ES2951086T3 - Dispositivo de inmersión para medición de temperatura y método para detección de posición - Google Patents
Dispositivo de inmersión para medición de temperatura y método para detección de posición Download PDFInfo
- Publication number
- ES2951086T3 ES2951086T3 ES21154561T ES21154561T ES2951086T3 ES 2951086 T3 ES2951086 T3 ES 2951086T3 ES 21154561 T ES21154561 T ES 21154561T ES 21154561 T ES21154561 T ES 21154561T ES 2951086 T3 ES2951086 T3 ES 2951086T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- optic cable
- fiber optic
- opening
- lance
- feed channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000007654 immersion Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 title abstract description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 138
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 18
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 76
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 19
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012526 feed medium Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0037—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the heat emitted by liquids
- G01J5/004—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the heat emitted by liquids by molten metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
- B22D2/006—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass for the temperature of the molten metal
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/22—Arrangements of air or gas supply devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/28—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0014—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0044—Furnaces, ovens, kilns
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/0205—Mechanical elements; Supports for optical elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/04—Casings
- G01J5/041—Mountings in enclosures or in a particular environment
- G01J5/042—High-temperature environment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/05—Means for preventing contamination of the components of the optical system; Means for preventing obstruction of the radiation path
- G01J5/051—Means for preventing contamination of the components of the optical system; Means for preventing obstruction of the radiation path using a gas purge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0818—Waveguides
- G01J5/0821—Optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
La invención se refiere a un dispositivo de inmersión y a un método para detectar la posición de un cable con núcleo óptico utilizando un dispositivo de inmersión. Un dispositivo de inmersión (10) para medir la temperatura de un metal fundido (64) dentro de un recipiente (62) de horno de arco eléctrico (60) con un alambre con núcleo óptico (50) comprende una lanza de soplado (28) para soplar gas de purga en un punto de entrada al recipiente (62) y un medio de detección para detectar una posición del cable con núcleo óptico (50). El alambre con núcleo óptico (50) se puede mover en un canal de alimentación (20) y/o en la lanza de soplado (28) con respecto al punto de entrada. Los medios de detección están configurados para detectar la presencia del cable con núcleo óptico (50) en o cerca de la lanza de soplado (28). Esto permite distancias cortas entre el extremo delantero de la fibra y la masa fundida y, por tanto, intervalos de tiempo cortos entre secuencias de medición de temperatura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de inmersión para medición de temperatura y método para detección de posición
Descripción de la invención
La invención se refiere a un dispositivo de inmersión para medir una temperatura de un material fundido de metal dentro de un recipiente de horno de arco eléctrico (EAF) utilizando un cable de fibra óptica y un método para detectar una posición de un cable de fibra óptica utilizando un dispositivo de inmersión.
Los procesos metalúrgicos pueden realizarse en un horno de arco como se describe en US-2886617 A, en particular en un EAF. Para mejorar el control del proceso, se debe medir la temperatura de una masa fundida de metal. Esto puede realizarse, p. ej., por medio de una fibra óptica que se sumerge en la masa fundida y un detector correspondiente conectado a la fibra, como se describe en EP 3.339.823 A1, EP 3.051.264 A1 y EP 2.799.824 A1. La propia fibra óptica está recubierta de metal. En los procesos mencionados, la fibra óptica se introduce en un tubo guía desechable antes de la medición. Al menos una parte del tubo guía se funde durante su utilización. Para determinar la calidad de la medición de la temperatura, se puede controlar la posición de la fibra óptica con el tubo guía dentro de un medio de alimentación. JPH09304185 A describe una fibra óptica de vaina metálica para medir la temperatura del acero fundido, en donde una longitud enviada de la fibra óptica se mide mediante un motor con un codificador. Se conoce un dispositivo similar a partir de JPH07151608 A.
En otro proceso, la fibra óptica puede proporcionarse como un tubo prácticamente sin fin que se enrolla en una bobina y se desenrolla para realizar una medición. Un dispositivo de alimentación para tal fibra óptica se describe en EP 3.051.262 A1. EP 2.940.441 A1 describe un dispositivo para la medición de temperatura con un espacio entre la fibra óptica y un tubo guía. Un enfoque alternativo se describe en JPH09243459 A, en donde la fibra se corta para definir una posición de extremo anterior conocida.
Es la tarea de la presente invención mejorar la medición de la temperatura en un recipiente de un horno de arco eléctrico.
La tarea de la invención se resuelve mediante un dispositivo de inmersión según la reivindicación 1 y un método para detectar una posición de un cable de fibra óptica según la reivindicación adicional. Las realizaciones ventajosas se definen en las reivindicaciones dependientes.
La tarea se resuelve mediante un dispositivo de inmersión para medir la temperatura de una masa fundida de metal dentro de un recipiente de horno de arco eléctrico con un cable de fibra óptica. El dispositivo de inmersión comprende una lanza de soplado para soplar gas de purga en un punto de entrada al recipiente y un medio de detección para detectar una posición del cable de fibra óptica. El dispositivo de inmersión se configura de tal manera que el cable de fibra óptica puede moverse en un canal de alimentación y/o en la lanza de soplado con respecto al punto de entrada. El medio de detección se configura para detectar la presencia del extremo delantero del cable de fibra óptica en o cerca de la lanza de soplado en una posición definida de la lanza de soplado y/o el canal de alimentación, en donde una parte del medio de detección se dispone en la lanza de soplado, en el canal de alimentación, cerca de una conexión de la lanza de soplado y el canal de alimentación y/o entre la lanza de soplado y el canal de alimentación.
A medida que el extremo delantero del cable de fibra óptica se funda durante la medición de la temperatura, su posición debe determinarse antes de cada medición de la temperatura. En las soluciones convencionales, la posición del cable de fibra óptica se detecta en el tubo de alimentación y, por lo tanto, en una posición que comparativamente está lejos del recipiente. Por lo tanto, el cable de fibra óptica tiene que moverse mucho entre la medición de la temperatura y la medición de la posición, lo que lleva mucho tiempo. Por lo tanto, utilizando técnicas convencionales, el intervalo entre dos mediciones de temperatura es largo.
Detectar la presencia del cable de fibra óptica en o cerca de la lanza de soplado conduce a un transporte más rápido del cable de fibra óptica y, por lo tanto, permite un intervalo de tiempo más corto entre las mediciones. Esto es de particular importancia a medida que la temperatura del baño de acero líquido durante la operación de EAF puede cambiar a velocidades de hasta 70 °C por minuto. Se pueden realizar más mediciones, lo que permite un mejor control del proceso. La distancia del extremo delantero a la masa fundida puede mantenerse de manera significativa más baja. Además, los desechos o el desgaste causado por el cable de fibra óptica caliente retornado siempre pueden contaminar y dañar o bloquear el tubo. Al reducir la trayectoria de movimiento del cable de fibra óptica dentro del canal de alimentación, este riesgo puede minimizarse. Según la invención, el movimiento del extremo delantero del cable de fibra óptica puede limitarse a la lanza de soplado que puede reemplazarse fácilmente, se habilita una solución simple en caso de contaminación o daño. La parte del medio de detección que se cierra al cable de fibra óptica caliente se puede reemplazar fácilmente. Además, la medición de temperatura se vuelve más fiable porque el extremo anterior puede sumergirse en el mejor punto de aterrizaje.
