DE69722305T2 - Vorrichtung zum Messen der Temperatur von geschmolzenem Metall - Google Patents

Vorrichtung zum Messen der Temperatur von geschmolzenem Metall Download PDF

Info

Publication number
DE69722305T2
DE69722305T2 DE69722305T DE69722305T DE69722305T2 DE 69722305 T2 DE69722305 T2 DE 69722305T2 DE 69722305 T DE69722305 T DE 69722305T DE 69722305 T DE69722305 T DE 69722305T DE 69722305 T2 DE69722305 T2 DE 69722305T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical fiber
temperature
coil spring
metal
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69722305T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69722305D1 (de
Inventor
Hajime Kawasaki-ku Wakai
Zenkichi Kawasaki-ku Yamanaka
Atsushi Kawasaki-ku Sakai
Shigeru Wakita
Yoshiro Yamada
Akinori Kaihara
Akira Matsubayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP11198896A external-priority patent/JPH09280960A/ja
Priority claimed from JP8111987A external-priority patent/JPH09280959A/ja
Priority claimed from JP11198696A external-priority patent/JP3448427B2/ja
Priority claimed from JP11212396A external-priority patent/JP3370848B2/ja
Priority claimed from JP8112122A external-priority patent/JPH09280961A/ja
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69722305D1 publication Critical patent/DE69722305D1/de
Publication of DE69722305T2 publication Critical patent/DE69722305T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G01J5/041—Mountings in enclosures or in a particular environment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02—Rotary gyroscopes
    • G01C19/04—Details
    • G01C19/16—Suspensions; Bearings
    • G01C19/20—Suspensions; Bearings in fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0037—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the heat emitted by liquids
    • G01J5/004—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the heat emitted by liquids by molten metals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen einer Temperatur geschmolzenen Metalls.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Hochofen erzeugt heißes Metall durch Beschicken von Eisenerz, Koks und Flussmitteln wie Kalk in den Hochofen, durch Verbrennen des Koks mit heißer Luft, die von einem unteren Teil des Hochofens eingeblasen wird, und durch Reduzieren der Eisenerze mit erzeugter Wärme und Reduziergas. Das heiße Metall wird mit Schlacke durch ein Stichloch ausgestoßen, das in einem unteren Teil des Hochofens angeordnet ist, wobei der Ausstoßvorgang allgemein als "Abstechen" ("tapping") bezeichnet wird. Da die Gattierung in dem Hochofen entlang des Vorganges der Koksverbrennung abnimmt, werden die Rohmaterialien und Flussmittel vom oberen Teil des Hochofens beschickt, um einen angemessenen Gattierungspegel darin aufrecht zu erhalten.
  • Während des Betriebes des Hochofens wird ein stabiler Betrieb gewünscht, während verschiedene Arten von Gleichgewichten aufrechterhalten werden, einschließlich eines Materialgleichgewichts und eines Wärmegleichgewichts. Insbesondere spiegelt das Wärmeniveau innerhalb eines Hochofens die Bedingungen innerhalb des Ofens wie den Reaktionszustand in dem Ofen wieder und beeinflusst den Verbrauch von Koks und anderen Materialien. Dementsprechend ist eine genaue Überwachung des Wärmeniveaus in dem Hochofen kritisch für eine frühe Erkennung einer Veränderung der Bedingungen in dem Ofen und zum Vermindern der Rohmaterialkosten.
  • Da der Wärmepegel in einem Hochofen signifikant von der Temperatur des erzeugten heißen Metalls abhängt, ist eine genaue Bestimmung der Temperatur des heißen Metalls erforderlich. Der Stand der Technik zum Messen der Temperatur des heißen Metalls in einem Hochofen ist wie folgt.
    • (a) Eintauchthermoelement: von dem Stichloch ausgestoßenes, heißes Metall tritt in eine als "Schlackenüberlauf" ("skimmer") bezeichnete, schlackebeseitigende Einheit über eine Rinne für heißes Metall ein, um die Schlacke zu beseitigen, indem diese auf dem heißen Metall aufschwimmt. Ein Einweg-Eintauchthermoelement wird angewendet, um die Temperatur des in dem Schlackenüberlauf gehaltenen heißen Metalls zu messen.
    • (b) Thermoelement mit Schutzrohr: ähnlich wie das zuvor beschriebene Eintauchthermoelement wird ein in ein feuerfestes Schutzrohr eingefügtes Thermoelement zum Messen der Temperatur des heißen Metalls, das in dem Schlackenüberlauf gehalten ist, verwendet.
    • (c) Strahlungsthermometer mit Schutzrohr: die Technologie ist in der ungeprüften japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-348236 offenbart. Gemäß der Patentveröffentlichung wird ein feuerfestes Schutzrohr, das ein kleines Loch an seiner Spitze besitzt, in das heiße Metall eingetaucht, während das Innere des Schutzrohres mit inerten Gas gefüllt wird. Die Strahlungstemperatur des an dem kleinen Loch vorhandenen, heißen Metalls wird das Strahlungsthermometer gemessen. Der Grund, dass die Innentemperatur des heißen Metalls nicht bestimmt wird, ist, dass der Oberflächenabschnitt des heißen Metalls eine unterschiedliche Temperatur von derjenigen eines inneren Abschnitts des heißen Metalls aufgrund der Fluktuation des Ausstrahlungsvermögens ergibt, die von der Anwesenheit von Fremdsubstanzen resultiert, welche Wärme zu der Umgebungsluft ausstrahlen, und von der Ungleichmäßigkeit des Oberflächenoxidationszustandes.
    • (d) Thermometer mit optischer Faser: die Technologie ist in der ungeprüften japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-329323 offenbart. Gemäß der Patentveröffentlichung wird eine optische Faser, die eine Dauerhaftigkeit nahe der Dauerhaftigkeit eines Thermoelements besitzt, in eine Hochtemperaturschmelze wie heißem Metall eingetaucht, um das durch die optische Faser kommende Licht unter Einsatz eines Strahlungsthermometers zu messen, das an dem entfernten Ende der optischen Faser montiert ist.
  • EP-A-646778 offenbart eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur unter Einsatz einer optischen Faser.
  • Der oben beschriebene Stand der Technik verwendet Vorrichtungen zum Bestimmen der Temperatur an einem Ort wie einem Schlackenüberlauf, der heißes Metall hält. Das heiße Metall in einem Schlackenüberlauf benötigt allerdings 40–60 Minuten nach dem Beginnen des Abstechens heißer Schmelze, bis es eine stabile Temperatur erreicht, da die Rinne für die heiße Schmelze und der Schlackenüberlauf eine große Menge von Wärme von dem heißen Metall absorbieren, bevor sie einen stabilen Zustand erreichen. Dementsprechend lässt der oben beschriebene Stand der Technik ein Problem entstehen, nämlich dass die heiße Schmelze während der Periode, bevor sie einen stabilen Zustand erreicht, eine signifikant niedrige Temperatur zeigt.
  • Um das Problem zu lösen, kann eine Bestimmung der Temperatur des heißen Metalls an dem Ausstoßpunkt davon von dem Stichloch durchgeführt werden. Allerdings liegt die Ausstoßrate heißen Metalls durch das Stichloch in einem Bereich von 5–10 Tonnen/Min., was einer Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von näherungsweise 7–14 m/sec. entspricht. Zum Messen der Temperatur heißen Metalls, das bei einer derart hohen Geschwindigkeit ausgestoßen wird, bringt der Stand der Technik die nachfolgenden Probleme mit sich.
    • (a) Eintauchthermoelement: die Technologie ermöglicht es nicht, die Temperatur kontinuierlich zu messen, da die Messverbindung des Thermoelements innerhalb weniger Sekunden geschmolzen wird, wenn es in heißes Metall eingetaucht wird. Auch in dem Fall einer intermittierenden Temperaturmessung muss das Thermoelement in jedem Messzyklus ersetzt werden, was die Arbeitseffizienz verschlechtert.
    • (b) Thermoelement mit Schutzrohr: die Technologie ist in der Lage, die Temperatur kontinuierlich zu messen, während das Schutzrohr in heißes Metall getaucht gehalten wird. Allerdings ist die Dauerhaftigkeit des Feuerschutzes ein Problem, und wiederholte Zyklen des Eintauchens des Feuerschutzes in das heiße Metall erzeugt leicht Risse daran. Insbesondere wenn das feuerfest Schutzrohr in einem Strahl geschmolzenen Metalls wie heißem Metall eingetaucht wird, wird die Erosion des Schutzrohres schwerwiegend und erzeugt mit hoher Wahrscheinlichkeit einen Bruch des Rohrs, was das Thermoelement beschädigt. Wenn die Dicke des Schutzrohrs erhöht wird, um dessen mechanische Festigkeit zu verbessern, tritt ein Temperaturunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Schutzrohres auf, was die Messung der Temperatur des heißen Metalls unmöglich macht.
    • (c) Strahlungsthermometer mit Schutzrohr: die Technologie besitzt eine Schwierigkeit beim Einstellen des Drucks von Spülgas innerhalb des feuerfesten Schutzrohrs. Eine leichte Verminderung des Gasdrucks ermöglicht, dass heißes Metall durch das kleine Loch an der Spitze des Schutzrohres eintritt, und ein leichter Anstieg des Drucks erhöht das Einspritzvolumen von Gas, was die Oberfläche des heißen Metalls kühlt und die Oberflächentemperatur auf einen Wert unterhalb desjenigen des inneren Abschnitts des heißen Metalls absenkt. Da die Stromgeschwindigkeit geschmolzenen Metalls stets in großen Ausmaß innerhalb des Strahls des geschmolzenen Metalls wie heißem Metall fluktuiert, fluktuiert auch der Druck an dem kleinen Loch an der Spitze des Schutzrohrs signifikant. Dementsprechend besitzt der Spülgasdruck innerhalb des Schutzrohres eine Schwierigkeit darin, der Druckfluktuation des geschmolzenen Metalls zu folgen, was unvermeidlich zu einer überschüssigen Gaseinspritzung und einem Eindringen heißen Metalls führt.
    • (d) Thermometer mit optischer Faser: die Technologie besteht aus dem Einfügen einer optischen Faser in ein heißes Metall, das eine sanfte Bewegung zeigt. Daher ist die Technologie nicht in der Lage, auf einen Strahl geschmolzenen Metalls wie heißem Metall angewendet zu werden. Selbst wenn die optische Faser in einen Strahl geschmolzenen Metalls wie heißem Metall eingeführt wird, wird die optische Faser ausgestoßen. Falls eine dicke Quarzglasstange, die größere Abmessungen als der Basisleiter der optischen Faser besitzt, angewendet wird, kann diese in den Strahlen eingeführt werden. In diesem Falle bricht die Quarzglasstange unter einem dynamischen Druck des Strahls.
  • Das heißt, der Stand der Technik hat Schwierigkeiten beim Einführen des Thermometers in den Strahl eines geschmolzenen Metalls wie einem heißem Metall, das bei einer hohen Geschwindigkeit und mit großem Volumen ausströmt, gezeigt, und kann nicht die Innentemperatur des Strahls aus geschmolzenem Metall bestimmen. Zusätzlich wird das geschmolzene Metall oft durch schädliche Gase und Rauch begleitet. Diese Bedingungen lassen Probleme hinsichtlich der Arbeitsumgebung und der Sicherheit sowie der Hochtemperaturumgebung und des Temperaturmesszustandes entstehen.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur eines geschmolzenen Metalls bereitzustellen, wobei die Temperatur des Stromes geschmolzenen Metalls kontinuierlich bestimmt wird und die Umgebung und die Sicherheit der Messleistung verbessert werden.
  • Um die Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur eines geschmolzenen Metalls bereit, welche alle technischen Merkmale gemäß Anspruch 1 aufweist. Zusätzliche Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser ist mit dem Strahlungsthermometer verbunden. Die Führungseinrichtung besitzt einen Spitzenteil, und die geführte optische Faser wird in das geschmolzene Metall durch den Spitzenteil eingeführt. Die Übertragungseinrichtung ist an der Führungseinrichtung angebracht.
  • Die Vorrichtung zum Messen der Temperatur kann ferner eine Zufuhrpassage (einen Zufuhrdurchgang) zwischen dem Spulenkörper und der Zufuhreinrichtung aufweisen. Die Zufuhrpassage umfasst bevorzugt einen geraden Teil und einen gebogenen Teil, die beide eine Schraubenfeder aufweisen. Die Schraubenfeder umfasst eine innere Schraubenfeder und eine äußere Schraubenfeder, die an einem äußeren Umfang der inneren Schraubenfeder gelegen ist. Der Draht der inneren Schraubenfeder besitzt dünnere Abmessungen als derjenige der äußeren Schraubenfeder. Die Führungseinrichtung der Vorrichtung zum Messen der Temperatur besitzt bevorzugt einen gebogenen Teil, der eine Schraubenfeder aufweist.
  • Die Zufuhreinrichtung zum Zuführen der optischen Faser in das geschmolzene Metall umfasst bevorzugt ein Paar von Endlosriemen und Rollen zum Antreiben der Endlosriemen. Das Paar von Endlosriemen ist parallel angeordnet, so dass eine äußere Fläche jedes der Endlosriemen einander berührt. Die Endlosriemen sind aus einem Harz hergestellt. Der Endlosriemen besitzt eine Mehrzahl von Quernuten oder Querrippen an der äußeren Umfangsfläche und eine Längsnut in Längsrichtung, um die Quernuten miteinander zu verbinden. Zusätzlich besitzt jeder der Endlosriemen eine Anzahl von Quernuten und Querrippen an einer inneren Fläche davon. Jede der Rollen besitzt Quernuten, so dass die Quernuten an der Rolle zu den Querrippen an den Endlosriemen passen. Die Zufuhreinrichtung besitzt eine Druckvorrichtung, welche ein Paar von Endlosriemen aneinander drückt, so dass die Quernuten und die Querrippen miteinander in Eingriff sind, um ein enges Passen der optischen Faser und der Endlosriemen weiter zu verbessern.
  • Gemäß der Vorrichtung zum Messen der Temperatur umfasst der Spitzenteil der Führungseinrichtung einen inneren Zylinder zum Passieren (Hindurchführen) der optischen Faser, Düsen zum Einspritzen des primären Kühlmittels in den inneren Zylinder, eine Spitzenöffnung, einen mittleren Zylinder und einen äußeren Zylinder, eine Ladeöffnung, welche das sekundäre Kühlmittel einführt und eine Ausstoßöffnung, welche das eingeladene Kühlmittel ausstößt. Die Spitzenöffnung besitzt einen größeren Durchmesser als die optische Faser, um das primäre Kühlmittel auszustoßen. Der mittlere Zylinder und der äußere Zylinder sind konzentrisch an dem äußeren Umfang des inneren Zylinders angeordnet. Die Ladeöffnung empfängt das Kühlmittel zwischen dem inneren Zylinder und dem mittleren Zylinder und zwischen dem mittleren Zylinder und dem äußeren Zylinder. Die Ausstoßöffnung löst das eingeladene Kühlmittel aus.
