ES2808279T3 - Procedure and device for the detection of variables at the outlet of a metallurgical container - Google Patents
Procedure and device for the detection of variables at the outlet of a metallurgical container Download PDFInfo
- Publication number
- ES2808279T3 ES2808279T3 ES17174075T ES17174075T ES2808279T3 ES 2808279 T3 ES2808279 T3 ES 2808279T3 ES 17174075 T ES17174075 T ES 17174075T ES 17174075 T ES17174075 T ES 17174075T ES 2808279 T3 ES2808279 T3 ES 2808279T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- outlet
- coil
- variables
- outlet channel
- evaluation unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Procedimiento para la detección de variables en una salida de un recipiente metalúrgico, en el que la medición y la evaluación se realizan mediante al menos una bobina, que rodea el canal de salida (12), y una unidad de suministro o evaluación (33) conectada a la bobina mediante líneas (34), generándose mediante la unidad de suministro una corriente alterna con una frecuencia predefinida en la respectiva bobina y determinándose mediante esta unidad de evaluación variaciones de las variables, caracterizado por que mediante esta unidad de evaluación se determina la impedancia o se determinan la impedancia y la curva de corriente inducida a partir de variaciones de las variables, utilizándose una bobina de inducción (15), que rodea el canal de salida (12), de un calefactor de inducción (14), mediante la que se detectan o se miden para la monitorización la al menos una variable, preferentemente las distintas variables, en la salida (5), tales como la cantidad de escoria al colarse la masa fundida de metal, el estado de desgaste de las partes refractarias en el canal de salida, la masa fundida solidificada y/o la masa de taponamiento en el canal de salida, y por que después de la evaluación se puede activar un elemento de cierre para salida (5), el metal en el canal de salida se puede calentar y/o el canal de salida se puede renovar.Procedure for the detection of variables in an outlet of a metallurgical vessel, in which the measurement and evaluation are carried out by means of at least one coil, which surrounds the outlet channel (12), and a supply or evaluation unit (33) connected to the coil by lines (34), generating by means of the supply unit an alternating current with a predefined frequency in the respective coil and determining by means of this evaluation unit variations of the variables, characterized in that by means of this evaluation unit the impedance or the impedance and the induced current curve are determined from variations of the variables, using an induction coil (15), which surrounds the output channel (12), of an induction heater (14), by means of the that the at least one variable, preferably the various variables, at the outlet (5) are detected or measured for monitoring, such as the amount of slag when the mass is cast metal melt, the state of wear of the refractory parts in the outlet channel, the solidified melt and / or the plugging mass in the outlet channel, and why after the evaluation a closure element can be activated to outlet (5), the metal in the outlet channel can be heated and / or the outlet channel can be renewed.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento y dispositivo para la detección de variables en la salida de un recipiente metalúrgicoProcedure and device for the detection of variables at the outlet of a metallurgical container
La invención se refiere a un procedimiento para la detección de variables en la salida de un recipiente metalúrgico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 o mediante un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5. Según el documento EP-A-0306792 se da a conocer un dispositivo para la detección temprana de escoria de un flujo de masa fundida en una cuchara que contiene una masa fundida de metal y en la que está prevista una bobina que rodea un tubo de colada por debajo de la salida de la cuchara. Esta bobina detectora genera una corriente, mediante la que las variaciones en la conductibilidad eléctrica de la masa fundida de metal saliente se reflejan como una variación correspondiente en la impedancia de salida de esta bobina detectora y se miden con ayuda de medios de evaluación. A tal efecto, se ha previsto un circuito con una amplificación de señal que comprende dicha bobina detectora y un condensador ajustable para el ajuste de la frecuencia de resonancia, de modo que la reacción capacitiva del circuito elimina la reacción inductiva del circuito debido a la presencia de este condensador, por lo que se mantiene solo una impedancia en dependencia de la resistencia de la bobina.The invention relates to a method for the detection of variables at the outlet of a metallurgical container according to the preamble of claim 1 or by means of a device according to claim 5. According to document EP-A-0306792 it is given to to know a device for the early detection of slag from a flow of melt in a ladle containing a metal melt and in which a coil surrounding a pouring tube is provided below the outlet of the ladle. This detector coil generates a current, whereby variations in the electrical conductivity of the exiting metal melt are reflected as a corresponding variation in the output impedance of this detector coil and are measured with the aid of evaluation means. For this purpose, a circuit has been provided with a signal amplification comprising said detector coil and an adjustable capacitor for adjusting the resonance frequency, so that the capacitive reaction of the circuit eliminates the inductive reaction of the circuit due to the presence of this capacitor, so only one impedance is maintained depending on the resistance of the coil.
