DE2239216A1 - ARRANGEMENT AND PROCEDURE FOR DETERMINING THE SUBMERGED DEPTH OF A LANCE - Google Patents

Description

DR.-ING. H. KINKELDEYDR.-ING. H. KINKELDEY

DR.-INQ. W. STOCKMAIR, Ae. E. kauf. inst, of technj PATENTANWÄLTEDR.-INQ. W. STOCKMAIR, Ae. E. purchase. inst, of technj PATENT LAWYERS

Maximilianslrnßo 43 Telefon 2971 00/29 ί744 Telf.gramme Monopol· München Telex 05-23380 ■ ■ _Maximilianslrnßo 43 Telephone 2971 00/29 ί744 Telf.gramme Monopol · Munich Telex 05-23380 ■ ■ _

P 4-938P 4-938

9. August 1972 August 9 , 1972

Allegheny Lualum Industries, Inc.Allegheny Lualum Industries, Inc.

Oliver BuildingOliver Building

.Pittsburgh, Pennsylvania 15222.Pittsburgh, Pennsylvania 15222

USAUnited States

Anordnung und Verfahren zum Ermitteln der Eintauchtiefe einer LanzeArrangement and method for determining the immersion depth of a lance

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Anordnung und auf ein Verfahren zum Ermitteln der Eintauchtiefe einer Blaslanze in einer Metallschmelze.The invention "relates to an arrangement and to a Method for determining the immersion depth of a blowing lance in a molten metal.

Verschiedene metallurgische Prozesse erfordern bekanntlich die Zufuhr eines Gases auf die Oberfläche einer^ Metallschmelze oder in diese hinein, um in der Schmelze enthaltene Verunreinigungen unter Bildimg flüchtiger Reaktionsprodukte jnit derIt is known that various metallurgical processes require the supply of a gas to the surface of a molten metal or into them to remove impurities contained in the melt with the formation of volatile reaction products with the

Gasphase reagieren zu lassen. Derartige Verfahren finden U.A. zum Desilizieren, Entgasen und Entkohlen von Metallschmelzen Anwendung. Beim basischen Sauerstoffverfahren wird der zum Frischen verwendete Sauerstoff in Form eines aus einer über dem Spiegel der Schmelze angeordneten Lanze austretenden Strahls zugeführt. Bei der gegenseitigen Einwirkung zwischen dem Sauerstoffstrahl und der Metallschmelze kommt es zur Oxydation von Kohlenstoff und anderen mit dem Sauerstoff chemisch reaktionsfähigen Elementen. Das Blasen von Sauerstoff oder einem anderen Reaktionsgas auf die Oberfläche einer Metallschmelze führt jedoch zu erheblichem Spritzen und Schwappen des flüssigen Metalls im Reaktionsgefäß und zu unerwünschter Oxydation von nützlichen Legierungsbestandteilen.To let the gas phase react. Such methods find U.A. for desilication, degassing and decarburization of molten metal Use. In the basic oxygen process, the becomes Fresh used oxygen in the form of one from one over fed to the mirror of the melt arranged lance exiting jet. In the mutual interaction between the oxygen jet and the molten metal it comes to Oxidation of carbon and other elements that are chemically reactive with oxygen. The blowing of oxygen or another reaction gas on the surface of a molten metal, however, leads to significant splashing and sloshing of the liquid metal in the reaction vessel and undesired oxidation of useful alloy components.

Um das Spritzen auf ein möglichst geringes Maß zu beschränken empfiehlt es sich, die Spitze einer zum Blasen von Gas verwendeten Lanze in die Metallschmelze eintauchen zu lassen. Dabei ist die Eintauchtiefe eine kritische Größe· Bei einer Entfernung.der Lanzenspitze von etwa 25 mm oder mehr oberhalb der Schmelze oder einer Eintauchtiefe von etwa 25o mm oder darüber nimmt das Spritzen und Schwappen der Metallschmelze spürbar zu. Ferner findet bei einer Eintauchtiefe der Lanzenspitze in die Schmelze von mehr als etwa 150 mm eine starke Abnützung oder Erosion der Lanze statt. Die Eintauchtiefe der Lanzenspitze sollte also vorzugsweise nicht mehr als etwa 50 mm betragen. ·To keep the spraying to a minimum, it is advisable to use the tip of one used for blowing gas Immerse the lance in the molten metal. The immersion depth is a critical parameter · With a Distance of the lance tip about 25 mm or more above the melt or an immersion depth of about 25o mm or above this, the splashing and sloshing of the molten metal increases noticeably. Furthermore, when the lance tip is immersed in the melt to a depth of more than approximately 150 mm, a strong one occurs Wear or erosion of the lance takes place. The depth of immersion of the lance tip should therefore preferably not be more than approximately 50 mm. ·

