CN106896456A - 包芯导线、用于生产的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自耗包芯导线，该自耗包芯导线包括由罩盖围绕的光纤以用于测量钢水熔池的温度。本发明还涉及用于生产该包芯导线的方法和装置。本发明的目标是进一步改进用于测量钢水的温度的包芯导线。包芯导线包括光纤和横向围绕光纤的罩盖。罩盖在多个层中围绕光纤。一个层是金属管道，也被称为金属套或金属管。中间层布置在金属管下方也被称为填充物。中间层是绳。

Description

包芯导线、用于生产的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种自耗包芯导线，该自耗包芯导线包括由罩盖围绕的光纤以用于测量钢水熔池的温度。本发明还涉及用于生产该包芯导线的方法和装置。
背景技术
JPH0815040(A)描述一种将自耗光纤馈送到液体金属中以用于测量熔融金属熔池的温度的方法。在US 5,730,527中还描述了熔融金属的光纤测量结果的类似方法和设备。这种自耗光纤是已知的，例如，从JPH11160155(A)中。这些是单个金属加套的光纤，此处光芯体由金属覆盖，该金属通常覆盖不锈钢，目的是使光纤变硬使得它可以浸没到熔融金属中。然而这些可浸没光纤可以穿透在熔融表面下方，它们遭受快速变质。这些早期自耗光纤的改进包括额外的保护结构并且是例如从JPH10176954(A)中已知的。此处，光纤由保护性金属管围绕，该保护性金属管由塑料材料的层围绕。当深深地浸没时浸没到熔融金属中的覆盖的光纤以将暴露光纤的尖端的预定速率从线圈或线轴馈送到金属。曝露时的浸没的深度对于温度准确性而言是重要的，因此为了准确的温度需要的是防止早期损坏或者将光纤尖端快速移动到测量点。JPH09304185(A)公开了一种馈送速率解决方案，其中纤维消耗的速度必须大于失透速率，由此确保可始终获得新制的光纤表面。已发现新鲜纤维表面的可用性对于准确的温度测量是至关重要的，并且这种可用性取决于纤维如何浸没到熔融金属中。由于在金属处理期间纤维被引入到多个冶金容器中且通过多个冶金容器期间纤维将暴露于的众多的条件，所以可能出现多个馈送方案。当失透速率的变化可以通过改进自耗光纤构造而得到最小化时，技术的适用性可以适用于更宽范围的冶金容器而无需定制馈送体系。
外部覆盖有钢的多层导线结构用于钢制品中以将掺杂物质选择性地引入到钢水熔池中。这些通常被称作包芯导线并且在DE19916235A1、DE3712619A1、DE19623194C1和US6,770,366中描述。US 7,906,747公开了一种包芯导线，该包芯导线包括在接触液体金属熔池之后发生热解的材料。这种技术适用于将大体上均匀的粉末物质引入到熔融熔池中且缺乏如何形成、制造和引入具有光纤的包芯导线到熔融金属中的教示。
US 7,748,896公开了一种用于测量熔融熔池的参数的改进的光纤装置，该装置包括光纤、横向围绕光纤的罩盖以及连接到光纤的检测器，其中罩盖在多个层中围绕光纤，一个层包括金属管和布置在金属管下方的中间层，中间层包括粉末或纤维或粒状材料，其中中间层的材料在多个片中围绕纤维。中间层由二氧化硅粉末或氧化铝粉末形成并且可以包含气体产生材料。在多个分离部分中围绕纤维的中间层的所公开的特征在本发明的意义上意味着在多个部分中的构造存在于操作状态中，换句话说，在浸没在熔融熔池中期间或之后进行测量使得中间层的片保持分离并且在使用期间是可分离的。