En el documento EP-A-2366474 se da a conocer un dispositivo para la detección del contenido de escoria en la masa fundida de acero circulante, en el que están previstos un sensor en la salida, un cable de señales y un procesador de señales. El sensor está encapsulado en una carcasa de metal y presenta una bobina receptora, una bobina emisora y una bobina de compensación. Durante la colada, el procesador de señales genera una alarma al superarse un valor predefinido del contenido de escoria en la masa fundida de metal y un cierre de corredera se cierra en la salida de la artesa de colada. En este caso, el procesador de señales genera una corriente alterna en la bobina emisora para inducir una corriente parásita en la masa fundida de metal. Tales corrientes parásitas inducidas se miden a continuación mediante la bobina receptora o la bobina de compensación y se transmiten al procesador de señales para la evaluación.Document EP-A-2366474 discloses a device for detecting the slag content in the circulating steel melt, in which a sensor at the outlet, a signal cable and a signal processor are provided. The sensor is encapsulated in a metal housing and features a receiving coil, an emitting coil, and a compensating coil. During casting, the signal processor generates an alarm when a predefined value of the slag content in the metal melt is exceeded and a slide seal closes at the outlet of the tundish. In this case, the signal processor generates an alternating current in the emitter coil to induce an eddy current in the metal melt. Such induced eddy currents are then measured by the receiving coil or compensating coil and transmitted to the signal processor for evaluation.
En el documento US-4,816,758 se da a conocer un procedimiento para la detección de escoria en la masa fundida de metal saliente, en el que una bobina emisora y una bobina receptora rodean la salida. La bobina emisora se somete a una corriente con varias frecuencias, que induce en la bobina receptora una tensión que se evalúa en dependencia de la frecuencia y a partir de cuyo perfil complejo espectral se determina la distribución de la conductibilidad en la salida y a partir de esto, la cantidad de escoria en la masa fundida de metal saliente, así como el diámetro del orificio de salida que varía a causa del desgaste. Se ejecuta también una medición continua o casi continua de la temperatura variable de la masa fundida y del sensor de medición y los datos de temperatura se vinculan a los valores de medición del espectro de tensión inducido.In US-4,816,758 a method for the detection of slag in the outgoing metal melt is disclosed, in which an emitter coil and a receive coil surround the outlet. The emitting coil is subjected to a current with various frequencies, which induces a voltage in the receiving coil that is evaluated as a function of the frequency and from whose complex spectral profile the distribution of the conductivity at the output is determined and from this, the amount of slag in the outgoing metal melt, as well as the diameter of the exit hole that varies due to wear. A continuous or quasi-continuous measurement of the varying temperature of the melt and the measurement sensor is also performed and the temperature data is linked to the measurement values of the induced voltage spectrum.
En un procedimiento para eliminar la obstrucción según los documentos JP-A-59030468 y WO98/07536 se realiza un calentamiento por inducción mediante una bobina de inducción que está dispuesta en la cuchara o en el canal de colada y que rodea un manguito refractario que forma el canal de salida. El calentamiento inductivo de la masa fundida saliente permite eliminar la obstrucción en el manguito sin dejar residuos.In a process for eliminating the obstruction according to documents JP-A-59030468 and WO98 / 07536, an induction heating is carried out by means of an induction coil that is arranged in the ladle or in the pouring channel and that surrounds a refractory sleeve that forms the outlet channel. Inductive heating of the outgoing melt allows clogging in the sleeve to be removed without leaving residue.
En otro procedimiento para la inyección y la colada de metales líquidos según el documento DE-A-19651534, al menos un inductor enfriado por fluido está acoplado de manera electromagnética a un manquito de salida en la salida del recipiente. De este modo, el manguito de salida y, por consiguiente, la masa fundida saliente se calienta con potencias diferentes.In another method for the injection and casting of liquid metals according to DE-A-19651534, at least one fluid-cooled inductor is electromagnetically coupled to an outlet sleeve at the outlet of the container. In this way, the outlet sleeve and, consequently, the outgoing melt is heated with different powers.
La invención tiene el objetivo de mejorar un procedimiento para la detección de variables en la salida de un recipiente metalúrgico de manera que posibilite un funcionamiento óptimo durante la colada de una masa fundida de metal y se garantice también la capacidad funcional plena del recipiente durante todo el proceso de colada.The object of the invention is to improve a method for detecting variables at the outlet of a metallurgical vessel in such a way as to enable optimal operation during the casting of a metal melt and also to guarantee the full functional capacity of the vessel throughout the entire period. casting process.
Este objetivo se consigue según la invención mediante las características de la reivindicación 1 o la reivindicación 5. Con este procedimiento según la invención se detectan o se miden las distintas variables en la salida mediante una bobina de inducción de un calefactor de inducción para la monitorización, siendo preferentemente las variables la cantidad de escoria al colarse la masa fundida de metal, el estado de desgaste de las partes refractarias en el canal de salida, la masa fundida de metal solidificada, la cantidad de flujo y/o la masa de taponamiento en el canal de salida. Por consiguiente, después de la evaluación se puede activar un elemento de cierre de la salida, el metal en el canal de salida se puede calentar y/o el canal de salida se puede renovar.This objective is achieved according to the invention by the features of claim 1 or claim 5. With this method according to the invention, the various variables are detected or measured at the output by means of an induction coil of an induction heater for monitoring, The variables preferably being the amount of slag when the metal melt is poured, the state of wear of the refractory parts in the outlet channel, the solidified metal melt, the amount of flow and / or the plugging mass in the output channel. Consequently, after the evaluation, an outlet closing element can be activated, the metal in the outlet channel can be heated and / or the outlet channel can be renewed.
De esta manera se puede conseguir fácilmente un funcionamiento óptimo durante la colada de la masa fundida de metal desde un recipiente al identificarse durante todo el tiempo de colada la aparición de irregularidades y al poderse impedir además satisfactoriamente la colada de escoria al final.In this way, optimum performance can easily be achieved during casting of the metal melt from a container by identifying the occurrence of irregularities throughout the casting time and by furthermore being able to successfully prevent slag casting at the end.