Die Erfindung schafft eine Anordnung und ein Verfahren zum Ermitteln der Eintauchtiefe der Lanzenspitze in eine Metallschmelze und ermöglicht so das Einhalten der zweckmäßigsten Eintauchtiefe. Eine Anordnung der genannten Art ist erfindunggemäß gekennzeichnet durch eine Leitung, deren unteres Ende im wesentlichen in der gleichen Höhe mit dem unteren Ende einer in eine Metallschmelze eintauchenden Lanze liegt und durch Druckmessereinrichtungen zum Vergleichen des Drucks in der Leitung mit dem über dem Spiegel der Schmelze herrschenden Gasdruck und damit zum Bestimmen der Eintauchtiefe der unteren Enden der Leitung und der Lanze aufgrund des Druckunter-The invention provides an arrangement and a method for Determining the immersion depth of the lance tip in a molten metal and thus enables the most appropriate immersion depth to be maintained. An arrangement of the type mentioned is in accordance with the invention characterized by a conduit whose lower end is substantially at the same level with the lower end of a is immersed in a molten metal lance and through pressure measuring devices for comparing the pressure in the Line with the gas pressure prevailing above the level of the melt and thus for determining the immersion depth of the lower one Ends of the line and the lance due to the pressure drop

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schieds zwischen der Leitung und dem Raum oberhalb der Schmelze.there was a difference between the line and the space above the melt.

Aus dem Druckunterschied ergibt sich das' genaue Haß der.Eintauchtiefe des unteren Endes der Lanze, da sich der Druck innerhalb der der Lanze zugeordneten Leitung in direkter .abhängigkeit vom hydrostatischen Druck des geschmolzenen Metalls in der Höhe des unteren Endes der Leitung ändert.The exact hatred of the immersion depth results from the pressure difference of the lower end of the lance, since the pressure within the line assigned to the lance is in direct .dependence on the hydrostatic pressure of the molten metal at the level of the lower end of the conduit changes.

Im eingetauchten Zustand der Lanze besteht die Gefahr, daß das untere Ende der in Form einer Sonde an der Lanze entlang oder innerhalb derselben geführten Meßleitung durch Erstarren von geschmolzenem Metall darin verstopft wird. Dies läßt sich insbesondere in solchen Fällen, in denen das Gas über dem Spiegel der Schmelze Luft unter atmosphärischen Druck ist, durch Druckspeisung der Sonde selbst vermeiden. Bei einem Unterdruck-Entkohlverfahren jedoch, bei dem der Raum oberhalb der Schmelze laufend evakuiert wird, sind in dem evakuierten Raum Druckschwankungen zu beobachten, Vielehe wahrscheinlich auf einen ungleichmäßigen Austritt von Gasen aus der Schmelze zurückgehen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die Sonde bei einem konstanten volumetrischen Mengenstrom mit Druck zu speisen oder ihr in gewissen Zeitabständen pulsierende Druckstöße zuzuführen, um ein Verstopfen des unteren" Endes zu verhindern. Während des Zuführens der pulsierenden Druckstöße ist die Tauchtiefenmessung bzw. -anzeige zwar unterbrochen, das System kehrt jedoch nach jedem Druckstoß schnell wieder in den stabilen Zustand zurück und ermöglicht so das Ablesen der Eintauchtiefe.When the lance is submerged, there is a risk that the lower end of the measuring line guided in the form of a probe along or within the lance by solidification becomes clogged with molten metal in it. This is particularly useful in cases where the gas is above the The level of the melt air is below atmospheric pressure, avoid pressure feeding the probe itself. At a Negative pressure decarburization process, however, in which the space above the melt is continuously evacuated, pressure fluctuations can be observed in the evacuated space, polygamy is likely be due to an uneven escape of gases from the melt. For this reason it is necessary to use the To feed the probe with a constant volumetric flow rate with pressure or pulsing it at certain time intervals Apply pressure surges to prevent clogging of the lower " To prevent the end. While the pulsating pressure surges are being supplied, the diving depth measurement or display is indeed interrupted, but the system quickly returns to a stable state after each pressure surge and enables so reading the immersion depth.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments based on the drawing. It shows:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Ausführungs- ' form der erfindungsgemäßen Anordming, in welcher das Gas oberhalb dei¹ Metallschmelze Luft unter atmosphärischem Druck ist,Fig. 1 is a schematic representation of an exemplary 'form the Anordming invention, in which the gas above the molten metal ¹ dei air under atmospheric pressure,

