CN114838833A - 用于温度测量的浸入设备和用于位置检测的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于温度测量的浸入设备和用于位置检测的方法”。本发明涉及浸入设备以及用于使用浸入设备来检测光芯线的位置的方法。用于通过光芯线(50)测量电弧炉(60)容器(62)内的金属熔体(64)的温度的浸入设备(10)包括用于将吹扫气体吹入通向该容器(62)的入口点中的吹气喷枪(28)以及用于检测该光芯线(50)的位置的检测装置。该光芯线(50)能够在进给通道(20)中和/或在该吹气喷枪(28)中相对于该入口点运动。该检测装置被配置为检测该光芯线(50)在该吹气喷枪(28)中或靠近该吹气喷枪的存在。这实现光纤的前端与该熔体之间的短距离，并且因此实现温度测量序列之间的短时间间隔。

Description

用于温度测量的浸入设备和用于位置检测的方法
说明书
本发明涉及用于使用光芯线来测量电弧炉(EAF)容器内的金属熔体的温度的浸入设备，以及用于使用浸入设备来检测光芯线的位置的方法。
能够在如US 2886617 A中公开的电弧炉中(具体地在EAF中)执行冶金过程。为了改进过程控制，必须测量金属熔体的温度。这能够例如借助于浸入熔体中的光纤和连接到光纤的对应检测器来执行，如EP 2 799 824 A1、EP 3 051 264 A1和EP 2 799 824 A1中所描述。光纤本身被涂覆有金属。在所提及的过程中，在测量之前将光纤引入一次性引导管中。引导管的至少一部分在使用期间熔融。为了确定温度测量的质量，能够监测具有引导管的光纤在进给装置内的位置。JPH09304185 A公开了用于测量熔融钢的温度的金属护套光纤，其中光纤的发送长度由具有编码器的马达测量。根据JPH07151608 A已知类似的设备。
在另一个过程中，光纤可设置为卷绕在线圈上并且被解开以进行测量的几乎无限管。在EP 3 051 262 A1中描述了针对这种光纤的进给设备。EP 2 940 441 A1描述了用于在光纤和引导管之间存在间隙的情况下进行温度测量的设备。在JPH09243459 A中描述了另选方法，其中光纤被切割以限定已知的前端位置。
本发明的任务是改进电弧炉的容器中的温度测量。
本发明的任务通过根据权利要求1所述的浸入设备以及根据所述附加权利要求的用于检测光芯线的位置的方法来解决。有利的实施方案在从属权利要求中限定。
任务由用于通过光芯线测量电弧炉容器内的金属熔体的温度的浸入设备来解决。浸入设备包括用于将吹扫气体吹入通向容器的入口点中的吹气喷枪，以及用于检测光芯线的位置的检测装置。浸入设备被配置成使得光芯线能够在进给通道中和/或在吹气喷枪中相对于入口点运动。检测装置被配置为检测光芯线在吹气喷枪中或靠近该吹气喷枪的存在。
由于光芯线的前端在温度测量期间熔融，因此必须在每个温度测量之前确定其位置。在常规解决方案中，在进给管中检测光芯线的位置，并且因此在同等远离容器的位置处检测光芯线的位置。因此，光芯线必须在温度测量和位置测量之间来回运动长距离，这是耗时的。因此，使用常规技术，两个温度测量之间的间隔为长的。
检测光芯线在吹气喷枪中或靠近吹气喷枪的存在导致光芯线的更快传输，并且因此实现测量之间的更短时间间隔。这特别重要，因为在EAF操作期间的液体钢浴的温度能够以多至70℃/分钟的速率改变。能够执行更多的测量，从而实现更好的过程控制。前端到熔体的距离能够保持显著较低。此外，由返回的热光芯线引起的碎屑或磨损总是能够污染和损坏或阻挡管路。通过减小进给通道内的光芯线的运动路径，能够使这种风险最小化。根据本发明，光芯线的前端的运动能够被限于能够容易地替换的吹气喷枪，在污染或损坏的情况下实现了简单的解决方案。能够容易地替换变得靠近热光芯线的检测装置的部分。此外，温度测量变得更可靠，因为前端能够浸入在最佳着陆点上。
