4 in etwas vergrößertem Maßstab, die erkennen läßt, auf welche Weise in diesem Falle die elektromagnetische Wellcnstrahlung durch eine der Biasdüsen hindurchgeleitet wird.F i g. 5 shows a longitudinal section through the lance tip in the embodiment according to FIG. 4 on a slightly enlarged scale that shows how in in this case the electromagnetic wave radiation is passed through one of the bias nozzles.

Die gezeigte Blaslanze 42 ist in einen oben offenen Konverter absenkbar, der die zu blasende Charge, beispielsweise flüssiges Roheisen aus dem Hochofen, das mit Sauerstoff geblasen wird, aufnimmt. Zu diesem Zweck ist die Lanzenkopfhalterung 50 mit einer öse 52 an einem Schlitten aufgehängt, der seinerseits vermittels eines auf eine Trommel aufgewundenen Seiles auf und ab verfahrbar ist.The blowing lance 42 shown can be lowered into a converter that is open at the top, which converts the batch to be blown, for example, liquid pig iron from the blast furnace, which is blown with oxygen, takes up. To this Purpose, the lance head holder 50 is suspended with an eyelet 52 on a carriage, which in turn can be moved up and down by means of a rope wound onto a drum.

Zur präzisen Bestimmung des Abstandes, den die Lanzenspitze 150 von der Oberfläche 44 der in dem Konverter befindlichen Schmelze einnimmt, ist ein Radarsystem mit einem Mikrowelienscnder und -empfänger vorgesehen, in dem eine elektromagnetische Welle erzeugt wird, die durch ein flexibles Koaxialkabel dem Lanzenkopf zugeleitet wird. Genauer gesagt wird diese Welle der Lanzenspitze im Inneren der Lanze zugeleitet und tritt durch eine der Blasdüsen aus, mit denen während des Blasvorganges Sauerstoffslrahlcn hoher Geschwindigkeit gegen die Schmelzenoberflache gerichtet werden. In der Lanzenspitze oder aber im Empfänger des Radarsystems ist des weiteren ein Kristalldetektor vorgesehen, mit dem die an der Schmelzenoberflache reflektierte Welle zusammen mit einem Anteil der ausgesandten Welle aufgefangen werden kann. Sofern die reflektierte Welle bereits in der Lanze selbst empfangenFor precise determination of the distance that the lance tip 150 from the surface 44 of the The melt located in the converter is a radar system with a microwave scanner and receiver provided in which an electromagnetic wave is generated through a flexible coaxial cable is fed to the lance head. More precisely, this wave becomes the tip of the lance inside fed to the lance and exits through one of the blowing nozzles that are used during the blowing process Oxygen jets are directed against the melt surface at high speed. In the tip of the lance or a crystal detector is also provided in the receiver of the radar system the wave reflected on the melt surface together with a portion of the emitted Wave can be caught. Provided that the reflected wave has already been received in the lance itself

und mit der ausgesandten Welle gemischt wird, wird die aus den beiden Wellen hervorgehende Überlagerungsfrequenzkomponente über ein Koaxialkabel dem außerhalb der Lanze befindlichen Empfänger zugeleitet. Dessen Ausgangssignal, das für die Entfernung der Lanzenspitze von der reflektierenden Schmclzenoberfläche bezeichnend ist, gelangt über eine Leitung in den Kommandoraum und gegebenenfalls einen Rechnerraum der Konverteranlage, worin derenand is mixed with the transmitted wave, the superposition frequency component resulting from the two waves becomes fed via a coaxial cable to the receiver located outside the lance. Its output signal, which is used to remove the lance tip from the reflective melt surface is significant, reaches the command room and possibly one via a line Computer room of the converter system, in which their

Rohr 124 durch Abstandsstücke 178 gehalten. Etwas unterhalb des unteren Endes dieses Rohres ist das Koaxialkabel 174 über einen Koaxialkabelanschluß 180' vom Typ N mit einer Mikroweüen-5 Hybrideinheit 182' verbunden (Fig. 2), die einerseits durch eine mittels eines Anschlusses 186 ange brachte Blindbelastung 184 abgeschlosser, ist. Von der Hybrideinheit 182' wird die übertragene elektromagnetische Welle durch Anschlüsse 188 und 190Tube 124 held by spacers 178. Slightly below the lower end of this pipe is the coaxial cable 174 through a coaxial cable connector 180 'of type N with a micro-5 Hybrid unit 182 'connected (Fig. 2), the one hand is terminated by a blind load 184 applied by means of a connection 186. from the hybrid unit 182 'receives the transmitted electromagnetic wave through ports 188 and 190

g,G,

Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen unter- io einem trichterförmigen Koaxialkabel-Übergangsstück gebracht sind. 192 zugeführt. Dieses Übergangsstück, das einen TeilControl and monitoring devices under a funnel-shaped coaxial cable transition piece are brought. 192 supplied. This transition piece that is a part

Die Einzelheiten hiervon gehen beispielsweise aus der Antenne bildet, ist mit dem oberen Ende eines Fig. 1 hervor. Der Sauerstoff wird der Lanze durch perforierten Metallzylinders 194 verbunden, der mit eine Sauerstoffzuführung 114 zugeleitet, von der ein seinem unteren Rand auf der inneren Bodenfläche zentrales Rohr 116 von oben in ein Gehäuse 118 des 15 196 der Lanzenspitze 150 aufsitzt. Der Zylinder 194The details of this go, for example, from the antenna forming that is to the top of one Fig. 1 shows. The oxygen is connected to the lance through perforated metal cylinder 194, which is connected to an oxygen supply 114 is supplied, one of which has its lower edge on the inner bottom surface central tube 116 from above into a housing 118 of the 15 196 of the lance tip 150. The cylinder 194

