DE3033164C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der Abnutzung der feuerfesten Wände eines Hochofens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Temperaturfühler- Anordnung, die für dieses Verfahren verwendet wird.

Der Hochofen ist ein metallurgischer Hochtemperaturreaktor für feste Reduktionsmittel wie Koks und Eisenoxidmaterialien unter Einschluß von Eisenerz, der feuerfeste Wände und eine diese umgebende Eisenaußenhaut aufweist. Ein Durchbohren der Eisenaußenhaut und Nachfüllen von feuerfestem Ausbesserungsmaterial ist jedoch immer dann notwendig, wenn die feuerfesten Wände erodieren oder an verschiedenen Punkten abblättern, da das Innere des Hochofens auf einer hohen Temperatur gehalten wird und laufend den Stößen von fallendem Material und der Reibung durch das Eisenerz oder den Koks ausgesetzt ist. In der Vergangenheit galt es als unumstößliche Tatsache, daß es unmöglich sei, genau die Abnutzung der feuerfesten Wände zu überwachen, und sogar das primitive Verfahren, das das "Sich Röten" der Eisenaußenhaut als Anzeige verwendet, wurde eine Zeitlang verfolgt. Studien wurden allseitig bei dem Versuch unternommen, theoretisch die momentane Dicke der feuerfesten Wände zu überwachen; ein Ansatz dieser Studien soll im folgenden exemplarisch dargestellt werden.

Fig. 1 ist eine Darstellung zur Erläuterung des herkömmlichen analytischen Ansatzes, der als Verfahrensschritt die Messung von Temperaturen längs der Ofenwandung voraussetzt, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben und in der DE-Literatur "Metallurgie des Eisens" von Gmelin Duster, 4. Auflage, 1971, Bd. 3a, Seite 103a, beschrieben ist. Ein feuerfestes Mauerwerk mit einer thermischen Leitfähigkeit k₁ ist mit 1 a bezeichnet, ein feuerfestes Mauerwerk mit einer thermischen Leitfähigkeit k₂ mit 1 b und eine Eisenaußenhaut mit 2. Der Punkt A gibt die Innenoberfläche des Mauerwerks 1 a mit einer Temperatur T₀ und der Punkt B die Grenzfläche zwischen den beiden Mauerwerken 1 a und 1 b mit einer Temperatur T₁ an. Der Punkt C bezeichnet einen speziellen Punkt in dem feuerfesten Mauerwerk 1 b mit einer Temperatur T₂ und der Punkt D bezeichnet die Grenzfläche zwischen dem Mauerwerk 1 b und der Eisenaußenhaut 2 mit einer Temperatur T₃·l₁, l₂ und l₃ sind die Abstände zwischen A und B, B und C bzw. C und D. Aus Fig. 1 ergibt sich, daß die Mauerwerke 1 a und 1 b aus unterschiedlichen feuerfesten Auskleidungen bestehen, und zwar das erstere aus herkömmlichen Schamottsteinen und das letztere aus Kohlenstoffsteinen. Wenn die thermischen Leitfähigkeiten k₁ und k₂ der Mauerwerke 1 a und 1 b fest liegen und der eindimensionale Wärmefluß über die Dicke der feuerfesten Mauerwerke 1 a und 1 b konstant ist, dann gelten gleichzeitig die folgenden Gleichungen:

Da k₁ und k₂ bekannt sind und T₀ angenähert als der Schmelzpunkt von Eisen (beispielsweise 1150°C) betrachtet werden kann, sind die verbleibenden unbekannten Werte l₁, l₂, l₃, T₁, T₂ und T₃. Wenn ein Temperaturfühler von der Außenseite der Eisenaußenhaut 2 eingesetzt wird, um so die Temperatur T₂ an dem Punkt C mit einer gegebenen Tiefe und die Temperatur T₃ an dem Punkt D an der Außenoberfläche des feuerfesten Mauerwerks 1 b zu ermitteln, können l₃, T₂ und T₃ genauso wie l₂ festgelegt werden, da l₂+l₃ ein Wert ist, der beim Entwurf des feuerfesten Mauerwerks festgelegt wird. Die einzigen unbekannten Werte sind l₁ und T₁, die aus den obigen, gleichzeitig geltenden Gleichungen berechnet werden können. Demgemäß ist es möglich, den Grad der Abnutzung des feuerfesten Mauerwerks 1 a und die Temperatur an der Grenzfläche zwischen den feuerfesten Mauerwerken 1 a und 1 b für eine Vorhersage der Abnutzung zu erfassen.

Dieses bisher verfügbare, vorstehend erläuterte Verfahren zur Abschätzung der verbleibenden Dicke des feuerfesten Mauerwerks hat jedoch die folgenden verschiedenen Nachteile: Vorstehend sind die thermischen Leitfähigkeiten k₁ und k₂ des feuerfesten Mauerwerks als konstant betrachtet worden. Diese Mauerwerke werden aber notwendigerweise Hochtemperaturbedingungen während eines großen Zeitraums ausgesetzt, und insbesondere wird das Mauerwerk 1 a an seiner Innenseite beträchtlich zerstört, womit eine Veränderung seiner thermischen Leitfähigkeit (k₁) einhergeht. Diese schwerwiegenden Phänomene sind bislang nicht in Betracht gezogen worden. Ferner ist bei der vorstehenden Diskussion T₀ als auf 1150°C festgelegt betrachtet worden. Wenn jedoch irgendwelche Materialien, die durch das Eisenerz oder den Koks entstehen, an der inneren Oberfläche des feuerfesten Mauerwerks 1 a anhaften würden, würde T₀ unter 1150°C fallen. Dies ist ein weiteres gewichtiges Problem. Nimmt man an, daß heißes Metall nicht in der Nähe des Ofenkörpers entwickelt wird, erreicht T₀ ebenfalls 1150°C nicht. Andererseits kann T₀ aufgrund des Rückblaseffektes weit über 1150°C hinausgehen. Irgendwelche Einrichtungen zum Erfassen dieser Änderungen von T₀ sind herkömmlich nicht verfügbar. Obwohl es möglich erscheint, die Zahl der Temperaturmeßpunkte entlang der Dicke der Wände zu erhöhen, um die Genauigkeit zu verbessern, hat auch dieses Vorgehen das ungelöste Problem, wie die Temperatur T₀ zu bestimmen oder abzuschätzen ist; damit besteht beim bekannten Verfahren die Schwierigkeit, die Abnutzung der feuerfesten Mauerwerke zu bestimmen.

Aufgrund der vorstehend diskutierten Nachteile und Unzulänglichkeiten ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das die genaue Überwachung der Abnutzung bzw. des Abriebs der feuerfesten Wände ermöglicht, ohne daß in unangemessener Weise unbekannte Werte abgeschätzt werden müssen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung weist ein Verfahren zur Abnutzungsüberwachung eine Erfassung nicht nur der Temperaturen an den Ofenwänden, sondern auch thermischer Auswirkungen innerer Vorgänge des Hochofens als Triggersignale sowie eine Analyse der Korrelation zwischen den Triggersignalen und Änderungen der Temperaturen an den Ofenwänden ausgedrückt als Verzögerungszeit auf, so daß der momentane Zustand der Ofenwände aus der Verzögerungszeit an den entsprechenden Punkten abgeschätzt wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 5.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung liegt in einer an das Verfahren angepaßten verbesserten Temperaturfühler-Anordnung gemäß Patentanspruch 6. Diese Anordnung verringert die Menge des in der Abschirmungseinfassung zurückbleibenden Gases auf ein Minimum und hemmt den Wärmeübergang entlang der Länge der Abschirmung, um einen hohen Genauigkeitsgrad zu erreichen. Zusätzlich nehmen die Querschnitte der entsprechenden Temperaturerfassungsflächen dieselbe Anordnung über die Länge der Fühleranordnung an, so daß die Meßbedingungen für die Temperaturen vereinheitlicht sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung, die das Konzept nach dem Stand der Technik erläutert,

Fig. 2 eine Darstellung, die das erfindungsgemäße Konzept erläutert,

Fig. 3 die Beziehung zwischen der Verzögerungszeit und dem Abstand von der inneren feuerfesten Wand,

Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht eines Temperaturfühlers, zum Teil im Querschnitt,

Fig. 5 einen Querschnitt des in Fig. 4 gezeigten Temperaturfühlers und

Fig. 6 einen auseinandergezogenen Längsschnitt durch den Temperaturfühler.