吹气喷枪是能够通过其将吹扫气体吹入容器中的喷枪。这能够帮助防止金属、矿渣和/或碎屑渗透到进给通道中。吹气喷枪可以是可替换的。通常，吹气喷枪是直的(即不是弯曲的)以用于使光芯线沿直路径朝向熔体进给。吹气喷枪可被一件式地制造。吹气喷枪被具体地布置成与进给通道同轴和/或轴向邻近进给通道。具体地，进给通道在远离容器的方向上邻接吹气喷枪。用于检测光芯线的存在的检测装置的一部分可布置在吹气喷枪上。检测装置的一部分可被布置成靠近吹气喷枪，例如，在进给通道上、在吹气喷枪和进给通道的连接附近和/或在吹气喷枪和进给通道之间。
吹气喷枪可用于将光芯线引导到容器内的熔体中和/或熔体外。吹扫气体冷却其中的吹气喷枪和/或光芯线。在测量序列期间，光芯线能够在进给通道和吹气喷枪内朝向熔体运动。
进给通道用于将光芯线进给到容器和/或容器外。进给通道限定了光芯线能够沿其运动的直路径和/或弯曲路径。具体地，运动装置被配置用于使光芯线沿由进给通道限定的路径运动。进给通道具体地是闭合的和/或具有圆形横截面。它可包括进给管(例如，金属管)，即光芯光纤能够通过其进给的管。进给通道可由金属壁形成。其内径可高于7mm，具体地高于9mm，和/或低于15mm，具体地低于12mm。设备可包括进给通道。进给通道和吹气喷枪能够一起被称为进给系统。进给系统还可包括检测装置或检测器。
光芯线包括可以是例如玻璃纤维的光纤。光纤可以是直径为50μm或62.5μm的渐变折射率光纤。具体地，光芯线包括围绕光纤布置的金属管，即其是金属涂覆的光纤，也称为FiMT(金属管中的光纤)。金属管的外径可大于1mm(具体地1.3mm)和/或小于3mm(具体地2.5mm)。金属管的壁厚可大于0.1mm和/或小于0.3mm，具体地小于0.2mm。光芯线还可包括围绕金属管布置的外管。外管可由金属制成。其外径可大于4mm和/或小于8mm，具体地约6mm。外管的壁厚可大于0.2mm，具体地大于0.3mm，和/或小于0.7mm，具体地小于0.5mm。
光芯线的前端是浸入熔体中以便测量温度的端部。光芯线的前端的位置通常对应于光纤的前端的位置。具体地，光芯线在从前端朝向另一相对端的方向上被消耗。在每个测量序列之后，光芯线的另一个部分将是前端。另一端可与检测单元连接以评估由光芯线测量和/或输送的信号以便确定温度。在测量期间，另一端将不会被消耗。检测单元可被配置为接收由光纤透射的光信号，具体地在IR波长范围内。检测单元可以是高温温度计。
检测光芯线的存在意味着检测关于光芯线是否存在于特定位置处的信息。这有助于检测光芯线的位置。具体地，能够检测光芯线在吹气喷枪和/或进给通道的限定位置处的存在。这能够被实现，因为检测装置的一部分相对于进给通道和/或吹气喷枪定位在已知固定位置。具体地，检测装置被配置为检测光芯线在一定位置中的存在，该位置与EAF容器的外壁相距的距离小于4m，具体地小于2m，并且在一个实施方案中小于1m。具体地，检测位置高于外壁。优选地，检测装置被配置为检测光芯线在一定位置中的存在，该位置与吹气喷枪相距的距离小于1m，具体地小于50cm，并且在一个实施方案中小于20cm。检测位置可高于吹气喷枪。与吹气喷枪相距的距离具体地是轴向距离。
浸入设备具体地以静止方式安装。具体地，浸入设备被配置成使得其能够定位在容器的外壁上或在容器的一侧上的平台(如果存在的话)上。如果定位在外壁上，则浸入设备可安装在偏心底部出钢(EBT)平台上或容器的侧壁处。因此，光芯线可从静止点向下运动到容器中。平台可以是侧壁的一部分和/或基本上水平对准的。具体地，容器的入口点定位在平台上和/或为基本上竖直对准的开口。