Una lanza de soplado es una lanza a través de la cual se puede soplar gas de purga en el recipiente. Esto puede ayudar a evitar la penetración de metal, escoria y/o desechos en el canal de alimentación. La lanza de soplado puede ser reemplazable. Típicamente, la lanza de soplado es recta, es decir, no curvada, para alimentar el cable
de fibra óptica a lo largo de una trayectoria recta hacia la masa fundida. La lanza de soplado puede fabricarse en una sola pieza. La lanza de soplado se dispone en particular de forma coaxial al canal de alimentación y/o axialmente adyacente al canal de alimentación. En particular, el canal de alimentación se une a la lanza de soplado en la dirección alejada del recipiente. Una parte del medio de detección para detectar la presencia del cable de fibra óptica se dispone en la lanza de soplado, en el canal de alimentación, cerca de una conexión de la lanza de soplado y el canal de alimentación y/o entre la lanza de soplado y el canal de alimentación.
La lanza de soplado puede servir para guiar el cable de fibra óptica en la masa fundida y/o fuera de la masa fundida dentro del recipiente. El gas de purga enfría la lanza de soplado y/o el cable de fibra óptica en el mismo. Durante una secuencia de medición, el cable de fibra óptica puede moverse dentro del canal de alimentación y la lanza de soplado hacia la masa fundida.
El canal de alimentación sirve para alimentar el cable de fibra óptica en el recipiente y/o fuera del recipiente. El canal de alimentación define una trayectoria recta y/o curvada a lo largo de la cual se puede mover el cable de fibra óptica. En particular, el medio de movimiento están configurados para mover el cable de fibra óptica a lo largo de la trayectoria definida por el canal de alimentación. El canal de alimentación está en particular cerrado y/o tiene una sección transversal circular. Puede comprender un tubo de alimentación, p. ej., un tubo de metal, p. e., un tubo a través del cual se puede alimentar la fibra cortada óptica. El canal de alimentación puede estar formado por paredes metálicas. Puede tener un diámetro interior por encima de 7 mm, en particular por encima de 9 mm, y/o por debajo de 15 mm, en particular por debajo de 12 mm. El dispositivo puede comprender el canal de alimentación. El canal de alimentación y la lanza de soplado pueden denominarse conjuntamente sistema de alimentación. El sistema de alimentación puede también comprender el medio de detección o el detector.
El cable de fibra óptica comprende una fibra óptica que puede ser, p. ej., una fibra de vidrio. La fibra óptica puede ser una fibra de índice graduada con un diámetro de 50 μm o 62,5 μm. En particular, el cable de fibra óptica comprende un tubo metálico dispuesto alrededor de la fibra, es decir, es una fibra óptica recubierta de metal, también denominada FiMT (fibra en un tubo metálico). El tubo de metal puede tener un diámetro exterior mayor que 1 mm, en particular de 1,3 mm y/o menor que 3 mm, en particular de 2,5 mm. El grosor de pared del tubo de metal puede ser más de 0,1 mm y/o menor que 0,3 mm, en particular menor que 0,2 mm. El cable de fibra óptica puede también comprender un tubo exterior dispuesto alrededor del tubo de metal. El tubo exterior puede estar hecho de metal. Puede tener un diámetro exterior mayor que 4 mm y/o menor que 8 mm, en particular de aproximadamente 6 mm. El grosor de pared del tubo exterior puede ser más de 0,2 mm, en particular más de 0,3 mm, y/o menor que 0,7 mm, en particular menor que 0,5 mm.
El extremo delantero del cable de fibra óptica es el extremo que se sumerge en la masa fundida para medir la temperatura. La posición del extremo delantero del cable de fibra óptica corresponde típicamente a la posición del extremo delantero de la fibra óptica. En particular, el cable de fibra óptica se consume en la dirección desde el extremo delantero hacia el otro extremo opuesto. Después de cada secuencia de medición, otra parte del cable de fibra óptica será el extremo delantero. El otro extremo puede estar conectado a una unidad de detección para evaluar las señales medidas y/o transportadas por el cable de fibra óptica para determinar la temperatura. El otro extremo no se consumirá durante una medición. La unidad de detección puede configurarse para recibir una señal de luz, en particular en el intervalo de longitud de onda IR, transmitida por la fibra óptica. La unidad de detección puede ser un pirómetro.
Detectar una presencia del cable de fibra óptica significa detectar una información relacionada con si el cable de fibra óptica está presente o no en una determinada posición. Esto ayuda a detectar la posición del cable de fibra óptica. En particular, puede detectarse la presencia del cable de fibra óptica en una posición definida de la lanza de soplado y/o el canal de alimentación. Esto puede realizarse en que una parte del medio de detección se coloca en una posición fija conocida en relación con el canal de alimentación y/o la lanza de soplado. En particular, el medio de detección se configura para detectar la presencia del cable de fibra óptica en una posición que tiene una distancia menor que 4 m, en particular menor que 2 m y en una realización menor que 1 m de una pared exterior del recipiente EAF. En particular, la posición de detección está por encima de la pared exterior. Preferiblemente, el medio de detección se configura para detectar la presencia del cable de fibra óptica en una posición que tiene una distancia menor que 1 m, en particular menor que 50 cm y en una realización menor que 20 cm de la lanza de soplado. La posición de detección puede estar por encima de la lanza de soplado. La distancia a la lanza de soplado es en particular una distancia axial.
El dispositivo de inmersión se instala en particular de manera estacionaria. En particular, el dispositivo de inmersión se configura de tal manera que puede colocarse en una pared exterior del recipiente o en una plataforma en un lado del recipiente, si está presente. Si se coloca en una pared exterior, el dispositivo de inmersión puede instalarse en una plataforma de grifo de fondo excéntrico (EBT) o en una pared lateral del recipiente. Por lo tanto, el cable de fibra óptica puede moverse hacia abajo en el recipiente desde el punto estacionario. La plataforma puede ser una parte de la pared lateral y/o alineada esencialmente en horizontal. En particular, el punto de entrada del recipiente se coloca en la plataforma y/o es una abertura sustancialmente alineada verticalmente.
En una configuración, el medio de detección comprende un sensor inductivo para detectar la presencia del cable de fibra óptica. El sensor inductivo puede estar dispuesto en o cerca de la lanza de soplado. Por ejemplo, puede disponerse en el canal de alimentación y/o un tubo de alimentación. Se pueden utilizar dos sensores inductivos para determinar la posición del extremo anterior entre ellos.
