BRPI0700210B1 - aparelho para a determinação de pelo menos um parâmetro de ferro ou aço em fusão ou de uma camada de escória localizada na parte de topo do ferro ou aço em fusão - Google Patents
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Abstract
aparelho para a determinação de um parâmetro de um metal em fusão ou de uma camada de escória estendida sobre o metal em fusão. a presente invenção refere-se a um aparelho para a determinação de pelo menos um parâmetro de um metal em fusão ou de uma camada de escória localizada na parte de topo do metal em fusão, o aparelho tendo um tubo transportador, no qual em uma das suas extremidades dispõe-se uma cabeça de medida, com um como fixado no tubo transportador, em que um conversor a/d é disposto dentro da cabeça de medida ou do tubo transportador, em que o conversor a/d é conectado a pelo menos um sensor disposto na cabeça de medida e consiste em que a cabeça de medida tem uma peça de contato, que é conectada eletricamente através de seus terminais de contato a uma saída de sinal do conversor a/d, que a peça de contato é conectada a uma lança inserida no tubo transportador, e não mais do que duas linhas de sinais são dispostas dentro da lança, cada uma das linhas de sinais sendo conectadas em uma extremidade, pelo terminal de contato da peça de contato ao conversor a/d, e, na outra extremidade a um computador ou dispositivo de análise.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO PARA A DETERMINAÇÃO DE PELO MENOS UM PARÂMETRO DE FERRO OU AÇO EM FUSÃO OU DE UMA CAMADA DE ESCÓRIA LOCALIZADA NA PARTE DE TOPO DO FERRO OU AÇO EM FUSÃO".
[001] A presente invenção refere-se a um aparelho para determinação de pelo menos um parâmetro de um metal em fusão (de preferência, ferro ou aço em fusão) ou de uma camada de escória localizada na parte de topo do metal em fusão, o aparelho tendo um tubo de suporte, em uma extremidade do qual se dispõe uma cabeça de medição, com um corpo fixo dentro do tubo de suporte, em que um conversor analógico/digital (A/D) é disposto dentro da cabeça de medição ou tubo de suporte, e em que o conversor A/D é conectado a pelo menos um sensor, disposto na cabeça de medição.
[002] Aparelhos desse tipo são conhecidos do pedido de patente internacional WO 03/060432 A1. Aqui, o uso de componentes de medida elétricos descartáveis dentro de uma sonda de imersão são descritos, em que os sinais do sensor são transmitidos sem fio para uma estação de análise. O aparelho é, portanto, não atrapalhado por um cabo durante sua queda no metal em fusão. As sondas de imersão convencionais, isto é, as sondas que são imersas por um tempo curto no metal em fusão, para medida ou amostragem e depois nova retirada, são fixadas com os seus tubos transportadores em uma lança convencional (lança de medida), que é conhecida, por exemplo, de DE 29805881 U1, EP 69433, DE 3641225 A1, ou WO 03/064714 A1, por meio de tal lança ocorre a transmissão do sinal de medida.
[003] O objetivo básico da presente invenção é disponibilizar um aparelho de medida aperfeiçoado, com o qual uma medida exata dos parâmetros (propriedades características) de um metal em fusão ou uma camada de escória localizada na parte de topo do metal em fusão é possibilitada.
[004] De acordo com a invenção, a cabeça de medição tem uma peça de contato, que é conectada eletricamente a uma saída de sinal e a uma linha de suprimento de energia do conversor A/D. Além disso, a peça de contato é conectada a uma lança inserida no tubo de suporte. Dentro da lança pelo menos uma linha de sinal e pelo menos uma linha de suprimento de energia são dispostas, que são conectadas em uma extremidade à peça de contato e, na outra extremidade a um computador ou dispositivo analítico, de modo que uma transmissão dos sinais de medida dos sensores, como sinais digitais, seja possível. Por esse meio, as perturbações elétricas provocadas pelo meio físico são eliminadas em grande parte, e uma compensação ou blindagem das linhas não é necessária. Sinais analógicos são transmitidos apenas por uma distância muito curta, o que a fonte de energia possibilita sem problema. Nas lanças/aparelhos de medida conhecidos, os pontos críticos existentes, tais como terminais e conexões de contato elétrico, que podem gerar imprecisões de medidas ou sinais falsos, são pelo menos minimizados por tecnologia digital e por limitação do número de linhas. Aqui, todos os sensores conhecidos podem, em princípio, ser instalados, por exemplo, sensores de temperatura, sensores eletroquímicos ou sensores ópticos.
