EP0956368A1 - Device for directly monitoring the charging process on the inside of a shaft furnace - Google Patents

Device for directly monitoring the charging process on the inside of a shaft furnace

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EP0956368A1
EP0956368A1 EP97954943A EP97954943A EP0956368A1 EP 0956368 A1 EP0956368 A1 EP 0956368A1 EP 97954943 A EP97954943 A EP 97954943A EP 97954943 A EP97954943 A EP 97954943A EP 0956368 A1 EP0956368 A1 EP 0956368A1
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EP
European Patent Office
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measuring lance
measuring
fluid
lance
loading
Prior art date
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Granted
Application number
EP97954943A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0956368B1 (en
Inventor
Gilbert Bernard
Emile Breden
Emile Lonardi
Guy Thillen
Pol Lemmer
Aldo Bologna
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Paul Wurth SA
Original Assignee
Paul Wurth SA
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Publication date
Application filed by Paul Wurth SA filed Critical Paul Wurth SA
Publication of EP0956368A1 publication Critical patent/EP0956368A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0956368B1 publication Critical patent/EP0956368B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/24—Test rods or other checking devices

Definitions

  • the present invention relates to a device for directly observing the loading process inside a shaft furnace during its operation, in particular a blast furnace.
  • measuring lances have prevailed as measuring devices for determining the surface profile of the miller, which can be moved radially into the blast furnace through a lateral sealing device in the shaft furnace wall above the charging column and have at least one profile probe for mechanical or contactless scanning of the Möller surface.
  • a measuring lance is known which has a plumb bob as a profile probe which is attached to a wire rope which runs over a rotating drum. The unrolled wire rope length is measured when the plumb bob hits the Möller surface.
  • CONFIRMATION OPIE In order to be able to control the structure of the loading column in a targeted manner on the basis of the surface profile determined, it is also necessary to know the loading characteristics (ie the drop curves) of the loading device for the respective load. This loading characteristic is measured when starting up a new loading device using tests with different loading parameters and summarized in tables or mathematical models. However, this loading characteristic changes over time, for example due to erosion of the sliding surfaces in the loading device. Furthermore, it should be noted that there is of course no reliable loading characteristic available for an untested load or for changed loading parameters. When the furnace is at a standstill, the charging characteristics can of course be checked and / or supplemented.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a device for directly observing the loading process inside a shaft furnace, in particular a blast furnace, during its operation.
  • a device comprises a measuring lance, which is arranged above the charging column in the shaft furnace in such a way that during the charging process it falls out of a charging device
  • the measuring lance can be fixed in the shaft furnace. In a preferred embodiment, however, like known measuring lances for the blast furnace, the measuring lance can be moved radially into the shaft furnace by means of a lateral sealing device in the shaft furnace wall above the charging column, the measuring lance being exposed in the retracted state during the loading process to the feed material falling out of a charging device . With this measuring lance, the falling curves of the material to be loaded can be recorded during the loading process. Changes in the loading characteristics of the loading device can consequently be determined directly during furnace operation.
  • the sensor means advantageously comprise at least one impact sensor, which detects the impact of parts to be loaded on the measuring lance.
  • This impact sensor is advantageously constructed as a position-resolving pressure sensor (position resolving pressure sensor) extending along the active area of the measuring lance, ie as a pressure sensor with which the point of impact of the charging material on the lance can be determined.
  • This can be, for example, an exchangeable film pressure sensor which has a plurality of separate active areas along the active area of the measuring probe. To damage the film pressure sensor due to the falling material prevent, this is preferably covered with an elastomer material or encapsulated in an elastomer body.
  • the impact sensor is constructed as a sound sensor.
  • This advantageously comprises a plurality of resonance bodies arranged one behind the other in the longitudinal direction of the measuring lance and a plurality of sound conductors, each of the resonance bodies being assigned a sound conductor which extends inside the measuring lance from the respective resonance body to a rear end of the measuring lance outside the shaft furnace.
  • a microphone is assigned to each sound conductor, which picks up the sound generated by the resonance body and converts it into electrical signals.
  • the impact sensor comprises a plurality of fluid cells arranged one behind the other in the longitudinal direction of the measuring lance, wherein each fluid cell can be acted upon by a fluid via a fluid supply.
  • Each fluid cell is assigned a detector for detecting the change in fluid pressure in the respective fluid cell. If a feed item strikes one of the fluid cells, a pressure surge is generated in this cell, which is detected by the detector assigned to this cell and converted, for example, into an electrical signal. The electrical signals generated by the various detectors are then evaluated in order to calculate the distribution of the material parts striking the measuring probe.
  • each fluid cell forms an opening on the upper side of the measuring lance through which the fluid can emerge from the measuring lance, the opening of the fluid cell being able to be at least partially closed by the loading article when an item to be loaded hits .
  • the fluid flow through this opening is consequently briefly prevented or at least significantly reduced. This leads to a brief increase in the static pressure in the fluid supply, which is detected by the detector.
  • this variant of the fluid cell essentially comprises a feed line for the fluid, which extends through the lance in the interior and which has an opening in the jacket at its first end. area of the measuring probe forms and is connected at its second end to the fluid supply.
  • each fluid cell has a pressure chamber with a partially elastic wall, the partially elastic wall being directly exposed to the load during the observation process and reducing the volume of the pressure chamber when a part of the load hits it.
  • the partially elastic wall can be integrated in one piece into the lateral surface of the measuring probe. A part of the load impinging on the partially elastic wall briefly deforms this wall in the direction of the pressure chamber, which results in a reduction in the chamber volume. This reduction in chamber volume in turn causes the fluid pressure in the chamber to rise briefly and the resulting pressure surge is recognized by the detector. Immediately after the impact, the partially elastic wall resumes its original shape under the influence of the elastic restoring force.
  • the advantage of this variant over the first variant of the fluid cell lies in the enlarged active area of the respective fluid cell. If, in the first variant, the size of the active area is given by the cross section of the opening, which cannot be enlarged at will, the size of the partially active wall can essentially be adapted to any desired local resolution in the configuration as a pressure chamber. In addition, in the pressure chamber variant, no opening formed in the lateral surface of the measuring lance can become blocked by material to be loaded.
  • the pressure chamber can furthermore have at least one outlet opening for the fluid such that the fluid flows from the fluid supply through the pressure chamber to the outlet opening and a flow channel is thereby formed, the partially elastic wall reducing the cross section of the flow channel when a part of the load hits it.
  • the pressure chamber is preferably designed such that it has a very low height. This results in a very high response of the fluid cell, and the observed pressure rise is significantly higher and significantly longer than the pressure surge in a closed pressure chamber.
  • the outlet opening for the fluid is preferably arranged in the interior of the measuring lance. In this way, the opening cannot be blocked by material parts.
  • the outflowing fluid is then conveyed, for example, via a return channel to the rear end of the measuring lance and can be reused here. It should be noted that the fluid can optionally also be used as a coolant for the fluid cell.
  • a piston which can be moved radially (with respect to the measuring probe, i.e. in the direction of the impact of the feed material parts) is advantageously arranged in the pressure chamber of the fluid cell and limits the flow channel on the side facing the partially elastic wall.
  • the piston “floats” on the flowing fluid and is accelerated by the partially elastic wall in the direction of the flow channel in the event of an impact on a charge item in order to narrow it.
  • the piston can be slightly pretensioned against the partially elastic wall by an elastic means, for example a spiral spring.
  • the elastic means can for example be arranged between the base of the pressure chamber and the piston and thus prevent the flow channel from being narrowed due to vibrations of the measuring probe.
  • a particularly good response behavior of the fluid cell can be achieved if the outlet opening (s) of the pressure chamber is (are) positioned and dimensioned such that they are completely closed by the piston when it moves.
  • the detector can detect a change in pressure in the fluid supply in order to detect the change in the fluid pressure in the respective fluid cell. It is thus possible to arrange the detector outside the measuring lance and to protect it from the high temperatures inside the shaft furnace.
  • the device according to the invention advantageously has a protective sleeve which surrounds the measuring lance for a certain length and which can be displaced in the longitudinal direction of the measuring lance between a protective position and a working position, the protective sleeve covers the sensor means in the protective position and releases them in the working position.
  • the measuring lance can additionally carry at least one measuring element for scanning the bulk profile in the blast furnace and / or can also be designed as a gas probe and / or temperature probe.
  • FIG. 1 a view of a first embodiment of a device according to the invention, with a measuring lance that can be inserted laterally into a shaft furnace in a first measuring position for scanning the charging characteristics in the outer region of the shaft furnace; 2 shows a view of the device according to FIG. 1, in which the measuring lance assumes a second measuring position for scanning the loading characteristics in the inner region of the shaft furnace;
  • 5 a schematic representation of a control for the loading device with a device according to the invention
  • 6 a second advantageous embodiment of the measuring lance with a sound sensor as an impact sensor
  • FIG. 7 shows an embodiment of the measuring lance with fluid cells for converting an impact into a pressure increase
  • Fig.8-Fig.12 different configurations of the fluid cells
  • Fig. 13 an enlarged detail from Fig. 12.
  • Fig. 1 and Fig. 2 show a section through the loading area of a blast furnace 2, i.e. the area between the loading column 4 and the loading device, of which only the angle-adjustable rotary chute 6 is shown.
  • the loading material 8 arrives at the rotary chute 6 via a bunker (not shown) and is distributed by the latter over the charging surface 10.
  • the rotary chute 6 rotates about the vertical axis 0 of the blast furnace 2, the angle ⁇ between the rotary chute 6 and the vertical axis 0 being able to be varied such that an optimal distribution over the entire charging surface 10 takes place.
  • a measuring lance 12 is arranged laterally in the blast furnace 2 above the blocker, which is exposed to the charging material 8 falling out of the rotary chute 6 during the charging process. This measuring lance 12 is consequently swept by the falling material jet 8 with each revolution of the rotary chute 6.
  • the measuring lance 12 In its area exposed to the feed material 8 falling down, the measuring lance 12 has an impact sensor 14 which, when the feed material 8 is swept over it, detects the position of the impact of the impact Parts of the feed material determined on the measuring lance 12.
  • the fall curve for the respective angle setting of the rotary chute 6 can be calculated, for example by calculating the position of the greatest density (center of gravity) of the material jet 8. It is thus known which area of the loading surface 10 is loaded at a certain setting angle ⁇ .
  • the measuring lance 12 can be fixedly attached to the furnace wall at its rear end, only supply lines for the impact sensor 14 and a cooling device provided being led out through the furnace wall.
  • the measuring lance 12 can advantageously be introduced radially into the blast furnace 2 from the outside, the rear end of the measuring lance 12 protruding from the blast furnace 2.
  • the measuring probe 12 is e.g. mounted at its rear end on a carriage 16 which runs on a rail 18 mounted outside the blast furnace 2 on its supporting frame.
  • the implementation through the furnace wall is carried out by a sealing device 20, e.g. a stuffing box known per se.
  • This embodiment allows the measuring probe 12 to be pulled out of the furnace 2 and thus enables easy access to the impact sensor 14, for example in order to replace it in the event of damage.
  • an impact sensor 14 can be used in this embodiment, the longitudinal extent of which is only insignificantly greater than the extent of the material jet 8.
  • the active area of the impact sensor 14 With a fixed measuring lance 12, the active area of the impact sensor 14 must extend essentially over the entire radius of the blast furnace 2 - ken to be exposed to the falling feed material 8 at different setting angles ⁇ of the rotary chute 6.
  • a displaceable measuring lance 12 can assume different positions in the blast furnace 2 for different setting angles ⁇ , so that the active area of the impact sensor 14 is exposed to the charging material 8.
  • the measuring probe 12 can have a somewhat retracted angle ⁇ Take position with respect to the blast furnace axis (Fig. 1) while it is moved to its advanced end position at a small setting angle ⁇ (Fig. 2). It should be noted that in this case a position sensor (not shown) is advantageously provided on the measuring lance 12 or on the carriage 18, which indicates the exact position of the measuring lance 12.
  • At least one second measuring function is expediently accommodated in the measuring lance 12.
  • this is a radar probe 22 for scanning the charging surface 10, which is integrated in the lance tip 23.
  • a temperature sensor and / or a gas probe can also be integrated into the measuring lance 12.
  • Fig. 3.a. shows a measuring lance 12 which can be inserted laterally into the blast furnace 2 when passing through the blast furnace wall and an advantageous embodiment of the measuring lance 12 for this purpose (b and c).
