CN106102964A - 冶金容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金容器（1），其包括外壁（2），用于待连接的电极和/或待连接的支撑元件的至少一个连接元件（4），以及至少一个应答器（3），该至少一个应答器（3）由保护壳体（6）环绕并且能够被无线地读取，所述应答器（3）处于与容器（1）上的外壁（2）相距一些距离处。

Description

冶金容器

本发明涉及冶金容器，尤其是用于容纳熔融金属的容器。

这样的冶金容器在工业工厂（诸如，炼钢厂）的高温区域中采用，以便运输热的液体（诸如熔融生铁、钢水、液体熔渣、废料等等）。这样的冶金容器在此显示出最大程度的温度放射。

为了改进工作流（诸如，工厂中的运输、自动化和过程工作流），必要的是始终知道用作运输贮器的这样的冶金容器的路径和/或位置。

EP 2 119 989 A2公开用于电气部件的保持器，其具有良好的热绝缘性质。该保持器尤其被设置成用于安装在用于金属加工的熔炼坩埚上。

WO 2014/024955 A1公开用于测量待从熔铸坩埚中倾倒的熔融金属的温度的系统。

US 2003/0080105 A1公开带有控制盒的熔炉，该控制盒包括电子控制部件。

WO 2011/101138 A1公开用于在浇包或类似冶金器皿上的滑动挡板、浇注嘴更换器等的监测装置，其中，该装置设置有用于捕获来自监测设备的参数的电子单元，其对于熔铸操作在功能上是重要的。

EP 2 423 674 A2公开用于液体金属熔池和在可倾斜的冶金器皿中的熔渣的温度和光谱分析确定的方法和设备。

WO 95/25818 A1公开用于将铁转化成钢的吹氧转炉器皿的支撑件，该支撑件带有承载环，通过滴水檐保护其避免熔融金属。

本发明基于详述冶金容器的任务，该冶金容器能够被简单的识别并且具有长期确定性。

根据本发明，问题由具有权利要求1的特征的冶金容器解决。

本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

创造性冶金容器包括外壁、用于待连接的电极和/或待连接的支撑元件的至少一个连接元件、以及至少一个应答器，该应答器由保护壳体环绕并且能够被无线地读取，其中，该应答器在能从外侧进入的连接元件中的开口中被布置在与外壁相距一些距离处。

与冶金容器的外壁相距一些距离的这样的布置使得以下是可能的：保护壳体在很大程度上仅经受来自冶金容器的辐射热量，并且仅有少量的热量经由热传导穿透应答器的保护壳体。由于应答器在与冶金容器相距一些距离处的创造性布置，应答器能够长期稳固地操作。代替之前的情况（其涉及仅以纯手动方式在短暂时期或以特定间隔周期地在这种热环境影响中的电子单元的操作），本发明允许在恶劣且热的环境中持久且低成本的识别冶金容器。这样的冶金容器尤其在具有高水平温度放射的环境中采用，诸如例如，在生产水泥期间在旋转窑炉中或在炼钢厂中的转炉。通过将应答器布置在连接元件中的能从外部进入的开口中，额外地保护应答器免于机械损坏并且还免于热辐射。此外，装配被简化。

在一个可能实施例中，设置至少一个间隔件，该间隔件布置在外壁和应答器的保护壳体之间。由此，应答器基本上暴露于热量放射以及不强烈的热传导，通常在容器自身上的惯用直接且齐平布置也是如此。

在本发明的一个改进方案中，应答器布置在外壁上，与其相距可变距离处。由此能够对应地最小化到应答器中的热传导。间隔件优选地实体化为螺纹杆。这能够实现在应答器和冶金容器的外壁之间的距离的简单设置。

在本发明的另外的实施例中，间隔件被分开，其中，绝缘元件布置在间隔件的两部分之间。尤其，绝缘元件实体化为尤其是耐热反射物和/或绝缘元件，尤其是实体化为由软木、木材、玻璃纤维材料、硼硅玻璃、黏土或另一种陶瓷材料制成的绝缘板，其反射热辐射和/或其是热的不良导体。

