CH616228A5

CH616228A5 -

Info

Publication number: CH616228A5
Application number: CH221277A
Authority: CH
Inventors: Edouard Legille
Original assignee: Wuerth Paul Sa Des Anciens Eta
Priority date: 1976-03-17
Filing date: 1977-02-22
Publication date: 1980-03-14
Also published as: BR7701661A; FR2344831A1; GB1583371A; JPS52111805A; LU74579A1; CA1075931A; DE2709548A1; IT1080328B; BE852494A; US4110617A; PL196708A1; SE7702991L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Oberflächenprofils der Möllerschüttung in einem Schachtofen.

Zur optimalen Steuerung des Verhüttungsprozesses ist es von grosser Bedeutung, die genaue Oberflächenkonfiguration der Möllerschüttung kontinuierlich oder zumindest in regelmässigen Zeitabständen zu kennen. Es ist allgemein bekannt, dass die Oberflächenkonfiguration und das Oberflächenprofil der Möllerschüttung eines Schacht- bzw. Hochofens im wesentlichen von zwei Faktoren bestimmt wird, und zwar einerseits von der Verteilung des dem Ofen zugeführten Möllers mittels der Begichtungsanlage und andererseits durch das unterschiedliche Absinken des Möllers im Ofen über den Ofenquerschnitt.

In den herkömmlichen Hochofenbegichtungsanlagen, die mit mehreren Begichtungsglocken und Schlagpanzermänteln ausgestattet sind, kann die Zuführung des Begichtungsmate-rials in den Ofen nur in sehr begrenztem Masse beeinflusst werden, so dass es sehr schwierig ist, mittels dieser herkömmlichen Anlagen eine gewünschte Oberflächenkonfiguration der Möllerschüttung zu erzielen, bzw. durch das unregelmässige Absinken des Möllers bedingte Korrekturen vorzunehmen, um das gewünschte Sollprofil zu erreichen.

Durch die vor einigen Jahren entwickelte glockenlose Begichtungsvorrichtung, welche durch eine im Ofenkopf installierte, drehbare und winkelverstellbare Verteilerschurre gekennzeichnet ist, ist es möglich geworden den Begichtungs-vorgang, d. h. die Einfuhr in den Ofen und die Verteilung des Möllers im Ofen in irgendeiner gewünschten Weise zu vollziehen. Diese neuartige, glockenlose Begichtungsvorrichtung gestattet im gleichen Masse das örtliche Absinken der Schüttung durch Neuzufuhr von Begichtungsmaterial an die betreffende Stelle zu kompensieren und auf diese Weise die gewünschte Oberflächenkonfiguration der Möllerschüttung wiederherzustellen. Diese Begichtungsvorrichtung bietet also die Möglichkeit, das Oberflächenprofil der Schüttung über den gesamten Verlauf des Ofenganges in gewünschter Weise zu beherrschen, unter der Bedingung, dass dieses zu jedem beliebigen Zeitpunkt genau erfasst werden kann.

Unter den bekannten Vorrichtungen zur Bestimmung des Oberflächenprofils der Begichtungssäule sind die mechanischen Vertikalsonden am geläufigsten. Diese Vertikalsonden sind an mehreren, vom Ofenmittelpunkt verschiedentlich entfernten Stellen am Ofenkopf angeordnet, und werden zwischen zwei Begichtungsvorgängen auf die Begichtungsebene herabgelassen. Die auf diese Weise ermittelten Höhen an verschiedenen Stellen der Begichtungssäule werden extrapoliert, um ein ungefähres Oberflächenprofil zu erhalten.

Des weiteren sind ebenfalls horizontal eingeführte mechanische Profilometer bekannt, mit denen die Profillinie der Begichtungsoberfläche in einer vertikalen Schnittebene gemessen wird. Ein solcher radial in den Ofenkopf eingeführter Profilometer ist in der deutschen Patentanmeldung 2 258 306 beschrieben.