stellt einen kurzen kreiszylindrischen Wellenleiter dar, mit dem die elektromagnetische Welle von dem Übergangsstück 192 zu dem konvergierenden Abschnitt 164 a der Düse 164 weitergeleitet wird. Vorzugsweise ist der Zylinder 194 in seinem Iwneren mit einer dünnen Schicht gutleitenden Materials, wie z. B. Kupfer, ausgekleidet, um die Wellenleitungs-Verluste möglichst gering zu halten. Seine Perforierung dient dazu, dem durch das Rohr 124 heranff represents a short circular cylindrical waveguide with which the electromagnetic wave from the Transition piece 192 is passed on to the converging section 164 a of the nozzle 164. Preferably the cylinder 194 is in its owner with a thin layer of highly conductive material, such as z. B. copper, lined to keep the waveguide losses as low as possible. Its perforation is used to approach the through the pipe 124

seits mit den Rohren 124 und 128 durch Schweißnähte 152 a und 156 a verbunden, während der Rohrzwischenabschnitt 126 a mit dem Rohr 126 über eine Dehn verbindung 154 a in Verbindung steht.on the other hand connected to the pipes 124 and 128 by welds 152 a and 156 a, while the pipe intermediate section 126 a is connected to the pipe 126 via an expansion connection 154 a.

In dem dargestellten Ausführu^gsbeispiel weist die Lanzenspitze 150 vier Blasdüsen 158, 160, 162 und 164 auf, deren jede einen konvergierenden Abschnitt, wie z. B. den Abschnitt 164 a der Düse 164, einenIn the illustrated embodiment, the lance tip 150 has four blow nozzles 158, 160, 162 and 164, each of which has a converging section, e.g. B. the section 164 a of the nozzle 164, a

Lanzenkopfes hineinführt, in das ferner ein Kühlwasserzuführungsrohr 120 und ein Kühlwasserabführungsrohr 122 münden. Die Lanze 42 selbt besitzt ein
zentrales Sauerstoff rohr 124. das gewöhnlich einen
Durchmesser von etwa 20 cm aufweist, ferner ein
konzentrisch dazu angeordnetes Zwischenrohr 126
mit einem Durchmesser von etwa 25 cm und ein hierzu wiederum konzentrisches Außenrohr 128 von etwa
30 cm Durchmesser. gLance head into which a cooling water supply pipe 120 and a cooling water discharge pipe 122 also open. The lance 42 itself has a
central oxygen tube 124. the usually one
Has a diameter of about 20 cm, also a
Intermediate pipe 126 arranged concentrically therewith
with a diameter of about 25 cm and an outer tube 128, again concentric with this, of about
30 cm in diameter. G

Die in ihrer Gesamtheit mit 150 bezeichnete Lan- "5 geführten Sauerstoff Zutritt zu der Düse 164 zu gezenspitze besteht vorzugsweise aus einem einheit- währen. Die Löcher dieser Perforation sind bezüglichen gegossenen Teil von reinem Kupfer und ist an lieh ihres Durchmessers und Abstandes so gewählt, die unteren Enden von Rohrzwischenabschnitten daß die elektromagnetische Welle im Inneren des 124a, 126a und 128a aus Stahl mittels Schweiß- Zylinders gehalten wird, während der Sauerstoff einen nähten 152, 154 und 156 (Fig. 2) angesetzt. Die 30 möglichst geringen Widerstand findet. Beispielsweise Rohrzwischenabschnitte 124a und 128a sind ihrer- liegt der Lochdurchmesser zwischen 3,2 und 5,1 mm.The Lan- "5, which is designated in its entirety by 150, leads to admission of oxygen to the nozzle 164 to gezenspitze preferably consists of a single unit. The holes in this perforation are related cast part of pure copper and is chosen based on its diameter and spacing, the lower ends of intermediate pipe sections that the electromagnetic wave inside the 124a, 126a and 128a made of steel is held by means of a welding cylinder while the oxygen is a seams 152, 154 and 156 (Fig. 2) applied. The 30 finds the least possible resistance. For example The intermediate pipe sections 124a and 128a are their - the hole diameter is between 3.2 and 5.1 mm.