为了进一步最小化应答器的热应力，外壁，至少在一些区域中，设置有反射材料，诸如例如，硼硅玻璃、铝、和/或是热的不良导体的绝缘材料，诸如例如，软木、玻璃纤维材料或木材。反射物和/或绝缘材料能够在此以涂层或浸透的形式被施用。

此外，壳体的外壁，至少在一些区域中，能够设置有防护涂层。尤其，壳体的外壁以及在某些情况下还有应答器的保护壳体的壁设置有防护剂，尤其是使液体成珠状的涂层，诸如例如，所谓的纳米涂层或玻璃涂层，使得热的液体流走（如“荷叶效应”），并且可能的热效应仅持续短的时间，并且其没有穿透通过至由保护壳体环绕的应答器。

在本发明的另外的实施例中，保护壳体设置有反射材料和/或绝缘材料。壳体的外壁和/或保护壳体的反射物和/或绝缘材料优选地是耐热的，尤其是耐高温至至少150℃的温度，尤其是至少250℃、280℃、300℃或350℃。反射物和/或绝缘材料优选地是防火且耐火的，并且展现出非常好的耐燃性和/或绝缘性质。保护壳体进一步由一材料形成，使得其对于用于无线通信的无线电波至少是可渗透的。换言之：这个材料既有保护壳体的材料的良好的热反射物和/或绝缘性质，又对无线电波是可渗透的。为此，尤其利用耐热塑料，诸如，聚四氟乙烯、聚苯硫醚、硅橡胶、聚酰亚胺、乙烯丙烯共聚物、环烯烃共聚物、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚羟基烷酯、聚羟基丁酸酯、聚砜、或这些材料的至少两种的混合物。

在另外的实施例中，保护壳体在冶金容器的接收孔口的方向上设置有保护盖。由此在运输期间保护保护壳体的顶部免于容纳在容器中的液体的飞溅物，并且防止另外的机械应力。保护盖优选地包括滴水檐，使得溢出的液体能够流走。

冶金容器的外壁能够进一步设置有至少一个支撑元件，尤其是金属支撑板，应答器的保护壳体以可拆除的方式固定至该金属支撑板。应答器到冶金容器的安装以及从冶金容器的移除由此被简化。

在另外的实施例中，应答器嵌入在保护壳体的凹槽中。这具有以下优点：形成保护壳体的板平放靠着彼此，并且需要很少结合材料（尤其是粘合剂）以结合两个板并且因此少量热量穿透。

替代地或额外于应答器，用于测量另外的物理值（诸如，压力、运动、加速度）、用于处理和/或传输所测量的物理值和/或记录磨损的电子单元，尤其是用于温度测量的电子单元，能够布置在保护壳体中。此外，电子单元和/或应答器能够借助于同样集成的能量存储系统被供应能量，或借助于基于塞贝克效应的珀尔帖元件被供应能量，或以无接触方式借助于电感、电容或电磁能量传输被供应能量。替代地，应答器和/或电子单元还能够以有线的方式被供应能量。

结合示例性实施例的随后描述，本发明的上面所描述的性质、特征和优点，以及实现它们的方式将能更清楚且无疑地理解，该示例性实施例的随后描述结合附图被更详细地解释。在此：

图1示出在其外壁上布置有应答器的冶金容器的示例性实施例，

图2示出嵌入在保护壳体中的应答器的示例性实施例，

图3以分解图的形式示出可以被嵌入在保护壳体中的应答器的另外的示例性实施例，

图4以放大的形式示出应答器在冶金容器的外壁上的布置的示例性实施例，

图5以放大的形式示出应答器在冶金容器的外壁上的布置的另外的示例性实施例，

图6以剖视图示出嵌入在保护壳体中的应答器的示例性实施例，

图7示出保护盖的示例性实施例的侧视图，该保护盖用于嵌入在保护壳体中的应答器，

图8示出保护盖的另外的示例性实施例的侧视图，该保护盖用于嵌入在保护壳体中的应答器，

图9以三维的形式示出带有布置在连接元件中的应答器的冶金容器的另外的示例性实施例，以及

图10-12在各种视图中示出在每一种情况下布置在连接元件中的应答器的示例性实施例。

在全部附图中，对应的部分设置有相同的参考字符。

图1示出创造性冶金容器1的示例性实施例。在冶金容器1的情况中，这特别地采取了在工业厂房（诸如，炼钢厂）的高温区域中的运输容器的形式，以便运输热的液体（诸如，熔融生铁、钢水或液体熔渣）。在此，冶金容器1横贯工业工厂内的厂房的各种路线部分，并且被运送至特定部分以使用被运输的材料。为了简洁的原因，此后将冶金容器1称为容器1。