Asimismo, antes o después de la colada o cuando la masa fundida se ha solidificado en la salida, se puede determinar muy fácilmente la cantidad de masa solidificada o masa de taponamiento contenida en la misma. Also, before or after casting or when the melt has solidified at the outlet, the amount of solidified mass or plugging mass contained therein can be very easily determined.
Se puede detectar y determinar también en qué medida están cerradas las partes refractarias, que forman la salida, y en qué momento se deben sustituir.It is also possible to detect and determine to what extent the refractory parts, which form the outlet, are closed and when they must be replaced.
De esta manera es posible adicionalmente que la masa fundida en el canal de salida de la salida se mantenga tan caliente que no se solidifica antes y/o durante la colada de la masa fundida o que se puedan fundir el metal y/o la escoria solidificados en todo caso.In this way it is additionally possible that the melt in the outlet channel of the outlet is kept so hot that it does not solidify before and / or during the casting of the melt or that the solidified metal and / or slag can melt. in any case.
Por consiguiente, la masa fundida y/o la escoria solidificadas en el canal de salida se pueden fundir con la bobina de inducción incluso antes de la colada con el cierre de corredera cerrado. Todo el proceso de colada se puede ejecutar entonces con una mayor seguridad y se puede controlar mejor y se consigue también una mayor durabilidad de los materiales refractarios de la salida. Se puede evitar así la utilización de una masa de taponamiento y su perforación o una fundición de masa fundida o escoria solidificada con una lanza convencional.Consequently, the solidified melt and / or slag in the outlet channel can be melted with the induction coil even before casting with the slide seal closed. The entire casting process can then be carried out with greater safety and can be better controlled and also a greater durability of the refractory materials at the outlet is achieved. The use of a plugging mass and its drilling or a solidified melt or slag foundry with a conventional lance can thus be avoided.
La invención prevé también que el calefactor de inducción esté compuesto de una bobina de inducción, que rodea la salida, y un sistema de enfriamiento que comprende dicha bobina. Esta medida impide que la bobina de inducción o su cuerpo de soporte ferrítico se caliente mediante la mampostería o el revestimiento exterior del horno y el cierre de corredera calentado durante el funcionamiento.The invention also provides that the induction heater is composed of an induction coil, which surrounds the outlet, and a cooling system that comprises said coil. This measure prevents the induction coil or its ferritic support body from being heated by the masonry or outer skin of the furnace and the heated slide seal during operation.
Para concentrar la potencia calefactora de la bobina de inducción con la menor pérdida posible en el canal de colada, la invención prevé que la bobina de inducción esté integrada en un cuerpo de soporte hecho de un material ferrítico y que el sistema de enfriamiento esté provisto de una cámara de enfriamiento, que rodea periféricamente el cuerpo de soporte, así como de una cámara de enfriamiento que colinda con la pared lateral del cuerpo de soporte orientada hacia el horno.In order to concentrate the heating power of the induction coil with the least possible loss in the casting channel, the invention provides that the induction coil is integrated into a support body made of a ferritic material and that the cooling system is provided with a cooling chamber, peripherally surrounding the support body, as well as a cooling chamber that adjoins the side wall of the support body facing the furnace.
Con el sistema de enfriamiento de la bobina de inducción se consigue también ventajosamente una solidificación selectiva de la masa fundida o la escoria en la salida de un horno con el cierre de corredera cerrado o con el orificio de sangría cerrado. Esto se puede detectar e indicar de manera correspondiente con la bobina. Esto puede servir, por ejemplo, como sistema de seguridad contra rotura a fin de garantizar un funcionamiento seguro de un horno entre dos procesos de colada, lo que podría resultar importante en ciertos hornos metalúrgicos, por ejemplo, si su salida queda situada por debajo del nivel del baño durante el funcionamiento.The induction coil cooling system also advantageously achieves a selective solidification of the melt or slag at the outlet of a furnace with the slide seal closed or with the drain hole closed. This can be detected and indicated correspondingly with the coil. This can serve, for example, as a safety system against breakage in order to guarantee a safe operation of a furnace between two casting processes, which could be important in certain metallurgical furnaces, for example, if its outlet is located below the bath level during operation.
El manguito interior está provisto en la zona del inserto de grafito de una capa dura, por ejemplo, de material arcilloso o SiC, que protege la superficie interior del inserto. De esta manera se impide que la masa fundida saliente y/o la escoria y/o el gas de oxidación, por ejemplo, aire, puedan atacar el inserto de grafito. Tal efecto protector se puede extender también a todo el manguito interior al prolongarse la capa dura más allá del inserto.The inner sleeve is provided in the area of the graphite insert with a hard layer, for example made of clay or SiC material, which protects the inner surface of the insert. This prevents the outgoing melt and / or slag and / or oxidation gas, for example air, from attacking the graphite insert. Such a protective effect can also be extended to the entire inner sleeve as the hard layer extends beyond the insert.