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Fig. 2 eine Schnittansicht der in Fig. 1 gezeigten Lanze etwa entsprechend der Linie II-II in Fig. 1,Fig. 2 is a sectional view of the lance shown in Fig. 1 approximately along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 und 4- Querschnittansichten entsprechend Fig. 2 von anderen Ausführungsformen der in der erfindungsgemäßen Anordnung verwendeten Lanze, 3 and 4 are cross-sectional views corresponding to FIG. 2 of other embodiments of the lance used in the arrangement according to the invention,

Fig. 5 eine grafische Darstellung der von der Tauchtiefe abhängigen Änderungen des Druckunterschieds undFig. 5 is a graphical representation of the depth of immersion dependent changes in the pressure difference and

Fig. 6 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung für eine Unterdruck-Entkohlungsanlage. 6 shows a schematic representation of an arrangement according to the invention for a vacuum decarburization plant.

Fig. 1 zeigt aminen Reaktionsbehälter 10 mit einer metallischen Außenwandung 12 und einer hitzebeständigen inneren Auskleidung 14. In dem Behälter 10 befindet sich ein Schmelzbad aus einem Metall, z.B. Stahl, welches von einer Schlackenschicht 17 bedeckt ist· Am oberen Ende hat der Behälter eine öffnung 1Θ zum Einführen einer Blaslanze 20. Die dargestellte Lanze 20 ist aus einem Metallrohr 22 gebildet, dessen unteres Teil von einem hitze- bzw. feuerbeständigen Mantel umgeben ist. Die Wandung des Rohrs 22 ist von einer zweiten Leitung 26 durchsetzt, welche mit einer im Rohr 22 abwärts verlaufenden Sonde 28 verbunden oder damit einstückig ist. Die Sonde 28 hat ein unteres Ende 30, welches mit dem unteren Ende 32 der Lanze 20 in einer Ebene liegt. Im Falle einer Abbrand- oder Verschleißlanze besteht die Sonde 2Θ eweckmäßig aus dem gleichen Werkstoff wie das Abbrandteil der Lanze, so daß sie jeweils etwa mit derselben Geschwindigkeit abbrennt. Im Falle einer nicht.abbrennenden Lanze ist die Sonde ebenfalls nicht abbrennbar. Das Rohr 22 und die Sonde 28 sind gewöhnlich aus Stahl gefertigt. In Versuchen wurde ermittelt, daß die Sonde vorzugsweise in Anlage an der Innen wandung des Rohrs 22 geführt ist (Fig. 2). Bei einer solchen Anordnung brennt das Rohr 22 etwa mit der gleichen Geschwindigkeit ab wie die Sonde 28, so daß also die unteren Enden der Sonde 23 und der Lanze 20 jederzeit in einer Ebene liegen. 1 shows an amine reaction vessel 10 with a metallic outer wall 12 and a heat-resistant inner lining 14. In the vessel 10 there is a molten bath made of a metal, for example steel, which is covered by a layer of slag 17. The vessel has an opening at the upper end 1Θ for introducing a blowing lance 20. The lance 20 shown is formed from a metal tube 22, the lower part of which is surrounded by a heat- or fire-resistant jacket. The wall of the tube 22 is traversed by a second line 26, which is connected to a probe 28 extending downward in the tube 22 or is integral therewith. The probe 28 has a lower end 30 which lies in one plane with the lower end 32 of the lance 20. In the case of a burn-off or wear lance, the probe 2Θ consists of the same material as the burn-off part of the lance, so that it burns off at approximately the same speed. In the case of a non-burning lance, the probe is also non-burnable. The tube 22 and probe 28 are usually made of steel. In experiments it was found that the probe is preferably guided in contact with the inner wall of the tube 22 (Fig. 2). In such an arrangement the tube 22 burns at about the same speed as from the probe 28, so that therefore the lower ends of probe 23 and the lance 20 are at all times in a plane.