为了识别容器1，这包括在其外壁2上的应答器3，该应答器3能够被无线地读取。替代地或除了应答器3以外，能够在容器1的外壁2上外部地布置电子单元，尤其是用于测量另外的物理值（诸如，压力、温度、加速度）和/或用于信号处理和/或用于数据传输。在另外的文本中，将在应答器3布置在容器1上的基础上描述本发明。本发明能够近似地应用于电子单元在容器1上的额外或替代布置。

此外，容器1包括至少一个连接元件4。在根据图1的示例性实施例中，容器1包括两个连接元件4，其形式为两个横向的且尤其相对地定位的支撑元件或耳轴。

容器1在顶部处是打开的，以便接纳液体介质（诸如，熔融金属或熔渣），并且其包括接收孔口5。

应答器3由保护壳体6环绕。应答器3能够例如采取所谓的传统RFID应答器（RFID=射频识别）或SAW应答器（SAW=表面声波）的形式，借助于其，容器1能够以无接触的方式被自动地识别，并且能够读取借助于电子单元确定并定位的其位置，和/或确定的物理值和/或信号。然而，能够采用能够实现容器1的清楚识别和定位的任何其他的应答器。

应答器3能够实体化为通过读取天线的感应进行电源供应的无源RFID应答器和带有嵌入电源供应（例如，缓冲电池）的有源RFID应答器二者。如果应答器3被实体化为有源RFID应答器，那么温度传感器11能够额外地布置在保护壳体6中，温度传感器11测量的值被循环记录或在传输对应的读取信号之后记录，并且写入至设置在应答器3中的存储器中。然后，这个存储器能够经由沿着容器1延伸的接收器读取，该接收器具有接收天线。

如果应答器3替代地实体化为SAW传感器，那么这能够以下述的方式设置，即使得温度影响待读取的信号的调制/相移，并且能够作为额外于容器1及其位置的识别的明显特性被读取。

使用无线应答器3具有以下优点：在没有先前惯用的复杂且维护频繁的相机系统的情况下能够进行容器1的识别，并且长期可持续的永久识别是可能的。

图2示出嵌入在保护壳体6中的应答器3的示例性实施例。根据图2的保护壳体6由两个板7和8形成。板7和8由尤其热绝缘的材料形成，其例如在之前的欧洲专利申请EP 13161 049.5中更详细地描述。保护壳体6具有以下优点：保护应答器3免于机械和/或热应力，尤其免于热辐射、灰尘和/或液体金属和/或熔渣的飞溅物。

应答器3的保护壳体6的绝缘材料具有以下优点：在容器1的操作期间，来自容器1的高的外部温度以及因此高水平的辐射热量（废热）仅缓慢地引起应答器3的升温。

替代地，以未更详细地示出的方式，应答器3还能够被模制在绝缘材料中，尤其是泡沫型或液体材料，其在与空气接触时凝固。

将应答器3嵌入在板状的保护壳体6中经由设置至板7或8之一中的凹槽9进行。在根据图3的示例性实施例中，凹槽9设置至下部板8中。

如在图2中所示，在凹槽9外侧的表面上平坦实体化的板7和8能够由此彼此齐平，使得板7和8能够永久地结合至彼此，尤其是借助于粘合剂。粘合剂尤其采取其是温度的不良导体的粘合剂的形式。板7和8的结合能够实现保护壳体6的简单制造。额外地，由于粘合剂的不良温度传导性质，热很难穿透保护壳体6的内部并且因此难以穿透应答器3。

