ES2294595T3 - Dispositivo para realizar mediciones y/o tomas de muestras en caldos de metal fundido. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para realizar mediciones y/o tomas de muestras en caldos de metal fundido con una sub-lanza (4) que presenta un cuerpo de la sub-lanza en uno de cuyos extremos está dispuesto un soporte de la lanza para el alojamiento de una sonda (5) de inmersión, estando dispuesta una pieza (7) de contacto en el soporte de la lanza para establecer el contacto de las líneas de señales de la sonda (5) de inmersión, caracterizado porque el cuerpo de la sub-lanza está unido con posibilidad de movimiento con el soporte de la lanza y el soporte de la lanza presenta varias piezas que se pueden mover unas respecto a otras, estando dispuesta la pieza (7) de contacto con movilidad respecto al cuerpo de la sub-lanza.
Description
Dispositivo para realizar mediciones y/o tomas
de muestras en caldos de metal fundido.
La invención concierne a un dispositivo para
realizar mediciones y/o tomas de muestras en caldos o baños de
metal fundido con una sub-lanza que presenta un
cuerpo de la sub-lanza en uno de cuyos extremos está
dispuesto un soporte de lanza para el alojamiento de una sonda de
inmersión.
Este tipo de dispositivos son ampliamente
conocidos por los especialistas. Sirven para la medición o la toma
de muestras en caldos o baños de metal fundido. Dichos dispositivos
están parcialmente automatizados sumergiendo una
sub-lanza en un contenedor de metal fundido para
efectuar la medición, a continuación se desecha la sonda de
inmersión dispuesta en la sub-lanza porque ya ha
sido usada y se acopla una nueva sonda de inmersión en la
sub-lanza. Para automatizar este proceso la
sub-lanza tiene que poderse posicionar con exactitud
mediante un depósito de sondas. Sin embargo, en la práctica se
demuestra que debido a las solicitaciones a las que está sometida
una sub-lanza durante el uso, dichas
sub-lanzas se curvan un poco con lo cual el soporte
de la lanza ya no se puede volver a colocar con exactitud sobre una
sonda de inmersión y ya no puede alojar a ésta de forma impecable.
Las sondas de inmersión acopladas en las sub-lanzas
no presentan exactamente la misma longitud. En particular, la parte
de contacto situada debajo del tubo de soporte no se puede
conseguir que tenga siempre la misma profundidad para el
contracontacto en la sub-lanza. Además de eso, con
frecuencia se depositan salpicaduras del metal fundido sobre zonas
de la sub-lanza que tienen que permanecer limpias
para efectuar el contacto, con lo cual no es posible el
acoplamiento perfecto de las sondas de inmersión. Debido a ello
resulta perturbado todo el proceso de fabricación del acero.
Las sub-lanzas ya son conocidas,
por ejemplo, por el documento EP 69 433. En este caso se intenta
contrarrestar la deformación de la sub-lanza durante
la operación mediante el giro de la sub-lanza. La
disposición y el funcionamiento de las sub-lanzas
están por otra parte explicado en el documento DE 43 06 332 Al. En
este documento se publica también el proceso de cambio de las
sondas para la toma de muestras. Otra sub-lanza
está descrita en el documento EP 143 498 A2. La
sub-lanza que se describe en este caso presenta un
sellado en los puntos de conexión, por ejemplo un anillo de goma
que impide que el metal líquido pueda penetrar en las partes
mecánicas.
La invención tiene como tarea básica mejorar las
sub-lanzas conocidas y en particular incrementar la
seguridad contra fallos en el servicio automático.
Esta tarea la resuelve la invención
caracterizada al principio debido a que en el soporte de la lanza
está dispuesta una pieza de contacto para establecer el contacto de
las líneas de señal de la sonda de inmersión, también debido a que
el cuerpo de la sub-lanza está unido de forma móvil
con el soporte de la lanza o una parte de él y porque el soporte de
la lanza presenta una multiplicidad de piezas que se pueden mover
unas respecto a otras, estando dispuesta la pieza de contacto con
posibilidad de moverse hacia la sub-lanza, en
particular hacia el cuerpo de la sub-lanza. La
sub-lanza se enchufa firmemente sobre la parte
superior del soporte de la lanza y con preferencia se sujeta de
modo fijo. La parte inferior del soporte de la lanza con la pieza
de contacto se puede mover para que la sonda pueda entrar en
contacto con la pieza de contacto. Por tanto, el soporte de la
lanza se puede adaptar a la posición del sensor ya colocado con lo
cual es posible un contacto suficiente incluso con piezas
componentes ligeramente curvadas, o es posible cuando se producen
adherencias de metal fundido sobre la sub-lanza. De
este modo también se pueden compensar diferentes profundidades de
enchufado de la sub-lanza en el tubo de soporte de
la sonda de inmersión. Con preferencia el cuerpo de la
sub-lanza con el soporte de la lanza y/o las piezas
del soporte de la lanza están dispuestos con posibilidad de moverse
en la dirección axial y/o radial. Además de ello, es ventajoso que
la movilidad axial y la movilidad radial estén realizadas mediante
pares de piezas de unión diferentes entre sí a fin de conseguir la
máxima flexibilidad posible y la máxima capacidad de ajuste
posible. Precisamente en el caso de adherencias de metal fundido
sobre la sub-lanza o en el caso de piezas de
contacto de la sonda de inmersión dispuestas de forma diferente
resulta de gran importancia la movilidad axial para garantizar el
correcto contacto de la sonda de inmersión. En especial resulta
ventajoso que la movilidad se realice mediante piezas elásticas
dispuestas entre partes rígidas, pudiendo estar configuradas las
piezas elásticas como resortes, por ejemplo como resortes
helicoidales o como anillo elástico. Además de lo anterior, es
conveniente que una pieza del soporte de la lanza presente un
taladro de asiento en el cual esté dispuesto un pasador de una
segunda pieza del soporte de la lanza que pueda moverse axialmente,
disponiéndose entre la primera y la segunda pieza del soporte de la
lanza un resorte helicoidal. Es además ventajoso que el resorte
helicoidal se disponga entre una superficie de tope dispuesta en la
parte frontal o en la superficie de contorno del pasador y una
segunda superficie de tope sobre o en el taladro. Las piezas
componentes que garantizan la movilidad quedan con ello
autoprotegidas.