  • the impact sensor 14 is mounted in the measuring lance 12 shown in a flattened area 24 on the top of the lance 12. So that no charging material 8 collects on the impact sensor 14, the flattened area 24 of the measuring probe 12 is not arranged horizontally, but has an inclination of e.g. 45 ° with respect to the horizontal (see cross section of measuring probe 12 in c). Despite this tendency, the impact sensor 14 is exposed to the feed material 8 falling from the rotary chute 6, but this can no longer accumulate on the sensor.
  • a sealing sleeve 26 which is axially displaceable on the measuring lance 12 is preferably provided, which has a cross section corresponding to the measuring lance 12 and which closely surrounds the measuring lance 12 over a certain length, the gap is sealed to the outside between the measuring lance 12 and the sealing sleeve 26 by means of a suitable seal 27.
  • the sealing sleeve 26 can be displaced in the longitudinal direction of the measuring lance 12 by means of a drive 28, for example a hydraulic cylinder fitted between the carriage 18 and the sealing sleeve 26, the sealing sleeve 26 in a first end position covering the flattened area 24 with the impact sensor 14 mounted therein such that the Measuring probe 12 has a constant cross section in the longitudinal direction.
  • the lance tip 23 preferably has an outer cross section up to the flattened area 24, which is identical to the outer cross section of the sealing sleeve 26, while the remaining part of the measuring lance 12 has a cross section which, apart from the flattening in the area 24, in corresponds approximately to the inner cross section of the sealing sleeve 26.
  • the lance consequently has a radial shoulder 30, against which the sealing sleeve 26 rests in its first end position such that the measuring lance 12 has a constant cross section here.
  • the length of the sealing sleeve 26 is selected such that it maintains the tightness between the stuffing box 16 and the measuring lance 12 even in the end position of the measuring lance 12 inside the blast furnace 2.
  • the sealing sleeve 26 After insertion of the measuring lance 12 through the stuffing box 16, the sealing sleeve 26 is moved by the drive 28 from its first end position into a second end position, in which the flattened area 24 of the measuring lance 12 is released (see FIG. 4). The impact sensor 14 is consequently exposed to the feed material 8 falling from the rotary chute 6 and the fall curves can be determined. It should be mentioned that the sealing sleeve 26 can also be used as a protective sleeve for the impact sensor 14. If, for example, the fall curves are not to be recorded for a certain period of time, the sealing sleeve 26 can be moved into its first end position, so that the impact sensor 14 is protected from the charging material 8 falling down.
  • the impact sensor 14 is preferably a spatially resolving pressure sensor which is advantageously encapsulated in an elastomer body to protect it from damage caused by the falling feed material 8.
  • the pressure sensor is designed, for example, as a film pressure sensor with a plurality of separate active areas 30 (FIG. 5) along the measuring area of the measuring lance 12, the electrical resistance of which changes when parts of the loading material strike.
  • the film pressure sensor is preferably interchangeably attached in the flattened area 24 of the measuring lance 12, the connections for the electrical supply of the individual active areas running inside the measuring lance 12 and being led out of the blast furnace 2 through this.
  • FIG. 5 schematically shows a control for a loading device with a measuring lance 12 according to the invention.
  • the individual active areas 30 of the impact sensor 14 are connected to a computer 34 via signal adaptation electronics 32.
  • the active areas 30 are activated at the point of impact and thereby generate an electrical signal.
  • These electrical signals are forwarded to the computer 34, in which the measurement values are evaluated.
  • the computer 34 calculates the falling curve of the feed material 8 from the signals of the activated sensor areas 30 and the position of the measuring probe 12 (position signal by position transmitter), for example by calculating the position of the greatest density (center of gravity) of the material jet 8, and compares it with one stored setpoint for the current setting angle ⁇ . If the measured value deviates from the target value, e.g.
  • the computer calculates a correction value for the angle setting of the rotary chute 6, which is then forwarded via a data interface to the controller 36 for the angle setting of the rotary chute 6.
  • the impact sensor 14 is designed as a sound sensor.
  • the measuring lance 12 has on its upper side a plurality of depressions 38 which are arranged next to one another in the longitudinal direction and which serve to receive resonance bodies 40.
  • the resonance bodies 40 are designed as hollow boxes, the shape of which is adapted to the depressions 38 in the measuring lance 12. When a material part strikes one of the resonance bodies 40, this resonance body 40 carries out vibrations with a specific resonance frequency. The sound generated in this way can then be converted, for example by means of a microphone 42 assigned to the resonance body 40, into an electrical signal which is passed on to the signal adaptation electronics 32 of the control of the loading device.
  • the microphones 42 assigned to the resonance bodies 40 can be arranged in the interior of the measuring lance 12 directly below the respective resonance bodies 40. Because of the high temperatures inside the blast furnace 2, however, they are preferably arranged outside the blast furnace 2 at the rear end of the measuring lance 12. In this case, the sound of each resonance body 40 is forwarded to the respective microphone 42 via a sound conductor 44 assigned to it.
  • the sound conductors 44 advantageously extend inside the measuring lance 12 from the underside of a resonance body 40 to the microphone 42 assigned to the resonance body 40 at the rear end of the measuring lance 12.
  • the sound conductors 44 preferably run in a channel 46 made of elastomeric material, so that they are vibration-free that mutual interference of the different sound conductors 44 and an influence on the individual sound conductors by the measuring probe 12 can be prevented.
  • the resonance bodies 40 are mounted in a vibration-decoupled manner in the depressions 38 of the measuring lance 12, for example by an intermediate layer 48 made of elastomeric material, which is attached between each resonance body 40 and the respective depression 38.
  • the shape of the resonance body 40 on its top can be adapted to the shape of the measuring probe 12 in the non-recessed areas, so that the use of a sealing sleeve is not necessary in this embodiment.
  • FIG. 7 shows an embodiment of the measuring lance 12 in which the sensor means comprise a plurality of devices 50 arranged one behind the other in the longitudinal direction of the lance 12 for generating a pressure change in a fluid (so-called fluid cells), as well as detectors for detecting the respective pressure changes.
  • the measuring lance 12 comprises a plurality of gas lines 52 for this purpose, which extend through the measuring lance 12 and which each form an opening 54 in the lateral surface 56 of the measuring lance 12 at their first end and to a (not shown) at their second end 58 Gas supply are connected.
  • the gas lines 52 are continuously pressurized with gas, so that a gas stream emerges from the measuring lance 12 at the respective openings 54.
  • the detector comprises, for example, a pressure measuring device which is arranged at the rear end of the measuring lance 12 in the respective gas line 50 in order to measure the static pressure in the respective gas supply at this point.
  • each device 50 for generating a pressure change in a fluid can also comprise a system which is closed with respect to the shaft furnace.
  • FIGS. 8 to 13 Various such configurations are shown in FIGS. 8 to 13.
  • each fluid cell has a pressure chamber 60 with an at least partially elastic wall 62.
  • the partially elastic wall 62 faces the outer surface of the measuring lance 12 or is integrated in one piece in the outer surface of the measuring lance 12 in such a way that it is directly exposed to the load during the observation process.
  • a pressure is applied to the pressure chamber 60 via a gas supply 63 with a gas pump 64
  • a part of the load that strikes the partially elastic wall 62 (shown schematically by the wedge 65) briefly deforms the wall 62 in the direction of the pressure chamber 60, which results in a reduction in the chamber volume.
  • This reduction in chamber volume in turn causes the gas pressure in chamber 60 to rise briefly and the resulting pressure surge is detected by detector 66.
  • the partially elastic wall 62 resumes its original shape under the influence of the elastic restoring force.
  • the shape and size of the pressure chamber 60 or the partially elastic wall 62 are adapted to the desired spatial resolution.
  • the pressure chamber is designed as a flow channel 68.
  • it has at least one outlet opening 70 for the gas, so that the gas flows from the gas supply 63 through the flow channel 68 to the outlet opening 70.
  • the cross-section of the flow channel 68 is reduced when a part 65 of the material to be loaded hits the partially elastic wall 62. As a result, the flow resistance of the flow channel 68 increases briefly and the static pressure in the gas supply 63 rises.
  • the outlet openings 70 for the gas are preferably arranged in the interior of the measuring lance 12. In this way, the opening cannot be blocked by material parts.
  • the outflowing gas is then conveyed, for example, via a return duct (not shown) to the rear end of the measuring lance 12 and can be reused here.
  • the fluid can optionally also be used as a coolant for the fluid cell 50.
  • a piston 72 which can be displaced in the direction of the impact of the feed material parts, is advantageously arranged, which delimits the flow channel 68 on the side facing the partially elastic wall 62 (see FIG. 10).
  • the piston 72 "floats" in operation on the gas flow through the flow channel 68 and is accelerated in the event of an impact on a feed item 65 through the partially elastic wall in the direction of the flow channel 68 in order to constrict it
  • the measuring lance 12 can be slightly biased against the partially elastic wall 62 by an elastic means, for example a spiral spring 74. Such an embodiment is shown in FIG.
  • outlet openings 70 are positioned in the upper region of the pressure chamber 60 (see also FIG. 13) such that they are completely closed by the piston 72 when it moves.
  • the outflow of gas from the pressure chamber 60 is thereby completely prevented and the measured pressure rise becomes maximum.
  • an insert 78 is installed in a recess 76 that extends in the interior of the measuring probe 12 in the radial direction to just below the lateral surface and delimits the pressure chamber 60 or the flow channel 68 radially inwards.
  • the radial position of the insert 78 is preferably adjustable, so that the volume of the pressure chamber or the cross section of the flow channel can be set to the required value.
  • the insert 78 is also preferably designed such that gas guide channels 80 are formed on the outside of the insert 78, via which the Outlet openings 70 flowing gas are directed into the interior of the measuring lance to the return channel, not shown.
  • the detector 66 and the gas pump 64 are generally arranged outside the measuring lance, with their respective gas supply line 63 extending through the measuring lance 12 to the rear end thereof.

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Abstract

The invention relates to a device for directly monitoring the charging process on the inside of a shaft furnace (2), in particular a blast furnace, while said furnace is in operation. Said device comprises a measuring lance (12) mounted above the charge column (4) in the shaft furnace (2) in such a way that during the charging process it is subjected to the charge (8) falling out of a charging device (6), and sensor means (14) which detect the position of the falling charge (8) in relation to the measuring lance (12).

Description

Vorrichtung zum direkten Beobachten des Beschickungsvorgangs im Innern eines Schachtofens. Device for directly observing the loading process inside a shaft furnace.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten Beobachten des Beschickungsvorgangs im Innern eines Schachtofens während dessen Betriebs, insbesondere eines Hochofens.The present invention relates to a device for directly observing the loading process inside a shaft furnace during its operation, in particular a blast furnace.
Es ist bekannt, daß für einen optimalen Betrieb eines Schachtofens, zum Beispiel eines Hochofens eine möglichst gleichmäßige Ofenbeschickung von entscheidender Bedeutung ist. In größeren Hochöfen wurde deshalb der klassische Glockenverschluß durch glockenlose Gichtverschlüsse mit winkel- verstellbaren Drehschurren ersetzt, die einen gezielten Aufbau der Beschik- kungssäule im Hochofen ermöglichen. Um den Aufbau der Beschickungssäule in der Praxis gezielt steuern zu können, erfaßt man das Oberflächenprofil des Möllers im Hochofen mitteis spezieller Meßvorrichtungen und steuert die Bewegungen der winkelverstellbaren Drehschurre in Abhängigkeit des ermit- telten Oberflächenprofils.It is known that for an optimal operation of a shaft furnace, for example a blast furnace, the most uniform possible furnace loading is of crucial importance. In larger blast furnaces, the classic bell lock was therefore replaced by bellless top locks with angle-adjustable rotary chutes, which allow the charging column to be set up in a targeted manner in the blast furnace. In order to be able to specifically control the structure of the loading column in practice, one records the surface profile of the mill in the blast furnace by means of special measuring devices and controls the movements of the angle-adjustable rotary chute depending on the surface profile determined.