Versuche wurden in der Vergangenheit unternommen, mittels elektromagnetischen, Ultraschall- und radioaktiven Strahlen das Oberflächenprofil der Ofenschüttung durch punktweise Abtastung zu bestimmen. Diese Profilometer haben den Vorteil gegenüber den mechanischen Vorrichtungen, dass sie kontaktlos arbeiten, d. h. dass es zu keiner mechanischen Berührung mit der zu messenden Oberfläche kommt.

Alle diese bekannten Profilsonden weisen jedoch den gros5

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sen Nachteil auf, dass die Begichtungsoberfläche stets nach einer Profillinie oder sogar nur punktweise abgetastet wird, so dass es nicht möglich ist, zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Gesamtbild des Oberflächenprofils zu erhalten.

Zur Steuerung des Verhüttungsprozesses ist es nun aber von grosser Bedeutung, das gesamte Profil der Begichtungsoberfläche möglichst genau und zum selben Zeitpunkt für die gesamte Oberfläche entweder dauernd oder in regelmässigen Zeitabständen zu kennen, um Rückschlüsse auf die Ofengängigkeit zu ziehen. Diese Kenntnis des genauen Oberflächenprofils der Schüttung hat in den letzten Jahren mehr an Bedeutung gewonnen, nachdem die in der deutschen Patentanmeldung 2 035 458 beschriebene glockenlose Begichtungsvorrichtung, die eine vollkommene Steuerung des Begichtungsvorganges gestattet, immer mehr zur Anwendung kommt.

Des weiteren besitzen die bekannten mechanischen Profilsonden zudem den Nachteil, dass der Messfühler in den Ofen eingeführt wird, wobei der Begichtungsprozess für längere Zeit unterbrochen werden muss. Zudem sind die Messfühler beim Messvorgang den rauhen Temperatur-, Staub- und Korrosionsbedingungen des Hochofengichtgases ausgesetzt. Sie unterliegen demgemäss einem schnellen Verschleiss und bedürfen einer kostspieligen, regelmässigen Wartimg.

Obwohl die bekannten Strahlungsprofilometer (Radarsonden und Isotopensonden) diesen Nachteil nicht aufweisen und keinen den rauhen Ofenbedingungen ausgesetzten Messfühler benötigen, lässt die Abtastgenauigkeit dieser bekannten Sonden doch sehr zu wünschen übrig. Da diese bekannten Strahlungsprofilometer mit einem gebündelten Strahl arbeiten, so kann jeweils nur ein Punkt der Begichtungsoberfläche gleichzeitig gemessen werden. Die Oberfläche muss also punktweise abgetastet werden, wobei der Strahlungsprofilometer einer mechanischen Bewegung schrittweise unterworfen wird. Hierbei ist es gewöhnlich nur möglich, das Profil in einer Schnittebene mit der Begichtungsoberfläche zu erfassen; ein Profilbild über mehrere Schnittebenen lässt sich nur mit einer entsprechenden Anzahl an verschiedenen Stellen im Hochofenkopf angeordneten gleichartigen Strahlungsprofilometern bewerkstelligen.

Die Beobachtung der Temperaturverhältnisse auf der Begichtungsoberfläche mittels einer Infrarot-Fernsehkamera ist schon seit längerem bekannt. Dieses Verfahren beruht auf der Tatsache, dass jeder aufgeheizte Körper nach dem Wien-schen Gesetz Strahlungen aussendet, deren Wellenlänge von der Temperatur des Körpers abhängt, und auf der Eigenschaft der infraroten Strahlen, eine staubige und nebelige Atmosphäre durchdringen zu können, ohne eine grössere Absorption zu erleiden.

