BR112021001751A2 - método para produzir um forno de vidro - Google Patents

método para produzir um forno de vidro Download PDF

Info

Publication number
BR112021001751A2
BR112021001751A2 BR112021001751-8A BR112021001751A BR112021001751A2 BR 112021001751 A2 BR112021001751 A2 BR 112021001751A2 BR 112021001751 A BR112021001751 A BR 112021001751A BR 112021001751 A2 BR112021001751 A2 BR 112021001751A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
waveguide
refractory
sensors
interrogator
sensor
Prior art date
Application number
BR112021001751-8A
Other languages
English (en)
Inventor
Isabelle Cabodi
Olivier Citti
Jean-Gaël Vuillermet
Original Assignee
Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen filed Critical Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen
Publication of BR112021001751A2 publication Critical patent/BR112021001751A2/pt

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/16—Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/43—Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/16—Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes
    • B28B7/162—Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes for building blocks or similar block-shaped articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0021—Devices for monitoring linings for wear
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35306—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement
    • G01D5/35309—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement using multiple waves interferometer
    • G01D5/35316—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using an interferometer arrangement using multiple waves interferometer using a Bragg gratings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

MÉTODO PARA PRODUZIR UM FORNO DE VIDRO. Processo de fabricação de um forno de vidro compreendendo: - uma parte refratária (10): - um guia de ondas (12) compreendendo uma porção de medição (20) que se estende na parte refratária; - um interrogador (14) que está conectado a uma entrada (12p) do guia de onda e é configurado para injetar um sinal de interrogação (I) em dita entrada; a porção de medição do guia de onda inclui pelo menos um sensor (22j) que está configurado para transmitir um sinal de resposta (R) para o interrogador em resposta à injeção do sinal de interrogação, o interrogador sendo configurado para analisar o sinal de resposta e emitir uma mensagem (M) de acordo com dita análise, o processo envolvendo as seguintes etapas: A) colocar uma parte temporária dentro de um molde, sendo dita parte temporária - avec rapport de recherche internationale (Art. 21 (3)) projetada para formar, uma vez que a porção refratária tenha sido fabricada e a parte temporária tenha sido removida dela, uma câmara para acomodar a porção de medição do guia de onda; B) preparar uma matéria prima e introduzi-la no molde de modo que a matéria prima cubra inteiramente a parte temporária e de forma que seja obtida uma pré-forma; C) endurecer dita pré-forma de modo que a porção refratária seja formada; D) remover a parte temporária de modo que a câmara seja formada; E) montar a porção refratária com outros componentes do forno e, antes ou depois de dita montagem, introduzir a porção de medição na câmara e conectar o interrogador à entrada (12p) do guia de onda.