Als Meßvorrichtungen zum Bestimmen des Oberflächenprofil des Möllers haben sich in der Praxis vor allem Meßlanzen durchgesetzt, die durch eine seitliche Abdichtvorrichtung in der Schachtofenwand oberhalb der Beschickungssäule, radial in den Hochofen einfahrbar sind und mindestens eine Profilsonde zum mechanischen oder berührungslosen Abtasten der Mölleroberfläche aufweisen. Aus der US-A-4,326,337 ist zum Beispiel eine Meßlanze bekannt die als Profilsonde ein Senklot aufweist das an einem Drahtseil befestigt ist, welches über eine Drehtrommel abläuft. Gemessen wird die abgerollte Drahtseillänge beim Auftreffen des Senklots auf der Mölleroberfläche. Aus der DE-A-32 33 986 ist bekannt in das Senklot einen Ultraschallsensor einzubauen um die Oberfläche berührungslos abzutasten und somit ein Einschlagloch des Senklots in der Mölleroberfläche zu vermeiden. Aus der EP-A-0 291 757 ist bekannt in das vordere Ende der Meßlanze eine schwenkbare Radarsonde einzubauen, die es erlaubt die Mölleroberfläche mittels Radarwellen berührungslos abzutasten.In practice, measuring lances have prevailed as measuring devices for determining the surface profile of the miller, which can be moved radially into the blast furnace through a lateral sealing device in the shaft furnace wall above the charging column and have at least one profile probe for mechanical or contactless scanning of the Möller surface. From US-A-4,326,337, for example, a measuring lance is known which has a plumb bob as a profile probe which is attached to a wire rope which runs over a rotating drum. The unrolled wire rope length is measured when the plumb bob hits the Möller surface. From DE-A-32 33 986 it is known to install an ultrasonic sensor in the plumb bob in order to scan the surface without contact and thus to avoid an impact hole of the plumb bob in the Möller surface. From EP-A-0 291 757 it is known to install a pivotable radar probe in the front end of the measuring lance, which allows the Möller surface to be scanned without contact by means of radar waves.
BESTÄΠGUNGS OPIE Um den Aufbau der Beschickungssäule gezielt anhand des ermittelten Oberflächenprofils steuern zu können, muß man jedoch auch die Beschickungscharakteristik (das heißt die Fallkurven) der Beschickungsvorrichtung für das jeweilige Beschickungsgut kennen. Diese Beschickungscharakteristik wird bei Inbetriebnahme einer neuen Beschickungsvorrichtung anhand von Versuchen mit unterschiedlichen Beschickungsparametern gemessen und in Tabellen oder mathematischen Modellen zusammengefaßt. Diese Beschickungscharakteristik verändert sich jedoch mit der Zeit, zum Beispiel durch Erosion der Gleitflächen in der Beschickungsvorrichtung. Weiterhin ist festzustellen, daß für ein nicht getestetes Beschickungsgut, beziehungsweise für veränderte Beschickungsparameter, natürlich keine zuverlässige Beschickungscharakteristik zur Verfügung steht. Bei einem Ofenstillstand kann die Beschickungscharakteristik natürlich nachgeprüft und/oder ergänzt werden. Während des Betriebs des Hochofens kann man jedoch nur durch Vergleiche des ermittelten Oberflächenprofils mit dem vorausberechneten Oberflächenprofil indirekte Rückschlüsse betreffend Veränderungen der Beschickungscharakteristik ziehen. Diese Rückschlüsse sind jedoch äußerst unzuverlässig, da das ermittelte Oberflächenprofil einerseits relativ ungenau ist und anderseits zeitversetzt zum Beschickungsvorgang ist. In der Tat können mit den bekannten Profilsonden zuverlässige Profilmes- sungen nur in den Beschickungspausen und nicht während des Beschickungsvorganges selbst erfolgen.CONFIRMATION OPIE In order to be able to control the structure of the loading column in a targeted manner on the basis of the surface profile determined, it is also necessary to know the loading characteristics (ie the drop curves) of the loading device for the respective load. This loading characteristic is measured when starting up a new loading device using tests with different loading parameters and summarized in tables or mathematical models. However, this loading characteristic changes over time, for example due to erosion of the sliding surfaces in the loading device. Furthermore, it should be noted that there is of course no reliable loading characteristic available for an untested load or for changed loading parameters. When the furnace is at a standstill, the charging characteristics can of course be checked and / or supplemented. During the operation of the blast furnace, however, one can only draw indirect conclusions about changes in the charging characteristics by comparing the determined surface profile with the pre-calculated surface profile. However, these conclusions are extremely unreliable, since the surface profile determined is on the one hand relatively imprecise and on the other hand is delayed in relation to the loading process. In fact, with the known profile probes, reliable profile measurements can only be made during the loading breaks and not during the loading process itself.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, zum direkten Beobachten des Beschickungsvorgangs im Innern eines Schachtofens, insbesondere eines Hochofens, während dessen Betriebs.The present invention is therefore based on the object of providing a device for directly observing the loading process inside a shaft furnace, in particular a blast furnace, during its operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a device according to claim 1.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Meßlanze, die derart oberhalb der Beschickungssäule in dem Schachtofen angeordnet ist, daß sie beim Beschickungsvorgang dem aus einer Beschickungsvorrichtung herausfallendemA device according to the invention comprises a measuring lance, which is arranged above the charging column in the shaft furnace in such a way that during the charging process it falls out of a charging device
Beschickungsgut ausgesetzt ist, und Sensormittel welche die Position des herabfallenden Schüttguts relativ zur Meßlanze erfassen. Die Meßlanze kann dabei fest in dem Schachtofen angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführung ist die Meßlanze jedoch, wie bekannte Meßlanzen für den Hochofen, durch eine seitliche Abdichtvorrichtung in der Schachtofenwand oberhalb der Beschickungssäule radial in den Schachtofen einfahrbar, wobei die Meßlanze im eingefahrenem Zustand beim Beschickungsvorgang dem aus einer Beschik- kungsvorrichtung herausfallendem Beschickungsgut ausgesetzt ist. Mit dieser Meßlanze lassen sich also während dem Beschickungsvorgang die Fallkurven des Beschickungsguts erfassen. Veränderungen in der Beschickungscharakte- ristik der Beschickungsvorrichtung lassen sich folglich während des Ofenbetriebs unmittelbar feststellen. Hierdurch können diese Veränderungen in den Tabellen und/oder mathematischen Modellen, anhand derer die Beschickungsvorrichtung gesteuert wird, berücksichtigt werden. Tabellen und/oder mathematische Modelle für Beschickungsgut mit neuartigen Parametern lassen sich ohne weiteres während des Ofenbetriebs erstellen. Dies trägt nicht unwesentlich zur Optimierung der Beschickung eines Hochofens bei. Weiterhin lassen festgestellte Veränderungen in der Beschickungscharakteristik Rückschlüsse auf Abnutzungen (z. B. durch Erosion der Gleitflächen) in der Beschickungsvorrichtung selbst zu. Die vorgeschlagene Vorrichtung kann zum Beispiel dazu benutzt werden, um festzustellen wann die Drehschurre in einem glockenlosen Gichtverschluß ersetzt werden muß. Hier werden die Wartungskosten für die Beschickungsvorrichtung reduziert und die wartungsbedingten Stillstandszeiten des Ofens können gegebenenfalls verkürzt werden.Load is exposed, and sensor means which determine the position of the Detect falling bulk goods relative to the measuring probe. The measuring lance can be fixed in the shaft furnace. In a preferred embodiment, however, like known measuring lances for the blast furnace, the measuring lance can be moved radially into the shaft furnace by means of a lateral sealing device in the shaft furnace wall above the charging column, the measuring lance being exposed in the retracted state during the loading process to the feed material falling out of a charging device . With this measuring lance, the falling curves of the material to be loaded can be recorded during the loading process. Changes in the loading characteristics of the loading device can consequently be determined directly during furnace operation. As a result, these changes can be taken into account in the tables and / or mathematical models on the basis of which the loading device is controlled. Tables and / or mathematical models for loading goods with new parameters can easily be created during furnace operation. This contributes significantly to the optimization of the loading of a blast furnace. Furthermore, changes in the loading characteristics found allow conclusions to be drawn about wear (e.g. due to erosion of the sliding surfaces) in the loading device itself. The proposed device can be used, for example, to determine when the chute has to be replaced in a bellless top seal. Here the maintenance costs for the loading device are reduced and the maintenance-related downtimes of the furnace can be shortened if necessary.
Die Sensormittel umfassen vorteilhaft mindestens einen Impaktsensor, der den Impakt von Beschickungsgutteilen auf der Meßlanze erfaßt. Dieser Impaktsensor ist vorteilhaft als ein sich entlang des aktiven Bereichs der Meßlanze erstreckender, ortsauflösender Drucksensor (position resolving pressure sensor) aufgebaut, d.h. als Drucksensor mit dem der Auftreffpunkt des Beschik- kungsmaterial auf der Lanze ermittelt werden kann. Es kann sich hierbei z.B. um einen auswechselbaren Foliendrucksensor handeln, der entlang des aktiven Bereichs der Meßlanze mehrere getrennte aktive Bereiche aufweist. Um eine Beschädigung des Foliendrucksensors durch das herabfallende Material zu verhindern, ist dieser bevorzugt mit einem Elastomermaterial abgedeckt bzw. in einem Elastomerkörper eingekapselt.The sensor means advantageously comprise at least one impact sensor, which detects the impact of parts to be loaded on the measuring lance. This impact sensor is advantageously constructed as a position-resolving pressure sensor (position resolving pressure sensor) extending along the active area of the measuring lance, ie as a pressure sensor with which the point of impact of the charging material on the lance can be determined. This can be, for example, an exchangeable film pressure sensor which has a plurality of separate active areas along the active area of the measuring probe. To damage the film pressure sensor due to the falling material prevent, this is preferably covered with an elastomer material or encapsulated in an elastomer body.
In einer zweiten Ausgestaltung ist der Impaktsensor als Schallsensor aufgebaut. Dieser umfaßt vorteilhaft mehrere in Längsrichtung der Meßlanze hinter- einander angeordnete Resonanzkörper und mehrere Schalleiter, wobei jedem der Resonanzkörper ein Schalleiter zugeordnet ist, der sich im Inneren der Meßlanze von dem jeweiligen Resonanzkörper bis zu einem hinteren Ende der Meßlanze außerhalb des Schachtofens erstreckt. An dem hinteren Ende der Meßlanze ist jedem Schalleiter ein Mikrofon zugeordnet, das den vom Reso- nanzkörper erzeugten Schall aufnimmt und in elektrische Signale umwandelt.In a second embodiment, the impact sensor is constructed as a sound sensor. This advantageously comprises a plurality of resonance bodies arranged one behind the other in the longitudinal direction of the measuring lance and a plurality of sound conductors, each of the resonance bodies being assigned a sound conductor which extends inside the measuring lance from the respective resonance body to a rear end of the measuring lance outside the shaft furnace. At the rear end of the measuring probe, a microphone is assigned to each sound conductor, which picks up the sound generated by the resonance body and converts it into electrical signals.
In einer weiteren Ausgestaltung umfaßt der Impaktsensor mehrere in Längsrichtung der Meßlanze hintereinander angeordnete Fluidzellen, wobei jede Fluidzelle über eine Fluidzufuhr mit einem Fluid beaufschlagbar ist. Jeder Fluidzelle ist dabei ein Detektor zum Erfassen der Änderung des Fluiddrucks in der jeweiligen Fluidzelle zugeordnet. Trifft ein Beschickungsgutteil auf eine der Fluidzellen auf, wird in dieser Zelle ein Druckstoß erzeugt, der von dem dieser Zelle zugeordneten Detektor erfaßt und beispielsweise in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Die von den verschiedenen Detektoren erzeugten elektrischen Signale werden anschließend ausgewertet um die Verteilung der auf- treffenden Materialteile auf der Meßlanze zu errechnen.In a further embodiment, the impact sensor comprises a plurality of fluid cells arranged one behind the other in the longitudinal direction of the measuring lance, wherein each fluid cell can be acted upon by a fluid via a fluid supply. Each fluid cell is assigned a detector for detecting the change in fluid pressure in the respective fluid cell. If a feed item strikes one of the fluid cells, a pressure surge is generated in this cell, which is detected by the detector assigned to this cell and converted, for example, into an electrical signal. The electrical signals generated by the various detectors are then evaluated in order to calculate the distribution of the material parts striking the measuring probe.