Für die Messung der Temperaturverhältnisse auf der Begichtungsoberfläche wurden neuerlich Infrarotstrahlungsmessgeräte entwickelt, mit Hilfe deren es möglich ist, die einzelnen Temperaturen an der Begichtungsoberfläche zu einem bestimmten Zeitpunkt zu erfassen. Diese neuartigen Infrarotstrahlungsmessgeräte sind über eine Bildgestaltungselektronik mit einem Bildschirm verbunden, auf dem die Temperaturver-teilung in Form von verschiedenfarbigen Isothermen erscheint. Die Temperaturverteilung auf der Begichtungsoberfläche wird als farbiges Temperaturbild auf dem Bildschirm wiedergegeben. Einer bestimmten Temperatur entspricht eine bestimmte Farbe. Das Infrarotstrahlungsbild wurde in ein optisch wahrnehmbares analoges Bild umgewandelt. Hierbei ist es für die nachfolgenden Erläuterungen von Bedeutung, festzuhalten, dass es sich bei dem Infrarotstrahlungsbild um dasjenige der Oberfläche der Begichtungsebene handeln muss und nicht etwa um ein Strahlungsbild, welches sich unterhalb oder oberhalb dieser Oberfläche befindet.

Aus der Photogrammetrie ist es bekannt, durch stereoskopische Betrachtung und Auswertung einzelner Bildpaare einer bestimmten Erdoberfläche eine topographische Kartierung dieser Erdoberfläche zu erlangen. Die hier gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen macht die vorliegende Erfindung sich zunutze, um aus einem mittels einer Infrarotkamera aufgenommenen und gegebenenfalls in ein analoges Farbbild umgewandelten Temperaturbild topographische Rückschlüsse zu ziehen.

Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, dass jedem Punkt der Schüttoberfläche in einem Schacht- bzw. Hochofen eine bestimmte und genau definierbare Temperatur zugeordnet ist. Sie beruht auf der Erkenntnis, dass diese bestimmte und genau definierbare Temperatur eines jeden Oberflächenpunktes zu dessen Lagebestimmung herangezogen werden kann. Dadurch, dass ein bestimmter Temperaturpunkt aus verschiedenen und geometrisch genau festgelegten Blickrichtungen erfasst wird, ist es möglich, mittels geeigneter, aus der Photogrammetrie bekannter Methoden das gesamte Oberflächenprofil der Ofenschüttung zu bestimmen.

Die optische Erfassung und Fixierung des Temperaturbildes der Schüttoberfläche kann entweder auf der Basis eines Gesamtbildes, das mittels fest eingebauter Infrarot-Fernsehka-meras aufgenommen wird oder durch rasterförmiges Abtasten mittels bewegbarer Kameras vorgenommen werden. Im ersten Fall werden mit Hilfe von zwei oder mehr Infrarot-Fernsehka-meras sich zumindest teilweise überlappende Gesamtbilder der Begichtungsoberfläche aufgenommen. Der überlappende Teil dieser Bilder wird entweder manuell oder mittels Rechner photogrammetrisch ausgewertet. Im zweiten Fall wird mit Hilfe von zwei oder mehr bewegbaren Infrarot-Fernsehkame-ras, die nur ein enges Gesichtsfeld umfassen, die Begichtungsoberfläche praktisch punktweise auf identische Temperaturpunkte abgetastet, wobei eine der Kameras als Leitstrahlkamera und die andere bzw. anderen Kamera(s) als Nachlauf-Kamera^) arbeiten. Das derart punktweise erzielte Bild wird anschliessend nach den bekannten Rasterverfahren zusammengesetzt, um ein Gesamtbild des Schüttprofils zu erhalten.

Die nun folgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen lässt in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen einmal die Erfindung und zum anderen die dadurch entstehenden Vorteile klarer hervortreten. Es zeigen:

Figur 1 den prinzipiellen Aufbau, in schematischer und teilweise Blockschema-Form, einer erfindungsgemässen Vorrichtung;

Figur 2 die Ermittlung des Begichtungsprofils mittels zweier fest eingebauter Infrarot-Fernsehkameras in einer Schnittebene;

Figur 2a und 2b die mittels der Infrarot-Fernsehkameras gemäss Figur 2 aufgezeichneten Temperaturkurven dieser Schnittebene;

Figur 3 die Ermittlung des Begichtungsprofils mittels zweier drehbeweglich eingebauter Infrarot-Fernsehkameras in einer Schnittebene.