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, wenn auch nicht so günstige Ausführungen der Lanze sind in Fig. 3 und 4 gezeigt. In der Ausführung nach Fig. verläuft die Sonde 28' konzentrisch mit dem von einem feuerfesten Kante]. 24' umgebenen Rohr 22'. In Fig. 4 ist die Sonde 28" in den das Blasrohr 22" umgebenden feuerfesten Mantel 24" eingebettet. Die Ausführungen nach Fig. 3 und 4 sind zwar . auch verwendungsfähig, wobei jedoch nicht wie bei der Ausführung nach Fig. 2 gewährleistet ist, daß die· Sonde mit der gleichen Geschwindigkeit abbrennt wie das eigentliche Blasrohr 22. ■ ' . ·. ., even if not so cheap versions of the lance are shown in Figs. In the embodiment of FIG. The probe 28 'runs concentrically with that of a refractory Edge]. 24 'surrounded pipe 22'. In Figure 4 is the probe 28 "embedded in the refractory jacket 24" surrounding the blowpipe 22 ". The embodiments according to FIGS. 3 and 4 are indeed. also usable, although it is not guaranteed, as in the embodiment according to FIG. 2, that the probe with the burns at the same speed as the actual blowpipe 22. ■ '. ·. .

,4m oberen Ende des Blasrohrs 22 ist eine DruckgasquelleAt the upper end of the blowpipe 22 is a source of pressurized gas

titi

angeschlossen». Das Druckgas ist beispielsweise Sauerstoff, welcher zum Codieren von Kohlenstoff und anderen in der Schmelze 16-vorhandenen Verunreinigungen-- zügeführt-wird* Zur Erzielung; der größtmöglichen Wirkung taucht die Lanze mit ihr©m ratφren Ende 32 zweckmäßig in die Schmelz© 16 ein, wobei £jecloch W^g Eintauchtiefe ein kritischer Faktor ist. Beim Eintauchen der Spitze um etwa 150 mm oder mehr ,unter den Spiegel der Schmelze tritt ein starker Verschleiß· bzw.^ eine schnelle Erosion der Lanze ein. Ein Geringstmaß an Spritzen und Sehwappen der Schmelze und an Erosion der lanze läßt sich erzielen, wenn die Lanze nicht mehr als etwa ^O mm unter den Spiegel der.Schmelze eintaucht. ■connected ». The compressed gas is, for example, oxygen, which is supplied to encode carbon and other impurities present in the melt 16. the maximum effect of the lance immersed with their © m ratφren end 32 useful in the melt © 16, where W £ jecloch ^g immersion depth is a critical factor. When the tip is immersed by about 150 mm or more below the level of the melt, severe wear or rapid erosion of the lance occurs. The least amount of splashes and coats of arms of the melt and erosion of the lance can be achieved if the lance is not immersed more than about 3/4 mm below the level of the melt. ■

In dieser Hinsicht ist es notwendig, irgendwelche Einrichtungen vorzusehen, mittels welcher sich die Eintauchtiefe der Lanze ermitteln läßt. Die Bestimmung der Eintauchtiefe ist dabei durch die vorstehend erwähnte Erosion der Lanze ersehwert. Zu dem angegebenen Zweck ist die Sonde 28 über eine Leitung 26 und ein Ventil 36 an einer Seite einer Druckmeßeinrichtung 38 angeschlossen. Die andere Seite des Druckmessers 38 ist zur freien Umgebung hin offen und damit vom gleichen Druck beaufschlagt, wie er über dem Spiegel der Metallschmelze Ic herrscht,In this regard it is necessary to provide some means by means of which the immersion depth the lance can be determined. Determining the immersion depth can be seen from the above-mentioned erosion of the lance. For the stated purpose, the probe 28 is over a line 26 and a valve 36 connected to one side of a pressure measuring device 38. The other side of the Pressure gauge 38 is open to the free environment and is therefore subjected to the same pressure as it is above the mirror the molten metal Ic prevails,

Ungeachtet der Tatsache, daß sieh beim. Einblasen von Sauer-,Regardless of the fact that look at the. Blowing in sour,

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stoff in die Metallschmelze 16 unterhalb des unteren Endes der Lanze 20 äußerst heftige chemische Reaktionen 'vollziehen und daß der Druck am unteren Ende der Sonde 28 gleich dem des durch das Rohr 22 eingeblasenen Sauerstoffs ist, gibt der Unterschied der Drücke am unteren Ende 30 der Sonde und der freien Umgebung einen Meßwert für die Eintauchtiefe des unteren Endes der Lanze 20 an. Somit läßt sich durch Ablesen der unterschiedlichen Standhöhen im Druckmesser 38 die Eintauchtiefe des unteren Endes der Lanze bestimmen.substance in the molten metal 16 below the lower end the lance 20 perform extremely violent chemical reactions and that the pressure at the lower end of the probe 28 is equal to that of the oxygen blown through the tube 22, gives the Difference in pressures at the lower end 30 of the probe and the free environment a measured value for the immersion depth of the lower end of the lance 20. Thus, by reading the different heights in the pressure gauge 38 the immersion depth of the lower end of the lance.