In einer ersten, besonders einfachen Variante der Fluidzellen, bildet jede Fluidzelle eine Öffnung auf der Oberseite der Meßlanze aus, durch die das Fluid aus der Meßlanze austreten kann, wobei die Öffnung der Fluidzelle beim Auftreffen eines Beschickungsgutteiles zumindest teilweise durch das Beschik- kungsgutteil verschließbar ist. Beim Auftreffen eines Beschickungsgutteiles auf eine der Öffnungen wird der Fluidstrom durch diese Öffnung folglich kurzzeitig unterbunden oder zumindest deutlich reduziert. Hierdurch kommt es zu einem kurzzeitigen Anstieg des statischen Drucks in der Fluidzufuhr, die von dem Detektor erfaßt wird. Es ist anzumerken, daß diese Variante der Fluidzelle im wesentlichen eine Zuleitung für das Fluid umfaßt, die sich im Inneren der Lanze durch diese erstreckt und die an ihrem ersten Ende eine Öffnung in der Mantel- fläche der Meßlanze ausbildet und an ihrem zweiten Ende an die Fluidzufuhr angeschlossen ist.In a first, particularly simple variant of the fluid cells, each fluid cell forms an opening on the upper side of the measuring lance through which the fluid can emerge from the measuring lance, the opening of the fluid cell being able to be at least partially closed by the loading article when an item to be loaded hits . When a part of the load hits one of the openings, the fluid flow through this opening is consequently briefly prevented or at least significantly reduced. This leads to a brief increase in the static pressure in the fluid supply, which is detected by the detector. It should be noted that this variant of the fluid cell essentially comprises a feed line for the fluid, which extends through the lance in the interior and which has an opening in the jacket at its first end. area of the measuring probe forms and is connected at its second end to the fluid supply.
In einer zweiten Variante weist jede Fluidzelle eine Druckkammer mit einer teilweise elastischen Wandung auf, wobei die teilweise elastische Wandung während des Beobachtungsvorgangs dem Beschickungsgut unmittelbar ausgesetzt ist und beim Auftreffen eines Beschickungsgutteiles das Volumen der Druckkammer verkleinert. Es ist hierbei anzumerken, daß die teilweise elastische Wandung einstückig in die Mantelfläche der Meßlanze integriert sein kann. Ein auf die teilweise elastische Wandung auftreffendes Beschickungsgutteil verformt diese Wandung kurzzeitig in Richtung der Druckkammer, wodurch sich eine Reduzierung des Kammervolumens ergibt. Diese Reduzierung des Kammervolumens läßt ihrerseits den Fluiddruck in der Kammer kurzfristig ansteigen und der resultierende Druckstoß wird von dem Detektor erkannt. Unmittelbar nach dem Aufprall nimmt die teilweise elastische Wandung ihre ursprüngliche Form unter dem Einfluß der elastischen Rückstellkraft wieder ein.In a second variant, each fluid cell has a pressure chamber with a partially elastic wall, the partially elastic wall being directly exposed to the load during the observation process and reducing the volume of the pressure chamber when a part of the load hits it. It should be noted here that the partially elastic wall can be integrated in one piece into the lateral surface of the measuring probe. A part of the load impinging on the partially elastic wall briefly deforms this wall in the direction of the pressure chamber, which results in a reduction in the chamber volume. This reduction in chamber volume in turn causes the fluid pressure in the chamber to rise briefly and the resulting pressure surge is recognized by the detector. Immediately after the impact, the partially elastic wall resumes its original shape under the influence of the elastic restoring force.
Der Vorteil dieser Variante gegenüber der ersten Variante der Fluidzelle liegt in der vergrößerten aktiven Fläche der jeweiligen Fluidzelle. Ist bei der ersten Variante die Größe der aktiven Fläche durch den nicht beliebig vergrößerbaren Querschnitt der Öffnung gegeben, kann bei der Ausgestaltung als Druckkammer die Größe der teilweise aktiven Wandung im wesentlichen an jede gewünschte örtliche Auflösungsvermögen angepaßt werden. Darüber hinaus kann in der Druckkammervariante keine in der Mantelfläche der Meßlanze ausgebildete Öffnung durch Beschickungsgut verstopfen. Die Druckkammer kann weiterhin mindestens eine Auslaßöffnung für das Fluid derart aufweisen, daß das Fluid von der Fluidzufuhr durch die Druckkammer zu der Auslaßöffnung strömt und hierdurch ein Strömungskanal ausgebildet wird, wobei die teilweise elastische Wandung beim Auftreffen eines Beschickungsgutteiles den Querschnitt des Strömungskanals verkleinert. Hierdurch steigt der Strömungswiderstand des Strömungskanals kurzzeitig an und es kommt wie in der ersten Variante der Fluidzellen zu einem Anstieg des statischen Drucks in der Fluidzufuhr. In dieser Variante ist die Druckkammer vorzugsweise derart ausgestaltet, daß sie eine sehr geringe Höhe aufweist. Hierdurch erreicht man ein sehr hohes Ansprechvermögen der Fluidzelle, und der beobachtete Druckanstieg ist deutlich höher und deutlich länger als der Druckstoß bei einer geschlossenen Druckkammer.The advantage of this variant over the first variant of the fluid cell lies in the enlarged active area of the respective fluid cell. If, in the first variant, the size of the active area is given by the cross section of the opening, which cannot be enlarged at will, the size of the partially active wall can essentially be adapted to any desired local resolution in the configuration as a pressure chamber. In addition, in the pressure chamber variant, no opening formed in the lateral surface of the measuring lance can become blocked by material to be loaded. The pressure chamber can furthermore have at least one outlet opening for the fluid such that the fluid flows from the fluid supply through the pressure chamber to the outlet opening and a flow channel is thereby formed, the partially elastic wall reducing the cross section of the flow channel when a part of the load hits it. As a result, the flow resistance of the flow channel increases briefly and, as in the first variant of the fluid cells, there is an increase in the static pressure the fluid supply. In this variant, the pressure chamber is preferably designed such that it has a very low height. This results in a very high response of the fluid cell, and the observed pressure rise is significantly higher and significantly longer than the pressure surge in a closed pressure chamber.
Die Auslaßöffnung für das Fluid ist vorzugsweise im Inneren der Meßlanze angeordnet. Auf diese Weise kann die Öffnung nicht durch Materialteile verstopfen. Das ausströmende Fluid wird dann beispielsweise über einen Rücklaufkanal zu dem hinteren Ende der Meßlanze gefördert und kann hier wieder- verwendet werden. Es ist anzumerken, daß das Fluid gegebenenfalls auch als Kühlmittel für die Fluidzelle verwendet werden kann.The outlet opening for the fluid is preferably arranged in the interior of the measuring lance. In this way, the opening cannot be blocked by material parts. The outflowing fluid is then conveyed, for example, via a return channel to the rear end of the measuring lance and can be reused here. It should be noted that the fluid can optionally also be used as a coolant for the fluid cell.
In der Druckkammer der Fluidzelle ist vorteilhaft ein radial (bezüglich der Meßlanze d.h. in Richtung des Aufpralls der Beschickungsgutteile) verschiebbarer Kolben angeordnet, der den Strömungskanal auf der der teilweise elasti- sehen Wandung zugewandten Seite begrenzt. Der Kolben „schwebt" im Betrieb auf dem strömenden Fluid und wird bei einem Impakt eines Beschickungsgutteiles durch die teilweise elastische Wand in Richtung des Strömungskanals beschleunigt um diesen zu verengen.A piston which can be moved radially (with respect to the measuring probe, i.e. in the direction of the impact of the feed material parts) is advantageously arranged in the pressure chamber of the fluid cell and limits the flow channel on the side facing the partially elastic wall. In operation, the piston “floats” on the flowing fluid and is accelerated by the partially elastic wall in the direction of the flow channel in the event of an impact on a charge item in order to narrow it.
Zur Vermeidung einer ungewollten Auslösung der Fluidzelle durch Vibrationen der Meßlanze kann der Kolben durch ein elastisches Mittel, z.B. eine Spiralfeder gegen die teilweise elastische Wandung leicht vorgespannt wird. Das elastische Mittel kann beispielsweise zwischen dem Grund der Druckkammer und dem Kolben angeordnet sein und so verhindern, daß der Strömungskanal aufgrund von Vibrationen der Meßlanze verengt wird. Ein besonders gutes Ansprechverhalten der Fluidzelle läßt sich erreichen, wenn die Auslaßöffnung(en) der Druckkammer derart positioniert und dimensioniert ist(sind), daß sie beim Verfahren des Kolbens durch diesen vollständig verschlossen werden. Beim Auftreffen eines Materialteiles auf die entsprechende Fluidzelle wird das Ausströmen von Fluid aus der Druckkammer vollständig unterbunden und der gemessene Druckanstieg wird maximal. Da sich bei den vorbeschriebenen Varianten der Fluidzellen die durch den Aufprall eines Materialteiles hervorgerufene Druckänderung unmittelbar in der Fluidzufuhr bemerkbar machen, kann der Detektor zum Erfassen der Änderung des Fluiddrucks in der jeweiligen Fluidzelle eine Druckänderung in der Fluidzu- fuhr erfassen. Es ist somit möglich, den Detektor außerhalb der Meßlanze anzuordnen und ihn vor den hohen Temperaturen im Inneren des Schachtofens zu schützen.In order to avoid unwanted triggering of the fluid cell by vibrations of the measuring lance, the piston can be slightly pretensioned against the partially elastic wall by an elastic means, for example a spiral spring. The elastic means can for example be arranged between the base of the pressure chamber and the piston and thus prevent the flow channel from being narrowed due to vibrations of the measuring probe. A particularly good response behavior of the fluid cell can be achieved if the outlet opening (s) of the pressure chamber is (are) positioned and dimensioned such that they are completely closed by the piston when it moves. When a part of the material strikes the corresponding fluid cell, the outflow of fluid from the pressure chamber is completely prevented and the measured pressure rise becomes maximum. Since in the previously described variants of the fluid cells the pressure change caused by the impact of a material part is directly noticeable in the fluid supply, the detector can detect a change in pressure in the fluid supply in order to detect the change in the fluid pressure in the respective fluid cell. It is thus possible to arrange the detector outside the measuring lance and to protect it from the high temperatures inside the shaft furnace.
Um die Sensormittel in den Meßpausen vor dem herabfallenden Material zu schützen weist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft eine Schutzhülse auf, die die Meßlanze auf einer bestimmten Länge umgibt und die mittels eines Antriebs in Längsrichtung der Meßlanze zwischen einer Schutzstellung und einer Arbeitsstellung verschiebbar ist, wobei die Schutzhülse die Sensormittel in der Schutzstellung überdeckt und in der Arbeitsstellung freigibt.In order to protect the sensor means from the falling material during the measuring pauses, the device according to the invention advantageously has a protective sleeve which surrounds the measuring lance for a certain length and which can be displaced in the longitudinal direction of the measuring lance between a protective position and a working position, the protective sleeve covers the sensor means in the protective position and releases them in the working position.
Um Kosten zu sparen ist zweckmäßig mindestens eine zweite Meßfunktion in der Meßlanze untergebracht. So kann die Meßlanze zum Beispiel zusätzlich mindestens ein Meßelement zum Abtasten des Schüttprofils im Hochofen tragen und/oder zusätzlich als Gassonde und/oder Temperatursonde ausgebildet sein.To save costs, at least one second measuring function is expediently accommodated in the measuring lance. For example, the measuring lance can additionally carry at least one measuring element for scanning the bulk profile in the blast furnace and / or can also be designed as a gas probe and / or temperature probe.
Im folgenden wird nun eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegen- den Figuren beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention will now be described below with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig.1 : eine Ansicht einer ersten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit einer seitlich in einen Schachtofen einführbaren Meßlanze in einer ersten Meßstellung zum Abtasten der Beschickungscharakteristik in dem äußeren Bereich des Schachtofens; Fig.2: eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 , bei der die Meßlanze eine zweite Meßstellung zum Abtasten der Beschickungscharakteristik in dem inneren Bereich des Schachtofens einnimmt;1: a view of a first embodiment of a device according to the invention, with a measuring lance that can be inserted laterally into a shaft furnace in a first measuring position for scanning the charging characteristics in the outer region of the shaft furnace; 2 shows a view of the device according to FIG. 1, in which the measuring lance assumes a second measuring position for scanning the loading characteristics in the inner region of the shaft furnace;
Fig.3: eine seitlich in den Hochofen einführbare Meßlanze beim Durchführen durch die Hochofenwand (a) und eine vorteilhafte Ausgestaltung der Meßlanze hierzu (b und c); Fig.4: analoge Darstellungen zu Fig. 3, wobei die Meßlanze in ihrer Meßstellung im Inneren des Hochofens angeordnet ist;3: a measuring lance which can be inserted laterally into the blast furnace when passing through the blast furnace wall (a) and an advantageous embodiment of the measuring lance for this purpose (b and c); 4: analog representations to FIG. 3, the measuring probe being arranged in its measuring position inside the blast furnace;
Fig.5: eine schematische Darstellung einer Steuerung für die Beschickungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig.6: eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung der Meßlanze mit einem Schallsensor als Impaktsensor5: a schematic representation of a control for the loading device with a device according to the invention; 6: a second advantageous embodiment of the measuring lance with a sound sensor as an impact sensor
Fig.7: eine Ausgestaltung der Meßlanze mit Fluidzellen zum Umwandeln eines Impaktes in einen Druckanstieg;7 shows an embodiment of the measuring lance with fluid cells for converting an impact into a pressure increase;
Fig.8-Fig.12: verschiedene Ausgestaltungen der Fluidzellen; Fig.13: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig.12.Fig.8-Fig.12: different configurations of the fluid cells; Fig. 13: an enlarged detail from Fig. 12.
In Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Schnitt durch den Beschickungsbereich eines Hochofens 2, d.h. den Bereich zwischen der Beschickungssäule 4 und der Beschickungsvorrichtung, von der nur die winkelverstellbare Drehschurre 6 dargestellt ist. Das Beschickungsmaterial 8 gelangt über einen nicht darge- stellten Bunker auf die Drehschurre 6 und wird von dieser über die Beschik- kungsoberfläche 10 verteilt. Hierzu rotiert die Drehschurre 6 um die vertikale Achse 0 des Hochofens 2 wobei der Winkel α zwischen der Drehschurre 6 und der vertikalen Achse 0 derart variiert werden kann, daß eine optimale Verteilung über die gesamte Beschickungsoberfläche 10 erfolgt. Um den Aufbau der Beschickungssäule 4 gezielt steuern zu können, muß man die Beschickungscharakteristik (das heißt die Fallkurven) der Beschickungsvorrichtung für das jeweilige Beschickungsgut in Abhängigkeit von dem Einstellwinkel α der Drehschurre 6 kennen. Zum Erfassen dieser Beschickungscharakteristik ist eine Meßlanze 12 oberhalb des Möllers seitlich in dem Hochofen 2 angeordnet, die beim Beschickungsvorgang dem aus der Drehschurre 6 herausfallenden Beschickungsmaterial 8 ausgesetzt ist. Diese Meßlanze 12 wird folglich bei jeder Umdrehung der Drehschurre 6 von dem herunterfallenden Materialstrahl 8 überstrichen.In Fig. 1 and Fig. 2 show a section through the loading area of a blast furnace 2, i.e. the area between the loading column 4 and the loading device, of which only the angle-adjustable rotary chute 6 is shown. The loading material 8 arrives at the rotary chute 6 via a bunker (not shown) and is distributed by the latter over the charging surface 10. For this purpose, the rotary chute 6 rotates about the vertical axis 0 of the blast furnace 2, the angle α between the rotary chute 6 and the vertical axis 0 being able to be varied such that an optimal distribution over the entire charging surface 10 takes place. In order to be able to control the structure of the feeding column 4 in a targeted manner, one needs to know the loading characteristics (that is to say the falling curves) of the loading device for the respective loading material as a function of the setting angle α of the rotating chute 6. In order to detect this charging characteristic, a measuring lance 12 is arranged laterally in the blast furnace 2 above the blocker, which is exposed to the charging material 8 falling out of the rotary chute 6 during the charging process. This measuring lance 12 is consequently swept by the falling material jet 8 with each revolution of the rotary chute 6.
In ihrem dem herunterfallenden Beschickungsmaterial 8 ausgesetzten Bereich weist die Meßlanze 12 einen Impaktsensor 14 auf, der beim Darüberstreichen des Beschickungsmaterials 8 die Position des Aufpralls der auftreffenden Beschickungsmaterialteilen auf der Meßlanze 12 ermittelt. Anhand der ermittelten Auftreffpositionen kann bei Kenntnis der genauen Position der Meßlanze 12 innerhalb des Hochofens 2, die Fallkurve für die jeweilige Winkeleinstellung der Drehschurre 6 errechnet werden, indem z.B. die Position der größten Dichte (Schwerpunkt) des Materialstrahls 8 berechnet wird. Man erhält somit Kenntnis davon, welcher Bereich der Beschickungsoberfläche 10 bei einem bestimmten Einstellwinkel α beschickt wird.In its area exposed to the feed material 8 falling down, the measuring lance 12 has an impact sensor 14 which, when the feed material 8 is swept over it, detects the position of the impact of the impact Parts of the feed material determined on the measuring lance 12. On the basis of the determined impingement positions, if the exact position of the measuring probe 12 within the blast furnace 2 is known, the fall curve for the respective angle setting of the rotary chute 6 can be calculated, for example by calculating the position of the greatest density (center of gravity) of the material jet 8. It is thus known which area of the loading surface 10 is loaded at a certain setting angle α.
Es ist anzumerken, daß die Meßlanze 12 an ihrem hinteren Ende fest an der Hochofenwand montiert sein kann, wobei lediglich Versorgungsleitungen für den Impaktsensor 14 und eine vorgesehene Kühleinrichtung durch die Hochofenwand herausgeführt sind. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Meßlanze 12 jedoch vorteilhaft von außen radial in den Hochofen 2 einführbar, wobei das hintere Ende der Meßlanze 12 aus dem Hochofen 2 herausragt. Hierzu ist die Meßlanze 12 z.B. an ihrem hinteren Ende an einem Wagen 16 montiert, der auf einer außerhalb des Hochofens 2 an dessen Traggerüst montierten Schiene 18 verläuft. Die Durchführung durch die Ofenwand erfolgt dabei durch eine Abdichtvorrichtung 20, z.B. eine an sich bekannte Stopfbuchse.It should be noted that the measuring lance 12 can be fixedly attached to the furnace wall at its rear end, only supply lines for the impact sensor 14 and a cooling device provided being led out through the furnace wall. In an advantageous embodiment, however, the measuring lance 12 can advantageously be introduced radially into the blast furnace 2 from the outside, the rear end of the measuring lance 12 protruding from the blast furnace 2. For this purpose the measuring probe 12 is e.g. mounted at its rear end on a carriage 16 which runs on a rail 18 mounted outside the blast furnace 2 on its supporting frame. The implementation through the furnace wall is carried out by a sealing device 20, e.g. a stuffing box known per se.
Diese Ausführung erlaubt ein Herausziehen der Meßlanze 12 aus dem Hoch- ofen 2 und ermöglicht somit einen leichten Zugang zu dem Impaktsensor 14, z.B. um diesen bei Beschädigung auszuwechseln. Zudem kann bei dieser Ausführung ein Impaktsensor 14 zum Einsatz kommen, dessen Längsausdehnung nur unwesentlich größer ist als die Ausdehnung des Materialstrahls 8. Bei einer feststehenden Meßlanze 12 muß sich der aktive Bereich des Impaktsen- sors 14 im wesentlichen über den gesamten Radius des Hochofens 2 erstrek- ken um bei verschiedenen Einstellwinkeln α der Drehschurre 6 dem herunterfallenden Beschickungsmaterial 8 ausgesetzt zu sein. Eine verschiebbare Meßlanze 12 kann hingegen für verschiedene Einstellwinkel α verschiedene Positionen in dem Hochofen 2 einnehmen, so daß der aktive Bereich des Impaktsensors 14 dem Beschickungsmaterial 8 ausgesetzt ist. So kann die Meßlanze 12 bei einem großem Einstellwinkel α eine etwas zurückgezogene Position bezüglich der Hochofenachse einnehmen (Fig. 1 ), während sie bei einem kleinen Einstellwinkel α in ihre vorgeschobene Endposition gefahren wird (Fig. 2). Es bleibt anzumerken, daß in diesem Fall an der Meßlanze 12, bzw. an dem Wagen 18 vorteilhaft ein Positionsgeber (nicht dargestellt) vorgesehen ist, der die genaue Position der Meßlanze 12 angibt.This embodiment allows the measuring probe 12 to be pulled out of the furnace 2 and thus enables easy access to the impact sensor 14, for example in order to replace it in the event of damage. In addition, an impact sensor 14 can be used in this embodiment, the longitudinal extent of which is only insignificantly greater than the extent of the material jet 8. With a fixed measuring lance 12, the active area of the impact sensor 14 must extend essentially over the entire radius of the blast furnace 2 - ken to be exposed to the falling feed material 8 at different setting angles α of the rotary chute 6. A displaceable measuring lance 12, on the other hand, can assume different positions in the blast furnace 2 for different setting angles α, so that the active area of the impact sensor 14 is exposed to the charging material 8. Thus, the measuring probe 12 can have a somewhat retracted angle α Take position with respect to the blast furnace axis (Fig. 1) while it is moved to its advanced end position at a small setting angle α (Fig. 2). It should be noted that in this case a position sensor (not shown) is advantageously provided on the measuring lance 12 or on the carriage 18, which indicates the exact position of the measuring lance 12.
Um Kosten zu sparen ist zweckmäßig mindestens eine zweite Meßfunktion in der Meßlanze 12 untergebracht. In der dargestellten Ausführung der Meßlanze 12 handelt es sich hierbei um eine Radarsonde 22 zum Abtasten der Beschik- kungsoberfläche 10, das in die Lanzenspitze 23 integriert ist. In alternativen Ausgestaltungen kann aber auch eine Temperaturfühler und/oder eine Gassonde in die Meßlanze 12 integriert werden.In order to save costs, at least one second measuring function is expediently accommodated in the measuring lance 12. In the illustrated embodiment of the measuring lance 12, this is a radar probe 22 for scanning the charging surface 10, which is integrated in the lance tip 23. In alternative configurations, however, a temperature sensor and / or a gas probe can also be integrated into the measuring lance 12.
Fig. 3.a. zeigt eine seitlich in den Hochofen 2 einführbare Meßlanze 12 beim Durchführen durch die Hochofenwand und eine vorteilhafte Ausgestaltung der Meßlanze 12 hierzu (b und c). Der Impaktsensor 14 ist bei der dargestellten Meßlanze 12 in einem abgeflachten Bereich 24 an der Oberseite der Lanze 12 montiert. Damit sich auf dem Impaktsensor 14 kein Beschickungsmaterial 8 ansammelt, ist der abgeflachte Bereich 24 der Meßlanze 12 dabei nicht horizontal angeordnet, sondern weist eine Neigung von z.B. 45° bezüglich der Horizontalen auf (siehe Querschnitt der Meßlanze 12 in c). Der Impaktsensor 14 ist trotz dieser Neigung dem aus der Drehschurre 6 herunterfallenden Beschickungsmaterial 8 ausgesetzt, dieses kann sich jedoch nicht mehr auf dem Sensor ansammeln.Fig. 3.a. shows a measuring lance 12 which can be inserted laterally into the blast furnace 2 when passing through the blast furnace wall and an advantageous embodiment of the measuring lance 12 for this purpose (b and c). The impact sensor 14 is mounted in the measuring lance 12 shown in a flattened area 24 on the top of the lance 12. So that no charging material 8 collects on the impact sensor 14, the flattened area 24 of the measuring probe 12 is not arranged horizontally, but has an inclination of e.g. 45 ° with respect to the horizontal (see cross section of measuring probe 12 in c). Despite this tendency, the impact sensor 14 is exposed to the feed material 8 falling from the rotary chute 6, but this can no longer accumulate on the sensor.