[005] Os sinais são transmitidos por meio de uma peça de contato convencional conectada às linhas, que são alimentados por uma lança e que são conectadas a um dispositivo de análise. A lança é uma lança transportadora convencional, sobre a qual o tubo de suporte para medida é comprimido e com a qual o tubo de suporte é retido durante a medida. Aqui, é possível empregar a luva metálica da lança, ou uma luva metálica integrada com ou encerrando a cabeça de medição, como uma das duas linhas. Desse modo, apenas uma linha precisa ser alimentada pela lança. Os sinais de medida e a fonte energé- tica podem ser transmitidos por uma única linha, devido ao uso de tecnologia digital.
[006] A peça de contato é preferivelmente conectada eletricamente a uma conexão de suprimento de energia do conversor A/D. Vantajosamente, há, no máximo, duas linhas de sinais dispostas dentro da lança para transmissão de sinais digitais, cujas linhas são todas conectadas em uma extremidade a um terminal de contato da peça de contato e, na outra extremidade a um computador ou dispositivo de análise.
[007] Prefere-se ter uma linha de suprimento de energia dentro da lança, que é conectada em uma extremidade a um terminal de contato da peça de contato e, na outra extremidade a uma fonte energética.
[008] Dentro da lança pode-se dispor uma linha de sinal, conectada em uma extremidade a um terminal de contato da peça de contato e, na outra extremidade a um dispositivo de medida ou análise, e uma segunda linha de sinal pode ser formada usando o tubo metálico da lança, que é conectado eletricamente a um terminal de contato da peça de contato. Uma linha de sinal disposta dentro da lança pode também funcionar como a linha de suprimento de energia e ser conectada a uma fonte energética.
[009] O aparelho de acordo com a invenção pode ser representado como uma denominada sonda de imersão, isto é, uma sonda caída de um recipiente a uma determinada altura no metal em fusão. O aparelho não tem qualquer lança nessa concretização, mas pode ser equipado com um tubo de suporte. Esse aparelho para a determinação de pelo menos um parâmetro de um metal em fusão ou de uma camada de escória localizada na parte de topo do metal em fusão, tendo uma cabeça de medição, em que o conversor A/D é disposto dentro da cabeça de medição, e em que o conversor A/D é conectado a pelo menos um sensor disposto na cabeça de medição, é caracterizado por uma saída de sinal do conversor A/D sendo conectada a no máximo duas linhas de sinais, que são conectadas a um computador ou a um dispositivo de análise.
[0010] É vantajoso que uma peça de contato seja disposta entre o conversor A/D e o computador ou dispositivo de análise, de preferência, entre a linha de sinal e o computador ou dispositivo de análise. Por meio da peça de contato, o conversor A/D é conectado eletricamente ao computador ou dispositivo de análise. De preferência, a peça de contato é conectada eletricamente a um conector de suprimento de energia do conversor A/D.
[0011] O conversor A/D pode ser disposto em uma placa de circuito impresso (ou um quadro de circuito ou outro dispositivo projetado para acomodar componentes elétricos).
[0012] A invenção refere-se ainda a um aparelho de medida compreendendo um aparelho descrito previamente e um metal em fusão disposto em um recipiente de banho líquido, em que o aparelho é, pelo menos parcialmente, imerso, caracterizado pelo fato de que o conversor A/D é conectado ao contato do banho do aparelho, e pelo fato de que o metal em fusão forma uma parte da conexão elétrica entre o contato do banho e um computador ou um dispositivo de análise.
