DE3542887A1

DE3542887A1 - Sonde zur bestimmung der wandtemperaturen in feuerungskanaelen von koksoefen

Info

Publication number: DE3542887A1
Application number: DE3542887A
Authority: DE
Inventors: Jean Veckring Philippe; Hervé Nancy Sierpinski
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1985-12-04
Publication date: 1986-07-10
Also published as: ATA354785A; NL8503334A; SE8505785L; GB2168811A; FR2574543A1; ES8703633A1; AT393165B; FR2574543B1; GB8530406D0; BE903818A; ES549719A0; JPS61148360A; IT1201394B; SE8505785D0; CA1303384C; LU86197A1; US4685812A; IT8509537A0; GB2168811B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sonde zur Bestimmung von Wandtemperaturen in Feuerungskanälen von Koksöfen, die einen Meßkopf aufweist, in dem ein optisches Pyrometer angeordnet ist, der über eine Verbindungsanordnung von einer Betätigungsanordnung für den Kopf getragen ist, welche außerhalb des Feuerungskanals vorgesehen ist.

Die Erfindung bezieht sich also nicht auf Sonden, deren lichtempfindliches Element (Pyrometer oder dgl.) außerhalb des Ofens vorgesehen ist, entweder an einem Ende einer steifen und geraden Halterung, an deren anderem Ende ein Umlenkspiegel angeordnet ist, der sich vor einem offenen Fenster in den Wänden der Feuerungskanäle befindet (US-A-3 577 784) oder an einer flexiblen Halterung mit einer oder mehreren optischen Fasern, die seitlich am anderen Ende im Ofen münden (US-A-4 402 790).

Bei einem Ausführungsbeispiel einer bekannten Sonde, wie sie auch bei der Erfindung Verwendung findet, ist das optische Pyrometer in einer Hülle eingeschlossen, die durch einen inneren Wasserkreislauf gekühlt wird. Diese Hülle bildet einem Meßkopf, der am Ende eines steifen Stabes angeordnet ist, der mittels einer Zahnstangenanordnung betätigt wird. Eine derartige Ausführung ist schwer, sperrig, schwierig zu handhaben und teuer und obendrein aufgrund der großen thermischen Masse störanfällig.

Bei einer anderen bekannten Sonde wurde der steife Stab durch eine weiche, aufrollbare Metallhülse ersetzt, in der das Kühlwasser zum Kopf geführt wird. Diese Ausführung weist den Nachteil auf, bruchanfällig zu sein, insbesondere bei Durchlöcherungen der weichen Hülse.

Aufgrund der Tatsache, daß im Inneren der Feuerungskanäle hohe Temperaturen herrschen und die optischen Pyrometer keine Temperaturen oberhalb von 6O⁰C aushalten, wurde es bisher als unabdingbar angesehen, den Kopf mittels einer internen Fluidzirkulation (im allgemeinen Wasser) zu kühlen.

Es wurde nun gefunden, daß diese Wasserzirkulation zur Abkühlung nicht erforderlich ist, die, obwohl wirksam, auch schwerwiegende Nachteile mit sich bringt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfachen Aufbau anzugeben, mit dem aufeinanderfolgende Meßvorgänge innerhalb eines jeden Feuerungskanals ausreichend schnell möglich sind, um so auf ein Kühlsystem zu verzichten.

Ausgehend von einer Sonde der eingangs näher genannten Art wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß der Kopf aus einer nicht gekühlten Muffe aus feuerfestem Material besteht (verstärktes Fasermaterial oder feuerfeste kompakte Ziegel), daß die Verbindungsanordnung aus einem Metaliseil besteht, das von einer flexiblen Hülle aus faserigem, feuerfestem Material umgeben ist und daß die Betätigungsanordnung für den Kopf eine Aufwickeltrommel fUr die Verbindungsanordnung aufweist.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Betätigungsanordnung zusätzlich eine Befeuchtungsanordnung für die Hülle der Verbindungsanordnung auf, die z. B. eine Besprengungsani age, eine die Hülle umgebende Wasserbuchse oder ein Gefäß sein kann, das den unteren Abschnitt der Trommel umgibt.

