DE68907188T2

DE68907188T2 - Beobachtung von Ofeninnenräumen.

Info

Publication number: DE68907188T2
Application number: DE89122729T
Authority: DE
Inventors: David Ian Dawson
Original assignee: British Steel PLC
Current assignee: British Steel PLC
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1989-12-09
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2009-12-10
Also published as: EP0374642A1; US4969035A; GB8928309D0; GB2227083A; GB2227083B; GB8829695D0; DE68907188D1; EP0374642B1; JPH02259389A; ES2041391T3; CA2006035A1; ATE90733T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Beobachtung eines Ofeninnenraumes, beispielsweise bei Öfen der Eisen- und Stahlerzeugung (Schmelzen) oder der Stahlverarbeitung.
Die Beobachtung des Innenraums eines Ofens ist von unschätzbarem Wert bei der Bestimmung von Verfahrensparametern und der Kondition der Charge innerhalb des Ofens sowie zur Beobachtung des Ofenaufbaus selbst. Die Benutzung herkömmlicher Kameras, welche ein Objektiv aufweisen, ist jedoch wegen der hier anzutreffenden unfreundlichen Umgebung praktisch unmöglich; es ist daher Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung für eine solche Beobachtung zu schaffen.
Es sind Kameras mit kleinen offenen Lochblenden bekannt und beispielsweise in der US-A-4112763 beschrieben.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, um den Ofeninnenraum über eine begrenzte Öffnung zu betrachten, wobei die begrenzte Öffnung eine optisch aktive Lochblende (Lochkamera) ist und das hierdurch erzeugte Bild von Ferne betrachtet wird. Das Bild kann über ein Spiegelübertragungssystem oder ein faseroptisches Übertragungssystem betrachtet werden, oder statt dessen kann eine Kamera benutzt werden, die auf ein definiertes Frequenzspektrum anspricht, beispielsweise eine Videokamera, und der Schirm der Kamera kann von lichtempfindlichen Elementen gebildet werden, beispielsweise ladungsgekoppelten Vorrichtungen. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Beobachtung eines Ofeninnenraums durch eine Lochkamera, die im Ofengehäuse oder innerhalb des Ofengehäuses angeordnet ist und deren Bild zur Betrachtung an einer fernen Stelle reproduziert wird.
Die Kamera kann in der Ofenwand oder im Dach oder in der Laufbahn eines Hochofens usw. angeordnet werden, oder statt dessen kann die Kamera in einem ausfahrbaren Ausleger oder sogar in einem im Inneren des Ofens angeordneten Bauteil, beispielsweise einer nicht abschmelzenden Elektrode in einem Lichtbogenofen, untergebracht sein. Die gesamte Vorrichtung kann wassergekühlt sein, und es kann ein Druckluftstrom oder ein inerter Gasstrom, beispielsweise aus Stickstoff oder Argon, benutzt werden, um die Integrität der Lochblende aufrechtzuerhalten.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schnittansicht durch das Gehäuse einer Lochkamera bzw. einer Videokamera und deren Lagerung,
Fig. 2 eine Grundrißansicht eines Bestandteils einer Lochblenden-"Platte",
Fig. 2A einen Schnitt nach der Linie A-A gemäß Fig. 2,
Fig. 3 eine Grundrißansicht eines weiteren Bestandteiles der Lochblendenplatte,
Fig. 3A einen Schnitt nach der Linie B-B gemäß Fig. 3,
Fig. 4 eine schnittansicht der zusammengebauten Platte.
30 Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist das Lager 1 für die Kamera in dem wassergekühlten oder feuerfest ausgekleideten Dach eines Ofens, beispielsweise eines Pfannenofens zur Behandlung geschmolzenen stahlsunterbebracht, und die Kamera steht durch dieses Dach hindurch.
Im einzelnen ist ein becherförmig gestaltetes Gehäuse 2 für eine optische Kamera oder eine Videokamera (nicht dargestellt) vorgesehen, welches ein aus Acrylharz bestehendes Fenster 3 aufweist und innerhalb eines oberen Teils 4 der Lagerung festgelegt und abgedichtet ist. Der untere Teil 5 des Gehäuses definiert einen mit Leitwänden ausgestatteten Hohlraum 6, durch den Wasser über eine Einlaßöffnung 7 und eine Auslaßöffnung 8 zirkuliert. Dieser Teil 5 besitzt einen zentral angeordneten verjüngten Hohlraum 9, und zwischen der Innenseite dieses Teils und dem Gehäuse 2 befindet sich eine Verbundplatte 10, die eine zentrale Lochblende 11 aufweist, die eine Betrachtung über den Hohlraum 9 zuläßt. Der zwischen dem Gehäuse 2 und dem unteren Teil 5 definierte Raum definiert einen Kanal zum Durchtritt beispielsweise gefilterter Druckluft, die über eine Einlaßöffnung 12 eingeblasen wird und die durch die Lochblende 11 austritt. Das Lager 1 ist seinerseits durch einen staubdeckel 13 abgedichtet, um die Videokamera zu schützen, und die gesamte Einheit befindet sich innerhalb einer Strahlungsabschirmung und einer Schutzabdeckung 14 innerhalb des Ofendaches.
Die Lochblendenplatte 10 ist im einzelnen in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Im einzelnen weist diese Platte zwei Bestandteile auf. Der eine, der in Fig. 2 dargestellt ist, besitzt eine Ausnehmung 15 mit kreisförmigem Querschnitt, von der eine sich verjüngende Bohrung 16 ausgeht. Im wesentlichen tangential verlaufen mehrere Kanäle 17 in die Ausnehmung 15 hinein. Der andere, in Fig. 3 dargestellte Bestandteil besitzt einen zentralen, verjüngt ausgebildeten Hohlraum 18, der an seinem Ende die Lochblende 11 definiert, und es erstrecken sich mehrere radial angeordnete Kanäle 19 nach dem Raum 18 hin. Der Durchmesser der Lochblendenöffnung kann im typischen Fall zwischen 0,15 mm und etwa 0,5 mm liegen.
Die beiden Bestandteile werden wie aus Fig. 4 ersichtlich zusammengebaut.
Im Betrieb gewährleistet der wassergekühlte Mantel, daß der Aufbau der erhöhten Temperatur des Ofens standhalten kann, und die Luftströmung durch die Lochblendenöffnung (nach unten durch den Raum zwischen dem Kopf der Platte 10 und dem Acrylharzfenster 3) und die tangentiale Strömung über die Kanäle 17 und die radiale Strömung durch die Kanäle 19 gewährleisten, daß die Lochblendenöffnung frei von Fremdkörpern gehalten wird, die innerhalb des Ofens aufsteigen und sonst die Öffnung abdecken könnten.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Mittellinie der Lochblendenöffnung gegenüber der Mittellinie der Videokamera versetzt, wodurch sich eine Betrachtungsachse von etwa 10a von der Wand des Ofens weg ergibt, und dies ist bei dem Ausführungsbeispiel die rechte Seite gemäß Fig. 1, wodurch sich eine Betrachtung mit einer verbesserten Information ergibt.
Es ist klar, daß das dargestellte Ausführungsbeispiel nur eines von vielen ist und daß verschiedene Abwandlungen getroffen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise muß nicht, wie erwähnt, eine Videokamera am Sitz des Lochblendengehäuses selbst angeordnet werden, sondern das Bild könnte beispielsweise von einem geschliffenen Glasschirm an dieser Seite abgenommen und von Ferne betrachtet werden. Außerdem könnten durch Benutzung von Kameraaufzeichnungssystemen zeitliche Diagnosen bewirkt werden. Es können auch Bildverbesserungseinrichtungen vorgesehen werden, und natürlich kann die Kamera auch auf Wellenlängen außerhalb des sichtbaren Spektrums ansprechen, insbesondere auf Infrarot zur thermischen Bilderzeugung. Die Ausbildung der Lochblendenplatte kann gegenüber dem Ausführungsbeispiel unterschiedlich sein, unter der Voraussetzung, daß die Integrität aufrechterhalten wird. Obgleich Luft das bevorzugte gasförmige Medium ist, kann beispielsweise Argon oder Stickstoff benutzt werden, wenn Verbrennungsprobleme oder Oxidationsprobleme auftreten sollten. Der Gasdruck kann sich in gleicher Weise in Abhängigkeit von der Ofenaktivität ändern; er wird höher sein müssen in einer aggressiven Umgebung, beispielsweise bei einem schmelzofen, als in einer mehr passiven Umgebung, beispielsweise in einer Ausgleichsgrube.
Es können auch mehrere Kameras im oder am Ofengehäuse eingebaut werden, so daß dem Beobachter vielseitigere Bildserien dargeboten werden können.