In der Figur 1 ist der Hochofenkopf generell mit 1 bezeichnet; die an sich bekannte gesamte Begichtungsanlage ist hier nicht näher beschrieben. In der Figur wurde eine glockenlose Begichtungsvorrichtung gezeigt; der Ofen könnte jedoch ebenfalls mit einer klassischen Begichtungsvorrichtung mit Doppelglocke, Drehtrichter und bewegbaren Schlagpanzermänteln ausgerüstet sein. Die Möllerschüttung, die sich aus Erz, Koks, Sinter, Pellets usw. zusammensetzt, ist mit 2 angegeben; während dem zu ermittelnden Oberflächenprofil die Referenznummer 3 zugeordnet ist.

Im Ofenkopf 1 sind zwei Infrarot-Fernsehkameras 4 und 5 gleichartigen Typs, in an sich bekannter Weise derart montiert, dass ein genügender Schutz für die empfindlichen Aufnahmegeräteteile gegenüber den hohen Gichtgastemperaturen vorges

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sehen ist und dass ein Auswechseln der Kameras ohne Störung des Ofenbetriebs und ohne Gefährdung des Wartungspersonals geschehen kann. Der mechanische Einbau der Kameras in den Ofenkopf, die dazu gehörigen Schieberventile, Tragstützen und gegebenenfalls Kühlvorrichtungen und Kühlleitungen wurden in der Figur nicht dargestellt, da sie für die Erläuterung der erfindungsgemässen Vorrichtung ohne Bedeutung sind.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind lediglich zwei Infrarot-Fernsehkameras gezeigt; es kann jedoch, obwohl nicht unbedingt erforderlich, von Vorteil sein, mehr als nur zwei Kameras im Ofenkopf, über dessen Umfang verteilt, zu installieren. Die nachfolgende Beschreibung wird, der Einfachheit halber, sich immer nur auf zwei Kameras beziehen.

Desgleichen wurden in der Figur 1 zwei ausserhalb des Ofenmantels fest installierte Fernsehkameras gezeigt. Wie im nachfolgenden des näheren im Zusammenhang mit der Figur 3 beschrieben wird, wird es für die punktweise Abtastung des Schüttprofils mittels gebündeltem Strahl nötig sein, die Kameras zumindest drehbeweglich zu montieren. Falls eine noch grössere Bewegungsfreiheit einer Kamera erwünscht bzw. erforderlich wird, so wird es nötig sein, die betreffende Kamera im Ofenkopf verschiebbar und/oder drehbeweglich zu installieren, wie dies beispielsweise schon für Radar- und Ultraschallsonden bekannt ist. Hierbei müsste dann besondere Sorgfalt auf den thermischen Schutz der sich im Ofenkopf befindlichen Infrarot-Fernsehkameras gelegt werden.

Die von den beiden Infrarot-Fernsehkameras 4 und 5 aufgenommenen Schwarzweiss-Bilder der Temperaturverteilung an der Begichtungsoberfläche 3 werden in den Geräten 6 bzw. 7 optisch sichtbar (erkennbar) gemacht. Dies kann beispielsweise durch Fernsehbildschirme geschehen, die in der Messwarte des Hochofens aufgestellt sind, und dem Hochöfner eine direkte Übersicht über die Temperaturverhältnisse an der Begichtungsoberfläche übermitteln. Noch anschaulicher wird das Temperaturbild, falls statt das Bild der Infrarot-Fernseh-kameras 4 und 5 Schwarzweiss- Fernsehbildschirmen unmittelbar zuzuleiten, diese jeweils einem Kodiergerät 8 bzw. 9 übermittelt werden, das die Infrarotbilder in optisch farbig wahrnehmbare analoge Bilder umwandelt und die Bilder anschliessend auf Farbfernsehschirme visualisiert werden.