Der Aufbau bildet eine elastische, platzsparende und leichte Anordnung. Der vorgesehene Schutz ist ausreichend

( für einen Meßvorgang bis etwa 1 Minute im Feuerungskanal;

ρ Versuche haben ergeben, daß diese kurze Meßzeit ausreichend

φ ist zur Überwachung eines Feuerungskanals mittels der

k erfindungsgemäßen Sonde.

I Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher I erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel

pi dargestellt ist; es zeigen

I Figur 1 einen Querschnitt durch eine Anzahl von Ofen und

I einer erfindungsgemäßen Sonde mit einem Wassergefäß & und

ji! Figur 2 in vergrößerter Darstellung den Meßkopf.

'; Der Meßkopf 1 wird von einer elastischen Verbindungsanord-

fei nung 2 getragen und durch die obere Öffnung in das Innere

II des Feuerungskanals 3 eingeführt. Die elastische Verbin-I) dungsanordnung 2 läuft über ein Umlenkrad 4 und wird auf

?J eine Trommel 5 aufgewickelt, deren Drehung durch die durch

M die Kurbel 6 angedeutete Anordnung gesteuert wird.

jr Der untere Abschnitt der Trommel 5 taucht in ein mit Wasser

k gefülltes halbzylindrisches Gefäß 7 derart ein, daß die

ξ Verbindungsanordnung 2 befeuchtet wird. Das Gefäß ist auf

I Rädern 19 angeordnet und mit Haltearmen 20 für das Rad 4

ρ versehen.

I Der Meßkopf 1 enthält eine isolierende Muffe aus einem

I Stahlrohr 8 (um die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Stöße zu erhöhen), das mit einem faserigen Material 9 bedeckt ist (wie es z. B. unter der Bezeichnung KERLANE(§) im Handel ist). Die Muffe kann auch aus einem feuerfesten, massiven Material bestehen (wie es z. B. unter der

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Bezeichung CALOR ® im Handel ist), um gegebenenfalls die Wärmekapazität zu erhöhen.

Das untere Ende der Muffe ist durch ein Ballastteil 10 aus feuerfestem rostfreiem Stahl verschlossen, das fest mit dem feuerfesten Material 9 verbunden ist und an ihrem oberen Ende durch ein Abschlußteil 11 aus dem gleichen Metall, um so eine Verbindung zwischen der Muffe 8, 9 und der Hülle 12 der Verbindungsanordnung 2 herzustellen, wobei dieses Teil ebenfalls mit dem feuerfesten Teil 9 der Muffe fest verbunden ist.

Die elastische Hülle 12 besteht aus einem verstärkten faserigen Material (wie es z. B. unter der Bezeichnung DELCERAM (g)erhäl ti ich ist). Sie umgibt ein gegen Verdrehungen geschütztes Stahlseil 13, an dessen Ende ein langgestrecktes optisches Pyrometer 14 (stabförmiges Pyrometer) angehängt ist, das durch die Muffe 8, 9 geschützt wird.

In der Hülle sind ebenfalls elektrische Leitungen 15 vorgesehen zur Stromversorgung für das Pyrometer und zur Signalübertragung vom Pyrometer zu einer nicht dargestellten Auswerteanordnung, die an der Betätigungsanordnung 4 bis 7 für die Sonde vorgesehen ist.

Das optische Pyrometer 14 empfängt die Infrarotstrahlung

durch eine in der Muffe vorgesehenen Öffnung 16, in der ein

Seitenfenster 17 aus Saphir eingesetzt ist, sowie einen

UmIenkspi egel 18.