应答器3尤其以可拆除的方式保持在凹槽9中，以便在随后的故障情况中能够以非破坏性的方式取出这个应答器3并且分析它。

另外，板7和8在至少一个边缘侧上设置有凹陷10。由此随后可能的是，利用适当的工具以板7和8能够被拆除或分开的方式接合凹陷10。然后，以可拆除的方式布置在凹槽9中的应答器3能够以非破坏性的方式简单地移除。

如上面已经提及的，另外的电子器件能够布置在保护壳体6中。尤其，除了应答器3以外，能够布置至少一个温度传感器11。在保护壳体6为透明壳体的实施例中，温度传感器11能够以这样的方式设置，即使得当达到预定环境温度时，它展现出适当的颜色。当应答器3失效时，由此能够确定是否已经达到应答器3的最大可允许温度。因此可能的是，在应答器3故障的情况下，以简单的方式确定最大内部温度的出现。

如上面已经提及的，由于凹陷10，板7和8能够彼此分离，而不损坏位于其中的温度传感器11和应答器3。

图3以分解图示出待嵌入在保护壳体6中的应答器3。

图4以放大的形式示出应答器3在容器1的外壁2上的布置的示例性实施例。如所示，应答器3在此不是在容器1上齐平布置，而是与容器1相距一些距离。由此，最小化由于热传导到保护壳体6中的热输入。

为此，借助于间隔件12，保护壳体6被保持在容器1的外壁2上。为了在保护壳体6和容器1之间的距离的可变设置，间隔件12被实体化为螺纹杆。

为了进一步最小化到保护壳体6中的热输入，间隔件12能够在此从与保护壳体6相同的热绝缘材料被实体化。通过保持保护壳体6与容器1的外壁2的距离，应答器3及其保护壳体6基本上仅暴露于容器1的辐射热量。

此外，能够提供支撑元件13（例如，以金属板或纤维增强塑料板的形式），其被布置在容器1上固定保护壳体6的区域中。容器1自身一般由耐热金属制成，使得支撑元件13以金属板的形式焊接至容器1上。

保护壳体6在容器1上的固定优选地以这样的方式实现：即使得该壳体6能够在不使用工具的情况下被拆除，并且该壳体6基本上是封闭的以防止污垢的进入。为此，例如提供由两个螺栓14（能够将一个插入另一个内）形成的间隔件12，这两个螺栓在每一种情况中均具有至少一个贯通开口15。螺栓14在此相对于彼此以这样的方式布置：它们的贯通开口15一个位于另一个的上方。插入元件16（尤其是装有弹簧的插入件）能够然后被引导通过并且保持在内部和外部螺栓14的贯通开口15中，尤其是插入其中。

在螺栓14的纵向方向上能够设置多个贯通开口15，使得在外壁2和保护壳体6之间的距离能够以可变的方式被设置。

螺栓14中的一个以形式配合、力配合和/或材料结合（尤其是焊接或粘结）的方式固定至外壁2，尤其是固定在支撑元件13上。另一个螺栓14以形式配合、力配合和/或材料结合（尤其是焊接或粘结）的方式固定至保护壳体6。

此外，外壁2和保护壳体6二者或仅该二者中的一个能够设置有热绝缘和/或热反射涂层。

图5以放大的形式示出应答器3在容器1的外壁2上的布置的替代示例性实施例。除了借助于间隔件12使保护壳体6与外壁2相距一些距离以外，设置绝缘元件17。间隔件12在此由分开的螺栓14形成，绝缘元件17布置在分开的螺栓14之间。

绝缘元件17布置在容器1的外壁2和指向容器1的方向的保护壳体6的后壁之间。绝缘元件17能够在此由反射材料形成，使得从容器1辐射的热量被反射并且不被辐射至保护壳体6上。

绝缘元件17，至少部分地或在一些区域中，尤其是在面向容器1的表面上，设置有反射材料。替代地，绝缘元件17能够完全由反射材料形成，或由具有不良的热传导性质、带有反射涂层的绝缘材料形成，或进一步替代地由反射材料和/或绝缘材料的组合形成。