[0013] No aparelho de acordo com a invenção, todos os componentes eletrônicos de medida são, em princípio, construídos como material de uso único, que são descartados, juntamente com a cabeça de medição e o tubo de suporte, após um único uso. A cabeça de medição pode transportar outros sensores, por exemplo, sensores de oxigênio, sensores ópticos ou sensores de temperatura, que podem ser conectados a um dispositivo de análise eletrônico, convencionalmente, pela peça de contato. A derivação do potencial terra pode ocorrer não apenas por uma linha de sinal, mas, em vez disso, pelo metal em fu- são, de modo que, em princípio, apenas uma linha de sinal, na forma de um cabo, seja suficiente.
[0014] Uma concretização exemplificativa da invenção é descrita com mais detalhes com referência às figuras, como se segue. As figuras mostram: a figura 1 é uma sublança de acordo com a invenção; a figura 2 é uma outra sublança de acordo com a invenção; a figura 3 é uma outra concretização de uma sublança; a figura 4 é uma sonda de imersão de acordo com a invenção; a figura 5 é uma segunda concretização de uma sonda de imersão; e a figura 6 é uma sonda de imersão de acordo com a figura 5, durante a medida no banho líquido.
[0015] O aparelho, de acordo com a invenção, representado na figura 1, diz respeito a uma denominada sublança. Um tubo de suporte 2, com uma cabeça de medição 3, é disposto em uma lança 1. O tubo de suporte 2 é formado de papelão, e a cabeça de medição 3 é formada essencialmente de um material refratário, tal como cimento ou areia de fundição. A cabeça de medição 3 tem um transportador de sensor 4, em cuja extremidade externa, a extremidade de imersão, um sensor de oxigênio 5, um sensor de temperatura 6 e o denominado contato de banho 7 são dispostos. Os sensores são protegidos até o início da medida por uma primeira tampa protetora 8, que é fixada no transportador de sensor 4. Toda a parte da cabeça de medição 3 projetando-se do tubo de suporte 2 é encerrada em uma tampa protetora adicional 9. Na extremidade traseira do transportador de sensor 4, disposto dentro da cabeça de medição 3, uma denominada conexão de fio 10 é disposta, que conecta os sensores 5,6,7 a um conversor A/D 11.0 conversor A/D 11 tem duas linhas de sinais 12 na sua outra extremidade, lado de saída, que são conectadas aos terminais de contato 13 correspondentes de uma peça de contato 14. A peça de contato 14 é disposta em um conector mecânico 15 (que serve como a conexão mecânica da lança 1 na cabeça de medição 3). Na extremidade traseira da peça de contato 14, duas linhas de sinais 16 são dispostas, que são conectadas pela lança 1 a uma fonte energética e/ou um dispositivo de análise 17.
[0016] A sublança, representada na figura 2, é construída similarmente à sublança representada na figura 1. Diferem pelo fato de que o conversor A/D 11 é apenas conectado, por meio de uma linha de sinal 12, à peça de contato 14 e apenas uma linha de sinal 16 é alimentada pelo tubo de suporte 1 da peça de contato 14 para o dispositivo de análise 17 e/ou a uma fonte energética. A segunda linha, necessária para formar um circuito elétrico, é formada pelo contato do banho que, após a imersão no metal em fusão, é aplicado no potencial terra 19 pelo metal em fusão por meio da linha de sinal 18 (correspondente ao metal em fusão), representada simbolicamente na figura 2. O potencial terra 19 é conectado ao dispositivo de análise 17.
[0017] A sublança representada na figura 3 é igualmente construída de modo similar àquela da figura 1. Diferentemente do que na figura 1, a peça de contato 14 é conectada eletricamente na sua extremidade voltada para longe do conversor A/D 11a uma linha de sinal 16, que é alimentada pela lança 1, bem como também à própria lança 1. A lança 1 é construída, pelo menos parcialmente, de metal, sendo, desse modo, condutora, e é conectada na sua extremidade de não imersão ao dispositivo de análise 17 pela linha de terra 20.
