DE2948295A1

DE2948295A1 - Verfahren zur ueberwachung der beschickungsoberflaeche bei einem schachtofen

Info

Publication number: DE2948295A1
Application number: DE19792948295
Authority: DE
Inventors: Robert Pirlet
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1978-12-06
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1980-06-26
Also published as: ZA796564B; FR2443508A1; GB2039365A; FR2443508B1; BR7907932A; BE872578A; LU81952A1; ATA771279A; AT372976B; GB2039365B; US4322627A

Description

BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur tJberwachung der Beschickungsoberfläche bei einem Schachtofen, insbesondere einem Hochofen, unter Bestimmung der Höhenlagen und Temperaturen der gesamten Oberfläche oder eines Teils derselben.
Die Bestimmung der Höhenlagen einer Elochofen-Beschickungsoberfläche ist wohlbekannt und es wurde diesbezüglich seitens der Anmelderin auch bereits der Einsatz eines optischen Entfernungsmessgeräts in Vorschlag gebracht, das einen Strahler und einen Empfänger mit Anordnung an zwei verschiedenen Stellen oberhalb der zu überwachenden Oberfläche umfaßt. Berechnet wird die Höhenlage eines beliebigen Punktes dieser Oberfläche mittels einer auf den Punkt der Abstrahlung des jeweils benutzten Strahlenbündels, den Punkt des Auftreffens desselben auf die Oberfläche und den Strahlenempfangspunkt bezogenen herkömmlichen Triangulationsformel. Diese Messung erfordert zwei Öffnungen in der Oberseite des Hochofens, die einen grossen Aufstattungsaufwand bedingen (grossflächige Fenster, ständige Reinigung), wenn ein ordnungsgemässer Betrieb gewährleistet sein soll. Weiterhin umfasst die Entfernungsmesseinrichtung neben dem bereits erwähnten Strahler und Empfänger entsprechende Vorrichtungen zum Abtasten der zu überwachenden Oberfläche sowie zur Bündelung bzw. Filterung der eingesetzten Strahlen.
Ebenfalls bekannt ist darüberhinaus die Bestimmung der Temperaturen einer Beschickungsoberfläche in einem Hochofen, wobei seitens der Anmelderin Untersuchungen hinsichtlich des Einsatzes von Wärmemessempfängern in Form von infrarotstrahlungsempfindlichen TV-Kameras durchgeführt worden sind. Auch diese Messung erfordert eine Öffnung in der Oberseite des Hochofens mit dem gleichen ausstattungsmässigen grossen Aufwand (grossflächiges Fenster, ständige Reinigung), wenn den durch die Gicht bedingten erschwerten Einsatzbedingungen Rechnung getragen werden soll.
Was die Wärmemesseinrichtung betrifft, so ist festzustellen, dass diese nicht nur den Empfänger, sondern auch Vorrichtungen zur Abtastung der zu überwachenden Oberfläche sowie zur Bündelung bzw. Filterung der zu messenden Strahlung beinhaltet.
Seitens der Metallurgen wird in einem zunehmenden Masse auf diese Messungen Wert gelegt und in bestimmten Fällen auf die Möglichkeit, gleichzeitig solche Entfernungs-und Wärmemessdaten zur Verfügung zu haben, wenngleich nach gängiger Praxis im allgemeinen diese Messungen unabhängig voneinander durchgeführt werden.
Um dieser Anforderung gerecht zu werden, kann die Hochofengicht mit den drei vorerwähnten Öffnungen (zwei für die Abstandsmessung und eine für die Wärmemessung) versehen werden, wobei die normalerweise für eine jede dieser Öffnungen erforderlichen Einrichtungen zum Einsatz gelangen. Diese Lösung ist jedoch mit grossen Nachteilen im Hinblick auf zu hohe Kosten, einen zu grossen Platzbedarf und eine zu hohe Komplexität behaftet.