En una realización, el medio de detección comprende un detector para medir una propiedad de un flujo de gas. En particular, el detector se configura para medir un caudal del flujo de gas, una velocidad de flujo del flujo de gas y/o una presión de gas en el flujo de gas. Por lo tanto, se utiliza un flujo de gas para detectar la presencia del cable de fibra óptica. En particular, un flujo de gas se realiza en o cerca de la lanza de soplado de manera que la presencia del cable de fibra óptica influye en el flujo de gas, p. ej., obstruyendo al menos una parte de la trayectoria de flujo del flujo de gas. Mediante la medición de la propiedad, se puede detectar la presencia del cable de fibra óptica. El dispositivo puede comprender una fuente de gas adecuada. El detector puede colocarse cerca de la lanza de soplado o en una posición remota, conectado con una línea de gas. Típicamente, las líneas de gas son altamente resistentes a la temperatura.
El término gas en el contexto de la invención se refiere a cualquier material gaseoso, p. ej., un gas, una mezcla de gases y/o una dispersión que tiene gas como medio continuo. Por lo tanto, un flujo de gas puede ser un flujo de mezcla de gases como el aire.
Esta realización permite una detección de posición duradera y altamente resistente a la temperatura. Durante el la utilización tal como se pretende, la posición en o cerca de la lanza de soplado se somete a condiciones adversas, que incluyen altas temperaturas de varios cientos de grados Celsius, llamas y destellos debido a la proximidad del recipiente EAF. Esta realización dispensa componentes eléctricos o electrónicos en la zona de calor y, por lo tanto, es particularmente robusto. El esfuerzo técnico es bajo ya que no es necesaria blindaje o protección térmica. Debe observarse además que el extremo delantero del cable de fibra óptica del que se va a detectar la posición ha estado en el metal líquido un segundo antes de la detección. Se ha demostrado que las propiedades de flujo de gas son robustas y detectan con precisión la presencia del cable de fibra óptica en el estado caliente. Además, se habilita una detección particularmente rápida del extremo delantero.
En una realización, el dispositivo de inmersión comprende un medio de movimiento para mover el cable de fibra óptica en el canal de alimentación y/o en la lanza de soplado con respecto al punto de entrada. El medio de movimiento mueve el cable de fibra óptica con respecto al canal de alimentación y/o la lanza de soplado y a lo largo de la extensión longitudinal del canal de alimentación o de la lanza de soplado. El medio de movimiento se configura, en particular, para mover el cable de fibra óptica de manera que el extremo delantero se mueve hacia el recipiente y fuera del recipiente y/o en una masa fundida contenida en el recipiente y fuera de la masa fundida. Por lo tanto, el medio de movimiento puede configurarse para un movimiento hacia delante y/o un movimiento hacia atrás del cable de fibra óptica. El movimiento del cable de fibra óptica es en particular un movimiento a lo largo de una trayectoria recta o curvada. El medio de movimiento puede comprender un motor.
En otra realización, el medio de movimiento se configura para alimentar el cable de fibra óptica desde una bobina y/o para enrollar el cable de fibra óptica no utilizado en la bobina.
Se ha demostrado que la medición de posición cerca de los recipientes funciona particularmente bien mediante el uso de cable de fibra óptica enrollado. Además, los tipos de cables utilizados pueden ser monitoreados de manera fiable por detección de flujo de gas. Esta realización permite una forma fiable y de bajo esfuerzo de proporcionar una longitud grande (prácticamente infinita) de cable de fibra óptica para un gran número de mediciones. Por lo tanto, la alta frecuencia de las mediciones de temperatura se puede realizar en al menos un ciclo de operación de EAF completo, lo que permite un control máximo del proceso.
En otra realización, el canal de alimentación y/o la lanza de soplado tiene una primera abertura y/o una segunda abertura. Se puede conectar un medio de suministro de gas con la primera abertura para introducir gas presurizado en la primera abertura. El detector puede estar conectado con la segunda abertura por medio de una línea de detector.
En particular, la primera abertura y/o la segunda abertura es una abertura radial con respecto a la extensión longitudinal del canal de alimentación y/o la lanza de soplado. En particular, las dos aberturas están situadas en la misma posición axial con respecto a la extensión longitudinal del canal de alimentación o lanza de soplado. Un flujo de gas realizado a través de las aberturas está influenciado por el cable de fibra óptica y el medio de detección puede detectar una propiedad del flujo de gas para detectar la influencia y, por lo tanto, la presencia o ausencia del cable de fibra óptica. Utilizando las aberturas, se puede detectar si el cable de fibra óptica está presente o no entre las aberturas. Por lo tanto, una información se puede derivar si el extremo delantero del cable de fibra óptica está en el lado del recipiente o en el lado opuesto de las aberturas.
El término “conectar” o “conexión” se refiere a conexiones de flujo para permitir los respectivos flujos de gas. La línea de detector es una conexión de fluido entre el detector y la segunda abertura. Como regla general, una línea en el sentido de la invención significa una conexión fluida independiente del tipo que puede ser, p. ej., una tubería, un tubo o similar.
Esta realización ha mostrado resultados fiables incluso en caso de que la posición radial del cable de fibra óptica en el canal de alimentación o de la lanza de soplado no se conozca debido a un hueco radial entre un diámetro exterior del cable de fibra óptica y la pared interior respectiva. Cuando el extremo delantero pasa la posición entre
las aberturas, puede observarse un salto en la propiedad, p. ej., flujo o presión. Además, esta realización permite una operación particularmente fiable y sin perturbación.
En otra realización, la primera abertura y la segunda abertura se alinean coaxialmente y/o dispuestas en posiciones opuestas de la sección transversal del canal de alimentación o de la lanza de soplado, respectivamente. En otras palabras, las aberturas comparten un eje común. Este eje puede correr perpendicular al eje del canal de alimentación. Por lo tanto, puede establecerse un flujo de gas directo entre las aberturas, lo que permite una detección de posición precisa particular. Las aberturas pueden estar dispuestas en lados opuestos del canal de alimentación con el diámetro del canal entre ellas, haciendo así el uso de la sección transversal completa.
En otra realización, el canal de alimentación tiene una porción recta situada adyacente a la lanza de soplado y una porción doblada situada adyacente a la porción recta. La primera abertura y la segunda abertura pueden colocarse cerca de una ubicación en la que se encuentran la porción recta y la porción doblada. Alternativamente, la lanza de soplado es recta de tal manera que el cable de fibra óptica puede alimentarse a lo largo de una trayectoria recta hacia el recipiente y el canal de alimentación tiene una porción doblada situada adyacente a la lanza de soplado. En este caso, la primera abertura y la segunda abertura pueden colocarse cerca de una ubicación en la que se encuentran la lanza de soplado y el canal de alimentación.
