JP7463414B2 - 温度測定のための浸漬装置及び位置検出のための方法 - Google Patents

Description

明細書
本発明は、光芯線を使用して電気アーク炉（ＥＡＦ）容器内の金属溶融物の温度を測定するための浸漬装置と、浸漬装置を使用して光芯線の位置を検出するための方法とに関する。

冶金プロセスは、米国特許第２８８６６１７（Ａ）号に開示されているようなアーク炉、特にＥＡＦにおいて行われ得る。プロセス制御を改善するために、金属溶融物の温度が測定される必要がある。これは、例えば、欧州特許第２７９９８２４（Ａ１）号、欧州特許第３０５１２６４（Ａ１）号及び欧州特許第２７９９８２４（Ａ１）号に記載されているように、溶融物内に浸漬される光ファイバと、ファイバに接続された対応する検出器とによって行われ得る。光ファイバ自体は金属でコーティングされている。上記のプロセスでは、光ファイバは、測定前に使い捨てガイドチューブ内に導入される。ガイドチューブの少なくとも一部分は使用中に溶融する。温度測定の質を判定するために、ガイドチューブを伴う光ファイバの供給手段内の位置が監視され得る。特開平第０９３０４１８５（Ａ）号には、溶鋼の温度を測定するための金属シース光ファイバが開示されており、光ファイバの送り長さは、エンコーダを有するモータによって測定される。同様の装置が特開平第０７１５１６０８（Ａ）号から既知である。

別のプロセスでは、光ファイバは、コイル上に巻き付けられており測定を行うために巻き戻される実質的に無端のチューブとして提供され得る。このような光ファイバのための供給装置は、欧州特許第３０５１２６２（Ａ１）号に記載されている。欧州特許第２９４０４４１（Ａ１）号には、光ファイバとガイドチューブとの間に間隙を有する温度測定のための装置が記載されている。代替手法が、特開平第０９２４３４５９（Ａ）に記載されており、ファイバは、既知の先端位置を画定するために切断される。

本発明の課題は、電気アーク炉容器内の温度測定を改善することである。

本発明の課題は、請求項１に記載の浸漬装置、及び追加の請求項に記載の、光芯線の位置を検出するための方法によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項に定義されている。

当該課題は、光芯線を用いて電気アーク炉容器内の金属溶融物の温度を測定するための浸漬装置によって解決される。浸漬装置は、パージガスを容器への入口点内に吹き込むための吹き込みランスと、光芯線の位置を検出するための検出手段とを備える。浸漬装置は、光芯線が入口点に対して供給チャネル内及び／又は吹き込みランス内で移動することができるように構成されている。検出手段は、吹き込みランス内又はその近傍の光芯線の存在を検出するように構成されている。

光芯線の先端は温度測定中に溶融するため、光芯線の位置は、各温度測定の前に判定される必要がある。従来の解決策では、光芯線の位置は、供給チューブ内で検出され、したがって、容器から比較的遠く離れた位置において検出される。したがって、光芯線は、温度測定と位置測定との間で長い距離で前後に移動する必要があり、これは時間がかかる。したがって、従来の技術を使用すると、２つの温度測定間の間隔が長い。

吹き込みランス内又はその近傍の光芯線の存在を検出することは、光芯線のより速い輸送をもたらし、したがって、測定間のより短い時間間隔を可能にする。ＥＡＦ動作中の溶鋼浴の温度は毎分最大７０℃の速度で変化し得るため、これは特に重要である。より多くの測定が行われ得、したがって、より良好なプロセス制御を可能にする。先端から溶融物までの距離は、著明により低く保たれ得る。加えて、戻る高温の光芯線によって引き起こされた破片又は摩耗は、常にチューブを汚染及び故障させ得る又は閉塞し得る。供給チャネル内の光芯線の移動経路を低減することによって、このリスクは最小限にされ得る。本発明によれば、光芯線の先端の移動は、容易に交換され得る吹き込みランスに制限され得るため、汚染又は故障が生じた場合に簡単な解決策が可能にされる。高温の光芯線に近接する検出手段の部分は容易に交換され得る。加えて、先端は最良の着点上で浸漬され得るため、温度測定は、より信頼性があるようになる。