Das Vorhandensein von drei Öffnungen stellt nämlich eine starke Kostenbelastung dar, weil diese mit grossflächigen Fenstern und sehr teuren Vorrichtungen für eine ständige Reinigung derselben versehen werden müssen. Ausserdem sind gewisse Elemente der kompletten Entfernungs- und Temperaturmesseinrichtung gegebenenfalls doppelt vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung, mit welcher sich diese Nachteile ausschalten lassen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Überwachung der Beschickungsoberfläche bei einem Schachtofen, insbesondere einem Hochofen, ist im wesentlichen gekennzeichnet durch folgende Einrichtungen, die gegenüber mindestens einer im oberen Teil der Ofenwandung oberhalb der Oberfläche ausgebildeten Öffnung von sehr geringen Abmessungen angeordnet sind: a) einen telemetrischen Strahler als optische Strahlung quelle, vorzugsweise in Laserausführung, b) mindestens einen telemetrischen Empfänger, der innerhalb eines gewählten Wellenlängenbereichs durch die vom Strahler ausgesandte Strahlung sensibilisierbar ist, c) Mittel zur teilweisen oder vollständigen Abtastung der Oberfläche, bestehend aus: - Ablenkvorrichtungen, von denen mindestens eine gegenüber den anderen beweglich ist zwecks Gewährleistung der Ubertragung optischer Strahlen zwischen der Chargenoberfläche im Innern des Hochofens einerseits und dem Strahler sowie Empfänger ausserhalb des Ofens andererseits auf einer geknickten Linie, wobei ein Teil dieser geknickten Linie mit der optischen Achse des Strahlers bzw. mindestens einer Ablenkvorrichtug zusammenfällt oder hierzu parallel ist, - Mittel zum Drehen der beweglichen Ablenkvorrichtung(en) um eine Achse senkrecht zu der von der geknickten Linie gebildeten Ebene, - Mittel zum Drehen der gesamten Ablenkvorrichtungen als Ganzes um eine Achse, die in der von der geknickten Linie gebildeten Ebene liegt und mit einem Teil dieser geknickten Linie zusammenfällt bzw. hierzu parallel ist, und d) Vorrichtungen zur Bündelung und Filterung der optischen Strahlen auf der strahlungsempfindlichen Oberfläche des Empfängers oder einer in den von der geknickten Linie gebildeten Kreis eingeschalteten Blende.
Es sei darauf hingewiesen, dass erfindungsgemäss die in der Ofenwandung ausgebildete(n) Öffnung(en) geringer Abmessung, durch welche die vom Ofeninnern nach aussen und umgekehrt gehenden Strahlen hindurchgeleitet werden, einen Durchmesser von weniger als 15 mm aufweisen; unter diesen Bedingungen muss die genannte Strahlung ein grosses Winkelfeld abdecken, vorzugsweise ein solches von mehr als 500.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung bilden der telemetrische Strahler und der telemetrische Empfänger ein optisches Entfernungsmessgerät in der Art eines Radars und weist die Ofenwandung oberhalb der Beschickungsoberfläche nur eine einzige Uberwachungsöffnung auf.
Gemäss einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung weiterhin einen durch die Chargenabstrahlung in einem gewählten Wellenlängenbereich sensibilisierbaren Temperaturmessempfänger.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens die gegenüber den anderen Ablenkvorrichtungen bewegliche Ablenkeinheit dem entfernungs- und dem wärmemesstechnischen Kreis gemeinsam zugeschaltet.
Schliesslich sieht eine Ausgestaltung der Erfindung noch vor, den Entfernungsmessempfänger und den Wärmemessempfänger zusammen in der Nähe einer von zwei in der Ofenwandung ausgebildeten Öffnungen anzuordnen, wobei der Entfernungsmeßstrahler in der Nähe der anderen Öffnung liegt.
In einer erfindungsgemässen Abwandlung sind der Entf ernungsmeßstrahler und der Wärmemessempfänger in der Nähe einer von zwei in der Ofenwandung ausgebildeten Öffnungen angeordnet, während der Entfernungsmessempfänger in der Nähe der jeweils anderen Öffnung zu liegen kommt.