Naturgemäß wird der Zylinder 194 einen gewissen Druckabfall innerhalb des Sauerstoffstromes zu der Düse hervorrufen, der in der Größenordnung von 35 170 mVmin liegen kann. Daher muß der Zylinder stark genug ausgebildet sein, um dem Druckunterschied standzuhalten. Der größere Druck tritt selbstverständHch auf der Außenseite des Zylinders auf, von wo er bestrebt ist, den Zylinder zusammen-Halsabschniit, z.B. 1646, und einen divergierenden 4° zudrücken. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs-Abschnitt, z.B. 164r, besitzt. Der von oben her in form ist der Zylinder 194 aus Stahl und besitzt eine das zentrale Rohr 124 der Lanze eingeführte Sauer- Wandstärke von 3,2 mm. Seine Perforation kann stoff tritt aus sämtlichen vier Düsen 158, 160, 162 durch Bohren oder Stanzen hergestellt sein. Wird die und 164 in Form von Strahlen hoher Geschwindig- Perforation gestanzt, so können die Löcher rechtkeit, etwa der zweifachen Schallgeschwindigkeit, aus 45 eckig sein, wobei ihre Seiten parallel zur Zylinder- und hat genügend Gewalt, um in der Schmelzenober- achse verlaufen, um dem Sauerstoffstrom einen mögfläche 44 innerhalb des Konverters Krater zu bilden. liehst geringen Widerstand entgegenzusetzen. Es Eine der Blasdüsen, nämlich im gezeigten Fall die kann aber auch der Zylinder 194 aus einem Material Düse 164, findet als Mikrowellenantenne Verwen- mit porösem Gefüge hergestellt sein, das aus metallidung, der eine elektromagnetische Welle durch das 5o sehen Schrotkörnern zusammengesintert ist, um Rohr 124 hindurch zugeführt wird. Die aus der Düse einen siebartigen Zylinder mit einer Porosität vor 164 austretende Wellenstrahlung läuft von der Lan- etwa lO°/o seiner Oberfläche zu bilden. Ein solche; zenspitze 150 nach unten, bis sie auf die Schmelzen- Material besitzt eine glatte Innenfläche, die der oberfläche 44 auftrifft, wird von dieser zum Teil zu- Zylinder besonders geeignet zur Hindurchleitunj rück in die Düse 164 reflektiert, die nun als Emp- 55 elektromagnetischer Wellen ohne Energieverlust ii fangsantenne wirkt, und schließlich dafür verwendet, den höheren Harmonischen macht, wobei gleich ein Entfernungssignal zu liefern, das unmittelbar für zeitig die Herstellungskosten des Zylinders geringe: den Abstand der Lanzenspitze 150 von der reflektie- sind als diejenigen eines Stahlzylinders,
renden Schmelzenoberfläche 44 bezeichnend ist. Die Länge des Zylinders 194 wird so gewählt, dalNaturally, the cylinder 194 will create some pressure drop within the oxygen flow to the nozzle, which may be on the order of 35 170 mVmin. Therefore, the cylinder must be made strong enough to withstand the pressure difference. The greater pressure occurs, of course, on the outside of the cylinder, from where it tends to push the cylinder together-neck portion, e.g. 1646, and a diverging 4 °. According to a preferred embodiment section, for example 164r. The shape of the cylinder 194 from above is made of steel and has a Sauer wall thickness of 3.2 mm introduced into the central tube 124 of the lance. Its perforation can be fabricated from all four nozzles 158, 160, 162 by drilling or punching. If the and 164 are punched in the form of high-speed perforations, the holes can be square, about twice the speed of sound, from 45, with their sides parallel to the cylinder and has enough force to run in the melt surface, in order to create a possible area 44 for the oxygen flow inside the converter. allows little resistance to be opposed. One of the blow nozzles, namely in the case shown, the cylinder 194 can also be made of a material nozzle 164, is used as a microwave antenna with a porous structure made of metal cladding, which is sintered together an electromagnetic wave through the shot grains Tube 124 is fed through. The wave radiation emerging from the nozzle, a sieve-like cylinder with a porosity before 164, runs from the surface to form about 10% of its surface. One such; zspitze 150 down until it touches the melt material has a smooth inner surface, which meets the surface 44, is reflected by this cylinder particularly suitable for passing back into the nozzle 164, which is now received as 55 electromagnetic waves without loss of energy ii the catching antenna works, and finally used to make the higher harmonic, immediately delivering a distance signal that is immediately lower for the production costs of the cylinder: the distance of the lance tip 150 from which are reflected than those of a steel cylinder,
renden melt surface 44 is indicative. The length of the cylinder 194 is chosen so that

Genauer gesagt wird eine elektromagnetische Welle ^6o der Sauerstoff zu der Düse 164 mit einem annehm durch einen aus einem Mikrowellengenerator be- bar geringen Druckabfall gelangen kann. Beispiels stehenden Sender 170 (Fig. 1) erzeugt und über ein weise kann ein Stahlzylinder eine perforierte Läng Koaxialkabel 84 einer Koaxialkabelverbindung 172 von 207 mm aufweisen, in der 960 Löcher voi zugeführt, die in der Wand des zentralen Rohres 116 3,2 mm 0 symmetrisch angeordnet sind. Selbstver der Sauerstoffzuführung 114 angebracht ist. Von dort 65 ständlich können auch andere Verhältnisse voi läuft ein weiteres Koaxialkabel 174 im Inneren der Zylinderlänge zu Lochzahl Verwendung finden, so Rohre 116 und 124 nach unten, das durch ein enges lange der Gesamtquerschnitt der Löcher zumindes Rohr 176 geschützt ist. Das Rohr 176 ist in dem dem Vierfachen desjenigen im Halsabschnitt 164More specifically, it becomes an electromagnetic wave ^{60 that allows} oxygen to travel to the nozzle 164 with a presumably small pressure drop that can be achieved by a microwave generator. Example standing transmitter 170 (Fig. 1) is generated and a steel cylinder can have a perforated longitudinal coaxial cable 84 of a coaxial cable connection 172 of 207 mm, in the 960 holes voi fed, the in the wall of the central tube 116 3.2 mm 0 are arranged symmetrically. Selbstver the oxygen supply 114 is attached. From there 65, of course, another coaxial cable 174 runs inside the cylinder length to the number of holes, so tubes 116 and 124 downwards, which is protected by a narrow, long overall cross-section of the holes at least tube 176. The tube 176 is four times that in the neck portion 164

der Düse entspricht. Vorzugsweise wird der Zylinder, wie gezeigt, in der Lanzemspitze durch einen von deren Bodenfläche 196 ausgehenden Kragen 198 gehalten, an dem der Zylinder längs der Naht 200 angeschweißt oder angelötet ist. Dieser Kragen besitzt Durchbrechungen 202, um den Zutritt des Sauerstoffes zu dem Zylinder möglichst wenig zu behindern. corresponds to the nozzle. Preferably, as shown, the cylinder is in the lance tip by one of the base surface 196 of which extends outward from the collar 198, to which the cylinder is welded along the seam 200 or is soldered on. This collar has openings 202 to allow oxygen to enter to obstruct the cylinder as little as possible.