Description

MÉTODO PARA PRODUZIR UM FORNO DE VIDRO Campo Técnico
[0001] A invenção se refere a um forno de vidro compreendendo: - uma porção refratária definindo uma face quente, e - um detector de desgaste para detectar o desgaste da face quente desta porção refratária. Estado da Técnica
[0002] Um forno de vidro compreende um tanque de fusão no qual as matérias primas são derretidas de modo a obter um banho de vidro fundido. O vaso convencionalmente compreende um piso, que é substancialmente horizontal, e uma parede lateral formada por uma montagem de blocos refratários. Em serviço, este piso e esses blocos, referidos genericamente como "porções refratárias", estão submetidos a condições extremas e, particularmente, a um ambiente corrosivo e abrasivo que causa seu desgaste progressivo.
[0003] Particularmente, nas regiões em contato com vidro fundido, o estado de desgaste não pode ser avaliado visualmente. Para medir a espessura restante de um bloco refratário, ou seja, a distância entre sua face quente e sua face fria, em frente à face quente, é, portanto, prática convencional usar, ao nível da linha de fluxo, um gancho. Este método tem a desvantagem de exigir desmontagem parcial e, em seguida, remontagem do forno e de prover apenas uma medição única. Mais recentemente, WO2015147827 cita um aparelho que envia ondas, e particularmente ondas de radar, através do bloco. As ondas refletidas são analisadas quando possível. Na prática, esse procedimento leva muito tempo para ser implementado e não permite o monitoramento em tempo real.
[0004] Além disso, até o momento, não há meios para medir a espessura restante de um piso.
[0005] Há, portanto, a necessidade de uma solução que possibilite avaliar, para todas as áreas do forno, continuamente, a espessura remanescente de uma porção refratária de um forno de vidro.
[0006] Um objetivo da invenção é atender a essa necessidade. Resumo da Invenção
[0007] De acordo com a invenção, esse objetivo é alcançado por meio de um forno de vidro compreendendo: - uma porção refratária; - um guia de onda, preferencialmente uma fibra óptica, compreendendo uma porção de medição que se estende até a porção refratária; - um interrogador conectado a uma entrada do guia de onda e configurado para injetar um sinal de interrogação em dita entrada; a porção de medição do guia de onda incorporando pelo menos um sensor configurado para enviar um sinal de resposta ao interrogador em resposta à injeção de dito sinal de interrogação, o interrogador sendo configurado para analisar o sinal de resposta e enviar uma mensagem de acordo com dita análise,
[0008] Como será visto com mais detalhes no restante do relatório descritivo, o sensor é submetido a uma temperatura que depende do ambiente da porção refratária, mas também da espessura do material que o separa desse ambiente. À medida que essa espessura diminui, o sensor pode modificar sua reação à recepção do sinal de interrogação. Por exemplo, ele pára de operar se a temperatura estiver muito alta ou modifica o sinal de resposta. Essa reação permite que o interrogador seja informado de uma diminuição da espessura da porção refratária.
[0009] Um forno de vidro de acordo com a invenção também pode compreender uma ou mais das seguintes características opcionais:
- a porção de medição e o interrogador medem uma ou mais temperaturas ao longo da porção de medição, o que possibilita avaliar localmente o desgaste da porção refratária; - o guia de onda é uma fibra óptica, preferencialmente em vidro ou safira; - o guia de onda tem um diâmetro inferior a 200 micrômetros; - a porção refratária é um bloco refratário ou um piso; - o sensor é uma grade de Bragg; - a porção de medição do guia de onda compreende uma pluralidade de ditos sensores, preferencialmente mais de cinco, mais de oito, mais de dez, preferencialmente mais de vinte sensores; - os sensores são organizados em intervalos regulares ao longo do guia de onda; - o interrogador está configurado para determinar, de acordo com a análise do ou, se o guia de onda compreende uma pluralidade de sensores, sinais de resposta, um nível de desgaste e/ou uma taxa de desgaste da porção refratária; - o guia de onda se abre sobre uma face fria da porção refratária, em frente à face quente; - o guia de onda toma a forma geral de uma fibra, a porção de medição da qual é preferencialmente substancialmente retilinear e/ou se estende na direção da espessura da porção refratária.
[0010] Em uma modalidade, o forno pode compor uma ou mais das seguintes características opcionais: - a porção de medição do guia de onda é orientada para uma face quente da porção refratária exposta a um espaço do forno contendo vidro derretido (a direção de orientação não necessariamente forma um ângulo de 90° com a face quente); - a porção de medição do guia de onda é orientada, pelo menos parcialmente, ou até mesmo completamente, perpendicular à face quente.
[0011] Em outra modalidade, o forno pode compreender uma ou mais das seguintes características opcionais: - a porção de medição do guia de onda se estende, pelo menos parcialmente, ou mesmo completamente, paralela à face quente; - a porção de medição do guia de onda compreende um revestimento antiaderente, por exemplo, de nitreto de grafite ou boro ou à base de um polímero (por exemplo, Teflon, silicone); - o forno compreende uma folha que consiste em um conjunto de porções de medição de ditos guias de onda que se estendem ao longo de uma superfície curva ou plana, preferencialmente plana, preferencialmente ao longo de um plano paralelo à face quente; - a folha está disposta na porção refratária; - as porções de medição de dita folha são separadas umas das outras por uma distância superior a 1 cm, maior que 5 cm, maior que 10 cm, maior que 20 cm, e/ou menor que 100 cm, menor que 80 cm, ou menor que 50 cm; - ditas porções de medição da folha se estendem paralelamente umas às outras ou se cruzam; - pelo menos algumas das intersecções entre as porções de medição, os sensores são dispostos em cada porção de medição; - preferencialmente, a mais de 50%, preferencialmente mais de 80% das intersecções entre as porções de medição, cada porção de medição tem um sensor; - em ditos cruzamentos, todas as porções de medição estão em contato entre si; - o número de porções de medição que se cruzam em um ponto de intersecção é maior que dois, ou até maior que três ou maior que cinco; - os sensores da folha são distribuídos em um padrão, preferencialmente em um padrão regular, de modo a formar uma grade de malha quadrada ou retangular;
- o forno compreende mais de um, mais de dois, preferencialmente mais de três, preferencialmente mais de cinco de ditas folhas, ditas folhas sendo preferencialmente paralelas umas às outras, preferencialmente paralelas à face quente, e preferencialmente regularmente espaçadas em direção perpendicular à face quente, a distância entre duas camadas sucessivas sendo preferencialmente menor que 10 cm, 5 cm, ou 2 cm; - cada folha está disposta na porção refratária; - os sensores de pelo menos uma primeira folha são distribuídos em um primeiro padrão, os sensores de pelo menos uma segunda folha são distribuídos em um segundo padrão e, preferencialmente, o primeiro padrão e o segundo padrão são idênticos, e, preferencialmente, sobrepostos uns aos outros em direção perpendicular à face quente da porção refratária; - o forno compreende um grupo de pelo menos dois, preferencialmente pelo menos três, pelo menos cinco sensores, dispostos na porção refratária e sobrepostos em direção de superposição que não é paralelo à face quente da porção refratária e, preferencialmente, que é perpendicular à face quente da porção refratária; - o forno compreende mais de cinco, mais de 10, mais de 50, preferencialmente mais de 80 desses grupos por m2 da face quente, um sensor pertencente apenas a um grupo, sendo preferencialmente paralelos entre si.
[0012] A invenção também diz respeito a um método de produção de um forno de acordo com a invenção, dito método compreendendo as seguintes etapas: A) organizar, dentro de um molde, i) dita porção de medição do guia de onda, ou ii) uma parte temporária configurada para, após a produção da porção refratária e a remoção da parte temporária, deixar espaço para um compartimento para acomodar dita parte de medição do guia de onda;
B) preparar uma matéria prima inicial e introduzir a matéria prima inicial no molde de modo que dita porção de medição no caso i) ou dita parte temporária no caso ii) seja incorporada na mesma, de modo a obter uma pré-forma; C) endurecimento dita pré-forma.
[0013] Em uma modalidade, na etapa C), a pré-forma é sinterizada a uma temperatura entre 400 e 1200 °C.
[0014] Em uma modalidade alternativa, a matéria prima inicial é um banho de material fundido, o endurecimento na etapa C) resultante do resfriamento de dita matéria prima inicial.