Wegen des unterschiedlichen Querschnitts der Meßlanze 12 in dem abgeflachten Bereich 24 gegenüber den restlichen Bereichen mit z.B. kreisrundem oder ovalen Querschnitt, ergeben sich Probleme beim Durchführen des abgeflachten Bereichs 24 der Meßlanze 12 durch die Hochofenwand. In der Tat ist die Dichtfunktion der Stopfbuchse 16 beim Durchführen des abgeflachten Bereiches 24 nicht mehr gewährleistet. Aus diesem Grund ist bevorzugt eine axial auf der Meßlanze 12 verschiebbare Abdichthülse 26 vorgesehen, die einen der Meßlanze 12 entsprechenden Querschnitt aufweist und die die Meßlanze 12 auf einer bestimmten Länge eng umschließt, wobei der Spalt zwischen der Meßlanze 12 und der Abdichthülse 26 mittels einer geeigneten Dichtung 27 nach außen hin abgedichtet ist. Die Abdichthülse 26 ist mittels eines Antriebs 28, z.B. eines zwischen Wagen 18 und Abdichthülse 26 angebrachten Hydraulikzylinders, in Längsrichtung der Meßlanze 12 verschiebbar, wobei die Abdichthülse 26 in einer ersten Endstellung den abgeflachten Bereich 24 mit dem darin montierten Impaktsensor 14 derart abdeckt, daß die Meßlanze 12 in Längsrichtung einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Die Lanzenspitze 23 weist hierzu bis zu dem abgeflachten Bereich 24 bevorzugt einen äußeren Querschnitt auf, der mit dem äußeren Querschnitt der Abdichthülse 26 identisch ist, während der restliche Teil der Meßlanze 12 einen Querschnitt aufweist, der abgesehen von der Abflachung in dem Bereich 24, in etwa dem inneren Querschnitt der Abdichthülse 26 entspricht. An dem Übergang zwischen der Lanzenspitze 23 und dem Zentralteil der Lanze weist die Lanze folglich einen radialen Absatz 30 auf, an dem die Abdichthülse 26 in ihrer ersten Endstellung derart anliegt, daß die Meßlanze 12 hier einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Während des Durchführens der Meßlanze 12 durch die an diesen äußeren Querschnitt angepaßten Stopfbuchse 16 ist die Dichtheit der Vorrichtung folglich gewährleistet. Es ist anzumerken, daß die Länge der Abdichthülse 26 derart gewählt ist, daß sie auch in der Endstellung der Meßlan- ze 12 im Inneren des Hochofens 2 die Dichtheit zwischen der Stopfbuchse 16 und der Meßlanze 12 aufrecht erhält.Because of the different cross-section of the measuring lance 12 in the flattened area 24 compared to the remaining areas with, for example, circular or oval cross-section, problems arise when the flattened area 24 of the measuring lance 12 is passed through the blast furnace wall. In fact, the sealing function of the stuffing box 16 is no longer guaranteed when the flattened area 24 is passed through. For this reason, a sealing sleeve 26 which is axially displaceable on the measuring lance 12 is preferably provided, which has a cross section corresponding to the measuring lance 12 and which closely surrounds the measuring lance 12 over a certain length, the gap is sealed to the outside between the measuring lance 12 and the sealing sleeve 26 by means of a suitable seal 27. The sealing sleeve 26 can be displaced in the longitudinal direction of the measuring lance 12 by means of a drive 28, for example a hydraulic cylinder fitted between the carriage 18 and the sealing sleeve 26, the sealing sleeve 26 in a first end position covering the flattened area 24 with the impact sensor 14 mounted therein such that the Measuring probe 12 has a constant cross section in the longitudinal direction. For this purpose, the lance tip 23 preferably has an outer cross section up to the flattened area 24, which is identical to the outer cross section of the sealing sleeve 26, while the remaining part of the measuring lance 12 has a cross section which, apart from the flattening in the area 24, in corresponds approximately to the inner cross section of the sealing sleeve 26. At the transition between the lance tip 23 and the central part of the lance, the lance consequently has a radial shoulder 30, against which the sealing sleeve 26 rests in its first end position such that the measuring lance 12 has a constant cross section here. During the passage of the measuring probe 12 through the stuffing box 16 adapted to this outer cross section, the tightness of the device is consequently ensured. It should be noted that the length of the sealing sleeve 26 is selected such that it maintains the tightness between the stuffing box 16 and the measuring lance 12 even in the end position of the measuring lance 12 inside the blast furnace 2.
Nach dem Einführen der Meßlanze 12 durch die Stopfbuchse 16 wird die Abdichthülse 26 durch den Antrieb 28 aus ihrer ersten Endstellung in eine zweite Endstellung verschoben, in der der abgeflachte Bereich 24 der Meßlan- ze 12 freigegeben wird (siehe Fig. 4). Der Impaktsensor 14 ist folglich dem aus der Drehschurre 6 herunterfallenden Beschickungsmaterial 8 ausgesetzt und die Ermittlung der Fallkurven kann erfolgen. Es bleibt zu erwähnen, daß die Abdichthülse 26 auch als Schutzhülse für den Impaktsensor 14 einsetzbar ist. Soll etwa während einer gewissen Zeit keine Aufnahme der Fallkurven erfolgen, so kann die Abdichthülse 26 in ihre erste Endstellung verschoben werden, so daß der Impaktsensor 14 vor dem herunterfallenden Beschickungsmaterial 8 geschützt ist. Bei dem Impaktsensor 14 handelt sich vorzugsweise um einen ortsauflösenden Drucksensor der zum Schutz vor Beschädigung durch das herunterfallende Beschickungsmaterial 8 vorteilhaft in einem Elastomerkörper eingekapselt ist. Der Drucksensor ist z.B. als Foliendrucksensor ausgebildet mit mehreren getrennten aktiven Bereichen 30 (Fig. 5) entlang des Meßbereichs der Meßlanze 12 deren elektrischer Widerstand sich beim Auftreffen von Beschickungsmaterialteilen ändert. Der Foliendrucksensor ist bevorzugt auswechselbar in dem abgeflachten Bereich 24 der Meßlanze 12 angebracht, wobei die Anschlüsse für die elektrische Versorgung der einzelnen aktiven Bereiche im Inneren der Meßlanze 12 verlaufen und durch diese aus dem Hochofen 2 herausgeführt werden.After insertion of the measuring lance 12 through the stuffing box 16, the sealing sleeve 26 is moved by the drive 28 from its first end position into a second end position, in which the flattened area 24 of the measuring lance 12 is released (see FIG. 4). The impact sensor 14 is consequently exposed to the feed material 8 falling from the rotary chute 6 and the fall curves can be determined. It should be mentioned that the sealing sleeve 26 can also be used as a protective sleeve for the impact sensor 14. If, for example, the fall curves are not to be recorded for a certain period of time, the sealing sleeve 26 can be moved into its first end position, so that the impact sensor 14 is protected from the charging material 8 falling down. The impact sensor 14 is preferably a spatially resolving pressure sensor which is advantageously encapsulated in an elastomer body to protect it from damage caused by the falling feed material 8. The pressure sensor is designed, for example, as a film pressure sensor with a plurality of separate active areas 30 (FIG. 5) along the measuring area of the measuring lance 12, the electrical resistance of which changes when parts of the loading material strike. The film pressure sensor is preferably interchangeably attached in the flattened area 24 of the measuring lance 12, the connections for the electrical supply of the individual active areas running inside the measuring lance 12 and being led out of the blast furnace 2 through this.
In Fig. 5 ist schematisch eine Steuerung für eine Beschickungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Meßlanze 12 dargestellt. Die einzelnen aktiven Bereiche 30 des Impaktsensors 14 werden über eine Signalanpassungselektro- nik 32 mit einem Rechner 34 verbunden. Beim Auftreffen eines Beschickungsmaterialteiles auf den Sensor 14 werden die aktiven Bereiche 30 an dem Auftreffort aktiviert und erzeugen hierdurch ein elektrisches Signal. Diese elektrische Signale werden an den Rechner 34 weitergeleitet, in dem die Auswertung der Meßwerte erfolgt. Der Rechner 34 berechnet aus den Signalen der aktivierten Sensorbereiche 30 und der Stellung der Meßlanze 12 (Positionssignal durch Positionsgeber) die Fallkurve des Beschickungsmaterials 8, indem er zum Beispiel die Position der größten Dichte (Schwerpunkt) des Materialstrahls 8 berechnet, und vergleicht diese mit einem gespeicherten Sollwert für den momentanen Einstellwinkel α. Bei Abweichungen des Meß- werts von dem Sollwert, z.B. infolge von Abnutzung der Gleitflächen in der Drehschurre 6, d.h. wenn der mit dem momentanen Einstellwinkel α anvisierte Bereich der Beschickungsoberfläche 10 nicht mehr chargiert wird, errechnet der Computer einen Korrekturwert für die Winkeleinstellung der Drehschurre 6, der dann über eine Datenschnittstelle an die Steuerung 36 für die Winkeleinstellung der Drehschurre 6 weitergeleitet wird.5 schematically shows a control for a loading device with a measuring lance 12 according to the invention. The individual active areas 30 of the impact sensor 14 are connected to a computer 34 via signal adaptation electronics 32. When a part of the loading material strikes the sensor 14, the active areas 30 are activated at the point of impact and thereby generate an electrical signal. These electrical signals are forwarded to the computer 34, in which the measurement values are evaluated. The computer 34 calculates the falling curve of the feed material 8 from the signals of the activated sensor areas 30 and the position of the measuring probe 12 (position signal by position transmitter), for example by calculating the position of the greatest density (center of gravity) of the material jet 8, and compares it with one stored setpoint for the current setting angle α. If the measured value deviates from the target value, e.g. due to wear of the sliding surfaces in the rotary chute 6, i.e. If the area of the loading surface 10 targeted with the current setting angle α is no longer charged, the computer calculates a correction value for the angle setting of the rotary chute 6, which is then forwarded via a data interface to the controller 36 for the angle setting of the rotary chute 6.
Derartige Messungen erfolgen nun für die verschiedenen Einstellwinkel α während eines vollständigen Zykluses der Ofenbeschickung. Die gemessenen Veränderungen und die errechneten Korrekturwerte können dann in den Tabellen und/oder mathematischen Modellen, anhand derer die Beschickungsvorrichtung gesteuert wird, berücksichtigt werden. Die geänderten Einstellwinkel α' können anschließend bei einem der folgenden Durchläufe kontrolliert werden. Diese geänderten Werte werden dabei vorteilhaft sowohl durch eine erneute Ermittlung der Fallkurven als auch durch Abtasten der Beschickungsoberfläche 10 mit der Radarsonde 22 kontrolliert.Such measurements are now made for the various setting angles α during a complete cycle of the furnace loading. The measured Changes and the calculated correction values can then be taken into account in the tables and / or mathematical models on the basis of which the loading device is controlled. The changed setting angle α 'can then be checked in one of the following runs. These changed values are advantageously checked both by a renewed determination of the drop curves and by scanning the loading surface 10 with the radar probe 22.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Meßlanze 12 dargestellt. Bei dieser Ausführung ist der Impaktsensor 14 als Schallsensor ausgebildet. Die Meßlanze 12 weist dabei an ihrer Oberseite mehrere in Längsrichtung nebeneinander angeordnete Vertiefungen 38 auf, die zur Aufnahme von Resonanzkörpern 40 dienen. Die Resonanzkörper 40 sind als hohle Kästen ausgebildet, deren Form an die Vertiefungen 38 in der Meßlanze 12 angepaßt ist. Beim Auftreffen eines Materialteiles auf einen der Resonanz- körper 40 vollführt dieser Resonanzkörper 40 Schwingungen mit einer bestimmten Resonanzfrequenz. Der so erzeugte Schall kann dann z.B. mittels eines dem Resonanzkörper 40 zugeordneten Mikrofons 42 in ein elektrisches Signal umgewandelt werden das an die Signalanpassungselektronik 32 der Steuerung der Beschickungsvorrichtung weitergeleitet wird. Die den Resonanz- körpern 40 zugeordneten Mikrofone 42 können dazu im Inneren der Meßlanze 12 unmittelbar unterhalb der jeweiligen Resonanzkörper 40 angeordnet sein. Wegen der hohen Temperaturen in Inneren des Hochofens 2 werden sie jedoch bevorzugt außerhalb des Hochofens 2 an dem hinteren Ende der Meßlanze 12 angeordnet. In diesem Fall wird der Schall jedes Resonanzkörpers 40 über einen ihm zugeordneten Schalleiter 44 an das jeweilige Mikrofon 42 weitergeleitet. Hierzu erstrecken sich die Schalleiter 44 vorteilhaft im Inneren der Meßlanze 12 von der Unterseite eines Resonanzkörpers 40 bis zu dem dem Resonanzkörper 40 zugeordneten Mikrofon 42 am hinteren Ende der Meßlanze 12. Die Schalleiter 44 verlaufen dabei bevorzugt schwingungsentkoppelt in einem Kanal 46 aus elastomeren Material, so daß gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Schalleiter 44 sowie eine Beeinflussung der einzelnen Schalleiter durch die Meßlanze 12 verhindert werden kann. Analog sind auch die Resonanzkörper 40 schwingungsentkoppelt in den Vertiefungen 38 der Meßlanze 12 angebracht, z.B. durch eine Zwischenlage 48 aus elastomeren Material, die zwischen jedem Resonanzkörper 40 und der jeweiligen Vertiefung 38 angebracht ist. Es bleibt zu erwähnen, daß die Form der Resonanzkörper 40 an deren Oberseite an die Form der Meßlanze 12 in den nicht Vertieften Bereichen angepaßt werden kann, so daß die Verwendung einer Abdichthülse bei dieser Ausgestaltung nicht notwendig wird.6 shows a further embodiment of a measuring lance 12 according to the invention. In this embodiment, the impact sensor 14 is designed as a sound sensor. The measuring lance 12 has on its upper side a plurality of depressions 38 which are arranged next to one another in the longitudinal direction and which serve to receive resonance bodies 40. The resonance bodies 40 are designed as hollow boxes, the shape of which is adapted to the depressions 38 in the measuring lance 12. When a material part strikes one of the resonance bodies 40, this resonance body 40 carries out vibrations with a specific resonance frequency. The sound generated in this way can then be converted, for example by means of a microphone 42 assigned to the resonance body 40, into an electrical signal which is passed on to the signal adaptation electronics 32 of the control of the loading device. For this purpose, the microphones 42 assigned to the resonance bodies 40 can be arranged in the interior of the measuring lance 12 directly below the respective resonance bodies 40. Because of the high temperatures inside the blast furnace 2, however, they are preferably arranged outside the blast furnace 2 at the rear end of the measuring lance 12. In this case, the sound of each resonance body 40 is forwarded to the respective microphone 42 via a sound conductor 44 assigned to it. For this purpose, the sound conductors 44 advantageously extend inside the measuring lance 12 from the underside of a resonance body 40 to the microphone 42 assigned to the resonance body 40 at the rear end of the measuring lance 12. The sound conductors 44 preferably run in a channel 46 made of elastomeric material, so that they are vibration-free that mutual interference of the different sound conductors 44 and an influence on the individual sound conductors by the measuring probe 12 can be prevented. Are analog too the resonance bodies 40 are mounted in a vibration-decoupled manner in the depressions 38 of the measuring lance 12, for example by an intermediate layer 48 made of elastomeric material, which is attached between each resonance body 40 and the respective depression 38. It should be mentioned that the shape of the resonance body 40 on its top can be adapted to the shape of the measuring probe 12 in the non-recessed areas, so that the use of a sealing sleeve is not necessary in this embodiment.