Da der Zylinder 194 jedoch notwendigerweise eine gewisse Behinderung des i>auerstoffstromes zu der Düse 164 darstellt, würden die von der Lanzenspitze ausgehenden Sauerstoffstrahlen dazu neigen, insbesondere die unterste symmetrische Schwingungsart in der Schmelze anzuregen, was wiederum zu einem Überschwappen oder Spucken des Konverters führen könnte. Hinzu kommt, daß bei einer solch unsymmetrischen Strahlverteilung eine seitlich gerichtete Kraftkomponente an der Lanze wirksam würde, welche bestrebt wäre, die Lanze von der Mittellinie des Konverters wegzuführen. Um dies zu verhindern, ist der Eintritt zu der der Düse 164 diametral gegenüber liegenden Düse 162 ebenfalls durch einen perforierten Metallzylinder 240 behindert, der im wesentlichen gleich wie der Zylinder 194 ausgebildet, jedoch an seinem oberen Ende durch ein einfache Deckplatte 242 verschlossen ist. Der Zylinder 240 ist ebenfalls durch einen gebogenen Kragen 244 gehalten, der dem Kragen 198 in Verbindung mit dem Zylinder 194 entspricht. Die aus den übrigen beiden Düsen 158 und 160 austretenden Saucrstoffstrahlen stehen von vornherein miteinander im Gleichgewicht, so daß diese Düsen keiner besonderer Drosselorgane bedürfen. Findet indessen eine Sauerstofflanze mit nur drei Blasdüsen Verwendung, so sollten alle drei Düsen in ähnlicher Weise ausgestattet werden, wie dies im Zusammenhang mit der Düse 162 beschrieben wurde.However, since the cylinder 194 necessarily has a certain impediment to the flow of oxygen to the As nozzle 164 represents, the oxygen jets emanating from the lance tip would tend to, in particular to stimulate the lowest symmetrical mode of oscillation in the melt, which in turn leads to a The converter could result in spilling or spitting. In addition, with such an unsymmetrical Beam distribution a laterally directed force component would act on the lance, which would strive to lead the lance away from the center line of the converter. To prevent this, the inlet to the nozzle 162 diametrically opposite the nozzle 164 is also through a perforated one Metal cylinder 240 hindered, which is formed essentially the same as the cylinder 194, however, it is closed at its upper end by a simple cover plate 242. The cylinder 240 is also held by a curved collar 244, which corresponds to the collar 198 in connection with the cylinder 194. The one from the other two Nozzles 158 and 160 exiting oxygen jets are in equilibrium from the start, so that these nozzles do not require any special throttling devices. Meanwhile finds an oxygen lance use only three air nozzles, so all three nozzles should be equipped in a similar manner to how this has been described in connection with the nozzle 162.

Die durch den Zylinder 194 nach unten weitergeleitete elektromagnetische Welle pflanzt sich anschließend durch den konvergierenden, den Hals- und den divergierenden Abschnitt der Düse 164 fort und wird in Form eines gerichteten Mikrowellensignals von der Lanzenspitze 150 in Richtung der Düsenachse abgestrahlt. Die von der Schmelzenoberfläche 44 innerhalb des Konverters reflektierte Welle tritt zum Teil wiederum in die Düse 164 ein, durch die sie in Verbindung mit dem Zylinder 194 nach oben geleitet wird zu dem trichterförmigen Übergangsstück 192, so daß am Ausgang 204 der Hybrideinheit 182' ein Mischsignal entsteht. Dieses Mischsignal aus der reflektierten Welle umd einem kleinen Anteil der ausgesandten Welle wird über einen Anschluß einem Kristalldetektor 2OiI zugeleitet. Das Ausgangssignal dieses Kristalldetektors gelangt über einen Anschluß 210 zu einem Koaxialkabel 212, das sich durch das Rohr 176 innerhalb der Lanze 42 nach oben erstreckt, zu dem anderen Eingang der Koaxialkabelverbindung 172 am Lanzenkopf (Fig. 1). Durch diese Koaxialkabelverbindung steht das Kabel 212 mit einem flexiblen Koaxialkabel 86 in Verbindung, das zu dem Mikrowellenempfänger 214 führt. Wie vorausgehend bereits erwähnt, kann der Kristalldetektor 208 auch außerhalb der Lanze, bei dem Empfänger 214, vorgesehen sein, nämlich wenn das reflektierte und das Lecksignal aus dem ausgesandten Signal vom Ausgang 204 der Hybrideinheit 182' unmittelbar über die Koaxialkabel 212 und 86 weitergeieitel werden. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß unerwünschte Signale, die am Ausgang der Hybrideinheit erscheinen mögen, bei der Übertragung zu dem Kristalldetektor 208 verlorengehen. In dem Empfänger 214 wird das über das Kabel 86 empfangene Signal verarbeitet, um daraus ein Ausgangssignal zu gewinnen, welches der Entfernung zwischen der Lanzenspitze 150 und der reflektierenden Oberfläche 44 der Schmelze proportional ist. Dieses sogenannte Entfernungssignal wird über eine Leitung 88 auf eine Entfemungsanzeigeeinrichtung 220 in den Kommandoraum 90 gegeben.The electromagnetic wave transmitted downward through the cylinder 194 then plants itself through the converging, throat, and diverging sections of nozzle 164 and is in the form of a directed microwave signal from the lance tip 150 in the direction of the nozzle axis radiated. The wave reflected from the melt surface 44 within the converter occurs partly in turn into the nozzle 164, through which it in connection with the cylinder 194 upwards is passed to the funnel-shaped transition piece 192, so that at the output 204 of the hybrid unit 182 'a mixed signal is generated. This mixed signal from the reflected wave and a small proportion of the The emitted wave is fed to a crystal detector 20iI via a connection. The output signal this crystal detector reaches a connection 210 to a coaxial cable 212, which is up through tube 176 within lance 42 to the other entrance of the coaxial cable connection 172 on the lance head (Fig. 1). The cable stands through this coaxial cable connection 212 in connection with a flexible coaxial cable 86 which leads to the microwave receiver 214. As already mentioned above, the crystal detector 208 can also be used outside the lance, in the case of the Receiver 214, be provided, namely when the reflected and the leak signal from the transmitted Signal from output 204 of hybrid unit 182 'is passed on directly via coaxial cables 212 and 86 will. Such an arrangement has the advantage that undesired signals at the output may appear to the hybrid unit will be lost in transmission to the crystal detector 208. In the receiver 214, the signal received via the cable 86 is processed in order to receive a To gain output signal, which is the distance between the lance tip 150 and the reflective Surface 44 is proportional to the melt. This so-called distance signal is transmitted via a line 88 given to a distance display device 220 in the command room 90.

Dort befindet sich gegebenfalls auch noch ein herkömmlicher Lanzentrommelstellungsanzeiger222, der die jeweilige Stellung der Lanzentrommel anzeigt, mit der die Lanze 42 auf und ab verfahrbar ist. Indessen ist die Anzeige eines solchen Lanzentrommelstellungsanzeigers stets mit Fehlern behaftet, die hauptsächlich auf die Dehnung des Seils, aber auch auf die thermische Verlängerung der Lanze selbst beim Einführen in den Konverter zurückzuführen sind. Darüber hinaus wird die tatsächliche Entfernung der Lanzenspitze 150 von der Schmelzenoberfläche 44 schon allein deshalb durch den Lanzentrommelstellungsanzeiger nicht wahrheitsgemäß angezeigt, weil der Verlauf der Schmelzenoberfläche in Abhängigkeit von vielen Faktoren, wie z. B. der Menge und der Art des eingesetzten Eisenschrotts, der Dicke der feuerfesten Auskleidung des Konverters und der Ansammlung von Kalk am Boden des Konvertes variiert.A conventional lance drum position indicator 222, the indicates the respective position of the lance drum with which the lance 42 can be moved up and down. Meanwhile the display of such a lance drum position indicator is always fraught with errors that mainly on the elongation of the rope, but also on the thermal extension of the lance itself when inserted into the converter. In addition, the actual distance will be the lance tip 150 from the melt surface 44 by the lance drum position indicator for that reason alone not displayed truthfully because the course of the melt surface is dependent many factors such as B. the amount and type of scrap iron used, the thickness of the refractory lining of the converter and the accumulation of lime at the bottom of the converter varies.

Die Entfemungsanzeigeeinrichtung 220 liefert demgegenüber eine wahre Anzeige des jeweiligen Abstandes der Lanzenspitze von der reflektierenden Oberfläche. Diese kann nun dazu dienen, den Lanzentrommelstellungsanzeiger 222 zu eichen, sofern mit dessen Hilfe (wie durch die gestrichelte Wirkungslinie 223 in F i g. 1 angedeutet) die Lanzenkransteuerung 224, die Bunker 226 für die Zuschlagstoffe und das Sauerstoffventil 228 für die Lanze in der herkömmliehen Weise von Hand gesteuert werden soll. Zum gleichen Zweck kann das kontinuierlich anfallende Entfernungssignal natürlich auch selbst herangezogen werden. Vor allem aber kann mit diesem präzisen, kontinuierlichen Entfernungssignal jedoch auch ein Prozeßrechner 230 innerhalb des Rechnerraumes 92 gespeist werden, der beispielsweise von derjenigen Art ist, wie sie in dem Aufsatz »Dynamic Control of Basic Oxygen Steel Process« von Keenan, Carlson und M art ζ in »Instruments and Control Systems«, Mai 1967, S. 139 bis 144, beschrieben ist. Ein solcher Rechner arbeitet mit Daten, die aus einei chemischen Analyse der Abgase aus dem Konvertei sowie einer Messung der Badtemperatur unter Verwendung eines Eintauch-Thermoelements stammen und steuert die Lanzenstellung ebenso wie die Sauer stoffzufuhr, um die gewünschte Endtemperatur um den gewünschten Endkohlenstoffgehalt für eine ge wünschte Stahlsorte zu erhalten. Unter Verwendunj des auf die erfindungsgemäße Weise erhaltenen Ent fernungssignals ist der Rechner 230 in der Lage, dei Prozeß genauer und mit besserer Wiederholbarkei in den einzelnen Hitzen zu steuern. Dabei kann ihn ein zutreffendes Entfernungssignal auch dann noci zugeführt werden, wenn die aus den Blasdüsen ISi bis 164 hervorgehenden Sauerstoffstrahlen in de Schmelzenoberfläche 44 Krater erzeugen oder wen: sich die Schmelze innerhalb des Konverters in hefti wallender und brodelnder Bewegung befindet.In contrast, the distance display device 220 delivers a true indication of the respective distance of the lance tip from the reflective surface. This can now be used to calibrate the lance drum position indicator 222, if with its help (as indicated by the dashed line of action 223 in FIG. 1) the lance crane control 224, the bunker 226 for the aggregates and the oxygen valve 228 for the lance in the conventional Way should be controlled by hand. For the same purpose, the continuously accumulating Distance signal can of course also be used. But above all, with this precise, However, a process computer 230 within the computer room 92 is also used for the continuous distance signal be fed, which is, for example, of the kind as described in the essay »Dynamic Control of Basic Oxygen Steel Process "by Keenan, Carlson and M art ζ in" Instruments and Control Systems ", May 1967, pp. 139-144. Such a computer works with data from one chemical analysis of the exhaust gases from the converter as well as a measurement of the bath temperature using an immersion thermocouple and controls the lance position as well as the Sauer material supply to the desired final temperature to the desired final carbon content for a ge desired steel grade to be obtained. Using the Ent obtained in the manner according to the invention distance signal, the computer 230 is able to process the process more precisely and with better repeatability to control in the individual heats. An appropriate distance signal can then also noci it are supplied when the from the air nozzles ISi up to 164 resulting oxygen jets create 44 craters in the melt surface or who: the melt inside the converter is in violent surging and seething motion.

609 608'4V609 608'4V

Treffen die Sauerstoffstrahlen auf die Schmelze auf, so erzeugen sie einen Schleier oder Nebel von Stahl- und/oder Schlackentröpfchen, von denen ein Teil durch die Strahlen wieder angesaugt und in die Schmelze zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird der Schmelze durch die Sauerstoffstrahlen periodisch Energie zugeführt, die zu einer Schwingbewegung der Schmelze innerhalb der Konverterbirne führt. Je nach der Gewalt, mit der die Strahlen auftreffen, kann die Amplitude der Schwingbewegung so groß werden, daß das System unstabil wird und der Konverter spuckt oder überschwappt. Andererseits kann unter dem Einfluß einer Strahlnickkopplung sich der Druckabfall in den Blasdüsen plötzlich verringern, was zu einem merklichen Abnehmen der Schwingungsamplitude in der Schmelze führt.If the oxygen jets hit the melt, they create a veil or mist of Steel and / or slag droplets, some of which are sucked back in by the jets and into the Melt is returned. In this way, the melt becomes periodic through the oxygen jets Energy is supplied, which leads to an oscillating movement of the melt within the converter bulb. Ever after the force with which the rays strike, the amplitude of the oscillating movement can be so great, that the system becomes unstable and the converter spits or spills over. On the other hand, under The pressure drop in the air nozzles suddenly decreases under the influence of a nodal coupling, which leads to a noticeable decrease in the oscillation amplitude in the melt.

Die unmittelbare, genaue und laufende Messung von Veränderungen des Schmelzenspiegels in der Umgebung der Krater mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung liefert indessen einen neuen Steuerungs- bzw. Regelparameter, der zur Steuerung bzw. Korrektur des Prozesses herangezogen werden kann, und trägt somit zu einer möglichst rationellen Stahlgewinnung im Sauerstoffblasverfahren bei. In diesem Zusammenhang ist von Interesse, daß das laufend gewonnene Entfernungssignal der Erfindung Frequenzkomponenten enthält, die den einzelnen Schwingungsarten der Schmelze innerhalb des Konverters entsprechen, so daß die Amplituden dieser einzelnen Schwingungskomponenten im Vergleich zueinander Aufschluß über die bestmögliche Verfahrensführung zu einzelnen Zeitpunkten während des Blasvorganges geben. Weiterhin kann durch laufende Steuerung der Sauerstoffzufuhr zu der Lanze die Amplitude der Schwingungsbewegungen auf einer bestimmten Höhe gehalten werden, weiche die beste Mischwirkung zur Folge hat, um den Prozeß abzukürzen, ohne Instabilitäten in der Schmelze hervorzurufen, die zu einem Spucken und Überschwappen führen könnten. Ferner können Unterschiede in der Energieverteilung zwischen den einzelnen durch das Entfernungssignal ermittelten Schwingungskomponenten der Schmelze zu Steuerungszwecken ausgenutzt werden.The immediate, accurate and ongoing measurement of changes in the melt level in the Environment of the crater with the measuring device according to the invention, however, provides a new control or control parameters that can be used to control or correct the process, and thus contributes to the most efficient steel production possible using the oxygen blowing process. In this It is of interest that the continuously obtained range signal of the invention has frequency components contains the individual types of vibration of the melt within the converter correspond so that the amplitudes of these individual vibration components in comparison to each other Information about the best possible procedure at individual points in time during the blowing process give. Furthermore, by continuously controlling the oxygen supply to the lance, the amplitude of the Vibrational movements are kept at a certain level, the best mixing effect for soft Has consequence to shorten the process without causing instabilities in the melt that lead to a Spitting and spilling over. There can also be differences in energy distribution between the individual oscillation components of the melt determined by the distance signal Control purposes are exploited.

Beispielsweise wird zu Beginn einer Hitze der Hautpanteil der Schwingungsenergie in dem Schwingungsmodus mit der niedrigsten Frequenz konzentriert sein, da der im Konverter vorhandene, noch ungeschmolzene Schrott auf die höherfrequenten Schwingungskomponenten verstärkt dämpfend wirkt. In dem Maße jedoch, in dem der Schrott schmilzt und sich Schlacke bildet, wird mehr Energie in den höherfrequenten Schwingungsmoden vorhanden sein. Durch Analyse der Amplituden der einzelnen Schwingungsmoden in dem Entfernungssignal sowie deren Veränderung während des Prozesses können somit zusätzliche Informationen über den Prozeßablauf erhalten werden.For example, at the start of a heat, the main portion of the vibration energy becomes in the vibration mode be concentrated at the lowest frequency, since the one present in the converter is still unmelted scrap has an increased damping effect on the higher-frequency vibration components. However, as the scrap melts and slag forms, more energy is put into the higher frequency vibration modes may be present. By analyzing the amplitudes of the individual vibration modes in the distance signal and its change during the process can thus additional information about the process flow can be obtained.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die mit Vorteil bei Verwendung einer gepulsten Wellenstrahlung Anwendung findet, da mit ihr Diskontinuitäten und Energieverluste auf Grund von Impulsstreuung und Vielfachabstrahlung auf ein Minimum reduziert werden. Hier befindet sich ein Gehäuse 300 a außerhalb der Blaslanze 42 auf der Lanzenkopfhalterung 50, wo es durch Halteglieder302α und 304a befestigt ist. Es enthält eine Stromversorgung, einen Kurzimpulssender, eine Hybrideinheit und ein. η Vorverstärker.The F i g. Figures 4 and 5 show a further embodiment of the invention which is advantageous in use a pulsed wave radiation is used because with it discontinuities and energy losses can be reduced to a minimum due to pulse scattering and multiple emissions. Here is a housing 300 a outside the blowing lance 42 on the lance head holder 50, where it is secured by retaining members 302α and 304a. It contains a power supply, a short pulse transmitter, a hybrid unit and a. η preamplifier.