[0015] O endurecimento também pode resultar da solidificação obtida por meio de uma pasta, por exemplo, uma pasta hidráulica como um cimento.
[0016] A invenção também diz respeito a um método para medir o desgaste de uma porção refratária de um forno de vidro de acordo com a invenção, dito método compreendendo as seguintes etapas: a. produzir um forno de vidro de acordo com a invenção; b. controlar o interrogador de tal forma que ele injete um sinal de interrogação na entrada do guia de onda e, se o sensor estiver operacional, recebe um sinal de resposta do sensor; c. analisar o sinal de resposta de modo a determinar informações relativas ao desgaste da porção refratária na região do sensor.
[0017] A análise pode, particularmente, consistir em determinar se um sensor identificado retorna um sinal de interrogação e, se não, ou seja, em uma situação de falha do sensor, na determinação de um nível de desgaste local da porção refratária.
[0018] Preferencialmente, uma pluralidade de sensores, pertencentes a um ou mais guias de onda, são sobrepostos na espessura da porção refratária. A análise, portanto, torna possível detectar vários níveis de desgaste.
Breve descrição das figuras
[0019] Outras características e vantagens da invenção se tornarão mais claramente evidentes a partir da leitura da seguinte descrição detalhada e do exame do desenho anexo, no qual: - a figura 1 esquematicamente mostra uma modalidade de um bloco de forno de acordo com a invenção, o bloco sendo mostrado em perspectiva; - a figura 2 (2a-2b) ilustra o funcionamento do bloco da figura 1, em uma modalidade preferencial; - a figura 3 (3a-3d) ilustra vários sinais usados em um forno de acordo com a invenção; - a figura 4 ilustra, visto de cima, um piso de um forno de vidro de acordo com a invenção; - as figuras 5 a 7 ilustram vários arranjos de fibras ópticas no piso da figura 4.
[0020] Nas várias figuras, referências idênticas são usadas para denotar membros idênticos ou análogos. Definições
[0021] O que se entende por "porção refratária" é um elemento do forno feito de um material refratário. Uma porção refratária pode ser um bloco, mas também uma montagem de blocos, por exemplo, uma parede lateral de um tanque, ou um piso, particularmente formado pelo fundição. Uma porção refratária é convencionalmente feita de um material fundido ou de um material sinterizado.
[0022] Convencionalmente, a "espessura" de uma porção refratária de um forno de vidro é sua dimensão medida em uma direção perpendicular à sua face quente. Por exemplo, para um bloco lateral do tanque em contato com vidro fundido, a espessura é medida em uma direção substancialmente horizontal em direção ao banho de vidro fundido. Para um piso, a espessura é medida em uma direção vertical.
[0023] A "face quente" é a face de uma porção refratária que é exposta a um espaço do forno contendo, em uso, vidro fundido ou destinado a conter vidro fundido. A face quente pode estar em contato, ou pretendida para estar em contato, com vidro fundido e/ou com o ambiente gasoso que se estende acima do vidro fundido. A face quente é, portanto, a face da porção refratária que é submetida ou destina-se a ser submetida às temperaturas mais altas. Todas as faces quentes dos blocos da parede lateral do tanque de derretimento de vidro também podem, por extensão, ser qualificadas como uma "cara quente". A superfície superior do piso também pode ser qualificada como uma "face quente".
[0024] O adjetivo "quente" é usado por uma questão de clareza. Antes do forno estar em serviço, a face "quente" é o rosto que se destina a ser submetido às temperaturas mais altas após ser colocado em serviço.
[0025] A menos que especificado de outra forma, a "profundidade" é medida perpendicular à face quente, em direção ao interior da porção refratária.
[0026] O que se entende por "guia de onda" é qualquer meio, diferente da porção refratária, para guiar uma onda eletromagnética, e particularmente uma onda nas frequências visíveis.
[0027] Para avaliar se duas porções de medição se cruzam, essas porções de medição são observadas perpendiculares à face quente.
[0028] "Incluir", "ter" ou "compor" deve ser interpretado de forma ampla e não limitante. Descrição detalhada Guia de onda dentro de um bloco
[0029] Como mostrado na figura 1, um forno de acordo com a invenção compreende uma porção refratária do forno, neste caso um bloco refratário 10, um guia de onda, neste caso uma fibra óptica 12, e um interrogador 14.
[0030] O bloco refratário pode ser um bloco lateral de um tanque de forno de vidro, mas a invenção não se limita a tal bloco lateral.
[0031] A forma do bloco não é limitante. Na modalidade mostrada, ele toma uma forma paralelepipedal retangular geral e define uma grande face quente 16c e uma grande face fria 16f, em frente à face quente 16c. A espessura "e" é usada para se referir à distância entre a face quente e a face fria.
[0032] O bloco refratário é preferencialmente feito de um material resistente a temperaturas superiores a 500 °C, ou mesmo 600 °C, ou mesmo 1000 °C.
[0033] Qualquer bloco refratário usado em fornos de vidro convencionais pode ser usado. Particularmente, cada bloco refratário pode ser feito a partir de um material fundido.
[0034] Um bloco refratário pode consistir, por mais de 90% do seu peso, de um ou mais óxidos escolhidos do grupo composto por ZrO2, Al2O3, SiO2, Cr2O3, Y2O3, e CeO2. Ele preferencialmente compreende mais de 90% ZrO2, Al2O3 e SiO2.Em uma modalidade, o bloco tem mais de 15% de ZrO2, preferencialmente entre 26 e 95% ZrO2. Sua composição é tipicamente, para um total de mais de 90%, preferencialmente mais de 95%: 26 a 40% ZrO2; 40 a 60% Al2O3; 5 a 35% SiO2. A fase vítrea representa aproximadamente 5 a 50%, preferencialmente entre 10 e 40%. Preferencialmente, esta fase vítrea é uma fase silicato, a proporção por peso de Na2O do que é inferior a 20%, preferencialmente inferior a 10% e/ou a proporção por peso de Al2O3 dos quais é inferior a 30%.
[0035] Todas as porcentagens são convencionalmente em peso com base nos óxidos. Preferencialmente, os óxidos representam mais de 90%, preferencialmente mais de 95%, preferencialmente mais de 98% do peso do bloco refratário.
[0036] A fibra óptica 12 é preferencialmente feita de vidro ou de safira. Vantajosamente, se a corrosão do bloco 10 levar à exposição da fibra óptica ao interior do tanque, o ataque de uma fibra óptica feita de vidro não leva à contaminação do vidro fundido. Uma fibra óptica feita de safira é bem adequada para regiões de alta temperatura.
[0037] A fibra óptica preferencialmente tem um diâmetro menor que 200 μm, preferencialmente menor que 150 μm. Vantajosamente, sua presença não afeta substancialmente as propriedades mecânicas do bloco.
[0038] A fibra óptica 12 se estende entre uma extremidade proximal 12p e uma extremidade distal 12d. A extremidade proximal 12p, ou "entrada", da fibra óptica 12 está conectado ao interrogador 14.
[0039] A extremidade distal 12d está preferencialmente dentro do bloco 10. Particularmente, é preferencialmente inferior a 10 cm, menos de 5 cm, menos de 2 cm, menos de 1 cm da face quente 16c.
[0040] Na extremidade proximal 12p, a fibra óptica 12 sai do bloco 10, preferencialmente através da face fria 12f, através de uma abertura 18.
[0041] Em uma modalidade preferencial, a porção da fibra óptica 12 que se estende dentro do bloco 10, ou "porção de medição 20", estende-se quase, preferencialmente paralela à direção da espessura do bloco, como mostrado.
[0042] No entanto, essa modalidade não é limitante. A porção de medição pode se estender, por exemplo, substancialmente paralela à face quente. No entanto, como será visto com mais detalhes na parte da descrição relativa à aplicação de um piso de forno, o desgaste local do bloco não pode mais ser medido quando o sensor organizado neste local está fora de serviço.
[0043] A porção de medição compreende uma, preferencialmente uma pluralidade de sensor(es) 22i. A distância entre dois sensores sucessivos 22i, ao longo da fibra óptica 12, pode ser constante ou variável. É preferencialmente menor que 10 cm, 5 cm, 3 cm ou 1 cm. A precisão das informações providas pelo interrogador é melhorada assim.
[0044] Preferencialmente, um sensor, preferencialmente cada sensor, é uma modificação local da estrutura da fibra óptica, que reflete pelo menos uma parte do sinal que recebe do interrogador.
[0045] Em uma modalidade, a fibra óptica tem apenas um sensor, o que reflete pelo menos uma parte do sinal de interrogação I.
[0046] Em uma modalidade, a fibra óptica compreende uma pluralidade de sensores, que cada um reflete uma parte do sinal de interrogação I e permite que outra parte passe para que possa atingir um ou mais outros sensores dispostos a jusante. Cada sensor operacional responde assim ao sinal de interrogação, o que torna possível, usando uma única fibra óptica, obter informações de diferentes regiões do bloco e, particularmente, em diferentes profundidades. Especificamente, se um sensor não responder, o interrogador pode concluir a partir daí que este sensor foi destruído devido à maior exposição à temperatura, e, portanto, concluir que a espessura restante entre o sensor e a face quente foi diminuída.