[0018] Uma concretização da invenção como um denominado sensor de imersão 21 é representado na figura 4. O sensor de imersão 21 é deixado cair de uma maior altura, usualmente automaticamente, no metal em fusão. O sensor de imersão 21 é conectado pelo cabo de sinal 22 a uma peça de contato 23, que é usualmente disposta nas proximidades do ponto de queda e é conectada ao dispositivo de análise 17 e/ou à fonte energética. A construção interna do sensor de imersão 21 com os sensores corresponde essencialmente à construção da cabeça de medição de acordo com a figura 1.
[0019] O sensor de imersão 21', representado na figura 5, é construído similarmente. Tem, no entanto, apenas uma linha de sinal 22 levando para longe do conversor A/D. A segunda linha, a linha de terra, é originada pelo metal em fusão, de modo similar à disposição na figura 2, seguinte à imersão do sensor de imersão 2T no metal em fusão (figura 6). Para esse fim, dentro do sensor de imersão 2T, o conversor A/D é conectado, na sua extremidade oposta do transportador de sensor (oposta no sentido de conexão elétrica), a um contato terra 24, bem como à linha de sinal 22. O contato terra 24 é conectado pelo material do sensor de imersão 2T pelo metal em fusão. O metal em fusão se mantém no potencial terra de modo que é conectado ao dispositivo de análise 17 pela linha de terra 25 do dispositivo de análise. Esse tipo de contato é, portanto, similar ao circuito representado na figura 2. Na figura 6, o sensor de imersão 2T é representado durante a medida no banho de aço líquido (o metal em fusão não é mostrado no desenho). A linha de terra pelo banho de aço líquido é designada pelo número de referência 26. A linha de terra conecta o sensor de imersão 21' ao dispositivo de análise 17.
[0020] O corpo dos sensores de imersão 21, 2T é feito de aço, para garantir penetração da escória localizada na parte de topo do metal em fusão (por exemplo, um banho de aço líquido) e possibilitar o contato de acordo com as figuras 5 e 6.
REIVINDICAÇÕES
Claims (3)
1. Aparelho para a determinação de pelo menos um parâmetro de ferro ou aço em fusão ou de uma camada de escória localizada na parte de topo do ferro ou aço em fusão, compreendendo um tubo de suporte (2), uma lança (1), uma fonte de energia elétrica e um computador ou um dispositivo de análise (17), sendo que uma cabeça de medição (3) é disposta em uma das extremidades do tubo de suporte (2) e possui um corpo que é fixado dentro do tubo de suporte (2), sendo que um conversor A/D (11) é disposto dentro da cabeça de medição (3) ou do tubo de suporte (2), sendo que o conversor A/D (11) é conectado a pelo menos um sensor (5, 6, 7) disposto na cabeça de medição (3), caracterizado pelo fato de que a cabeça de medição (3) apresenta uma peça de contato (14), que é conectada de modo eletricamente condutivo através de seus terminais de contato (13) a uma saída de sinal do conversor A/D (11), onde a peça de contato (14) é conectada a lança (1) inserida no tubo de suporte (2), e onde não mais do que duas linhas de sinais (16) para transmissão sinais digitais são conectadas, por um lado, ao conversor A/D (11) através de um contato da peça de contato (14) e, por outro lado a um computador ou dispositivo de análise (17), sendo que um linha de sinal (16), que é conectada, por um lado, a um contato da peça de contato (14) e, por outro lado, a um computador ou dispositivo de análise (17), é disposta dentro da lança (1) e é, adicionalmente, disposta como uma linha de fornecimento de energia elétrica e é conectada a uma fonte de energia elétrica, e a segunda linha de sinal é formada pelo tubo de metal da lança (1) que é conectada de maneira eletricamente condutiva a um contato da peça de contato (14).
2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a peça de contato (14) é conectada eletricamente a uma conexão de suprimento de energia do conversor A/D (11).
3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o conversor A/D é disposto em uma placa de circuito impresso.
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