In der Fig.7 ist eine Ausgestaltung der Meßlanze 12 dargestellt, bei der die Sensormittel mehrere in Längsrichtung der Lanze 12 hintereinander angeordnete Vorrichtungen 50 zum Erzeugen einer Druckänderung in einem Fluid (sogenannte Fluidzellen) umfassen, sowie Detektoren zum Erfassen der jeweiligen Druckänderungen. In der dargestellten Ausgestaltung umfaßt die Meßlanze 12 hierzu mehrere Gasleitungen 52, die sich durch die Meßlanze 12 erstrecken und die jeweils an ihrem ersten Ende eine Öffnung 54 in der Mantelfläche 56 der Meßlanze 12 ausbildet und an ihrem zweiten Ende 58 an eine (nicht dargestellte) Gaszufuhr angeschlossen sind. Im Betrieb werden die Gasleitungen 52 kontinuierlich mit Druckgas beaufschlagt, so daß an den jeweiligen Öffnungen 54 ein Gasstrom aus der Meßlanze 12 austritt. Fällt ein Beschickungsgutteil auf eine der Öffnungen 54, so wird diese kurzzeitig zumindest teilweise verschlossen und der aus entsprechenden Öffnung 54 austretende Gasstrom folglich zumindest stark gestört. Hierdurch kommt es zu einem kurzzeitigen Anstieg des statischen Drucks in der Gaszufuhr, die von einem (nicht dargestellten) Detektor erfaßt wird. Der Detektor umfaßt dabei beispielsweise ein Druckmeßgerät, das am hinteren Ende der Meßlanze 12 in der jeweiligen Gasleitung 50 angeordnet ist um an dieser Stelle den statischen Druck in der jeweiligen Gaszufuhr zu messen.FIG. 7 shows an embodiment of the measuring lance 12 in which the sensor means comprise a plurality of devices 50 arranged one behind the other in the longitudinal direction of the lance 12 for generating a pressure change in a fluid (so-called fluid cells), as well as detectors for detecting the respective pressure changes. In the illustrated embodiment, the measuring lance 12 comprises a plurality of gas lines 52 for this purpose, which extend through the measuring lance 12 and which each form an opening 54 in the lateral surface 56 of the measuring lance 12 at their first end and to a (not shown) at their second end 58 Gas supply are connected. In operation, the gas lines 52 are continuously pressurized with gas, so that a gas stream emerges from the measuring lance 12 at the respective openings 54. If a part of the load falls on one of the openings 54, it is temporarily at least partially closed and the gas stream emerging from the corresponding opening 54 is consequently at least severely disrupted. This leads to a brief increase in the static pressure in the gas supply, which is detected by a detector (not shown). The detector comprises, for example, a pressure measuring device which is arranged at the rear end of the measuring lance 12 in the respective gas line 50 in order to measure the static pressure in the respective gas supply at this point.
Anstelle eines offenen Systems, bei dem ein Gas in den Schachtofen strömt, kann jede Vorrichtungen 50 zum Erzeugen einer Druckänderung in einem Fluid auch ein gegenüber dem Schachtofen geschlossenes System umfassen. Verschiedene solcher Ausgestaltungen sind in den Figuren 8 bis 13 dargestellt. In der Ausgestaltung von Fig.9 weist jede Fluidzelle eine Druckkammer 60 mit einer zumindest teilweise elastischen Wandung 62 auf. Die teilweise elastische Wandung 62 ist dabei derart zu der Mantelfläche der Meßlanze 12 hin gewandt oder einstückig in die Mantelfläche der Meßlanze 12 integriert, daß sie während des Beobachtungsvorgangs dem Beschickungsgut unmittelbar ausgesetzt ist. Über eine Gaszufuhr 63 mit Gaspumpe 64 wird die Druckkammer 60 mit einem Gas beaufschlagtInstead of an open system in which a gas flows into the shaft furnace, each device 50 for generating a pressure change in a fluid can also comprise a system which is closed with respect to the shaft furnace. Various such configurations are shown in FIGS. 8 to 13. In the embodiment of FIG. 9, each fluid cell has a pressure chamber 60 with an at least partially elastic wall 62. The partially elastic wall 62 faces the outer surface of the measuring lance 12 or is integrated in one piece in the outer surface of the measuring lance 12 in such a way that it is directly exposed to the load during the observation process. A pressure is applied to the pressure chamber 60 via a gas supply 63 with a gas pump 64
Ein auf die teilweise elastische Wandung 62 auftreffendes Beschickungsgutteil (schematisch durch den Keil 65 dargestellt) verformt die Wandung 62 kurzzeitig in Richtung der Druckkammer 60, wodurch sich eine Reduzierung des Kammervolumens ergibt. Diese Reduzierung des Kammervolumens läßt ihrerseits den Gasdruck in der Kammer 60 kurzfristig ansteigen und der resultierende Druckstoß wird von dem Detektor 66 erkannt. Unmittelbar nach dem Aufprall nimmt die teilweise elastische Wandung 62 ihre ursprüngliche Form unter dem Einfluß der elastischen Rückstellkraft wieder ein.A part of the load that strikes the partially elastic wall 62 (shown schematically by the wedge 65) briefly deforms the wall 62 in the direction of the pressure chamber 60, which results in a reduction in the chamber volume. This reduction in chamber volume in turn causes the gas pressure in chamber 60 to rise briefly and the resulting pressure surge is detected by detector 66. Immediately after the impact, the partially elastic wall 62 resumes its original shape under the influence of the elastic restoring force.
Es ist anzumerken, daß die Form und die Größe der Druckkammer 60 bzw. der teilweise elastischen Wandung 62 an das jeweils gewünschte Ortsauflösungsvermögen angepaßt werden.It should be noted that the shape and size of the pressure chamber 60 or the partially elastic wall 62 are adapted to the desired spatial resolution.
Bei der Ausgestaltung der Fig.9 ist die Druckkammer als Strömungskanal 68 ausgebildet. Hierzu weist sie mindestens eine Auslaßöffnung 70 für das Gas auf, so daß das Gas von der Gaszufuhr 63 durch den Strömungskanal 68 zu der Auslaßöffnung 70 strömt. Beim Auftreffen eines Beschickungsgutteiles 65 auf die teilweise elastische Wandung 62 verkleinert sich bei dieser Ausgestaltung der Querschnitt des Strömungskanals 68. Hierdurch steigt der Strö- mungswiderstand des Strömungskanals 68 kurzzeitig und es zu einem Anstieg des statischen Drucks in der Gaszufuhr 63.9, the pressure chamber is designed as a flow channel 68. For this purpose, it has at least one outlet opening 70 for the gas, so that the gas flows from the gas supply 63 through the flow channel 68 to the outlet opening 70. In this embodiment, the cross-section of the flow channel 68 is reduced when a part 65 of the material to be loaded hits the partially elastic wall 62. As a result, the flow resistance of the flow channel 68 increases briefly and the static pressure in the gas supply 63 rises.
Die Auslaßöffnungen 70 für das Gas sind vorzugsweise im Inneren der Meßlanze 12 angeordnet. Auf diese Weise kann die Öffnung nicht durch Materialteile verstopfen. Das ausströmende Gas wird dann beispielsweise über einen (nicht dargestellten) Rücklaufkanal zu dem hinteren Ende der Meßlanze 12 gefördert und kann hier wiederverwendet werden. Es ist anzumerken, daß das Fluid gegebenenfalls auch als Kühlmittel für die Fluidzelle 50 verwendet werden kann.The outlet openings 70 for the gas are preferably arranged in the interior of the measuring lance 12. In this way, the opening cannot be blocked by material parts. The outflowing gas is then conveyed, for example, via a return duct (not shown) to the rear end of the measuring lance 12 and can be reused here. It should be noted that the fluid can optionally also be used as a coolant for the fluid cell 50.
In der Druckkammer der Fluidzelle 50 ist vorteilhaft ein in Richtung des Aufpralls der Beschickungsgutteile verschiebbarer Kolben 72 angeordnet, der den Strömungskanal 68 auf der der teilweise elastischen Wandung 62 zugewandten Seite begrenzt (siehe Fig.10). Der Kolben 72 „schwebt" im Betrieb auf dem Gasstrom durch den Strömungskanal 68 und wird bei einem Impakt eines Beschickungsgutteiles 65 durch die teilweise elastische Wand in Richtung des Strömungskanals 68 beschleunigt um diesen zu verengen. Zur Vermeidung einer ungewollten Auslösung der Fluidzelle 50 durch Vibrationen der Meßlanze 12 kann der Kolben 72 durch ein elastisches Mittel, z.B. eine Spiralfeder 74 gegen die teilweise elastische Wandung 62 leicht vorgespannt wird. Eine solche Ausgestaltung ist in Fig.11 dargestellt.In the pressure chamber of the fluid cell 50, a piston 72, which can be displaced in the direction of the impact of the feed material parts, is advantageously arranged, which delimits the flow channel 68 on the side facing the partially elastic wall 62 (see FIG. 10). The piston 72 "floats" in operation on the gas flow through the flow channel 68 and is accelerated in the event of an impact on a feed item 65 through the partially elastic wall in the direction of the flow channel 68 in order to constrict it The measuring lance 12 can be slightly biased against the partially elastic wall 62 by an elastic means, for example a spiral spring 74. Such an embodiment is shown in FIG.
Ein besonders gutes Ansprechverhalten der Fluidzelle 50 läßt sich mit der Ausgestaltung der Fig.12 erreichen. Bei dieser Variante sind die Auslaßöffnungen 70 derart im oberen Bereich der Druckkammer 60 positioniert (siehe auch Fig.13), daß sie beim Verfahren des Kolbens 72 durch diesen vollständig verschlossen werden. Beim Auftreffen eines Materialteiles 65 auf die entsprechende Fluidzelle 50 wird das Ausströmen von Gas aus der Druckkammer 60 hierdurch vollständig unterbunden und der gemessene Druckanstieg wird maximal.A particularly good response behavior of the fluid cell 50 can be achieved with the configuration in FIG. In this variant, the outlet openings 70 are positioned in the upper region of the pressure chamber 60 (see also FIG. 13) such that they are completely closed by the piston 72 when it moves. When a material part 65 strikes the corresponding fluid cell 50, the outflow of gas from the pressure chamber 60 is thereby completely prevented and the measured pressure rise becomes maximum.