[0047] Se os sensores se estendem paralelamente à face quente, assim é possível detectar desgaste em diferentes regiões da face quente.
[0048] Se os sensores se estendem perpendicularmente à face quente, é possível medir um nível de desgaste identificando os sensores que ainda estão em serviço, ou seja, aqueles que não foram destruídos pela temperatura excessiva.
[0049] Para determinar a origem de um sinal de resposta, o interrogador pode usar a diferença entre o momento em que o sinal de interrogação foi transmitido e o momento em que o sinal de resposta foi recebido.
[0050] Conforme ilustrado na figura 3, cada sensor também pode refletir apenas uma parte do espectro de frequências (frequências λ na figura 3a) do sinal de interrogação I injetado pelo interrogador 14 (nas figuras 3a, 3b e 3c, "P" denota a força dos sinais). Apenas analisar as frequências dos sinais recebidos, assim, permite determinar a origem dos sinais de resposta. Na figura 3b, cada sensor 22i retornou assim um espectro de frequências centradas em uma frequência λi que é específica para lá. A presença de um pico centrado na frequência λi permite assim que o interrogador deduza a presença do sensor 22i.
[0051] Um sensor pode ser usado para retornar uma resposta binária, particularmente para indicar que está dentro ou fora de serviço. Em seguida, age como um detector.
[0052] Um sensor pode ser usado para retornar um sinal de resposta que é modificado de acordo com a temperatura. Em seguida, age como um sensor de medição.
[0053] Um sensor 22i, preferencialmente cada sensor 22i, é uma grade de Bragg.
[0054] Fibras ópticas com grades de Bragg são conhecidas em aplicações que não sejam fornos de vidro.
[0055] Em resposta a um sinal de interrogação I injetado pelo interrogador 14 através da extremidade proximal da fibra óptica, cada grade de Bragg 22i retorna um sinal de resposta Rique é específico para lá. Vantajosamente, uma grade de Bragg pode, portanto, servir como um meio para detectar a ocorrência de uma situação em que a grade de Bragg é submetida a uma temperatura superior a um valor limiar causando sua destruição, agindo assim como um detector. Uma pluralidade de grades de Bragg de uma fibra óptica orientada de modo a afastar-se da face quente de uma porção refratária, portanto, torna possível medir, em etapas, o desgaste desta porção refratária.
[0056] Uma grade de Bragg também tem a vantagem de enviar um sinal de resposta que depende da temperatura a que está submetido. Mais especificamente, cada grade de Bragg age como um refletor óptico em um comprimento de onda que é específico para isso. No entanto, o aquecimento da grade de Bragg faz com que esse comprimento de onda mude. É claro que os comprimentos de onda específicos para as várias grades de Bragg são determinados de modo a evitar qualquer ambiguidade quanto à origem de um sinal de resposta. Depois de ter identificado essa origem, o interrogador pode determinar a mudança no comprimento de onda, ou de forma equivalente a mudança na frequência, a fim de determinar a temperatura da grade de Bragg em questão ou uma boa mudança nesta temperatura.
[0057] A Figura 3c ilustra o caso específico em que os sensores são grades de Bragg. Em resposta ao sinal de interrogação, os sensores 22i podem retornar sinais de resposta centrados nas frequências λi à temperatura ambiente (figura 2b) e nas frequências λi' deslocadas em relação às frequências λi, respectivamente, a mudança sendo dependente da temperatura do sensor 22i. Na figura 3c, os picos centrados nas frequências λi são mostrados como linhas tracejadas e os picos centrados nas frequências λi' são mostrados como linhas sólidas.
[0058] Vantajosamente, a medição da temperatura por meio de grades de Bragg é insensível à interferência eletromagnética.
[0059] Uma grade de Bragg pode, portanto, não apenas servir como um detector, para determinar se uma temperatura excedeu um valor limiar, mas também como um meio para medir a temperatura local ou a mudança nesta temperatura.
[0060] O interrogador 14 é preferencialmente organizado a uma distância da face quente da porção refratária, mais preferencialmente à distância da face fria da porção refratária. Pode, particularmente, ser organizado contra a face fria da porção refratária.
[0061] Em uma modalidade, o interrogador está do lado de fora de uma camada isolante que se estende contra a face fria da porção refratária. Vantajosamente, o interrogador está, portanto, bem protegido de altas temperaturas.
[0062] O interrogador 14 é um dispositivo eletrônico que convencionalmente compreende um transceptor 26 e um módulo de controle 28.
[0063] O transceptor 26 é adequado para transmissão, como entrada para a fibra óptica 12, um sinal de interrogação I, por exemplo, um sinal de luz, e para receber os sinais de resposta Ri recebidos do um ou mais sensores 22i.
[0064] O módulo de controle 28 compreende convencionalmente um processador e uma memória na qual um programa de computador é carregado. Usando este programa de computador, o processador pode controlar a transmissão do sinal de interrogação e analisar os sinais recebidos a fim de identificar os sensores que responderam.
[0065] Preferencialmente, o programa de computador também torna possível, particularmente quando os sensores são grades de Bragg, medir uma mudança de frequência resultante da temperatura local de uma grade de Bragg, e, portanto, avaliar uma temperatura e/ou uma mudança de temperatura em relação às medições anteriores. Produção
[0066] Várias técnicas podem ser utilizadas para incorporar a porção de medição da fibra óptica 12 na porção refratária e, particularmente, no bloco 10.
[0067] Em uma modalidade, a porção refratária é formada em torno da fibra 12. A resistência ao calor da fibra óptica é, no entanto, limitada. Este método é, portanto, adequado para quando a porção refratária é produzida por sinterização, e particularmente por sinterização a baixa temperatura, tipicamente com temperaturas de remada inferiores a 1200 °C. Tal método pode, particularmente, compreender as seguintes etapas:
a) organizar a fibra óptica de tal forma que uma porção de medição se estenda em um molde; b) preparar uma matéria prima inicial e derramar dita matéria prima inicial no molde de modo que dita porção de medição está embutida nele, e opcionalmente comprimindo a matéria prima inicial, de modo a obter uma pré-forma; c) sinterizar a pré-forma a uma temperatura preferencialmente entre 400 e 1200 °C.
[0068] Tal método permite contato próximo entre a fibra óptica e a porção refratária, o que permite uma boa troca de calor e limita o risco de infiltração de vidro fundido ao longo da porção de medição quando se abre para o interior do tanque.
[0069] Como alternativa aos passos b) e c), um banho de material fundido pode ser derramado no molde, para produzir um produto fundido.
[0070] Em uma modalidade, a fibra óptica é inserida, após a produção do bloco, em um compartimento feito durante a produção da porção refratária, e particularmente do bloco.
[0071] O compartimento toma preferencialmente uma forma tubular.
[0072] O compartimento, retilinear ou não, ou se é cego ou passa todo o caminho, preferencialmente tem um diâmetro interno substancialmente idêntico ao da fibra óptica, mas ligeiramente maior para permitir a inserção da fibra óptica.
[0073] Preferencialmente, a diferença entre o diâmetro externo do compartimento e o diâmetro da fibra óptica é inferior a 20%, preferencialmente inferior a 10% do diâmetro da fibra óptica.
[0074] Em uma modalidade, o compartimento, que é preferencialmente cego, é configurado para não passar pela porção refratária na direção de sua espessura. Após a inserção no compartimento, a extremidade distal 12d, portanto, não atinge a face quente 16c.
[0075] Em outra modalidade, o compartimento passa pela porção refratária de modo a estender-se entre duas faces, preferencialmente entre a face quente e a face fria.
[0076] O compartimento pode ser feito de acordo com um método compreendendo as seguintes etapas: A) dispor, dentro de um molde, uma parte temporária configurada para, após a produção da porção refratária e a remoção da parte temporária, deixar espaço para um compartimento para acomodar dita porção de medição do guia de onda; B) preparar uma matéria prima inicial e introduzir dita matéria prima inicial no molde de modo que dita parte temporária seja embutida nela, respectivamente, de modo a obter uma pré-forma; C) endurecer dita pré-forma de modo a formar a porção refratária; D) retirar a parte temporária de modo a fazer dito compartimento na porção refratária; E) montar a porção refratária com outros elementos constituintes do forno e, antes ou depois de dita montagem, introduzir a porção de medição no compartimento e conectar o interrogador à entrada do guia de onda.