La porción recta se dirige hacia el recipiente y/o entre la porción doblada y el recipiente. Por lo tanto, el cable de fibra óptica puede introducirse a lo largo de una trayectoria recta en la masa fundida y de vuelta desde la masa fundida sin doblarse. Las propiedades mecánicas del cable de fibra óptica cambian debido al calor que se somete el cable de fibra óptica durante la medición de la temperatura y/o el enfriamiento posterior. En particular, su flexibilidad disminuye. Mover el cable de fibra óptica sin flexión evita la deformación permanente y, por lo tanto, el desgaste, la tensión y la fricción del cable de fibra óptica, la entrada de material a partir del recipiente y el bloqueo del sistema de alimentación. Se evita el movimiento adicional del cable de fibra óptica.
La porción doblada se coloca en el lado de la porción recta que se orienta lejos del recipiente. Por lo tanto, el requisito de espacio del dispositivo puede minimizarse.
Las dos aberturas se posicionan cerca de la ubicación de reunión. En particular, una distancia axial de cualquiera de las dos aberturas a la ubicación de reunión con respecto a la dirección longitudinal del canal de alimentación y/o la lanza de soplado es menor que 25 cm, preferiblemente menor que 15 cm. En una configuración, dicha distancia axial está por debajo de 5 cm o cero.
En una realización, el dispositivo de inmersión comprende una línea de gas de purga para conectar una fuente de gas de alta presión a la lanza de soplado para generar un primer flujo de gas de purga en la lanza de soplado hacia el recipiente y/o la masa fundida contenida en el mismo. La fuente de gas de alta presión proporciona una mezcla de gas o gas a una presión de al menos 5 bares, en particular al menos 10 bares. Por lo tanto, la línea de gas de purga se configura para resistir una presión en el orden mencionado. Está diseñado preferiblemente como un tubo y/o hecho de metal. El flujo de gas de purga sirve para mantener el espacio hueco dentro de la lanza de soplado libre de desechos del recipiente y garantiza un funcionamiento fiable del cable con núcleo. Esto ayuda a mantener el canal de alimentación libre de escoria y metal congelado del recipiente y, por lo tanto, garantiza un funcionamiento libre de perturbaciones.
En otra realización, la línea de gas de purga se conecta a un divisor de flujo para dividir un flujo de gas de la fuente de gas de alta presión a dos líneas. Una primera línea se conecta a la lanza de soplado para generar el primer flujo de gas de purga y una segunda línea se conecta a la primera abertura. En otras palabras, se utiliza una única fuente de gas de alta presión tanto para el flujo de gas de purga como para la detección de posición. Por lo tanto, puede utilizarse una fuente de gas ya presente para detectar la posición del cable de fibra óptica que minimiza el esfuerzo técnico. La primera línea y/o la segunda línea pueden estar hechas de metal y/o diseñarse como un tubo. La primera línea y/o la segunda línea pueden ser muy cortas y/o diseñarse como un paso de gas o una abertura para que pase gas.
En otra realización, el dispositivo de inmersión comprende una línea de purga de línea de detector que conecta la línea de gas de purga con la línea de detector para generar un segundo flujo de gas de purga en la línea de detector a través de la segunda abertura en la lanza de soplado o el canal de alimentación. En particular, se genera un flujo de gas periódico y/o temporal para purgar la línea de detector. Por lo tanto, la línea de detector puede mantenerse libre de residuos. En otras palabras, el flujo de gas en la línea de detector puede invertirse. Se puede disponer una válvula de conmutación dentro de la línea de purga de la línea de detector de manera que el segundo flujo de gas de purga pueda generarse selectivamente. La válvula de conmutación puede controlarse mediante un dispositivo de control del dispositivo de inmersión. Esta realización permite una operación particular duradera debido a la purga incluida de la línea de detector.
En una realización, un extremo de la lanza de soplado que es dirigida o puede dirigirse hacia el recipiente y/o la masa fundida contenida en el mismo se realiza como una boquilla de Laval. Esto permite que el primer flujo de gas de purga se introduzca en el recipiente a una velocidad alta y/o velocidad supersónica. Por lo tanto, la escoria que flota en la masa fundida por debajo del cable de fibra óptica puede desplazarse antes y/o mientras se introduce el cable de fibra óptica. Por lo tanto, se impide el bloqueo del sistema de alimentación y se mejora la medición de la
temperatura. Además, el cable de fibra óptica se enfría incluso dentro del recipiente de manera que se aumenta su durabilidad y se habilita una medición de temperatura particularmente precisa.
En otra realización, el dispositivo de inmersión comprende un codificador configurado para controlar el movimiento del cable de fibra óptica desde un punto de partida conocido. En particular, el medio de movimiento incluye un servomotor que actúa como codificador. El codificador puede configurarse para controlar la distancia que el cable de fibra óptica se mueve desde el punto de partida conocido. El punto de partida está definido en particular por una posición del extremo anterior detectada por el medio de detección. Por lo tanto, después de una medición de posición, el codificador asegura que la posición del extremo anterior se conoce durante el movimiento posterior del cable de fibra óptica. Por lo tanto, puede garantizarse una profundidad de inmersión definida del cable de fibra óptica en la masa fundida. La medición de la temperatura se mejora aún más.
En una configuración, un codificador puede ser parte del medio de movimiento y/o un motor comprendido por el medio de movimiento. El motor puede ser un servomotor y/o comprender un servoaccionamiento para monitorear la posición del motor. Además, o como alternativa, un codificador puede estar dispuesto independientemente de los medios móviles. En caso de un servomotor y un codificador adicional, se puede medir cualquier desplazamiento del cable de fibra óptica, p. ej., debido al bloqueo, que no puede ser detectado por el servomotor solo. Esto permite una medición particularmente precisa y libre de perturbaciones.
En una realización, el dispositivo de inmersión comprende un dispositivo de control para controlar el movimiento de un extremo delantero del cable de fibra óptica en la masa fundida y/o fuera de la masa fundida por el medio de movimiento. El dispositivo de control puede configurarse además para controlar la detección de la presencia del cable de fibra óptica por el medio de detección. En particular, el dispositivo de control es un dispositivo de control electrónico tal como un microcontrolador o un ordenador.
En otra realización, el dispositivo de inmersión se configura de tal manera que el medio de detección puede monitorizar la presencia del cable de fibra óptica en una posición particular durante el movimiento del cable de fibra óptica. El movimiento del cable de fibra óptica se puede detener después de que se haya detectado que un extremo delantero del cable de fibra óptica ha pasado la posición. Esto puede realizarse en particular por el dispositivo de control. Por lo tanto, el movimiento del cable de fibra óptica está restringido a la cantidad necesaria. Esto aumenta la velocidad de medición y permite un control del proceso alto.