反射材料尤其是通过烧结熔合的玻璃纤维材料、硼硅玻璃、黏土或另一种陶瓷材料或这些的组合。绝缘元件尤其是软木、木材、塑料、陶瓷材料、玻璃纤维材料或另一种适当材料或其组合。

保护壳体6尤其由以下材料制造：使得其对于在应答器3的频率范围内的电磁波是可渗透的。保护壳体6还能够至少由绝缘材料形成和/或在外部区域中由反射材料形成。

绝缘元件17和/或保护壳体6的反射材料以尤其简单的方式使得以下是可能的：在从容器1和/或环境辐射的热量穿透保护壳体6的绝缘材料之前被反射。

绝缘元件17的反射材料能够由以下材料制造：使得其反射应答器3的频率范围中的电磁波远离容器1或其在最小衰减的情况下对于这些波是可渗透的。

出于成本的原因，如果采用具有较低热绝缘性质但稍微保留热量的反射材料的话，那么在绝缘元件17的多层结构的情况中，能够在反射材料和绝缘材料之间设置间隙，或者在反射材料和保护壳体6之间设置间隙，以便最小化由于热传导到保护壳体6中的热输入。

图6以剖视图示出嵌入在保护壳体6中的应答器3的另外的示例性实施例。在这个示例性实施例中，应答器3由绝缘元件17以包覆层的方式完全地环绕。由此，能够最小化由来自其他另外的器皿和/或环境的热辐射导致的热输入。

保护壳体6还能够设置有不同的反射材料。因此能够将防热剂和少量防污剂，尤其是粗糙材料，施用至面向容器1的保护壳体6的表面，然而，能够将防污剂，尤其是光滑材料（具有荷叶效应），施用至面向外远离容器1的保护壳体6的表面。

在保护壳体6的表面经受尤其严重的机械应力和污垢（诸如，飞溅物和灰尘）时，保护壳体6能够以相对坚韧且在与熔渣、钢水或铁水直接接触的情况下，在很大程度上耐热且足够结实且使液体成珠状的材料实现，使得没有机械损坏发生，并且熔渣或熔融金属容易流动或从它滴落。

出于成本的原因，如果粗糙物质用作用于保护壳体6的材料的话，因此能够使用如在之前的EP 13 161 049.5中描述的反射材料。

图7以侧视图示出用于嵌入在保护壳体6中的应答器3的保护盖18的示例性实施例，该保护壳体6带有用于在与容器1的外壁相距一些距离处固定的间隔件12。保护盖18在容器1的接收孔口5的方向上布置在保护壳体6上并且因此在保护壳体6的上方。保护盖18具有倾斜远离容器1的接收孔口5和保护壳体6的斜坡19，保护盖18的下部端部尤其伸出超过保护壳体6的顶部并且形成滴水檐20。滴水檐20防止在保护盖18上滴落的液体熔渣或熔融金属流回至保护壳体6上，尤其例如在运输期间容器1的轻微倾斜的情况中。

在图7中，保护盖18固定至外壁2并且布置在与保护壳体6的顶部相距轻微距离处。

图8以侧视图示出保护盖18的另外的示例性实施例，其布置并固定在嵌入的应答器3的保护壳体6上。

带有嵌入的应答器3的保护壳体6布置在容器1上的一点处，在该点处，产生的热量以及来自机械应力的危险二者在很大程度上都是最小的。

为了简单且确定的读取应答器3，额外地考虑在读取天线附近的位置。因为这个原因，带有应答器3的保护壳体6的布置和固定能够以可拆除且可调整的方式布置在容器1的外壁2上。

图9和图10以三维或剖视图的形式相应地示出容器1的另外的示例性实施例，该容器1带有布置在连接元件4中的应答器3。

在接收孔口5的下面，容器1具有周向的环形元件21，其例如以力配合和/或形式配合的方式固定至外壁2。尤其，环形元件21能够实体化为调整环并且以可拆除的方式布置在容器1上。