在一个配置中，检测装置包括用于检测光芯线的存在的感应传感器。感应传感器可布置在吹气喷枪上或靠近吹气喷枪布置。例如，它可布置在进给通道和/或进给管上。可使用两个感应传感器来确定前端在其间的位置。
在一个实施方案中，检测装置包括用于测量气体流的特性的检测器。具体地，检测器被配置用于测量气体流的流量、气体流的流速和/或气体流中的气体压力。因此，气体流用于检测光芯线的存在。具体地，气体流在吹气喷枪中或靠近吹气喷枪实现，使得光芯线的存在影响气体流，例如通过阻挡气体流的流动路径的至少一部分。通过测量特性，能够检测光芯线的存在。设备可包括合适的气体源。检测器可靠近吹气喷枪定位或定位在远程位置处，与气体管线连接。通常，气体管线是高度耐热的。
在本发明的上下文中，术语气体是指任何气体材料，例如气体、气体混合物和/或具有气体作为连续介质的分散体。因此，气体流可以是诸如空气的气体的混合物的流。
此实施方案实现了耐久和高度耐热的位置检测。在预期使用期间，吹气喷枪中或靠近吹气喷枪的位置经受不良状况，包括由于EAF容器的接近而引起的几百摄氏度的高温、火焰和火花。此实施方案在热区中无需电气部件或电子部件并且因此特别稳健。技术努力为低的，因为不需要屏蔽或热保护。还应注意，在检测之前的一秒，将检测其位置的光芯线的前端已经在液体金属中。已经示出，气体流特性是稳健的并且准确地检测在热状态下的光芯线的存在。此外，启用对前端的特别快速检测。
在一个实施方案中，浸入设备包括用于使光芯线在进给通道中和/或在吹气喷枪中相对于入口点运动的运动装置。运动装置使光芯线相对于进给通道和/或吹气喷枪以及沿进给通道或吹气喷枪的纵向延伸部运动。运动装置具体地被配置为使光芯线运动，使得前端运动到容器中以及运动到容器外和/或运动到容器中所容纳的熔体中以及运动到熔体外。因此，运动装置可被配置用于光芯线的向前运动和/或向后运动。光芯线的运动具体地是沿直路径或弯曲路径的运动。运动装置可包括马达。
在另一实施方案中，运动装置被配置用于使光芯线从线圈进给和/或用于将未使用的光芯线卷绕回线圈上。
已经示出了，靠近容器的位置测量使用盘绕的光芯线来特别良好地运行。而且，能够通过气体流检测来可靠地监测所使用的线类型。此实施方案实现了提供大(几乎无限)长度的光芯线以用于大量测量的可靠和低努力方式。因此，能够在至少一个全EAF操作循环内执行高频率的温度测量，从而实现最大过程控制。
在另一实施方案中，进给通道和/或吹气喷枪具有第一开口和/或第二开口。气体供应装置能够与第一开口连接以用于将加压气体引入第一开口中。检测器可借助于检测器管线与第二开口连接。
具体地，第一开口和/或第二开口是相对于进给通道和/或吹气喷枪的纵向延伸部的径向开口。具体地，两个开口相对于进给通道或吹气喷枪的纵向延伸部位于相同的轴向位置上。通过开口实现的气体流被光芯线影响并且检测装置能够检测气体流的特性，以便检测光芯线的影响并且因此检测光芯线的存在或不存在。使用开口，能够检测光芯线是否存在于开口之间。因此，可导出光芯线的前端是否在开口的容器侧或相对侧上的信息。
术语“连接(connect)”或“连接(connection)”涉及流连接以便实现相应的气体流。检测器管线是检测器与第二开口之间的流体连接。作为规则，本发明的意义上的管线是指独立于可例如为管子、管等的类型的流体连接。
即使在以下情况下，该实施方案也示出了可靠结果：由于光芯线的外径与相应内壁之间的径向间隙，进给通道或吹气喷枪中的光芯线的径向位置不是已知的。当前端经过开口之间的位置时，能够观察到特性(例如，流量或压力)的跳跃。此外，此实施方案实现了特别可靠且无干扰的操作。