[0077] O molde pode ser um molde para produzir um bloco, por exemplo, um bloco de mais de 1 kg e/ou inferior a 50 kg. Preferencialmente, a porção de medição é então inserida no compartimento após o montagem, pelo menos parcialmente, da porção do forno compreendendo o bloco, por exemplo, após a montagem da parede lateral do tanque do forno.
[0078] O molde pode ser uma região destinada a ser preenchida para formar um piso.
[0079] Preferencialmente, a parte temporária toma a forma de um fio.
[0080] O compartimento pode ser feito de acordo com um método compreendendo as seguintes etapas: a') organizar um fio dentro de um molde; b') formar a porção refratária no molde; c') remover o fio, o que deixa o compartimento.
[0081] O fio pode estender-se através do molde de modo a formar, após ser removido da porção refratária produzida, um orifício cego ou um through-hole.
[0082] O fio pode, por exemplo, ser feito de molhênio. Preferencialmente, é coberto com um revestimento antiaderente, por exemplo, nitreto de boro hexagonal ou grafite, o que facilita sua remoção do bloco.
[0083] A porção refratária pode ser feita a partir de um material fundido ou sinterizado.
[0084] Vantajosamente, quando a porção refratária é fundida, ela contrai durante o seu resfriamento, o que facilita a decomposição do fio.
[0085] O fio também pode ser "sacrificial", ou seja, feito de um material que pode ser destruído após a produção do bloco, por exemplo, mecanicamente ou por ataque químico. Operação
[0086] A operação segue diretamente da descrição acima.
[0087] Em uma primeira modalidade, os sensores agem como detectores.
[0088] Como mostrado na figura 2a, cada sensor 22i (o índice "i" sendo um número de identificação do sensor) é inicialmente (t = t0) em uma posição na qual ele pode suportar a temperatura a que está submetido. Em resposta a um sinal de interrogação I introduzido pelo transceptor 26 do interrogador 14 como entrada para a fibra óptica, ele retorna um sinal de resposta Ri, por exemplo, refletindo uma porção do sinal de interrogação.
[0089] O transceptor 26 recebe este sinal de resposta e transmite-o para o módulo de controle 28.
[0090] O módulo de controle 28 analisa os sinais recebidos e, se detectar dito sinal de resposta, deduz a partir disso que o sensor 22i de onde se originou ainda está operacional.
[0091] O módulo de controle 28 então envia uma mensagem M contendo as informações de acordo com as quais o sensor está operacional. Esta mensagem pode ser enviada para um computador central e/ou ser apresentada a um operador, por exemplo, em uma tela e/ou ativando uma luz e/ou emitindo um sinal sonoro.
[0092] Sob o efeito da corrosão, a espessura do bloco diminui, até atingir a espessura e1 no momento t = t1 (figura 2b). O sensor 221 é considerado o sensor mais próximo do vidro fundido V. No momento t1, a espessura do material do bloco que separa o sensor 221 do vidro fundido V é diminuída, de tal forma que o sensor 22 1 é submetido a uma temperatura que causa sua destruição.
[0093] O módulo de controle 28 observa, em resposta à transmissão de um sinal de interrogação, a ausência de um sinal de resposta R1 pelo sensor 221. Pode-se então deduzir que este sensor foi destruído, e portanto, indiretamente, que a espessura do material do bloco, que separava o interior do tanque tem sido diminuída.
[0094] Ele pode então enviar uma mensagem M correspondente para o computador central e/ou para um operador, ou não enviar uma mensagem.
[0095] O tempo t1 de destruição do sensor 221 depende da natureza deste sensor. Em uma modalidade, como mostrado na figura 2b, o sensor é destruído antes de ser exposto ao vidro fundido. Em outra modalidade, o sensor permanece operacional até ser exposto ao interior do tanque, e particularmente até entrar em contato com vidro fundido.
[0096] Em uma modalidade preferencial, como mostrado, a parte de medição 20 da fibra óptica incorpora uma pluralidade de sensores 22i. Os sensores que não foram destruídos retornam um respectivo sinal de resposta em reação à transmissão do sinal de interrogação I. O módulo de controle analisa todos os sinais de resposta Ri recebidos, identifica os sensores 22i na origem desses sinais de resposta, detecta os sensores que não responderam e, portanto, deduz a partir de um estado de corrosão do bloco, ou seja, avalia a extensão da diminuição da espessura.
[0097] O módulo de controle pode, particularmente, avaliar a espessura do bloco que foi removido desde o tempo inicial t0. Ele também pode medir a taxa em que o bloco é usado, a partir dos tempos ti em que os sensores 22i deixaram de responder ao sinal de interrogação I.
[0098] Em uma modalidade preferencial, pelo menos alguns dos sensores, preferencialmente cada sensor 22i, é um sensor de medição, capaz de prover, no sinal de resposta que retorna, uma indicação quantitativa da temperatura a que está submetido. Particularmente, os sensores podem ser grades de Bragg. Como a corrosão age para diminuir a espessura do bloco, a frequência do sinal de resposta retornado por um sensor muda. Essa mudança torna vantajosamente possível determinar a mudança local de temperatura. Guia de onda disposto entre dois blocos
[0099] A fibra óptica não é necessariamente integrada ao bloco, mas também pode ser integrada entre dois blocos adjacentes. Preferencialmente, ele é acomodado em uma ranhura feita na superfície do bloco, de modo a não se projetar. Mais preferencialmente, é imobilizado na ranhura, preferencialmente utilizando um cimento refratário, preferencialmente por manchas de cimento, de modo a acomodar variações dilatométricas nos blocos entre os quais se estende. Guia de onda no piso
[00100] As características descritas acima para um bloco refratário são aplicáveis a um piso 30. Por outro lado, as características descritas abaixo para um piso são aplicáveis a um bloco refratário.
[00101] Particularmente, quando a porção refratária é um piso, o guia de onda, preferencialmente uma fibra óptica, pode estender-se substancialmente paralelo à face quente, ou seja, na face do piso que está em contato com vidro fundido (figuras 4 a 7).
[00102] Preferencialmente, há uma rede de fibras ópticas no piso, preferencialmente na forma de um ou mais conjuntos de fibras em paralelo, por exemplo, na forma de dois conjuntos 32 e 34, as porções de medição das quais são orientadas em ângulos retos, vistas de cima, como mostrado na figura 4.
[00103] Todas as fibras ópticas podem se estender no mesmo plano. Alternativamente, algumas fibras ópticas podem ser dispostas em diferentes profundidades no piso, particularmente na forma de folhas de fibra óptica sobrepostas (figuras 5 a 7).
[00104] Preferencialmente, a densidade de sensores é superior a três, preferencialmente superior a 10, preferencialmente superior a 50, preferencialmente superior a 100 sensores por m² de face quente do piso.
[00105] Preferencialmente, primeiro e segundo interrogadores 141 e 142 são organizados na entrada e na saída de cada fibra, ou seja, em sua extremidades proximal 12p e distal 12d, respectivamente. Por uma questão de clareza, apenas os primeiro e segundo interrogadores 141 e 142 da primeira fibra 12 foram mostrados na figura 4.
[00106] O segundo interrogador recebe, portanto, as porções do sinal de interrogação I injetado pelo primeiro interrogador que não foram refletidos pelos vários sensores da fibra óptica. Por exemplo, se a fibra óptica for composta por apenas três sensores e se o sinal de interrogação e os sinais de resposta forem os das figuras 3a e 3b, o segundo interrogador recebe um sinal semelhante ao mostrado na figura 3d.
[00107] Os dois interrogadores, portanto, possuem um sinal que permite identificar os sensores que responderam e, se os sensores são sensores de medição, por exemplo, grades de Bragg, torna possível avaliar a temperatura ou a mudança de temperatura para cada sensor.
[00108] Preferencialmente, o segundo interrogador também pode enviar um sinal de interrogação.
[00109] A presença de dois interrogadores vantajosamente torna possível, no caso de uma quebra na fibra óptica, obter informações relativas aos sensores de ambos os lados da região do rompimento. Portanto, melhora a robustez do dispositivo.
[00110] A operação é semelhante à descrita para aplicação a um bloco refratário.