In der bisherigen Beschreibung wurde angenommen, daß die Sonde 28 nicht mit einer äußeren Druckquelle verbunden ist und daß der in der Sonde vorhandene Druck gleich dem am unteren Ende des Rohre 22 herrschenden ist. (Bei einer derartigen nicht druckgespeisten Sonde besteht jedoch die Möglichkeit, daß sich geschmolzenes Metall am unteren Ende 30 derselben ansetzt und erstarrt, so daß die Sonde blockiert wird. Um dies zu verhindern kann die Sonde selbst druckgespeist sein. Dazu ist eine Druckgasquelle 40 über einen Druckregler 42 und ein Absperrorgan 44 an die Leitung 26 angeschlossen. Die Druckgasquelle 40 liefert vorzugsweise ein inertes Gas, gegebenenfalls Jedoch auch Luft oder Sauerstoff. Bei Druckspeisung der Sonde ist der durch den Druckmesser 38 angezeigte Druckunterschied größer als bei einer nicht druckgespeisten Sonde. Der Druckunterschied ist jedoch noch immer proportional der Eintauchtiefe des unteren Lanzenendes, so daß der Druckmesser 38 zur Anzeige der Eintauchtiefe geeicht werden kann. In the previous description it was assumed that the probe 28 is not connected to an external pressure source and that the pressure present in the probe is equal to that at the lower end of the pipes 22 is prevailing. (With such a non-pressure-fed probe, however, there is the possibility that molten metal attaches itself to the lower end 30 of the same and solidifies, so that the probe is blocked. To this to prevent this, the probe itself can be pressure-fed. For this purpose, a compressed gas source 40 is via a pressure regulator 42 and a The shut-off element 44 is connected to the line 26. The pressurized gas source 40 preferably supplies an inert gas, if appropriate But also air or oxygen. When the probe is supplied with pressure, the pressure difference indicated by the pressure gauge 38 is larger than a non-pressure fed probe. However, the pressure difference is still proportional to the Immersion depth of the lower end of the lance, so that the pressure gauge 38 can be calibrated to display the immersion depth.

Anstelle einer konstanten Druckspeisung der Sonde besteht auch die Möglichkeit einer intermittierenden oder pulsierenden Druckspeisüng. Zu diesem Zweck ist eine Druckgasquelle 45 über ein durch einen Taktgeber 48 intermittierend geöffnetes und geschlossenes Absperrorgan 46 und ein unabhängiges Absperrorgan 50 an der Leitung 26 angeschlossen. Für die Zuleitung von intermittierenden Druckstößen wird das Absperrorgan 50 geöffnet, während das Absperrorgan 44 geschlossen und das Absperrorgan 36 offen lot. .Bei dieser Anordnung, zeigt der Druckmesser 30 den Druckunterschied zwischen,...dem, Bohr 22 und der freien Umgebung an, solange über das Absperr-Instead of a constant pressure feed of the probe, there is also the possibility of an intermittent or pulsating one Pressure feed. A pressurized gas source 45 is provided for this purpose via a shut-off element 46, which is intermittently opened and closed by a clock generator 48, and an independent one The shut-off element 50 is connected to the line 26. For the Supply of intermittent pressure surges, the shut-off element 50 is opened, while the shut-off element 44 is closed and the shut-off element 36 is open. With this arrangement, the pressure gauge 30 shows the pressure difference between, ... the, Bohr 22 and the free environment, as long as the shut-off

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organ 50 kein Druckgas zugeführt wird. Einzelne Druckctöße werden der Sonde beispielsweise einmal pro Minute zugeführt, so daß der Druckmesser.38 in,den Pausen zwischen den Druckstößen, sicher abgelesen- werden kann.organ 50 no pressurized gas is supplied. Individual print sizes are fed to the probe, for example, once a minute, so that the pressure gauge. 38 in, the pauses between the pressure surges, can be read safely.