分层结构辅助于将光纤保持在非常低的温度下达相对较长的时间。由于高温的将毁坏光纤的失透得到延迟。通过在浸没到熔融金属中期间持续的特定温度，中间层气体的膨胀强制性地移除未附接的罩盖层。纤维在熔融金属熔池中被不规律地加热到平衡温度，使得在浸没在熔融金属熔池中光纤或其端部失透之前测量可以随后非常快速的发生。
US 4,759,487和US 5,380,977公开了一种生产外部不锈钢护套均匀地围绕光纤的类型的光学包芯导线的方法。这种被称为装甲光纤的类型的包芯光纤缺少中间层绝缘层且因此这种光学包芯导线的使用是受到限制的并且生产的方法不合适于本发明。
发明内容
本发明的目标是进一步改进用于测量熔融熔池的温度的包芯导线，并且尤其是用于测量钢水的温度的包芯导线。
此目标通过包括根据权利要求1所述的特征的自耗包芯导线解决，通过包括第一独立权利要求的特征的方法并且通过用于执行包括第二独立权利要求的特征的方法的装置解决。优选实施例包括从属权利要求的特征。
一种根据第一权利要求的光学包芯导线包括光纤和横向围绕该光纤的罩盖。罩盖在多个层中围绕光纤。一个层是也被称为金属套或金属管的金属管道并且可以由Fe含量大于50％的金属形成，优选地是低碳钢。中间层布置在金属管下方也被称为填充物。中间层由隔热材料形成，隔热材料是具有优选地在1000℃到1500℃的温度范围中的熔点的气体多孔性材料，更优选地是具有在1200℃到1400℃的温度范围中的熔点的气体多孔性材料，使得中间层的片易于在暴露于熔融金属温度之后流体化。中间层是绳或由平行纤维组成的结构。
绳是一组纤维，其扭转或编织在一起以便将它们组合成更大且更强的形式。在词语的经典含义中，绳由纤维组成，纤维汇集成纱线并且多个纱线汇集成股线，若干股线汇集成绳。本发明的绳可由具有单个化学组成的纱线的分组和/或股线的分组形成或者可由一组纱线或股线组成，其中此分组的若干单元可以是不同化学组成的。因此，不同化学组成的纱线或股线的混合可以提供控制绝缘层的物理和化学特性的简单的制造方法，其中这种层具有绳的形式。由纤维的多个分组形成的绳确保纤维无法在包芯导线馈送到熔融物中时提前从包芯导线的打开端排放。在到达熔融物处之前的排放将减少光纤的隔热，从而将降低测量结果的可靠性。为了将填充物材料粘着在一起不需要粘合剂或树脂。另外，具有在其核心处的光纤的绳确保了光纤的可预测的中心位置构件并且因此在所有横向方向上确保可推断的隔热特性。因此，改进了温度测量的可靠性。
连续生产是可能的并且允许具有至少500米的长度的包芯导线的生产。一千米、两千米和三千米的长度也是可能的而无需增加生产工作。一千米和更多千米的长度允许钢水熔池的温度的测量具有最小化的中断的数目和工人的参与，这增大生产能力且增大了工人安全。
作为一个实例，接近最希望的温度测量结果的精炼过程的完成的钢熔池的温度是大约1600℃。当包芯导线到达钢水熔池时，外金属管将熔融并且中间层将流体化并且之后立刻流走，因为中间层材料的熔点远远低于钢水熔池的温度。
已发现围绕光纤的材料的熔融凝块状层以可预测的速率流动离开光纤，可预测速率是其熔融粘度以及它与钢水之间的密度的差异的函数。在实际意义中，熔融金属和相应地熔融中间层的熔融填充物的密度的差异，虽然都是温度和组成的函数，但是它们的密度的差异的幅值在炼钢的应用范围内是相对恒定的。随着包芯导线的浸没，外部金属套熔掉暴露填充物(中间层)，填充物随后熔融并且围绕光纤形成池状。因为填充物(相应地中间层)的熔融温度实质上低于熔融金属温度，所以一旦暴露确保它将总是在相应地熔融的流体状态中，形成熔融凝块且流走。变得显而易见的是钢的密度与熔融凝块的密度之间的受限制的变化引起暴露和更新新制光学表面更加可推断的机制。