在另一实施方案中，第一开口和第二开口同轴对准和/或分别布置在进给通道或吹气喷枪的横截面的相对位置上。换句话说，开口共享公共轴线。该轴线可垂直于进给通道轴线延伸。因此，能够在开口之间建立直接气体流，从而实现特定的精确位置检测。开口可布置在进给通道的相对侧上，其中在它们之间存在通道直径，从而使用完整的横截面。
在另一实施方案中，进给通道具有邻近吹气喷枪定位的直部分和邻近直部分定位的弯曲部分。第一开口和第二开口可靠近其中直部分和弯曲部分相交的位置定位。另选地，吹气喷枪是直的，使得光芯线能够沿直路径朝向容器进给，并且进给通道具有邻近吹气喷枪定位的弯曲部分。在这种情况下，第一开口和第二开口可靠近其中吹气喷枪和进给通道相交的位置定位。
直部分被引导朝向容器和/或在弯曲部分和容器之间引导。因此，光芯线能够沿直路径引入熔体中并且从熔体返回而不弯曲。光芯线的机械特性由于光芯线在温度测量期间经受的热量和/或随后的冷却而改变。具体地，其柔性减少。在没有弯曲的情况下使光芯线运动避免了永久变形，并且因此避免了光芯线的磨损、应力和摩擦，材料从容器的进入以及进给系统的阻挡。防止了光芯线的进一步运动。
弯曲部分定位在直部分的背离容器的一侧上。因此，能够使设备的空间要求最小化。
两个开口靠近相交位置定位。具体地说，相对于进给通道和/或吹气喷枪的纵向方向，两个开口中的任一者与相交位置的轴向距离小于25cm，优选地小于15cm。在一个配置中，所述轴向距离低于5cm或为零。
在一个实施方案中，浸入设备包括用于将高压气体源连接到吹气喷枪的吹扫气体管线，以便在吹气喷枪中生成朝向容器和/或其中容纳的熔体的第一吹扫气体流。高压气体源提供压力为至少5巴、具体地至少10巴的气体或气体混合物。因此，吹扫气体管线被配置为承受所提及的量级的压力。它优选地被设计为管和/或由金属制成。吹扫气体流用于保持吹气喷枪内的中空空间不含来自容器的碎屑，并且确保芯线的可靠操作。这有助于保持进给通道不含来自容器的矿渣和冷冻金属并且因此确保无干扰的操作。
在另一实施方案中，吹扫气体管线连接到分流器，该分流器用于将来自高压气体源的气体流分到两条管线。第一管线连接到吹气喷枪以生成第一吹扫气体流并且第二管线连接到第一开口。换句话说，单个高压气体源用于吹扫气体流和位置检测两者。因此，已经存在的气体源能够用于检测光芯线的位置，这使技术努力最小化。第一管线和/或第二管线可由金属制成和/或被设计为管。第一管线和/或第二管线可为非常短的和/或被设计为供气体穿过的气体通路或开口。
在另一实施方案中，浸入设备包括检测器管线吹扫管线，该检测器管线吹扫管线将吹扫气体管线与检测器管线连接，以便生成在检测器管线中通过第二开口进入吹气喷枪或进给通道的第二吹扫气体流。具体地，生成周期性和/或临时气体流以吹扫检测器管线。因此，能够使检测器管线保持不含碎屑。换句话说，检测器管线中的气体流能够反转。切换阀可布置在检测器管线吹扫管线内以使得能够选择性地生成第二吹扫气体流。切换阀可由浸入设备的控制设备控制。此实施方案由于所包括的检测器管线的吹扫而实现特定耐久操作。
在一个实施方案中，被引导朝向或可引导朝向容器和/或其中容纳的熔体的吹气喷枪的端部被实现为拉伐尔(Laval)喷嘴。这使得第一吹扫气体流能够以高速和/或超声速引入容器中。因此，在引入光芯线之前和/或同时，在光芯线下方的熔体上漂浮的矿渣能够移位。因此，进给系统的阻挡被阻碍并且温度测量被改进。此外，光芯线甚至在容器内也被冷却，使得其耐久性增加并且实现了特别准确的温度测量。