Convenientemente una pieza del soporte de la
lanza presenta un taladro de asiento en el que está dispuesto con
posibilidad de moverse radialmente un pasador de una segunda pieza
del soporte de la lanza, estando dispuesto al menos un anillo
elástico entre la primera y la segunda pieza del soporte de la
lanza. El anillo elástico se puede disponer ventajosamente en
dirección radial entre las dos piezas del soporte de la lanza.
A continuación se describe un ejemplo de
ejecución de la invención con la ayuda de los dibujos anexos. En
los dibujos se muestra:
Figura 1 un horno convertidor con una
sub-lanza,
Figura 2 una sub-lanza con
soporte de la lanza y sonda de inmersión, y
Figura 3 un soporte de la lanza en detalle.
En el horno convertidor representado en la
figura 1 está dispuesta una lanza 1 de soplado que sopla oxígeno
hacia el caldo 2 fundido de escoria o hacia el caldo 3 fundido de
acero. Junto a ella está dispuesta una sub-lanza 4
con una sonda 5 de inmersión. La sub-lanza 4 se
desplaza desde arriba hacia el horno convertidor hasta que la sonda
5 de inmersión se sumerge en el caldo 3 fundido de acero. Después de
la medición se extrae hacia arriba, la sonda 5 de inmersión queda
destrozada. Si está configurada como sonda de medición entonces la
medición se efectúa durante la inmersión en el caldo 3 fundido de
acero. Durante la inmersión en el caldo 3 fundido de acero se llenó
una cámara de muestras dispuesta en la sonda 5 de inmersión. La
cámara de muestras se saca de la sonda 5 de inmersión desechada y la
muestra puede ser evaluada. Para la siguiente medición se toma otra
sonda 5 de inmersión de un depósito, por lo general se enchufa
mediante mecanismos en la sub-lanza 4 y se
introduce en el horno convertidor para una nueva medición.
La figura 2 la sonda 5 de inmersión dispuesta en
el extremo inferior de la sub-lanza 4. La sonda 5 de
inmersión presenta un extremo de inmersión que está protegido por
una caperuza 6 contra la capa 2 de escoria situada encima del caldo
3 fundido de acero la cual destapa el sensor o la cámara de
muestras solamente después de la inmersión en el caldo 3 fundido de
acero. La sonda 5 de inmersión está fijada a la
sub-lanza 4 por medio del soporte de la lanza. Por
medio de una pieza 7 de contacto dispuesta en el soporte de la
lanza se establece contacto con las líneas de señales de la sonda 5
de inmersión, con lo cual las señales de la medición pueden
conducirse a través de la sub-lanza 4 hasta una
unidad de evaluación.
En la figura 3 está representado el soporte de
la lanza. El soporte de la lanza es una pieza reutilizable de la
sub-lanza 4. Sirve para sostener la sonda 5 de
inmersión y como unión de contacto con la sonda 5 de inmersión. El
soporte de la lanza está unido con la parte refrigerada por agua de
la sub-lanza 4. El enfriamiento por agua no está
representado con detalle en las figuras. Es suficientemente conocido
por el estado de la técnica (por ejemplo EP 69 433). El soporte de
la lanza está dispuesto con su parte 8 superior rígidamente en la
sub-lanza 4 y su parte inferior que comienza
aproximadamente a partir de la línea 9 de separación en la sonda 5
de inmersión. Con ello, la pieza 7 de contacto asegura el contacto
eléctrico con las líneas de señales de la sonda 5 de inmersión. La
descarga de las señales eléctricas y la transmisión a una estación
de medida o evaluación se produce a través del cable 10 de la lanza
que está dispuesto en el extremo superior del soporte de la lanza y
que está conducido a través de la sub-lanza 4. En
la zona superior del soporte de la lanza está dispuesto un anillo
11 de goma. El anillo 11 de goma permite tanto un movimiento radial
como un movimiento axial de la parte inferior del soporte de la
lanza con respecto a la parte 8 superior. Por medio de un tornillo
16 se mantiene el anillo 11 de goma contra un tope 17. El tornillo
16 presenta en la dirección axial un taladro 18 pasante que se
ensancha de forma cónica en dirección a la pieza 7 de contacto.