Der Entfernungsmessempfänger kann eine im Kurzschlussverfahren arbeitende TV-Kamera sein bzw. bestehen aus in einem zweidimensionalen Netz ausgerichteten Fotodioden, einer geraden Reihe von Fotodioden oder einer linearen PIN-Zelle mit Schottky-Sperrschicht.
Erfindungsgemäss handelt es sich bei den Ablenkvorrichtungen vorzugsweise um Spiegel Weiterhin sind die Spiegel erfindungsgemäss plan und liegt der Drehmittelpunkt des beweglichen Spiegels ausserhalb der von der geknickten Linie beschriebenen Bahn.
Gemäss einer erfindungsgemässen Abwandlung bestehen die Ablenkvorrichtungen aus optoakustischen Elementen.
In dem Falle, wo der Entfernungs- und der Wärmemessem-Empfänger in der Nähe einer in der Ofenwand ausgebildeten Öffnung angeordnet sind, ist diesen Empfängern ein Spiegel zugeordnet, der um einen Drehpunkt schwenkt oder kippt, oder aber ein dichroitischer Spiegel, wobei dieser Spiegel jeweils zur Trennung der Strahlen entsprechend ihrem Zielort dient.
Ausserdem ist das Fenster zum Schutze des optischen Systems vor der Ofeninnenatmosphäre fest mit der Empfängeraufnahme und der Drehachse der Ablenkvorrichtungen ausgebildet.
Schliesslich ist die Aufnahme zur Befestigung des Empfängers und der Drehachse der Ablenkvorrichtungen erfindungsgemäss in einem dichten Gehäuse untergebracht.
Die Erfindung betrifft ausserdem ein Verfahren zur Durchführung mit Hilfe der vorbeschriebenen Vorrichtung.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass über die Gruppe von Ablenkvorrichtungen, die um ihre mit einem Teil der geknickten Linie zusammenfallende oder hierzu parallele Achse beweglich sind, die Beschickungsoberfläche mit Hilfe des Strahlers und der Empfänger abgetastet wird, dass eine Bestimmung der Richtung der von der Charge ausgehenden und weiterübertragenen Strahlung erfolgt, und dass die Koordinaten der jeweiligen verschiedenen Punkte bzw. Stellen der Charge bestimmt werden; in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt darüberhinaus auch die Bestimmung der Temperatur an diesen Punkten oder Stellen der Charge.
Erfindungsgemäss wird die Bewegung der Gruppe von Ablenkvorrichtungen um ihre Drehachse verhindert bzw. diese Gruppe fixiert dergestalt, dass die Achse des Strahlers in der gleichen Ebene liegt wie die Achse des Entfernungsmessempfängers, und das Profil der Charge in dieser Ebene erfasst wird.
Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Gruppe der Ablenkvorrichtungen in ständiger Drehbewegung um ihre Achse herum gehalten, werden die Messungen in dem Augenblick durchgeführt, da die Achsen des Strahlers und des Entfernungsmessempfängers in der gleichen gemeinsamen Ebene liegen, und wird das Profil der Charge in dieser Ebene bestimmt.
Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Abwandlung des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Gruppe der Ablenkvorrichtungen in ständiger Drehbewegung um ihre Achse herum gehalten dergestalt, dass die Beschickungsoberfläche von dem Empfänger bzw. den Empfängern abgetastet wird, dass gleichzeitig mittels des Strahlers über eine zweite Gruppe von Ablenkvorrichtungen eine Abtastung dieser Oberfläche vorgenommen wird, und dass Messungen durchgeführt werden, wenn der Entfernungsmessempfänger durch die von der Charge weitergeleitete Strahlung aktiviert wird.
In Abwandlung der vorbeschriebenen Ausführungsform wird die Gruppe der Ablenkvorrichtungen in ständiger Drehbewegung um ihre Achse gehalten dergestalt, dass die Beschickungsoberfläche vom Entfernungsmeßstrahler und gegebenenfalls vom Wärmemessempfänger abgetastet wird, dass eine Abtastung dieser Oberfläche auch durch den Entfernungsmessempfänger im Zusammenwirken mit einer zweiten Gruppe von Ablenkvorrichtungen erfolgt, und dass Messungen durchgeführt werden, wenn der Entfernungsmessempfänger durch die von der Charge weitergeleitete Strahlung aktiviert wird.
Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankens ist in der nachfolgenden Beschreibung Bezug genommen auf die lediglich als Beispiel dienenden und keinerlei Einschränkung beinhaltenden Fig. 1 bis 5, in denen bedeutet: Fig. 1 die Darstellung einer Hochofengicht mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Uberwachung der Beschickungsoberfläche über zwei in dem über der Oberfläche liegenden Teil der Ofenwandung ausgebildete Öffnungen) Fig. 2 die Darstellung einer Abwandlung von Fig. 1; Fig. 3 ein Schema über die Auswertung der Messungen mittels eines Rechners zwecks Beistellung der jeweils gewünschten Entfernungsmessergebnisse; Fig. 4 die Darstellung einer Vorrichtung zum Abtasten der Beschickungsoberfläche mit einem beweglichen Planspiegel, dessen Drehmittelpunkt ausserhalb der Bahn liegt, welche die Strahlung von einer in der Ofenwandung ausgebildeten Öffnung bis zu einem Erfassungselement beschreibt; und Fig. 5 die Darstellung einer Vorrichtung, welche die genaue Uberwachung der Beschickungsoberfläche in einem Hochofen durch eine fensterlose Öffnung hindurch ermöglicht.
Gemäss Fig. 1 wird die Beschickungsoberfläche 1 über zwei Öffnungen 2 und 3 überwacht, die in dem oberhalb dieser Oberfläche 1 liegenden Teil 4 der Ofenwandung ausgebildet sind.
Die Öffnung 2 ist versehen mit einem Laserstrahler 5, einem Pyrometer 6 und einer aus vier Spiegeln bestehenden Vorrichtung 7 zur vollständigen oder teilweisen Abtastung der Oberfläche 1. Die Vorrichtung 7 umfasst eine Gruppe von Ablenkvorrichtungen 8, 9, 10, 11, von denen eine (11) gegenüber den anderen drei beweglich ist; diese Anordnung ermöglicht auf einer geknickten Linie oder Bahn die Ubertragung einerseits der Entfernungsmeßstrahlung vom Laserstrahl er 5 über die Spiegel 12 und 13 auf den Punkt 14 der Oberfläche 1 und andererseits der Wärmemeßstrahlung vom Punkt 14 der Oberfläche 1 in Richtung auf das Pyrometer 6. Die Ablenkvorrichtung 11 ist in Richtung des Pfeils 15 beweglich um eine Achse, die senkrecht zu der von der dem Laser 5 und Pyrometer 6 gemeinsamen optischen Achse 16 und ihrer Verlängerung gemäss der geknickten Linie 8, 9, 10, 11 gebildeten Ebene verläuft.
Die Vorrichtung 7 dreht ebenfalls um diese optische Achse 16. Ausserdem ist die Öffnung 2 mit einem Schieber 17 über dem Fenster 18 versehen.
Die Öffnung 3 ist besetzt mit einer TV-Kamera 19 mit eingebautem Filter, das die vom Laser 5 abgegebene Strahlung passieren lässt, einem Objektiv 20, einem Schieber 21 und einem Fenster 22.
Die Entfernungsmessung geht wie folgt vonstatten: Der Laserstrahler 5 gibt seine Strahlung über die Bahn 12, 13, 16, 8, 9, 10, 11, 14, 19 entsprechend den Doppeltpfeilen 23 ab, während die TV-Kamera 19 auf ihrer lichtempfindlichen Oberfläche das Bild 24 des Punktes 14 der Charge führt, wobei die Koordinaten dieses Bildes x' und y' sowie diejenigen des Punktes 14, nämlich x, y und z, berechenbar sind.