在另一实施方案中，浸入设备包括编码器，该编码器被配置为监测光芯线从已知起点的运动。具体地，运动装置包括充当编码器的伺服马达。编码器可被配置为监测光芯线从已知起点运动的距离。起点具体地由检测装置所检测的前端的位置限定。因此，在位置测量之后，编码器确保了前端的位置在光芯线的后续运动期间是已知的。因此，能够确保光芯线进入熔体的限定浸入深度。进一步改进了温度测量。
在一个配置中，编码器可以是运动装置的一部分和/或运动装置所包括的马达。马达可以是伺服马达和/或包括伺服驱动器以便监测马达位置。除此之外或作为另选方案，编码器可独立于运动装置布置。在伺服马达和附加编码器的情况下，仍然能够测量无法仅由伺服马达检测的光芯线的任何移位(例如，由于阻挡)。这实现特别精确和无干扰的位置测量。
在一个实施方案中，浸入设备包括用于控制光芯线的前端通过运动装置到熔体中和/或到熔体外的运动的控制设备。控制设备可被进一步配置用于控制通过检测装置的对光芯线存在的检测。具体地，控制设备是电子控制设备诸如微控制器或计算机。
在另一实施方案中，浸入设备被配置成使得检测装置能够在光芯线的运动期间监测光芯线在特定位置处的存在。能够在已经检测到光芯线的前端已经过所述位置之后停止光芯线的运动。这能够具体地由控制设备实现。因此，光芯线的运动被限于必要的量。这增加测量速度并且实现高过程控制。
本发明的另一方面是用于通过光芯线测量EAF容器中的温度的浸入设备。浸入设备包括用于机械地连接吹气喷枪的吹气喷枪连接设备。光芯线能够在进给通道中、在吹气喷枪中和/或在吹气喷枪连接设备中相对于入口点运动。设备还包括用于检测光芯线的位置的检测装置。检测装置被配置为检测光芯线在吹气喷枪连接设备中或靠近该吹气喷枪连接设备的存在。
本发明的另一方面是用于使用根据本发明的浸入设备来检测光芯线的位置的方法。方法包括由运动装置使光芯线在进给通道中和/或在吹气喷枪中运动。方法还包括由检测装置来检测光芯线是否存在于吹气喷枪中或靠近吹气喷枪的位置处。相对于根据本发明的设备提及的所有特征、优点和实施方案也适用于本发明的上述方面和方法，反之亦然。
具体地，检测装置包括定位在吹气喷枪中或靠近吹气喷枪的位置处的部分以便检测光芯线在所述位置处的存在。具体地，方法包括使用光芯线来测量容器内的温度。运动可包括在测量之前使光芯线向前运动和/或在测量之后使光芯线向后运动。可连续执行多个测量。
在一个实施方案中，浸入设备包括在进给通道中或在吹气喷枪中的第一开口和第二开口。检测装置可包括与第二开口连接的检测器。检测的步骤可包括将加压气体引入第一开口中和/或由检测器来检测气体流的特性。具体地，由设备的评估单元评估该特性，该评估单元能够为控制设备的一部分。
在检测步骤之后，方法可包括由运动装置使光芯线沿预定距离朝向熔体向前运动，以便以预定深度将前端浸入熔体中。此运动可由编码器监测和/或由控制设备控制。能够在温度测量序列的开始和/或结束时检测位置。具体地，在第一测量序列之前检测位置。在仅有一个检测装置的情况下，可靠的位置检测是可能的。
在另一实施方案中，运动的步骤包括使光芯线以第一速度远离容器和/或熔体缩回，停止缩回运动，以及使光芯线以可低于第一速度的第二速度朝向容器和/或熔体向前运动。可在缩回运动期间和/或在向前运动期间检测光芯线的存在。光芯线具体地在进给通道和/或吹气喷枪内运动。
在两步检测中，第一检测可给出前端的近似位置。第一检测可用于触发停止快速缩回运动。由于靠近熔体的不良状况并且为了确保快速测量，快速缩回是有利的。第二检测可在较慢运动期间执行并且因此实现对位置的非常精确的确定。
在下文中，使用附图来更详细地解释了本发明的示例性具体实施。除非另有指示，否则示例性具体实施的特征能够单独地或多个地与所要求保护的对象组合。所要求保护的保护范围不限于示例性具体实施。
附图示出了：
图1：浸入设备的截面侧视图；
图2：浸入设备的前视图；