Soll die Ablesung nich am Druckmesser 38 erfolgen, so wird das Absperrorgan 36 geschlossen und ein anderes Absperrorgan 52 geöffnet, über welches die Leitung mit einer Differenzdruckdose 5^- verbunden ist. Diese erzeugt ein dem Druckunterschied zwischen der Sonde 28 und der Umgebung proportionales -. Signal« Vie nicht anders zu erwarten, bewirkt das Spritzen und Schwappen der Metallschmelze Druckschwankungen in der Sonde 28. Daraus.ergibt sich bei geöffnetem Absperrorgan 36 eine mehr oder' weniger ständige Bewegung des Quecksilbers im Druckmesser 38. Selbst bei einer solchen ständigen Bewegung läßt sich jedoch die Eintauchtiefe der Lanze sicher ablesen, indem man aus der schwankenden Anzeige des Druckmessers einen Mittelwert bildet. Dieser Mittelwert läßt sich automatisch dadurch bilden, daß man das von der Differenzdruckdose 5^ abgegebene Signal über einen Leiter 56 einem Integrator 58 zuführt. Der Ausgang des Integrators 58 speist eine Anzeigevorrichtung 60 zur direkten Anzeige der Eintauchtiefe. ,In vielen Fällen ist es zweckmäßig, sowohl den Druckmesser als auch die elektrische Meßanordnung zu verwenden. Dabei erzeugt die Differenzdruckdose dann ein elektrisches Signal, ■ dessen. Mittelwert als Eintauchtiefe ah der Anzeigevorrichtung 60 ablesbar ist, während die Bewegungen des Quecksilbers im Druckmesser 38 Rückschlüsse auf das Ausmaß des Spritzens tind ßchwappens der Schmelze beim Blasen erlauben. Da der Druckmesser 38 und die Differenzdruckdose wahlweise bzw. wechselweise verwendbar sind, bezieht sich der in den Ansprüchen gebrauchte Ausdruck "Druckmeßeinrichtung" auf beide.If the reading is not to take place on the pressure gauge 38, the shut-off element 36 is closed and another shut-off element 52 is opened, via which the line is connected to a differential pressure cell. This generates a - proportional to the pressure difference between the probe 28 and the environment. If the signal is not to be expected otherwise, the splashing and sloshing of the molten metal causes pressure fluctuations in the probe 28. This results in a more or less constant movement of the mercury in the pressure gauge 38 when the shut-off element 36 is open however, you can safely read the immersion depth of the lance by calculating an average value from the fluctuating reading on the pressure gauge. This mean value can be formed automatically in that the signal emitted by the differential pressure cell 5 ^ is fed to an integrator 58 via a conductor 56. The output of the integrator 58 feeds a display device 60 for the direct display of the immersion depth. In many cases it is convenient to use both the pressure gauge and the electrical measuring arrangement. The differential pressure cell then generates an electrical signal, ■ its. Mean value can be read off as the immersion depth ah of the display device 60, while the movements of the mercury in the pressure gauge 38 allow conclusions to be drawn about the extent of the splashing and sloshing of the melt during blowing. Since the pressure gauge 38 and the differential pressure cell can be used alternatively or alternately, the expression "pressure measuring device" used in the claims relates to both.

Fig. 5 zeigt eine grafische Darstellung des Druckunterschieds in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe. Solange sich das untere Ende der Lanze in der Gasatmosphäre über dem Spiegel der Metallschmelze befindet ist der Druckunterschied relativ klein. Beim Durchtritt des unteren Lanzenendes durch die·Fig. 5 shows a graph of the pressure difference depending on the immersion depth. As long as the lower end of the lance is in the gas atmosphere above the level of the If there is molten metal, the pressure difference is relatively small. When the lower end of the lance passes through the

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Schlackenschicht 17 steigt der Druckunterschied geradlinig an. Beim Eintauchen des Lanzenendes in die Metallschmelze steigt der Druckunterschied mit zunehmender Eintauchtiefe wiederum geradlinig an, jedoch sehr viel steiler als beim Durchtritt durch die eine sehr viel geringere Dichte aufweisende Schlacke.Slag layer 17, the pressure difference increases in a straight line. When the end of the lance is immersed in the molten metal the pressure difference increases in a straight line with increasing immersion depth, but much more steeply than with Passes through the much lower density slag.