在表面上，耳轴形式的至少一个连接元件4从环形元件21伸出。连接元件4具有向外侧打开的开口22，应答器3布置在其中，如在图10至图12中所示。连接元件4布置在环形元件21的凹槽23中，并且在接触点24处以形式配合、力配合和/或材料结合的方式固定（尤其是焊接）。连接元件4在此延伸通过环形元件21直至外壁2，连接元件4在另外的接触点24处以形式配合、力配合和/或材料结合的方式固定（尤其是焊接）至外壁2。

替代地，保护壳体6能够以可拆除的方式布置在支撑元件上（其未更详细地示出），该支撑元件能够同样地以可拆除且可调整的方式布置在容器1的外壁2上。

在此，开口22以通孔的形式基本上在连接元件4的整个纵向轴线上延伸。在装配在容器1上时，开口22在此用于提供连接元件4的定向。

另外，开口22以这样的方式实现：即使得该开口能够容纳带有嵌入的应答器3的保护壳体6。开口22在此与保护壳体6的尺寸基本上对应，使得保护壳体6完全地埋入开口22中并且不从开口22伸出。由此保护保护壳体6避免机械应力，以便防止机械损坏。额外地，保护壳体6也不与从外壁2流下的飞溅物发生接触，尤其是熔渣的飞溅物。

依据保护壳体6的实施例，这还能够具有圆形或柱形的形式。

此外，连接元件4能够设置有涂层26。涂层26能够由绝缘或反射材料或防污材料形成。

图11示出在连接元件4中容纳保护壳体6的另外的实施例。连接元件4的连续开口22的向外定向的端部25被加宽，用于容纳保护壳体6。

图12示出从连接元件4的外侧向开口22中看的视图，其中，保护壳体6布置在开口22中。

虽然已经借助于优选的示例性实施例进一步详细地图示并描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且本领域技术人员能够在不脱离本发明的范围的情况下推导出其他变型。

Claims (13)

1.一种冶金容器（1），其包括：

- 外壁（2），

- 至少一个连接元件（4），用于待连接的电极和/或待连接的支撑元件，以及

- 至少一个应答器（3），所述至少一个应答器由保护壳体（6）环绕并且能够被无线地读取，

其中，所述应答器（3）在从外侧可进入的所述连接元件（4）中的开口（22）中被布置在与所述容器（1）上的外壁（2）相距一些距离处。

2.如权利要求1中所述的冶金容器（1），其中，设置至少一个间隔件（12），所述至少一个间隔件被布置在所述外壁（2）和应答器（3）的所述保护壳体（6）之间。

3.如权利要求2中所述的冶金容器（1），其中，应答器（3）被布置在与所述外壁（2）相距可变距离处。

4.如权利要求2或3中所述的冶金容器（1），其中，所述间隔件（12）被实体化为螺纹杆。

5.如权利要求2至4之一中所述的冶金容器（1），其中，所述间隔件（12）被分开，并且绝缘元件（17）被布置在间隔件的两部分之间。

6.如前述权利要求之一中所述的冶金容器（1），其中，所述外壁（2，），至少在一些区域中，设置有反射材料和/或绝缘材料。

7.如前述权利要求之一中所述的冶金容器（1），其中，所述外壁（2），至少在一些区域中，设置有防护涂层。

8.如前述权利要求之一中所述的冶金容器（1），其中，所述保护壳体（6）设置有反射材料和/或绝缘材料。

9.如前述权利要求之一中所述的冶金容器（1），其中，所述保护壳体（6）在所述容器（1）的接收孔口（5）的方向上设置有保护盖（18）。

10. 如权利要求9中所述的冶金容器（1），其中，所述保护盖（18）包括滴水檐 （20）。

11.如前述权利要求之一中所述的冶金容器（1），其中，所述外壁（2）设置有至少一个支撑元件，所述应答器（3）的所述保护壳体（6）以可拆卸的方式固定至所述至少一个支撑元件。

12.如前述权利要求之一中所述的冶金容器（1），其中，所述应答器（3）被布置在所述保护壳体（6）的凹槽（9）中。

13.如前述权利要求之一中所述的冶金容器（1），其中，除了所述应答器（3）以外，电子单元被布置在所述保护壳体（6）中。