吹き込みランスは、それを通ってパージガスが容器内に吹き込まれ得るランスである。これは、金属、スラグ、及び／又は破片の供給チャネル内への侵入を防止することを助長することができる。吹き込みランスは交換可能であり得る。典型的には、吹き込みランスは、光芯線を直線経路に沿って溶融物に向かって供給するために直線である、即ち、湾曲していない。吹き込みランスは、一体に製造されてもよい。吹き込みランスは、特に、供給チャネルと同軸に配置されている、及び／又は供給チャネルに軸方向に隣接して配置されている。特に、供給チャネルは、容器から離れる方向に吹き込みランスに隣接する。光芯線の存在を検出するための検出手段の一部分は、吹き込みランス上に配置されてもよい。検出手段の一部分は、吹き込みランスに近接して、例えば、供給チャネル上に、吹き込みランスと供給チャネルとの接続の近くに、及び／又は吹き込みランスと供給チャネルとの間に配置されてもよい。

吹き込みランスは、光芯線を容器内の溶融物内に導く、及び／又は容器内の溶融物外に導くのに役立ち得る。パージガスは、吹き込みランス及び／又は吹き込みランス内の光芯線を冷却する。測定シーケンス中に、光芯線は、溶融物に向かって供給チャネル及び吹き込みランス内で移動することができる。

供給チャネルは、光芯線を容器内に及び／又は容器外に供給するのに役立つ。供給チャネルは、直線経路及び／又は湾曲経路を画定し、直線経路及び／又は湾曲経路に沿って光芯線は移動することができる。特に、移動手段は、光芯線を供給チャネルによって画定された経路に沿って移動させるように構成されている。供給チャネルは、特に、閉じられている及び／又は円形断面を有する。供給チャネルは、供給チューブ、例えば金属チューブ、即ち、それを通って光コアファイバが供給され得るチューブを含んでもよい。供給チャネルは、金属壁によって形成されてもよい。供給チャネルは、７ｍｍ超、特に９ｍｍ超及び／又は１５ｍｍ未満、特に１２ｍｍ未満の内径を有してもよい。装置は、供給チャネルを備えてもよい。供給チャネル及び吹き込みランスは一緒に、供給システムと称され得る。供給システムは、検出手段又は検出器を更に含んでもよい。

光芯線は、例えばガラス繊維であり得る光ファイバを含む。光ファイバは、５０μｍ又は６２．５μｍの直径を有するグレーデッドインデックスファイバであり得る。特に、光芯線は、ファイバの周りに配置された金属チューブを含み、即ち、光芯線は、ＦｉＭＴ（Ｆｉｂｅｒ ｉｎ ａ Ｍｅｔａｌ Ｔｕｂｅ）とも称される金属被覆光ファイバである。金属チューブは、１ｍｍ超、特に１．３ｍｍ及び／又は３ｍｍ未満、特に２．５ｍｍの外径を有してもよい。金属チューブの壁厚さは、０．１ｍｍ超及び／又は０．３ｍｍ未満、特に０．２ｍｍ未満であってもよい。光芯線は、金属チューブの周りに配置された外側チューブを更に含んでもよい。外側チューブは金属製であってもよい。外側チューブは、４ｍｍ超及び／又は８ｍｍ未満、特に約６ｍｍの外径を有してもよい。外側チューブの壁厚さは、０．２ｍｍ超、特に０．３ｍｍ超及び／又は０．７ｍｍ未満、特に０．５ｍｍ未満であってもよい。

光芯線の先端は、温度を測定するために溶融物内に浸漬される端である。光芯線の先端の位置は、典型的には、光ファイバの先端の位置に対応する。特に、光芯線は、先端から反対側の他方の端に向かう方向に消耗される。各測定シーケンスの後、光芯線の別の部分が先端になる。他方の端は、光芯線によって測定及び／又は伝送された信号を評価して温度を判定するために、検出ユニットに接続されてもよい。他方の端は、測定中に消耗されない。検出ユニットは、光ファイバによって送信された、特にＩＲ波長範囲の光信号を受信するように構成されてもよい。検出ユニットは高温計であってもよい。

光芯線の存在を検出することは、光芯線がある位置において存在するか否かに関する情報を検出することを意味する。これは、光芯線の位置を検出することを助長する。特に、吹き込みランス及び／又は供給チャネルの画定された位置における光芯線の存在が検出され得る。これは、検出手段の一部分が、供給チャネル及び／又は吹き込みランスに対して既知の定位置において位置することにおいて実現され得る。特に、検出手段は、ＥＡＦ容器の外壁の４ｍ未満、特に２ｍ未満、一実施形態では、１ｍ未満の距離を有する位置における光芯線の存在を検出するように構成されている。特に、検出位置は、外壁の上にある。好ましくは、検出手段は、吹き込みランスの１ｍ未満、特に５０ｃｍ未満、一実施形態では２０ｃｍ未満の距離を有する位置における光芯線の存在を検出するように構成されている。検出位置は、吹き込みランスの上にあり得る。吹き込みランスまでの距離は、特に軸方向の距離である。

浸漬装置は、特に静止して設置されている。特に、浸漬装置は、浸漬装置が、容器の外壁上に位置することができる、又は存在する場合、容器の側面上のプラットフォーム上に位置することができるように構成されている。外壁上に位置する場合、浸漬装置は、偏心ボトムタップ（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ｂｏｔｔｏｍ ｔａｐ、ＥＢＴ）プラットフォーム上に、又は容器の側壁において設置されてもよい。したがって、光芯線は、静止点から容器内に下方に移動することができる。プラットフォームは、側壁の一部分であってもよく、及び／又は本質的に水平に整列されてもよい。特に、容器の入口点は、プラットフォーム上に位置する、及び／又は、容器の入口点は、本質的に垂直に整列された開口部である。

一構成では、検出手段は、光芯線の存在を検出するための誘導センサを含む。誘導センサは、吹き込みランス上に又は吹き込みランスに近接して配置されてもよい。例えば、誘導センサは、供給チャネル及び／又は供給チューブ上に配置されてもよい。２つの誘導センサが、２つの誘導センサ間の先端の位置を判定するために使用されてもよい。

一実施形態では、検出手段は、ガス流の特性を測定するための検出器を含む。特に、検出器は、ガス流の流量、ガス流の流速、及び／又はガス流内のガス圧力を測定するように構成されている。したがって、ガス流が、光芯線の存在を検出するために使用され得る。特に、ガス流は、吹き込みランス内で又は吹き込みランスに近接して実現され、これにより、光芯線の存在は、例えばガス流の流路の少なくとも一部分を遮断することによって、ガス流に影響する。特性を測定することによって、光芯線の存在は検出され得る。装置は、適切なガス源を備えてもよい。検出器は、吹き込みランスに近接して又は遠い位置において位置して、ガスラインに接続されてもよい。典型的には、ガスラインは、高い耐熱性を有する。

本発明の文脈におけるガスという用語は、任意のガス状物質、例えば、ガス、ガス混合物、及び／又は連続媒体としてガスを有する分散物を指す。したがって、ガス流は、空気のようなガスの混合物の流れであり得る。

この実施形態は、耐久性のある高い耐熱性の位置検出を可能にする。意図された使用中に、吹き込みランス内の位置又は吹き込みランスに近接する位置は、ＥＡＦ容器の近傍に起因する摂氏数百度の高温、炎及び火花を含む悪条件にさらされる。この実施形態は、加熱ゾーン内の電気部品又は電子部品を省き、したがって、特に堅牢である。遮蔽又は熱保護が必要でないため、技術的な労力は低い。その位置が検出される光芯線の先端は、検出の１秒前に液体金属内にあったことに更に留意されたい。ガス流特性が堅牢であり、高温状態で光芯線の存在を正確に検出することが示されている。加えて、先端の特に高速な検出が可能される。