In einen Hochofen werden Eisenerz, Koks usw. von oben und warme Luft von unten so eingeführt, daß die Reduktionsreaktion stattfindet, wenn sich die beiden Materialströme innerhalb des Ofens treffen. Die Arbeitsbedingungen im Ofen variieren jedoch von einem Zeitpunkt zum anderen entsprechend der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials sowie weiterer Faktoren, wie dem Fortschritt der Reaktion innerhalb des Ofens. Vielfach-Meßgeräte sind an der Spitze oder an einer Düsenöffnung des Ofens installiert, um die Gasausnutzungs- Ausbeute, die Gastemperatur usw. zu überwachen. Die Ausgangssignale dieser Meßgeräte geben die Ergebnisse komplizierter Vorgänge wieder, die in dem Ofen ablaufen. Abgesehen von der Tatsache, daß diese inneren Vorgänge des Hochofens gut durch den Ausstoß wiedergegeben werden, der an der Sicht des Ofens auftritt, wird im allgemeinen angenommen, daß sie wesentlich auf die feuerfesten Wände des Ofens einwirken. Die Temperatur wird als der am meisten herausragende Faktor bei diesen Vorgängen betrachtet. Wenn beispielsweise die Reduktionsreaktion kräftig im Ofen fortschreitet, wird die Gasausnutzung-Ausbeute und damit die Temperatur im Ofeninneren erhöht, wobei eine erhöhte Wärmemenge auf die feuerfesten Wände übertragen wird. Sogar dann, wenn das Gas an der Sicht des Ofens einen mittleren Fluß bildet, sind die Reaktionen aktiv und die auf die feuerfesten Wände abgegebene Wärmemenge groß. Da die Wärmeübertragung auf die feuerfesten Wände äquivalent zur Wärmeleitung im engsten Sinn ist, ist durch Experimente bestätigt worden, daß Änderungen der inneren Temperatur der feuerfesten Wände, wie sie durch den Ausstoß an der Sicht des Ofens erfaßt werden, früher an der Innenseite des Ofens als an der Eisenaußenwand erscheinen. Erfindungsgemäß werden solche Signale, wie sie von inneren Vorgängen des Ofens herrühren und Anlaß zu Temperaturänderungen der feuerfesten Wände geben, zum Überwachen der Wandabnutzung genutzt. Im folgenden werden diese Signale als "Triggersignale" und der Zeitunterschied zwischen Triggersignal und Ausgangssignalen der Temperaturfühler als "Verzögerungszeit" bezeichnet. Wenn eine Temperaturänderung nach Ablauf einer beträchtlichen Zeitdauer von der Entwicklung des Triggersignals stattfindet, wird angenommen, daß die Stelle, an der diese Temperaturänderung auftritt, noch durch einen inneren dicken feuerfesten Wandabschnitt bedeckt ist.

Für diese Analyse sollten Messungen der Temperatur an so vielen Punkten der feuerfesten Wände wie möglich durchgeführt werden. Obwohl ein Temperaturverteilungsfühler, wie er weiter unten diskutiert wird, sehr vorteilhaft für diesen Zweck ist, sind andere Arten von Temperaturfühlern einschließlich herkömmlicher Vielpunkt-Temperaturfühler und fortschrittlicher Temperaturfühler für die Zwecke dieser Erfindung brauchbar. Welche Art von Temperaturfühler verwendet wird, ist für die Erfindung weniger von Bedeutung. Während die Triggersignale, die die zuvor erläuterte Gasausnutzungs-Ausbeute oder die Gastemperaturverteilung wiedergeben, am vorteilhaftesten sind, können sie auch charakteristisch für andere tatsächliche Werte wie die Gasdurchflußmenge an der Sicht oder den Gasdruck alleine oder in Kombination sein. In jedem Fall ist es wichtig, genau und schnell thermische Repräsentanten der inneren Vorgänge des Ofens durch die Verwendung irgendeines Meßgerätes zu erhalten.