Wie Versuche ergeben haben, ermöglicht das Abwickeln und Aufwickeln der Verbindungsanordnung 2 ein Ausmessen der gesamten Höhe eines Feuerungskanals von 4 m in etwa 20

Sekunden (bei sofortiger Ansprechzeit des Pyrometers). Das von der Hülle 12 geschützte Stahlseil 13 arbeitet zufriedenstellend, selbst nach wiederholten längeren Aufenthalten in der Flamme (1 Minute und sogar länger als 2 Minuten bei vorheriger Befeuchtung der Hülle 12).

Eine Messung der Temperaturen im Inneren der Sonde zeigt, daß nach einer Minute diese Temperatur nur geringfügig angestiegen ist (Anstieg kleiner als 15°C) für die beiden Isolierarten der Muffe. Da das stabförmige Pyrometer bis zu einer maximalen Temperatur von 60⁰C einsatzfähig ist, kann eine Ausmessung des Feuerungskanals innerhalb der vorgegebenen Zeit zuverlässig durchgeführt werden. Zwar kann die thermische Trägheit zu einem Anstieg der Temperatur des Meßkopfes auch nach dem Herausziehen aus dem Feuerungskanal führen, jedoch genügt es in diesem Fall, eine zusätzliche Kühlanordnung für den Meßkopf am Ausgang des Feuerungskanals vorzusehen .

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte AusfUhrungsbeispiel beschränkt, wobei insbesondere das Eintauchgefäß durch jede andere Vorrichtung zur Befeuchtung der Hülle außerhalb der Feuerungskanäle verwendet werden kann, z. B. eine die Trommel besprühende Führungsbahn, wobei der Wasserüberschuß mittels Schwerkraft in ein Sammelgefäß unterhalb der Trommel gelangt und erneut der Führungsbahn zugeführt wird. Es ist ferner auch möglich, eine Wasserbuchse vorzusehen, die die Hülle 12 am Ende der Trommel umgibt, vorzugsweise in senkrechter Stellung und dabei vor dem Umlenkrad 4.

Ferner ist es auch möglich, die Betätigungsanordnung zu mechanisieren, z. B. indem die Handkurbel 6 durch einen elektrischen Motor ersetzt wird.

Claims

j Haft - Berngruber - Czybulka i. .:'..'^{: :} —* Patentanwälte

Institut de Recherches 11557

de la Siderurgie Francaise

IRSID

I F-57210 Maizieres-les-Metz

i Sonde zur Bestimmung der Wandtemperaturen in Feuerungs-

'] kanälen von Koksöfen

m Patentansprüche

P 1. Sonde zur Bestimmung der Wandtemperaturen in Feuerungs-

|! kanälen von Koksöfen, die einen Meßkopf aufweist, in dem

I ein optisches Pyrometer angeordnet ist, der über eine

'& Verbindungsanordnupo von einer Betätigungsanordnung für

I den Kopf getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der

I Kopf (1) aus einer nicht gekühlten Muffe (8, 9) aus

H feuerfestem Material besteht, daß die Verbindungsanord-

I nung (2) aus einem Metallseil (13) besteht, das von einer

'i flexiblen Hülle (12) aus faserigem feuerfesten Material

}\ umgeben ist und daß die Betätigungsanordnung (4 - 7) für

j| den Kopf eine Aufwickeltrommel (5) für die Verbindungs-

% anordnung aufweist.

■ 2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (8, 9) ein Seitenfenster (17) aufweist und daß ein Spiegel (18) vorgesehen ist zur Umlenkung der

i Strahlung auf das Pyrometer (14).

% 3. Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

Ψ Seitenfenster aus Saphir besteht.

4. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsanordnung (4 - 7) zusätzlich eine Vorrichtung

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zur Befeuchtung der Hülle (12) der Verbindungsanordnung (2) aufweist.

5. Sonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Befeuchtung aus einem Wasserbehälter (7) besteht, in das der untere Abschnitt der Aufwickeltrommel (5) eintaucht.