图3：浸入设备的透视图；
图4：浸入设备的细节的截面侧视图；
图5：浸入设备的另一个细节的示意性截面；并且
图6：具有浸入设备的电弧炉的视图。
图1示出了根据本发明的浸入设备10的截面图，该浸入设备用于借助于光芯线50来测量EAF容器中的金属熔体的温度。光芯线50被竖直对准，以便使用在向上方向上布置在特定距离处的运动装置(但是，然而，在此未描绘)来在向下方向上通过进给通道20和吹气喷枪28进给到熔体中。优选地，运动装置使光芯线50从在向上方向上布置的线圈进给，并且将未使用的光纤重新卷绕回线圈。
浸入设备10包括吹气喷枪28，该吹气喷枪用于在向下方向上将吹扫气体吹到容器的入口点中。在图6中示出了细节。吹气喷枪28是具有内部空间32的金属管，光芯线50能够在该内部空间中运动(由吹扫气体围绕)。被引导朝向熔体的吹气喷枪28的前端被实现为拉伐尔喷嘴44。相对于光芯线50的纵向延伸部，吹气喷枪28定位在邻近进给通道20的轴向向前位置处。在这里示出的实施方案中，进给通道20包括由金属制成的进给管29以及由浸入设备10的中心主体72形成的竖直对准的引导通道。所述引导通道与吹气喷枪28和进给管29轴向邻近且同轴地布置。其布置在吹气喷枪28与进给管29之间，也如图4中所描绘。在其他实施方案中，吹气喷枪28能够轴向邻近进给管29定位。
吹气喷枪28以可拆卸方式附接到中心主体72。在图1和图3中以部分剖面图示出了进给管29，使得光芯线50是可见的。然而，具体地，进给管29继续进一步直到运动装置。
浸入设备10包括用于检测光芯线50的位置的检测装置。检测装置被配置用于检测靠近吹气喷枪28的上端的光芯线50的前端52的存在。检测装置包括用于测量气体流的特性的检测器。所述检测器连接到检测器管线，但此处未示出。检测装置还包括在进给通道20中同轴布置的第一开口21和第二开口22。在所示实施方案中，开口21和22布置在由浸入设备10的中心主体72形成的引导通道的横截面的相对位置上。第一开口21连接到气体供应装置(此处未示出)以实现通过第一开口21进入进给通道20并通过第二开口22离开进给通道20的加压气体流。当光芯线50的前端52向前或向后运动并经过开口时，气体流受到影响，这能够由检测器来检测。在一个配置中，检测是压力测量。检测与前端52的位置关联的压力变化。当前端52存在于吹气侧和接收侧(分别为第一开口21和第二开口22)之间时，观察到低压力。一旦气体路径没有障碍物，就观察到较高压力。压力测量是特别稳健和耐久的。
浸入设备10包括用于连接高压气体源的吹扫气体管线32，以便在吹气喷枪28中建立朝向EAF容器内容纳的熔体的吹扫气体流。在此示出的实施方案中，吹扫气体管线30连接到分流器40，该分流器被实现为具有至少两个出口开口的腔室。至少一个出口开口连接到第一管线41，该第一管线围绕中心主体72的引导通道周向延伸。所述第一管线41被配置为将引入的气体引导到吹气喷枪28的空间32中以便建立吹扫气体流。至少一个另外的出口开口连接到径向延伸的第二管线42，该第二管线连接到第一开口21以生成用于位置检测的气体流。
图2以前视图示出了设备10，具体地，图1的设备10。图3以透视图示出了设备10，具体地，图1和/或图2的设备。可看出的是，设备10包括两个夹紧设备70，该夹紧设备允许在没有任何工具的情况下快速且简单地替换吹气喷枪28。夹紧设备70各自包括夹紧装置，该夹紧装置将压缩力施加到吹气喷枪28的凸缘和中心主体72的凸缘上，从而在夹紧设备70处于闭合位置时在轴向方向上将它们按压在一起。夹紧设备70各自包括柄部71，该柄部能够在没有任何工具的情况下枢转，从而打开夹紧设备70以替换吹气喷枪28以及闭合夹紧设备70以附接吹气喷枪28。