Die Wärmemessung erfolgt über das Pyrometer 6 unter Beaufschlagung der vom Punkt 14 kommenden und über die Bahn 14, 11, 10, 9, 8, 16, 6 entsprechend den Einfachpfeilen 25 verlaufenden Strahlung. Man beachte, dass der Spiegel 13 mit einem nicht dargestellten Mechanismus versehen ist, der seine Abblendung beim Passieren der Wärmemeßstrahlung auf der Bahn 8, 16, 6 ermöglicht.
Die Abwandlung gemäss Fig. 2 besteht im wesentlichen darin, dass die Öffnung 2 insbesondere mit einem Pyrometer 6 und einer fotoelektrischen Zelle bzw. einem Fotovervielfacher 26, die Öffnung 3 dagegen mit einem Laserstrahler 5 bestückt ist.
Es gelten zur Bezeichnung gleicher Teile der Vorrichtung jeweils die gleichen Bezugsziffern.
Der Entfernungsmesskreis entsprechend den Doppeltpfeilen 23 erstreckt sich über die Bahn 5, 14, 11, 10, 9, 8, 26. Hierzu ist einerseits ein Spiegel 27 vorgesehen zur Reflektion der vom Strahler 5 kommenden Strahlung und zur Richtungsgebung derselben in Richtung auf den Punkt 14 der Beschickungsoberfläche auf einer jeweils vorgewählten Bahn, und andererseits ein Spiegel 28 zur Reflektion der vom Punkt 14 weitergeleiteten Strahlung in Richtung auf die Zelle 26.
Der durch die Einfachpfeile 25 gekennzeichnete Wärmemesskreis entspricht dem in Fig. 1 dargestellten.
Das Schema gemäss Fig. 3 zeigt die Anordnung bzw. Verfügbarkeit der Fernmessparameter wie folgt: x' und y' als Koordinaten der Abbildung des Punktes 14 mit Registrierung durch die Kamera 19, Winkel ob zur Bezeichnung der Stellung der Vorrichtung 7 und Winkel p zur Bezeichnung der Stellung der beweglichen Ablenkvorrichtung 11. Diese Daten werden so, wie sie für die verschiedenen Punkte der Beschickungsoberfläche 1 erfasst worden sind, in den Rechner 29 eingegeben.
Der Rechner 29 ist gemäss Fig. 3 programmiert zur Lieferung der echten Koordinaten x y z eines jeden Punktes der Beschickungsoberfläche 1 in Form von Niveaukurven 30 in einem Diagramm mit den Achsen z, y, sowie Profilkurven 32 in einem Diagramm bzw. auf einem Bildschirm 33 mit den Achsen x, z (y = 0).
Gemäss Fig. 4 ist das Messinstrument ein Entfernungsmesser, dessen Peilachse mit der Bezugsziffer (34) bezeichnet ist. Er ist fest auf einer Tragkonstruktion (35) angeordnet. Die Ablenkvorrichtungen bestehen aus Planspegeln (36), (37), (38) und (39). Eine Blende (40) stellt für das eingesetzte optische System eine konstante Öffnung zur Verfügung. Die Verlängerung der Peilachse wird durch die Spiegel auf einer geknickten Linie oder Bahn umgelenkt und geht durch die kleine oberwachungsöffnung (41), bevor sie in den geschlossenen Raum eintritt, in dessen Innerem die Überwachung der Charge erfelgen soll. Die Öffnung (41) liegt hinter einem lichtdurchlässigen Fenster (42).
Die Planspiegel (36), (37) und (38) sind feststehend zueinander angeordnet, während der Planspiegel (39) allein beweglich ist in der Weise, dass er um eine Achse (43) geschwenkt werden kann, die senkrecht zu der die Peilachse (34) und ihre Verlängerung auf einer geknickten Bahn umfassenden Ebene verläuft. Diese Achse (43) liegt ausserhalb des Strahlungsverlaufs zwischen der Öffnung (41) und dem Entfernungsmesser (T).