Die jenseits einer Abdichtung 328 am Ausgang eines Wellenleitungsabschnittes 324 a auftretenden Wellen werden durch ein Verschlußstück 340' hindurch in das Innere eines Rohrleitungsendstücks 326 einge-The waves occurring beyond a seal 328 at the exit of a waveguide section 324 a are inserted through a closure piece 340 'into the interior of a pipe end piece 326.

führt, von wo sie durch Wellenleitungsabschnitte 342', 344', 346' usw. innerhalb eines Rohrzweiges 112 der Sauerstoffzuführung 1114 weitergeleitet werden. Diese Wellenleitungsabschnitte, die in der Regel einen zylindrischen Querschnitt besitzen, sind ge-leads from where it through waveguide sections 342 ', 344', 346 'etc. within a pipe branch 112 of the oxygen supply 1114 are passed on. These waveguide sections, as a rule have a cylindrical cross-section, are

eignet, jede Art elektromagnetischer Wellen unter geringstmöglichem Verlust zu übertragen. Sie setzen sich durch die Sauerstoffzuführung 114 und das anschließende Rohr 116 hindurch fort bis zum oberen Ende des Sauerstoffrohres 124, das sie in seinersuitable for transmitting any type of electromagnetic waves with the least possible loss. you put continues through the oxygen supply 114 and the adjoining pipe 116 to the upper one End of the oxygen tube 124 that she is in his

Mitte weiter nach unten durchlaufen bis zur Lanzenspitze. Sie können auf jede geeignete Weise gehalten werden, wie z. B. durch Abstandsstücke 348 und 350, die im Inneren des Rohrzweiges 112 gezeigt sind, sowie durch Abstandsstücke 352 innerhalb des Rohres 116 und Abstandsstücke 360 in dem Rohr 124, und sollten einen teleskopartigen Dehnungsabschnitt enthalten, um der thermischen Ausdehnung der Lanze 42 Rechnung zu tragen.Continue down the middle to the tip of the lance. They can be kept in any suitable way become, such as B. by spacers 348 and 350 shown inside the pipe branch 112 are, as well as by spacers 352 within the tube 116 and spacers 360 in the tube 124, and should include a telescopic expansion section to accommodate thermal expansion the lance 42 to take into account.

Nahe der Lanzenspitze ist der dort auftretendeNear the tip of the lance is the one that occurs there

»5 Wellenleitungsabschnitt 354 mit einem abgekröpften Abschnitt 356 verbunden, der am oberen Ende eines perforierten Metallzylinders 194 a aufsitzt, welcher vollkommen dem in Fig. 2 gezeigten Zylinder 194 entspricht. Ein ähnlicher perforierter Zylinder 240a»5 Waveguide section 354 with a cranked one Section 356 connected, which is seated at the upper end of a perforated metal cylinder 194 a, which corresponds completely to the cylinder 194 shown in FIG. A similar perforated cylinder 240a

ist in Verbindung mit der diametral gegenüberliegenden Blasdüse 162 vorgesehen, so daß die beiden Düsen 162 und 164 miteinander im Gleichgewicht befindliche Sauerstoffstrahlen ergeben, wie dies gleichfalls vorausgehend in Verbindung mit F i g. 2is provided in connection with the diametrically opposed blow nozzle 162 so that the two Nozzles 162 and 164 result in equilibrium jets of oxygen like this also previously in connection with FIG. 2

beschrieben wurde. Die durch den Wellenleitungsabschnitt 354 hindurch übertragene Wellenenergie passiert am Ende des Abschnittes 356 eine für elektromagnetische Wellen durchlässige Abdichtung 358, die das obere Ende des Zylinders 194 a von demhas been described. The wave energy transmitted through the waveguide section 354 passes at the end of the section 356 a seal 358 permeable to electromagnetic waves, which the upper end of the cylinder 194 a of the

Inneren der Wellenleitung trennt, so daß kein Sauer- l™ ^dort eintreten kann. Zu den Zylindern 194 α und 240 a gelangt der Sauerstoff indessen auf die gleiche Weise, wie vorher in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Auch wird die elektromagnetische Wellen-Interior of the shaft line separates so that no oxygen can enter l ™ ^dor t. In the meantime, the oxygen reaches the cylinders 194 α and 240 a in the same way as previously described in connection with FIG. The electromagnetic wave

energie durch den Zylinder 194 a und die Blasdüse 164 wcitergeleitet und nach Reflexion an der Schmelzenoberfläche zurück zu dem Vorverstärker in dem Oehäuse 300 a geführt.Energy passed through the cylinder 194 a and the blow nozzle 164 and after reflection on the melt surface led back to the preamplifier in the housing 300 a.

Zwar ist die hier beschriebene Anordnung irAlthough the arrangement described here is ir

Mg. 5 mit vier Blasdüsen gezeigt, doch versteht es sich, daß sie, wie auch die vorausgehend beschrie bene, ebensogut auch bei einer Sauerstofflanze mi weniger Blasdüsen, gegebenenfalls nur einer Blas· düse in der Mitte der Lanzenspitze, Anwendung finMg. 5 shown with four blow nozzles, but understand it that, like the one described above, it works just as well with an oxygen lance fewer air nozzles, possibly only one air nozzle in the middle of the lance tip, application fin