Fig. 2 ist ähnlich zu Fig. 1, zeigt jedoch eine Darstellung zur Erläuterung dieser Erfindung. Hierbei bezeichnen A, B, C und D, . . . Temperaturmeßpunkte und T₁, T₂, T₃, . . . die an den entsprechenden Meßpunkten gemessenen Temperaturen. Anstelle die Absolutwerte der Temperaturen zu verwenden, die an den entsprechenden Meßpunkten gemessen werden, analysiert das erfindungsgemäße Verfahren die Ergebnisse der Messung in der folgenden Weise: Im unteren Abschnitt von Fig. 2 ist ein Graph wiedergegeben, auf dessen Ordinate die Temperatur und auf dessen Abszisse die Zeit aufgetragen ist. Die Kurve T₁ stellt die Temperaturänderungen dar, wie sie im Punkt B im Verlauf der Zeit gemessen wird, die Kurve T₂ die Temperaturänderungen im Punkt C usw. Diese Temperaturänderungen entsprechen der Änderung (scharfer Ansteig) im Zielpunkt T₀, wie er links von der Ordinate gezeigt ist, wobei die Maximaltemperatur im Punkt T₀ als Triggersignal dient. Wenn die Spitzentemperaturen an den entsprechenden Meßpunkten in einem Graph aufgetragen werden, dessen Nullpunkt der Abszisse in dem Zeitpunkt liegt, an dem das Triggersignal gemessen wird, dann erscheint jede der Spitzentemperaturen der entsprechenden Meßpunkte auf der Seite der Eisenaußenhaut 2 langsamer als auf der Seite der feuerfesten Wand. Diese Verzögerung wird als "Verzögerungszeit" bezeichnet.

Die Abstände l₂, l₃, l₄ und l₅ zwischen zwei benachbarten Meßpunkten sind bekannt, da sie durch das Einbetten der Temperaturfühler bestimmt sind; l₁ ist ein Wert, der zum Beginn des Betriebs des Hochofens feststeht. Da es eine Möglichkeit gibt, daß die um T₀ variierende Temperatur direkt von den Fühlern beim ursprünglichen Zustand abgeleitet wird, bei dem die feuerfesten Wände nicht abgenutzt sind, ist eine Nullpunkt-Einstellung für das folgende analytische Verfahren so lang möglich, wie die Differenzzeit zwischen dem Auftreten von Temperaturänderungen und der Entwicklung des Triggersignals von vornherein bekannt ist. Die Kurve (X) in Fig. 3 zeigt die Ergebnisse der Nullpunkt-Einstellung, die die tatsächlich gemessene Verzögerungszeit an den entsprechenden Punkten angibt. Angemerkt soll werden, daß der Schnittpunkt P _x der Kurve (X) mit der Abszisse im Nullpunkt liegt. Der Punkt A ist der Innenoberfläche der feuerfesten Wände am nächsten und der Punkt F ist am weitesten von der Innenoberfläche entfernt. Theoretisch ist die Gesamtdicke der feuerfesten Wände wie folgt gegeben:

(l₁) + (l₂) + (l₃) + (l₄) + (l₅)

Nun soll angenommen werden, daß die Abnutzung bzw. der Abrieb der feuerfesten Wände vom Punkt A zum Punkt B fortschreitet. Es wird unmöglich, die Temperatur im Punkt B genauso wie im Punkt A mit den verbleibenden Punkten C bis F zu überwachen, die noch für die Temperaturmessung verfügbar sind. Die Kurve (Y) ist mit der tatsächlichen Verzögerungszeit in derselben Weise wie die Kurve (X) aufgetragen. Die Phantomlinie, die vom Punkt C weiterführt, zeigt einen möglichen Schnittpunkt P _y mit der Abszisse. Der Punkt P _y entspricht dem Punkt, an dem die Verzögerungszeit Null ist und hilft die Stelle der am meisten innen gelegenen Oberfläche der feuerfesten Wand sogar dann vorherzusagen, wenn die Punkte A und B nicht mehr für Messungen verfügbar sind. Mit dem weiteren Fortschreiten des Abriebs der feuerfesten Wände stößt man mehr auf Schwierigkeiten bei der Temperaturmessung im Punkt C als bei den verbleibenden Punkten D, E und F. Als Ergebnis hiervon bewegt sich die Kurve nach rechts, wie dies durch die Kurve (Z) gezeigt ist, da die Abstände zwischen den Punkten D-F und der am nächsten gelegenen Innen-Oberfläche der feuerfesten Wände, wie sie durch die Verzögerungszeit in den entsprechenden Punkten dargestellt wird, entsprechend dem Fortschreiten des Abriebs kürzer wird. Es wird auch unmöglich, den Nullpunkt (d. h. den Ort der am nächst innen gelegenen Innenoberfläche der feuerfesten Wände) durch Schneiden der Phantomlinie vorherzusagen. Die vorstehend diskutierte Analyse wird ausgeführt, um den Abrieb bzw. die Abnutzung in einem kontinuierlichen Verfahren zu überwachen, wobei die Verzögerungszeiten aus den folgenden Gleichungen ausgerechnet werden können, die die Beziehung zwischen den Triggersignalen S und T₁ angeben:

Hierbei sind mit S die Triggersignale, mit T die durch die Fühler gemessenen Temperaturen, mit T₁ die am Punkt B der Fig. 2 gemessene Temperatur, mit i die Zeit und mit Φ der Korrelationskoeffizient der Beziehung zwischen S und T₁, mit n ein Ordnungsparameter für die verschiedenen Meßpunkte und mit M die Anzahl der Meßpunkte bezeichnet.

Die Berechnung des Spitzenwerts kann mit Rücksicht auf Φ _ST₁ (n) ausgeführt werden, abhängig von den Ergebnissen der Auswertung. Ein typisches Beispiel für die Berechnung des Spitzenwertes wird im folgenden diskutiert. Bei einem speziellen Spitzenwert, bei dem n = n₀ ist, gilt

Min. | Φ _ST₁ (n) - Φ _ST₁ (n-1) |

= | Φ _ST₁ (n₀) - Φ _ST₁ (n₀-1) |

Folglich ergibt sich

Δτ₁ = Δ t · n₀

wobei Δ t das Meßintervall und Δτ die Verzögerungszeit ist. Folglich kann die Verzögerungszeit Δτ₁ zwischen T₀ und T₁ wie folgt ausgerechnet werden:

Δτ₁ - Δτ₀

wobei Δτ₀ der Betrag der Nullpunkt-Einstellung ist.

In ähnlicher Weise ist es möglich, Δτ₂, Δτ₃ usw. auszurechnen und die Punkte B-F der Fig. 3 zu spezifizieren. Dann kann die Stelle der Abnutzung der feuerfesten Wände dadurch gefunden werden, daß man die Kurven zeichnet, die durch die entsprechenden Meßpunkte gehen und die möglichen Schnittpunkte berechnet, an denen diese Kurven die Abszisse schneiden.

Das vorstehend beschriebene Überwachungsverfahren hat gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile:

• (1) Der Abrieb bzw. die Abnutzung der feuerfesten Wände wird genau überwacht, ohne daß es notwendig ist, T₀ beispielsweise als 1150°C anzunehmen oder T₀ als Eingabegröße auszuwählen, wie dies beim Stand der Technik erforderlich ist.
• (2) Da die Analyse ohne die Annahme von k₁, k₂, . . . als feste Werte durchgeführt wird, ist es möglich, den Grad des Abriebs bzw. der Abnutzung vorherzusagen, auch wenn sich die feuerfesten Wände verschlechtert haben.
• (3) Die Überwachung mittels der Temperaturfühler beruht nicht auf den Absolutwerten der Temperatur an sich, vielmehr wird das Änderungssignal für die Berechnung der Beziehung zum Triggersignal benutzt, und das Temperatursignal hat somit keinen Einfluß auf eine Verringerung der Genauigkeit.