Un aspecto adicional de la invención es un dispositivo de inmersión para medir una temperatura con un cable de fibra óptica en un recipiente de EAF. El dispositivo de inmersión comprende un dispositivo de conexión de lanza de soplado para conectar mecánicamente una lanza de soplado. El cable de fibra óptica es móvil en un canal de alimentación, en la lanza de soplado y/o en el dispositivo de conexión de lanza de soplado con respecto al punto de entrada. El dispositivo comprende además un medio de detección para detectar una posición del cable de fibra óptica. El medio de detección se configura para detectar la presencia del cable de fibra óptica en o cerca del dispositivo de conexión de lanza de soplado.
Un aspecto adicional de la invención es un método para detectar una posición de un cable de fibra óptica utilizando un dispositivo de inmersión según la invención. El método comprende mover, mediante un medio de movimiento, el cable de fibra óptica en el canal de alimentación y/o en la lanza de soplado. El método comprende además detectar, mediante el medio de detección, si el cable de fibra óptica está presente en una posición dentro o cerca de la lanza de soplado. Todas las características, ventajas y realizaciones mencionadas en relación con el dispositivo según la invención también se aplican al aspecto anterior de la invención y al método, y viceversa.
En particular, el medio de detección comprende una parte que está situada en la posición en o cerca de la lanza de soplado para detectar la presencia del cable de fibra óptica en dicha posición. En particular, el método comprende medir una temperatura dentro del recipiente utilizando el cable de fibra óptica. El movimiento puede comprender mover hacia delante el cable de fibra óptica antes de una medición y/o mover hacia atrás el cable de fibra óptica después de una medición. Una pluralidad de mediciones pueden realizarse sucesivamente.
En una realización, el dispositivo de inmersión comprende una primera abertura y una segunda abertura en el canal de alimentación o en la lanza de soplado. El medio de detección puede comprender un detector conectado con la segunda abertura. La etapa de detección puede comprender introducir gas presurizado en la primera abertura y/o detectar, mediante el detector, una propiedad de un flujo de gas. En particular, la propiedad se evalúa mediante una unidad de evaluación del dispositivo que puede ser parte de un dispositivo de control.
Después de la etapa de detección, el método puede comprender mover, por medio del medio de movimiento, el cable de fibra óptica a lo largo de una distancia predeterminada hacia la masa fundida para sumergir el extremo delantero en la masa fundida en una profundidad predeterminada. Este movimiento puede ser monitorizado por un codificador y/o controlado por el dispositivo de control. La posición se puede detectar al comienzo y/o al final de una secuencia de medición de temperatura. En particular, la posición se detecta antes de la primera secuencia de medición. La detección de posición fiable es posible con solo un medio de detección.
En otra realización, la etapa de movimiento incluye retraer el cable de fibra óptica lejos del recipiente y/o la masa fundida a una primera velocidad, detener el movimiento de retracción y mover el cable de fibra óptica hacia el recipiente y/o la masa fundida a una segunda velocidad que puede ser menor que la primera velocidad. La presencia del cable de fibra óptica puede detectarse durante el movimiento de retracción y/o durante el movimiento hacia delante. El cable de fibra óptica se mueve en particular dentro del canal de alimentación y/o la lanza de soplado.
En una detección de dos etapas, una primera detección puede dar una posición aproximada del extremo anterior. La primera detección puede utilizarse para activar el movimiento de retracción rápido. La retracción rápida es ventajosa debido a las condiciones adversas cercanas a la masa fundida y para asegurar una medición rápida. La segunda detección puede realizarse durante un movimiento más lento y, por lo tanto, permitir una determinación muy precisa de la posición.
A continuación, una implementación ilustrativa de la invención se explica con más detalle utilizando las figuras. Las características de la implementación ilustrativa pueden combinarse individualmente o en una pluralidad con los objetos reivindicados, a menos que se indique lo contrario. Los ámbitos de protección reivindicados no se limitan a la implementación ilustrativa.
Las figuras muestran:
Figura 1: una vista lateral en sección de un dispositivo de inmersión;
Figura 2: una vista frontal de un dispositivo de inmersión;
Figura 3: una vista en perspectiva de un dispositivo de inmersión;
Figura 4: una vista lateral en sección de un detalle de un dispositivo de inmersión;
Figura 5: una sección esquemática de otro detalle de un dispositivo de inmersión; y
Figura 6: una vista de un horno de arco eléctrico con el dispositivo de inmersión.
La Figura 1 muestra una vista en sección de un dispositivo 10 de inmersión según la invención para medir una temperatura de una masa fundida de metal en un recipiente de EAF por medio de un cable 50 de fibra óptica. El cable 50 de fibra óptica se alinea verticalmente para ser alimentado a la masa fundida a través del canal 20 de alimentación y la lanza 28 de soplado en una dirección hacia abajo utilizando el medio de movimiento que se dispone a una cierta distancia en la dirección hacia arriba, pero, sin embargo, no se representan aquí. Preferiblemente, el medio de movimiento alimenta el cable 50 de fibra óptica desde una bobina dispuesta en la dirección ascendente y enrolla de nuevo la fibra sin utilizar a la bobina.
El dispositivo 10 de inmersión comprende una lanza 28 de soplado para soplar gas de purga en una dirección hacia abajo en un punto de entrada del recipiente. Los detalles se muestran en la Figura 6. La lanza 28 de soplado es un tubo de metal con un espacio interno 32 en el que el cable 50 de fibra óptica se puede mover, rodeado por gas de purga. El extremo delantero de la lanza 28 de soplado que se dirige hacia la masa fundida se realiza como una boquilla 44 de Laval. Con respecto a la extensión longitudinal del cable 50 de fibra óptica, la lanza 28 de soplado se coloca en una posición axialmente delantera adyacente al canal 20 de alimentación. En la realización mostrada aquí, el canal 20 de alimentación comprende un tubo 29 de alimentación hecho de metal y un canal guía alineado verticalmente formado por un cuerpo central 72 del dispositivo 10 de inmersión. Dicho canal guía se dispone axialmente adyacente y coaxialmente a la lanza 28 de soplado y el tubo 29 de alimentación. Está dispuesto entre la lanza 28 de soplado y el tubo 29 de alimentación, como se representa también en la Figura 4. En otras realizaciones, la lanza 28 de soplado se puede colocar axialmente adyacente al tubo 29 de alimentación.
La lanza 28 de soplado se une al cuerpo central 72 de manera desmontable. El tubo 29 de alimentación se muestra en una vista parcialmente recortada en las Figuras 1 y 3, de modo que el cable 50 de fibra óptica es visible. En particular, sin embargo, el tubo 29 de alimentación continúa más hasta el medio de movimiento.