La invención se explica detalladamente a continuación por medio de un ejemplo de realización con referencia al dibujo. Muestran:The invention is explained in detail below by means of an exemplary embodiment with reference to the drawing. They show:
Fig.1 una sección transversal parcial o una vista parcial de una salida de un horno de ánodos de cobre con un cierre de corredera como elemento de cierre para ejecutar el procedimiento según la invención;Fig. 1 a partial cross section or a partial view of an outlet of a copper anode furnace with a slide closure as a closure element for executing the process according to the invention;
Fig. 2 un diagrama con una curva normalizada de la corriente, de la resistencia compleja, del ángulo complejo de la impedancia en una bobina en dependencia de la proporción de mezcla de la masa fundida de metal respecto a la escoria según la abscisa;FIG. 2 a diagram with a normalized curve of the current, of the complex resistance, of the complex angle of the impedance in a coil as a function of the mixing ratio of the metal melt to the slag along the abscissa;
Fig. 3 un horno de ánodos de cobre, según la invención, con un dispositivo en una representación en perspectiva;FIG. 3 a copper anode furnace, according to the invention, with a device in a perspective representation;
yY
Fig. 4 un corte transversal esquemático, a escala ampliada, a través de un calefactor de inducción en la salida según la figura 1.FIG. 4 a schematic cross section, on an enlarged scale, through an induction heater at the outlet according to FIG. 1.
La figura 1 muestra la salida 5 de un horno metalúrgico, preferentemente un horno de ánodos de cobre 1, que comprende una envoltura de acero exterior 2 y un revestimiento refractario 3. Tal salida 5 está formada en el revestimiento 3 de manera que discurre radialmente hacia afuera con un ladrillo perforado 11 con el canal de salida 12.Figure 1 shows the outlet 5 of a metallurgical furnace, preferably a copper anode furnace 1, comprising an outer steel casing 2 and a refractory lining 3. Such an outlet 5 is formed in lining 3 so that it runs radially towards outside with a perforated brick 11 with the outlet channel 12.
Un cierre de corredera 10 convencional como elemento de cierre del canal de salida 12 está dispuesto en la salida 5. En la misma se ha previsto una carcasa 9 que está fijada en el lado exterior del horno y en la que está insertada al menos una placa de cierre refractaria 6, así como está fijado de manera separable un manguito interior 13 conectado por encima de dicha placa. Este cierre de corredera 10 presenta también una placa de corredera 8 refractaria y móvil, indicada aquí, que está sujetada en una unidad no mostrada en detalle, está presionada contra la placa de cierre superior 6 y se puede mover respecto a la misma hacia una posición abierta o cerrada del cierre de corredera.A conventional slide closure 10 as a closing element of the outlet channel 12 is arranged in the outlet 5. There is provided a housing 9 which is fixed on the outer side of the furnace and in which at least one plate is inserted. refractory closure 6, as well as an inner sleeve 13 connected above said plate is detachably fixed. This slide closure 10 also has a refractory and movable slide plate 8, indicated here, which is clamped in a unit not shown in detail, is pressed against the upper closure plate 6 and can be moved relative to it towards a position open or closed of the slide lock.
En la salida 5 está posicionado un calefactor de inducción desmontable 14 que presenta por encima de la carcasa 9 una bobina de inducción 15 que rodea el manguito interior 13. A la carcasa 9 está asignado convenientemente un anillo de soporte 23 fijado en una placa de sujeción 2' fijada en la envoltura de acero 2 del horno 1. A removable induction heater 14 is positioned at the outlet 5, which has an induction coil 15 above the casing 9 which surrounds the inner sleeve 13. A support ring 23 attached to a clamping plate is conveniently assigned to the casing 9 2 'fixed in steel casing 2 of furnace 1.
En el caso del procedimiento para la detección de variables en la salida 5 del horno de ánodos de cobre 1 está previsto que la medición y la evaluación se realice mediante al menos una bobina, que rodea el canal de salida 12, y una unidad de suministro o evaluación conectada a la bobina por medio de líneas. Mediante la unidad de suministro se genera una corriente alterna con una frecuencia predefinida en la respectiva bobina y mediante esta unidad de evaluación se determinan la impedancia y/o la curva de corriente inducida a partir de las variaciones de las variables en la salida 5.In the case of the method for detecting variables at the outlet 5 of the copper anode furnace 1, it is provided that the measurement and evaluation is carried out by means of at least one coil, which surrounds the outlet channel 12, and a supply unit. or evaluation connected to the coil by means of lines. By means of the supply unit an alternating current with a predefined frequency is generated in the respective coil and by means of this evaluation unit the impedance and / or the induced current curve are determined from the variations of the variables at the output 5.
Según la invención se utiliza la al menos una bobina, alojada en una parte refractaria que forma el canal de salida 12, tal como el ladrillo perforado 11, un manguito interior 13, un manguito de inserto 30, una placa de cierre 6 del cierre de corredera 10, y/o se utiliza la bobina de inducción 15, que rodea el canal de salida, de un calefactor de inducción 14, mediante la que se detectan o se miden en cada caso para la monitorización la al menos una variable, preferentemente distintas variables, en la salida, tal como la cantidad de escoria durante la colada de la masa fundida de metal, el estado de desgaste del canal de salida, la masa fundida solidificada y/o la masa de taponamiento en el canal de salida. Asimismo, durante esta monitorización se puede determinar también la cantidad de flujo, así como las inclusiones de gas, en particular como burbujas de gas, en la masa fundida saliente.According to the invention, the at least one coil is used, housed in a refractory part that forms the outlet channel 12, such as the perforated brick 11, an inner sleeve 13, an insert sleeve 30, a closure plate 6 of the slide 10, and / or the induction coil 15, which surrounds the outlet channel, of an induction heater 14 is used, by means of which the at least one variable, preferably different, are detected or measured in each case for monitoring variables, at the outlet, such as the amount of slag during the casting of the metal melt, the state of wear of the outlet channel, the solidified melt and / or the plugging mass in the outlet channel. Furthermore, during this monitoring, the amount of flow, as well as gas inclusions, in particular as gas bubbles, in the exiting melt can also be determined.