Fig. 4 zeigt schaubildlich zum Teil im Querschnitt die Temperaturfühler-Anordnung, die bei dem vorstehend diskutierten Überwachungsverfahren brauchbar ist, wobei ein Isolationsfüllmaterial weggelassen ist.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel der Temperaturfühler- Anordnung, in der lediglich sechs abgeschirmte Thermoelemente in ihrer Anordnung aufgenommen sind.

Fig. 6 ist ein auseinandergezogener Querschnitt längs der Linie II-II der Fig. 5.

Eine Mantelumhüllung 1′ wirkt als Schutz für die gesamte Temperaturfühler-Anordnung. Es ist selbstverständlich, daß die in den Zeichnungen gezeigten abgeschirmten Thermoelemente (Mantelthermoelemente) durch Mantelwiderstandsthermometer ersetzt werden können, wie sie allgemein bekannt sind. Ein Paar metallischer Drähte 4 und 4′ mit einem thermoelektrischen Effekt sind in jedes der Mantelthermoelemente 2 a eingesetzt; die beiden Drähte bilden einen Meßkontakt 5 (Temperaturmeßbereich) an ihrer Spitze. Diese Temperaturmeßbereiche sind jeweils an unterschiedlichen Stellen entlang der Länge der Temperaturfühler-Anordnung angeordnet. Zwar haben die Temperaturmeßbereiche in der Zeichnung jeweils den gleichen Abstand, sie können jedoch auch mit unterschiedlichen Abständen oder sogar mit zufälligen Abständen angeordnet sein. Jeder der Temperaturmeßbereiche 5 ist an seinem Spitzenabschnitt mit einem Mantelthermoelement 2 b versehen, das als "Dummyelement" wirkt und genau dasselbe Material wie das Mantelelement 2 a aufweist. Bekannte Verbinder 6 werden verwendet, es ist jedoch kein Muß, daß die metallischen Drähte 4 und 4′ miteinander verbunden sind. In einem anderen in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist das oberste Thermoelement 2 a nicht mit dem "Dummy"-Thermoelement verbunden, so daß sein vorderstes Ende an der tiefsten Stelle eingebettet ist. Es können jedoch auch andere Modifikationen verwendet werden, wie sie nachstehend erläutert werden.

Wie Fig. 6 zeigt, erstreckt sich die Mantelumhüllung 1′ derart nach rechts, daß das "Dummy"-Thermoelement mit dem obersten Thermoelement 2 a verbunden werden kann, und daß sich die Gegenstücke, die mit den entsprechenden verbleibenden unteren Thermoelementen 2 a verbunden sind, entsprechend erstrecken.

Ein Füllmaterial 3 besteht aus einem geeigneten Isoliermaterial und ist vorzugsweise ein hitzebeständiges Material, wie beispielsweise Magnesiumoxid, wenn die Temperaturfühleranordnung in dem vorstehend erläuterten Hochofen eingebaut wird. Das Füllmaterial hat die Wirkung, die Lebensdauer der Mantelthermoelemente 2 a zu erhöhen und die Wärmeübertragung in Längsrichtung der Temperaturfühleranordnung mit dem Ergebnis zu unterdrücken, daß ein hoher Genauigkeitsgrad bei der Messung der Temperaturverteilung in Längsrichtung der Fühleranordnung erreicht wird. Es ist empfehlenswert, daß die Mantelumhüllung relativ dünn und aus einem Material mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, um eine weitere Verringerung der Wärmeübertragung in Längsrichtung der Temperaturfühler-Anordnung zu erreichen. Wenn die Temperaturfühler-Anordnung Korrosionsbeständigkeit verlangt, sind rostfreier Stahl, Inconel usw. empfehlenswert.