  • Gemäß der Vorrichtung zum Messen der Temperatur umfasst die Übertragungseinrichtung zum Bewegen der Spitze der Führungseinrichtung in die Position zum Messen der Temperatur bevorzugt eine Führungsantriebsvorrichtung, eine Laserabstandsmessvorrichtung, eine Laserantriebsvorrichtung, eine Berechnungseinrichtung und eine Regelvorrichtung. Die Führungsantriebseinheit treibt den Spitzenteil an. Die Laserabstandsmessvorrichtung misst den Abstand von dem Strahl geschmolzenen Metalls. Die Laserantriebsvorrichtung verändert die Richtung der Messung durch Antreiben der Laserabstandsmessvorrichtung. Die Berechnungseinrichtung berechnet die Mittenposition des Strahls geschmolzenen Metalls und den Abstand von der Mittenposition des Strahls geschmolzenen Metalls basierend auf den durch die Laserabstandsvorrichtung aufgenommenen Abstandsdaten. Die Regelvorrichtung treibt das Spitzenteil durch Regeln der Führungsantriebsvorrichtung, und stellt die Position zum Zuführen der optischen Faser in dem Strahl geschmolzenen Metalls ein.
  • Gemäß der Vorrichtung zum Messen der Temperatur umfasst die Speichereinrichtung bevorzugt eine Umwalzvorrichtung zum Speichern der von dem Spulenkörper zugeführten, optischen Faser, und zum Zuführen der mit einem Metallrohr bedeckten optischen Faser zu der Zufuhrpassage. Die Umwalzvorrichtung ist zwischen dem Spulenkörper und der Zufuhrpassage gelegen. Die so von der Zufuhrpassage zugeführte optische Faser wird in der Umwalzvorrichtung gehalten, dann zu der Zufuhrpassage geschickt. Der Zuführer führt die optische Faser, die von der Zufuhrpassage zugeführt ist, in das geschmolzene Metall. Die Umwalzvorrichtung umfasst einen Umwalzkörper in der Form eines kreisförmigen Bogens, um die optische Faser zu speichern, und eine Umwalzantriebsvorrichtung, die verhindert, dass die optische Faser locker wird, was ein Fehlleiten durch Ausdehnen/Zusammenziehen des Umwalzkörpers erzeugen könnte.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Diagramm, das die Wirkung der Zufuhrgeschwindigkeit der optischen Faser auf die beobachtete Temperatur bei Verwendung einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Zeit nach dem Beginn des Abstechens und der beobachteten Temperatur zeigt, wenn eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur der vorliegenden Erfindung zur Messung der Temperatur heißen Metalls angewendet wird.
  • 4 ist eine Längsschnittansicht eines flexiblen Führungsrohres für eine optische Faser, das in einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 5 veranschaulicht die Funktion des Führungsrohrs für eine optische Faser aus 4, das auf einen gebogenen Teil angewendet wird.
  • 6 ist eine Längsschnittansicht eines weiteren flexiblen Führungsrohrs für eine optische Faser, das in einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
  • 7 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der ein flexibles Führungsrohr für eine optische Faser angewendet wird.
  • 8 ist eine schematische Ansicht einer Zufuhreinrichtung für eine optische Faser, die Endlosriemen einsetzt, welche in einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 9 ist eine vergrößerte Ansicht der Zufuhreinrichtung für eine optische Faser aus 8 auf der Seite der Antriebsrolle.
  • 10(A) ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Endlosriemen aus 9 im zusammengepassten Zustand.
  • 10(B) ist eine entlang der Linie B-B aus 10(A) geführte Schnittansicht.
  • 11(A) ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis einer Temperaturmessung in der Vorrichtung zum Messen der Temperatur aus 1 zeigt.
  • 11(B) ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis einer Temperaturmessung in der Vorrichtung zum Messen der Temperatur unter Einsatz einer Zufuhreinheit für die optische Faser, welche den Endlosriemen einsetzt, zeigt.
  • 12(A) zeigt eine Veränderung der Zufuhrgeschwindigkeit der optischen Faser während der Messung mit der Vorrichtung zum Messen der Temperatur aus 1.
  • 12(B) zeigt eine Veränderung der Zufuhrgeschwindigkeit der optischen Faser in der Vorrichtung zum Messen der Temperatur, welche eine Zufuhreinheit für die optische Faser einsetzt, welche Endlosriemen verwendet.
  • 13 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur, bei der die Zufuhreinrichtung für die optische Faser aus 8 eingesetzt wird.
  • 14(A) ist eine Längsschnittansicht an dem Spitzenteil der Spitzenführungsvorrichtung für die optische Faser, die eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 14(B) ist eine Längsschnittansicht nahe des Basisteils der Spitzenführungsvorrichtung für die optische Faser, die in einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 15(A) ist eine Querschnittsansicht einer Dichtung, die in einer Spitzenführungseinheit für eine optische Faser verwendet wird.
  • 15(B) zeigt einen Verbindungs-/Löse-Mechanismus einer Spitzenführungseinheit für eine optische Faser.
  • 15(C) zeige eine seitliche Querschnittsansicht einer Spitzenführungseinheit für eine optische Faser.
  • 16 ist eine Ansicht einer Spitzenführungseinheit für eine optische Faser, die in einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 17 ist ein Diagramm, das die Veränderung der Temperatur der optischen Faser zeigt, die durch eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur unter Einsatz einer Spitzenführung für eine optische Faser beobachtet wird.
  • 18 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine Spitzenführungseinheit für eine optische Faser angewendet wird.
  • 19 ist eine schematische Ansicht einer Positioniereinheit für eine Spitze einer optischen Faser, die in einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • 20 ist ein Diagramm, das die Verteilung beobachteter Daten des Abstands von der Oberfläche des Strahls heißen Metalls zeigt, welche durch eine Laserabstandsmessvorrichtung aus 19 bestimmt sind.
  • 21 veranschaulicht die Position zum Zuführen einer optischen Faser.
  • 22 ist ein Diagramm, welches ein Temperaturmessergebnis zeigt, das durch eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur bestimmt wurde, welche die Spitzenpositioniereinheit für eine optische Faser verwendet.
  • 23 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung, welche eine Positioniereinheit für eine optische Faser einsetzt.
  • 24 ist eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung, welche eine Umwälzeinheit für eine optische Faser einsetzt.
  • 25(A) ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis der Temperaturmessung unter Einsatz der Vorrichtung zum Messen der Temperatur aus 1 zeigt.
  • 25(B) ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis der Temperaturmessung zeigt, die durch eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung unter Einsatz der Umwälzeinheit für eine optische Faser bestimmt wurde.
  • 26 ist eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 27(A) ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis der Temperaturmessung ohne Verwendung eines äußeren Zylinders zeigt.
  • 27(B) ist ein Diagramm, welches Ergebnis der Temperaturmessung unter Einsatz eines äußeren Zylinders zeigt.
  • 28 ist eine Zeichnung, welche den Zustand veranschaulicht, in welchem ein mit einem Metallrohr umhülltes, optisches Faserthermometer in das Stichloch eingetaucht ist, von welchem heißes Metall austritt.
  • 29 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Zufuhrgeschwindigkeit der optischen Faser und dem Flächenträgheitsmoment gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 30 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Zufuhrgeschwindigkeit der optischen Faser und dem Abstand zwischen der Spitze der optischen Faser und dem heißen Metall gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • AUSFÜHRUNGSFORM 1
  • Die Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls umfasst: (a) ein Strahlungsthermometer, (b) eine mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser; (c) einen Spulenkörper, auf welchen die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser aufgewickelt ist; (d) eine Zufuhreinrichtung zum Zuführen der auf die Spulenkörper aufgewickelten, optischen Faser in das geschmolzene Metall; (e) eine Führungseinrichtung zum Führen der zugeführten optischen Faser; und (f) eine Übertragungseinrichtung zum Bewegen eines Spitzenteils der Führungseinrichtung zu einem Ort zum Messen der Temperatur des geschmolzenen Metalls.
  • Die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser ist mit dem Strahlungsthermometer verbunden. Die Führungseinrichtung besitzt den Spitzenteil, und die mit dem Metallrohr umhüllte optische Faser, die geführt worden ist, tritt in das geschmolzene Metall durch die Spitze der Führungseinrichtung ein. Die Übertragungseinrichtung ist an der Führungseinrichtung angebracht.
  • Das Strahlungsthermometer ist eines, das herkömmlich für ein optisches Faserthermometer verwendet wird, um die Temperatur basierend auf der Lichtenergie und der Wellenlängenverteilung des von der optischen Faser gesandten Lichts zu bestimmen. Die optische Faser gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Metallrohr umhüllt, und der Zufuhrmechanismus führt die optische Faser bei einer bestimmten Geschwindigkeit zu.
  • Die von dem Zufuhrmechanismus zugeführte optische Faser wird zu dem Messgegenstand durch die Führungseinrichtung geleitet. Die Führungseinrichtung ist zum Trennen des Strahlungsthermometers und des Zufuhrmechanismus von dem Messobjekt erforderlich, um das Strahlungsthermometer vor Wärmestrahlung und Rauch des geschmolzenen Metalls zu schützen. Die Führungseinrichtung ist mit einer Antriebseinheit ausgestattet, um die Spitze des Führungsteils zu einem Ort nahe des Strahls geschmolzenen Metalls während der Messperiode zu bewegen.
  • Die von der Spitze der Führungseinrichtung zugeführte, optische Faser ist mit einem Metall umhüllt, so dass die optische Faser Steifigkeit besitzt. Dementsprechend wird die optische Faser in das geschmolzene Metall eingeführt, ohne von dem Strahl ausgestoßen zu werden. Wenn die optische Faser in das geschmolzene Metall um einige Länge eingeführt ist, schmilzt die Metallumhüllung der optischen Faser. Wenn die Metallumhüllung schmilzt, bricht der Strahl geschmolzenen Metalls den Basisleiter der optischen Faser, wie Quarzglas, und der gebrochene Teil wird der Rand der optischen Faser. Das von dem geschmolzenen Metall am Umfang des Randteils ausgestossene Licht tritt in die optische Faser an ihrem Rand ein, dann wird das Licht zu dem Strahlungsthermometer eingeführt. Die Temperaturmessung wird in dem Strahlungsthermometer durchgeführt.
  • Der Zufuhrmechanismus ist erforderlich, um die Zufuhrgeschwindigkeit auf einen bestimmten Wert oder höher einzustellen. Da der Zufuhrmechanismus das Einführen der optischen Faser tief in das geschmolzene Metall, ohne die Metallrohrumhüllung der optischen Faser auf der Außenseite des geschmolzenen Metalls oder in der Oberflächenschicht davon zu schmelzen, sicherstellt, wird die Temperatur innerhalb des geschmolzenen Metalls gemessen.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugszeichen 1 ist der Strahl geschmolzenen Metalls, Bezugszeichen 10 ist das Strahlungsthermometer, Bezugszeichen 20 ist die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser, Bezugszeichen 25 ist die Drehtrommel, Bezugszeichen 20 ist der Zufuhrmechanismus, Bezugszeichen 31 ist die Transportrolle, Bezugszeichen 32 ist der Motor, Bezugszeichen 40 ist die Führungseinrichtung, Bezugszeichen 41 ist die Spitze der Führungseinrichtung, Bezugszeichen 45 ist das Führungsrohr, Bezugszeichen 47 ist der Tragrahmen, Bezugszeichen 50 ist die Antriebsvorrichtung, Bezugszeichen 60 ist die Regelvorrichtung für die Zufuhrgeschwindigkeit, Bezugszeichen 70 ist der Zufuhrgeschwindigkeitsdetektor, Bezugszeichen 80 ist die Antriebsregelvorrichtung, und Bezugszeichen 90 ist die Gegenstandserfassungsvorrichtung.
  • Die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser ist um die Drehtrommel 25 gewickelt, wie in dem Fall herkömmlicher optischer Fasern. Der Anfangsteil der aufgewickelten, mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser 20 ist optisch mit der optischen Faser auf der stationären Seite unter Einsatz eines optischen Drehverbinders verbunden, um die Temperaturmessung kontinuierlich während der Rotation der Drehtrommel 25 zu ermöglichen. Der Basisleiter der optischen Faser 20 ist aus Quarzglas mit einem Durchmesser von 50 μm hergestellt, und das Hüllrohr ist aus rostfreiem Stahl mit einem Außendurchmesser von 3,2 mm und einer Dicke von 0,2 mm hergestellt. Es gibt keine spezielle Begrenzung des Durchmessers des Basisleiters. Wie für den Durchmesser des Hüllrohrs lässt eine zu dicke Umhüllung eine Schwierigkeit entstehen, durch das Führungsrohr 45 zu passieren, und ein zu dünnes Hüllrohr erzeugt mit gewisser Wahrscheinlichkeit ein Beulen, was ein geschmeidiges Fördern behindert. Die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser kann ferner ein äußeres Metallrohr aufweisen. Die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser wird in das äußere Metallrohr eingefügt.
  • Der Zufuhrmechanismus 30 transportiert die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 20 unter Einsatz der Transportrollen 31, 31 und fördert die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 20 durch Rotieren der Transportrollen durch den Motor 32 bei einer bestimmten Zufuhrgeschwindigkeit. Die Zufuhrgeschwindigkeit ist in der Ausführungsform in einem Bereich von 0 bis 600 mm/sec. veränderlich. Gemäß der Ausführungsform ist der Zufuhrmechanismus 30 mit einer Geschwindigkeitsregelvorrichtung 60 zum Regeln der Zufuhrgeschwindigkeit und einem Zufuhrgeschwindigkeitsdetektor 70 zum Aufrechterhalten der Zufuhrgeschwindigkeit bei einem bestimmten Wert ausgestattet. Der Detektor 70 und die Geschwindigkeitsregeleinheit 60 können weggelassen werden, falls eine geeignete Zufuhrgeschwindigkeit aufrechterhalten wird.
  • Die Führungseinrichtung 40 umfasst ein Führungsrohr 45 zum Passieren der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser 20 und eine Tragrahmen 47. Der Tragrahmen 47 verstärkt die mechanische Festigkeit des Führungsrohrs 45. Das Führungsrohr 45 ist in der Ausführungsform aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 5 mm hergestellt.
  • Durch den inneren Teil des Führungsrohrs 45 strömt ebenso ein Spülgas zum Kühlen des Rohrs. Eine Dichtung kann an dem Einlass des Führungsrohrs gelegen sein, um ein Lecken des Spülgases zu minimieren. Falls allerdings eine perfekte Abdichtung des Einlasses des Führungsrohrs beispielsweise mit einem O-Ring vorgesehen ist, erfährt die optische Faser einen Widerstand gegen ein Förderung derselben. Daher ist die Dichteinrichtung im Gleichgewicht mit dem Zufuhrvolumen des Spülgases ausgewählt. Es ist allgemeine Praxis, einen Mundring einzusetzen, der eine Öffnung besitzt, welche ein Passieren der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser 20 ohne Widerstand oder ohne Aufbringen einer Konstruktion der Öffnung durch Ziehen des Führungsrohres in solchem Maße ermöglicht, die zur praktischen Verwendung ausreichend ist, obwohl es im gewissen Ausmaß ein Lecken gibt.
  • Der Spitzenteil 41 der Führungseinrichtung 40 ist durch eine Abdeckung aus feuerfesten Material gebildet, um zu verhindern, dass das Führungsrohr 45 durch Tropfen des geschmolzenen Metalls schmilzt. Gemäß der Ausführungsform ist das feuerfeste Material aus der Magnesiumgruppe hergestellt. Hinsichtlich des Innendurchmessers des Spitzenteils 41 der Führungseinrichtung erfordert ein kleinerer Durchmesser einen geringeren Kühlgasverbrauch, und eine geringere Temperaturverminderung des geschmolzenen Metalls um den Teil herum. Dementsprechend ist ein kleinerer Innendurchmesser des Spitzenteils 41 auch im Hinblick auf die Genauigkeit der Temperaturmessung bevorzugt.