Alternativ zur oder gleichzeitig mit der Projizierang der Infrarotbilder auf Bildschirme können die zu einem bestimmten Zeitpunkt ermittelten Bilder auf entsprechendem, photosensiblem, nicht dehnbarem Papier festgehalten werden. Falls dann mit genügend grosser Genauigkeit angenommen werden kann, dass zu dem gegebenen Zeitpunkt eine definierte Relation zwischen den Isothermen der Infrarotbilder und den Höhenlinien der Begichtungsoberfläche besteht, so wird es ohne weiters möglich sein, durch eine an sich aus der Photogrammetrie bekannte stereoskopische Auswertung der zwei unter verschiedenen jedoch bekannten Winkeln zur Hochofenachse aufgenommenen Infrarotbildern der gleichen Oberfläche eine direkte Höhenprofilkartierung vorzunehmen. Dies lässt sich entweder durch geschultes Personal oder über einen geeigneten Rechner mit vorgegebenem Programm vornehmen.

Es sei hier noch erwähnt, dass die in den Geräten 6 und 7 gewonnenen Temperaturdaten der Schüttoberfläche der Kontrolleinrichtung 10 für die automatische Steuerung des Begich-tungsprozesses direkt übermittelt werden. Bekanntlich können aus dem Temperaturbild Schlüsse in bezug auf die Durchga-sung und auf die Lage der reaktionsfähigeren Zonen im Ofen gezogen werden.

Lässt sich eine direkte Höhenprofilkartierung nicht mit genügender Genauigkeit herstellen oder ist ein Oberflächenprofil der Begichtungssäule erwünscht, so kann man auf eines der nachfolgend beschriebenen Verfahren zurückgreifen.

Ein erstes solches mit Sicherheit zum Erfolg führende erfin-

dungsgemässe Verfahren ist in den Figuren 2, 2a und 2b dargestellt und wird nun anhand dieser Figuren im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben.

Dieses Verfahren besteht darin, dass zwei fest installierte Infrarot-Fernsehkameras jeweils ein Gesamtbild der Temperaturverteilung auf der Begichtungsoberfläche aufnehmen (Figur 2). Wie schon erwähnt, entspricht jeder bestimmten Temperatur eine bestimmte Strahlungswellenlänge. Es wird dadurch möglich, mit Hilfe eines Abtastgerätes 11 (Figur 1) jeder Blickrichtung eine Temperatur zuzuordnen. In der Figur 2 ist der Übersichtlichkeit halber das Infrarotstrahlungsbild einer durch die Längsachse a-a' führenden Schnittebene für jede Kamera 4 bzw. 5 beispielsweise in elf, um den gleichen Winkel versetzte Blickrichtungen unterteilt. Die Blickrichtungen der Kamera 5 wurden von 21 bis 31 und die Blickrichtungen der Kamera 4 von 21' bis 31' in den Figuren 2, 2a bzw. 2,2b im Uhrzeigersinn numeriert. Jedem dieser Blickrichtungen entspricht eine bestimmte Temperatur. Trägt man die den einzelnen Blickrichtungen zugehörigen Temperaturen beispielsweise als Ordinate in einem Koordinatensystem, in dem die einzelnen Blickrichtungen in der Abszisse eingetragen sind, auf, und verbindet man die Temperaturpunkte untereinander, so ergibt sich für jede Kamera die Oberflächentemperaturkurve in dieser Schnittebene. Die Temperaturkurven einer solchen Schnittebene können beispielsweise in einem Doppelstrahl-Oszilloskop 12b sichtbar gemacht werden und die Höhenlage eines bestimmten Oberflächenpunktes graphisch und rechnerisch bestimmt werden.

