ES2636242T3

ES2636242T3 - Aparato para mediciones de temperatura de un baño fundido, en una instalación de inyección por lanza sumergida desde arriba

Info

Publication number: ES2636242T3
Application number: ES14721018.1T
Authority: ES
Inventors: Robert W. MATUSEWICZ; John Robin GRANT
Original assignee: Outotec Finland Oy
Current assignee: Outotec Finland Oy
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2034-04-11
Also published as: KR101742901B1; PL2984189T3; KR20150140305A; EP2984189B1; EA201591836A1; CL2015002996A1; AU2013204818A1; US20160069748A1; CN105264095A; EP2984189A1; WO2014167532A1; US10018509B2; EA029772B1; AU2013204818B2

Abstract

Un aparato de medición de temperatura para una instalación de inyección sumergida desde arriba, para su utilización en la medición de la temperatura de un baño fundido que incluye una fase de escoria, durante una operación pirometalúrgica conducida en un reactor (10) de la instalación, en el que el aparato incluye una lanza de inyección sumergida desde arriba (22; 122) que tiene por lo menos un tubo exterior (38) y un tubo interior (40; 140), con un orificio (48; 148) definido mediante el tubo interior (40; 140) y un paso anular (44) definido en parte mediante una superficie interior del tubo exterior (38), la lanza de inyección sumergida desde arriba (22; 122) configurada para inyectar combustible/reductor y gas que contiene oxígeno en el baño fundido provocando la combustión del extremo de salida de la lanza (22; 122), y en el que el aparato incluye además un dispositivo de pirómetro óptico (52; 152) del que por lo menos una parte de cabezal sensor (54; 154) está montada en relación con la lanza de inyección sumergida desde arriba (22; 122) y puede funcionar tanto para recibir energía infrarroja que pasa longitudinalmente por el interior de la lanza de inyección sumergida desde arriba (22; 122) desde el extremo de salida de la lanza (22; 122), como para focalizar la energía infrarroja recibida con el fin de habilitar la generación de una señal de salida o visualización indicativa de la temperatura de un baño fundido en el que está sumergida una parte del extremo de salida de la lanza de inyección sumergida desde arriba (22; 122), y desde el que se recibe la energía infrarroja.

Description

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DESCRIPCION

Aparato para mediciones de temperatura de un bano fundido, en una instalacion de inyeccion por lanza sumergida desde arriba

Sector tecnico

Esta invencion se refiere a un aparato para la medicion de la temperatura en el curso de una operacion pirometalurgica en bano fundido, conducida por un proceso de inyeccion por lanza sumergida desde arriba.

Antecedentes de la invencion

La fundicion en bano fundido u otras operaciones pirometalurgicas que requieren interaccion entre el bano y una fuente de gas con contenido de oxfgeno utilizan varias disposiciones diferentes para la alimentacion del gas. En general, estas operaciones involucran la inyeccion directa en la mata/el metal fundido. Esto puede ser mediante toberas de soplado inferior, tal como en un horno tipo de Bessemer, o toberas de soplado lateral, tal como en un transportador de tipo Peirce-Smith. Alternativamente, la inyeccion de gas puede ser por medio de una lanza para proporcionar soplado superior o bien inyeccion sumergida. Son ejemplos de inyeccion por lanza de soplado superior las plantas de fabricacion de acero KALDO y BOP/BOF, en las que se sopla oxfgeno puro desde encima del bano para producir acero a partir de hierro fundido. Proporciona otro ejemplo el proceso de cobre Mitsubishi, en el que unas lanzas de inyeccion hacen que se proporcionen chorros que contienen oxfgeno a las etapas de fundicion y de mata, para incidir sobre la superficie superior del bano y penetrarla, respectivamente para producir y para transformar mata de cobre. En el caso de inyeccion por lanza sumergida, el extremo inferior de la lanza esta sumergido, de tal modo que la inyeccion se produce desde dentro y no desde encima de una capa de escoria del bano, para proporcionar una inyeccion por lanza sumergida desde arriba, de la cual es un ejemplo bien conocido la tecnologfa de lanza sumergida desde arriba Outotec AUSMELT, que se aplica a una amplia gama de procesamiento de metales.

Con ambas formas de inyeccion desde arriba, es decir, con inyeccion de soplado superior y de lanza sumergida desde arriba, la lanza esta sometida a las intensas temperaturas predominantes en el bano. El soplado desde arriba en el proceso de cobre Mitsubishi utiliza una serie de lanzas de acero relativamente pequenas que tienen un tubo interior de aproximadamente 50 mm de diametro y un tubo exterior de aproximadamente 100 mm de diametro. El tubo interior termina aproximadamente al nivel del techo del horno, muy por encima de la zona de reaccion. El tubo exterior es giratorio para impedir que se adhiera al cuello refrigerado por agua en el techo del horno, y se extiende hacia abajo al espacio de gases del horno para posicionar su extremo inferior aproximadamente 500-800 mm por encima de la superficie superior del bano fundido. Se sopla a traves del tubo interior una alimentacion de partfculas arrastradas en aire, soplandose al mismo tiempo aire enriquecido en oxfgeno a traves del anillo entre los tubos. A pesar de la separacion del extremo inferior del tubo exterior sobre la superficie del bano, y de cualquier refrigeracion de la lanza mediante los gases que pasan a su traves, se queman aproximadamente 400 mm del tubo exterior al dfa. Por lo tanto, el tubo exterior se baja lentamente y, cuando es necesario, se acoplan nuevas secciones a la parte superior del tubo exterior consumible.

Las lanzas para la inyeccion por lanza sumergida desde arriba son mucho mas largas que las utilizadas para soplado desde arriba, tal como en el proceso Mitsubishi descrito anteriormente. Habitualmente, una lanza de inyeccion sumergida desde arriba tiene por lo menos un tubo interior y uno exterior, tal como se supone en adelante, pero puede tener por lo menos otro tubo concentrico con los tubos interior y exterior. Las tfpicas lanzas de inyeccion sumergidas desde arriba de gran tamano tienen un diametro del tubo exterior de 200 a 500 mm, o mayor. Asimismo, la lanza es mucho mas larga y se extiende hacia abajo a traves del techo del reactor de lanza sumergida desde arriba, que puede tener aproximadamente de 10 a 15 m de altura, de tal modo que el extremo inferior del tubo exterior esta sumergido a una profundidad de hasta aproximadamente 300 mm o mas en una fase de escoria fundida del bano, pero esta protegido por un recubrimiento de escoria solidificada, formada y mantenida sobre la superficie exterior del tubo exterior mediante la accion de refrigeracion del flujo de gas inyectado en el interior. El tubo interior puede terminar aproximadamente al mismo nivel que el tubo exterior, o a un nivel superior hasta 1000 mm por encima del extremo inferior del tubo exterior. Por lo tanto, puede ser el caso que este sumergido el extremo inferior de solamente el tubo exterior. En cualquier caso, una paleta helicoidal u otro dispositivo de conformacion de flujo puede estar montada sobre la superficie exterior del tubo interior, abarcando el espacio anular entre los tubos interior y exterior. La paleta imparte una fuerte accion de remolino a un chorro enriquecido con aire o con oxfgeno, a lo largo del anillo, y sirve para incrementar el efecto de refrigeracion asf como para asegurar que el gas se mezcla bien con combustible y material de alimentacion suministrado a traves del tubo interior, produciendose la mezcla sustancialmente en una camara de mezcla definida por el tubo exterior, por debajo del extremo inferior del tubo interior, donde el tubo interior termina a una distancia suficiente por encima del extremo inferior del tubo exterior.

El tubo exterior de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba se desgasta y se quema en su extremo inferior, pero a una velocidad considerablemente reducida por el recubrimiento de escoria solidificada protectora, en comparacion con el caso sin recubrimiento. No obstante, esto se controla en buena medida mediante el modo de funcionamiento de la tecnologfa de lanza sumergida desde arriba. Dicho modo de funcionamiento hace viable la tecnologfa a pesar de que el extremo inferior de la lanza esta sumergido en el entorno extremadamente reactivo y

corrosivo del bano de escoria fundida. El tubo interior de una lanza de inyeccion sumergida desde arriba puede ser utilizado para suministrar materiales de alimentacion, tales como concentrados, fundentes y reductores a inyectar en una capa de escoria del bano, o puede ser utilizado para combustible. Un gas que contiene oxfgeno, tal como aire o aire enriquecido con oxfgeno, es alimentado a traves del anillo entre los tubos. Antes de que comience la inyeccion 5 sumergida en el interior de la capa de escoria del bano, la lanza se posiciona con su extremo inferior, es decir, el extremo inferior del tubo exterior, separado a una distancia adecuada por encima de la superficie de la escoria. Gas con contenido de oxfgeno y combustible, tal como fueloil, carbon fino o gas de hidrocarburos, se suministra a la lanza, y se quema una mezcla resultante de oxfgeno/combustible para generar un chorro de llama que incide sobre la escoria. Esto hace que la escoria salpique para formar, sobre el tubo exterior de la lanza, la capa de escoria que 10 se solidifica mediante el flujo de gas que pasa traves de la lanza para proporcionar el recubrimiento de escoria solida mencionado anteriormente. La lanza se puede bajar a continuacion para conseguir la inyeccion dentro de la escoria, con el paso continuo del gas con contenido de oxfgeno a traves de la lanza manteniendo el tramo inferior de la lanza una temperatura a la que el recubrimiento de escoria solidificada se mantiene y protege el tubo exterior.

Normalmente, una nueva lanza de inyeccion sumergida desde arriba tiene posiciones relativas para los extremos 15 inferiores de los tubos exterior e interior que son optimas para una ventana de funcionamiento pirometalurgica particular determinada durante el diseno. Las posiciones relativas pueden ser diferentes para utilizaciones diferentes de procesos de lanza sumergida desde arriba. Sin embargo, la longitud de cualquier camara de mezcla formada entre el extremo inferior del tubo interior y el del tubo exterior cae progresivamente por debajo del optimo para una operacion pirometalurgica determinada, dado que el extremo inferior del tubo exterior se desgasta y se quema 20 lentamente. Analogamente, si no hay ningun margen entre los extremos inferiores de los tubos exterior e interior, el extremo inferior del tubo interior puede quedar expuesto a la escoria, y asimismo desgastarse y estar sujeto a combustion. A intervalos, es necesario cortar el extremo inferior de por lo menos el tubo exterior para proporcionar un borde limpio al que se suelda de una longitud de tubo del diametro apropiado, con el fin de restablecer las posiciones relativas optimas de los extremos inferiores del tubo para asf optimizar las condiciones de la fundicion.

25 Tanto con las lanzas de soplado desde arriba como con las lanzas de inyeccion sumergidas desde arriba, ha habido propuestas para refrigerar el fluido con el fin de proteger la lanza frente a las altas temperaturas que se encuentran en los procesos pirometalurgicos. Se dan a conocer ejemplos de lanzas refrigeradas por fluido para soplado desde arriba en las patentes de EE.UU.:

: 00 CT> CO CO CM CM CO de

30: CT> CM OO CT> CD CM CO de

: 3.321.139, de

: 3.338.570, de

: 3.411.716, de

: CO 4^ 00 00 O 4^ 4^ de

35: 3.730.505, de

: 3.802.681, de

: O LO 00 CO CM CO CO de

: 3.876.190, de

: 3.889.933, de

40: 4^ O CD -M O CO O de

: 4.396.182, de

: 4.541.617, de

: O O CO lO CD LO CD de

Bertram y otros,. Belkin,

De Saint Martin, Zimmer,

Stephan y otros, Shepherd, Ramacciotti y otros; Pfeifer,

McMinn y otros, Johnstone y otros, Jaquay,

Desaar,

Schaffar y otros, Okane y otros; y Dunne.

Todas estas referencias, con la excepcion de 3.223.398 de Bertram y otros, y de 3.269.829 a Belkin, utilizan los 45 tubos concentricos mas exteriores dispuestos para habilitar el flujo de fluido hasta la punta de salida de la lanza a lo largo de un paso de alimentacion y de vuelta a la punta a lo largo de un paso de retorno, aunque Bertram y otros utilizan una variante en la que dicho flujo esta limitado a una parte de tobera de la lanza. Aunque Belkin proporciona agua de refrigeracion, esta pasa a traves de salidas a lo largo de la longitud de un tubo interior para mezclarse con oxfgeno alimentado a lo largo de un paso anular entre el tubo interior y el tubo exterior, para ser inyectada como 50 vapor con el oxfgeno. El calentamiento y la evaporacion del agua proporcionan la refrigeracion de la lanza de Belkin, indicandose al mismo tiempo que el vapor generado e inyectado devuelve calor al bano.

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Las patentes de EE.UU. 3.521.872 de Themelis, 4.023.676 de Bennett y otros, y 4.326.701 de Hayden, Jr. y otros, afirman dar a conocer lanzas para inyeccion sumergida. La propuesta de Themelis es similar a la de la memoria US 3.269.829 de Belkin. Cada una utiliza una lanza refrigerada anadiendo agua al flujo de gas y se basa en la evaporacion hacia el vapor inyectado, una disposicion que no es igual que refrigerar la lanza con agua mediante transferencia de calor en un sistema cerrado. Sin embargo, la disposicion de Themelis no tiene un tubo interior, y el gas y el agua son alimentados a lo largo de un unico tubo en el que se evapora el agua. La propuesta de Bennett y otros, aunque es denominada lanza, se parece mas a una tobera dado que inyecta, por debajo de la superficie del metal ferroso fundido, a traves de la pared periferica de un horno en el que esta contenido el metal fundido. En la propuesta de Bennett y otros, unos tubos concentricos para inyeccion se extienden en el interior de un manguito ceramico mientras se hace circular agua de refrigeracion a traves de unos tubos encapsulados en la ceramica. En el caso de Hayden, Jr. y otros, la disposicion de fluido de refrigeracion se realiza solamente en una extension superior de la lanza, mientras que la extension inferior hasta el extremo de salida sumergible comprende un unico tubo encapsulado en cemento refractario.

Las limitaciones de las propuestas de la tecnica anterior han sido destacadas por Themelis. La discusion se refiere al refinamiento de cobre mediante inyeccion de oxfgeno. Aunque el cobre tiene un punto de fusion de aproximadamente 1085 °C, Themelis senala que la refinacion se realiza a una temperatura sobrecalentada desde aproximadamente 1140 °C hasta 1195 °C. A dichas temperaturas, las lanzas del mejor acero inoxidable o de las mejores aleaciones de acero tienen que ser muy resistentes. Por lo tanto, incluso las lanzas de soplado desde arriba utilizan habitualmente refrigeracion por fluido circulante o, en el caso de las lanzas sumergidas de Bennett y Hayden, Jr, y otros, un recubrimiento refractario o ceramico. El avance de US 3.269.829 de Belkin, y la mejora sobre Belkin proporcionada por Themelis, consiste en utilizar la potente refrigeracion que se puede conseguir mediante la evaporacion de agua mezclada dentro del gas inyectado. En cada caso, la evaporacion se tiene que conseguir dentro de la lanza, y para refrigerarla. La mejora de Themelis sobre Belkin esta en la atomizacion del agua refrigerante antes de su alimentacion a la lanza, evitando los riesgos de fallo estructural de la lanza y de una explosion provocada por la inyeccion de agua lfquida en el interior del metal fundido.

La patente de EE.UU. 6.565.800 de Dunne da a conocer una lanza de inyeccion de solidos para inyectar material de partfculas solidas en un material fundido, utilizando un soporte no reactivo. Es decir, la lanza se utiliza simplemente para transportar el material en partfculas a la masa fundida, y no como un dispositivo que habilite el mezclado y la combustion de materiales. La lanza tiene un tubo interno central a cuyo traves se sopla el material en partfculas y, en contacto termico directo con la superficie exterior del tubo central, una camisa de doble pared a traves de la cual se puede hacer circular un refrigerante, tal como agua. La camisa se extiende a lo largo de una parte de la longitud del tubo central, dejando a la vista un tramo sobresaliente del tubo central en el extremo de salida de la lanza. La lanza tiene una longitud de por lo menos 1,5 metros y, a partir de dibujos realistas, es evidente que el diametro exterior de la camisa es del orden de aproximadamente 12 cm, siendo el diametro interior del tubo central del orden de aproximadamente 4 cm. La camisa comprende tramos sucesivos soldados entre sf, siendo los tramos principales de acero y la seccion extrema proxima al extremo de salida de la lanza siendo de cobre o de una aleacion de cobre. El extremo de salida sobresaliente del tubo interior es de acero inoxidable que, para facilitar su sustitucion, esta conectado al tramo principal del tubo interior mediante un acoplamiento a rosca de tornillo.

Se indica que la lanza del documento US 6.565.800 de Dunne es adecuada para su utilizacion en el proceso Hlsmelt para la fabricacion de material ferroso fundido, habilitando la lanza la inyeccion de material de alimentacion de oxido de hierro y de un reductor carbonoso. En este contexto, la lanza esta expuesta a condiciones hostiles, incluyendo temperaturas de funcionamiento del orden de 1400 °C. Sin embargo, tal como se ha indicado anteriormente haciendo referencia a Themelis, el cobre tiene un punto de fusion de 1085 °C, e incluso a temperaturas de aproximadamente 1140 °C a 1195 °C, los aceros inoxidables tienen muy poca resistencia. Quizas la propuesta de Dunne es adecuada para su utilizacion en el contexto del proceso Hlsmelt, dadas la elevada relacion de aproximadamente 8:1 de la seccion transversal de la camisa de refrigeracion frente a la seccion transversal del tubo central, y las pequenas secciones transversales globales involucradas. La lanza de Dunne no es una lanza de inyeccion sumergida desde arriba, ni es adecuada para su utilizacion en tecnologfa de lanza sumergida desde arriba.

Se dan a conocer ejemplos de lanzas para utilizacion en procesos pirometalurgicos basados en tecnologfa de lanza sumergida desde arriba en las patentes de EE.UU. 4.251.271 y 5.251.879, ambas de Floyd, y 5.308.043 de Floyd y otros. Tal como se ha detallado anteriormente, inicialmente se salpica escoria utilizando la lanza antes de iniciar una operacion pirometalurgica, para un periodo de soplado desde arriba sobre una capa de escoria fundida. El soplado desde arriba hace que salpique escoria para formar un recubrimiento de escoria sobre la extension inferior de la lanza, siendo solidificado el recubrimiento de escoria mediante un gas soplado a alta velocidad desde arriba que genera las salpicaduras, para conseguir un recubrimiento protector de escoria solida sobre la lanza. El recubrimiento de escoria solida se mantiene durante la inyeccion sumergida desde arriba en el interior de la escoria, a pesar de que la lanza se baja para sumergir el extremo inferior de salida en la capa de escoria con el fin de habilitar la requerida inyeccion por lanza sumergida desde arriba en el interior de la escoria. Las lanzas de las patentes de EE.UU. 4.251.271 y 5.251.879, ambas de Floyd, funcionan de este modo con la refrigeracion manteniendo la capa de escoria solida exclusivamente mediante gas inyectado, en el caso de la patente de EE.UU. 4.251.271, y mediante gas mas gas soplado a traves de un tubo de cubierta, en el caso de la patente de EE.UU. 5.251.879. Sin embargo, con la patente de EE.UU. 5.308.043 de Floyd y otros, se proporciona refrigeracion, ademas de la proporcionada por

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el gas inyectado y el gas soplado a traves de un tubo de cubierta, mediante un fluido de refrigeracion que circula a traves de pasos anulares definidos por los tres tubos exteriores de la lanza. Esto se hace posible mediante la disposicion de una punta anular de acero solido de aleacion que, en el extremo de salida de la lanza, une el mas exterior y el mas interior de dichos tres tubos alrededor de la circunferencia de la lanza. La punta anular se refrigera mediante gas inyectado y asimismo mediante fluido refrigerante que fluye a traves de una cara extrema superior de la punta. La forma solida de la punta anular, y su fabricacion de una aleacion de acero, tiene como resultado que la punta tiene un buen nivel de resistencia al desgaste y a la combustion. La disposicion es tal que se puede conseguir una vida util practica con la lanza antes de que sea necesario sustituir la punta para proteger contra un riesgo de fallo de la lanza que permita que se descargue el fluido refrigerante en el interior del bano fundido.

Se dan a conocer otros ejemplos de lanzas para su utilizacion en tecnologfa de lanza sumergida desde arriba en las solicitudes en tramitacion con la presente WO2013/000.017, WO2013/029.092 y PCT/IB2012/056.714. La invencion de WO2013/000.017 se refiere a una lanza de inyeccion sumergida desde arriba que tiene por lo menos tubos interior y exterior sustancialmente concentricos, siendo las posiciones relativas del tubo exterior y de un siguiente tubo mas interior ajustables longitudinalmente para permitir mantener una camara de mezcla, en sus extremos de salida inferiores, en una configuracion deseada durante un periodo de utilizacion con el fin de compensar el desgaste y la combustion del extremo inferior del tubo exterior. La invencion de WO2013/029.092 se refiere a una lanza de inyeccion sumergida desde arriba que tiene por lo menos tubos interior y exterior, una cubierta alrededor del tubo exterior y separada del mismo, estando la cubierta ajustada longitudinalmente con respecto al tubo exterior de la lanza para permitir el mantenimiento, o la variacion de una separacion longitudinal entre los extremos de salida de la cubierta y el tubo exterior. La solicitud PCT/IB2012/056.714 da a conocer una lanza de inyeccion sumergida desde arriba que tiene una disposicion para la circulacion de un fluido refrigerante, en la que un estrechamiento en el extremo inferior de la lanza provoca un aumento en la velocidad del flujo del fluido entre una pared extrema para un flujo de retorno de fluido refrigerante a lo largo del tubo mas exterior de la lanza.

Las operaciones pirometalurgicas conducidas tanto con inyeccion por soplado desde arriba como con inyeccion por lanza sumergida desde arriba generan temperaturas del bano muy elevadas, llegando hasta aproximadamente 1650 °C en casos extremos posibilitados por la tecnologfa de lanza sumergida desde arriba. Sin embargo, la determinacion precisa de la temperatura en los procesos de fundicion en bano fundido es cntica para el control del proceso y el funcionamiento optimo. En algunos casos, es necesario que la temperatura del bano se mantenga dentro de un intervalo relativamente estrecho, mientras que otras operaciones tienen que poder pasar de un nivel de temperatura del bano a otro, en cambios entre etapas del proceso. En cualquier caso, un funcionamiento a la minima temperatura practicable proporciona el funcionamiento mas eficiente en terminos de coste e impacto medioambiental.

Tradicionalmente las temperaturas del bano se han medido, o como mmimo se han deducido, mediante procedimientos que involucran la utilizacion de:

(i) termopares que estan montados en una pared lateral de un reactor, e incorporados en, o bien sobresaliendo a traves de un revestimiento refractario de la vasija del reactor;

(ii) termopares que estan situados en artesas de descarga o vertederos;

(iii) un examen del grosor de los recubrimientos del bano solidificados sobre varillas de inmersion fnas; y/o

(iv) pirometros montados en orificios o en el techo.

Sin embargo, otros procedimientos mas recientes proponen incluir tubos termicos, fibras opticas y tecnicas de infrarrojos.

Los procedimientos tradicionales han acusado problemas de unos elevados costes fijos y de mantenimiento, de fiabilidad, imprecision e interferencia, tal como por gases emitidos y humos, aunque la pirometna mediante pirometros montados en el techo o en orificios ha demostrado ser util solamente en algunas circunstancias. Los procedimientos mas recientes tienen aun que demostrar que son fiables o comercialmente viables.

Se ha utilizado de diversas maneras termometna optica basada en tecnicas de infrarrojos. Un documento titulado "The Benefits of Fixed Thermal Imaging", de Kresch, publicado en 2010 en Process Heating Magazine, senala que la cantidad de energfa radiada desde un objeto es una funcion de la emisividad y de la temperatura de los objetos. Kresch indica que una camara de formacion de imagenes termicas puede identificar puntos fnos o calientes midiendo variaciones en la temperatura superficial, para permitir el ajuste de parametros del proceso para una productividad y una capacidad mayores. En cambio, se dice que los sensores de puntos IR son capaces solamente de una lectura de temperatura de un solo punto. Kresch contempla la aplicacion de camaras termicas instaladas en puntos adecuados en una incineradora, para permitir la prevencion de grandes incendios provocados por basura quemada no detectada. Muchas otras partes han propuesto o utilizado camaras termicas para monitorizar un flujo de acero durante su vertido, para permitir la finalizacion del vertido en cuanto se detecta escoria en el flujo.

Un documento titulado "Incredible Infrared" de Canfield y otros, publicado en Process Heating Magazine en enero de 2009, se refiere a la utilizacion de sensores IR que miden asimismo la energfa IR emitida desde un cuerpo, en

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funcion de la temperatura y la emisividad del cuerpo. Sin embargo, a diferencia de la transformacion de ene^a radiada detectada en una imagen que puede ser presentada en una pantalla, utilizando una camara termica, los sensores IR focalizan la energfa emitida sobre un detector que genera una senal electrica que puede ser amplificada y presentada como una lectura de temperatura. Igual que las camaras termicas, los sensores pueden ser utilizados en objetos o cuerpos, tanto fijos como moviles. Canfield y otros se refieren a la medicion de la temperatura de un recubrimiento aplicado a una lamina continua y que se cura sobre la misma. Se indica que los sensores IR pueden recibir energfa emitida desde una gran superficie o un punto pequeno en un objeto. Un artmulo similar de Starrh, titulado "Spectral Manoeuvres" y publicado en junio/julio de 2007 en Industrial Automation Asia, paginas 53-54, al describir termometros o sensores IR, discute la importancia del tamano del blanco en relacion con el tamano del punto o del campo de vision de los sensores. Se indica que los sensores tienen una relacion entre la distancia del sensor al blanco y el diametro del punto que puede variar desde modelos de 2:1 hasta un modelo mas costoso de 300:1. El artmulo de Starrh se ilustra asimismo haciendo referencia a un recubrimiento aplicado a una banda y curandose sobre la misma, en este caso formando un material laminado. Asimismo, la pagina web de Raytek en
www.raytek.com detalla, en "Success Story 64", la utilizacion de un sensor IR para medir la temperatura de una aleacion de metal fundido en vado y que se tiene que mantener a una temperatura estable para moldeo de precision. Se utilizan dos sensores para permitir la comparacion de sus salidas, y se indica que estos reducen el numero de sondas de inversion que necesita utilizar un operador para verificar la temperatura cada cierto tiempo.

Estas aplicaciones de camaras de formacion de imagenes termicas por IR y de termometros o sensores IR no se han considerado adecuadas para su utilizacion en la medicion de la temperatura de un bano fundido en un proceso pirometalurgico controlado por tecnologfa de lanza sumergida desde arriba. Y ello a pesar del hecho de que los documentos de Kresch, Canfield y otros, y Starrh y Success Story 64 se refieren a mediciones de temperatura que vanan desde aproximadamente 685 °F (aproximadamente 365 °C) in Canfield y otros hasta aproximadamente 2730 °F (aproximadamente 1500 °C) en Success Story 64. Como mmimo en el extremo superior, este intervalo es aplicable a operaciones pirometalurgicas.

El documento "A Steel Project Fact Sheet", publicado por Office of Industrial Technologies, Energy Efficiency and Renewable Energy, US Department of Energy, en febrero de 2001, propone sensores opticos y controles para operaciones en un horno de oxfgeno basico (BOF, basic oxygen furnace) mejorado. La propuesta consiste en montar un sensor optico en la punta de una lanza mediante la que se sopla oxfgeno hacia abajo a velocidad supersonica, desde encima de un bano fundido de arrabio y escoria. El sensor montado en la lanza permite la determinacion de una temperatura global del bano a partir de la temperatura de la escoria, utilizando tecnicas basadas en imagenes opticas, mientras no se esta soplando oxfgeno. Asimismo, el sensor permite monitorizar,

durante el soplado de oxfgeno, la emision de puntos calientes desde el hierro, donde el oxfgeno supersonico

desplaza la escoria para dejar al descubierto la zona superficial del hierro. Se dice que la disposicion sirve

adicionalmente para la medicion de la altura del bano para una practica operativa de la lanza mejorada durante el

soplado, asf como para permitir la visualizacion del interior del horno para la evaluacion del desgaste y de las salpicaduras de escoria.

Otros han propuesto la utilizacion de sensores opticos de infrarrojos para mediciones de temperatura en hornos de fundicion por arco sumergido, tal como para la fabricacion de escorias titamferas, asf como de aleaciones de hierro- silicio y de hierro-cromo. Sin embargo, esta utilizacion se ha centrado principalmente en la determinacion de perfiles de temperatura para electrodos formados en el horno durante la fundicion. Ver, por ejemplo, los documentos de Farina y otros, titulado "Measurement of temperature profiles in electrodes for silicon metal production", IAS'2004, Seattle, 2004, paginas 195-199, y de Laohasongkram y otros, titulado "Application of Thermal Detector by Infrared for Electrical Arch Furnaces Transformer", ICCAS, 17 a 20 de octubre, 2007, en Seul, Korea.

La memoria US 6.558.614, de Fritz, presenta un procedimiento para producir una fusion de metal y una correspondiente lanza multifuncional. Se hace referencia asimismo al documento de Jensen S T y otros "Lance- based sensing end vision systems", Iron & Steel Technology, AIST, Warrendale, PA, U.S.A., volumen 1, numero 1, 1 de enero de 2004 (01/01/2004), paginas 69-73, XP001196316, ISSS: 1547-0423. La publicacion EP 2 290 310 presenta un procedimiento para la regulacion dinamica de como mmimo un quemador compuesto de por lo menos una unidad, y de un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento. La publicacion WO/1997/022859 presenta un procedimiento y un dispositivo para la medicion de ondas electromagneticas emanadas de una masa fundida.

La presente invencion se refiere a un aparato de medicion de temperatura mejorado para su utilizacion en la medicion de la temperatura de un bano fundido de una instalacion de lanza sumergida desde arriba, en el curso de la realizacion de una operacion pirometalurgica en la instalacion de lanza sumergida desde arriba.

Compendio de la invencion

De acuerdo con la presente invencion, se da a conocer un aparato de medicion de temperatura para una instalacion de lanza sumergida desde arriba, para su utilizacion en la medicion de la temperatura de un bano fundido que incluye una fase de escoria, durante una operacion pirometalurgica realizada en un reactor de la instalacion. El aparato incluye una lanza de inyeccion sumergida desde arriba que tiene por lo menos un tubo exterior y un tubo interior, con un orificio definido por el tubo interior y un paso anular definido en parte mediante una superficie interior del tubo exterior. El aparato incluye ademas un dispositivo de pirometro, del que por lo menos una unidad de

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recepcion esta montada en relacion con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, pudiendo funcionar la unidad de recepcion para recibir energfa infrarroja que pasa longitudinalmente por el interior de la lanza desde un extremo de salida de la lanza, y pudiendo funcionar el dispositivo de pirometro para generar, a partir de la energfa infrarroja recibida, una senal de salida o visualizacion indicativa de la temperatura de un bano fundido en el que esta sumergida la parte del extremo de salida de la lanza y desde el que se recibe la energfa infrarroja.

La lanza de inyeccion sumergida desde arriba del aparato puede ser una que, durante su utilizacion, esta refrigerada y mantiene por lo tanto un recubrimiento de escoria protectora exclusivamente como consecuencia de gas o gases inyectados a traves de la lanza. Alternativamente, la lanza puede estar refrigerada adicionalmente mediante la circulacion de fluido refrigerante, tal como desde el extremo de entrada hasta el extremo de salida y de nuevo de vuelta al extremo de entrada. Para la refrigeracion por medio de fluido refrigerante en circulacion, la lanza puede tener un tubo exterior de doble pared, con un manguito dispuesto entre las paredes interior y exterior del tubo exterior para separar los flujos de refrigerante entrante y saliente.

Durante la utilizacion del aparato de medicion de temperatura, la parte del extremo de salida de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba tiene una longitud tal que, cuando se sumerge en la fase de escoria de un bano fundido, la inyeccion sumergida de un gas con contenido de oxfgeno ocurre a una profundidad requerida dentro de la escoria, y la combustion del combustible genera una llama que proporciona una zona de combustion dentro de la fase de escoria. Adicionalmente, la inyeccion sumergida genera una fuerte turbulencia dentro de la escoria, y salpicaduras desde la superficie superior de la escoria. Antes de ser sumergida, la lanza de inyeccion sumergida desde arriba se suspende a una distancia corta sobre la superficie de la escoria, y se quema una mezcla de combustible y oxfgeno emitida desde la salida de la lanza, para generar un fuerte chorro de llama que incide sobre la superficie de la escoria con el fin de provocar salpicaduras de la escoria y el recubrimiento de un tramo inferior de la lanza. El recubrimiento se solidifica mediante el efecto de refrigeracion del gas que pasa a traves de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, y el recubrimiento de escoria solidificada se puede retener y protege la lanza despues de que la parte del extremo de salida se sumerja en la escoria fundida. La fuerte llama impide que la escoria u otro material del bano se levante en el interior de la parte del extremo de salida sumergido de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, y mantiene a traves del extremo de salida de la lanza y junto al mismo un area superficial sumergida en el interior del bano. Dicha area superficial sumergida en el interior del bano, denominada en la presente memoria una superficie de emision de infrarrojos, proporciona una superficie desde la que la energfa infrarroja es emitida y pasa longitudinalmente por el interior de la lanza. Por lo menos una parte de la superficie de emision de infrarrojos queda dentro del campo de vision de la unidad de recepcion del dispositivo de pirometro, y es la energfa infrarroja emitida dentro del campo de vision la que permite la determinacion de la temperatura del bano en la superficie de emision de infrarrojos. La superficie de emision de infrarrojos es normalmente una superficie de escoria pero, a pesar de que la inyeccion sumergida esta en el interior de la fase de escoria, la llama se puede extender a una fase que esta por debajo de la escoria, de tal modo que es la fase bajo la escoria la que define la superficie de emision de infrarrojos, tal como resultara evidente mas abajo al hacer referencia a la patente de US 5.888.270, de Edwards y otros.

En el aparato, por lo menos la unidad de recepcion del dispositivo de pirometro esta montada en relacion con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba dentro de la periferia de por lo menos el tubo exterior de la lanza, tal como dentro del paso anular entre los tubos interior y exterior, para una lanza que tenga solamente dos tubos. Cuando la lanza de inyeccion sumergida desde arriba incluye por lo menos un tubo intermedio entre los tubos exterior e interior, por lo menos la unidad de recepcion del dispositivo de pirometro puede estar dentro de la periferia del tubo exterior, y entre el tubo exterior y el siguiente tubo mas interior; o entre dos tubos intermedios; o entre el tubo interior y el siguiente tubo mas exterior. Por lo menos la unidad de recepcion del dispositivo de pirometro puede no obstante estar dentro de la periferia del tubo interior, sometida a un combustible/reductor que sea de un tipo adecuado, tal como gas de hidrocarburos, que no dificulte el funcionamiento del dispositivo. Sin embargo, independientemente del numero de tubos que comprenda la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, por lo menos la unidad de recepcion del dispositivo de pirometro esta preferentemente dentro de la periferia del tubo interior. La unidad de recepcion puede ser adyacente a un extremo de entrada de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, aunque la unidad de recepcion esta preferentemente separada de cada uno de los extremos de entrada y de salida de la lanza. La unidad de recepcion del dispositivo de pirometro puede estar mas cerca del extremo de salida que del extremo de entrada de la lanza. En el caso mas preferente, la unidad de recepcion esta separada del extremo de salida de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba por una pequena parte de la longitud de la lanza. En cada caso, la unidad de recepcion puede estar situada en el interior de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, segun se determine mediante el angulo de cono dentro del cual la unidad de recepcion puede recibir la energfa infrarroja que pasa desde el extremo de salida de la lanza, y mediante el requisito de que la unidad de recepcion reciba energfa infrarroja desde un punto o zona de la superficie de emision de infrarrojos que sea de un diametro que permita una determinacion fiable de la temperatura. La posicion de la unidad de recepcion del dispositivo de pirometro tiene preferentemente como resultado que el campo de vision de la unidad de recepcion es de un diametro suficiente, llenandose sustancialmente el campo de vision con el area del punto o de la zona. El campo de vision se puede llenar sustancialmente mediante la superficie de emision de infrarrojos, de tal modo que el punto o la zona correspondan sustancialmente a la superficie de emision de infrarrojos.

A lo largo de esta memoria descriptiva, la denominacion de los extremos de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba como un extremo de entrada y un extremo de salida es relativa a la direccion a lo largo de la lanza por la que

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pasa el combustible/reductor y el gas con contenido de ox^geno al ser inyectados en la fase de escoria del bano fundido, al realizar una operacion pirometalurgica. Durante la utilizacion en una operacion pirometalurgica por lanza sumergida desde arriba, los extremos de entrada y de salida corresponden por lo tanto a los extremos superior e inferior, respectivamente, de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba. Asimismo, en cuanto a terminologfa, la referencia a un combustible/reductor indica por lo menos un material adecuado para utilizar como combustible para quemar, para producir una llama de combustion mediante la ignicion de una mezcla de combustible/reductor y gas con contenido de oxfgeno formada en el extremo de salida de la lanza mediante la inyeccion en el interior de la escoria, y para utilizar como un reductor que se pueda dispersar dentro de la escoria, mas alla del extremo de salida de la lanza. Las proporciones del material que funciona como combustible y como reductor se pueden ajustar segun convenga para generar condiciones de oxidacion o reduccion adecuadas para optimizar una determinada operacion pirometalurgica, ajustando la relacion de oxfgeno frente a combustible/reductor inyectado mediante la lanza, y determinando de ese modo el grado de combustion del material como combustible.

La unidad de recepcion del dispositivo de pirometro esta orientada preferentemente de tal modo que tiene un eje de cono sustancialmente paralelo a un eje longitudinal de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba. Esta orientacion permite que la energfa infrarroja se reciba desde un punto o zona de forma sustancialmente totalmente circular, aunque es aceptable que el punto o zona sean de forma elfptica. Cuando la unidad de recepcion se posiciona en un paso anular entre dos de los tubos de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, el punto o zona tendran generalmente un diametro menor de lo que sena posible para la unidad de recepcion si estuviera posicionada en el interior del tubo interior. Es decir, el campo de vision es menor cuando la unidad de recepcion esta en un paso anular entre tubos, requiriendo la utilizacion de una unidad de recepcion con un angulo de cono relativamente pequeno y/o el posicionamiento de la unidad de recepcion a una distancia menor desde el extremo de salida de la lanza. En cada caso, el punto o zona esta en la superficie de emision de infrarrojos que esta definida por el bano y dentro del mismo, por debajo de la superficie superior de la fase de escoria, y que es adyacente, y se extiende a traves del extremo de salida de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, pero esta ligeramente separado del extremo de salida mediante la llama de combustion resultante de la combustion del componente de combustible del combustible/reductor. En casi todas las operaciones pirometalurgicas por lanza sumergida desde arriba, la superficie sera una superficie de escoria. Sin embargo, cuando la inyeccion sumergida tiene como resultado una llama que penetra en la mata o la fase metalica por debajo de la escoria, tal como en la patente US 5.888.270 de Edwards y otros, en la que se recoge cobre ampollado por debajo de la fase de escoria, la superficie esta definida por debajo de la escoria, mediante una mata o fase metalica. Se puede entender razonablemente que Edwards y otros sugieren que incluso el extremo de salida de una lanza de inyeccion sumergida desde arriba puede estar dentro de la fase de cobre y, si bien esto es posible con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba del aparato de la presente invencion, no es deseable dado que generalmente no es necesario y tiene asimismo como resultado una vida util significativamente reducida para la lanza antes de que esta tenga que ser sustituida y, si es practico, reparada.

Con el aparato de medicion de temperatura segun la invencion, la unidad de recepcion del dispositivo de pirometro puede funcionar para recibir energfa infrarroja emitida desde el punto o zona de la superficie definida por el bano fundido, y transportarla hacia la unidad de recepcion dentro del angulo de cono al que esta ajustada la unidad de recepcion. El dispositivo de pirometro puede incluir una unidad de lente que recibe y focaliza la energfa infrarroja, y una unidad de deteccion a la que la unidad de lente pasa la energfa focalizada. La unidad de deteccion genera una senal electrica indicativa de la temperatura del bano en el punto o zona de la superficie del bano. La senal de la unidad de deteccion se puede pasar a una unidad de amplificacion del dispositivo de pirometro, y una senal amplificada generada por la unidad de amplificacion se pasa a una unidad de visualizacion situada externamente respecto de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, y que puede funcionar para visualizar la temperatura del bano medida en el punto o zona. La unidad de deteccion requiere habitualmente datos sobre la emisividad del bano en el punto o la zona, y esto se puede medir mediante el dispositivo de pirometro, o proporcionar como datos de entrada al dispositivo a partir de datos de emisividad publicados para el material del bano que genera la energfa infrarroja emitida que esta siendo procesada por el dispositivo de pirometro. Con un dispositivo de pirometro que funcione sobre termometna de una sola longitud de onda, es habitual proporcionar la emisividad como datos de entrada suministrados al dispositivo. Sin embargo, con un dispositivo que funcione sobre termometna de longitud de onda doble o multiple, la determinacion de la temperatura se puede basar en la relacion entre la energfa espectral en dos diferentes longitudes de onda de la energfa infrarroja recibida, si la emisividad es sustancialmente la misma en cada una de las longitudes de onda.

La unidad de recepcion puede incluir una unidad de lente, una unidad de deteccion y un amplificador del dispositivo de pirometro contenidos en un receptaculo comun mediante el que el dispositivo esta montado en relacion con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba. Sin embargo, esto puede requerir, y generalmente requerira la alimentacion de fluido refrigerante al dispositivo con el fin de mantener el dispositivo a una temperatura ambiente que evite el sobrecalentamiento de los componentes del dispositivo. No obstante, una alternativa generalmente deseable consiste en tener la unidad de deteccion y el amplificador alojados externamente respecto de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, con un receptaculo independiente de la unidad de recepcion, que contiene la unidad de recepcion y preferentemente la unidad de lente, estando el receptaculo de la unidad de recepcion montado en relacion con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba. En este ultimo caso, la unidad de recepcion y su receptaculo comprenden un conjunto de cabezal remoto, que esta en conexion de comunicacion con unidades

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de deteccion y de amplificacion mediante una lmea o cable, tal como un cable de fibra optica, que pasa desde la unidad de recepcion, hacia arriba en la lanza para pasar a traves del extremo de salida de la lanza hasta la unidad de deteccion. La conexion de comunicacion entre las dos puede estar adecuadamente protegida y ser capaz de funcionar a temperaturas elevadas. Alternativamente, cuando la unidad de recepcion, la unidad de deteccion y posiblemente tambien el amplificador estan en un receptaculo comun, un cable o lmea electrica se puede extender hacia arriba en la lanza hasta un dispositivo de visualizacion externo.

Tal como se indica en el documento "The Estimation of Slag Properties", publicado por Mills of Imperial College, Londres, como un curso presentado el 7 de marzo de 2011 en South African Pyro-Metallurgy, el valor predominante de la emisividad depende de la superficie y no del volumen, como la tension superficial. En una escoria que no sea una estructura bien conocida, relativamente simple, puede ser preferible que el dispositivo de pirometro pueda funcionar para generar una determinacion de la emisividad del bano en el punto o zona desde el que el dispositivo de pirometro recibe la energfa infrarroja. Mills senala ademas que las escorias son semitransparentes a la radiacion infrarroja, con el resultado de una emisividad variable con la profundidad de la escoria. Se considera que una escoria esta en un estado opticamente denso si el producto del coeficiente de absorcion de la escoria por la profundidad de la escoria en metros es mayor de 3 (es decir, si a*d>3, donde "a*" es el coeficiente de absorcion y "d" es la profundidad en metros). No obstante, la profundidad de la escoria en las operaciones de lanza sumergida desde arriba sera generalmente suficiente para satisfacer esta relacion y permitir basarse en valores de emisividad publicados, cuando esten disponibles. Esto se debe a que la inyeccion sumergida desde arriba esta dentro de una zona superior de la fase de escoria en muchos casos, permitiendo que exista una profundidad sustancial de escoria por debajo del extremo de salida de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba y, mas particularmente, por debajo de la superficie de emision de infrarrojos. Asimismo, la medicion de temperatura habilitada por el aparato de la invencion, aunque se toma en un plano en el interior de la fase de escoria, es esencialmente una medida de la temperatura de la fase de escoria en su conjunto. Esto se debe a que la superficie en el plano cuya temperatura se mide, es decir, la superficie de emision de infrarrojos en la que esta situado el campo de vision del dispositivo de pirometro, es una superficie mantenida a una profundidad en el interior de la fase de escoria turbulenta como un conjunto. Esto es muy diferente a medir la temperatura de una zona superficial superior de una fase de escoria, incluso si la fase de escoria no esta sometida a la turbulencia generada por la inyeccion sumergida desde arriba, dado que la temperatura en dicha superficie superior puede diferir significativamente de la temperatura de la escoria en el interior de la escoria. La temperatura superficial en la parte superior de la escoria puede ser significativamente mayor o menor que la temperatura en el interior de la escoria, dependiendo de si se lleva a cabo o no sobre la escoria una combustion posterior de gases emitidos por el proceso.

En el aparato de la invencion, un conjunto de cabezal de la unidad de recepcion, o de la unidad de recepcion y una lente, o del dispositivo de pirometro completo, puede estar montado de varias maneras diferentes en relacion con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba. El conjunto de cabezal se puede fijar por lo menos a uno de los tubos mediante un elemento de montaje, tal como un armazon o un soporte, unido a dicho por lo menos un tubo, sin que el elemento de montaje impida el flujo, a traves de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, de combustible/reductor, gas con contenido de oxfgeno o material en bruto que es necesario administrar a la capa de escoria para conseguir la fundicion o las condiciones de fundicion necesarias. Alternativamente, el conjunto de cabezal o el dispositivo de pirometro puede estar montado en relacion con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, estando acoplado a una varilla o conducto alargado que se extiende longitudinalmente en el interior de la lanza hacia abajo desde el extremo de entrada de la lanza, estando un soporte dispuesto preferentemente entre el dispositivo de pirometro y la superficie del tubo adyacente de la lanza para asegurar el dispositivo de pirometro y retenerlo en una posicion requerida en la lanza. La utilizacion de un sistema de conductos, con lmeas de alimentacion y de retorno de fluido refrigerante, se puede utilizar si el dispositivo de pirometro requiere la circulacion de un fluido refrigerante a traves de una carcasa para el dispositivo de pirometro con el fin de mantener el dispositivo a una temperatura ambiente adecuada para impedir danos por calor en sus componentes operativos. Sin embargo, no se requiere refrigerante para componentes del dispositivo de pirometro que funcionen a temperaturas ambiente suficientemente elevadas. La utilizacion de una varilla o conducto para suspender el dispositivo de pirometro en el interior de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba tiene el beneficio de permitir que el dispositivo sea extrafdo de la lanza, tal como para mantenimiento o sustitucion. Adicionalmente, la varilla o conducto permite ajustar el dispositivo de pirometro longitudinalmente en el interior de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba, tal como se requiere en caso de que sea necesario subir o bajar la lanza en su conjunto, o sea necesario ajustar la posicion longitudinal relativa de por lo menos un tubo de la lanza con respecto a por lo menos otro tubo, en el curso de una operacion pirometalurgica, o para tener en cuenta el desgaste y la combustion del tubo exterior en el extremo de salida de la lanza.

La unidad de amplificacion del dispositivo de pirometro puede estar incorporada en el interior de un receptaculo comun que contiene asimismo la lente de la unidad de recepcion o la unidad de deteccion. Alternativamente, la unidad de amplificacion puede estar alojada independientemente, tal como en el exterior de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba. La salida del detector es no lineal y puede ser solamente de aproximadamente 100 a 1000 |jV. Si la senal de salida procedente de la unidad de deteccion se tiene que pasar a una unidad de amplificacion que es externa a la lanza, es preferible que la senal de salida se transforme a un formato que permita su transmision a la unidad de amplificacion externa por medio de cables de fibra optica, con el fin de minimizar la degradacion de la senal de salida. Alternativamente, con solamente la unidad de recepcion montada en relacion con la lanza de

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inyeccion sumergida desde arriba, la energfa infrarroja recibida se puede comunicar al detector mediante un cable de fibra optica, esencialmente sin riesgo de degradacion.

Varios dispositivos de pirometro disponibles comercialmente pueden ser utilizados en el aparato de medicion de temperature de la invencion. Un requisito principal para el dispositivo de pirometro es la capacidad de funcionar de manera fiable en temperaturas de medicion por encima de 1000 °C, llegando hasta unos 2000 °C. Asimismo, aunque el dispositivo de pirometro puede estar refrigerado, es deseable que pueda funcionar de manera fiable a temperaturas ambiente de hasta aproximadamente 450 °C a las que puede estar expuesto, incluso si solamente en el caso de fallo de un sistema se proporciona un flujo de fluido refrigerante al dispositivo. El dispositivo de pirometro puede ser uno que funcione sobre termometna de una sola, doble o multiple longitudes de onda, siendo el coste y la disponibilidad de los datos de emisividad para la fase de escoria para un bano fundido dado, el determinante principal para la eleccion entre estas alternativas. Ejemplos de dispositivos de pirometro adecuados para utilizar en el aparato de medicion de temperatura de la invencion incluyen el modelo de pirometro M668 disponible en la firma Mikron Infrared Inc., el pirometro NEWPORT iR2 de Newport Electronics, Inc. y el pirometro PYROSPOT DSRF 11 N de Dias Infrared GmbH.

La lanza de inyeccion sumergida desde arriba puede ser de cualquiera de los tipos conocidos. Por lo tanto, la lanza de inyeccion sumergida desde arriba puede ser acorde con cualquiera de las formas dadas a conocer en cualquiera de las patentes US 4.251.271 y 5.251.879 ambas de Floyd, 5.308.043 de Floyd y otros, o en cualquiera de las solicitudes de patente en tramitacion con la presente W02013/000.017, WO2013/029.092 y PCT/IB2012/0.567.714.

Que una buena medicion de la temperatura de la fase de escoria de un bano fundido sea posible con el aparato de medicion de temperatura de la presente invencion, en el curso de un proceso pirometalurgico conducido con la lanza del aparato, es muy sorprendente. Los intentos de medir la temperatura de un chorro de llama generado con una lanza de inyeccion sumergida desde arriba, despues de quemar una mezcla de combustible y oxfgeno, sin la parte del extremo de salida de la lanza sumergida en un bano fundido, han sido insatisfactorios. La energfa infrarroja generada por la llama fue recibida longitudinalmente en la lanza desde el extremo de salida, y parecfa que un pirometro medina solamente la temperatura de la llama y no proporcionana informacion util sobre la temperatura del bano fundido. Es decir, los indicios eran que los resultados con la parte del extremo de salida de la lanza sumergida en la fase de escoria de un bano fundido tampoco proporcionanan una medida util de la temperatura de la fase de escoria, particularmente dado el alto grado de turbulencia en el interior de la escoria como resultado de la inyeccion sumergida. Asimismo, en una operacion de lanza sumergida desde arriba, la escoria es el medio de reaccion en el que los materiales en bruto se dispersan y se ponen en circulacion, y en el que son sometidos a reacciones de reduccion u oxidacion facilitadas por las condiciones elegidas de la inyeccion sumergida desde arriba. La composicion de la fase de escoria con material en bruto y productos de reaccion dispersados es muy diferente a la de solamente la escoria. Por lo tanto, la situacion es muy diferente a la que se obtiene en la utilizacion de termometna por infrarrojos con un solido, incluso si esta en movimiento, o con un vapor fluyente de un lfquido tal como acero fundido, o en la medicion de la temperatura en un horno basico de oxfgeno para refinar arrabio. En el ultimo caso, el oxfgeno soplado desde arriba hace que la escoria se desplace para dejar al descubierto el hierro fundido para la medicion de temperatura. Asimismo, no hay combustion del combustible en la punta de salida de dicha lanza de soplado desde arriba. El hierro presenta una superficie de composicion relativamente constante, siendo la temperatura del hierro la que se requiere, no la de la escoria. Asimismo, tal como en las operaciones de lanza sumergida desde arriba, la escoria BOF esta en un estado turbulento y no proporciona una forma superficial estable factible para la medicion de la temperatura. La superficie de la escoria en una operacion de lanza sumergida desde arriba se rompe constantemente, siendo expulsadas grandes cantidades de escoria hacia el espacio del reactor por encima del bano y volviendo a caer despues. Dicha escoria expulsada se enfna por debajo de la temperatura de la capa de escoria o bien, mas habitualmente, con la combustion posterior de gases emitidos evolucionados, tales como monoxido de carbono e hidrogeno, la escoria expulsada se calienta por encima de la temperatura de la capa de escoria con el proposito de recuperar la energfa termica para el bano. Cada uno de estos factores sugiere que la temperatura del bano no se podna medir de manera fiable mediante la utilizacion del aparato de la invencion.

A pesar de la experiencia con otros usos de termometna de infrarrojos, y con ensayos iniciales con lanzas de inyeccion sumergidas desde arriba quemadas, realizados sin la inmersion de la parte del extremo de salida de la lanza de del aparato de la invencion, sorprendentemente se ha descubierto que es posible una medicion de temperatura excelente con la parte del extremo de salida de una lanza de inyeccion sumergida desde arriba del aparato de la invencion sumergido, tal como se requiere para llevar a cabo una operacion pirometalurgica. En particular, el aparato de la invencion habilita una medicion excelente de la temperatura de la fase de escoria de un bano fundido en una operacion de lanza sumergida desde arriba y, dado que la fase de escoria es el medio de reaccion para las reacciones para una operacion determinada de lanza sumergida desde arriba, esta medicion es de importancia cntica. En otros procesos, tales como fundicion por arco sumergido, la medida requerida es la temperatura de la fase metalica bajo la escoria o la mezcla de reaccion, pero la fase metalica no es accesible directamente y se realiza una medicion de compromiso de la escoria o la mezcla de reaccion generalmente mas fnas.

El aparato de medicion de temperatura de la invencion puede incluir un dispositivos de pirometro. En ese caso, cada uno de los dispositivos puede tener por lo menos una unidad de recepcion montada en relacion con la lanza de

inyeccion sumergida desde arriba y que puede funcionar para recibir la energfa infrarroja que pasa longitudinalmente por el interior de la lanza desde dicho extremo de salida, pudiendo funcionar cada uno para focalizar la energfa infrarroja que recibe y habilitar la generacion de una respectiva senal de salida. Cada uno de los dispositivos de pirometro puede estar montado en el interior de un orificio definido por el tubo interior. Alternativa o adicionalmente, 5 los dispositivos de pirometro pueden incluir por lo menos un dispositivo de pirometro montado en el interior de un paso anular definido entre por lo menos uno de los tubos interior y exterior, y un tubo intermedio entre los tubos interior y exterior.

Breve descripcion de los dibujos

Para que la invencion se pueda comprender de manera mas completa, se hace referencia a continuacion a los 10 dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una ilustracion en respectiva, recortada parcialmente, de un reactor de lanza sumergida desde arriba;

la figura 2 muestra una representacion de un tipo de aparato de medicion de temperatura segun la invencion, cuyo extremo inferior se muestra a escala aumentada y en seccion;

la figura 3 es una vista en seccion parcial de componentes de una parte inferior de otro tipo de aparato de medicion 15 de temperatura segun la invencion;

la figura 4 muestra un detalle en relacion con los componentes de una parte superior del aparato de la figura 3; y

la figura 5 muestra la variacion de la temperatura con el tiempo, medida durante ensayos de planta piloto realizados con el aparato de medicion de temperatura de la invencion.

Descripcion detallada

20 El reactor 10 mostrado en la figura 1 no es sino un ejemplo de una posible disposicion de reactor de lanza sumergida desde arriba y lanza. El reactor 10 tiene una carcasa cilmdrica 12 cerrada en su extremo superior mediante un techo inclinado 14 desde el que sobresale hacia arriba una chimenea de salida 16 hasta un intercambiador de calor/caldera de gases emitidos 18. En la ilustracion de la figura 1, se ha eliminado una parte rectangular de la carcasa 12 para permitir visualizar el interior, aunque la carcasa 12 es continua 25 circunferencialmente en todos los niveles de su altura, salvo por los agujeros de salida. El techo 14 tiene una entrada 20 a cuyo traves se extiende descendiendo una lanza de inyeccion sumergida desde arriba 22 de tal modo que, despues de que se haya formado y solidificado un recubrimiento de escoria protectora 24 en una seccion inferior de la lanza 22, una parte de extremo inferior de la lanza 22 es sumergida en una fase de escoria superior 28 de un bano fundido 26. El reactor 10 tiene asimismo un orificio de alimentacion 29 que se abre a traves del techo 14 30 para permitir cargar materiales en bruto para una operacion pirometalurgica requerida en la escoria 28 del bano 26, y un orificio 30 del quemador para permitir la introduccion de un quemador 31 si es necesario para calentar el reactor. La lanza 22 tiene conectores 34 que permiten la conexion de la lanza 22 a fuentes independientes de combustible/reductor y de gas con contenido de oxfgeno, para habilitar el paso por separado de estos materiales descendiendo a traves de la lanza 22 y para mezclarlos en el extremo de salida inferior de la lanza 22 para alimentar 35 una mezcla de combustion. La combustion de la mezcla de combustible y oxfgeno genera una zona de combustion en la escoria 28 en el extremo de salida inferior de la lanza 22, asf como una fuerte turbulencia en la escoria 28 que provoca que los materiales en bruto cargados a traves del orificio 29 se dispersen en la escoria 28, dando lugar a las reacciones pirometalurgicas requeridas en el interior de la escoria 28.

La lanza 22, tal como se representa en la figura 2, es una ilustracion esquematica del extremo inferior de una forma 40 de lanza de inyeccion sumergida desde arriba que tiene un aparato de medicion de la temperatura. La lanza 22 comprende un tubo exterior 38, un tubo interior 40 y, entre los tubos 38 y 40, un tubo intermedio 42. Los tubos 38, 40 y 42 son sustancialmente circulares en seccion transversal y estan dispuestos de manera sustancialmente concentrica. Un paso anular 44 definido entre los tubos 38 y 42 permite la alimentacion de aire, mientras que un paso 46 definido entre los tubos 40 y 42 permite la alimentacion de oxfgeno. El orificio 48 definido por el tubo 40 45 permite la alimentacion de combustible/reductor. Tal como se muestra, los tubos 40 y 42 terminan a poca distancia, con respecto a la longitud global de la lanza 22, por encima del extremo inferior del tubo 38 para proporcionar una camara de mezcla 50 en la que el combustible/reductor, el aire y el oxfgeno se mezclan para facilitar la combustion eficiente del combustible en el extremo inferior del tubo 38. La lanza 22 puede tener una longitud de hasta 25 metros y un diametro exterior de hasta aproximadamente 0,5 metros para un funcionamiento comercial. Una version de 50 planta piloto de la lanza 22 puede tener solamente aproximadamente 4 metros de longitud y aproximadamente 0,075 metros de diametro externo.

En la figura 2 se muestra un tipo de aparato de medicion de temperatura segun la invencion, e incluye la lanza 22 en combinacion con un dispositivo de pirometro 52. El dispositivo 52, que se muestra muy ampliado en relacion con el diametro del tubo interior 40, comprende un cabezal sensor que, en la ilustracion mostrada, consiste en un 55 receptaculo 56 que contiene una unidad de lente o de sensor 54 y un cable de fibra optica 60 que tiene un extremo en comunicacion con la unidad de lente. El cabezal sensor 54 esta montado en el interior de la extension inferior del tubo interior 40, en el que esta soportado mediante un armazon o soporte adecuado (no mostrado) que proporciona

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la mmima obstruccion al flujo de combustible/reductor descendente a traves del tubo 40. El cabezal sensor 54 esta posicionado para poder recibir y focalizar energfa infrarroja recibida hacia arriba a traves del extremo inferior, y longitudinalmente a lo largo de la lanza 22. La disposicion puede ser tal que la unidad de lente 58 recibe energfa infrarroja dentro de un cono representado por lmeas 62, tal como desde una superficie formada dentro de la capa de escoria 28 como consecuencia de la inyeccion sumergida desde arriba mediante la lanza 22, tal como se representa esquematicamente mediante la lmea 64. El angulo de cono representado por las lmeas 62 es el maximo para la distancia de la unidad de lente 58 desde el extremo de salida de la lanza 22, dado que un angulo de cono mayor tendna como resultado interferencias al cruzarse el cono por lo menos con uno de los tubos 38 y 40. Un angulo de cono menor puede ser apropiado, dado que la separacion de la unidad de lente 58 respecto de la superficie en la lmea 64 en la que se emite la energfa infrarroja recibida tiene que corresponder sustancialmente a la longitud focal de la lente de la unidad de lente 58. Por ejemplo PYROSPOT dSrF 11N, disponible en la firma Dias Infrared GmbH, tiene una longitud focal ajustable. Sin embargo, la disposicion mostrada proporciona el campo de vision maximo sobre la superficie de emision de la energfa infrarroja, habilitando de ese modo una determinacion mas precisa de la temperatura.

En la disposicion de la figura 2, el cable de fibra optica 60 pasa hacia arriba desde el cabezal sensor 58 en el interior del tubo 40 y sale desde el extremo de entrada de la lanza 22, hasta un receptaculo externo 66 que contiene una unidad de deteccion 68, una unidad de ampliacion 70 y un dispositivo de visualizacion 72. La energfa infrarroja que se recibe en el cabezal sensor 54 se focaliza mediante la unidad de lente 58, de tal modo que la energfa infrarroja focalizada pasa a lo largo del cable 60 al receptaculo 66. Esta energfa es recibida por la unidad de deteccion 68, mediante la cual es transformada en una senal electrica de salida que es amplificada por la unidad de amplificacion 70 y se pasa a la pantalla 72, en la que se visualiza una lectura de la temperatura de la escoria.

Si es necesario, la extension del cable 60 en el interior del tubo 40 puede estar dentro de un conducto a traves del cual puede circular fluido refrigerante para controlar la temperatura ambiente del cabezal sensor 54 y, en particular, de la unidad de lente 58 en el interior del receptaculo 56.

Aunque el aparato de medicion de temperatura de las figuras 1 y 2 muestra solamente un unico dispositivo de pirometro 52 en la lanza 22, puede haber mas de un dispositivo 52 en una lanza 22, tal como hasta 4 dispositivos 52. Los dispositivos pueden estar todos en el interior del tubo 40, o por lo menos uno puede estar entre el tubo 40 y el tubo 42 y/o entre el tubo 38 y el tubo 42.

La disposicion de las figuras 3 y 4 se comprendera en gran medida a partir de la descripcion de las figuras 1 y 2. En las figuras 3 y 4, los componentes correspondientes a dichas figuras 1 y 2 tienen el mismo numero de referencia mas 100. La lanza 122 tiene un tubo intermedio 142 y, tal como se ve en un contorno en lmea discontinua de la figura 4, un tubo interior 140. Los respectivos tubos 142 y 140 se denominan asimismo el tubo de aire/oxfgeno interior y el tubo de combustible gaseoso. Sin embargo, el tubo 142 puede alimentar oxfgeno u oxfgeno enriquecido con aire a lo largo del paso 146 definido entre los tubos 140 y 142, mientras que el tubo 140 puede alimentar carbon en partmulas finas arrastradas en un gas portador, o fueloil o gas a lo largo del orificio 148 definido por el tubo 140. Asimismo, aunque no se muestra, la lanza 122 tiene un tubo exterior correspondiente al tubo 38 de la lanza 22, alimentandose aire a traves de un paso anular, correspondiente al paso 44 de la lanza 22, entre tubo exterior y el tubo 142, para permitir la alimentacion de aire para refrigerar el tubo exterior y mantener un recubrimiento protector de escoria solidificada sobre una parte suficiente de la extension inferior de la lanza 122.

Tal como se ve en la figura 4, el extremo superior o de entrada de la lanza 122 tiene un dispositivo de acoplamiento 80 fijado al tubo 142 y sobresaliendo por encima del mismo, para permitir que la lanza 122 se suba y se baje mediante un sistema de elevacion aereo. Asimismo, la lanza 122 tiene un conector de entrada 82 que comunica con el tubo 140 para permitir la alimentacion de gas natural (u otro combustible/reductor adecuado para un funcionamiento con lanza sumergida desde arriba) desde una fuente de alimentacion, para el flujo de combustible/reductor descendente a traves del orificio 148 del tubo 140. El conector 82 pasa a traves del tabique de una parte superior separable 142a del tubo 142 para comunicar con el tubo 140. La parte 142a del tubo 142 esta acoplada extremo a extremo con la extension principal 142b del tubo 142 mediante un acoplamiento 142c sellado con brida doble. A un nivel por debajo del conector 82 y del acoplamiento 142c, la lanza 122 tiene un conector 84 que comunica a traves del tubo 142 para permitir la alimentacion de gas con contenido de oxfgeno, tal como aire enriquecido en oxfgeno, desde una fuente de alimentacion, para fluir bajando a traves del paso 146.

Aunque no se muestra, el extremo superior del tubo exterior termina poca distancia por debajo del conector 84. Otra conexion (no mostrada) comunica a traves del extremo superior del tubo exterior para permitir la alimentacion de aire, desde una fuente de alimentacion, para fluir bajando a traves del paso anular entre el tubo exterior y el tubo 142. El flujo de aire es tal que la escoria salpicada sobre la superficie exterior del tubo exterior se enfna para formar un recubrimiento protector de escoria solidificada que se puede mantener, incluso sobre la extension inferior de la lanza 122 cuando se sumerge en la fase de escoria.

La disposicion resultante del otro conector para el tubo exterior y los conectores 82 y 84 es tal que el gas inyectado que baja por la lanza 122, tanto desde el paso 146 como desde el paso entre el tubo exterior y el tubo 142, se mezcla en el extremo inferior de la lanza 122 con combustible/reductor procedente del orificio 148. Por lo tanto, se puede formar una mezcla combustible en el extremo inferior de la lanza 122 y, cuando se quema, la mezcla genera

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una llama de combustion que proporciona la combustion del componente de combustible del combustible/reductor. Con dicho extremo inferior sumergido en el interior de la fase de escoria para la inyeccion sumergida desde arriba, la llama de combustion produce una zona de combustion con generacion de calor en el interior de la fase de escoria durante el periodo en que se lleva a cabo la inyeccion sumergida. Si el contenido de oxfgeno de la mezcla es igual o mayor que el requisito estequiometrico para la combustion de la totalidad del combustible/reductor como combustible, se generaran condiciones neutras o de oxidacion en el interior de la fase de escoria, dependiendo del nivel de exceso de oxfgeno. Alternativamente, con oxfgeno insuficiente en la mezcla para la combustion de todo el combustible/reductor, parte del combustible/reductor no se quemara y por lo tanto estara disponible como reductor, de tal modo que prevaleceran las condiciones de reduccion en el interior de la escoria. El tubo 140, pero preferentemente tambien el tubo 142, puede terminar con su extremo inferior a relativamente poca distancia sobre el extremo inferior del tubo exterior, de tal modo que se forma una camara de mezcla (no mostrada) en el interior del extremo inferior del tubo exterior, de manera similar a la camara 50 de la lanza 22.

La lanza 122 incluye ademas un dispositivo de pirometro del que se muestra una parte inferior 152a en la figura 3, mostrandose una parte superior 152b en la figura 4. La parte inferior 152a esta montada en el paso 146 contra la superficie exterior del tubo 140, e incluye un cabezal sensor 154 montado en el extremo inferior de un cable optico 160, en una zona inferior de la lanza 122, junto a un generador de turbulencia 96 que tiene una serie de paletas 98. El cable 160 pasa hacia arriba dentro del paso 146. Tal como se muestra en la figura 4, el extremo superior del cable 160 forma parte de la parte superior 152b del dispositivo de pirometro 152 y pasa hacia arriba en el paso 146 al extremo superior de la lanza 122 hasta una posicion en la que sale a traves de un medio de cierre en la parte 142a del tubo 142. La energfa infrarroja recibida por el cabezal sensor 154 y focalizada puede pasar a lo largo del cable optico 160 a la unidad de deteccion 168. La energfa infrarroja es transformada por la unidad de deteccion 168 en una senal electrica. Un cable de alimentacion y senal 92 puede enviar la senal electrica a una caja de conexiones electricas (no mostrada), y un dispositivo de visualizacion de senal o grabador (tampoco mostrado) permite la monitorizacion de la temperatura de la escoria fundida que esta sometida a inyeccion sumergida desde arriba para una operacion pirometalurgica requerida.

Tal como se puede apreciar por las figuras 3 y 4, el dispositivo de pirometro 152 de la lanza 122 esta dispuesto entre el tubo interior 140 y el tubo intermedio 142, en el paso de oxfgeno 146 entre dichos tubos 140, 142. Esto contrasta con la disposicion de la figura 2, en la que el dispositivo 52 esta en el interior del orificio 48 del tubo interior 40. En la figura 2, el dispositivo 52 es adyacente al extremo superior de la camara de mezcla 50, y la lanza 122 tiene preferentemente una camara de mezcla, estando asimismo el dispositivo 152 situado junto al extremo superior de la camara de mezcla. La disposicion de la figura 2 es adecuada para una planta piloto o un reactor de lanza sumergida desde arriba de pequena capacidad, mientras que la disposicion de las figuras 3 y 4 es preferible, particularmente para reactores mayores.

La figura 5 da a conocer resultados obtenidos en tres ensayos de planta piloto, monitorizando la variacion con el tiempo en la temperatura de la escoria durante una operacion pirometalurgica utilizando inyeccion sumergida desde arriba. La planta utilizada fue similar a la mostrada en la figura 1, con una lanza acorde con las figuras 3 y 4. La lanza se monto con un dispositivo de pirometro Pyrospot 44N disponible en la firma DIAS Infrared Systems de Dresde, Alemania. La temperatura de la escoria pudo ser monitorizada para proporcionar la lmea continua mostrada para cada uno de los ensayos. Para esto, la radiacion infrarroja detectada se transformo en una senal electrica, pasandose dicha senal a un dispositivo grabador. Para cada ensayo, la temperatura de la escoria se midio asimismo utilizando dispositivos individuales de medicion desechables, manuales, en sucesivos intervalos de tiempo, para generar las mediciones en forma de rombo mostradas para cada ensayo, verificando estas mediciones el alto grado de precision obtenido con el aparato de la invencion.

Finalmente, se debe entender que se pueden introducir diversas alteraciones, modificaciones y/o adiciones a la construccion y disposiciones de piezas descritas anteriormente, sin apartarse del alcance de la invencion.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un aparato de medicion de temperatura para una instalacion de inyeccion sumergida desde arriba, para su utilizacion en la medicion de la temperatura de un bano fundido que incluye una fase de escoria, durante una operacion pirometalurgica conducida en un reactor (10) de la instalacion, en el que el aparato incluye una lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) que tiene por lo menos un tubo exterior (38) y un tubo interior (40; 140), con un orificio (48; 148) definido mediante el tubo interior (40; 140) y un paso anular (44) definido en parte mediante una superficie interior del tubo exterior (38), la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) configurada para inyectar combustible/reductor y gas que contiene oxfgeno en el bano fundido provocando la combustion del extremo de salida de la lanza (22; 122), y en el que el aparato incluye ademas un dispositivo de pirometro optico (52; 152) del que por lo menos una parte de cabezal sensor (54; 154) esta montada en relacion con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) y puede funcionar tanto para recibir energfa infrarroja que pasa longitudinalmente por el interior de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) desde el extremo de salida de la lanza (22; 122), como para focalizar la energfa infrarroja recibida con el fin de habilitar la generacion de una senal de salida o visualizacion indicativa de la temperatura de un bano fundido en el que esta sumergida una parte del extremo de salida de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122), y desde el que se recibe la energfa infrarroja.
2. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 1, en la que el dispositivo de pirometro optico (52; 152) incluye una unidad de deteccion (68; 168) que puede funcionar para recibir del cabezal sensor (54; 154) la energfa infrarroja focalizada y generar una correspondiente senal de salida electrica.
3. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 2, en el que la unidad de deteccion (68; 168) esta acoplada al cabezal sensor (54; 154) y recibe la energfa infrarroja focalizada directamente desde el cabezal sensor (54; 154).
4. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion, en el que la unidad de deteccion (68; 168) es externa a la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) y esta en comunicacion con el cabezal sensor (54; 154) mediante un cable de fibra optica (60).
5. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 3 o la reivindicacion 4, en el que el dispositivo de pirometro optico (52; 152) incluye una unidad de amplificacion (70) que puede funcionar para recibir la senal de salida desde la unidad de deteccion (68; 168) y para generar una senal de salida amplificada.
6. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 5, en el que la unidad de amplificacion (70) esta acoplada a un dispositivo de visualizacion (72) que puede funcionar para proporcionar una visualizacion indicativa de la temperatura del bano fundido desde el que se recibe la energfa infrarroja mediante la unidad de sensor.
7. El aparato de medicion de temperatura segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que por lo menos el cabezal sensor (54; 154) del dispositivo de pirometro optico (52; 152) esta montado en relacion con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) dentro de la periferia de por lo menos el tubo exterior (38) de la lanza (22; 122).
8. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 7, en el que por lo menos el cabezal sensor (54; 154) esta dentro de un paso anular (44) entre los tubos exterior e interior (38 y 40; 140).
9. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 7, en el que la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) incluye por lo menos un tubo intermedio (42; 142) entre los tubos exterior e interior (38 y 40; 140) y el cabezal sensor (54; 154) esta entre el tubo exterior (38) y un siguiente tubo mas interior, o entre dos tubos intermedios (42; 142), o entre el tubo interior (40; 140) y un siguiente tubo mas exterior.
10. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 7, en el que el cabezal sensor (54; 154) esta dentro de la periferia del tubo interior (40; 140).
11. El aparato de medicion de temperatura segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que por lo menos el cabezal sensor (54; 154) del dispositivo de pirometro optico (52; 152) esta separado de cada uno de los extremos de entrada y de salida de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122).
12. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 11, en el que por lo menos el cabezal sensor (54; 154) esta separado del extremo de salida de la lanza (22; 122) mediante una parte pequena de la longitud de la lanza (22; 122).
13. El aparato de medicion de temperatura segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que por lo menos el cabezal sensor (54; 154) esta orientado de tal modo que el cabezal sensor (54; 154) tiene un eje de cono sustancialmente paralelo al eje longitudinal de la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122).
14. El aparato de medicion de temperatura segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el tubo interior (40; 140), y opcionalmente cualquier tubo intermedio (42; 142), termina cerca del extremo del tubo exterior (38) en el extremo de salida de la lanza (22; 122) para definir una camara de mezcla (50) en el interior de la parte del extremo de salida de la lanza (22; 122), y el dispositivo de pirometro optico (52; 152) esta montado en relacion con la lanza

(22; 122) en o junto al extremo del tubo interior (40; 140) mas proximo al extremo de salida de la lanza (22; 122), tal como en el interior del orificio (48, 148).
15. El aparato de medicion de temperature segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el aparato incluye por lo menos dos mencionados dispositivos de pirometro optico (52; 152) que tienen cada uno por lo menos

5 una parte de cabezal sensor (54; 154) montada en relacion con la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) y pueden funcionar para recibir energfa infrarroja que pasa longitudinalmente por el interior de la lanza (22; 122) desde dicho extremo de salida, y pueden funcionar cada uno para focalizar la energfa infrarroja que recibe y habilitar la generacion de una respectiva mencionada senal de salida.
16. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 15, en el que dichos por lo menos dos 10 dispositivos de pirometro optico (52; 152) estan montados en el interior del orificio (48; !48) definido por el tubo

interior (40; 140).
17. El aparato de medicion de temperatura segun la reivindicacion 15, en el que por lo menos uno de dichos por lo menos dos dispositivos de pirometro optico (52; 152) esta montado en el interior de un paso anular (44) definido entre por lo menos uno de los tubos interior y exterior (38 y 40; 140) y un tubo intermedio (42) entre los tubos interior

15 y exterior (38 y 40; 140).
18. El aparato de medicion de temperatura segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que la lanza de inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) esta adaptada de tal modo que, durante su utilizacion, esta refrigerada y mantiene de ese modo un recubrimiento de escoria solida protectora, exclusivamente como consecuencia de uno o varios gases inyectados a traves de la lanza (22; 122).

20 19. El dispositivo de medicion de temperatura segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que la lanza de

inyeccion sumergida desde arriba (22; 122) esta adaptada de tal modo que, durante su utilizacion, esta refrigerada y mantiene de ese modo un recubrimiento de escoria solida protectora como consecuencia del efecto refrigerante de uno o varios gases inyectados a traves de la lanza (22; 122) y mediante la circulacion de fluido refrigerante.