  • Gemäß der Ausführungsform besitzt die an dem Führungsteil 40 montierte Antriebsvorrichtung 50 eine Struktur, dass ein elektrischer Antriebszylinder an dem Tragrahmen 47 des Führungsteils 40 angebracht ist. Die Leistungsquelle der Antriebsvorrichtung 50 umfasst eine hydraulische Einrichtung, einen Motor, oder andere Arten, die Leistung erzeugen. Gemäß der Ausführungsform vollzieht der gesamte Führungsteil 40 eine um die horizontale Achse geneigte Rollbewegung. Die Bewegung kann mit vertikalen und horizontalen (Bewegungen) in Abhängigkeit von dem Gegenstand kombiniert werden. In der Ausführungsform führt eine separate Arbeitsmaschine, wie eine Stichlochstopfmaschine, eine Öffnungs-/Schließarbeit des Stichlochs beim Ankommen in einer Position zum Messen der Temperatur des heißen Metalls aus. Daher ist eine zurückgezogene Position der Antriebsvorrichtung 50 in einem oberen Teil ausgewählt, um eine Kollision mit der Arbeitsmaschine zu vermeiden.
  • Die Antriebsregelvorrichtung 80 ist ein Mikrocomputer, um die Antriebsvorrichtung 50 der Führungseinrichtung 40 zu regeln, wodurch der Spitzenteil 40 des Führungsteils nahe zu dem Messgegenstand bewegt wird. Wenn von dem Bedienungspaneel der Stichlochstopfmaschine ein Signal erzeugt wird, um die Arbeit zu starten, oder wenn von der Gegenstanderfassungsvorrichtung 90 ein Signal erzeugt wird, um die Annäherung der Arbeitsmaschine wie einer Stichlochstopfmaschine mitzuteilen, regelt die Antriebsregelvorrichtung 80 die Antriebsvorrichtung 50 zum Zurückziehen der Führungseinrichtung 40.
  • Gemäß der Ausführungsform, wenn die Arbeitsmaschine nahe kommt, betätigt die Antriebsregelvorrichtung 80 die elektrische Zylinderstange, um diese auszufahren. Der Betrieb ist derart programmiert, um weniger Bewegung des elektrischen Zylinders sowohl während der anfänglichen Periode als auch während der Endperiode des Antriebes zu ergeben, um eine abrupte Start- und Stoppbewegung der Führungseinrichtung 40 zu vermeiden. Ein Begrenzungsschalter wird verwendet, um die Position der Führungseinrichtung 40 in der Ausführungsform zur Vereinfachung zu detektieren. Ein Encoder oder eine andere Einrichtung anstelle des Begrenzungsschalters sollte ferner die Feinregelung sicherstellen. Die Antriebsregelungsvorrichtung 80 ist natürlich ebenso zum Positionieren des Einfügepunktes der optischen Faser in das geschmolzene Metall anwendbar.
  • 2 ist ein Diagramm, welches das Messergebnis der Temperatur von heißem Metall in Abhängigkeit von der Zufuhrgeschwindigkeit der optischen Faser unter Einsatz der Vorrichtung aus 1 zeigt. Die vertikale Achse des Diagramms ist die beobachtete Temperatur und die horizontale Achse ist die Zeit der Messung. Bei 400 mm/sec. Zufuhrgeschwindigkeit wurde der beobachtete Wert konstant. Dementsprechend sollte der gemessene Wert bei 400 mm/sec. Zufuhrgeschwindigkeit die Temperatur des heißen Metalls angeben. Eine geringere Zufuhrgeschwindigkeit als 400 mm/sec. ergab einen etwas geringeren beobachteten Wert, oder einen 1 bis 2°C niedrigeren beobachteten Wert als den Istwert bei einer Geschwindigkeit von 300 mm/sec., und einen 3 bis 4°C niedrigeren für eine Geschwindigkeit von 100 mm/sec.
  • Dementsprechend kann zum Bestimmen der Temperatur des heißen Metalls mit einer Genauigkeit von ± 2°C wie in dem Fall der Analyse chemischer Reaktionen die Zufuhrgeschwindigkeit auf 300 mm/sec. oder mehr gewählt werden. Da eine herkömmliche Regelung eines Hochofenbetriebes es erfordert, die Temperatur heißen Metalls mit einer Genauigkeit von ± 5°C zu bestimmen, kann die Zufuhrgeschwindigkeit auf etwa 100 mm/sec. gewählt werden. Die Regelung des Hochofenbetriebes bringt es mit sich, den Entschwefelungsvorgang in einem vorteilhaften Zustand zu halten, um ein nachteiliges Phänomen und Ereignis zu verhindern, welches einen instabilen Zustand des Hochofenbetriebes induziert, beispielsweise eine Verminderung der Temperatur innerhalb des Hochofens.
  • 3 ist ein Diagramm, welches die beobachtete Temperatur bei Anwendung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Temperaturmessung heißem Metalls mittels eines Verfahrens des Standes der Technik vergleicht. Die Messbedingungen sind dieselben wie in 2. Das heißt die Zufuhrgeschwindigkeit betrug 400 mm/sec. und das Stickstoffgas wurde als Spülgas zu dem Führungsrohr des Führungsteils bei einer Strömungsrate von 2 Nm3/Stunde zugeführt. Der eingesetzte Stand der Technik verwendete ein Eintauchthermoelement, um die Temperatur des heißen Metalls zu bestimmen, das in den Schlackenüberlauf gehalten wurde, unter Einsatz eines verbrauchenden Thermoelements.
  • Im Stand der Technik wird Wärme durch die Rinne absorbiert, welche das heiße Metall von dem Stichloch zu dem Schlackenüberlauf während der anfänglichen Periode des Abstechens führt, so dass die Temperatur des heißen Metalls signifikant verglichen mit derjenigen in der Endperiode des Abstechens vermindert wird. Wie in der Figur zu sehen ist, ist die Temperatur des heißen Metalls selbst nach 25 Minuten seit dem Beginn des Abstechens um 20°C vermindert, und es werden 40 Minuten benötigt, bis sich ein Unterschied von 10°C einstellt, und es wird 1 Stunde benötigt, bis sich ein Unterschied von 5°C einstellt. Wenn die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird, wurde allerdings ein konstanter Wert erzielt, unabhängig von der Zeit nach dem Beginn des Abstechens, da die Temperatur des heißen Metalls innerhalb der Strahls bestimmt wurde. Somit stellt die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine genaue Temperaturmessung des heißen Metalls zu einem beliebigen Zeitpunkt sicher.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 2
  • Eine weitere Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben, welche Vorrichtung ein flexibles Führungsrohr 121 für die optische Faser einsetzt. Das flexible Führungsrohr 121 für die optische Faser der Ausführungsform 2 führt nicht notwendigerweise die optische Faser 103, die mit einem Metallrohr umhüllt ist, und kann derart sein, um eine optische Faser zu führen, die nicht mit einem Metallrohr umhüllt ist.
  • In der Ausführungsform 2 wird allerdings eine mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 103 eingesetzt, um zu verhindern, dass die optische Faser von dem Strahl ausgestoßen oder durch den dynamischen Druck des Strahls 113 des heißen Metalls gebrochen wird, da die Ausführungsform nach einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls strebt, um die Temperatur innerhalb des Strahls 113 heißen Metalls zu messen.
  • Die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 103 ist um den Spulenkörper 101 gewickelt. Der Anfangsteil der optischen Faser 103 oder das hintere Ende der optischen Faser 103 ist mit einem Foto-/Stromwandler verbunden, der das Strahlungsthermometer strukturiert, welches außerhalb des Spulenkörpers 101 angebracht ist. Der aus dem Licht durch den Foto-/Stromwandler umgewandelte Strom wird über einen Drehverbinder abgenommen, der nahe der Drehwelle des Spulenkörpers 101 montiert ist. Die optische Faser ist ferner mit einem Strahlungsthermometer verbunden.
  • Der Basisleiter der optischen Faser ist aus Quarzglas hergestellt, das einen Durchmesser von 50 μm besitzt und mit einem Schlauch aus rostfreiem Stahl umhüllt ist, der einen Außendurchmesser von 3,2 mm und eine Dicke von 0,2 mm besitzt. Der abgewickelte Teil der optischen Faser 101 wird durch die Druckrolle 123 gedrückt, um eine konstante Abwicklungsposition aufrecht zu erhalten. Die abgewickelte optische Faser 103 wird entlang der Zufuhrpassage 125 gefördert.
  • Die Zufuhrpassage 125 umfasst einen geraden Teil 127 und einen gebogenen Teil. Der gerade Teile 127 ist aus einem Führungsrohr aus rostfreiem Stahl gebildet. Der gebogene Teil ist aus einem flexiblen Führungsrohr 121 für die optische Faser in dieser Ausführungsform gebildet. Durch Kombinieren des geraden Teils 127 und des gebogenen Teils 121 kann eine Zufuhrpassage 125 mit einer beliebigen Form entworfen werden.
  • Es gibt eine Zufuhreinrichtung 109 mit Transportrollen 107 an dem Spitzenteil der Zufuhrpassage 125, wo die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 103 zwischen den Transportrollen 107 erfasst wird, und die optische Faser 103 wird bei einer konstanten Geschwindigkeit durch die Rotation der Transportrollen, welche durch einen Motor angetrieben sind, gefördert.
  • Die durch die Transportrollen 107 geförderte, optische Faser 103 wird zu der Spitzenführung 111 über das flexible Führungsrohr 121 für die optische Faser geschickt. Die Spitzenführung 111 ist um einen Lagerpunkt 129 drehbar, welche Spitzenführung 111 durch die Antriebseinheit 115 gedreht wird, um eine Schwingbewegung durchzuführen. Die Schwingbewegung stellt ein präzises Zuführen der Spitze der optischen Faser 103 in den Strahl 113 aus heißem Metall sicher.
  • Wie in 4 gezeigt, ist das flexible Führungsrohr 121 für die optische Faser gemäß Ausführungsform 2 bevorzugt durch eine einzelne oder zwei Schraubenfedern 131, 133 aufgebaut. Diese Schraubenfedern 131, 133 sind beispielsweise Zugschraubenfedern. Das Material dieser Federn ist beispielsweise rostfreier Stahl. Die Schraubenfedern vermindern die Reibung zwischen dem Führungsrohr 121 und der optischen Faser 103, die mit dem Rohr aus rostfreiem Stahl umhüllt ist.
  • Die innere Schraubenfeder 131 verwendet einen dünnen Draht, um nicht auf die Spitze der optischen Faser an der ungleichmäßigen, inneren Oberfläche der Spule zu treffen, wenn die Spitze der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser 103 durch das Führungsrohr 121 passiert. Die Abmessung der inneren Schraubenfeder 131 liegen beispielsweise in einem Bereich von 1,0 bis 1,5 mm. Der innere Schraubendurchmesser der inneren Schraubenfeder 131 beträgt beispielsweise 10,5 mm und der äußere Durchmesser davon beträgt beispielsweise 12,5 mm.
  • Die äußere Schraubenfeder 133 verwendet einen dickeren Draht als die innere Schraubenfeder 131, um eine ausreichende Steifigkeit zu erhalten. Die Abmessungen der äußeren Schraubenfeder 133 betragen beispielsweise 1,4 mm. Der innere Schraubendurchmesser der äußeren Schraubenfeder 131 beträgt beispielsweise 13,2 mm, während der äußere Schraubendurchmesser davon beispielsweise 16 mm beträgt.
  • Beide Enden jeder der inneren Schraubenfeder 131 und der äußeren Schraubenfeder 133, die konzentrisch angeordnet sind, sind durch die Halter 135 bzw. 137 gehalten. Der Halter 135 hält die zwei Schraubenfedern 131, 133 von außerhalb in einem konzentrisch gedoppelten Zustand.
  • Das heißt, im Inneren des Halters 135 ist eine Stufe 139 konzentrisch zu dem Loch 138 gebildet, durch welches die optische Faser passiert. Um ein Ende beider Schraubenfedern 131, 133 in der Stufe 139 zu halten, passt die Stufe 139 zu der Außenseite der äußeren Schraubenfeder 133. Der Halter 137 hält die innere Seite des anderen Endes der gedoppelten Schraubenfedern 131, 133. Das heißt, der Halter 137 ist mit einem zylindrischen Vorsprung 141 zum Halten der inneren Seite der Feder ausgestattet. Der zylindrische Vorsprung 141 ist in die innere Seite der inneren Schraubenfeder 131 eingefügt.
  • Beide Halter 135, 137 sind miteinander über eine Blattfeder 143 verbunden. Das heißt, eine Blattfeder 143 aus rostfreiem Stahl, die eine bestimmte Länge besitzt, ist an beiden Haltern 135, 137 unter Einsatz von Schrauben 145, 147 befestigt, um einen konstanten Abstand zwischen den jeweiligen Haltern 135, 137 aufrecht zu erhalten. Die Schraube 147 an dem Halter 137 ist unter Einsatz eines Schlitzlochs 149 montiert.
  • Dank des Schlitzlochs 149 ist ein geringer Gleitabstand an dem Montierteil verfügbar. Falls sich die Schraubenfedern 131, 133 verbiegen, wird der Unterschied der Umfangslänge zwischen der inneren Seite und der äußeren Seite der Schraubenfedern in dem gebogenen Abschnitt durch die Gleitbewegung absorbiert. Die Blattfeder 143 verstärkt die Steifigkeit der äußeren Schraubenfeder 133 und ergibt einen optimalen Krümmungsgrad zum Biegen.
  • Ein Führungsrohr aus rostfreiem Stahl, das einen gerade Teil 127 der Zufuhrpassage bildet, ist mit der Außenseite jedes der Halter 135, 137 verbunden. Zum Durchführen der Verbindung wird ein kurzer, zylindrischer Vorsprung 151 an dem Halter 135 gebildet, der in der Figur links erscheint, wodurch die Verbindung mit dem Führungsrohr 127 unter Einsatz der Schraube 153 durchgeführt wird. Zu dem rechts in der Figur gezeigten Halter 137 ist ein Loch 155 zum Empfangen der optischen Faser geöffnet, und das Führungsrohr durch dieses presseingeführt.
  • Die Löcher 138, 155, die an den Haltern 135, 137 jeweils geöffnet sind, empfangen die optische Faser 103. Diese Löcher 138, 155 besitzen eine verjüngte Form, um ein Anstoßen der optischen Faser zu verhindern, wenn die Faser eingeführt wird.
  • Wie oben beschrieben ermöglicht das flexible Führungsrohr 121 für die optische Faser gemäß der Ausführungsform, einen gebogenen Teil an der Zufuhrpassage 125 zum Fördern der optischen Faser 3 (vgl. Bezugszeichen 121 in 7) beliebig auszubilden, dank der Funktion der Schraubenfedern 131, 133, die in einem Doppelzustand angeordnet sind. Das heißt, der Biegewinkel ist frei einstellbar, welcher Biegewinkel ein Winkelunterschied zwischen demjenigen zum Einbringen der optischen Faser 103 in das flexible Führungsrohr 121 für die optische Faser und demjenigen zum Ausführen der optischen Faser 103 von dem flexiblen Führungsrohr 121 für die optische Faser ist. Zu dem eingestellten Biegewinkel wird ein optimaler Krümmungsradius hauptsächlich durch die Wirkung der äußeren Schraubenfeder 133 und der Blattfeder 143 erzielt.