[00111] Em uma modalidade, os sensores agem como detectores e, em resposta a um sinal de interrogação I apresentado pelo primeiro interrogador 141 como entrada para a fibra óptica, cada um retorna um respectivo sinal de resposta. Sob o efeito da corrosão do piso, ou do aparecimento de uma rachadura, a espessura do piso pode ser diminuída perto de um sensor, o que aumenta a temperatura a que o sensor está submetido, até um valor que faz com que ele fique fora de serviço. O primeiro interrogador e/ou a segunda nota de interrogador, em resposta à transmissão de um sinal de interrogação, a ausência de uma assinatura do sensor no sinal que recebem. Eles podem então deduzir a partir disso que este sensor foi destruído, e, portanto, indiretamente, que a espessura do material do piso do bloco que o separou do interior do tanque foi diminuída. Eles podem então enviar uma mensagem correspondente para o computador central e/ou para um operador.
[00112] Se a temperatura danificou a fibra óptica de tal forma que o sinal do primeiro interrogador não pode ir além do sensor, por exemplo, porque a fibra foi quebrada, o primeiro interrogador não recebe mais nenhuma informação dos sensores a jusante do sensor danificado, ou seja, localizado entre este sensor e o segundo interrogador.
[00113] O segundo interrogador pode então interrogar esses sensores a jusante, injetando um sinal de interrogação e analisando o sinal retornado por esses sensores a jusante. O primeiro interrogador pode continuar a interrogar os sensores a montante, injetando um sinal de interrogação e analisando o sinal retornado por esses sensores a montante. A destruição de um sensor, portanto, tem um efeito limitado no funcionamento da fibra óptica.
[00114] Em uma modalidade preferencial, pelo menos alguns dos sensores, preferencialmente cada sensor, é um sensor de medição, capaz de prover, no sinal de resposta que retorna, uma indicação quantitativa da temperatura a que está submetido. Particularmente, os sensores podem ser grades de Bragg. À medida que a espessura do piso diminui, a frequência do sinal de resposta retornado por um sensor muda. Essa mudança torna vantajosamente possível determinar a mudança local de temperatura. Vantajosamente, é, particularmente, possível detectar uma mudança anormal na temperatura de um sensor, e intervir antes de sua destruição.
[00115] Em uma modalidade, pelo menos duas fibras ópticas, ou equivalentemente duas seções de fibra óptica, se cruzam em diferentes profundidades, sendo a profundidade medida da face quente, perpendicular à face quente.
[00116] Como mostrado na figura 5, as fibras ópticas superiores 22si e inferiores 22ii de fibras ópticas superiores e inferiores de 12i, respectivamente, podem ser sobrepostas na direção da espessura do piso, sendo a fibra inferior uma fibra óptica mais distante da face quente do que a fibra óptica superior.
[00117] Após a destruição do sensor superior, é possível, assim, obter informações sobre a temperatura local usando o sensor inferior.
[00118] Na figura 5, as folhas 40s superiores e as folhas 40i inferiores compreendem fibras ópticas 12sj superiores e 12ij' inferiores, os índices j e j' denotando um número de fibra óptica nas folhas 40s superiores e 40i inferiores, respectivamente. As fibras ópticas superior 12sj e inferior 12ij' se estendem em planos Ps superiores e pi inferiores, respectivamente, paralelo à face quente 16c do piso, em profundidades ps e pi, respectivamente.
[00119] Em uma modalidade, as fibras ópticas superiores 12s j são paralelas umas às outras, na direção superior Ds.
[00120] Em uma modalidade, as fibras ópticas superiores 12sj' são paralelas umas às outras, na direção inferior Ds.
[00121] As direções superior e inferior podem ser perpendiculares umas às outras. Visto de cima, as fibras ópticas superior 12sj e inferior 12ij' formam assim uma grade de malha quadrada, como mostrado na figura 4, ou uma grade de malha retangular. Os "sensores superiores" 22si são aqueles sensores que são incorporados em uma fibra superior, e os "sensores inferiores" 22ii' são aqueles sensores que são incorporados em uma fibra inferior.
[00122] Em cada cruzamento, visto de cima, entre uma fibra óptica superior e uma fibra óptica inferior, um sensor superior (triângulo não preenchido na figura 5) é disposto na fibra óptica superior e um sensor inferior (triângulo sólido na figura 5) é disposto em uma fibra óptica inferior. Em cada cruzamento, uma pluralidade de sensores são assim alinhadas, em uma direção substancialmente perpendicular à face quente, ou seja, uma direção substancialmente vertical (linhas pontilhadas).
[00123] O funcionamento da modalidade da figura 5 é semelhante ao da modalidade em que a fibra óptica compreende uma pluralidade de sensores e estende perpendicular à face quente. No entanto, é necessário usar sinais refletidos por uma pluralidade de fibras ópticas.
[00124] Em uma modalidade, os sensores agem como detectores e cada sensor está inicialmente em uma posição na qual pode suportar a temperatura a que está submetido. Em resposta a um sinal de interrogação introduzido por um interrogador como entrada para a fibra óptica que contém um sensor, este sensor retorna um sinal de resposta, por exemplo, refletindo uma parte do sinal de interrogação. O interrogador analisa os sinais recebidos e, se detectar dito sinal de resposta, deduz a partir disso que o sensor de onde se originou ainda está operacional.
[00125] Sob o efeito do desgaste, a espessura do piso é diminuída, até atingir uma espessura que tira o sensor de serviço. O interrogador pode deduzir a partir daí que a espessura do material do piso que o separou do interior do tanque foi diminuída.
[00126] Os sensores que estão sob o sensor fora de serviço estão, no entanto, ainda em operação e retornam sinais de resposta ao interrogador que os interroga.
[00127] O desgaste do piso pode continuar. Os sensores sobrepostos são gradualmente retirados de serviço à medida que o desgaste aumenta. Uma vez que a identidade dos sensores sobrepostos é conhecida, é, portanto, vantajosamente possível avaliar a extensão da diminuição da espessura do piso em cada ponto da face quente sob a qual uma pluralidade de sensores são sobrepostos. Para isso, um computador central pode coletar as mensagens dos vários interrogadores e, conhecendo a distribuição espacial dos sensores, deduzir a partir de um perfil do desgaste do piso.
[00128] Em uma modalidade preferencial, pelo menos alguns dos sensores, preferencialmente cada sensor, é um sensor de medição, capaz de prover, no sinal de resposta que retorna, uma indicação quantitativa da temperatura a que está submetido. Particularmente, os sensores podem ser grades de Bragg. Como a corrosão age para diminuir a espessura do piso, a frequência do sinal de resposta retornada por um sensor muda. Essa mudança torna vantajosamente possível determinar precisamente a mudança de temperatura local.
[00129] O número de folhas não é limitante. Preferencialmente, a densidade das folhas é maior que uma, preferencialmente superior a duas, preferencialmente superior a três folhas por 10 cm de espessura do piso.
[00130] As fibras superiores podem formar qualquer ângulo com as fibras inferiores.
[00131] Por exemplo, na figura 6, todas as fibras são orientadas paralelamente umas às outras.
[00132] Sensores sobrepostos podem pertencer à mesma fibra óptica, retraídas sobre si mesma, como na figura 7. Estas são, então, seções da mesma fibra óptica que podem estar em profundidades diferentes.
[00133] As modalidades descritas para um piso são aplicáveis a outras porções do forno, e particularmente a uma parede lateral do tanque do forno.
[00134] Como agora é claramente aparente, a invenção provê uma solução que permite avaliar, com mais precisão e em tempo real, a espessura restante de uma porção refratária de um forno de vidro.
[00135] Obviamente, a invenção não está limitada às modalidades descritas e mostradas, providas apenas a título de ilustração.
[00136] Particularmente, a invenção não se limita a uma fibra óptica como guia de onda. Uma fibra óptica feita de vidro é preferencial porque exclui o risco de contaminar o vidro fundido. No entanto, outros guias de onda poderiam ser previstos. Preferencialmente, no entanto, o guia de ondas toma a forma de uma fibra que, preferencialmente, tem um diâmetro menor que 200 micrômetros.
[00137] Todos os recursos aplicáveis a uma fibra óptica e descritos na presente descrição são aplicáveis a outro tipo de guia de onda.
[00138] Todas as características aplicáveis a um bloco refratário e descritas na presente descrição são aplicáveis a outro tipo de porção refratária.
[00139] O número de guias de onda em uma porção refratária, seu arranjo, o número de guias de onda conectadas a um interrogador e a forma da porção refratária não são limitadores.
[00140] A face quente do bloco não está necessariamente totalmente em contato com o banho de vidro fundido. Pode até não estar em contato com o vidro fundido, mas apenas ser exposto ao ambiente gasoso acima deste banho.
[00141] A invenção também não se limita apenas ao tanque do forno de vidro. A porção refratária pode, por exemplo, ser um bloco de um alimentador, uma parte de superestrutura (tijolo refratário, bloco de coroa, etc.), uma parte formadora (lábio, etc.) ou um bloco de garganta.