Después de la evaluación se puede accionar el cierre de corredera 10 y se puede realizar un calentamiento del metal en el canal de salida 12 y/o una renovación de dicho canal de salida 12.After the evaluation, the slide lock 10 can be actuated and a heating of the metal in the outlet channel 12 and / or a renewal of said outlet channel 12 can be carried out.
En la figura 1 se muestran a modo de ejemplo, además de la bobina de inducción 15, una bobina 11' en el ladrillo perforado 11, una bobina 13' en el manguito interior 13 y una bobina 6' en la placa de cierre 6 como posible posicionamiento para esta monitorización. Resulta evidente que con el procedimiento según la invención se puede utilizar respectivamente solo la bobina de inducción 15 o con preferencia adicionalmente solo una de las bobinas mostradas 6', 11', 13' para la detección de las distintas variables en la salida 5 y se pueden obtener, por tanto, resultados suficientes. Sin embargo, la bobina de inducción 15 se puede utilizar también solo para el calentamiento. Esta respectiva bobina 6', 11', 13' se ha conectado mediante una línea 34, tal como la línea 26 utilizada para la bobina de inducción 15', a una unidad de suministro o evaluación externa 33, como se puede observar en la figura 3. En cada caso, tales bobinas 6', 11', 13' conductoras de electricidad rodean ventajosamente de manera coaxial el orificio de paso de la parte refractaria 6, 11, 13 y están fabricadas a partir de una o preferentemente varias espiras. Las mismas están provistas de una línea guiada hacia afuera de la parte refractaria y están configuradas con un número tal de espiras que permite obtener estados de medición suficientes.In figure 1, in addition to the induction coil 15, a coil 11 'on the perforated brick 11, a coil 13' on the inner sleeve 13 and a coil 6 'on the closing plate 6 are shown as an example. possible positioning for this monitoring. It is clear that with the method according to the invention it is possible to use respectively only the induction coil 15 or preferably additionally only one of the coils shown 6 ', 11', 13 'for the detection of the various variables at the output 5 and they can therefore obtain sufficient results. However, the induction coil 15 can also be used for heating only. This respective coil 6 ', 11', 13 'has been connected via a line 34, such as the line 26 used for the induction coil 15', to an external supply or evaluation unit 33, as can be seen in the figure 3. In each case, such electrically conductive coils 6 ', 11', 13 'advantageously coaxially surround the through hole of the refractory part 6, 11, 13 and are manufactured from one or preferably several turns. They are provided with a line guided out of the refractory part and are configured with such a number of turns that it allows obtaining sufficient measurement states.
A partir de la tensión, la corriente y la frecuencia, generadas por la unidad de suministro en la bobina, se determinan la resistencia compleja (Z), el ángulo complejo (j) y/o la corriente (I) de la impedancia mediante la unidad de evaluación.From the voltage, current and frequency, generated by the supply unit in the coil, the complex resistance (Z), the complex angle ( j ) and / or the current (I) of the impedance are determined by means of the evaluation unit.
Los estados de medición de la impedancia y/o de la curva de corriente inducida se determinan, antes, durante y/o después de la colada en los distintos estados de la cantidad de escoria en la masa fundida o del desgaste en la salida 5 y se almacenan como valores nominales de calibración que se comparan con los valores reales medidos antes, durante y/o después de la colada y a partir de esto se asignan las variables.The measurement states of the impedance and / or of the induced current curve are determined, before, during and / or after casting in the different states of the amount of slag in the melt or of the wear at the outlet 5 and they are stored as nominal calibration values which are compared to the actual values measured before, during and / or after casting and the variables are assigned from this.
Los estados de medición de la impedancia se pueden determinar también antes, durante y/o después de la colada en el estado nuevo de la salida y durante la colada solo del metal o solo de la escoria en este nuevo estado de la salida y los valores reales se pueden comparar y evaluar con este estado inicial.The impedance measurement states can also be determined before, during and / or after casting in the new state of the outlet and during casting only the metal or only the slag in this new state of the outlet and the values real can be compared and evaluated with this initial state.
La figura 2 muestra un diagrama con una curva normalizada, indicada no en números absolutos, de la corriente [I], de la resistencia compleja [Z] y del ángulo complejo [j] de la impedancia en una bobina en dependencia de la proporción de mezcla m de la masa fundida de metal respecto a la escoria. La proporción de mezcla m se indica en la abscisa entre el valor 0 y 1 del porcentaje de metal (cobre) de 0 a 100 %, mientras que los valores normalizados o de proporción en la ordenada son de -1 a 1.Figure 2 shows a diagram with a normalized curve, indicated not in absolute numbers, of the current [ I ] , the complex resistance [ Z ] and the complex angle [j] of the impedance in a coil as a function of the proportion of mixture m of the metal melt with respect to the slag. The mixing ratio m is indicated on the abscissa between the value 0 and 1 of the percentage of metal (copper) from 0 to 100%, while the normalized or proportion values on the ordinate are -1 to 1.
Se puede observar que la resistencia compleja [Z] aumenta casi proporcionalmente con el descenso del porcentaje de metal según la curva 35 de la corriente alterna en la bobina de 50 Hz. Las curvas 36 y 37 con la corriente [I] y el ángulo complejo [j] discurren de manera aproximadamente simétrica respecto a la línea cero y varían primero en gran medida con el descenso del porcentaje de metal y en caso de un porcentaje de metal, por ejemplo, superior a 80 %, la curva experimenta un descenso proporcionalmente menor y aproximadamente proporcional orientado a cero. Esto confirma el hecho de que mediante la impedancia se puede determinar exactamente la cantidad de escoria en la masa fundida de metal saliente.It can be seen that the complex resistance [ Z ] increases almost proportionally with the decrease in the percentage of metal according to the curve 35 of the alternating current in the 50 Hz coil. The curves 36 and 37 with the current [ I ] and the complex angle [j] run approximately symmetrically with respect to the zero line and first vary greatly with the decrease in the percentage of metal and in the case of a percentage of metal, for example greater than 80%, the curve experiences a proportionally smaller decrease and approximately proportional oriented to zero. This confirms the fact that the amount of slag in the outgoing metal melt can be determined exactly by impedance.
Para monitorizar la al menos una variable, preferentemente las distintas variantes, se realiza adicionalmente en el marco de la invención una medición de la temperatura en la zona del canal de salida 12 y/o en el calefactor de inducción 14. De manera conveniente se monta al menos un sensor en la zona mencionada, que se conecta por medio de una línea a la unidad de evaluación y se utiliza para la determinación de las variables o la comparación con valores nominales y en caso de existir diferencias correspondientes se puede activar el elemento de cierre para la salida, calentar el metal en el canal de salida y/o renovar el canal de salida. Esta consideración de la temperatura en la salida 5 se puede coordinar o comparar también con la determinación de la impedancia a fin de poder compensar errores en las mediciones.In order to monitor the at least one variable, preferably the various variants, additionally within the scope of the invention a temperature measurement is carried out in the region of the outlet channel 12 and / or in the induction heater 14. Conveniently, it is mounted at least one sensor in the mentioned area, which is connected via a line to the evaluation unit and is used for the determination of the variables or the comparison With nominal values and in case of corresponding differences, the closing element for the outlet can be activated, the metal in the outlet channel heated and / or the outlet channel renewed. This consideration of the temperature at the output 5 can also be coordinated or compared with the determination of the impedance in order to be able to compensate for errors in the measurements.
Para optimizar el efecto calefactor de la bobina de inducción 15 en el canal de salida 12 de la salida se ha previsto en el manguito interior 13 un inserto anular 30, hecho de grafito o de un material con contenido grafito, en la zona de la bobina de inducción 15. El inserto 30 está provisto ventajosamente de una capa aislante en el lado trasero y/o en ambos lados frontales.To optimize the heating effect of the induction coil 15 in the outlet channel 12 of the outlet, an annular insert 30, made of graphite or a material containing graphite, is provided in the inner sleeve 13 in the area of the coil. induction 15. The insert 30 is advantageously provided with an insulating layer on the rear side and / or on both front sides.
El manguito interior 13 está provisto en la zona del inserto 30 de una capa dura 31, preferentemente de arcilla A^O3 o SiC, que protege la superficie interior del inserto contra la masa fundida saliente y/o la escoria y/o el gas de oxidación, por ejemplo, aire. La capa dura 31 se puede extender, dado el caso, más allá del inserto anular 30. Para facilitar el montaje, el manguito interior 13 está centrado en la carcasa 9 y el anillo distanciador 24 e insertado desde el exterior en el ladrillo perforado 11.The inner sleeve 13 is provided in the area of the insert 30 with a hard layer 31, preferably of A ^ O 3 clay or SiC, which protects the inner surface of the insert against the outgoing melt and / or slag and / or gas. oxidation, for example, air. The hard layer 31 can extend, if necessary, beyond the annular insert 30. To facilitate assembly, the inner sleeve 13 is centered on the housing 9 and the spacer ring 24 and inserted from the outside into the perforated brick 11.
La figura 3 muestra un horno de ánodos de cobre 1 con un cierre de corredera 10 que está situado en su salida y comprende un tambor de horno con una envoltura de acero 2 y un orificio de carga 4. La mezcla fundida de cobre, limpiada en el horno mediante un tratamiento especial, se cuela a continuación a través del cierre de corredera 10 montado en la salida en la periferia del tambor de horno.Figure 3 shows a copper anode furnace 1 with a slide seal 10 which is located at its outlet and comprises a furnace drum with a steel jacket 2 and a charging hole 4. The molten mixture of copper, cleaned in The furnace by means of a special treatment, is then cast through the slide closure 10 mounted on the outlet at the periphery of the furnace drum.
En el caso del horno de ánodos de cobre 1 están previstos preferentemente para el funcionamiento del calefactor de inducción 14 en la salida un generador externo 27, así como un transformador 28 conectado al mismo por medio de líneas 25 y montado, por ejemplo, en el horno 1. Se han previsto también la línea de corriente 26, que conduce del transformador 28 a la bobina de inducción 15, así como la línea de enfriamiento. El generador y el transformador pueden estar formados también como una unidad constructiva y pueden estar montados en el horno o posicionados de manera separada del mismo.In the case of the copper anode furnace 1, an external generator 27 is preferably provided at the output for the operation of the induction heater 14, as well as a transformer 28 connected to it by means of lines 25 and mounted, for example, on the Furnace 1. The current line 26, which leads from the transformer 28 to the induction coil 15, as well as the cooling line, have also been provided. The generator and the transformer can also be formed as a constructive unit and can be mounted in the furnace or positioned separately from it.
Asimismo, como se explicó anteriormente, la respectiva bobina 6', 11', 13' está conectada con ayuda de una línea 34 a una unidad de suministro y evaluación externa 33, mediante la que se realiza esta detección según la invención. La unidad de suministro para las bobinas podría estar integrada también en el generador 27.Also, as explained above, the respective coil 6 ', 11', 13 'is connected with the help of a line 34 to an external supply and evaluation unit 33, by means of which this detection is carried out according to the invention. The supply unit for the coils could also be integrated in the generator 27.
Mediante un sistema de enfriamiento 16 con una unidad de enfriamiento 29 y líneas de alimentación y retorno 20, 21 se transporta, por una parte, medio refrigerante a la bobina de inducción 15 y las cámaras de enfriamiento 18, 19 del calefactor de inducción 14 y, por la otra parte, al generador 27 y al transformador 28 con una potencia frigorífica suficiente.By means of a cooling system 16 with a cooling unit 29 and supply and return lines 20, 21, on the one hand, cooling medium is transported to the induction coil 15 and the cooling chambers 18, 19 of the induction heater 14 and , on the other hand, to the generator 27 and to the transformer 28 with sufficient cooling power.
En principio, la invención se puede aplicar también en todos aquellos hornos metalúrgicos, cuya salida esté provista de un cierre de corredera dispuesto en el extremo de salida.In principle, the invention can also be applied to all those metallurgical furnaces, the outlet of which is provided with a slide seal arranged at the outlet end.
El calefactor de inducción 14 se activa manual o automáticamente en coordinación con el dispositivo de accionamiento del cierre de corredera. En dependencia del tipo o diseño del horno, éste puede comprender también varias bobinas de inducción distribuidas a lo largo de la salida.The induction heater 14 is activated manually or automatically in coordination with the actuating device of the slide lock. Depending on the type or design of the furnace, it may also comprise several induction coils distributed along the outlet.
Como se puede observar en la figura 4, la bobina de inducción 15 está integrada en un cuerpo de soporte 17 de material ferrítico. El cuerpo de soporte 17 con las cámaras de enfriamiento 18, 19, situadas alrededor del mismo, está montado en la placa de soporte 23. El calefactor de inducción 14 está envuelto ventajosamente también con una capa aislante en las paredes traseras y laterales. Además, entre este cuerpo de soporte 17 y el cierre de corredera 19 se ha insertado un anillo distanciador 24 hecho preferentemente de un material de cobre. Tal anillo distanciador 24 sirve igualmente para el centrado del manguito interior 13 en la salida 5. Podrían estar previstos también dos anillos separados. Entre la placa de soporte 23, la placa de sujeción 2' y la carcasa 9 está previsto también un conducto longitudinal con una ranura o similar para alojar al menos una línea 26, tal como una línea de corriente y medio refrigerante, para la bobina de inducción 15.As can be seen in figure 4, the induction coil 15 is integrated in a support body 17 made of ferritic material. The support body 17 with the cooling chambers 18, 19, located around it, is mounted on the support plate 23. The induction heater 14 is advantageously also wrapped with an insulating layer on the rear and side walls. Furthermore, between this support body 17 and the slide seal 19 a spacer ring 24 preferably made of a copper material is inserted. Such a spacer ring 24 also serves to center the inner sleeve 13 at the outlet 5. Two separate rings could also be provided. Between the support plate 23, the clamping plate 2 'and the casing 9 there is also provided a longitudinal duct with a slot or the like to house at least one line 26, such as a line of current and cooling medium, for the coil of induction 15.
La carcasa 9 está fijada en la placa de soporte 23 o la placa de sujeción 2' y se puede montar y desmontar separadamente y con el manguito interior 13 del calefactor de inducción 14 con el cuerpo de soporte 17, la bobina de inducción 15 y las cámaras de enfriamiento 18, 19.The housing 9 is fixed on the support plate 23 or the clamping plate 2 'and can be assembled and disassembled separately and with the inner sleeve 13 of the induction heater 14 with the support body 17, the induction coil 15 and the cooling chambers 18, 19.
En vez de un horno de ánodos de cobre podrían estar previstos también otros recipientes con el cierre de corredera o un dispositivo de cierre similar, por ejemplo, un convertidor de cobre con un orificio de sangría formado por varios manguitos yuxtapuestos sin ladrillo perforado, un horno de fusión rápida, un horno de fusión eléctrico o recipientes metalúrgicos similares.Instead of a copper anode furnace, other vessels with the slide closure or a similar closure device could also be provided, for example, a copper converter with an indentation orifice formed by several juxtaposed sleeves without perforated brick, a furnace fast melting, an electric melting furnace or similar metallurgical vessels.
El procedimiento según la invención para la detección de las variables mencionadas es adecuado ventajosamente también para una salida, prevista como orificio de sangría, de un convertidor de cobre. La al menos una bobina está integrada en uno de los distintos manguitos yuxtapuestos (ladrillos de sangría) o en un manguito intermedio, situado alrededor de los mismos, como parte refractaria. La determinación mediante la impedancia permite definir en particular el estado de desgaste de las partes refractarias, la masa fundida de metal solidificada y/o la masa de taponamiento en el orificio de sangría y de este modo se puede definir su estado y, dado el caso, se pueden tomar medidas inmediatas, por una parte, para sustituir las partes refractarias solo en el estado desgastado y, por la otra parte, para impedir el riesgo de rotura en el convertidor a causa de partes refractarias muy desgastadas.The method according to the invention for detecting the variables mentioned is advantageously also suitable for an outlet, provided as a bleed hole, of a copper converter. The at least one coil is integrated into one of the various juxtaposed sleeves (indentation bricks) or into an intermediate sleeve, located around them, as a refractory part. Determination by means of impedance makes it possible in particular to define the state of wear of the refractory parts, the solidified metal melt and / or the plugging mass in the bleeding hole, and in this way it is possible to define their state and, if necessary , immediate measures can be taken, on the one hand, to replace the refractory parts only in the worn state and, on the other hand, to prevent the risk of breakage in the converter due to highly worn refractory parts.
En el marco de la invención se puede utilizar también, en vez de un cierre de corredera, otro elemento de cierre, por ejemplo, un cierre de tapón, que permite de manera conocida una apertura o un cierre de la salida desde el interior del recipiente o desde el exterior. Se puede utilizar también una masa de taponamiento como elemento de cierre para cerrar la abertura de manera conocida desde el exterior, que contiene, por ejemplo, óxido de aluminio y se puede deformar.Within the framework of the invention, instead of a slide closure, another closure element, for example a cap closure, can also be used, which in a known manner allows an opening or closure of the outlet from inside the container. or from the outside. A plugging mass can also be used as a closing element to close the opening in a manner known from the outside, which contains, for example, aluminum oxide and can be deformed.
En caso de una salida sin elemento de cierre, por ejemplo, una tobera de libre fluencia en una artesa de colada, una bobina podría estar integrada también en una parte refractaria y mediante el procedimiento según la invención se podría determinar al menos el estado de desgaste de las partes refractarias que forman la salida. In the case of an outlet without a closure element, for example a free-flowing nozzle in a tundish, a coil could also be integrated into a refractory part and at least the state of wear could be determined using the method according to the invention. of the refractory parts that form the outlet.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IB2016079100 | 2016-11-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2808279T3 true ES2808279T3 (en) | 2021-02-26 |
Family
ID=74669602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES17174075T Active ES2808279T3 (en) | 2016-11-29 | 2017-06-01 | Procedure and device for the detection of variables at the outlet of a metallurgical container |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2808279T3 (en) |
-
2017
- 2017-06-01 ES ES17174075T patent/ES2808279T3/en active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7438312B2 (en) | Method and apparatus for detecting dimensions at the outlet of a metallurgical vessel | |
| BR112019010410B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETECTION OF SIZES IN THE NOZZLE OF A METALLURGICAL CONTAINER AND REFRACTORY MEMBER INTO THE NOZZLE OF A METALLURGICAL CONTAINER TO PERFORM THE REFERRED METHOD | |
| US3559452A (en) | Thermal analysis of molten steel | |
| US9116054B2 (en) | Drop-in probe | |
| CA2053298C (en) | Continuous-use molten metal inclusion sensor | |
| KR101946102B1 (en) | Method and device for measuring levels of cast-iron and slag in a blast furnace | |
| KR0157222B1 (en) | Single-ues disposable molten metal inclusion sensor | |
| TWI399252B (en) | Container for molten metal, use of the container and method for determining an interface layer | |
| ES2808279T3 (en) | Procedure and device for the detection of variables at the outlet of a metallurgical container | |
| US6309442B1 (en) | Refractory material sensor for determining level of molten metal and slag and method of using | |
| JPS6150707B2 (en) | ||
| JPH0567893B2 (en) | ||
| WO2017089396A1 (en) | A method and a system measuring liquid and solid materials in the process of converting iron to steel in metallurgical vessels or furnaces | |
| KR100893754B1 (en) | Induction heating furnace | |
| RU2683376C1 (en) | Submersible probe for temperature measurement and taking sample of metallic and slag melt in converter | |
| KR101999025B1 (en) | Apparatus for measuring level of molten steel in mold | |
| JPH0259629A (en) | Continuous temperature measuring instrument for molten metal | |
| RU2782714C1 (en) | Ventilated stopper rod with temperature measurement function | |
| JPH0569454B2 (en) | ||
| CN211373207U (en) | Real-time monitoring device for molten aluminum of heat preservation furnace | |
| RU196229U1 (en) | DEVICE FOR TAKING SAMPLES AND MEASURING PARAMETERS OF MELTS OF METAL AND SLAG | |
| KR20190013064A (en) | Apparatus for processing molten metal | |
| RU2295420C1 (en) | Metallurgical furnace thermal probe | |
| JPH02264834A (en) | Temperature measuring apparatus of ladle for casting | |
| JPH0213816A (en) | Temperature measuring apparatus for molten metal |