  • Da die Drahtabmessungen der inneren Schraubenfeder 131 auf ein ausreichend dünnes Niveau einstellbar sind, wird die Unregelmäßigkeit auf der inneren Seite der Schraube bzw. Spule minimiert. Wenn dementsprechend die optische Faser 103 erstmals eingeführt wird, wird beispielsweise das Auftreten des Anschlagens der optischen Faser 103, was ein Verbiegen und Verknicken derselben mit sich bringen kann, verhindert.
  • Mit Verwendung einer Mehrzahl sowohl des den geraden Teil 127 bildenden Führungsrohrs als auch des den gebogenen Teil bildenden, flexiblen Führungsrohrs 121 für die optische Faser in einem kombinierten Zustand, wird eine Zufuhrpassage 125 mit einer beliebigen Form bereitgestellt. Beispielsweise ist die Anwesenheit eines Hindernisses 126 wie einer anderen Vorrichtung zwischen dem Spulenkörper 101 und den Transportrollen 107 kein Problem. Der Abstand zwischen dem Spulenkörper 101 und der Spitzenführung 111 ist ausreichend lang auswählbar.
  • Ebenso ist es möglich, den Spulenkörper an einem entfernten Ort anzuordnen, um Sicherheit zum Ersetzen des Spulenkörpers 101 sicherzustellen. Zusätzlich werden die Erzeugung eines Irrtums bei der Temperaturmessung aufgrund des Biegens der optischen Faser 103 in der Zufuhrpassage 125 und das Auftreten einer Unfähigkeit zum Messen der Temperatur infolge eines Verhedderns der optischen Faser vermieden.
  • Die oben beschriebene Ausführungsform befasste sich mit den Haltern 135, 137, die durch eine Blattfeder 143 verbunden sind. Dennoch ist es möglich, die Blattfeder 143 in einer anderen Ausführungsform zu beseitigen, um jeden der Halter 135, 137 mit jeder der Schraubenfedern 131 bzw. 133 fest zu verbinden.
  • Die oben beschriebene Ausführungsform befasste sich mit dem Führungsrohr 127, das direkt mit den Haltern 135, 137 verbunden ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform, wie beispielsweise in 6 zu sehen ist, kann das Führungsrohr 127 mit den Haltern 135, 137 über den Verbinder 157 verbunden sein. Das heißt der zylindrische Verbinder 157 kann geschweißt sein, um an dem äußeren Umfang an dem Spitzenteil des Führungsrohrs 127 befestigt zu sein, und der Verbinder 157 kann durch die Schraube 161 an dem äußeren Umfang des zylindrischen Vorsprungs 159 an dem Halter 135 befestigt sein. Alternativ kann der Verbinder 157 in den vergrößerten Teil des Lochs 155 an dem Halter 137 eingefügt sein.
  • Wie oben beschrieben wählt das flexible Führungsrohr für die optische Faser gemäß Ausführungsform 2 die Zufuhrpassage, welche die optische Faser in einer beliebigen Länge und Form fördert. Zusätzlich können die innere Schraubenfeder des flexiblen Führungsrohrs für die optische Faser zum Bilden eines gebogenen Teils der Zufuhrpassage durch einen dünnen Draht hergestellt sein, um die Reibung gegenüber der optischen Faser zu vermindern. Ferner kann die äußere Schraubenfeder durch einen dicken Draht hergestellt sein, um eine ausreichende Steifigkeit in einem gebogenen Zustand davon bereitzustellen.
  • Mit der Verwendung des flexiblen Führungsrohrs für die optische Faser gemäß Ausführungsform 2 für den gebogenen Teil der Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls ist der Abstand zwischen dem Spulenkörper und der Spitzenführung auf einen ausreichend großen Wert ausgewählt. Zusätzlich ist die Zufuhrpassage in einer beliebig gebogenen Form zwischen dem Spulenkörper und der Spitzenführung verfügbar, und nicht eine gerade Passage wie im Stand der Technik. Ferner verhindert der Schutz der optischen Faser durch das flexible Führungsrohr für die optische Faser das Auftreten eines Biegens und eines Verhedderns der optischen Faser, selbst wenn die optische Faser erstmals durch dieses eingeführt wird.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 3
  • Eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls, welche Vorrichtung eine Zufuhreinrichtung 219 für eine optische Faser gemäß der Ausführungsform verwendet, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
  • Die Zufuhreinrichtung 219 für eine optische Faser gemäß Ausführungsform 3 ist nicht notwendigerweise eine zum Fördern der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser 203, sondern kann eine zum Führen einer einfachen optischen Faser sein, die nicht mit einem Metallrohr umhüllt ist. In der Ausführungsform wird allerdings eine mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 203 angewendet, um zu verhindern, dass die optische Faser von dem Strahl ausgestoßen oder gebrochen wird, da die Ausführungsform nach einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls strebt, um die Temperatur innerhalb des Strahls 213 heißen Metalls zu messen.
  • Die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 203 ist um den Spulenkörper 201 gewickelt. Der Anfangsteil der optischen Faser 203 oder das hintere Ende der optischen Faser 203 ist mit einem Foto-/Stromwandler verbunden, der das Strahlungsthermometer strukturiert, das auf der Außenseite des Spulenkörpers 201 angebracht ist. Der aus Licht durch den Foto-/Stromwandler umgewandelte Strom wird über einen nahe der Drehwelle des Spulenkörpers 201 montierten Drehverbinder abgenommen. Ein optischer Drehverbinder ist optisch mit der optischen Faser an dem stationären Ende derselben verbunden. Die optische Faser ist ferner mit dem Strahlungsthermometer verbunden.
  • Der abgewickelte Teil der optischen Faser 201 ist durch eine Druckrolle 223 gedrückt, um die abgewickelte Position konstant aufrecht zu erhalten. Die abgewickelte optische Faser 203 wird entlang der Zufuhrpassage 225 gefördert.
  • Die Zufuhrpassage 225 umfasst einen geraden Teil 227 und einen gebogenen Teil. Der gerade Teile 227 umfasst ein Führungsrohr aus rostfreiem Stahl. Der gebogene ist durch ein flexibles Führungsrohr 221 für die optische Faser gebildet. Durch Kombinieren des geraden Teils 227 und des gebogenen Teils 221 kann eine Zufuhrpassage 225 in beliebiger Form entworfen werden.
  • Gemäß der Ausführungsform gibt es eine Zufuhreinrichtung 219 an der Spitze der Zufuhrpassage 225, wo die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 203 gegriffen wird, und die optische Faser 203 wird bei einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Rotation eines Motors gefördert.
  • Die von der Zufuhreinrichtung 219 für die optische Faser geförderte optische Faser 203 wird zu der Spitzenführung 211 über das flexible Führungsrohr 221 für die optische Faser geschickt. Die Spitzenführung 211 ist um einen Lagerpunkt 229 drehbar, welche Spitzenführung 211 durch die Antriebseinheit 215 gedreht wird, um eine Schwingbewegung durchzuführen. Die Schwingbewegung stellt das präzise Fördern der Spitze der optischen Faser 203 in den Strahl 213 des heißen Metalls sicher.
  • Die Zufuhreinrichtung 219 für die optische Faser wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 8 bis 12 beschrieben.
  • Die Zufuhreinrichtung 219 für die optische Faser umfasst ein Paar von Endlosriemen 231 aus Harz. Jeder der Endlosriemen 231 wird durch eine Antriebsrolle 233 und eine angetriebene Rolle 235 betrieben. Das Paar von Endlosriemen 231 ist parallel angeordnet, um einander an eine jeweiligen äußeren Fläche zu berühren. Die optische Faser 203 wird gefördert, indem sie zwischen den parallel angeordneten Endlosriemen 231 eingelegt wird.
  • Jeder der Endlosriemen 231 ist aus einem Gummiriemen hergestellt, der einen Abriebwiderstand besitzt, mit einem Verstärkungstextilkern, um die Festigkeit sicherzustellen. Der Endlosriemen 231 besitzt eine Mehrzahl von Quernuten 237 in gleichmäßigem Abstand, wodurch eine Querrippe 239 zwischen benachbarten Quernuten 237 gebildet wird. Der Querschnitt jeder Quernut 237 und Querrippe 239 besitzt eine Zahnspitze und eine Zahnwurzel, die zueinander passen.
  • An der äußeren Fläche des Endlosriemen 231 ist eine Längsnut 241 nahe des Zentrums der Breite entlang der Längsrichtung wie in 10(B) gebildet. Die Längsnut 241 soll zu der optischen Faser 203 passen und führt dazu, dass die Mehrzahl der Quernuten 237 miteinander verbunden ist. Der Querschnitt der Längsnut 241 besitzt eine U-Form, die zu der äußeren Form der mit dem Metallrohr umhüllten optischen Faser passt. Die Form der Längsnut 241 kann allerdings V-förmig anstelle von U-förmig sein.
  • Jeder des Paares von Endlosriemen 231, die derart angeordnet sind, um die äußere Oberfläche voneinander zu berühren, ist durch Versetzen um eine Reihe von Quernuten 237 an jedem der Endlosriemen 231 derart angeordnet, dass sie zueinander passen.
  • Wie in 10 gezeigt, ist die optische Faser 203 in einem Zustand, in welchem sie zu der Längsnut 241 passt. Die Abmessungen der Quernuten 237 und der Längsnut 241 sind derart gebildet, um einen bestimmten Spalt S zwischen der Quernut 237 an einem Endlosriemen 231 und der Querrippe 239 an dem anderen Endlosriemen 231, welche zu der Quernut 237 passt, zu halten, wobei kein perfekter Kontakt zueinander gemacht wird.
  • Die Antriebsrolle 233 und/oder die angetriebene Rolle 235 können durch Zahnräder oder dergleichen zwischen dem Paar von Endlosriemen 231 (zwischen oben und unten in 8) verbunden sein. Alternativ kann anstelle dieser Verbindungsart die Antriebskraft auf einer Seite der Antriebsrolle 233 auf die andere Seite der Rollen 233 über ein Paar von Endlosriemen 231 übertragen werden.
  • Die Druckvorrichtung 243 drückt die Endlosriemen 231 zu einer Dickenrichtung in einen Zustand, dass die Riemen miteinander verbunden sind, unter Einsatz der unteren, stationären Führung 245 und der oberen Führung 247, wie in 8 gezeigt. Das heißt, die obere Führung 247 wird in einer Richtung der unteren, stationären Führung 245 durch ein Paar von Druckfedern 251 gedrückt, die an der Basis 249 gelegen sind.
  • Die Position der Basis 249 wird durch die Druckkrafteinstellschraube 253 eingestellt. Die Druckkrafteinstellschraube 253 stellt die Position der Basis 249 in einer vertikalen Richtung ein, wodurch der Abstand zwischen der Basis 249 und der oberen Führung 247 oder die Länge der Druckfeder 251 eingestellt wird, und somit wird die Druckkraft eingestellt.
  • Um die Endlosriemen 231 durch die Antriebsrollen 233 und die angetriebenen Rollen 235 zu betreiben, ist die innere Fläche der Endlosriemen 231 ebenso mit einer Mehrzahl von Quernuten 237' und Querrippen 239' wie in dem Falle der äußeren Fläche ausgestattet. Die Zähne 234, die zu diesen Quernuten 237' passen, sind an den Rollen 233, 235 gebildet.
  • Das nachfolgende ist die Beschreibung der Funktion der Zufuhreinrichtung für die optische Faser, welche die oben beschriebene Struktur besitzt.
  • Wenn die Antriebsrollen 233 rotieren, um die Endlosriemen 231 anzutreiben, wird die optische Faser 203 in der Längsrichtung in einem Zustand gefördert, in welchem die optische Faser 203 zwischen dem Paar von Endlosriemen 231 eingelegt ist. Zu dieser Zeit passt die optische Faser 203 in die Längsnut 241, und ein hoher Reibungsfaktor tritt an einer Ecke auf, an welcher die Längsnut 241 die Quernuten 237 kreuzt.
  • Ein langer Endlosriemen 231 ist verfügbar, welcher lange Endlosriemen 231 eine ausreichend hohe Reibkraft auf die optische Faser 203 aufbringt, die von den Endlosriemen 231 herausgeführt wird.
  • Der Abschnitt, in welchem die äußeren Flächen eines Paares von Endlosriemen 231 einander berühren, ist ein gerader Abschnitt. Da die optische Faser 203 zu der Längsnut 241 passt, die an der geraden, äußeren Umfangsfläche gebildet wurde, wird die optische Faser 203 genau in einem geraden Durchgang geführt. Dementsprechend gibt es keine Möglichkeit einer Fluktuation der von den Transportrollen ausgegebenen optischen Faser, die in einem Punktkontaktzustand rotieren, welche Fluktuation im Stand der Technik beobachtet wird.
  • Auf diese Weise wird die optische Faser 203, die von der Zufuhreinrichtung 219 für die optische Faser ausgegeben wird, genau zu der Spitzenführung 211 zugeführt.
  • Zusätzlich ist, wie in 10 gezeigt, der Abstand S zwischen der Quernut 237 und der Querrippe 239 auf einen ausreichend großen Wert in einem Zustand eingestellt, dass die optische Faser zu der Längsnut passt. Auf diese Weise ist der Hub der Druckfeder 251 an der Druckvorrichtung 243 in der Lage, einen ausreichend großen Wert einzustellen.
  • Dementsprechend wird die Einstellung der Druckkraft der Druckvorrichtung 243 auf die optische Faser 203 sehr leicht. Als Ergebnis wird eine übermäßige Druckkraft ausgeschlossen.
  • Da der Kontaktabschnitt zwischen der optischen Faser 203 und dem Endlosriemen 231 ausreichend lang wird, wird die Druckkraft verteilt. Dementsprechend nimmt der Abrieb an dem Endlosriemen 231 ab, um die Lebensdauer der Zufuhreinrichtung 219 für die optische Faser zu verlängern.
  • Da die Zufuhr mit einer ausreichend großen Reibkraft durchgeführt wird, wird ein Schlupf beim Zuführen unterdrückt. Im Stand der Technik, der in 12(A) gezeigt ist, braucht es 0,5 sec. zum Beschleunigen der Zufuhr der optischen Faser 203 und 0,5 sec. zum Verlangsamen der optischen Faser nach einem Aufrechterhalten der erforderlichen, bestimmten Zufuhrgeschwindigkeit (400 m/sec.) für 0,8 sec. Selbst während der Periode der bestimmten Zufuhrgeschwindigkeit trat intermittierend Schlupf auf, um eine Verteilung der Zufuhrgeschwindigkeit auf eine Größenordnung von maximal 40 mm/sec. zu erzeugen.
  • Im Gegensatz hierzu ergab, wie in 12(B) gezeigt, die Zufuhreinrichtung 219 für die optische Faser gemäß der Ausführungsform 0,1 sec. zum Abschließen der Beschleunigung, und zeigte keine Verteilung der Zufuhrgeschwindigkeit während der Periode zum Aufrechterhalten einer bestimmten Zufuhrgeschwindigkeit für 0,8 sec. Die Verlangsamung war innerhalb von 0,1 sec. abgeschlossen.