Die gemeinsamen Schnittstellen (44) und (45) des vom beweglichen Spiegel (39) an zwei verschiedenen Punkten empfangenen und weitergeleiteten Strahlenbündels zeigen, dass sie im Zuge des Schwenkens des beweglichen Spiegels (39) einer kombinierten Dreh- sowie geradlinigen Bewegung unterworfen sind.
Gemäss der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird die Bewegung des Spiegels (39) wie folgt bewirkt: ein mit der Tragkonstruktion (35) fest ausgebildetes feststehendes Rohr (46) ist über Nadellager (48) mit einem beweglichen Rohr (47) verbunden. Im Inneren des beweglichen Rohrs (47) befindet sich ein zweites bewegliches Rohr (49), das gegenüber dem Rohr (47) drehbeweglich ist und durch zwei Nadellager mit Anschlägen (50) gehalten wird. Die Drehbewegung wird den beiden Rohren (47) und (49) über Zahnkränze (51) und (52), ein aus Zahnrädern (53) und (54) bestehendes Differential und einen Motor (55) beaufschlagt. Die Bauelemente (53), (54) und (55) sind fest auf der Tragkonstruktion (35) angeordnet. Ein Stellungsanzeiger (56) ist ebenfalls vorgesehen. Am Ende des Rohrs (49) sitzt ein Nocken (57), dessen Bewegung die Achse einer Rolle (58) verschiebt, die auf einem fest mit dem Spiegel (39) ausgebildeten Dreharm (59) angeordnet ist. Eine Rückholfeder (60) hält den Dreharm (59) in Kontakt mit dem Nocken (57). Das Profil des Nockens (57) kann so bestimmt werden, dass auf der zu untersuchenden Oberfläche eine Bahn der jeweils gewünschten Form beschrieben wird.
Die Spiegelgruppe (36), (37), (38) und (39) ist um eine Achse drehbar, die mit der Peilachse (34) zusammenfällt und die feststehend auf der Tragkonstruktion (35) angeordnet ist.
Das aus den Elementen (51 - 52 - 53 - 54) gebildete System stellt einen Differentialantrieb für die Rohre (47) und (49) dar dergestalt, dass beispielsweise bei jeweils 10 Umdrehungen des Rohrs (47) das Rohr (49) 11 Umdrehungen in der gleichen Richtung vollführt. Hieraus ergibt sich, dass während der 10 Umdrehungen des Rohrs (47) der Spiegel (39) eine Hin- und Zurückbewegung macht.
Die Abtastung der zu überwachenden Oberfläche im Inneren des umschlossenen Raumes erfolgt durch zwei Bewegungen, nämlich einmal durch die Bewegung infolge der Drehung des beweglichen Spiegels (39) und andererseits durch die Bewegung infolge der Drehung der gesamten Spiegelgruppe (36), (37), (38) und (39) um eine mit der Peilachse (34) zusammenfallende Achse.
Ebenfalls ist zu verweisen auf den Vorteil der Anordnung eines Luftkastens (61) vor dem Fenster (42) als Puffer zwischen Fenster und Ofeninnenraum. Die Beschickung des Luftkastens (61) erfolgt aus dem Ring (62) über die Leitungen (63).
Das Fenster (42) ist leicht aus seiner auf dem Luftkasten (61) angeordneten Aufnahme herausnehmbar, wobei der Luftkasten seinerseits auf dem Kühlwasserkasten (64) aufgeschraubt ist.
Nach Fig. 5 ist das zylindrische Ende des Objektives des Entfernungsmessers mit der Bezugsziffer 65 gekennzeichnet, die Wand des Hochofens mit 66 und der Ofeninnenraum mit 67. Das Objektiv 65 ist umgeben von zwei zylindrischen Mänteln 68 und 69, deren ausgangsseitigen Enden bei 70 und 71 mit einem Ringblech 72 verschweisst sind. Im Objektivende sitzt eine Pupille 73 vor einer kleinen Öffnung in einem Schirm, der mit dem Ringblech 72 verschraubt ist. Die Pupille 73 ermöglicht eine Peilung im Winkel von mindestens 400, den auch die Öffnung 74 gestattet. Eine Beschickungsvorrichtung (nicht dargestellt) bewirkt den Umlauf von trockener und entölter Druckluft zwischen Objektiv 65 und Mantel 68 in Richtung des Pfeils 76 sowie anschliossend in Richtung des Pfeils 77 in dem beschränkten Raum zwischen Objektiv und objektivseitiger Schirmfläche; diese Luft tritt unter Bestreichen derselben durch die Öffnung 74 in das Ofeninnere. Die Innenflächen des ingblechs 72 und des Schirs 75 liegen in ein- und derselben Ebene 78. Ein Rakel 79, der über eine Stange 80 in der Stangenachse 81 hin- und herbewegt wird, halt den Schirm 75 um die Öffnung 74 herurn in einem entsprechend sauberen Zustand. Die Stange ihrerseits kann in irgendeiner an sich bekannten Prt und ,weise angetrieben sein.
Die gesamte Vorrichtung ist auf der landung GG auf herkömmlichem Wege unter Verwendung von Flanschen, Bolzen usw. dicht um eine in ihr ausgebildete Öffnung 84 herum befestigt.
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Claims

Verfahren zur Überwachung der Beschickungsoberfläche bei einem Schachtoferl PATENTAtISPRÜCEfE: 1. Vorrichtung zur Überwachung der Beschickungsoberfläche bei einem Schachtofen, insbesondere einem Hochofen, dadurch gekennzeichnet, da<% folgende Einrichtungen gegenüber mindestens einer im oberen Teil der Ofenwandung oberhalb der Oberfläche (1) ausgebildeten Öfnnung (2, 3) von sehr geringen Abmessungen angeordnet sind: a) ein telemetrischer Strahler (5) als optische Strahlungsquelle, vorzugsweise in Laserausführung, b) mindestens ein telemetrischer Empfänger, der innerhalb eines gewählten Wellenlängenbereichs durch die vom Strahler (5) ausgesandte Strahlung sensibilisierbar ist, c) Mittel zur teilweisen oder vollständigen Abtastung der Oberfläche (1), bestehend aus: - einer Gruppe von Ablenkvorrichtungen (8, 9, 10, 11), von denen mindestens eine (11) gegenüber den anderen beweglich ist zwecks Gewährleistung der Übertragung optischer Strahlen zwischen der Oberfläche (1) der Charge im Innern des Hochofens einerseits und dem Strahbr (5) sowie Empfänger außerhalb des Ofens andererseits auf einer geknickten Linie, wobei ein Teil dieser geknickten Linie mit der optischen Achse des Strahlers (5) bzw.

mindestens einer Ablenkvorrichtung zusammenfällt bzw. hierzu parallel ist, - Mittel zum Drehen der beweglichen Ablenkvorrichtung(en) (11) um eine Achse senkrecht zu der von der geknickten Linie gebildeten Ebene, - Mittel zum Drehen der Ablenkvorrichtungen (8, 9, 10, 11) als Ganzes um eine Achse (16), die in der von der geknickten Linie gebildeten Ebene liegt und mit einem Teil dieser geknickten Linie zusammenfällt bzw. hierzu parallel ist und d) Vorrichtungen (20, 21, 22) zur Bündelung und Filterung der optischen Strahlen auf der strahlungsempfindlichen Oberfläche des Empfängers oder einer in den von der geknickten Linie gebildeten Kreis eingeschalteten Blende.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der telemetrische Strahler (5) und der telemetrische Empfänger ein optisches Entfernungsmessgerät in der Art eines Radars bilden, und daß die Ofenwandung oberhalb der Oberfläche der Beschickung nur eine einzige Überwachungsöffnung aufweist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein durch die Chargenabstrahlung innerhalb eines gewählten Wellenlängenbereichs sensibilisierbarer Wärmemessempfänger (6) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die gegenüber den anderen Ablenkvorrichtungen (8, 9, 10) bewegliche Ablenkeinheit (11) dem entfernungs- und dem wärmemesstechnischen Kreis gemeinsam zugeschaltet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Entfernungs- und Wärmemessempfänger zusammen in der Nähe einer (12) von zwei in der Ofenwandung ausgebildeten Öffnungen angeordnet sind, wobei der Entfernungsmessstrahler in der Nähe der anderen oeffnung (3) liegt.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Entfernungsmessstrahler (5) und Wärmemessempfänger (7) in Nähe einer (2) von zwei in der Ofenwandung ausgebildeten Öffnungen angeordnet sind, während der Entfernungsmessempfänger in der Nähe der jeweils anderen Öffnung (3) zu liegen kommt.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Ablenkvorrichtungen (8, 9, 10, 11) um Planspiegel handelt und daß der Drehmittelpunkt des beweglichen Spiegels (11) außerhalb der von der geknickten Linie beschriebenen Bahn liegt.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Falle, wo Entfernungs- und Wärmemessempfänger in der Nähe einer in der Ofenwand ausgebildeten Öffnung (2) angeordnet sind, diesen Empfängern ein Spiegel (28) zugeordnet ist, der um einen Drehpunkt schwenkt oder kippt und dazu dient, die Strahlung entsprechend ihrem Zielort zu trennen.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Falle, wo Entfernungs- und Wärmemessempfänger in der Nähe einer in der Ofenwand ausgebildeten Öffnung (2) angeordnet sind, diesen Empfängern ein dichroitischer Spiegel zugeordnet ist, der zur Trennung der Strahlung entsprechend ihrem Zielort dient.
10. Verfahren zur Überwachung der Beschickungsoberfläche bei einem Schacht ofen mit Hilfe der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über die Gruppe von Ablenkvorrichtungen, die um ihre mit einem Teil der geknickten Linie zusammenfallende oder hierzu parallele Achse beweglich sind, die Beschickungsoberfläche mit Hilfe des Strahlers und des Empfängers bzw. Empfänger abgetastet wird, daß eine Bestimmung der Richtung der von der Charge ausgehenden und weiterübertragenen Strahlung erfolgt, und daß die Koordination der jeweiligen verschiedenen Punkt bzw. Stellen der Charge bestimmt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Temperatur an diesen Punkten oder Stellen der Charge bestimmt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von Ablenkvorrichtungen an einer Bewegung um ihre Drehachse gehindert wird dergestalt, daß die Achse des Strahlers in der gleichen Ebene liegt wie die Achse des Entfernungsmessempfängers, und daß das Profil der Charge in dieser Ebene erfaßt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Ablenkvorrichtungen in ständiger Drehbewegung um ihre Achse herum gehalten wird, daß die Messungen in dem Augenblick durchgeführt werden, da die Achsen des telemetrischen Strahlers und Empfängers in der gleichen gemeinsamen Ebene liegen, und daß das Profil der Charge in dieser Ebene bestimmt wird.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Ablenkvorrichtungen in ständiger Drehbewegung um ihre Achse herum gehalten wird dergestalt, daß eine Abtastung der Beschickungsoberfläche durch den bzw. die Empfänger erfolgt, daß glachzeitig mittels des Strahlers über eine zweite Gruppe von Ablenkvorrichtungen ebenfalls eine Abtastung dieser Oberfläche vorgenommen wird, und daß Messungen durchgeführt werden, wenn der Entfernungsmessempfänger durch die von der Charge weitergeleitete Strahlung aktivert wird.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Ablenkvorrichtungen in ständiger Drehbewegung um ihre Achse herum gehalten wird dergestalt, daß die Beschickungsoberfläche vom Entfernungsmessstrahler und gegebenenfalls vom Wärmemessempfänger abgetastet wird, daß eine Abtastung dieser Oberfläche auch durch den Entfernungsmessempfänger im Zusammenwirken mit einer zweiten Gruppe von Ablenkvorrichtungen erfolgt, und daß Messungen durchgeführt werden, wenn der Entfernungsmessempfänger durch die von der Charge weitergeleitete Strahlung aktiviert wird.