图5示意性地示出了浸入设备的另一个配置的细节，其中进给通道20被实现为进给管29并且定位成邻近吹气喷枪28。吹气喷枪28是直的以用于使光芯线50在直路径上朝向熔体进给。进给通道29具有弯曲部分26以便节省空间。位置25定位在由吹气喷枪28表示的直部分24和弯曲部分26之间。第一开口21和第二开口22的轴向位置以及因此吹扫气体管线30的入口和检测器管线34的连接的轴向位置处于位置25上或靠近该位置。加压气体被分成吹气喷枪28内的吹扫气体流和待测量的气体流38。形成将测量其压力或流量的气体流38的气体通过第一开口21进入。开口21、22的位置也可被交换。开口21、22同轴对准并且布置在进给通道20和吹气喷枪28的横截面的相对位置上。
图6示出了具有浸入设备10的电弧炉(EAF)60。EAF 60包括容纳金属熔体64的容器62、可移除盖68和布置在容器62的侧面上的平台67。通向容器62中的入口点布置在平台67上，光芯线50通过该入口点进入容器62。浸入设备10也布置在平台67上。图6以仅示意性方式示出了浸入设备和EAF的相对位置。然而，浸入设备通常被配置为固定在平台67上，使得当容器62在操作期间倾斜时，进给管29、吹气喷枪28和前端52保持静止。
光芯线50布置在线圈76上。它通过运动装置74来运动(即从线圈76退绕)以及卷绕回线圈76上。运动装置74包括用于使光芯线50运动的辊并且可包括伺服马达以驱动辊中的至少一者。在运动装置74和吹气喷枪28之间，光芯线50在进给通道20内被引导。进给通道20具有弯曲部分26和被引导朝向容器62的直部分24。进给通道包括进给管29和由浸入设备10的中心主体形成的引导通道。为了清楚起见，此处未示出检测装置。
参考标记的列表
浸入设备 10
进给通道 20
第一开口 21
第二开口 22
直部分 24
位置 25
弯曲部分 26
吹气喷枪 28
进给管 29
吹扫气体管线 30
空间 32
检测器管线 34
气体流 38
分流器 40
第一管线 41
第二管线 42
拉伐尔喷嘴 44
光芯线 50
前端 52
电弧炉 60
容器 62
熔体 64
平台 67
盖 68
夹紧设备 70
柄部 71
中心主体 72
运动装置 74
线圈 76

Claims (15)

1.一种用于通过光芯线(50)测量电弧炉(60)容器(62)内的金属熔体(64)的温度的浸入设备(10)，所述浸入设备(10)包括用于将吹扫气体吹入通向所述容器(62)的入口点中的吹气喷枪(28)以及用于检测所述光芯线(50)的位置的检测装置，其中所述光芯线(50)能够在进给通道(20)中和/或在所述吹气喷枪(28)中相对于所述入口点运动，其特征在于，所述检测装置被配置为检测所述光芯线(50)在所述吹气喷枪(28)中或靠近所述吹气喷枪的存在。
2.根据前述权利要求所述的浸入设备(10)，其特征在于，所述检测装置包括用于测量气体流(38)的特性的检测器，其中所述检测器具体地被配置用于测量所述气体流(38)的流量、所述气体流(38)的流速和/或所述气体流(38)中的气体压力。
3.根据权利要求1所述的浸入设备(10)，其特征在于，所述检测装置包括用于检测所述光芯线(50)的存在的感应传感器。
4.根据前述权利要求中的一项所述的浸入设备(10)，其特征在于，所述浸入设备(10)包括用于使所述光芯线(50)在所述进给通道(20)中和/或在所述吹气喷枪(28)中相对于所述入口点运动的运动装置(74)。
5.根据前述权利要求所述的浸入设备(10)，其特征在于，所述运动装置(74)被配置用于使所述光芯线(50)从线圈(76)进给并且用于将未使用的光纤卷绕在所述线圈(76)上。