Eine Möglichkeit, die Dichte des Füllmaterials zu erhöhen und die verbleibende Luftmenge zu verringern, ist den Durchmesser der Mantelumhüllung zu verringern. Dies sorgt für einen einheitlichen Fühleraufbau und hält die Relativpositionen zwischen den Mantelthermoelementen 2 a konstant.

Wie vorstehend erläutert, weisen bei der Temperaturfühler-Anordnung die entsprechenden Temperaturmeßbereiche denselben Querschnitt auf, um die Meßbedingungen zu vereinheitlichen. Die Wärmeübertragung in Längsrichtung der Temperaturfühler- Anordnung wird minimiert, so daß eine hochgenaue Messung der Temperaturverteilung über die Temperaturfühler-Anordnung sichergestellt ist. Wenn die Temperaturfühler-Anordnung als Fühler zur Überwachung des Abriebs der feuerfesten Wände, wie ausführlich vorstehend diskutiert, verwendet wird, so sorgt sie für eine laufende Überwachung der Fluktuationen der Temperaturverteilung und für eine Vorhersage der Zeit, zu der die feuerfesten Wände unbrauchbar werden. Zusätzlich ist die Temperaturfühler-Anordnung frei von einer Genauigkeitsverminderung aufgrund von Gaskonvektion oder des Durchsickerns irgendeines Fluids aus der Umgebung über die beschädigte Schutzvorrichtung mit einer minimalen verbleibenden Luftmenge in der Temperaturfühler-Anordnung. Weitere Vorteile bestehen in einem angehobenen Sicherheitsgrad.

Claims (6)

1. Verfahren zur Überwachung der Abnutzung der feuerfesten Wände eines Hochofens, bei dem Temperaturen an unterschiedlichen Punkten längs der Dicke der Ofenwandung mittels in die feuerfesten Wände eingebetteten Temperaturfühlern gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß thermische Repräsentanten innerer Vorgänge des Hochofens als Triggersignale abgeleitet werden und daß die Verzögerungszeit zwischen Triggersignal und dem Ausgangssignal eines jeden Temperaturfühlers, die mit dem Radialabstand zwischen dem Temperaturmeßpunkt und dem Mittelpunkt des Ofens in Beziehung steht, analysiert wird, um so die Stelle der Abnutzung der feuerfesten Wände vorherzusagen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit durch die Kreuzkorrrelation zwischen dem Triggersignal und der an den entsprechenden Punkten gemessenen Spitzenwert-Temperatur definiert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyse durch Auftragen der Verzögerungszeit auf der Ordinate und des Abstandes der Abszisse durchgeführt wird, wodurch die Stelle der Abnutzung der feuerfesten Wände vorhergesagt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Analyse den Auftrag der Verzögerungszeit über dem Abstand durch eine Phantomlinie bis zur Abszisse verlängert.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit an verschiedenen Punkten digital nach der folgenden Gleichung berechnet wird: wobei mit S die Triggersignale, mit T generell die von den Temperaturfühlern gemessenen Temperaturen, mit T₁ die am Punkt 1 (B) gemessene Temperatur, mit i die Zeit, mit Φ der Korrelationskoeffizient zwischen S und T₁, mit n ein Ordnungsparameter für die verschiedenen Meßpunkte und mit M die Anzahl der Meßpunkte bezeichnet wird.

6. Temperaturfühler-Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der eine Vielzahl von Thermoelementen oder Widerstandsthermometern zur Messung von Temperaturen an unterschiedlichen Punkten längs der Dicke der Ofenwandung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelemente oder Widerstandsthermometer (2 a, 2 b) umhüllt innerhalb einer Abschirmungseinfassung (1′) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und in der Länge gestaffelt und über entsprechende komplementäre Verlängerungsstücke (2 b), die aus demselben Material wie die Grundelemente (2 a) gefertigt sind, verlängert sind, wobei die Abschirmungseinfassung (1′) mit einem isolierenden Füllmittel (3) zur Abschirmung der Thermoelemente untereinander gefüllt ist.