El dispositivo 10 de inmersión comprende un medio de detección para detectar una posición del cable 50 de fibra óptica. El medio de detección se configura para detectar la presencia del extremo principal 52 del cable 50 de fibra óptica cerca del extremo superior de la lanza 28 de soplado. El medio de detección comprende un detector para medir una propiedad de un flujo de gas. Dicho detector se conecta a la línea de detector pero no se muestra aquí. El medio de detección comprende además en el canal 20 de alimentación una primera abertura 21 y una segunda abertura 22 que se disponen coaxialmente. En la realización mostrada, las aberturas 21 y 22 se disponen en posiciones opuestas de la sección transversal del canal guía formado por el cuerpo central 72 del dispositivo 10 de inmersión. La primera abertura 21 se conecta a un medio de suministro de gas (no mostrado aquí) para realizar un flujo de gas presurizado a través de la primera abertura 21 en el canal 20 de alimentación y fuera del canal 20 de alimentación a través de la segunda abertura 22. Cuando el extremo principal 52 del cable 50 de fibra óptica se mueve hacia adelante o hacia atrás y pasa las aberturas, el flujo de gas se ve influenciado por el detector. En una configuración, la detección es una medición de presión. Se detectan cambios de presión vinculados a la posición del extremo principal 52. Aunque el extremo principal 52 está presente entre el lado de soplado y receptor (primera abertura 21 y la segunda abertura 22,
respectivamente) se observa una baja presión. Una vez que la trayectoria del gas está exenta de obstrucciones, se observa una mayor presión. La medición de presión es particularmente robusta y duradera.
El dispositivo 10 de inmersión comprende una línea 32 de gas de purga para conectar una fuente de gas de alta presión para establecer un flujo de gas de purga en la lanza 28 de soplado hacia la masa fundida contenida dentro del recipiente de EAF. En la realización mostrada aquí, la línea de gas de purga 30 se conecta a un divisor 40 de flujo realizado como una cámara con al menos dos aberturas de salida. Al menos una abertura de salida se conecta a una primera línea 41 que se extiende de forma circunferencial alrededor del canal guía del cuerpo central 72. Dicha primera línea 41 se configura para conducir el gas introducido en el espacio 32 de la lanza 28 de soplado para establecer el flujo de gas de purga. Al menos una abertura de salida adicional se conecta a una segunda línea 42 que se extiende radialmente, que se conecta a la primera abertura 21 para generar el flujo de gas para la detección de posición.
La Figura 2 muestra un dispositivo 10, en particular el dispositivo 10 de la Figura 1, en vista frontal. La Figura 3 muestra un dispositivo 10, en particular el dispositivo de la Figura 1 y/o la Figura 2, en una vista en perspectiva. Es visible que el dispositivo 10 comprenda dos dispositivos 70 de sujeción que permitan una sustitución rápida y fácil de la lanza 28 de soplado sin ninguna herramienta. Los dispositivos 70 de sujeción comprenden cada uno un medio de sujeción que ejercen una fuerza de compresión sobre un borde de la lanza 28 de soplado y una brida 72 del cuerpo central, presionándolos juntos en la dirección axial, cuando los dispositivos 70 de sujeción están en la posición cerrada. Cada uno de los dispositivos 70 de sujeción comprende un mango 71 que puede pivotarse para abrir los dispositivos 70 de sujeción para reemplazar la lanza 28 de soplado y cerrar los dispositivos 70 de sujeción para unir la lanza 28 de soplado sin ninguna herramienta.
La Figura 5 muestra esquemáticamente un detalle de otra configuración del dispositivo de inmersión en el que el canal 20 de alimentación se realiza como un tubo 29 de alimentación y colocado adyacente a la lanza 28 de soplado. La lanza 28 de soplado es recta para alimentar el cable 50 de fibra óptica en una trayectoria recta hacia la masa fundida. El canal 29 de alimentación tiene una porción doblada 26 para ahorrar espacio. La ubicación 25 está posicionada entre la porción recta 24 representada por la lanza 28 de soplado y la porción doblada 26. La posición axial de la primera abertura 21 y la segunda abertura 22 y, por lo tanto, de la entrada de la línea 30 de gas de purga y la conexión 34 de la línea de detector, está en o cerca de la ubicación 25. El gas presurizado se divide en un flujo de gas de purga dentro de la lanza 28 de soplado y un flujo 38 de gas a medir. El gas que forma el flujo de gas 38 del cual se va a medir la presión o el flujo entra a través de la primera abertura 21. Las posiciones de las aberturas 21, 22 también pueden intercambiarse. Las aberturas 21, 22 se alinean coaxialmente y disponen en posiciones opuestas de la sección transversal del canal 20 de alimentación y la lanza 28 de soplado.
La Figura 6 muestra un horno de arco eléctrico (EAF) 60 con un dispositivo 10 de inmersión. El EAF 60 comprende un recipiente 62 que contiene la masa 64 fundida metálica, una tapa móvil 68 y una plataforma 67 dispuesta en el lado del recipiente 62. El punto de entrada en el recipiente 62 a través del cual el cable 50 de fibra óptica entra en el recipiente 62 se dispone en la plataforma 67. El dispositivo 10 de inmersión también se dispone en la plataforma 67. La Figura 6 muestra las posiciones relativas del dispositivo de inmersión y la EAF de una manera meramente esquemática. Sin embargo, el dispositivo de inmersión se configura típicamente para fijarse en la plataforma 67, de manera que el tubo 29 de alimentación, la lanza 28 de soplado y el extremo delantero 52 permanecen estacionarios cuando el recipiente 62 se inclina durante el funcionamiento.
El cable 50 de fibra óptica se dispone en una bobina 76. Se mueve, es decir, se desenrolla de la bobina 76 y se enrolla de nuevo sobre la bobina 76, mediante un medio 74 de movimiento. El medio 74 de movimiento comprende rodillos para mover el cable 50 de fibra óptica y pueden incluir un servomotor para accionar al menos uno de los rodillos. Entre el medio 74 de movimiento y la lanza 28 de soplado, el cable 50 de fibra óptica es guiado dentro del canal 20 de alimentación. El canal 20 de alimentación tiene una porción doblada 26 y una porción recta 24 dirigida hacia el recipiente 62. El canal de alimentación comprende un tubo 29 de alimentación y un canal guía formado por el cuerpo central del dispositivo 10 de inmersión. En aras de la claridad, el medio de detección no se muestra aquí.