In den Figuren 2, 2a und 2b wurde beispielsweise die geometrische Lage für zwei Temperaturpunkte Ti und T2 ermittelt. Wie aus den Kurven 2a und 2b ersichtlich, hat jede der beiden Kurven ein Temperaturmaximum, das selbstverständlich einem und demselben Begichtungsoberflächenpunkt zugeordnet werden muss. Die Lage dieses Oberflächenpunktes kann geometrisch bzw. rechnerisch unmittelbar bestimmt werden. Für die nachfolgende Ermittlung der restlichen Punkte des Oberflächenprofils kann er als Scheitel, d. h. als Anhalts- bzw. Referenzpunkt dienen. Für die Temperatur T°i, die auf den Temperaturkurven der Figuren 2a und 2b, ausgehend vom Kurvenscheitel zum ersten Mal rechts davon erscheint, ergibt sich die genaue Lage der Blickrichtung I und damit seine Winkelstellung gegenüber einer bestimmten Linie, beispielsweise der Verbindungslinie x-x', die durch die beiden Infrarot-Fernsehkameras 4 und 5 geht, aus der Figur 2a. Die Blickrichtung I liegt zwischen den Blickrichtungen der Kamera 5, die mit 24 und 25 bezeichnet wurden. Die genaue Lage der Blickrichtung I', d. h. seine Winkelstellung zu der Verbindungslinie x, x' zwischen den beiden Kameras 4 und 5 ergibt sich aus der Figur 2b; die Blickrichtung I' liegt zwischen den Blickrichtungen der Kamera 4, die mit 23' und 24' bezeichnet wurden. Da die Distanz zwischen den beiden Kameras 4 und 5 bekannt ist, ergibt sich durch den Schnittpunkt der beiden Blickrichtungen I und V die Höhenlage des Punktes und somit ein Punkt des Begichtungsoberflächenprofils.

In den Figuren 2, 2a und 2b wurde die Ermittlung eines weiteren Punktes links vom Temperaturscheitel, dessen Temperatur T°2 beträgt sich im Schnittpunkt der Blickrichtungen II und II' liegt, gezeigt. Die Lage sämtlicher Punkte des Begichtungsoberflächenprofils in der gezeigten Schnittebene lässt sich auf diese Weise ermitteln. In der Figur 2 wurde dies graphisch dargestellt.

In den Figuren 2, 2a und 2b wurde der Einfachheit halber das Begichtungsoberflächenprofil in einer Ebene ermittelt. Der genau gleiche Vorgang lässt sich immittelbar auf die dritte Dimension, d. h. auf den Raum, ausdehnen, so dass das gesamte Begichtungsoberflächenprofil (Höhenprofilkartierung) auf diese Weise ermittelt werden kann.

Aus der Höhenprofilkartierung lassen sich die eingangs s

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beschriebenen Profilometerkurven für einzelne bestimmte Vertikal-Schnittebenen getrennt ermitteln.

Wesentlich anschaulicher und aufschlussreicher wird das beschriebene Verfahren, falls dem Abtastgerät 11 ein elektronischer Rechner zugeordnet ist. Mit Hilfe des Rechners kann nach einem vorgegebenen Programm die relative Winkellage der einer bestimmten Temperatur in einem abgegrenzten Raum zugeordneten Blickrichtungen der Kameras 4 und 5 schnell erfasst werden und über ein Kodiergerät einem Fernsehbildschirm 12a zugeleitet werden. Da die heute zur Verfügung stehenden elektronischen Rechengeräte eine gleichzeitige Ermittlung über die gesamte Begichtungssäule ermöglichen, wird es möglich, auf dem Bildschirm 12a eine Höhenprofilkartierung der gesamten Begichtungsoberfläche zu zeigen. Dies kann entweder in schwarzweiss mit entsprechenden Grautönen dargestellt werden oder mit Hilfe der eingangs erwähnten Technik in Farben, wobei einer bestimmten Profilhöhe eine bestimmte Farbe èntspricht.

Die Daten, welche in den Geräten 12a und 12b erfasst werden, werden ebenfalls der Kontrolleinrichtung 10 für die automatische Steuerung des Begichtungsprozesses zugeführt.

Des weiteren können diese Daten abrufbar gespeichert werden zwecks nachträglicher Profilentwicklungsauswertung, die ebenfalls zur automatischen Ofenführung herangezogen werden.

Eine weitere Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Figur 3 gezeigt. In dieser Figur wurden ebenfalls die Temperaturverhältnisse und das Oberflächenprofil in einer Schnittebene, und zwar in der Ebene, die durch die beiden Infrarot-Fernsehkameras 4' und 5' und die Hochofenlängsachse a-a' geht, gezeigt.

Gemäss dem hier gezeigten Verfahren sind beispielsweise beide Infrarot-Fernsehkameras 4' und 5' drehbeweglich montiert und lassen sich mittels hier nicht näher beschriebenen steuerbaren Antrieben um ihren Drehpunkt winkelverstellen. Beide Kameras arbeiten mit einem engen Gesichtsfeld. Die Kamera 4' dient als Leitkamera, deren Blickrichtung III' die Begichtungsoberfläche nach einem vorgegebenen Raster temperaturmässig abtastet. Die auf diese Weise ermittelte Temperaturkurve ist in der Figur 3 mit T° bezeichnet.

Die Kamera 5' sucht den Schnittpunkt der auf einen bestimmten Punkt in einem abgegrenzten Rasterfeld gerichteten Blickrichtung III' mit der Begichtungsoberfläche. In Wirklichkeit heisst dies: die Frequenz des Empfangsstrahlenbündels der Kamera 4' entspricht einer bestimmten, am Punkt C der Begichtungsoberfläche herrschenden Temperatur; die Kamera 5' tastet durch mechanische Drehung die Umgebung des Punktes C auf der Begichtungsoberfläche ab, bis die Frequenz ihres

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Empfangsstrahlenbündels III genau der Frequenz des Empfangsstrahlenbündels III' der Kamera 4' entspricht. Ist dies der Fall, so misst die Kamera 5' dieselbe Temperatur wie die Kamera 4', d. h. der Schnittpunkt beider Blickrichtungen liegt in Punkt C der Begichtungsoberfläche. Damit ist die Lage des Punktes C bestimmt und kann aus der Winkelstellung der beiden Blickrichtungen III bzw. III' gegenüber der Verbindungslinie x-x' der beiden Kameras 4' und 5' errechnet bzw. geometrisch ermittelt werden.

Durch die rasterförmige, systematische Abtastung der Oberfläche kann auf diese Weise das gesamte Begichtungsoberflächenprofil ermittelt werden und mittels den in Zusammenhang mit der Figur 1 beschriebenen Geräten visualisiert und ausgewertet werden. Für die mechanische Drehung der Infrarot-Fernsehkameras bedarf es zusätzlich noch eines Steuergerätes für die rasterförmige Abtastung der Begichtungsoberfläche. Dieses Steuergerät, das hier nicht näher beschrieben wird, bewirkt, dass die Vorlauf-Kamera 4' die Begichtungsoberfläche rasterförmig nach einem vorgegebenen Programm abtastet und die Nachlaufkamera 5' der Vorlaufkamera 4' systematisch und unmittelbar entsprechend demselben Programm folgt.

Statt die Kameras 4' und 5' mit engem Gesichtsfeld durch Schwenkung die Begichtungsoberfläche abtasten zu lassen, ist es ebenfalls möglich, Kameras mit weitem Gesichtsfeld fest zu installieren und die rasterförmige Abtastung der Begichtungsoberfläche durch optisches Ausblenden zu erzielen.

Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung und Verfahren wird es möglich, neben der Temperaturverteilung auf der Begichtungsoberfläche auch das gesamte Höhenprofil dieser Oberfläche kontaktlos, d. h. ohne mechanische Fühler, zu einem bestimmten Zeitpunkt zu ermitteln. Beide Daten tragen wesentlich zur optimalen Steuerung des Verhüttungsprozesses bei. Sie gestatten ebenfalls, insbesondere im Zusammenhang mit der eingangs erwähnten glockenlosen Begichtungsvorrichtung, die Begichtung in gewünschter Weise zu vollziehen und beispielsweise die Bildung von steilen Trichtern zu verhindern, was u.a. den Vorteil hat, die Gängigkeit des Ofens gleichmäs-sig zu halten sowie die Kornbewegung an der Mölleroberfläche, insbesondere das Abrollen von grossen Stücken zur Trichtermitte hin, zu unterbinden und demgemäss einem Entmischen des Möllers im Ofen entgegenzuwirken.