Debido a ello la parte 8 superior del soporte de la lanza se puede
mover un poco radialmente y también axialmente con relación a la
parte inferior. En vez de un anillo 11 de goma también se puede
utilizar un resorte metálico, por ejemplo un resorte helicoidal. La
parte inferior del soporte de la lanza que presenta la pieza 7 de
contacto, presenta un manguito 12 de sellado en el que penetra un
tubo 13 de guiado. En la dirección longitudinal entre el tubo 13 de
guiado y una superficie interior de tope del manguito 12 de sellado
está dispuesto un resorte 14 helicoidal. Con ello se garantiza una
movilidad de la pieza 7 de contacto con el manguito 12 de sellado a
lo largo del tubo 13 de guiado. Esa movilidad garantiza siempre,
incluso con diferentes longitudes de diversos sensores 5 de
inmersión que se enchufan en el soporte de la lanza, un contacto
seguro entre las líneas de señales del sensor 5 de inmersión y la
pieza 7 de contacto. Un contacto seguro también está garantizado
cuando sobre el soporte de la lanza se han depositado impurezas
como por ejemplo metal fundido o escorias. Eso puede pasar en
lugares como la parte superior del soporte de la lanza en los que se
tocan la sub-lanza 4 y la sonda 5 de inmersión.
Incluso en un caso así de ensuciamiento el resorte 14 garantiza un
contacto fiable entre la pieza 7 de contacto y las líneas de
señales de la sonda 5 de inmersión. El resorte 14 presenta
ventajosamente una tensión propia del resorte que es mayor que la
fuerza de enchufado de la pieza 7 de contacto sobre el llamado
conector dentro de la sonda 5 de inmersión, con cuya ayuda las
líneas de señales establecen el contacto con las pieza de contacto.
En el interior del tubo 13 de guiado pueden estar previstos
elementos 15 de acoplamiento mediante lo cuales el cable 10 de la
lanza se une con la pieza 7 de contacto. En la forma ilustrada, la
pieza 7 de contacto está dispuesta con movilidad tanto longitudinal
como radial con respecto a la sub-lanza 4 y por
consiguiente puede conectar con las líneas de señales de la sonda
de inmersión incluso cuando el extremo inferior de la
sub-lanza 4 que porta el soporte de la lanza está
ligeramente curvado. De la misma forma es posible un soporte
mecánico seguro de la sonda 5 de inmersión en cada uno de los casos
prácticos que se puedan imaginar.
Claims (9)
1. Dispositivo para realizar mediciones y/o
tomas de muestras en caldos de metal fundido con una
sub-lanza (4) que presenta un cuerpo de la
sub-lanza en uno de cuyos extremos está dispuesto
un soporte de la lanza para el alojamiento de una sonda (5) de
inmersión, estando dispuesta una pieza (7) de contacto en el
soporte de la lanza para establecer el contacto de las líneas de
señales de la sonda (5) de inmersión, caracterizado porque
el cuerpo de la sub-lanza está unido con
posibilidad de movimiento con el soporte de la lanza y el soporte de
la lanza presenta varias piezas que se pueden mover unas respecto a
otras, estando dispuesta la pieza (7) de contacto con movilidad
respecto al cuerpo de la sub-lanza.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque, el cuerpo de la
sub-lanza con el soporte de la lanza y/o las piezas
del soporte de la lanza están dispuestos con posibilidad de moverse
en la dirección axial y/o radial.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque, la movilidad axial y la movilidad
radial se realizan por medio de pares de piezas de unión diferentes
entre sí.
4. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 bis 3, caracterizado porque, la movilidad
se realiza por medio de piezas elásticas dispuestas entre piezas
rígidas.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque, las piezas elásticas están
configuradas como resorte helicoidal o como anillo elástico.
6. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, una pieza del
soporte de la lanza presenta un taladro de alojamiento en el que
está dispuesto con posibilidad de movimiento axial un pasador de
una segunda pieza del soporte de la lanza, estando dispuesto un
resorte (14) helicoidal entre la primera y la segunda pieza del
soporte de la
lanza.
lanza.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque, el resorte helicoidal está dispuesto
entre una superficie de tope dispuesta en la parte frontal o en la
superficie de contorno del pasador y una superficie de tope
dispuesta sobre o en el taladro.
8. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque, una pieza del
soporte de la lanza presenta un taladro de alojamiento en el que
está dispuesto con posibilidad de movimiento radial un pasador de
una segunda pieza del soporte de la lanza, estando dispuesto al
menos un anillo (11) elástico entre la primera y la segunda pieza
del soporte de la lanza.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque, el anillo (11) elástico está dispuesto
en la dirección radial entre las dos piezas del soporte de la
lanza.
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