  • Dank der Verminderung des Schlupfes durch Anwenden der Zufuhreinrichtung 219 für die optische Faser gemäß der Ausführungsform zeigte die beobachtete Temperatur weniger Streuung als im Stand der Technik, wie in 11 gezeigt. Das heißt, ein Zufuhrmechanismus unter Einsatz herkömmlicher Transportrollen ergab etwa 3°C Streuung (12(A)), und die Ausführungsform ergab etwa 1°C Streuung (12(B)).
  • Die oben beschriebenen Ausführungsformen nutzen eine mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 203. Für eine andere Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung für eine herkömmliche optische Faser anwendbar, die nicht durch ein Metallrohr umhüllt ist.
  • Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Quernuten 237', welche dieselbe Form wie die Quernuten 237 an der äußeren Fläche besitzen, auch an der inneren Fläche der Endlosriemen 231, 231 gebildet, was in 9 gezeigt ist, und die Rollen 233, 235 besitzen Zähne 234, die zu diesen Quernuten 237' passen. In einer anderen Ausführungsform ist die Form der Quernuten 237 an der inneren Fläche nicht notwendigerweise dieselbe wie die Form der Quernuten 237 an der äußeren Fläche, und es kann nach Bedarf kleine Quernuten geben.
  • Der Kontakt zwischen den inneren Umfangsflächen der Endlosriemen 231 und den Rollen 233, 235 kann auf einer flachen Ebene durchgeführt werden. Die Antriebskraftübertragung ist selbst auf einer flachen Ebene möglich, falls nur ein gewisser Spannungspegel auf die Endlosriemen 231 aufgebracht wird.
  • Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Endlosriemen 231 integral aus einem Gummi hergestellt. Dennoch kann in einer anderen Ausführungsform der Endlosriemen aus einem anderen Kunstharz hergestellt sein, und kann eine Verbundstruktur besitzen, die eine Mehrzahl von Stücken anstelle einer integralen Struktur kombiniert.
  • Wie oben beschrieben, wird gemäß Ausführungsform 3 die optische Faser durch ein Paar von Endlosriemen in einem Zustand gefördert, der als "Sandwich-Zustand" dazwischen in einer Längsrichtung bezeichnet wird, so dass der Abschnitt, den die optische Faser an den Endlosriemen berührt, auf einen langen Abstandsbereich entlang der Längsrichtung ausgewählt werden kann, um eine ausreichend große Reibungskraft sicherzustellen. Zusätzlich wird die optische Faser in einem Zustand gefördert, in welchem sie zu der Längsnut passt, während ein hoher Reibfaktor an einer Ecke erzielt wird, an welcher die Längsnut die Quernuten kreuzt. Als Ergebnis hieraus tritt kaum Schlupf auf.
  • Da der oben beschriebene Kontaktabschnitt in einem langen Abstandsbereich entlang der Endlosriemen verfügbar ist, wird die Reibkraft über den langen Kontaktabschnitt verteilt, wodurch kaum Abrieb erzeugt wird.
  • Ferner, kann mit der Verwendung der Zufuhreinrichtung für die optische Faser bei der Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls gemäß der Ausführungsform 3 die optische Faser leicht bei einer bestimmten Geschwindigkeit entsprechend dem Verbrauch der optischen Faser in dem geschmolzenen Metall gefördert werden, und der Verlust optischer Faser, der während Beschleunigungs- und Verlangsamungsperioden auftritt, wird minimiert.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 4
  • Eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls unter Einsatz einer Spitzenführungseinheit 319 für eine optische Faser gemäß der Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 18 beschrieben.
  • Die Spitzenführungseinheit 319 für eine optische Faser gemäß Ausführungsform 4 muss nicht notwendigerweise die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 303 führen und kann derart sein, um eine einfache optische Faser zu führen, die nicht mit einem Metallrohr umhüllt ist. In der Ausführungsform wird allerdings eine mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 303 eingesetzt, um zu verhindern, dass die optische Faser von dem Strahl ausgestoßen oder durch den dynamischen Druck des Strahls 313 des heißen Metalls gebrochen wird, da die Ausführungsform nach einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls strebt, um die Temperatur innerhalb des Strahls 313 heißen Metalls zu messen. Die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 303 ist um den Spulenkörper 301 gewickelt.
  • Der abgewickelte Teil der optischen Faser 301 wird durch eine Druckrolle 323 gedrückt, um die abgewickelte Position konstant aufrecht zu erhalten. Die abgewickelte optische Faser 303 wird entlang der Zufuhrpassage 325 gefördert.
  • Die Zufuhrpasse 325 umfasst einen geraden Teil 327 und einen gebogenen Teil. Der gerade Teil 327 umfasst ein Führungsrohr aus rostfreiem Stahl. Der gebogene Teil ist durch ein flexibles Führungsrohr 321 für die optische Faser gebildet. Durch Kombinieren des geraden Teils 327 und des gebogenen Teils 321 wird eine Zufuhrpassage 325 in einer beliebigen Form entworfen.
  • Es gibt einen Zufuhrmechanismus 309 mit Transportrollen 307 an der Spitze der Zufuhrpassage 325, wo die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 303 zwischen den Transportrollen 307 gegriffen wird, und die optische Faser 303 wird bei einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Rotation eines Motors gefördert.
  • Die von den Transportrollen 307 geförderte optische Faser 303 wird zu der Spitzenführungseinheit 319 für eine optische Faser gemäß der Ausführungsform über das flexible Führungsrohr 321 für eine optische Faser geschickt. Die Spitzenführungseinheit 319 für eine optische Faser ist um einen Lagerpunkt 329 drehbar, welche Spitzenführungseinheit 319 durch die Antriebseinheit 315 gedreht wird, um eine Schwingbewegung durchzuführen. Die Schwingbewegung stellt das präzise Zuführen der Spitze der optischen Faser 303 in den Strahl 313 des heißen Metalls sicher.
  • Die Spitzenführungseinheit 319 für eine optische Faser gemäß der Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 14 bis 16 beschrieben.
  • Wie in 16 gezeigt, besitzt die Führungseinheit 319 für eine optische Faser insgesamt eine Stabform und führt die optische Faser 16 hindurch. Die innere Struktur ist in 14 veranschaulicht, welche eine Dreifachstruktur ist, mit konzentrisch angeordnetem inneren Zylinder 331, mittlerem Zylinder 333 und äußerem Zylinder 335. Der innere Zylinder 331 empfängt die optische Faser 303 zum Hindurchpassieren und empfängt eingespritzte Luft als primäres Kühlmittel. Der mittlere Zylinder 333 und der äußere Zylinder 335 sind miteinander an dem Spitzenteil der Führungseinheit 319 für eine optische Faser verbunden und empfangen eingespritzte Luft als sekundäres Kühlmittel.
  • Der Spitzenteil 337 der Führungseinheit 319 für eine optische Faser ist durch die männliche Schraube 339, die an dem äußeren Zylinder 335' an dem Spitzenteil 337 angebracht ist, und durch die weibliche Schraube 341, die an dem äußeren Zylinder 335 an dem Körperteil angebracht ist, lösbar. Der anstoßende Teil des Spitzenteils 337 und des Körperteils besitzt eine aus reinem Kupfer hergestellte Dichtung 342. Der innere Zylinder 331' an dem Spitzenteil 337 empfängt den eingefügten inneren Zylinder 331 an dem Körperteil, um diese zusammen zu passen.
  • Der innere Zylinder 331' an dem eingepassten Spitzenteil 337 besitzt eine verjüngte, innere Umfangsfläche, um zu verhindern, dass eine eintretende optische Faser 303 angestoßen wird. Der mittlere Zylinder 333 gehört gemeinsam zu dem Spitzenteil 337 und dem Körperteil.
  • Jeder des inneren Zylinders 331, des mittleren Zylinders 333 und des äußeren Zylinders 335 ist derart gehalten, um einen bestimmten Radialabstand voneinander unter Einsatz der Abstandhalter 343, 345 aufrecht zu erhalten, die auf eine äußere Umfangsfläche des inneren Zylinders 331 bzw. des mittleren Zylinders 333 montiert sind. Der äußere Zylinder 335 endet an dem äußeren Umfang des Basisteils der Führungseinheit 319 bei einer optischen Faser, und das Ende des äußeren Zylinders 335 ist an dem äußeren Umfang des mittleren Zylinders 333 angeschweißt. Dann sind der freigelegte mittlere Zylinder 333 und der innere Zylinder 331 an das Basisteil 347 angeschweißt. Der freigelegte Teil des mittleren Zylinders 333 ist mit einer Luftladeöffnung 348 ausgestattet, um die Luft als sekundäres Kühlmittel einzuführen. Nahe des Endpunktes des äußeren Zylinders 335 öffnet sich eine Luftausstoßöffnung 350, um die Luft als sekundäres Kühlmittel zu entlüften.
  • Der innere Zylinder 331 durchdringt das Basisteil, um eine Öffnung 349 zu bilden, um die optische Faser 303 einzuführen. Mit der Öffnung 349 verbundene Düsen 351 sind ebenso durch das Basisteil hindurch gebildet. Die Abmessung der Düse 351 beträgt beispielsweise 2 mm. Beispielsweise sind zwölf Düsen 351 auf einer Umfangslinie um die Öffnung 349 in einem gleichmäßigen Abstand angeordnet. Die Richtung jeder Düse 351 liegt in einer strudelbildenden Richtung um die zentrale Öffnung 349.
  • Luft wird als primäres Kühlmittel von der Öffnung 349 in die Düsen 349 und den inneren Zylinder 331 eingespritzt, um eine adiabatische Ausdehnung davon hervorzurufen. Die adiabatische Ausdehnung lässt die eingespritzte Luft die umgebende Wärme absorbieren. Die Luft wird in einer strudelbildenden Richtung eingespritzt, während sie Wärme absorbiert, wodurch sie die optische Faser 303 kühlt. Die Düsen 351 sind mit dem Anschluss 353 verbunden, der an einem äußeren Umfangsteil des Basisteils 347 gebildet ist, und sind ferner mit der Ladeöffnung 355 des primären Kühlmittels verbunden.
  • Der innere Durchmesser der Öffnung 349, die mit dem inneren Zylinder 331 an dem Basisteil verbunden ist, beträgt beispielsweise 4 mm und der innere Durchmesser des inneren Zylinders 331 an dem Spitzenteil 337 beträgt beispielsweise 5 mm. Falls daher der äußere Durchmesser der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser 303 3,6 mm beträgt, wird der Spalt zwischen der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser 303 und dem inneren Zylinder 381 oder dem Loch 349 größer an dem Spitzenteil 337 als an dem Basisteil, so dass das eingespritzte, primäre Kühlmittel von dem Spitzenloch 357 an dem Spitzenteil 337 ausgestoßen wird.
  • Da die an der Spitzenöffnung 357 ausgestoßene Luft eine hohe Geschwindigkeit besitzt, wird die optische Faser 303 durch den dynamischen Druck der Luft in eine Position im Zentrum des inneren Zylinders 331' geschoben. Als Ergebnis wird die optische Faser 303 sanft ohne Kontaktwiderstand gegenüber dem inneren Zylinder 331' gefördert. Die Luft strömt bei einer niedrigen Rate, so dass die ausgestoßene Luft sich verflüchtigt und den Strahl 313 heißen Metalls nicht kühlt (18).
  • Andererseits wird die Luft als sekundäres Kühlmittel von der Luftladeöffnung 348 geladen. Eine Öffnung 359 ist neben der Ladeöffnung 348 gebildet, um die geladene Luft sich adiabatisch ausdehnen zu lassen, um Wärme von der umgebenden Atmosphäre zu absorbieren. Dann passiert die Luft durch den mittleren Zylinder 333 und erreicht den Spitzenteil 337, ohne die Temperatur signifikant zu erhöhen. An dem Spitzenteil 337 dreht die Luft die Strömungsrichtung um 180 Grad, passiert durch den äußeren Zylinder 335, um die Kühlwirkung hervorzurufen, dann tritt die Luft aus der Ausstoßöffnung 350 aus.
  • Wie oben beschrieben, kühlt gemäß der Ausführungsform die Luft als primäres Kühlmittel die optische Faser 303 in dem inneren Zylinder 331, und die Luft als sekundäres Kühlmittel kühlt den mittleren Zylinder 333 und den äußeren Zylinder 335. Durch das getrennte Kühlen wird die Kühlfunktion weiter verbessert.
  • Das getrennte Kühlen für die optische Faser 303 und für die Spitzenführung stellt eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit des primären Kühlmittels sicher, um die optische Faser 303 zu kühlen, während die Strömungsrate davon niedrig gehalten wird. Das Niedrighalten der Strömungsrate vermeidet den Nachteil des Kühlens des Strahls 313 heißen Metalls. Zusätzlich sorgt das Sicherstellen einer ausreichenden Strömungsgeschwindigkeit für eine zufriedenstellende Kühlwirkung durch adiabatische Ausdehnung.
  • Da das sekundäre Kühlmittel zu dem mittleren Zylinder 333 eingeführt wird, erreicht das Kühlmittel den Spitzenteil 337, bevor seine Temperatur signifikant ansteigt. Als Ergebnis daraus wird der Wärmetausch an dem Spitzenteil 337 positiv durchgeführt, wodurch die Kühlwirkung als Ganzes verbessert wird.
  • Dementsprechend wird gemäß der Ausführungsform eine ausreichende Kühlwirkung erzielt, und ein wie in 17 gezeigtes, ausgezeichnetes Versuchsergebnis wurde erzielt. Das heißt, bei einer herkömmlichen Spitzenführung zeigte eine Beobachtung nahe des Strahls heißen Metalls für eine Dauer von 20 Minuten, dass die Temperatur der geförderten optischen Faser 303 ein Grenzniveau von 100°C erreichte, so dass die Spitzenführung für etwa 10 Minuten zum Kühlen zurückgezogen werden musste.
  • Durch Wiederholen des Mess- und Zurückziehzyklus konnte das herkömmliche Verfahren nur eine intermittierende Temperaturmessung bereitstellen. Im Gegensatz hierzu unterdrückt gemäß der Ausführungsform die ausreichende Kühlwirkung den Temperaturanstieg der optischen Faser 303 auf nur etwa 70°C, wodurch eine kontinuierliche Temperaturmessung ermöglicht wird. Da der Spitzenteil 337 der Führungseinheit 319 für eine optische Faser von dem Körperteil lösbar ist, kann er zu jeder Zeit ersetzt werden. Daher, falls der innere Zylinder 331' durch Adhesion und Wachstum heißer Metallpartikel verstopft ist, muss nur der Spitzenteil 337 ersetzt werden, während die anderen Teile erneut genutzt werden.
  • Die oben beschriebene Ausführungsform verwendet Luft als Kühlmittel. Luft ist ein vorteilhaftes Kühlmittel, das zu geringen Kosten verfügbar ist. Dennoch können Stickstoff und Argon als Kühlmittel eingesetzt werden. Falls ein Gas wie Luft verwendet wird, beträgt ein bevorzugter Druck des Gases 5 kgf/cm2 oder mehr, um eine Kühlwirkung unter Einsatz der adiabatischen Ausdehnung des Gases zu erzielen.
  • Wie oben beschrieben, kühlt gemäß der Erfindung das primäre Kühlmittel den inneren Zylinder, durch welchen die optische Faser passiert, und das sekundäre Kühlmittel kühlt den mittleren Zylinder und den äußeren Zylinder. Das heißt, die optische Faser und die Spitzenführung werden getrennt gekühlt. Der Aufbau verbessert die Kühlfunktion. Das primäre Kühlmittel wird durch Düsen eingespritzt, um sich adiabatisch auszudehnen, welche adiabatische Ausdehnung Wärme von der umgebenden Atmosphäre absorbiert, um die Kühleffizienz zu erhöhen.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 5
  • Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung ist in 19 bis 23 veranschaulicht.
  • Eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls, die eine Spitzenpositioniereinheit 419 für eine optische Faser verwendet, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 23 beschrieben. Die Spitzenpositioniereinheit 419 für eine optische Faser muss nicht notwendigerweise die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 403 positionieren, und kann derart sein, um eine einfache optische Faser zu führen, die nicht mit einem Metallrohr umhüllt ist.
  • In der Ausführungsform wird allerdings eine mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 403 eingesetzt, um zu verhindern, dass die optische Faser von dem Strahl ausgestoßen oder durch den dynamischen Druck des Strahls 413 des heißen Metalls gebrochen wird, da die Ausführungsform nach einer Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls strebt, um die Temperatur innerhalb des Strahls 413 heißen Metalls zu messen.
  • Die mit einem Metall umhüllte optische Faser 403 ist um den Spulenkörper 401 gewickelt. Der Anfangsteil der optischen Faser 403, oder das hintere Ende der optischen Faser 403, ist mit einem Foto-/Stromwandler verbunden, der das Strahlungsthermometer strukturiert, welches auf der Außenseite des Spulenkörpers 401 angebracht ist. Der aus dem Licht durch den Foto-/Stromwandler umgewandelte Strom wird über einen nahe der Drehwelle des Spulenkörpers 401 montierten Drehverbinder abgenommen. Die optische Faser ist ferner mit dem Strahlungsthermometer verbunden.
  • Der Basisleiter der optischen Faser 403 ist aus Quarzglas mit einem Durchmesser von 50 μm hergestellt und ist mit einem Rohr aus rostfreiem Stahl umhüllt, das einen Außendurchmesser von 3,2 mm und eine Dicke von 0,2 mm besitzt. Das abgewickelte Ende der optischen Faser 403 wird durch die Druckrolle 421 gedrückt, um die abgewickelte Position konstant aufrecht zu erhalten. Die abgewickelte optische Faser 403 wird entlang der Zufuhrpassage 423 gefördert.
  • Die Zufuhrpassage 423 umfasst einen geraden Teil 425 und einen gebogenen Teil 427. Der gerade Teil 425 umfasst ein Führungsrohr aus rostfreiem Stahl. Der gebogene Teil 427 ist durch ein flexibles Führungsrohr für eine optische Faser gebildet. Durch Kombinieren des geraden Teils 425 und des gebogenen Teils 427 kann eine Zufuhrpassage 423 in einer beliebigen Form entworfen werden.
  • Es gibt einen Zufuhrmechanismus 409 mit Transportrollen 407 an der Spitze der Zufuhrpassage 423, wo die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser 403 zwischen den Transportrollen 407 gegriffen wird, und die optische Faser 403 wird bei einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Rotation eines Motors gefördert.
  • Die von den Transportrollen 407 geförderte optische Faser 403 wird zu der Spitzenführung 429 geschickt. Die Spitzenführung 429 ist an der Führungsbasis 430 montiert und ist um den Lagerpunkt 431 drehbar, welche Spitzenführung 429 durch die Antriebseinheit 433 gedreht wird, um eine Schwingbewegung durchzuführen. Die Schwingbewegung stellt ein präzises Fördern der Spitze der optischen Faser 403 in den Strahl 413 des heißen Metalls sicher.
  • Das nachfolgende ist die Beschreibung der Spitzenpositioniereinheit 419 für eine optische Faser zum genauen Positionieren der Spitze der optischen Faser 403 in das heiße Metall 413 unter Einsatz der Führungsantriebseinheit 433 zum Antreiben der Spitzenführung 429.
  • Eine Rinnenabdeckung 437 wird auf die Rinne 435 aufgebracht, welche den Strahl 413 heißen Metalls empfängt. Durch das an der Rinnenabdeckung 437 geöffnete Fenster 439 wird die Spitzenführung 423, welche die optische Faser 403 führt, eingeführt. Die Rinnenabdeckung 437 besitzt ebenso ein Fenster 443, durch welches das Laserlicht 440, das durch die Laserabstandsmessvorrichtung 441 oszilliert wird, zum Bestimmen des Abstandes passiert, welche Laserabstandsmessvorrichtung 441 nachfolgend beschrieben wird.
  • Die Spitzenführung 429 und die Laserabstandsmessvorrichtung 441 sind an einem Schlitten 445 montiert. Der Schlitten 445 besitzt Räder 449, die durch einen Fahrzeugantriebsmotor 447 rotiert werden, um eine Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs gegenüber dem heißen Metall 413 zu veranlassen. Der Laserabstandmesser 441 ist an der Laserbasis 451 montiert. Die Laserbasis 451 ist auf frei drehbare Weise um das Drehzentrum 453 gelagert, welche Laserbasis 451 frei durch die Laserantriebseinheit 455 gedreht wird, die einen elektrischen Zylinder aufweist.
  • Die Laserabstandsmessvorrichtung 441 sendet die beobachteten Abstandsdaten zu einer Abstandsdatenverarbeitungseinheit 457. Die Abstandsdatenverarbeitungseinheit 457 bereitet die Abstandsverteilungsdaten basierend auf den bei der Rotation der Laserabstandsmessvorrichtung 441 erhaltenen Abstandsdaten vor, um die Richtung der Messung zu verändern. 20 zeigt die Verteilung beobachteter Abstandsdaten von der Oberfläche des Strahls heißen Metalls, bestimmt durch eine Laserabstandsmessvorrichtung. Aus den vorbereiteten Verteilungsdaten wird die Mittenposition des Strahls 413 heißen Metalls berechnet. Die Mittenposition bedeutet die Mittenposition auf einer rechtwinkligen Querschnittsebene des Strahls heißen Metalls, bestimmt unter Berücksichtigung der Richtung und Position der Rotation der Laserabstandsmessvorrichtung 441 und ferner des Abstands von der Laserabstandsmessvorrichtung 441 und des Strahls heißen Metalls.
  • Aus den Verteilungsdaten wird auch der Abstand von der Oberfläche des Strahls 413 heißen Metalls in der Mittenposition berechnet. Durch Addieren des Radius des Strahls 413 heißen Metalls zu dem berechneten Abstand zu der Oberfläche wird der genaue Abstand zu dem Zentrum des Strahls 413 heißen Metalls bestimmt. Der Durchmesser des Strahls 413 heißen Metalls ist aus den Verteilungsdaten verfügbar. Die Laserantriebseinheit 455 rotiert die Laserabstandsmessvorrichtung 441 intermittierend, um Daten in jeder intermittierenden Bewegung zu erlangen, und berechnet die Mittenposition des Strahls 413 heißen Metalls und den Abstand von der Mittenposition.
  • Durch das oben beschriebene Verfahren kann die optische Faser 403 zu jeder Zeit zu einer bestimmten Position auf einer Querschnittsebene des Strahls heißen Metalls 413 zugeführt werden. Die bestimmte Position ist in 21 gezeigt. Das heißt, die Fläche und Position des Querschnitts des Strahls 413 heißen Metalls unterscheiden sich während der frühen Phasen des Abstechens von denjenigen während den späten Phasen des Abstechens. Beispielsweise beträgt der Durchmesser des Strahls 413 heißen Metalls etwa 50 mm während der frühen Phase und etwa 150 mm während der späten Phase. Allerdings kennzeichnen die Informationen über die Mittenposition des Strahls 413 heißen Metalls und den Abstand von der Mittenposition die Position zum Zuführen der optischen Faser 403 in einer Querschnittsform (nahezu kreisförmig) des Strahls heißen Metalls.
  • Basierend auf der so berechneten Mittenposition und dem so berechneten Abstand erzeugt die Abstandsdatenverarbeitungseinheit 457 ein Steuersignal zu den Steuereinheiten 459, 461. Dann erzeugen die Steuereinheiten 459, 461 ein Antriebssignal zu dem Fahrzeugantriebsmotor 447 und der Spitzenführungseinheit 433. Die Wellenlänge des in der Laserabstandsmessvorrichtung 441 verwendeten Laserlichts unterscheidet sich von der durch den Strahl 413 heißen Metalls erzeugten Wellenlänge. Der Fahrzeugantriebsmotor 447 und die Spitzenführungsantriebseinheit 433 bilden die Führungsantriebseinheit zum Antreiben der Spitzenführung 429.
  • Dementsprechend wird die optische Faser 403 stets genau zu der Mittenposition der Querschnittsform (nahezu kreisförmig) des Strahls 413 heißen Metalls zugeführt, selbst in einem Zustand, dass die Fläche und Position des Querschnitts des Strahls 413 heißen Metalls mit der Zeit variieren.
  • Mit der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Arbeit zum Einstellen der Position zum Zuführen der optischen Faser 403 in den Strahl 413 heißen Metalls automatisch durchgeführt unter Einsatz der Laserabstandmessvorrichtung 441, ohne eine visuelle Beobachtung durch die Bedienperson einzusetzen. Da die Einstellung zu jeder Zeit durchgeführt werden kann, antwortet die Einstellarbeit stets auf eine Veränderung des Strahls 413 heißen Metalls mit der Zeit, wodurch eine kontinuierliche Temperaturmessung des Strahls 413 heißen Metalls ermöglicht wird, was wiederum die Genauigkeit der Temperaturmessung erhöht.
  • Das heißt, wie in 22 gezeigt, die Positionseinstellung wird herkömmlich (vor der Verbesserung) durch einen manuellen Betrieb basierend auf der visuellen Beobachtung durch die Bedienperson durchgeführt, und die bestimmte Temperatur gab eine Streuung im Bereich von +3°C bis –10°C während eines einzelnen Zyklus einer Temperaturmessung. Gemäß der Ausführungsform wird allerdings eine automatische Bestimmung des Abstands und Einsatz der Laserabstandsmessvorrichtung 441 anstelle der visuellen Beobachtung durchgeführt, die Positionseinstellung der optischen Faser 403 wird automatisch durchgeführt, so dass die Streuung auf einen Bereich von näherungsweise ± 1°C verengt wird.
  • Die oben beschriebene Ausführungsform verwendet die Spitzenführungsantriebseinheit 433 und die Laserantriebseinheit 455 als elektrische Antriebszylinder. Dennoch kann in einer anderen Ausführungsform eine andere Art von Antriebsleistungsquelle verwendet werden.
  • Der Antrieb der Laserabstandmessvorrichtung 441 kann hauptsächlich nur Drehbewegung (Schwingen) sein, oder kann eine Bewegung sein, die durch Kombinieren einer Drehbewegung und einer Vorwärts-/Rückwärtsbewegung (Gleiten) des Schlittens 445 erzeugt ist. Eine bevorzugte Richtung des Betreibens und Übertragens ist ein rechter Winkel gegenüber dem Strahl 413 heißen Metalls. Auf ähnliche Weise kann der Antrieb der Spitzenführung 429 eine durch den elektrischen Zylinder als Spitzenführungsantriebseinheit 433 erzeugte Drehbewegung sein, oder sie kann eine kombinierte Bewegung der Rotation und der Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 433 sein. Ferner kann eine andere Antriebsstruktur angewendet werden, die beispielsweise eine Spitzenführung 429 aufweist, von der ein Teil durch sich frei vorwärts/rückwärts bewegende Trageinheiten gebildet ist, wodurch ein Antrieb davon mittels einer Vorwärts-/Rückwärtsbewegung erzielt wird.
  • Wie oben beschrieben gibt es gemäß der Spitzenpositioniereinheit für eine optische Faser gemäß der Ausführungsform keine Notwendigkeit einer visuellen Beobachtung, um die Veränderung des Durchmessers und der Mittenposition des Strahls geschmolzenem Metalls durch die Bedienperson zu überwachen. Dementsprechend muss die Bedienperson nicht nahe des Strahls geschmolzenen Metalls leiden, um diesen visuell zu beobachten, was für die Bedienperson sicher ist. Zusätzlich gibt es keine Notwendigkeit ein ITV oder eine andere Vorrichtung zur Fernüberwachung zu installieren. Ferner werden die Mittenposition des Strahls geschmolzenen Metalls und der Abstand von dem Strahl geschmolzenen Metalls genau durch den Laserabstandsmesser bestimmt. Die so erhaltene Mittenposition und der so erhaltene Abstand ermöglichen es, die Zufuhrposition der optischen Faser einzustellen, so dass die Genauigkeit der Temperaturmessung ansteigt.
  • HAUSAUSFÜHRUNGSFORM 6
  • Das nachfolgende ist eine Beschreibung der Hauptausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 24 und 25.
  • Ausführungsform 6 stellt eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls mit einer Umwalzeinheit 526 für eine optische Faser bereit. Die Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls ist ausgestattet mit einem Spulenkörper 501, um den eine optische Faser 503 gewickelt ist, die mit einem Strahlungsthermometer verbunden ist, einer Zufuhrpassage 533, welche die optische Faser fördert, einer Gleitführung 539, welche die von der Zufuhrpassage geschickte optische Faser führt, und einem Förderer 545, welcher die optische Faser in das geschmolzene Metall fördert.
  • Der Umwälzer 526 für die optische Faser ist mit einer Umwalzeinheit für eine optische Faser ausgestattet, welche die optische Faser zeitweise speichert und die optische Faser erneut durch die Zufuhrpassage fördert. Ein Foto-/Stromwandler, der das Strahlungsthermometer strukturiert, ist auf der außenseitigen Fläche des Spulenkörpers 501 montiert, um welche die optische Faser 503 gewickelt ist. Das hintere Ende der gewickelten optischen Faser 503 ist mit dem Foto-/Stromwandler verbunden.
  • Strom, der aus Licht durch den Foto-/Stromumwandler umgewandelt worden ist, wird dann über eine Drehverbindung abgenommen, die nahe der Drehwelle des Spulenkörpers 501 montiert ist. Eine Einheit oder andere Vorrichtungen sind eingebaut, um die Temperatur basierend auf dem abgenommenen Strom zu bestimmen und die Veränderung der beobachteten Temperatur aufzuzeichnen.
  • Der Spulenkörper 501 besitzt eine Bremse 521, um eine ungleichmäßige Bewegung der optischen Faser 502 während deren Abwickelns zu verhindern. Eine Messrolle 523 ist stromabwärts (oder auf der Seite des Aussendens) des Spulenkörpers an der Passage der optischen Faser 503 gelegen.
  • Die Messrolle 523 erfasst den Verbrauch an optischer Faser 503 zum Bestimmen des Temperaturfehlers infolge einer Veränderung der Länge der optischen Faser 503, die um den Spulenkörper 501 gewickelt ist (die optische Faser 503 wird bei jedem Zyklus des Zuführens in den Strahl 513 geschmolzenen Metalls oder das geschmolzene Metallverbrauch). Die Messrolle 523 gibt ebenso das Timing zum Ersetzen des Spulenkörpers 501 an, wenn sich der Verbrauch einer vorbestimmten Grenze nähert.
  • Transportrollen 525 sind weiter stromabwärts der Messrolle 523 gelegen. Die Transportrollen 525 werden intermittierend betätigt, um eine bestimmte Länge der optischen Faser zu fördern, die für einen einzelnen Temperaturmesszyklus erforderlich ist. Die Transportrollen 525 fördern die optische Faser 503 zu dem Riemenförderer 545, der nachfolgend beschrieben wird, durch Einführen der optischen Faser 503 nach dem Ersetzen durch einen neuen Spulenkörper 501.