Claims

1. Verfahren zur Beobachtung eines Ofeninnenraumes durch eine beschränkte Öffnung, dadurch gekennzeichnet daß die beschränkte Öffnung eine optisch aktive Lochkamera ist und das dadurch erzeugte Bild entfernt betrachtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild real ist und direkt oder über ein reflektives oder faseroptisches Übertragungssystem betrachtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild Elemente in der Kamera erregt, die auf def inierte Frequenzspektra reagieren, und das Bild am besagten entfernten Ort durch elektrische Signalübertragung wiedergegeben wird.

4. Vorrichtung zur Betrachtung eines Ofeninnenraumes, dadurch gekennzeichnet, daß in oder innerhalb des Ofengehäuses eine Lochkamera angebracht ist, deren Bild für die Betrachtung an einem entfernten Ort wiedergegeben wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Mittel Elemente in der Kamera enthält, die auf definierte Frequenzspektra reagieren, und ein elektrisches Signalübertragungssystem zur Wiedergäbe des besagten Bildes an dem entfernten Ort.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera ein inneres Gehäuse mit einer abgedichteten Öffnung umfaßt, die zu einer offenen Öffnung in einem äußeren Gehäuse ausgerichtet ist, und zwischen den besagten Öffnungen eine Blende angeordnet ist, in der das Loch definiert ist und durch die sich vom Ofen ausgehende Strahlen erstrecken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende mit einer Anzahl von Kanälen ausgeführt ist, durch die im Gebrauch Gasstrahlen übertragen werden, um Flußwege zu beschreiben, die zu einer Reinigungshandlung führen, so daß das Loch durch die besagten Gasstrahlen gereinigt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende zwei Teile umfaßt, wobei der eine als ein in dem Loch endender kegelförmiger Hohlraum ausgeführt ist und Kanäle sich radial von dem Hohlraum erstrecken, und bei einem anderen sich Kanäle tangential vom Umfang einer zu dem besagten Hohlraum koaxialen Vertiefung mit kreisförmigem Schnitt erstrecken.

9. vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung im inneren Gehäuse durch ein transparentes Mittel abgedichtet ist, wobei die besagten Strahlen im sichtbaren Spektrum liegen und die besagten Elemente auf Licht reagieren.