Pig. 6 zeigt.eine andere Ausfülirungsform der Erfindung in der Anwendung beim Unterdruck-Entkohlen z.B; von rostfreiem Stahl. In einem feuerfesten Behälter 64 befindet sich eine Metallschmelze 62. Der Behälter 64 hat einen gewölbten Deckel 66, welcher unter Zwischenlage einer ringförmigen Dichtungsanordnung 68 darauf aufgesetzt ist. Der Deckel 66 ist über eine Leitung 70 mit einer (nicht dargestellten) Absaugpumpe zum Evakuieren des Raumes oberhalb der Metallschmelze verbunden. Das Unterdruck-Entkohlen wird in bestimmten Fällen, insbesondere für rostfreie Stähle und dergl. angewendet, da das Vermögen des Kohlenstoffs, sich zur Bildung von Kohlenmonoxid mit Sauerstoff zu verbinden, umgekehrt proportional dem Druck über der Schmelze ist. Das Evakuieren des Raums oberhalb der Schmelze bewirkt somit, daß sich der über die Lanze 20 zugeführte Sauerstoff vorzugsweise mit dem Kohlenstoff und weniger mit Chrom oder anderen wichtigen Legierungsbestandteilen verbindet. Pig. 6 shows another embodiment of the invention in FIG the application in vacuum decarburization e.g. of stainless steel. In a refractory container 64 is one Molten metal 62. The container 64 has a domed Lid 66, which is placed thereon with the interposition of an annular sealing arrangement 68. The cover 66 is via a line 70 with a suction pump (not shown) connected to evacuate the space above the molten metal. The vacuum decarburization is used in certain cases, especially used for stainless steels and the like, since the ability of carbon to combine with oxygen to form carbon monoxide is inversely proportional the pressure above the melt. The evacuation of the space above the melt thus causes the over the Oxygen supplied to lance 20 preferably connects with the carbon and less with chromium or other important alloy constituents.

Die in der Ausführung nach Fig. 6 verwendete Lanze ist im wesentlichen die gleiche wie die in der Anordnung nach Fig. 1 verwendete. Dementsprechend sind den in Fig. 1 dargestellten entsprechende Teile in Fig. 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Rohr 22 ist hier aufwärts durch eine Dichtung 72 im gewölbten Deckel 66 geführt. Die Leitung 26 ist wieder mit dem Druckmesser 38 verbunden, dessen andere Seite hier jedoch über eine Leitung 74 mit dem evakuierten Raum oberhalb der Schmelze 62 verbunden ist.The lance used in the embodiment of FIG. 6 is in the essentially the same as that used in the arrangement of FIG. Accordingly, those shown in FIG. 1 are shown corresponding parts in Fig. 6 are denoted by the same reference numerals. The tube 22 is up here a seal 72 is guided in the domed cover 66. The administration 26 is again connected to the pressure gauge 38, the other one Page here, however, via a line 74 with the evacuated Space above the melt 62 is connected.

Im Gegensatz zum atmosphärischen .Druck unterliegt der Druck oberhalb der Schmelze 62 in Fig. 6 gewissen Schwankungen aufgrund des Austritts von Gasen und/oder dem Spritzen undIn contrast to atmospheric pressure, pressure is subject above the melt 62 in FIG. 6, certain fluctuations due to the escape of gases and / or the spraying and

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des Wellenschlags der Schmelze. Bei konstanter Druckspeisung der Sonde 28 muß diese daher von einer Druckgasquelle 76 mit konstanter volumetrischer Mengenströmung erfolgen. Eine solche Druckgasquelle 76 ist über ein Absperrorgan 78 mit der Leitung 26 verbunden. Die vorstehend anhand von Pig. I erläuterte intermittierende Druckspeisung der Sonde ist ebenfalls möglich. Dazu ist dann das Absperrorgan 78 geschlossen und ein Absperrorgan 80 offen. Das Druckgas strömt nun von einer Druckgasquelle 82 über ein mittels eines Taktgebers 86 betätigtes Absperrorgan 84 und das Absperrorgan 80 zur Leitung 26. Die einzelnen Druckstöße folgen einander wiederum etwa in Minutenabstand. Dadurch läßt sich am Druckmesser 38 ein Mittelwert zur Bestimmung der Eintauchtiefe der Lanze ablesen. Anderenfalls kann die in E¹Ig. 1 gezeigte 'Anordnung mit der Differenzdruckdose einem Integrator und einer direkt ablesbaren Anzeigevorrichtung 60 vorgesehen sein.the wave of the melt. With constant pressure feeding of the probe 28, this must therefore take place from a pressurized gas source 76 with a constant volumetric mass flow. Such a pressurized gas source 76 is connected to the line 26 via a shut-off device 78. The above based on Pig. I explained intermittent pressure feeding of the probe is also possible. For this purpose, the shut-off element 78 is then closed and a shut-off element 80 is open. The pressurized gas now flows from a pressurized gas source 82 via a shut-off element 84 actuated by means of a clock generator 86 and the shut-off element 80 to the line 26. The individual pressure surges again follow one another approximately every minute. As a result, an average value for determining the depth of immersion of the lance can be read on the pressure gauge 38. Otherwise, the in E ¹ Ig. 1 with the differential pressure cell, an integrator and a directly readable display device 60 may be provided.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, x'äumliciier Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.All features and advantages of the invention that emerge from the description, the claims and the drawing, including structural details, spatial arrangements and process steps can be essential to the invention either individually or in any combination.