  • Die Umwalzeinheit 526 für die optische Faser ist stromabwärts der Transportrollen 525 gelegen. Das heißt, es gibt einen Umwalzkörper 527 in einer Form eines kreisförmigen Bogens zum vorübergehenden Speichern der optischen Faser 503 und eine Umwalzantriebseinheit 529 zum Ausdehnen/Zusammenziehen des Umwalzkörpers 527. Die Umwalzantriebseinheit 529 umfasst beispielsweise einen Luftzylinder, um Zug auf die optische Faser 503 aufzubringen, die um den Umwalzkörper 527 gewickelt ist, und um ein Fehlleiten der optischen Faser 503 infolge eines Durchhanges zu verhindern. Der Umwalzkörper 527 wird durch den Umwalzschieber 531 in einer Richtung der Ausdehnung/des Zusammenziehens geführt. Der Umwalzschieber 531 umfasst Rollen, wie in der Figur zu sehen ist.
  • Stromabwärts der Umwalzeinheit 526 für die optische Faser liegt die Zufuhrpassage 533, welche die von der Umwalzeinheit 526 für die optische Faser zugeführte optische Faser 503 empfängt. Die Zufuhrpassage 533 umfasst einen geraden Teil 535 und einen gebogenen Teil 537. Der gerade Teil 535 ist durch ein Führungsrohr aus rostfreiem Stahl gebildet.
  • Der gebogene Teil 537 ist aus einem flexiblen Führungsrohr für eine optische Faser unter Einsatz einer Schraubenfeder hergestellt. Durch Kombinieren des geraden Teils 535 und des gebogenen Teils 537 kann eine beliebige Form der Zufuhrpassage 533 entworfen werden.
  • Der Riemenförderer 545 fördert die optische Faser 503, die in dem Umwalzkörper 527 gespeichert war. Der Riemenförderer 545 setzt bevorzugt ein Paar von Endlosriemen 547 ein. Die Endlosriemen 547 werden durch die Antriebsrollen 549 und die angetriebenen Rollen 551 betrieben.
  • Die optische Faser 503 ist zwischen dem Paar von Endlosriemen 547 eingelegt, um die optische Faser unter ausreichender Reibkraft zu fördern. Die von dem Riemenförderer 545 zugeführte optische Faser 503 passiert durch den gebogenen Teil 537 und tritt in die Spitzenführung 550 ein. Die Spitzenführung 550 ist um den Lagerpunkt 553 drehbar und wird durch die Antriebseinheit 555 gedreht, um eine Schwingbewegung durchzuführen.
  • Die Schwingbewegung fördert die Spitze der optischen faser 503 korrekt in den Strahl 513 heißen Metalls oder das geschmolzene Metall. Der Riemenförderer 545, die Spitzenführung 550, der Lagerpunkt 553 und die Antriebseinheit 555 sind an dem Schlitten 557 montiert, der durch die Antriebsräder 559 vorwärts/rückwärts bewegbar ist.
  • Die Vorwärts-/Rückwärtsbewegung wird durch die Gleitführung 539 und die Umwalzeinheit 526 für die optische Faser ermöglicht. Das heißt, die Gleitführung 539 besitzt eine Doppelrohrstruktur, wobei die Doppelrohre 541, 543 einen geraden Teil 535 bilden, wobei sie für einen langen Abstand entlang der Axialrichtung übereinander gelegt sind. Mit diesem Aufbau wird der festen Zufuhrpassage 533 ermöglicht, sich auszudehnen/sich zusammenzuziehen, selbst wenn der Schlitten 557 sich vorwärts/rückwärts bewegt. Die Zufuhr der optischen Faser wird durch die Umwalzeinheit 526 eingestellt, welche sich synchron mit der Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Schlittens 557 ausdehnt/zusammenzieht.
  • Die Funktionen der Ausführungsform werden nachfolgend beschrieben.
  • Die Funktionen bestehen aus dem Vorbereitungsschritt zum Speichern der optischen Faser 503 in der Umwalzeinheit 526 für die optische Faser, und dem Zufuhrschritt zum tatsächlichen Zuführen der optischen Faser 503 in den Strahl 513 heißen Metalls als geschmolzenes Metall.
  • In dem Vorbereitungsschritt werden die Transportrollen 525 betrieben, um die optische Faser 503 einzuziehen und den Spulenkörper 501 zum Fördern der optischen Faser 503 um eine bestimmt Länge zu rotieren, die zum Messen der Temperatur erforderlich ist. Gleichzeitig bewegt die Umwalzantriebseinheit 529 den Umwalzkörper 527 in der Figur nach rechts und lässt den Umwalzkörper 527 sich entlang dem Umwalzschlitten 531 bewegen. Die zugeführte optische Faser 503 wird in dem Ausdehnungsteil des Umwalzkörpers 527 gespeichert, um ein Fehlleiten der optischen Faser 503 infolge eines Durchhängens oder anderer Gründe zu verhindern. Nach dem Zuführen der optischen Faser 503 um eine bestimmte Länge, wird die Bremse 521 für den Spulenkörper 501 betätigt, um die Rotation des Spulenkörpers 501 zu stoppen.
  • Die zugeführte optische Faser 503 wird durch Wickeln um den Umwalzkörper 527 gespeichert. Gleichzeitig bewegt die Umwalzantriebseinheit 529 den Umwalzkörper 527 in der Figur nach rechts und lässt den Umwalzkörper 527 sich entlang des Umwalzschlittens 531 bewegen, wodurch ein Fehlleiten der optischen Faser 503 infolge eines Durchhängens oder anderer Gründe verhindert wird. Während des Vorbereitungsschritts ist der Riemenförderer gestoppt, und die optische Faser 503 stromabwärts der Umwalzeinheit 526 für die optische Faser bewegt sich nicht.
  • In dem Zufuhrschritt bewegt die Umwalzantriebseinheit 529 den Umwalzkörper 527 in der Figur nach links in einem Zustand, in welchem der Spulenkörper 501 sich nicht dreht. Somit zieht sich die Umwalzeinheit 526 für die optische Faser zusammen. Gleichzeitig fördert der Riemenförderer 545 die optische Faser 503 in den Strahl 513 heißen Metalls bei einer bestimmten Geschwindigkeit. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die optische Faser 503 stromaufwärts der Umwalzeinheit 529 nicht, und der Spulenkörper 501 dreht sich nicht.
  • In dem Zufuhrschritt, während des Förderns der optischen Faser 526, die in der Umwalzeinheit 526 für die optische Faser gespeichert worden war, in den Strahl 513 heißen Metalls um eine bestimmte Länge der Faser, tritt das von dem Strahl heißen Metalls ausgestrahlte Wärmestrahlungslicht in die Spitze der optischen Faser 503 ein und passiert durch die optische Faser 503, um ein Strahlungsthermometer zu erreichen.
  • Das angekommene Licht wird in Strom durch die Foto-/Stromwandler des Strahlungsthermometers umgewandelt. Der Strom wird über eine Drehverbindung des Spulenkörpers 501 abgenommen. Basierend auf dem Strom wird die Temperatur des Strahls 513 heißen Metalls bestimmt und aufgezeichnet.
  • Wie oben beschrieben, dreht sich der Spulenkörper 501 während der Messung der Temperatur in dem Strahl 513 heißen Metalls nicht. Daher wird ein negativer Einfluss der Zentrifugalkraft und Vibration, die durch die Rotation des Spulenkörpers 501 verursacht werden, auf die Funktion des Foto-/Stromwandlers verhindert, welcher Einfluss im Stand der Technik auftritt. Zusätzlich wird das Problem der Geräuscherzeugung an der Drehverbindung infolge der Rotation des Spulenkörpers 501 während der Temperaturmessung ebenso gelöst.
  • 25 zeigt ein Ergebnis von Versuchen. Die Versuche wählten den Spitzenwert veränderlicher Temperatursignale als Temperatur des heißen Metalls aus. Während der Versuche wurde die Temperaturmessung für eine kontinuierliche Dauer von 10 Minuten durchgeführt, obwohl in einem gewerblichen Vorgang zum Messen der Temperatur nur wenige Sekunden verfügbar sind. Die maximale und minimale Streuung der beobachteten Spitzenwerte der Temperatursignale während einer Beobachtungsdauer von 10 Minuten betrug etwa 3°C ( 25(a)), wenn die Messung bei einer Drehung des Spulenkörpers 501 wie im Stand der Technik durchgeführt wurde, und wurde auf etwa 1°C vermindert (25(B)), wenn die Messung durch Stoppen der Drehung des Spulenkörpers 501 durchgeführt wurde.
  • Dementsprechend kann die Temperaturmessung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, während die optische Faser in das geschmolzene Metall zugeführt wird, ohne den Spulenkörper zu drehen. Daher dreht sich der Spulenkörper in einem Zustand, in welchem das Wärmestrahlungslicht in einen Strom während des Temperaturmessvorganges umgewandelt wird, nicht. Als Ergebnis übertragen die Zentrifugalkraft und die Vibration, welche durch die Rotation des Spulenkörpers hervorgerufen sind, sich nicht auf den Foto-/Stromwandler, und des tritt kein negativer Einfluss auf. Zusätzlich entsteht an der Drehverbindung kein durch die Rotation des Spulenkörpers verursachtes Geräusch. Dementsprechend wird ein negativer Einfluss der Zentrifugalkraft und Vibration und ein Auftreten von Geräusch verhindert, wodurch die Genauigkeit der Temperaturmessung verbessert wird.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 7
  • Ausführungsform 7 stellt ein Verfahren zum Messen der Temperatur heißen Metalls an dem Stichloch unter Einsatz eines verbrauchenden Thermometers (consuming thermometer) einer mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser, wobei die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser, die mit einem Strahlungsthermometer verbunden ist, in einen aus einem Metall hergestellten äußeren Zylinder eingefügt wird, und wobei die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser in das heiße Metall bei einer bestimmten Zufuhrgeschwindigkeit eingetaucht wird.
  • Das Strahlungsthermometer ist ein herkömmlich als Thermometer für eine optische Faser verwendetes, um die Temperatur basierend auf der Lichtenergie und der Lichtwellenlängenverteilung zu bestimmen, die von der optischen Faser ausgesandt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die optische Faser mit einem Metallrohr umhüllt, wobei die optische Faser mit dem Metallrohr dann in einen metallischen, äußeren Zylinder eingefügt wird, der einen bestimmten Außendurchmesser und Innendurchmesser besitzt.
  • Die in den äußeren Zylinder eingefügte optische Faser wird in das geschmolzene Metall zugeführt, ohne von dem Strahl geschmolzenen Metalls ausgestoßen zu werden. Wenn eine gewisse Länge der optischen Faser in das geschmolzene Metall zugeführt ist, schmelzen der äußere Zylinder und das Metallrohr an der optischen Faser aus. Wenn sie schmelzen bricht der Strahl geschmolzenen Metalls den Basisleiter der optischen Faser (wie Quarzglas), und das gebrochene Ende wird die Spitze der optischen Faser. Das Licht der von dem geschmolzenen Metall in der Nähe des Spitzenteils kommenden Wärmestrahlung tritt in die optische Faser von dem Spitzenteil herein und erreicht das Strahlungsthermometer, wo die Temperaturbestimmung durch durchgeführt wird.
  • 28 zeigt eine Modellzeichnung des Zustands, in welchem das Thermometer der mit dem Metallrohr umhüllten optischen Faser in das Stichloch eingetaucht ist, von welchem das heiße Metall austritt. Bezugszeichen 601 ist der Strahl des heißen Metalls an dem Stichloch, Bezugszeichen 602 ist der Spitzenteil der optischen Faser. Wenn die mit dem Metallrohr umhüllte optische Faser vertikal bei einer Geschwindigkeit von V2 in das heiße Metall gefördert wird, das bei einer Geschwindigkeit V1 strömt, verzieht sich die optische Faser infolge der durch den Strom heißen Metalls aufgebrachten Kraft, und die Spitze der optischen Faser entfernt sich von dem heißen Metall um einen Abstand x. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Spitze der optischen Faser zu schwingen, was eine stabile Temperaturmessung stört. Um die Spitze der optischen Faser stabil in den Strom heißen Metalls einzutauchen, muss der Wert von x Null oder negativ sein.
  • Andererseits ist die Beziehung zwischen dem linearen Abstand x zwischen dem heißen Metall und der Spitze der optischen Faser und der Zufuhrgeschwindigkeit V2 der optischen Faser durch 30 ausgedrückt. Die Geschwindigkeit bei x = 0 ist die minimale Zufuhrgeschwindigkeit, die zum stabilen Eintauchen der Spitze der optischen Faser in das heiße Metall erforderlich ist. Die minimale Zufuhrgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, um den Strom des heißen Metalls zu überwinden. Wenn das Flächenträgheitsmoment der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser groß wird, wechselt die minimale Zufuhrgeschwindigkeit auf die abnehmende Seite bzw. die linke Seite der Figur.
  • Dementsprechend besteht ein wirksamer Weg, um den Wert von x auf Null oder einen negativen Wert einzustellen, darin, die Zufuhrgeschwindigkeit V2 der optischen Faser zu erhöhen, das Flächenträgheitsmoment I der optischen Faser einschließlich des äußeren Zylinders zu erhöhen (I = π(D4 – d4)/64, wobei D der Außendurchmesser des äußeren Zylinders und d der Innendurchmesser des inneren Zylinders ist), oder diese zwei Maßnahmen zu kombinieren. Das Flächenträgheitsmoment I steigt an, wenn der Zylinderaußendurchmesser ansteigt, wie es die Definitionsgleichung angibt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Flächenträgheitsmoment durch Einfügen des Thermometers der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser ferner in einen metallischen äußeren Zylinder erhöht, der einen bestimmten Durchmesser besitzt, und die optische Faser wird zusammen mit dem äußeren Zylinder in den Strom heißen Metalls bei einer bestimmten Zufuhrgeschwindigkeit eingetaucht. Der Durchmesser des äußeren Zylinders und die Zufuhrgeschwindigkeit hängen von den Bedingungen wie der Abstechrate der jeweiligen Hochöfen ab. Daher wird ein optimaler Zustand experimentell ausgewählt.
  • Das nachfolgende sind die Ergebnisse einer Messung an einem Stichloch eines Hochofens.
  • 26 zeigt eine schematische Zeichnung einer für das Verfahren zum Messen gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzten Vorrichtung. Bezugszeichen 601 ist der Strahl heißen Metalls an dem Stichloch, Bezugszeichen 602 ist die Spitze der in den äußeren Zylinder eingefügten optischen Faser, Bezugszeichen 603 ist die Messrolle, Bezugszeichen 604 ist die Hubeinheit, Bezugszeichen 605 ist die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser, die in den äußeren Zylinder eingefügt ist, und Bezugszeichen 606 ist das Stichloch.
  • Das Strahlungsthermometer ist ein herkömmliches Thermometer für eine optische Faser. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die optische Faser mit einem Metallrohr umhüllt, wobei die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser ferner in einen metallischen äußeren Zylinder eingefügt ist, der einen bestimmten Außendurchmesser und Innendurchmesser besitzt. Das Material für den äußeren Zylinder ist nicht besonders begrenzt, solange es den erforderlichen Wert für das Flächenträgheitsmoment I erfüllt. Ein bevorzugtes Material für den äußeren Zylinder ist beispielsweise SUS 304. Gemäß der Ausführungsform beträgt der erforderliche Wert von I 530 mm4 oder weniger, da falls ein äußerer Zylinder mit einem großen Durchmesser in den Strom heißen Metalls eingetaucht wird, das heiße Metall sich in die umgebende Atmosphäre zerstreut.