6.根据权利要求2、4或5所述的浸入设备(10)，其特征在于，所述进给通道(20)或所述吹气喷枪(28)具有第一开口(21)和第二开口(22)，其中气体供应装置能够与所述第一开口(21)连接以用于将加压气体引入所述第一开口(21)中，并且其中所述检测器借助于检测器管线(34)与所述第二开口(22)连接。
7.根据前述权利要求所述的浸入设备(10)，其特征在于，所述第一开口(21)和所述第二开口(22)同轴对准，
其中所述第一开口(21)和所述第二开口(22)分别被具体地布置在所述进给通道(20)或所述吹气喷枪(28)的横截面的相对位置上。
8.根据两个前述权利要求中的一项所述的浸入设备(10)，其特征在于，
-所述进给通道(20)具有邻近所述吹气喷枪(28)定位的直部分(24)和邻近所述直部分(24)定位的弯曲部分(26)，其中所述第一开口(21)和所述第二开口(22)靠近其中所述直部分(24)和所述弯曲部分(26)相交的位置(25)定位，或者
-所述吹气喷枪(28)是直的以用于使所述光芯线(50)沿直路径朝向所述熔体(64)进给，并且所述进给通道(20)具有邻近所述吹气喷枪(28)定位的弯曲部分(26)，其中所述第一开口(21)和所述第二开口(22)靠近其中所述吹气喷枪(28)和所述进给通道(20)相交的位置定位。
9.根据前述权利要求中的一项所述的浸入设备(10)，其特征在于，所述浸入设备(10)包括用于将高压气体源连接到所述吹气喷枪(28)的吹扫气体管线(30)，以便在所述吹气喷枪(28)中生成朝向所述熔体(64)的第一吹扫气体流。
10.根据前述权利要求所述的浸入设备(10)，其特征在于，被引导朝向所述熔体(64)的所述吹气喷枪(28)的端部被实现为拉伐尔喷嘴(44)。
11.根据七个前述权利要求中的一项所述的浸入设备(10)，其特征在于，所述浸入设备(10)包括用于控制所述光芯线(50)的前端(52)通过所述运动装置(74)到所述熔体(64)中和/或到所述熔体(64)外的运动的控制设备。
12.根据前述权利要求所述的浸入设备(10)，其特征在于，所述浸入设备(10)被配置成使得所述检测装置能够在所述光芯线(50)的运动期间监测所述光芯线(50)在特定位置处的存在，并且在已经检测到所述光芯线(50)的前端(52)已经过所述位置之后能够停止所述光芯线(50)的所述运动。
13.用于使用根据前述权利要求中的一项所述的浸入设备(10)来检测光芯线(50)的位置的方法，所述方法包括：
-由运动装置(74)使所述光芯线(50)在所述进给通道(20)中和/或在所述吹气喷枪(28)中运动，
-由所述检测装置来检测所述光芯线(50)是否存在于所述吹气喷枪(28)中或靠近所述吹气喷枪的位置处。
14.根据前述权利要求所述的方法，其中所述浸入设备(10)包括所述进给通道(20)或所述吹气喷枪(28)中的第一开口(21)和第二开口(22)，并且所述检测装置包括与所述第二开口(22)连接的检测器，所述检测的步骤包括：
-将加压气体引入所述第一开口(21)中，以及
-由所述检测器来检测气体流(38)的特性。
15.根据两个前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述运动的步骤包括使所述光芯线(50)以第一速度远离所述熔体(64)缩回，停止所述缩回运动，以及使所述光芯线(50)以低于所述第一速度的第二速度朝向所述熔体(64)向前运动，其中在所述缩回运动期间以及在所述向前运动期间检测所述光芯线(50)的存在。
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