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Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Anordnung zum Ermitteln der Eintauchtiefe einer . Blaslanze in einer Metallschmelze, gekennzeichnet durch eine Leitung (26, 28), deren unteres Ende (30) im resentliehen in der gleichen Höhe mit dem unteren Ende ■ (32) der in die Metallschmelze (16) eintauchenden Lanze (20) liegt, und durch Druckmeßeinrichtungen (38 bzw. 54) zum Vergleichen des Drucks in der Leitung mit dem über dem Spiegel der Schmelze herrschenden Gasdruck und damit zum Bestimmen der Eintauchtiefe der unteren Enden der Leitung und der Lanze aufgrund des Druckunterschieds zwischen der Leitung und dem Raum oberhalb der Schmelze.1. Arrangement for determining the immersion depth of a. Blowing lance in a molten metal, marked through a line (26, 28), the lower end (30) of which in the resentliehen at the same height as the lower end ■ (32) of the lance (20) immersed in the molten metal (16), and through pressure measuring devices (38 and 54) to the Comparison of the pressure in the line with the gas pressure prevailing above the level of the melt and thus for determination the immersion depth of the lower ends of the conduit and the lance due to the pressure difference between the conduit and the space above the melt. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Druckgasquelle (40, 45 bzw. 76, 82) sowie durch die Druckgasquelle mit der Leitung (26, 28) verbindende Absperrorgane (44, 50 bzw. 78, 80).2. Arrangement according to claim 1, characterized through a pressurized gas source (40, 45 or 76, 82) and through the pressurized gas source with the line (26, 28) connecting Shut-off devices (44, 50 or 78, 80). 3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (46, 48 bzw. 84, 86) zum intermittierenden Verbinden der Druckgasquelle (45 bzw. 82) mit der Leitung (26, 28) zum Erzeugen von Druckstößen in der Leitung.3. Arrangement according to claim 2, characterized by a device (46, 48 or 84, 86) for intermittent Connect the pressurized gas source (45 or 82) to the line (26, 28) for generating pressure surges in the line. 4. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß über dem Spiegel der Schmelze (16) atmosphärischer Gasdruck herrscht.4. Arrangement according to at least one of claims 1 to 3 » characterized in that there is atmospheric gas pressure above the level of the melt (16). 5. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3t dadurch gekennz ei chnet, daß Einrichtungen (66, 68, 70) zum Evakuieren des Raumes oberhalb des Spiegels der Schmelze (62) vorhanden sind.5. Arrangement according to at least one of claims 1 to 3t characterized in that devices (66, 68, 70) for evacuating the space above the mirror the melt (62) are present. 6. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Druckineßeinrichtungen eine Differenzdruckdose (54) zum Erzeugen,eines dem Unterschied der Drücke in der Leitung (26, 28) und über dem6. Arrangement according to at least one of claims 1 to 5> in that the pressure measuring devices a differential pressure cell (54) for generating one of the Difference in pressures in line (26, 28) and above 309818/0664309818/0664 ^ΛΛ - ' 223921S ^ΛΛ - '223921S Spiegel der Schmelze (16 "bzw. 62) proportionalen Ausgangssignals enthalten.Mirror of the melt (16 "or 62) proportional output signal contain. 7* Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (58) zum Integrieren' des elektrischen Ausgangssignals und durch eine mit der Integriereinrichtung verbundene Anzeigevorrichtung (60) zum Anzeigen des Druck- . Unterschieds.7 * arrangement according to claim 6, characterized by means (58) for integrating the electrical Output signal and through a display device (60) connected to the integrating device for displaying the pressure. Difference. 8. . Verfahren zum Ermitteln der Eintauchtiefe einer Blaslanze in einer Metallschmelze, dadurch gekennzeichnet, daß man mittels Druckmeßeinrichtungen den Druck des aus dem unteren Ende der Lanze austretenden Gases.mit dem über dem Spiegel der Schmelze herrschenden Gasdruck vergleicht und die Eintauchtiefe der Lanze aus dem Druckunterschied ."bestimmt.8th. . Method for determining the immersion depth of a Blowing lance in a metal melt, characterized in that pressure measuring devices the pressure of the gas emerging from the lower end of the lance with that prevailing above the level of the melt Gas pressure compares and the immersion depth of the lance from the Pressure difference. "Determined. 309813/0664309813/0664