Lista de signos de referencia
Dispositivo de inmersión 10
Canal de alimentación 20
Primera abertura 21
Segunda abertura 22
Parte recta 24
Ubicación 25
Parte doblada 26
Lanza de soplado 28
Tubo de alimentación 29
Línea de gas de purga 30
Espacio 32
Línea de detector 34
Flujo de gas 38
Divisor de flujo 40
Primera línea 41
Segunda línea 42
Boquilla de Laval 44
Cable de fibra óptica 50
Extremo delantero 52
Horno de arco eléctrico 60
Recipiente 62
Masa fundida 64
Plataforma 67
Tapa 68
Dispositivo de sujeción 70
Mango 71
Cuerpo central 72
Medio de movimiento 74
Bobina 76
Claims (14)
1. Un dispositivo (10) de inmersión para medir una temperatura de una masa (64) fundida de metal dentro de un recipiente (62) de horno (60) de arco eléctrico con un cable (50) de fibra óptica, el dispositivo (10) de inmersión que comprende una lanza (28) de soplado para soplar gas de purga en un punto de entrada al recipiente (62) y un medio de detección para detectar la posición del cable (50) de fibra óptica, en donde el cable (50) de fibra óptica puede moverse en un canal (20) de alimentación y/o en la lanza (28) de soplado con respecto al punto de entrada, caracterizado porque el medio de detección se configura para detectar la presencia del extremo principal (52) del cable (50) de fibra óptica en o cerca de la lanza (28) de soplado en una posición definida de la lanza (28) de soplado y/o el canal (20) de alimentación, en donde una parte del medio de detección se dispone en la lanza (28) de soplado, en el canal (20) de alimentación, cerca de una conexión de la lanza (28) de soplado y el canal (20) de alimentación y/o entre la lanza (28) de soplado y el canal (20) de alimentación.
2. El dispositivo (10) de inmersión según la reivindicación anterior, caracterizado porque el medio de detección comprende un detector para medir una propiedad de un flujo de gas (38), en donde el detector se configura en particular para medir un caudal del flujo de gas (38), una velocidad de flujo del flujo de gas (38) y/o una presión de gas en el flujo de gas (38), en donde el canal (20) de alimentación o la lanza (28) de soplado tiene una primera abertura (21) y una segunda abertura (22), en donde un medio de suministro de gas puede conectarse a la primera abertura (21) para introducir gas presurizado en la primera abertura (21) y en donde el detector se conecta con la segunda abertura (22) por medio de una línea de detector (34) y en donde el flujo de gas es un flujo de gas presurizado a través de la primera abertura (21) hacia el canal (20) de alimentación y fuera del canal (20) de alimentación a través de la segunda abertura (22).
3. El dispositivo (10) de inmersión según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de detección comprende un sensor inductivo para detectar la presencia del cable (50) de fibra óptica.
4. El dispositivo (10) de inmersión según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo (10) de inmersión comprende un medio (74) de movimiento para mover el cable (50) de fibra óptica en el canal (20) de alimentación y/o en la lanza (28) de soplado con respecto al punto de entrada.
5. El dispositivo (10) de inmersión según la reivindicación anterior, caracterizado porque el medio (74) de movimiento se configura para alimentar el cable (50) de fibra óptica desde una bobina (76) y para enrollar la fibra sin utilizar en la bobina (76).
6. El dispositivo (10) de inmersión según la reivindicación 2, caracterizado porque la primera abertura (21) y la segunda abertura (22) se alinean coaxialmente,
en donde la primera abertura (21) y la segunda abertura (22) se disponen en particular en posiciones opuestas a la sección transversal del canal (20) de alimentación o de la lanza (28) de soplado, respectivamente.
7. El dispositivo (10) de inmersión según la reivindicación 2 o la reivindicación 6, caracterizado porque
- el canal (20) de alimentación tiene una porción recta (24) posicionada adyacente a la lanza (28) de soplado y una porción doblada (26) situada adyacente a la porción recta (24), en donde la primera abertura (21) y la segunda abertura (22) se posicionan cerca de una ubicación (25) en la que se une la porción recta (24) y la porción doblada (26), o
- la lanza (28) de soplado es recta para alimentar el cable (50) de fibra óptica a lo largo de una trayectoria recta hacia la masa fundida (64) y el canal (20) de alimentación tiene una porción doblada (26) posicionada adyacente a la lanza (28) de soplado, en donde la primera abertura (21) y la segunda abertura (22) se posicionan cerca de una ubicación en la que se encuentran la lanza (28) de soplado y el canal (20) de alimentación.
8. El dispositivo (10) de inmersión según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo (10) de inmersión comprende una línea de gas de purga (30) para conectar una fuente de gas de alta presión a la lanza (28) de soplado para generar un primer flujo de gas de purga en la lanza (28) de soplado hacia la masa fundida (64).
9. El dispositivo (10) de inmersión según la reivindicación anterior, caracterizado porque un extremo de la lanza (28) de soplado que se dirige hacia la masa fundida (64) se realiza como una boquilla (44) de Laval.
10. El dispositivo (10) de inmersión según una de las seis reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo (10) de inmersión comprende un dispositivo de control para controlar el movimiento de un extremo delantero (52) del cable (50) de fibra óptica en la masa fundida (64) y/o fuera de la masa fundida (64) por el medio (74) de movimiento.
11. El dispositivo (10) de inmersión según la reivindicación anterior, caracterizado porque el dispositivo (10) de inmersión se configura de tal manera que el medio de detección puede monitorizar la presencia del extremo principal (52) del cable (50) de fibra óptica en una posición particular durante el movimiento del cable (50) de fibra óptica, y el movimiento del cable (50) de fibra óptica puede detenerse después de que se haya detectado que un extremo principal (52) del cable (50) de fibra óptica ha pasado la posición.
12. Método para detectar una posición de un cable (50) de fibra óptica utilizando un dispositivo (10) de inmersión según una de las reivindicaciones anteriores, el método comprende:
- Mover, mediante un medio (74) de movimiento, el cable (50) de fibra óptica en el canal (20) de alimentación y/o en la lanza (28) de soplado,
- Detectar, mediante el medio de detección, si el extremo principal (52) del cable (50) de fibra óptica está presente en una posición en o cerca de la lanza (28) de soplado en una posición definida de la lanza (28) de soplado y/o el canal (20) de alimentación.
13. Método según la reivindicación anterior, en donde el dispositivo (10) de inmersión comprende una primera abertura (21) y una segunda abertura (22) en el canal (20) de alimentación o la lanza (28) de soplado y el medio de detección comprende un detector conectado con la segunda abertura (22), la etapa de detectar que comprende:
- Introducir gas presurizado en la primera abertura (21), y
- Detectar, mediante el detector, una propiedad de un flujo de gas (38), en donde el flujo de gas es un flujo de gas presurizado a través de la primera abertura (21) en el canal (20) de alimentación y fuera del canal (20) de alimentación a través de la segunda abertura (22).