Als weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Ermittlung des Begichtungsoberflächenprofils muss gewertet werden, dass es mit dieser Vorrichtung möglich ist, ohne Störung des Verhüttungsprozesses und des Begichtungsprozesses eine Dauerüberwachung der Möllerschüttung zu erzielen.

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1. Verfahren zur Ermittlung des Oberflächenprofils der Möllerschüttung in einem Schachtofen, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe von zwei oder mehr Infrarot-Fernsehkameras, die in einer bestimmten Lage zueinander angeordnet sind, jeweils ein durch Vollflächen-Aufnahme erzeugtes Temperaturbild oder ein durch rasterförmige Flächenabtastung erzeugtes Temperaturbild der Begichtungsoberfläche aufgenommen wird, und dass die sich überlappenden Teile dieser Temperaturbilder unter gegenseitiger Zuordnung von jeweils gleiche Temperaturen aufweisenden Oberflächenpunkten photogram-metrisch zur Bestimmung der Höhenlage der betreffenden Punkte der Begichtungsoberfläche ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Infrarot-Fernsehkameras an bestimmten Stellen des Schachtofenkopfs fest eingebaut sind, und dass aus den aufgenommenen Bildern durch stereoskopischen Vergleich eine Höhenprofilkarte abgeleitet wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Fernsehkameras an bestimmten Stellen des Schachtofenkopfs fest eingebaut sind, dass die Temperaturverteilung der Temperaturbilder mittels eines Abtastgerätes ermittelt wird, dass die einander zugeordneten Punkte gleicher Temperatur in einem Rechner zur Höhenprofilkartierung ausgewertet werden, und dass die auf diese Weise erzielte Höhenprofilkarte auf einem Fernsehbildschirm optisch sichtbar gemacht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Höhenprofilkartierung für eine bestimmte, vertikale Schnittebene das Oberflächenprofil aufgezeichnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Fernsehkameras drehbeweglich im Schachtofenkopf angeordnet sind, dass eine der Kameras als Leitkamera und die andere Kamera bzw. die anderen Kameras als Such- bzw. Nachlaufkamera bzw. -kameras ausgebildet ist bzw. sind, wobei die Kameras ein enges Gesichtsfeld erfassen, dass die Leitkamera die Begichtungsoberfläche temperaturmässig nach einem bestimmten Raster abtastet und dass die Nachlaufkamera bzw. -kameras sich jeweils auf das gleiche Gesichtsbzw. Temperaturfeld einstellt bzw. einstellen und die Höhenprofilkarte der Begichtungsoberfläche auf diese Weise Punkt für Punkt ermittelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Fernsehkameras im Schachtofenkopfe fest eingebaut sind und jeweils ein Gesamt-Temperaturbild der Begichtungsoberfläche aufnehmen, und dass eine rasterförmige Abtastung der Begichtungsoberfläche durch optisches Ausblenden der Bilder vorgenommen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Hilfe der Infrarot-Fernsehkame-ras ermittelten Temperaturbilder in eine farbkodierte Höhenprofilkarte umgewandelt werden.

8. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei oder mehr im bzw. um den Schachtofenkopf an bestimmten Stellen angeordnete Infrarot-Fernsehkameras, welche die Begichtungsoberfläche temperaturmässig erfassen, durch jeder Kamera zugeordnete Fernsehbildschirme, durch ein Abtastgerät, welches die von den Kameras aufgenommenen Bilder auf Punkte gleicher Temperatur abtastet und photogrammetrisch zur Erzielung einer Höhenprofilkarte der Begichtungsoberfläche auswertet, und durch einen Bildschirm zur Visualisierung der Höhenprofilkarte.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastgerät einen elektronischen Rechner umfasst.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bildschirm Kodiergeräte vorgeschaltet sind,

um auf dem Bildschirm eine farbkodierte Höhenprofilkarte zu erhalten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zur Lage- bzw. Winkelverstellung der Infrarot-Kameras vorgesehen sind.