Claims (16)

REIVINDICAÇÕES
1. Método para produzir um forno de vidro caracterizado pelo fato de que compreende: - uma porção refratária (10); - um guia de onda (12) compreendendo uma porção de medição (20) que se estende para a porção refratária; - um interrogador (14) conectado a uma entrada (12p) do guia de onda e configurado para injetar um sinal de interrogação (I) em dita entrada; a porção de medição do guia de onda incorporando pelo menos um sensor (22i) configurado para enviar um sinal de resposta (Ri) ao interrogador em resposta à injeção de dito sinal de interrogação, o interrogador sendo configurado para analisar o sinal de resposta e enviar uma mensagem (M) de acordo com dita análise, dito método compreendendo as seguintes etapas: A) dispor, dentro de um molde, uma parte temporária configurada para, após a produção da porção refratária e a remoção da parte temporária, deixar espaço para um compartimento para acomodar dita porção de medição do guia de onda; B) preparar uma matéria prima inicial e introduzir dita matéria prima inicial no molde de modo que dita parte temporária seja embutida nele, respectivamente, de modo a obter uma pré-forma; C) endurecer dita pré-forma de modo a formar a porção refratária; D) retirar a parte temporária de modo a fazer dito compartimento; E) montar a porção refratária com outros elementos constituintes do forno e, antes ou depois de dita montagem, introduzir a porção de medição no compartimento e conectar o interrogador à entrada (12p) do guia de onda.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na etapa C),
- a pré-forma é sinterizada a uma temperatura entre 400 °C e 1200 °C, ou em que - a matéria prima inicial é um banho de material fundido, o endurecimento na etapa C) resultante do resfriamento de dita matéria prima inicial.
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a parte temporária compreende um fio feito de molibdênio.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o compartimento é configurado para não passar pela porção refratária na direção de sua espessura.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o guia de onda é uma fibra óptica, o sensor é uma grade de Bragg e a porção de medição do guia de onda compreende uma pluralidade de ditos sensores.
6. Método, de acordo com a reivindicação imediatamente anterior, caracterizado pelo fato de que os sensores são dispostos em intervalos regulares ao longo do guia de onda.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a porção refratária é um bloco refratário ou um piso.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a extremidade distal (12d) do guia de onda está dentro da porção refratária, preferencialmente menos de 10 cm, menos de 5 cm, menos de 2 cm, menos de 1 cm da face quente da porção refratária.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o interrogador é configurado para determinar, de acordo com a análise do um ou mais sinais de resposta, um nível de desgaste e/ou uma taxa de desgaste da porção refratária.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a porção de medição do guia de onda é orientada em direção a uma face da porção refratária que é exposta a um espaço do forno contendo vidro fundido, chamado de "face quente".
11. Método, de acordo com a reivindicação imediatamente anterior, caracterizado pelo fato de que a porção de medição do guia de onda é orientada perpendicularmente à face quente.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a porção de medição do guia de onda é orientada paralelamente a uma face da porção refratária que é exposta a um espaço do forno contendo vidro fundido, chamado de "face quente".
13. Método, de acordo com a reivindicação imediatamente anterior, caracterizado pelo fato de que compreende uma folha que consiste em um conjunto de porções de medição de ditos guias de onda que se estendem ao longo de uma superfície curva ou plana, preferencialmente ao longo de um plano paralelo à face quente.
14. Método, de acordo com a reivindicação imediatamente anterior, caracterizado pelo fato de que ditas porções de medição da folha se estendem paralelamente umas às outras ou se cruzam.
15. Método, de acordo com qualquer uma das duas reivindicações imediatamente anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos primeira e segunda folhas e em que os sensores da primeira folha são distribuídos em um primeiro padrão, os sensores da segunda folha são distribuídos em um segundo padrão e o primeiro padrão e o segundo padrão são idênticos.
16. Método, de acordo com qualquer uma das três reivindicações imediatamente anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende mais de cinco grupos de sensores por m2 da face quente, cada grupo compreendendo pelo menos três sensores sobrepostos em uma direção de sobreposição que não é paralela à face quente da porção refratária, um sensor pertencente apenas a um grupo, as direções de superposição sendo preferencialmente paralelas entre si.
BR112021001751-8A 2018-08-01 2019-07-26 método para produzir um forno de vidro BR112021001751A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1857214A FR3084662B1 (fr) 2018-08-01 2018-08-01 Detecteur d'usure pour four de verrerie
FR1857214 2018-08-01
PCT/EP2019/070233 WO2020025493A1 (fr) 2018-08-01 2019-07-26 Procédé de fabrication d'un four de verrerie avec détecteur d'usure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112021001751A2 true BR112021001751A2 (pt) 2021-04-27