14. Método según una de las dos reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa de mover incluye retraer el cable (50) de fibra óptica lejos de la masa fundida (64) a una primera velocidad, detener el movimiento de retracción y mover el cable (50) de fibra óptica hacia adelante hacia la masa fundida (64) a una segunda velocidad que es menor que la primera velocidad, en donde la presencia del extremo principal (52) del cable (50) de fibra óptica se detecta durante el movimiento de retracción y durante el movimiento hacia adelante.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21154561.1A EP4036539B1 (en) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | Immersion device for temperature measurement and method for position detection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2951086T3 true ES2951086T3 (es) | 2023-10-17 |
Family
ID=74494800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES21154561T Active ES2951086T3 (es) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | Dispositivo de inmersión para medición de temperatura y método para detección de posición |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4036539B1 (es) |
| JP (2) | JP7463414B2 (es) |
| CN (1) | CN114838833A (es) |
| AU (1) | AU2022200454B2 (es) |
| BR (1) | BR102022001865A2 (es) |
| CA (1) | CA3146714A1 (es) |
| ES (1) | ES2951086T3 (es) |
| FI (1) | FI4036539T3 (es) |
| MX (1) | MX2022001340A (es) |
| PL (1) | PL4036539T3 (es) |
| PT (1) | PT4036539T (es) |
| TW (1) | TWI813147B (es) |
| UA (1) | UA128593C2 (es) |
| ZA (1) | ZA202201223B (es) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2886617A (en) | 1957-02-04 | 1959-05-12 | Demag Elektrometallurgie Gmbh | Tiltable arc furnace |
| JPH10185698A (ja) * | 1995-11-15 | 1998-07-14 | Toyota Motor Corp | 光ファイバを用いた溶融金属の温度測定方法ならびにその装置および光ファイバの突き出し量制御方法 |
| JP2000121446A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-28 | Nkk Corp | 消耗型光ファイバ温度測定装置 |
| ITMI20012278A1 (it) * | 2001-10-30 | 2003-04-30 | Techint Spa | Dispositivo e metodo per misurazione discreta e continua della temperatura di metallo liquido in un forno o recipiente per la sua produzione |
| US7046362B2 (en) * | 2001-12-12 | 2006-05-16 | Trustees Of Princeton University | Fiber-optic based cavity ring-down spectroscopy apparatus |
| EP2799824B1 (en) | 2013-04-30 | 2019-10-23 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Method and apparatus for measuring the temperature of a molten metal |
| EP2940441B1 (en) | 2014-04-30 | 2020-01-01 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Device for measuring the temperature of a molten metal |
| EP3051264B1 (en) | 2015-01-28 | 2017-11-15 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Immersion device for an optical fiber for measuring the temperature of a melt |
| EP3051262B1 (en) | 2015-01-28 | 2018-07-25 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Feeding device for an optical fiber for measuring the temperature of a melt |
| EP3290881B1 (en) * | 2016-09-01 | 2019-08-07 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Method for feeding an optical cored wire and immersion system to carry out the method |
| GB2558223B (en) * | 2016-12-22 | 2021-03-31 | Heraeus Electro Nite Int | Method for measuring a temperature of a molten metal bath |
-
2021
- 2021-02-01 PL PL21154561.1T patent/PL4036539T3/pl unknown
- 2021-02-01 EP EP21154561.1A patent/EP4036539B1/en active Active
- 2021-02-01 ES ES21154561T patent/ES2951086T3/es active Active
- 2021-02-01 PT PT211545611T patent/PT4036539T/pt unknown
- 2021-02-01 FI FIEP21154561.1T patent/FI4036539T3/fi active
-
2022
- 2022-01-24 AU AU2022200454A patent/AU2022200454B2/en active Active
- 2022-01-26 ZA ZA2022/01223A patent/ZA202201223B/en unknown
- 2022-01-26 CA CA3146714A patent/CA3146714A1/en active Pending
- 2022-01-26 TW TW111103277A patent/TWI813147B/zh active
- 2022-01-31 BR BR102022001865-0A patent/BR102022001865A2/pt active IP Right Grant
- 2022-01-31 MX MX2022001340A patent/MX2022001340A/es unknown
- 2022-02-01 UA UAA202200412A patent/UA128593C2/uk unknown
- 2022-02-01 JP JP2022014294A patent/JP7463414B2/ja active Active
- 2022-02-07 CN CN202210116593.2A patent/CN114838833A/zh active Pending
-
2024
- 2024-02-16 JP JP2024022403A patent/JP2024056934A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024056934A (ja) | 2024-04-23 |
| AU2022200454A1 (en) | 2022-08-18 |
| EP4036539B1 (en) | 2023-05-31 |
| KR20220111213A (ko) | 2022-08-09 |
| JP7463414B2 (ja) | 2024-04-08 |
| ZA202201223B (en) | 2022-10-26 |
| PT4036539T (pt) | 2023-07-28 |
| FI4036539T3 (fi) | 2023-06-28 |
| PL4036539T3 (pl) | 2023-09-11 |
| BR102022001865A2 (pt) | 2023-04-11 |
| JP2022117979A (ja) | 2022-08-12 |
| TWI813147B (zh) | 2023-08-21 |
| TW202232067A (zh) | 2022-08-16 |
| US20220244107A1 (en) | 2022-08-04 |
| EP4036539A1 (en) | 2022-08-03 |
| UA128593C2 (uk) | 2024-08-21 |
| CN114838833A (zh) | 2022-08-02 |
| AU2022200454B2 (en) | 2023-02-23 |
| CA3146714A1 (en) | 2022-08-01 |
| MX2022001340A (es) | 2022-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11440081B2 (en) | Optical cored wire immersion nozzle | |
| JP2008537014A (ja) | 溶融金属浴の光学分析システム | |
| US20180163280A1 (en) | Metal making lance with infrared camera in lance head | |
| ES2951086T3 (es) | Dispositivo de inmersión para medición de temperatura y método para detección de posición | |
| PL202900B1 (pl) | Sposób nieciągłego i ciągłego pomiaru temperatury stopionego metalu oraz urządzenie do ciągłego pomiaru temperatury stopionego metalu | |
| CA2508582C (en) | Guide system for signal lines, device for measuring temperatures and/or concentrations and use | |
| US12123780B2 (en) | Immersion device for temperature measurement and method for position detection | |
| RU2779710C1 (ru) | Погружное устройство для измерения температуры и способ определения положения | |
| KR102714596B1 (ko) | 온도 측정을 위한 침지 디바이스 및 위치 검출을 위한 방법 | |
| KR102384027B1 (ko) | 용융된 금속의 온도를 광학적으로 결정하기 위한 방법 및 상기 방법을 실시하기 위한 릴링 장치 | |
| TWI854283B (zh) | 用於用光學裝置測量熔融金屬浴溫度的測量設備及方法 | |
| KR101231217B1 (ko) | 온도측정장치 | |
| EP4141396B1 (en) | Measuring apparatus and method for measuring the temperature of a molten metal bath with an optical device | |
| JP2022117979A5 (es) | ||
| JP2822875B2 (ja) | 溶融金属温度測定装置 | |
| EP2102614B2 (en) | Device and method for measuring the temperature of the liquid metal in an electric furnace | |
| JP3211658B2 (ja) | 製錬炉用温度測定装置 | |
| JPH0631683B2 (ja) | 溶融金属内張り面の位置測定方法 | |
| PL210761B1 (pl) | Wielofunkcyjna sonda do pomiaru temperatury topu i parametrów dmuchu w dyszy pieca hutniczego |