Aus Fig.12 ist weiterhin eine mögliche Herstellungsmethode der Druckkammer bzw. des Strömungskanals ersichtlich. Dabei wird in eine im Inneren der Meßlanze 12 in radialer Richtung bis knapp unterhalb der Mantelfläche verlau- fende Aussparung 76 ein Einsatz 78 montiert, der den Druckraum 60 bzw. den Strömungskanal 68 radial nach Innen begrenzt. Die radiale Position des Einsatzes 78 ist dabei vorzugsweise einstellbar, so daß das Volumen der Druckkammer bzw. der Querschnitt des Strömungskanals auf den benötigten Wert einstellbar ist. Der Einsatz 78 ist überdies bevorzugt derart ausgeführt, daß außen an dem Einsatz 78 Gasführungskanäle 80 ausgebildet werden, über die das aus den Auslassöffnungen 70 ausströmende Gas in das Innere des Meßlanze zu dem nicht dargestellten Rückführngskanal geleitet werden.A possible production method of the pressure chamber or the flow channel can also be seen from FIG. In this case, an insert 78 is installed in a recess 76 that extends in the interior of the measuring probe 12 in the radial direction to just below the lateral surface and delimits the pressure chamber 60 or the flow channel 68 radially inwards. The radial position of the insert 78 is preferably adjustable, so that the volume of the pressure chamber or the cross section of the flow channel can be set to the required value. The insert 78 is also preferably designed such that gas guide channels 80 are formed on the outside of the insert 78, via which the Outlet openings 70 flowing gas are directed into the interior of the measuring lance to the return channel, not shown.
Es ist anzumerken, daß bei den in den Figuren 8 bis 13 dargestellten Fluidzellen, der Detektor 66 und die Gaspumpe 64 im allgemeinen außerhalb der Meßlanze angeordnet sind, wobei sich ihre jeweilige Gaszuführungsleitung 63 durch die Meßlanze 12 bis zu deren hinterem Ende erstreckt. It should be noted that in the fluid cells shown in FIGS. 8 through 13, the detector 66 and the gas pump 64 are generally arranged outside the measuring lance, with their respective gas supply line 63 extending through the measuring lance 12 to the rear end thereof.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum direkten Beobachten des Beschickungsvorgangs im Innern eines Schachtofens (2) während dessen Betriebs, insbesondere eines Hochofens, gekennzeichnet durch eine Meßlanze (12), die derart oberhalb der Beschickungssäule (4) in dem1. Device for direct observation of the loading process inside a shaft furnace (2) during its operation, in particular a blast furnace, characterized by a measuring lance (12), which is above the loading column (4) in the
Schachtofen (2) anordbar ist, daß sie beim Beschickungsvorgang dem aus einer Beschickungsvorrichtung (6) herausfallendem Beschickungsgut (8) ausgesetzt ist, undShaft furnace (2) can be arranged so that it is exposed to the material (8) falling out of a loading device (6) during the loading process, and
Sensormittel (14) welche die Position des herabfallenden Beschickungsguts (8) relativ zur Meßlanze (12) erfassen.Sensor means (14) which detect the position of the falling load (8) relative to the measuring lance (12).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlanze (12) durch eine seitliche Abdichtvorrichtung (16) in der Schachtofenwand oberhalb der Beschickungssäule (4) radial in den Schachtofen (2) einfahrbar ist, wobei die Meßlanze (12) im eingefahrenem Zustand beim Beschik- kungsvorgang dem aus einer Beschickungsvorrichtung (6) herausfallendem2. Device according to claim 1, characterized in that the measuring lance (12) by a lateral sealing device (16) in the shaft furnace wall above the charging column (4) radially in the shaft furnace (2) is retractable, the measuring lance (12) in the retracted State during the loading process that falling out of a loading device (6)
Beschickungsgut (8) ausgesetzt ist.Feed material (8) is exposed.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormittel mindestens einen Impaktsensor (14) umfassen, der das Auftreffen von Beschickungsgutteilen (8) auf der Meßlanze (12) erfaßt. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor means comprise at least one impact sensor (14) which detects the impingement of material to be loaded (8) on the measuring lance (12).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impaktsensor (14) als ortsauflösender Drucksensor aufgebaut ist.4. The device according to claim 3, characterized in that the impact sensor (14) is constructed as a spatially resolving pressure sensor.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor als auswechselbarer Foliendrucksensor ausgebildet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the pressure sensor is designed as an interchangeable film pressure sensor.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Folien- drucksensor in einen Elastomerkörper eingekapselt ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the film pressure sensor is encapsulated in an elastomer body.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impaktsensor (14) als Schallsensor aufgebaut ist.7. The device according to claim 3, characterized in that the impact sensor (14) is constructed as a sound sensor.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallsensor mehrere in Längsrichtung der Meßlanze (12) hintereinander angeord- nete Resonanzkörper (40) und mehrere Schalleiter (44) umfaßt, wobei jedem der Resonanzkörper (40) ein Schalleiter (44) zugeordnet ist, der sich im Inneren der Meßlanze (12) von dem jeweiligen Resonanzkörper (40) bis zu einem hinteren Ende der Meßlanze (12) außerhalb des Schachtofens (2) erstreckt, und daß an dem hinteren Ende der Meßlanze (12) jedem Schalleiter (44) ein Mikrofon (42) zugeordnet ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the sound sensor several in the longitudinal direction of the measuring lance (12) arranged one behind the other nete resonance body (40) and a plurality of sound conductors (44), wherein each of the resonance bodies (40) is assigned a sound conductor (44) which is located inside the measuring probe (12) from the respective resonance body (40) to a rear end of the Measuring lance (12) extends outside the shaft furnace (2), and that at the rear end of the measuring lance (12) a microphone (42) is assigned to each sound conductor (44).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzkörper (40) unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen.9. The device according to claim 8, characterized in that the resonance body (40) have different resonance frequencies.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormittel (14) mehrere in Längsrichtung der Meßlanze (12) hintereinander angeordnete Fluidzellen (50) umfassen, wobei jede Fluidzelle (50) über eine Fluidzufuhr (63, 64) mit einem Fluid beaufschlagbar ist, und daß jeder Fluidzelle (50) ein Detektor (66) zum Erfassen der Änderung des Fluiddrucks in der jeweiligen Fluidzelle (50) zugeordnet ist. 10. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor means (14) comprise a plurality of fluid cells (50) arranged one behind the other in the longitudinal direction of the measuring lance (12), each fluid cell (50) via a fluid supply (63, 64) can be acted upon by a fluid, and that each fluid cell (50) is assigned a detector (66) for detecting the change in fluid pressure in the respective fluid cell (50).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fluidzelle (50) eine Öffnung auf der Oberseite der Meßlanze ausbildet, durch die das Fluid aus der Meßlanze austreten kann, wobei die Öffnung der Fluidzelle (50) beim Auftreffen eines Beschickungsgutteiles zumindest teilweise durch das Beschickungsgutteil verschließbar ist. 11. The device according to claim 10, characterized in that each fluid cell (50) forms an opening on the top of the measuring lance through which the fluid can escape from the measuring lance, wherein the opening of the fluid cell (50) at least partially through the impact of a charge item the loading part is lockable.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fluidzelle (50) eine Druckkammer (60) mit einer zumindest teilweise elastischen Wandung (62) aufweist, wobei die teilweise elastische Wandung (62) während des Beobachtungsvorgangs dem Beschickungsgut (8) unmittelbar ausgesetzt ist und beim Auftreffen eines Beschickungsgutteiles (65) das Volumen der Druckkammer (60) verkleinert.12. The apparatus according to claim 10, characterized in that each fluid cell (50) has a pressure chamber (60) with an at least partially elastic wall (62), the partially elastic wall (62) during the observation process directly exposed to the load (8) and the volume of the pressure chamber (60) is reduced when a part to be loaded (65) hits.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (60) mindestens eine Auslaßöffnung (70) für das Fluid derart aufweist, daß das Fluid von der Fluidzufuhr (63, 64) durch die Druckkammer (60) zu der Auslaßöffnung (70) strömt und hierdurch ein Strömungskanal (78) ausgebildet wird, wobei die teilweise elastische Wandung (62) beim Auftreffen eines Beschickungsgutteiles (65) den Querschnitt des Strömungskanals (78) verkleinert.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the pressure chamber (60) has at least one outlet opening (70) for the fluid such that the fluid from the fluid supply (63, 64) through the pressure chamber (60) to the outlet opening (70 ) flows and thereby a flow channel (78) is formed, the partially elastic wall (62) at Impact of a part to be loaded (65) reduces the cross section of the flow channel (78).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen in der Druckkammer (70) angeordneten, radial verschiebbaren Kolben (72), der den Strömungskanal (78) auf der der teilweise elastischen Wandung (62) zugewandten Seite begrenzt.14. The apparatus according to claim 13, characterized by a in the pressure chamber (70) arranged, radially displaceable piston (72) which delimits the flow channel (78) on the side facing the partially elastic wall (62).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (66) zum Erfassen der Änderung des Fluiddrucks in der jeweiligen Fluidzelle (50) eine Druckänderung in der Fluidzufuhr erfaßt. 15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the detector (66) for detecting the change in fluid pressure in the respective fluid cell (50) detects a pressure change in the fluid supply.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schutzhülse (26), die die Meßlanze (12) auf einer bestimmten Länge umgibt und die mittels eines Antriebs (28) in Längsrichtung der Meßlanze (12) zwischen einer Schutzstellung und einer Arbeitsstellung verschiebbar ist, wobei die Schutzhülse (26) die Sensormittel (14) in der Schutzstellung überdeckt und in der Arbeitsstellung freigibt.16. Device according to one of the preceding claims, characterized by a protective sleeve (26) which surrounds the measuring lance (12) over a certain length and which can be displaced in the longitudinal direction of the measuring lance (12) between a protective position and a working position by means of a drive (28) , the protective sleeve (26) covering the sensor means (14) in the protective position and releasing it in the working position.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse (26) als Abdichthülse ausgebildet ist, wobei der äußere Querschnitt der Abdichthülse an die Abdichtvorrichtung (16) angepaßt ist und wobei zwischen der Abdichthülse (26) und der Meßlanze (12) ein Dichtelement (27) angeordnet ist.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the protective sleeve (26) is designed as a sealing sleeve, wherein the outer cross section of the sealing sleeve is adapted to the sealing device (16) and wherein between the sealing sleeve (26) and the measuring probe (12) Sealing element (27) is arranged.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlanze (12) zusätzlich mindestens ein Meßelement (22) zum Abtasten des Schüttprofils (10) im Schachtofen (2) trägt.18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring lance (12) additionally carries at least one measuring element (22) for scanning the bulk profile (10) in the shaft furnace (2).
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Meßlanze (12) zusätzlich als Gassonde ausgebildet ist.19. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring lance (12) is additionally designed as a gas probe.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlanze (12) zusätzlich als Temperatursonde ausgebildet ist.20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring lance (12) is additionally designed as a temperature probe.
21. Verfahren zur Steuerung einer Beschickungsanlage eines Schachtofens (2) während dessen Betriebs, gekennzeichnet durch die Schritte a) Ermitteln der Fallkurven des Beschickungsmaterials (8) während des Beschickungsvorgangs; b) Vergleich der ermittelten Fallkurven mit gespeicherten Sollwerten; c) Anpassen des Einstellwinkels einer Drehschurre (6) der Beschik- kungsanlage in Abhängigkeit der Abweichungen zwischen den ermittelten Fallkurven und den gespeicherten Sollwerten.21. A method for controlling a loading system of a shaft furnace (2) during its operation, characterized by the steps a) determining the fall curves of the feed material (8) during the loading process; b) comparison of the determined drop curves with stored target values; c) Adjusting the setting angle of a rotating chute (6) of the charging system as a function of the deviations between the determined drop curves and the stored target values.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln der Fallkurven die Position des Aufschlags von aus der Beschickungsanlage herunterfallenden Beschickungsmaterialteilen (8) auf einer Meßlanze (12) ermittelt wird.22. The method according to claim 21, characterized in that to determine the fall curves, the position of the impact of falling from the charging system loading material parts (8) on a measuring lance (12) is determined.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln der Fallkurven die Position der größten Dichte des aus der Beschickungsanlage herunterfallenden Materialstrahles (8) auf einer Meßlanze (12) ermittelt wird. 23. The method according to any one of claims 21 or 22, characterized in that the position of the greatest density of the material jet (8) falling from the charging system (8) is determined on a measuring lance (12) to determine the falling curves.
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