Family

ID=65200982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112021001751-8A BR112021001751A2 (pt) 2018-08-01 2019-07-26 método para produzir um forno de vidro

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11712818B2 (pt)
EP (1) EP3830042A1 (pt)
JP (1) JP7082241B2 (pt)
CN (2) CN117486466A (pt)
BR (1) BR112021001751A2 (pt)
FR (1) FR3084662B1 (pt)
MX (1) MX2021001190A (pt)
RU (1) RU2757912C1 (pt)
WO (1) WO2020025493A1 (pt)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3123975A1 (fr) * 2021-06-09 2022-12-16 Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen Plaque instrumentee pour four
FR3147131A1 (fr) 2023-03-29 2024-10-04 Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen Four de verrerie suivi par reflectometrie electrique

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57151803A (en) * 1981-03-16 1982-09-20 Fujitsu Ltd Sensor for erosion of optical fiber in furnace wall
SU1157344A1 (ru) * 1984-02-27 1985-05-23 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров Устройство дл контрол толщины футеровки металлургического агрегата
DE3526391A1 (de) * 1985-07-24 1987-02-05 Werner Fischer Verfahren und vorrichtung zur feststellung des verschleisses von feuerfest-steinen
SU1406445A1 (ru) * 1986-12-01 1988-06-30 Челябинский металлургический комбинат Способ контрол толщины футеровки плавильного агрегата
JPS63317749A (ja) * 1987-06-19 1988-12-26 Kobe Steel Ltd 耐火壁の溶損量測定センサ−
DE4120205A1 (de) * 1991-06-19 1992-12-24 Saveway Gmbh Vorwarneinrichtung fuer induktionsschmelzoefen
JPH0747518A (ja) * 1993-08-06 1995-02-21 Miyagawa Kasei Ind Co Ltd セラミック中空品の製造方法
JPH07294157A (ja) * 1994-04-28 1995-11-10 Toyota Autom Loom Works Ltd 回転溶融炉の耐火材層の検査方法
JPH10132467A (ja) * 1996-10-30 1998-05-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶融金属容器の内張り耐火物損耗度確認方法
JP3395886B2 (ja) * 1998-03-18 2003-04-14 日本鋼管株式会社 耐火物の残厚測定装置
GB2340226A (en) * 1998-08-05 2000-02-16 British Steel Plc Refractory brick comprising condition measuring device
JP3769164B2 (ja) * 2000-02-28 2006-04-19 新日本製鐵株式会社 高炉炉底状況の推定および予測方法
MXPA04008859A (es) * 2002-03-12 2005-09-08 Xstrata Queensland Ltd Control de desgaste de refractarios.
US6939505B2 (en) * 2002-03-12 2005-09-06 Massachusetts Institute Of Technology Methods for forming articles having very small channels therethrough, and such articles, and methods of using such articles
JP4448536B2 (ja) * 2007-12-25 2010-04-14 東洋ガラス株式会社 ガラス溶融窯のガラス生地漏れ検出方法及び装置
DE102010008481A1 (de) * 2009-09-30 2011-03-31 Sms Siemag Ag Metallurgisches Gefäß
US20110144790A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 Terry Gerritsen Thermal Sensing for Material Processing Assemblies
JP6057988B2 (ja) * 2011-05-23 2017-01-11 インダクトサーム・コーポレイションＩｎｄｕｃｔｏｔｈｅｒｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ライニング損耗検出システムを備える電気的誘導炉
JP5571631B2 (ja) * 2011-08-18 2014-08-13 日鉄住金テックスエンジ株式会社 高炉の炉底耐火物の温度測定装置及び方法
US9488601B2 (en) 2014-03-26 2016-11-08 Paneratech, Inc. Material erosion monitoring system and method
JP2017080771A (ja) * 2015-10-28 2017-05-18 新日鐵住金株式会社 連続鋳造用鋳型

Also Published As

Publication number Publication date
US20210308902A1 (en) 2021-10-07
FR3084662A1 (fr) 2020-02-07
MX2021001190A (es) 2021-04-19
RU2757912C1 (ru) 2021-10-22
EP3830042A1 (fr) 2021-06-09
CN112789247A (zh) 2021-05-11
CN117486466A (zh) 2024-02-02
WO2020025493A1 (fr) 2020-02-06
JP7082241B2 (ja) 2022-06-07
US11712818B2 (en) 2023-08-01
FR3084662B1 (fr) 2022-06-24
JP2021533061A (ja) 2021-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112021001751A2 (pt) método para produzir um forno de vidro
JP5204304B2 (ja) 繊維光学測定方法による金型内の温度測定
TW201006588A (en) Casting level measurement in a mold by means of a fiber optic measuring method
EP3343203B1 (en) Optical methods for phase change materials
AU2015376850B2 (en) Temperature sensor
BR112021001762A2 (pt) forno de vidro
Fazzi et al. A simultaneous dual-parameter optical fibre single sensor embedded in a glass fibre/epoxy composite
CN103364014A (zh) 一种高精细度光纤外腔式法珀干涉型传感器
Spierings et al. Development and application of fiber Bragg gratings for slab casting
CN102574200A (zh) 用于加工液态的金属材料的铸模
CN108279079B (zh) 一种基于无芯光纤径向大错位结构涂覆聚二甲基硅氧烷的点式温度传感装置
CN209485986U (zh) 一种多参数测量的光纤lmr传感器
CN208366287U (zh) 一种光纤弯曲传感器
KR20090025098A (ko) 광섬유 격자 온도 센서의 프로브
CN112729398B (zh) 一种压力、振动两用传感器量测装置及制备方法
Lu et al. Fibre-Air-Fibre Sensing Structure for Ice Detection
WO2020041031A1 (en) Apparatus and method for determining electrode length in a melting furnace
Platt et al. The use of bragg gratings in the core and cladding of optical fibres for accurate strain sensing

Legal Events

Date Code Title Description
B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]