  • Das Thermometer für die optische Faser, das in einen äußeren Zylinder eingefügt wird, wird bei einer bestimmten Geschwindigkeit unter Einsatz der Hubeinheit 604, die durch pneumatischen Druck angetrieben wird, und unter Einsatz des Zufuhrmechanismus der Messrolle 603 gefördert. Die Zufuhrgeschwindigkeit besitzt eine obere Grenze von 600 mm/sec.
  • 27 zeigt ein Ergebnis einer Temperaturmessung unter der Bedingung, dass das optische Faserthermometer in das austretende heiße Metall an dem Stichloch bei einer Zufuhrgeschwindigkeit von 400 mm/sec. eingetaucht wurde. Die vertikale Achse des Diagramms ist die beobachtete Temperatur, und die horizontale Achse ist die Messzeit. 27(A) zeigt Vergleichsdaten der Temperaturmessung, wenn die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser in den Strom heißen Metalls eingetaucht wird, ohne diese in einen äußeren Zylinder einzufügen. Die beobachteten Temperaturen zeigten eine Streuung von ± 3°C. 27(B) zeigt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, welches die Temperaturmessung unter den Bedingungen angibt, dass ein Thermometer einer mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser in einen aus SUS 304 hergestellten, äußeren Zylinder mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 5 mm (I = 170) eingefügt war. Die gemessenen Temperaturen ergaben eine Genauigkeit von ± 1°C, was ein stabiler Messzustand ist.
  • 29 zeigt eine bestimmte, minimale Zufuhrgeschwindigkeit, die eine Streuung von ± 1°C der beobachteten Temperaturen unter Einsatz von drei Arten äußerer Zylinder ergibt, die jeweils ein Flächenträgheitsmoment von 170, 260 bzw. 530 mm4 besitzen. Die vertikale Achse zeigt das Flächenträgheitsmoment I und die horizontale Achse ist die Zufuhrgeschwindigkeit der optischen Faser V2 . Die Figur zeigt einen vorteilhaften Zustand von I und V2 in der Ausführungsform durch den gestrichelten Bereich an. Das heißt, I liegt in einem Bereich von 170 bis 530 mm4, und V2 liegt in einem Bereich von 300 bis 600 mm/sec. Innerhalb des gestrichelten Bereichs bleibt die Streuung der gemessenen Temperaturen innerhalb ± 1°C, um eine hohe Genauigkeit und stabile Temperaturmessung sicherzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein kontinuierliches Messen der Temperaturen heißen Metalls an einem Stichloch in einem stabilen Zustand mit hoher Genauigkeit. Dementsprechend verwirklicht die vorliegende Erfindung ein promptes und genaues Erfassen des Wärmeniveaus in einem Hochofen und ist ferner nützlich für einen effizienten Hochofenbetrieb mit einer Verminderung der Rohmaterialkosten und einer vollständig unbemannten und gänzlich automatischen Temperaturmessung.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Messen der Temperatur geschmolzenen Metalls, umfassend: (a) ein Strahlungsthermometer; (b) eine mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser (503), die mit dem Strahlungsthermometer verbunden ist; (c) einen Spulenkörper (501), auf welchen die mit einem Metallrohr umhüllte optische Faser (503) aufgewickelt ist; (d) eine Speichereinrichtung (526) zum temporären Speichern der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser (503), die von dem Spulenkörper (501) geschickt ist; (e) eine Zufuhreinrichtung (533, 545) zum Zuführen der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser (503) von der Speichereinrichtung (526) in das geschmolzene Metall bei einer spezifischen Geschwindigkeit; (f) ein Führungseinrichtung (539) zum Führen der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser (503), wobei die Führungseinrichtung (539) einen Spitzenteil (550) besitzt und die geführte optische Faser (503) in das geschmolzene Metall durch den Spitzenteil (550) der Führungseinrichtung (539) eingeführt ist; dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: (g) eine Übertragungseinrichtung (555, 557) zum Bewegen des Spitzenteils (550) der Führungseinrichtung (539) in eine Position zum Messen der Temperatur des geschmolzenen Metalls, wobei die Übertragungseinrichtung (555, 557) an der Führungseinrichtung (539) angebracht ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Zufuhrpassage zwischen dem Spulenkörper und der Zufuhreinrichtung.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die Zufuhrpassage eine Schraubenfeder aufweist, und die Zufuhrpassage besitzt einen geraden Teil und einen gebogenen Teil.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die Schraubenfeder eine innere Schraubenfeder und eine äußere Schraubenfeder, die am äußeren Umfang der inneren Schraubenfeder gelegen ist, aufweist, wobei die innere Schraubenfeder einen geringeren Drahtdurchmesser als derjenige der äußeren Schraubenfeder besitzt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Führungseinrichtung einen gebogenen Teil besitzt, der eine Schraubenfeder aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, worin die Schraubenfeder eine innere Schraubenfeder und eine äußere Schraubenfeder, die am äußeren Umfang der inneren Schraubenfeder gelegen ist, aufweist, wobei die innere Schraubenfeder einen geringeren Drahtdurchmesser als derjenige der äußeren Schraubenfeder besitzt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Zufuhreinrichtung aufweist: ein Paar von Endlosriemen, die aus einem Harz hergestellt sind, wobei das Paar von Endlosriemen parallel angeordnet ist, so dass eine äußere Fläche jedes der Endlosriemen einander berührt; eine Mehrzahl von Quernuten oder von Querrippen, die auf einer äußeren Fläche jedes Endlosriemens gebildet sind; eine Längsnut, die auf einer äußeren Fläche jedes Endlosriemens gebildet ist, wobei die Längsnut die Mehrzahl von Quernuten kreuzt, so dass die Längsnut die optische Faser betätigt; und Rollen zum Antreiben der Endlosriemen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die Zufuhreinrichtung ferner eine Pressvorrichtung zum Pressen des Paars von Endlosriemen miteinander aufweist, so dass die Quernuten und die Querrippen miteinander in Eingriff sind, zur Verbesserung des Eingriffs der optischen Faser und der Endlosriemen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Spitzenteil der Führungseinrichtung aufweist: einen inneren Zylinder zum Hindurchpassieren der optischen Faser; Düsen zum Blasen eines primären Kühlmittels in den inneren Zylinder, um adiabatische Expansion zu induzieren; eine Spitzenöffnung, die einen größeren Durchmesser besitzt als die optische Faser, zum Ausstoßen des primären Kühlmittels; einen mittleren Zylinder und einen äußeren Zylinder, die konzentrisch an dem äußeren Umfang des inneren Zylinders angeordnet sind; und eine Ladeöffnung zum Laden eines Kühlmittels in einen Raum zwischen dem inneren Zylinder und dem mittleren Zylinder und einen Raum zwischen dem mittleren Zylinder und dem äußeren Zylinder, und eine Ausstoßöffnung zum Ausstoßen des Kühlmittels.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Übertragungseinrichtung zum Bewegen des Spitzenteils der Führungseinrichtung in eine Position zum Messen der Temperatur aufweist: eine Führungsantriebsvorrichtung zum Antreiben des Spitzenteils; eine Laserabstandsmessvorrichtung zum Messen eines Abstands von dem Strahl geschmolzenen Metalls; eine Laserantriebsvorrichtung zum Antreiben der Laserabstandsmessvorrichtung zum Verändern einer Messrichtung; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Mittelposition des Strahls geschmolzenen Metalls und eines Abstandes von in der Mittelposition des Strahls geschmolzenen Metalls basierend auf den Abstandsdaten, die durch die Laserabstandsmessvorrichtung erhalten sind; und eine Regelvorrichtung zum Regeln der Führungsantriebsvorrichtung, zum Antreiben des Spitzenteils und zum Einstellen einer Position zum Zuführen der optischen Faser in den Strahl geschmolzenen Metalls.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Speichereinrichtung eine Umwalzvorrichtung aufweist, die zwischen dem Spulenkörper und der Zufuhrpassage gelegen ist, zum Speichern der optischen Faser, die von dem Spulenkörper zugeführt ist und zum Zuführen der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser zu der Zufuhrpassage.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, worin die Umwalzvorrichtung aufweist: einen Umwalzkörper, der die Form eines ringförmigen Bogens besitzt, zum Speichern der optischen Faser; und eine Umwalzantriebsvorrichtung zum Ausdehnen/Zusammenziehen des Umwalzkörpers, um ein Fehlleiten der mit einem Metallrohr umhüllten optischen Faser infolge Spiels zu verhindern.
DE69722305T 1996-04-09 1997-03-26 Vorrichtung zum Messen der Temperatur von geschmolzenem Metall Expired - Lifetime DE69722305T2 (de)

Applications Claiming Priority (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11198896A JPH09280960A (ja) 1996-04-09 1996-04-09 光ファイバ用の先端ガイド装置
JP11198896 1996-04-09
JP8111987A JPH09280959A (ja) 1996-04-09 1996-04-09 光ファイバの送り装置
JP11198696A JP3448427B2 (ja) 1996-04-09 1996-04-09 可とう式光ファイバガイド管
JP11198796 1996-04-09
JP11198696 1996-04-09
JP11212296 1996-04-10
JP11212396A JP3370848B2 (ja) 1996-04-10 1996-04-10 溶融金属温度測定装置及び光ファイバの送り出し方法
JP11212396 1996-04-10
JP8112122A JPH09280961A (ja) 1996-04-10 1996-04-10 光ファイバ先端位置決め装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69722305D1 DE69722305D1 (de) 2003-07-03
DE69722305T2 true DE69722305T2 (de) 2004-04-01

Family

ID=27526529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69722305T Expired - Lifetime DE69722305T2 (de) 1996-04-09 1997-03-26 Vorrichtung zum Messen der Temperatur von geschmolzenem Metall

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0806640B1 (de)
KR (1) KR100216682B1 (de)
DE (1) DE69722305T2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014040817A1 (de) * 2012-09-13 2014-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Messvorrichtungsgehäuse
EP2954295A4 (de) * 2013-02-08 2017-03-29 Jyoti Goda Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen temperaturmessung von metallschmelzen

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1325022C (zh) * 1999-04-01 2007-07-11 成象诊断系统公司 使用约束肿瘤细胞的生化标记的激光成像装置
GB0415849D0 (en) 2004-07-15 2004-08-18 Heraeus Electro Nite Int Guide system for signal lines, device for measuring temperatures and/or concentrations and use
DE102005061675B3 (de) 2005-12-21 2007-07-26 Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH Konverter mit einem Behälter zur Aufnahme geschmolzenen Metalls und einer Messvorrichtung zur optischen Temperaturbestimmung des geschmolzenen Metalls
DE102011012174B4 (de) * 2011-02-23 2018-02-08 Heraeus Electro-Nite International N.V. Messgerät zur Messung von Parametern in Schmelzen
EP2574601A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-03 Rockwool International A/S Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur eines Flüssigkeitsstroms
EP2799824B1 (de) 2013-04-30 2019-10-23 Heraeus Electro-Nite International N.V. Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer Metallschmelze
EP2940441B1 (de) 2014-04-30 2020-01-01 Heraeus Electro-Nite International N.V. Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer Metallschmelze
EP3051264B1 (de) * 2015-01-28 2017-11-15 Heraeus Electro-Nite International N.V. Eintauchvorrichtung für eine optische Faser zur Messung der Temperatur einer Schmelze
GB2543318A (en) 2015-10-14 2017-04-19 Heraeus Electro Nite Int Consumable optical fiber for measuring a temperature of a molten steel bath
EP3290881B1 (de) 2016-09-01 2019-08-07 Heraeus Electro-Nite International N.V. Verfahren zur zuführung einen optischen kerndraht und immersionssystem zur durchführung des verfahrens
GB2558223B (en) 2016-12-22 2021-03-31 Heraeus Electro Nite Int Method for measuring a temperature of a molten metal bath
CN109425655B (zh) * 2017-08-24 2021-11-02 重庆钢铁研究所有限公司 一种金属管渐进式进料精矫方法
CN107894291A (zh) * 2017-10-16 2018-04-10 首钢集团有限公司 一种测量点火炉内温度的装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0134654B1 (ko) * 1993-10-05 1998-04-20 이요시 슌키치 광파이버를 사용한 온도측정장치 및 방법
JP2795146B2 (ja) * 1993-11-30 1998-09-10 日本鋼管株式会社 測温用二重被覆光ファイバ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014040817A1 (de) * 2012-09-13 2014-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Messvorrichtungsgehäuse
US9175988B2 (en) 2012-09-13 2015-11-03 Siemens Aktiengesellschaft Measuring device housing
EP2954295A4 (de) * 2013-02-08 2017-03-29 Jyoti Goda Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen temperaturmessung von metallschmelzen

Also Published As

Publication number Publication date
KR100216682B1 (ko) 1999-09-01
EP0806640A3 (de) 1998-06-03
EP0806640B1 (de) 2003-05-28
DE69722305D1 (de) 2003-07-03
KR970070969A (ko) 1997-11-07
EP0806640A2 (de) 1997-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69722305T2 (de) Vorrichtung zum Messen der Temperatur von geschmolzenem Metall
WO2011018403A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontaktlosen ermittlung einer temperatur t einer metallschmelze
DE1952083A1 (de) Vakuum-Stranggussverfahren und Vakuum-Stranggussanlage
DE102013002020A1 (de) Wickelungsvorrichtung und Wickelungsverfahren für ein strangförmiges Wickelgut
DE2363223C3 (de) Vorrichtung zum kontinuierlichen Erhitzen in einem Turmofen
DE1053819B (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen Entnahme von heissen, staubhaltigen Gasen fuer Gasanalysatoren
EP1515813B1 (de) Verfahren zur erzeugung eines metallbandes mit einer zweiwalzengiesseinrichtung
DE3712002C2 (de) Anordnung zur Regelung der Bewegung eines Bandführungselementes einer Bandtransportmaschine auf einer vorgegebenen Bahn
DE1421700C2 (de) Verfahren zum Herstellen von lichtleitenden Fasern
WO2011095377A1 (de) Vorrichtung zur erfassung mindestens einer messgrösse an einem ofen, sowie ofen
DE2213111C3 (de)
DE102013002022A1 (de) Vorrichtung zum Wickeln eines strangförmigen Wickelguts und Verfahren dazu
EP2543449B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Magnesiumband
DE69726119T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung dünn erstarrter legierungen
EP0962801B1 (de) Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Kabels
WO2015000968A1 (de) Giesswalzanlage und verfahren zum herstellen von metallischem walzgut
AT409351B (de) Verfahren und anlage zur herstellung eines metallbandes
AT403169B (de) Haspelofen für ein warmband
DE10343648A1 (de) Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges und Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung
DE4111090C2 (de)
EP1481930B1 (de) Spulmaschine
DE2638267C3 (de) Bandzugregelvorrichtung an einer Durchlaufglühanlage
DE3925193A1 (de) Bandspeicher fuer metallbaender in walzstrassen
DE102019108311A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufwärmen und Aufwickeln eines Metallbandes
DE102019217682A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Transportieren von Bandmaterial, insbesondere Warmband

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition