DE1583443C - Verfahren zur Ermittlung der Temperatur verteilung an der Chargenoberflache eines Schachtofens - Google Patents

Description

In weiterer Ausgestaltung wird die Mittelwertbildung der Temperatur für konzentrische Zonen und Sektoren der Chargenoberfläche vorgenommen. Dabei werden in der numerischen Anzeigetafel für die aus konzentrischen Zonen und Sektoren bestehenden Bereiche Mittelwertbildungen vorgenommen und diese wiederum zum Mittelwert der gesamten Beschickungsoberfläche in Beziehung gesetzt. Die sich aus dieser Gegenüberstellung ergebenden Maßnahmen für die Beschickungsverteilung können sodann auf die entsprechenden Bereiche erstreckt werden.

Die Erfindung sei weiterhin an Hand der sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt den oberen Teil 1 eines Hochofens, dessen Charge sich bei 2 befindet. Eine an der Außenseite des Ofens angeordnete Fernsehkamera 3, die einer in der Wandung des oberen Teils des Ofens ausgebildeten Öffnung 4 gegenüberliegt, gestattet die Beobachtung des größten Teils der Chargenoberfläche. Der Vereinfachung und Übersichtlichkeit der Zeichnung wegen wird vorausgesetzt, daß nur eine einzige Kamera vorgesehen ist, wobei darauf verzichtet wurde, die Abschirmvorrichtungen sowohl gicht- als auch kameraseitig aufzuzeigen;

F i g. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Empfängerbildschirm 5 der Fernsehkamera. Ein beliebiger Punkt der beobachteten Oberfläche ist durch die Intensität des Lichtpunktes, der bei 7 auf dem Bildschirm in Erscheinung tritt, und durch die Winkelkoordinaten 8 und 9 dieses Punktes gekennzeichnet;

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild, das die Fernsehkamera 3 umfaßt; die Verbindungsleitung 10 überträgt die mit I bezeichnete Intensität des Punktes auf den Elektronenrechner 11, während zwei Vorrichtungen 12 und 13 die Koordinatenwerte 8 und 9 auf den Rechner übertragen, der seinerseits die numerische Anzeigetafel 14 über einen entsprechenden Digitalwandler 15 speist;

F i g. 4 zeigt schließlich die Verwendung einer Fernsehkamera zum Zwecke der Fernmessung.

Die Fernsehkamera gemäß den F i g. 1 bis 3 ermittelt in jedem Falle ein projeziertes Abbild der Beschickungsoberfläche, welches sich mehr oder weniger stark durch Intensitätsunterschiede kennzeichnet. Um weiterhin auch die Entfernung zwischen der Fernsehkamera, einer zugehörigen Bezugsebene und einem Punkt 6 der Chargenoberfläche zu berücksichtigen, wird eine herkömmliche, optische Fernmeßeinrichtung vorgesehen, wobei der vom Punkt 6 ausgehende Bildstrahl beispielsweise durch die optische Mitte verlaufen kann. Die Fernmeßeinrichtung führt dann einen Abtastvorgang aus, so daß schließlich die gesamte Chargenoberfläche erfaßt wird. Die Einspeisung der zu den einzelnen Koordinatenwerten der Meßpunkte gehörenden Entfernungs- > werte bis zur optischen Mitte des Kamerabildschirms in den Elektronenrechner ermöglicht die Korrektur der Intensität I in Abhängigkeit von der Entfernung.

F i g. 4 zeigt die Verwendung einer Fernsehkamera für die Fernmessung. Die Fernmeßausrüstung besteht dabei aus einem Sender 21 und der als Empfänger 22 dienenden Fernsehkamera. Der Sender 21 sendet dabei eine Strahlung aus, die eine Identifizierung der normalen, von der Chargenoberfläche ausgehenden Infrarot- bzw. sichtbaren Strahlung ermöglicht und von der Fernsehkamera empfangen werden kann. Sender und Empfänger, die relativ zueinander befestigt sind, bilden die Fernmeßausrüstung, die um ihre optische Basis 23- und um eine Achse 24 senkrecht zu 23 drehbar ist, wobei diese so gewählt ist, daß die Achse 25 der ausgesandten Strahlung die. gesamte zu beobachtende Oberfläche abtasten kann. Diese zur optischen Basis 23 senkrechte Strahlung 25 trifft an einem der Punkte 26, 27 oder 28 auf die Chargenoberfläche in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen Oberfläche und Sender. Der Empfänger 22 erfaßt die Lage der Punkte 26, 27 und 28 und registriert dabei in seiner Brennpunktebene die Bildpunkte 29, 30 und 31 der von den Punkten 28, 27 und 26 reflektierten Strahlung. Der in dieser Ebene zwischen den Bildpunkten 29, 30 und 31 und dem Bildpunkt der optischen Kameramitte in der Brennpunktebene bestehende Abstand steht in direkter und stetiger Beziehung zu dem Winkel zwischen der Basis 23 und der Richtung der Verbindungslinie der optischen Mitte mit den Punkten 28, 27 bzw. 26. Der gesuchte Abstand ergibt sich mithin aus einer einfachen triogonometrischen Beziehung.

Abweichend hiervon kann man das von dem gesuchten Punkt der Chargenoberfläche ausgesandte Signal auch in herkömmlicher Weise mittels der Kamera erfassen und unmittelbar auf den Rechner übertragen, wobei dann die beiden Fern- und Lichtmessungen systematisch nacheinander für jeden Punkt bzw. für jede Zone der Oberfläche durchgeführt werden können.

Für die Fälle, in denen die räumlichen Verhältnisse eine Beobachtung der gesamten Oberfläche der Beschickung nicht ermöglichen, werden weitere Kameras an verschiedenen Stellen angebracht, so daß schließlich die gesamte Chargenoberfläche im Beobachtungsbereich liegt. Die Abtastung der gesamten Chargenoberfläche läßt sich somit durch eine zweckmäßige Kamerakombination vornehmen, ohne daß eine Kamera nacheinander einzelne in ihrem Zugänglichkeitsbereich liegende Bereiche der Chargenoberfläche abtasten muß.

Selbstverständlich kann man auch mit einer einzigen einrichtbaren und mit beschränktem öffnungswinkel versehenen Kamera aufeinanderfolgend einzelne Bereiche der Chargenoberfläche erfassen, wobei dann die Errechnung der jeweiligen Mittelwerte nacheinander für jede Zone erfolgt.

Mithin läßt sich auf einer Anzeigetafel, die in einzelne den jeweils gemessenen Bereichen der Chargenoberfläche entsprechende Bereiche aufgeteilt ist, eine numerische Darstellung der jeweiligen Temperaturmittelwerte der genannten Bereiche er/ielen! Wie bereits beschrieben, ergeben sich die dann vorzunehmenden Veränderungen der Beschickungsverteilung in Abhängigkeit zwischen dem allgemeinen Mittelwert und den Mittelwerten für jeden einzelnen Bereich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2

Patentansprüche· Zentralbereich des Ofens repräsentieren können. ^v ' Fehlmessungen können weiterhin durch den Abstand 1. Verfahren zur Ermittlung der Temperatur- des Thermoelementes bis zum Ofeninneren erfolgen, verteilung an der Chargenoberfläche eines Zwar lassen sich diese wiederum durch Einschieben Schachtofens für den Ausgleich ungleichmäßigen 5 einer Sonde, die ein Thermoelement enthält, in das Ofenganges durch Änderung der Beschickungs- Gestell des Ofens vermeiden, doch ist ein derartiges verteilung, wobei die Beschickungsoberfläche mit- Verfahren mit erheblichem Aufwand verbunden und tels Wärmestrahlung aufnehmender Fernseh- im wesentlichen diskontinuierlich,
kamera beobachtet wird, dadurch gekenn- Bei dem Verfahren zur Ermittlung der Tempezeichnet, daß die Stärke der einzelnen von io raturverteilung nach der einleitend genannten, beder Fernsehkamera aufgenommenen Signale und kannten Art besteht noch der Nachteil, daß es ständie diesen zugehörigen, durch die jeweiligen-Ab- dig eine subjektive Beurteilung durch den Beobachtastpunkte bestimmten Koordinaten auf einen tenden voraussetzt. Wenn auch die Prüfung des Elektronenrechner übertragen werden, der auf Chargenzustandes mittels eines Fernsehschirms dem einer entsprechenden Anzeigetafel in herkömm- 15 Beobachtenden die Möglichkeit gibt, zu bestimmen, licher Art eine repräsentative numerische Dar- ob ein Punkt der Charge heißer ist als ein anderer, stellung der Temperaturverteilung erstellt, wobei so kann er dennoch nicht den Temperaturunterschied Abweichungen vom errechneten Mittelwert aller zwischen diesen beiden Punkten abschätzen; außer-Temperaturwerte ermittelt weiden. dem ist die quantitative Überwachung der Tempe-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 raturentwicklung an einer oder mehreren Stellen der kennzeichnet, daß dem Rechner gleichzeitig mit Beschickungsoberfläche, die sich aus der Beobachden Koordinaten der Bildpunkte ein Maß ihrer tung des Fernsehbildes ergeben, nicht hinreichend zuEntfernung von der Kamera zwecks Korrektur verlässig, zumal bekanntlich Helligkeitskontraste der Bildpunktintensität übertragen wird. eines derartigen Bildes nur sehr grobe Abschätzungen

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, 25 ermöglichen.

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwert- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

bildung der Temperatur für konzentrische Zonen gründe, die Nachteile, die mit der subjektiven BiId- und Sektoren der Chargenoberfläche vorgenom- beobachtung verbunden sind, zu vermeiden. Erfinmen wird. dungsgemäß wird diese dadurch erreicht, daß die

30 Stärke der einzelnen, von der Fernsehkamera auf-

genommenen Signale und die diesen zugehörigen,

durch die jeweiligen Abtastpunkte bestimmten Koordinaten auf einen Elektronenrechner übertragen wer-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur den, der auf einer entsprechenden Anzeigetafel in Ermittlung der Temperaturverteilung an der Chargen- 35 herkömmlicher Art eine repräsentative, numerische oberfläche eines Schachtofens für den Ausgleich Darstellung der Tempefaturverteilung erstellt, wobei unregelmäßigen Ofenganges durch Änderung der Abweichungen vom errechneten Mittelwert aller Beschickungsverteilung, wobei die Beschickungsober- Temperaturwerte ermittelt werden. Auf diese Weise fläche mittels Wärmestrahlung aufnehmender Fern- erreicht man die Ausschaltung der subjektiven Fehlersehkamera beobachtet wird. . 4° quellen des Beobachtenden in einem sehr weitgehen-Ein Verfahren dieser Art ist nach der belgischen den Ausmaß. Seine Aufmerksamkeit wird nämlich Patentschrift 644 883 bekannt, wonach die Chargen- nur auf die Bereiche der Tafel gelenkt, in welchen oberfläche mittels einer Fernsehkamera beobachtet Abweichungen vom Mittelwert vorliegen. Die quantiwird, deren Signale auf einem Fernsehschirm sichtbar fizierte Angabe dieser Abweichungen gestattet es, gemacht werden. Dadurch ist es dem Ofenwärter 45 Beschickungsänderungen, die ausgleichend wirken möglich, die Entwicklung der Chargentemperaturen sollen, zuverlässiger zu wählen, als dies lediglich auf leicht zu verfolgen. Die von der Charge herrührenden Grund von mehr oder weniger fehlerhaften Schätzsichtbaren Strahlen werden also ganz oder teilweise werten möglich ist.

auf dem Bildschirm erfaßt, so daß man bei Fest- Das erfindungsgemäße Verfahren ist gleichfalls

stellung einer helleren, eine örtliche Überhitzung dar- 50 den auf der sektorenförmigen Temperatureinzelmesstellenden Zone Maßnahmen zur Beseitigung der- sung basierenden Verfahren überlegen. Bei letzteren selben treffen kann. werden nämlich nur die Gastemperaturen thermo-

Derartige Maßnahmen sind an sich bekannt, so elektrisch erfaßt. Wenn im Bereich einer -Meßstelle z. B. nach der Zeitschrift »Neue Hütte«, 1958, S. 405 ein heißer, jedoch örtlich begrenzter Gasstrahl durch- und 407. Dabei werden jedoch in Querschnitts- 55 bricht, so kann dies eine Fehlbeurteilung in bezug auf Sektoren Gastemperaturen gemessen und nach dem den gesamten Sektor zur Folge haben, die erfindungs-Ergcbnis dieser Messungen Maßnahmen zur auto- gemäß ausgeschlossen ist.

matischen Änderung der Beschickung getroffen, so Eine weitere Verbesserung der Erfindung wird da-

daß ein gleichmäßiger Ofengang wieder hergestellt durch erreicht, daß dem Rechner gleichzeitig mit den wird. .60 Koordinaten der Bildpunkte ein Maß ihrer Entfer-

Für die Bestimmung der Temperaturen und ihrer nung von der Kamera zwecks Korrektur der Bild-Schwankungen sind auch weitere Verfahren bekannt- punktintensität übertragen wird. Durch diese Korrek-.geworden. So kann man in das feuerfeste Futter eines tür kann man die Ermittlung derjenigen Bereiche der Schachtofens in Nähe des oberen Niveaus der Charge Beschickungsoberfläche verbessern, bei welchen Thermoelemente einsetzen, die jedoch lediglich die 65 Temperaturabweichungen vom Mittelwert bestehen. Temperaturen an einigen Stellen des Ofenumfanges Gegenüber anderen bekannten Verfahren, wobei zu- und damit 'keine vollständige Anzeige der Tempe- sätzlich eine Messung des Möllerstandes erforderlich ralurverteilung über den Ofenumfang oder gar im wird, ergibt sich hierdurch gleichfalls ein Vorteil.