在中间层的熔融材料(填充物材料)上的移置金属的向上的力推动熔融凝块返回且远离从凝块状填充物延伸站立的光纤并且形成突起。随着馈送的进行，足够量的熔融填充物积聚在底座处并且这种量的部分通过延伸的光芯体牵引直至在聚积的凝块上的熔融金属的向上的力使光纤在其未曝光的底座处断裂。因此暴露的更新的光纤的速率更多的取决于允许馈送的速率的更宽的公差的接近恒定的凝块/钢水密度比。已发现来自推进光纤尖端相应地突起的熔融凝块的收缩引起更加可重复的检测机会。
在一个优选实施例中，光纤布置在绳的中心，这进一步改进测量结果的质量和可靠性。
在一个优选实施例中，由平行纤维组成的相应地结构的绳的纱线或股线是容积化的。本发明的含义内的绳由多个纤维组成，这些纤维汇集成纱线并且多个纱线包括股线且若干股线扭转在一起以形成成绳。纱线的容积化的股线以此方式处理，有时被称作纹理化，以使纤维在织物平面外不规则地定向。材料被牵引通过喷嘴，在喷嘴在空气流形成湍流以便容积化纱线或股线。容积化的绳降低显而易见的非融合密度，同时增大隔热且有助于改进测量结果。由平行纤维组成的结构以对应的方式得到处理以便容积化包括多个平行纤维的结构的纱线或股线。
在一个优选实施例中，中间层由玻璃纤维形成，优选地由E玻璃形成。这是一种工业常用材料并且适用于本发明的目的的这种材料可以从PPG Industries Cheswick，宾夕法尼亚州，美国以ET91415TEXO的名称获得。这种特定材料以所述领域的技术人员已知的作为粗纱的形式供应。在第一步骤中，此类粗纱将得到容积化。两个容积化的粗纱随后被扭转成纱线。
由于玻璃纤维的表面积与重量的高比率，所以玻璃纤维是有用的热绝缘体。该密度与钢水熔池的密度相比较低使得钢水熔池中的经软化的玻璃纤维材料将立刻向上流动，这有助于改进测量结果。玻璃纤维的软化点远低于1600℃并且因此远低于钢水的温度。E玻璃的基础是二氧化硅(SiO2)。
在一个优选实施例中，中间层布置在金属管与由塑料形成的管之间，其中光纤在塑料管内。改进的测量结果是可能的，尤其是在光纤的外径小于塑料管的内径时。优选实施例是半密封的缓冲护套。本领域中已知的一般构造是放置在0.9mm的塑料管中的62.5/125μm或替代地50/125μm渐变型光纤，在该塑料管中纤维与外部力机械地隔离。管的材料通常是塑料且更确切地说是聚酰胺，例如，商品名称尼龙，或热塑性弹性体，例如，Hytrel，或出版物中所公开的类似材料，T.Lamp等人的“通过熔融物中的直接光学测量的钢熔融温度的创新性连续在线确定”，欧洲项目总结报告(Final Report EUR)21428，合同号7210-PR/204，2005，p 13-17。这些塑料通常为纤维提供对抗外部微弯感应的硬化。如所描述的合适的电信光纤可以从Huber and Suhner AG Degersheimerstrasse14，CH-9100Herisau DE获得。塑料管可以填充有防潮凝胶，其提供额外的机械保护和围绕纤维的防水层。这种填充材料通常是石油或基于硅酮的化合物。
中间层的密度具有熔融和未熔融密度。优选地，中间层的材料的熔化密度小于5g/cm3，优选小于4g/cm3，更优选地在2.0和3.5g/cm3之间。因为钢水的密度要高的多，所以在外部金属层熔融之后中间层的材料将立刻向上流动。优选地，液体中间层的密度与熔融金属的密度的比率在0.25和0.45之间且更优选的是0.32到0.38的比率。因为中间层是或多或少编织绳结构的，所以它具有远小于其熔化密度的预先熔融密度且非常绝热。中间层的预先熔融密度是0.3到1.7g/cm3，更优选地在0.4和1.0g/cm3之间。预先熔融密度使得熔融凝块与剩余的未熔融中间层之间的界面是气体多孔并且允许中间层的燃烧产物在与熔化中间层材料相反的方向上通过。因此，改进的测量结果是可能的。
一种用于生产包芯导线的方法，其包括以下步骤：
-通过扭转机的旋转轴馈送光纤
-材料纤维的馈送股线平行于旋转轴以形成在其中心处的具有光纤的核心
-通过扭转机围绕核心扭转材料纤维股线以形成具有连续层的股线的顺时针和逆时针交替的绳
-通过管道形成机从一条金属中形成具有U状或分割圆截面的条带
-将绳馈送到金属条带的U状或分割圆截面中；
-通过管道形成机形成U形金属条带以围绕纤维绳包围管道。
该方法允许具有多于500米、一千米、两千米或三千米的长度的包芯导线的连续生产而无需极大的生产努力。
用于执行该方法的装置包括：绳扭转机，其具有在顺时针和逆时针方向这两者上同时扭转纤维的替代层的能力；管道形成机，其具有形成具有U状或分割圆截面的金属条带的第一部分；馈送装置，其将通过绳扭转机所生产的绳馈送到U状或分割圆截面，其中管道形成机进一步从包括绳的U状或分割圆截面中形成管道。
该装置包括形成用于管道的机械封闭物的部分，该部分是重叠缝隙或替代地锁定缝隙。不需要管道的生产的其它材料，因此避免了可能以干扰方式影响温度测量的其它材料的存在。这种管道、外部金属套在温度测量的开始处保护光纤。
在一个优选实施例中，装置包括多个滚轮，这些滚轮以逐步地方式形成金属条带。包芯导线的非常可靠的生产是可能的。
附图说明
当与附图结合阅读时，将更好的理解本发明的以上发明内容以及以下具体实施方式。出于说明本发明的目的，图式中示出了目前优选的实施例。然而，应理解，本发明不限于示出的精确布置和工具。在图式中:
图1是由多个E玻璃纤维组成的容积化股线的截面；
图2是由多个E玻璃纤维组成的非容积化股线的截面；
图3是包芯导线的截面；
图3a是具有掺合中间层的包芯导线的截面
图4是单轮扭转机的正视图；
图4a是双轮扭转机的正视图；
图5是扭转机的侧视图；
图6是管道形成机的第一部分的侧视图；
图7是管道形成机的第一部分的正视图；
图8是管道形成机的第二部分的正视图；
图9是用于绳的馈送部分的正视图；
图10是用于形成搭接缝的管道形成机的下一个部分的正视图；
图11是用于形成管道锁定缝的替代机械封闭物的管道形成机的下一个部分的正视图；
图11a是示出用于管道的替代机械封闭物的折叠部分的管道形成机的下一个部分的正视图；
图11b是用于形成用于管道的替代机械封闭物的调平步骤的管道形成机的端部；
图12常见管道缝隙和形成的管道的实例；
图13以mol％为单位的近似E玻璃组成；
图14粘度与针对玻璃的描述性特性的温度以及一般温度范围的关系。
具体实施方式
图1和2示出由多个E玻璃纤维1组成的股线的截面。图1中所示的股线是容积化的。图2中所示的股线并不是容积化的。出于此原因，图1的纤维的图案化与图2的纤维1的图案化相比是不太规律的。另外，图1中所示的容积化的纤维1与图2中所示的纤维1相比是不太紧凑的。
图3示出包芯导线2的截面，缝隙未示出，包括外部金属涂覆的相应地金属套3、多个股线4、内部塑料管5(也被称为半密封护套)以及塑料管5内的光纤6。光纤6的外圆周小于塑料管5的内径。股线4是容积化的并且由多个E玻璃纤维形成。股线4围绕塑料管5分层并且形成绳。塑料管5在绳的中心处并且6在其内部。图3中说明的股线的数目仅仅是示出多个股线如何应用以形成绳结构的。
图3a示出了如图3中所描绘的包芯导线2的截面，缝隙未示出，包括外部金属涂覆的相应地金属套、多个股线4、以及替代化学物质的多个股线4a、内部塑料管(也被称为半密封护套)以及塑料管内的光纤。图3a中说明的股线的数目仅仅是示出不同化学物质的多个股线可如何应用以形成交替物理和化学特性的绳结构的。
图4是单缠绕扭转机的轮子7的正视图。轮子是通过其中空轴9可旋转的安装的并且可以通过电动机驱动器的驱动在顺时针方向上旋转。轮子7包括布置在其圆周上的多个导引孔8。光纤和塑料护套5通过中空轴9馈送。多个股线4平行于围绕塑料护套5收集的中空轴馈送以形成核心。股线4馈送通过每个导引孔8。随着轮子7旋转，例如，顺时针，每个导引孔的所捕获的股线在相同方向上旋转。随着核心移动通过管芯10，取决于轮子的旋转速度，纤维的扭转的外部缠绕包围平行捆绑的纤维的核心。优选的速度引起每100mm的绳长度的1股线1转的缠绕。
图4a是双轮扭转机的正视图。轮子7和7a通过其中空轴9可旋转的安装并且可以各自通过电动机驱动器的驱动同时在顺时针和逆时针方向上旋转。当面向轮子并且绳形成为朝向观察者时获取时钟的参考。轮子7和7a包括布置在它们的圆周上的多个导引孔8。光纤和塑料护套5通过中空轴9馈送。多个股线4平行于围绕塑料护套5收集的中空轴馈送以形成核心。股线4馈送通过每个导引孔8。随着轮子7旋转，例如，顺时针，每个导引孔的所捕获的股线在相同方向上旋转。随着核心移动通过管芯10，取决于轮子的旋转速度，纤维的扭转的外部缠绕包围平行捆绑的纤维的核心。同时轮子7a逆时针旋转。通过轮子的导引孔8捕获的股线现在缠绕在与轮子7的那些相对的方向上。在单轮和双轮缠绕机这两者中，所属领域的技术人员将认识到包括这些绳的材料纤维的馈送线轴安装到扭转轮且邻近于扭转轮以便供应股线而不会在收集管芯之前缠绕。
图5是说明通过轮子7的旋转的绳11的形成的扭转机的侧视图。举例来说，绳11可以馈送通过收集管芯10。箭头示出股线4、光纤6连同松散护套6和绳11的馈送方向。
图6是包括多个滚轮12、13、14、15的管道形成机的开始的侧视图，这些滚轮是通过其轴16可旋转的安装的。
图7是对应的正视图。滚轮12、13、14、15中的一或多个可以由电动机驱动器驱动。这对于管道形成机的其它滚轮也是成立的。滚轮12、13、14、15是成对布置的。第一对12、13之间的间隙小于第二对滚轮14、15之间的间隙，从线圈拉动且夺取金属条带。金属条带17的两个横向边界区域18通过间隙馈送。以此方式，管道形成机拉动线圈并且优选地以逐步地方式向前通过金属形成机推送边界区域18。
管道形成机的随后的部分包括一对或多对滚轮，这些滚轮按一般规则逐步以弧线状方式形成17的中间区域。图8说明一对滚轮20和21，这些滚轮通过其轴16可旋转的安装。上部滚轮20的圆周区域22是圆化的。下部滚轮21的圆周区域23适用于圆化圆周区域22，使得在滚轮20、21的对之间存在U形或分割的圆形间隙。金属条带17的中间区域馈送通过此U形或半圆形状的间隙，如图8中所示形成金属条带17的U形部分19。为了逐步形成U状或类似截面，存在多对滚轮。第一对形成例如具有较大直径的分割圆。下一对滚轮减小直径等等。在管道形成机的这部分的端部，具有边界边缘18的金属条带19的截面看起来类似于“U”、半圆、分割的圆等等。
接下来，在图9中存在将绳11馈送到形成的金属条带18、19中的馈送部分。馈送部分包括一对馈送元件24、25，其将绳11馈送到所形成的金属条带18、19的底部，如图9中所示。馈送部分的馈送元件24、25可具有可旋转的安装的轮子的形式。然而，固定安装的馈送元件24、25也是可能的。
管道形成机的下一个部分按一般规则逐步形成到圆中的中间部分19。这部分包括一对或多对滚轮。这样一对滚轮的圆周区域越来越等于圆以便使中间区域逐步成为圆的形式。适当滚轮26、27的实例在图10中示出，其以圆状方式形成中间部分19。一旦中间部分呈圆的形式，则例如28的一个或多个滚轮可以首先一起按压扁平化边界区域18。在图10中还示出了用于按压扁平化边界区域18的熨烫滚轮28。这是具有3-4mm的重叠缝隙的管道的优选机械封闭物。
扁平化的边界区域18并不是必需的。因此，在本发明的实施例中，金属条带的厚度保持是均匀的。
图11、11a、11b示出在适用于本发明的实践的若干已知缝隙方法中的一个的锁定缝中闭合管的机械步骤。图11示出了形成升高的脊状物的通过滚轮28和29一起推动的边界区域18。管道形成机的接下来的和最后的部分优选地逐步抵靠着中间部分19的外圆周推送扁平化边界区域18以用于闭合管道。此部分包括适当的滚轮30、31，这些滚轮以如图11A和11b中所示的对应的方式逐步弯曲扁平化边界区域18。
两个边界区域中的一个可具有挂钩的形式，其保持其它边界区域以便以如图12中所示的更可靠的方式闭合管道。
图13示出了用于由E玻璃形成的纤维的适当的组成。然而，玻璃和/或玻璃和陶瓷纤维的混合物的其它组成是可能的并且可以通过替代绳的纤维的股线调配。
在图14中，图示对数粘度和温度的关系。获取自E.B.Shand，工程技术玻璃(Engineering Glass)，现代材料(Modern Materials)，第6卷，学术出版社(AcademicPress)，纽约，1968，p.262。
在一个实例中，本发明是指被容积化的低碱、低液相线温度玻璃围绕的塑料加套的光纤，覆盖有低碳钢的外护套。
中间层的材料是在行业中已知为E玻璃的，然而其它低熔融材料也是可接受的。将理解例如中间层的玻璃的融合材料并不经历如同结晶材料所经历的不同熔点，但是在相当广泛的温度范围内软化。这种被称作变换范围的从固体到塑料状行为的过渡是通过随着温度的粘度的连续改变区分的，因此在本发明的范围中如应用到中间层的术语熔融用于涵盖其中材料是足以易于在其自身的重量下或通过相对的液体金属的重量的推动而流动的流体的温度范围。这是玻璃化学物质的功能且优选地是在将引起在10和103泊之间的玻璃粘度的使用温度下的玻璃化学物质的功能。
在本发明中，填充物的功能是在暴露于暂时形成褪去的凝块的熔融金属之后软化流动粘度并且暴露光纤。液相线温度和熔融温度这两者是允许形成凝块的材料特性的一般特征以充分地褪去并且由此暴露光纤。早期的凝块材料通过更密集熔融金属的压力而浮走，而新的凝块材料随着多层包芯导线前进到熔融金属中而连续地形成。填充物的熔融温度的范围在熔融金属温度的60％和95％之间并且优选地是金属的熔融温度的80％。
形成中间层的优选方法是引入24股线的E玻璃，其由围绕光纤在其中心处捆绑的16个平行股线且通过顺时针分层围绕束的8股线缠绕的核心组成。组合纤维的重量的范围在30-40g/米之间。纤维的每纱线的纤丝的数目表示为其丝束大小。丝束大小通常以“K”的形式或数千的纤丝给出。测量的指标单位是特克斯(TEX)，它是以克/每千米(1,000米)为单位的重量。优选的E玻璃的特克斯是1420(g/km)。
丝束和特克斯的选择呈现为经济实例，E玻璃是具有低于近似1000℃的熔融温度的低碱通用纤维，其具有如图13中所示的近似组成。虽然中间层的熔融本质可以通过所属领域的技术人员已知的多种材料获得，但是本发明的优选实施例的E玻璃的一般类别的描述可以在以下出版物中发现：ASM手册，第21卷：复合物(Composites)(#06781G)，ASM国际，2001；另外在购自Saint-Gobain Vetrotex，德国股份有限公司的出版物E_R_and_D_glass_properties.pdf中。
外部罩盖是具有大于50％的Fe含量的金属，其壁厚在0.3mm和1.5mm之间且外径在10-14mm之间。外部罩盖优选地是1mm壁厚度的低碳钢。罩盖通过3-4mm重叠的搭接缝围绕其自身缠绕但是可以通过例如锁定缝的已知的封闭闭合。
实例2.引入1420特克斯E玻璃的24股线的替代构造由在其中心处8个围绕0.9mm塑料半密封加套62.5/125μm渐变折射率光纤捆绑的平行股线和通过围绕束的8个顺时针分层的股线缠绕的以及围绕后者缠绕的额外的8个逆时针缠绕的股线的核心组成。所得的重量是近似70g/2米。外部罩盖是具有大于50％的Fe含量的金属，其壁厚在0.3mm和1.5mm之间且外径在10-14mm之间。外部罩盖优选地是1mm壁厚度的低碳钢。罩盖通过3-4mm重叠的搭接缝围绕其自身缠绕但是可以通过例如锁定缝的已知的封闭闭合。
实例3.24纤维股线的替代构造具有62.5/125μm或替代地50/125μm渐变型光纤，其具有布置在光纤束的中间的0.900mm的半密封管。束的16个纤维股线中的八个是E玻璃且8个股线可以是Ecomab，一种碱土硅酸盐(AES)，购自Keramab，Haverheidelaan4，B9140Temse，BE的材料，具有近似1330℃的熔点。AES材料的典型组成由50-82％二氧化硅、18-43％氧化钙和/或氧化镁以及小于6％的氧化铝、二氧化钛或氧化锆和痕量氧化物组成。围绕束缠绕的是E玻璃的额外的更多的8个股线。24个股线中总共8个是AES，E玻璃的平衡用于降低混合纤维的熔融温度。所构造的中间层的密度是近似0.51g/cm3。中间纤维层随后被近似1mm的至少50％Fe的搭接缝金属套管所覆盖。
已发现围绕光纤的材料的熔融凝块状层以可预测的速率流动离开纤维，可预测速率是其熔融粘度以及它与钢水之间的密度的差异的函数。在实际意义中，熔融金属与熔融填充物的密度的差异，虽然两者都是温度和组成的函数，但是它们在所关注的应用范围内是相对恒定的。随着包芯光纤浸没到钢水熔池中，外护套熔掉暴露填充物，填充物随后熔融并且围绕光纤形成池状。因为填充物的熔融温度实质上低于熔融金属温度，所以一旦确保暴露则它将总是在熔融状态中。变得显而易见的是钢的密度与熔融凝块的密度之间的较小变化引起暴露和更新新制光学表面的更加可推断的机制。熔融填充物上的移置金属的向上的力推动熔融凝块回来且远离从凝块状填充物延伸站立的光芯体。随着馈送的进行，足够量的熔融填充物积聚在底座处并且这个量的一部分通过延伸的光芯体牵引直至在聚积的凝块上的熔融金属的向上的力使光芯体在其未曝光的底座处断裂。因此暴露的更新的光芯体的速率更多的取决于允许馈送的速率的更宽的公差的接近恒定的凝块/钢水密度比。已发现来自推进尖端的熔融凝块的收缩引起更加可重复的检测机会而不是由于爆炸的预期的损坏，这依赖于尖端的机械切割以更新表面。
参考符号列表
1：纤维材料
2：包芯导线
3：金属涂覆；金属管；金属套
4：由多个纤维组成的股线
4a：混合有替代材料的股线
5：宽松的护套；半密封护套塑料管
6：渐变折射率光纤
7：单缠绕扭转机的轮子
7a：第二逆方向缠绕扭转机的轮子
8：导引孔
9：中空轴
10：管芯
11：绳
12：滚轮
13：滚轮
14：滚轮
15：滚轮
16：滚轮的轴
17：金属条带
18：边界区域
19：中间区域
20：上部滚轮
21：下部滚轮
22：圆周区域
23：圆周区域
24：馈送元件
25：馈送元件
26：滚轮
27：滚轮
28：滚轮
29：滚轮
30：滚轮
31：滚轮
32：搭接缝
33：穿孔搭接缝
34：平坦锁定缝
35：有槽平坦锁定缝
36：碱石灰玻璃
37：硼硅酸盐玻璃
38：96％二氧化硅玻璃
39：熔融二氧化硅
40：应变点
41：退火点
42：软化点
43：工作范围
44：工作点
45：熔点
E：典型E玻璃
A：近似界限
T：温度
V：粘度

Claims (15)

1.一种包芯导线(2)，其包括光纤(6)和横向围绕所述光纤(6)的金属管道，其中中间层(4)布置在所述金属管道与所述光纤之间，其特征在于所述中间层是绳(11)或由平行纤维组成的结构。
2.根据前述权利要求所述的包芯导线(2)，其中相应地为由平行纤维组成的结构的所述绳(11)由连续不断的纤维(1)形成。
3.根据前述权利要求中的一项所述的包芯导线(2)，其中相应地为由平行纤维组成的结构的所述绳(11)的长度为至少500米，并且优选地为至少两千米。
4.根据权利要求1所述的包芯导线(2)，其中所述中间层由具有在1000℃和1500℃之间、优选地在1200℃和1400℃之间的熔融范围的材料组成。
5.根据前述权利要求中的一项所述的包芯导线(2)，其中相应地为由平行纤维组成的结构的所述绳(11)由容积化股线(4)组成。
6.根据前述权利要求中的一项所述的包芯导线，其中相应地为由平行纤维组成的结构的所述绳(11)由E玻璃纤维(1)形成。
7.根据前述权利要求中的一项所述的包芯导线，其中所述中间层(4)布置在所述金属管道(3)与由塑料或纸板形成的管道(5)之间并且其中所述光纤(6)在所述塑料或纸板管(5)内。
8.根据前述权利要求所述的包芯导线，其中所述光纤(6)的外径小于由塑料形成的所述管(5)的内径或者使得所述光纤(6)可在由塑料形成的所述管(5)内移动。
9.根据前述权利要求中的一项所述的包芯导线，其中所述中间层(4)的所述材料的密度小于5g/cm3，优选小于4g/cm3，更优选地小于3g/cm3。
10.一种用于生产根据前述权利要求中任一权利要求所述的包芯导线的方法，所述方法包括以下步骤
通过扭转机的旋转轴(9)馈送光纤(6)，
通过所述扭转机围绕所述光纤(6)扭转股线(4)以形成绳(11)，
通过管道形成机形成具有U状或分割圆截面的金属条带(17)
将所述绳(11)馈送所述到金属条带(17)的U状或分割圆截面中；
通过所述管道形成机形成到管道的所述U形金属条带(17)。
11.一种根据前述权利要求所述的方法，其中所述管道形成机以连续方式形成用于所述管道的机械封闭物。
12.一种用于执行根据前述权利要求所述的方法的装置，其包括；绳扭转机；管道形成机，其具有拳头部分，所述拳头部分形成具有U状或分割圆截面的金属条带；馈送装置，其将通过所述绳扭转机生产的所述绳馈送到所述U状或分割圆截面中，其中所述管道形成机进一步从包括所述绳的所述U状或分割圆截面中形成管道。
13.根据前述权利要求所述的装置，其包括使所述金属条带(17)的边界区域(18、19)展平的部分。
14.根据两个前述权利要求中的一个所述的装置，其包括形成用于所述管道的机械封闭物的部分。
15.根据三个前述权利要求中的一个所述的装置，其包括多个滚轮(12、13、14、15)，所述滚轮以逐步地方式形成所述金属条带(11)。
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