den kann. Im letzteren Fall entfällt selbstverständ Hch der abgekröpfte Abschnitt 326, und der Ab schnitt 354 führt unmittelbar an den Zylinder 194< heran, der dabei ebenso wie die Blasdüse zentra angeordnet ist. Eine solche Ausführungsform hat der vorteil, daß die gesamte von dem Sender erzeugt« wellenenergie von der einzigen Blasdüse, welche di< Antenne bildet, unter geringstem Energieverlust unc geringsten Reflexionserscheinungen ausgestrahlt wird hinzu kommt hier bei der vorausgehend beschrie Denen „us.ührungsform, daß die Abstände zwischer den bende- und Empfangssignalen zumindest dei Ä^eteü ^anZenlänSe entsprechen. Auf diese Weis« die Schwierigkeit, extrem kurze Laufzeitcan. In the latter case, the cranked section 326 is of course omitted, and the section 354 leads directly to the cylinder 194, which, like the blower nozzle, is arranged centrally. Such an embodiment has the advantage that all of the wave energy generated by the transmitter is emitted by the single blow nozzle, which forms the antenna, with the lowest possible loss of energy and the lowest possible reflection phenomena zwischer distances correspond to the bende- and receive signals at least dei ^ete Ä ü ^anZenlän Se. In this way «the difficulty, extremely short term

Intervalle zu erfassen. Obgleich eine gewisse Impulsverlängerung dadurch zu erwarten ist, daß die Impulse über die verhältnismäßig lange Wellenleitung nach den F i g. 4 und 5 übertragen werden, stört dies nicht, wenn die Impulse nicht außerordentlich dicht aufeinanderfolgen. Erforderlichenfalls kann nur jeweils die vordere Impulsflanke verwendet werden, was dem Fachmann geläufig ist.Record intervals. Although a certain pulse lengthening it is to be expected that the impulses over the relatively long waveguide according to the F i g. 4 and 5 are transmitted, this does not matter if the pulses are not extremely dense successive. If necessary, only the leading pulse edge can be used, what is familiar to the expert.

Selbstverständlich kann auch die Anordnung nachOf course, the arrangement can also be according to

Fi g. 4 und 5 ebenso wie diejenige nach den Fig. ! bis 3 mit einem frequenzmodulierten, ungedämpften Wellensignal Anwendung finden. Bei einem solchen System kommt eine Impulsverlängerung von vornherein nicht in Betracht. Andererseits ist ein etwas stärkeres Sendesignal erforderlich, um nach Durchlaufen der verhältnismäßig langen Wellenleitung noch ein hinreichend starkes reflektiertes Signal im Kristalldetektor zu empfangen.Fi g. 4 and 5 as well as that according to the figures! to 3 with a frequency-modulated, undamped wave signal are used. With one of these In the system, pulse lengthening is out of the question. On the other hand, a is something stronger transmission signal required after passing through the relatively long waveguide to receive a sufficiently strong reflected signal in the crystal detector.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Meßeinrichtung für Blaslanzen zur Bestimmung der Entfernung der Lanzenspitze von einer reflektierenden Oberfläche, insbesondere der Schmelzenoberfläche bei der Stahlgewinnung im Sauerstoffaufblasverfahren, unter Verwendung einer elektromagnetischen Strahlungsquelle in Verbindung mit einer Richtvorrichtung, von wel- i» eher die elektromagnetische Strahlung aus dieser Strahlungsquelle durch eine Blasdüse hindurch gegen die reflektierende Oberfläche gerichtet wird, eines Empfängers zum Auffangen zumindest eines Teils der dort reflektierten Strahlung und einer ¹S Einrichtung, die in Abhängigkeit von der ausgesandten und der aufgefangenen Strahlung ein für die Enifernung der reflektierenden Oberfläche bezeichnendes Ausgangssignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro- ^ao magnetische Strahlung eine modulierte Wellenstrahlung ist, aus der unmittelbar ein entfernungskritisches Ausgangssignal gewonnen wird, und daß die Blasdüse (164) mit einem nach außen divergierenden Abschnitt (164 c) einen Teil einer ^a5 Hornantenne für die Strahlung bildet, an den sich im Inneren der Lanze (42) eine perforierte Strahlungsleitvorrichtung (194,194 a) anschließt, deren Perforierung den Gasdurchtritt zu der Düse ermöglicht, ohne einen wesentlichen Anteil der Strahlung austreten zu lassen, und die aus einem Hohlzylinder besteht, dessen Innendurchmesser dem Eintrittsdurchmesser der Düse entspricht.1. Measuring device for blowing lances to determine the distance of the lance tip from a reflective surface, in particular the melt surface in steel production in the oxygen inflation process, using an electromagnetic radiation source in connection with a straightening device, from which the electromagnetic radiation from this radiation source through a is blow nozzle through directed against the reflective surface of a receiver for capturing at least in a part of the reflected there radiation and a ¹ S means for providing a function of the transmitted and of the collected radiation a signal indicative of the Enifernung the reflecting surface of the output signal by that the electro-magnetic radiation ^ao is a modulated wave radiation, a direct distance critical output signal is obtained from, and in that the blast nozzle (164) having a diverging outwardly section (164 c) forms part of ^a 5 horn antenna for the radiation, to which a perforated radiation guiding device (194, 194 a) is connected inside the lance (42), the perforation of which allows gas to pass through to the nozzle without a substantial proportion of the radiation escaping to let, and which consists of a hollow cylinder, the inner diameter of which corresponds to the inlet diameter of the nozzle. 2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der ³^ Perforierung der Strahlungsleitvorrichtung (194, 194 a) mindestens das Vierfache des engsten Düsenquerschnitts beträgt.2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the total cross section of the ³ ^ perforation of the radiation guide device (194, 194 a) is at least four times the narrowest nozzle cross section. 3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an das innenseitige Ende der Strahlungsleitvorrichtung (194) über ein trichterartiges Übergangsstück (192) eine Hybrideinheit (182') und an deren empfangsseitigen Ausgang ein Kristalldetektor (208) anschließt. *53. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that on the inside End of the radiation guide device (194) via a funnel-like transition piece (192) a Hybrid unit (182 ') and a crystal detector (208) connected to its output on the receiving side. * 5