一実施形態では、浸漬装置は、光芯線を入口点に対して供給チャネル及び／又は吹き込みランス内で移動させるための移動手段を備える。移動手段は、光芯線を供給チャネル及び／又は吹き込みランスに対して供給チャネル又は吹き込みランスの長手方向延長に沿って移動させる。移動手段は、特に、先端が容器内に及び容器外に、並びに／又は容器内に収容された溶融物内に及び溶融物外に移動するように、光芯線を移動させるように構成されている。したがって、移動手段は、光芯線の前進移動及び／又は後退移動のために構成されてもよい。光芯線の移動は、特に、直線経路又は湾曲経路に沿う移動である。移動手段はモータを含んでもよい。

更なる実施形態では、移動手段は、光芯線をコイルから供給するように、及び／又は未使用の光芯線をコイル上に再度巻き付けるように構成されている。

容器に近接する位置測定は、コイルに巻き付けられた光芯線を使用して特に良好に機能することが示されている。また、使用された光芯線のタイプは、ガス流検出によって信頼性をもって監視され得る。この実施形態は、多数の測定のために大きい（実質的に無限の）長さの光芯線を提供する信頼性のある低い労力の方法を可能にする。したがって、高頻度の温度測定が、少なくとも１つの全ＥＡＦ動作サイクルにわたって行われ得、したがって、最大プロセス制御を可能にする。

更なる実施形態では、供給チャネル及び／又は吹き込みランスは、第１の開口部及び／又は第２の開口部を有する。ガス供給手段は、加圧ガスを第１の開口部内に導入するために第１の開口部に接続され得る。検出器は、検出器ラインによって第２の開口部に接続されてもよい。

特に、第１の開口部及び／又は第２の開口部は、供給チャネル及び／又は吹き込みランスの長手方向延長に対して半径方向の開口部である。特に、２つの開口部は、供給チャネル又は吹き込みランスの長手方向延長に対して同じ軸方向位置上にある。開口部を通って実現されるガス流は、光芯線によって影響され、検出手段は、影響を検出するために、したがって、光芯線の存在又は非存在を検出するために、ガス流の特性を検出することができる。開口部を使用して、光芯線が開口部間に存在するか否かを検出することができる。したがって、光芯線の先端が容器側にあるか、又は開口部の反対側にあるかについての情報が導出可能である。

「接続する（ｃｏｎｎｅｃｔ）」又は「接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）」という用語は、それぞれのガス流を可能にするための流れ接続に関する。検出器ラインは、検出器と第２の開口部との間の流体接続である。一般に、本発明の観念でのラインは、例えば、パイプ、又はチューブなどであり得るタイプとは独立した流体接続を意味する。

この実施形態は、光芯線の外径と対応する内壁との間の半径方向の間隙に起因して、供給チャネル又は吹き込みランス内の光芯線の半径方向の位置が不明である場合でも、信頼性のある結果を示した。先端が開口部間の位置を通過したとき、流れ又は圧力などの特性の急転（ｊｕｍｐ）が観察され得る。更に、この実施形態は、特に信頼性のある妨害のない動作を可能にする。

更なる実施形態では、第１の開口部及び第２の開口部は、同軸に整列されている、及び／又は供給チャネル若しくは吹き込みランスの断面の対向する位置上にそれぞれ配置されている。換言すれば、開口部は共通の軸を共有する。この軸は、供給チャネル軸に垂直に延びることができる。したがって、直接ガス流が開口部間に確立され得、特定の正確な位置検出を可能にする。開口部は、開口部間にチャネル直径を有する供給チャネルの対向する側面上に配置されてもよく、したがって、完全な断面を使用する。

更なる実施形態では、供給チャネルは、吹き込みランスに隣接して位置する直線部分と、直線部分に隣接して位置する屈曲部分とを有する。第１の開口部及び第２の開口部は、直線部分と屈曲部分とが接触する場所に近接して位置してもよい。代替的に、吹き込みランスは、光芯線が直線経路に沿って容器に向かって供給され得るように直線であり、供給チャネルは、吹き込みランスに隣接して位置する屈曲部分を有する。この場合、第１の開口部及び第２の開口部は、吹き込みランスと供給チャネルとが接触する場所に近接して位置してもよい。

直線部分は、容器に向かって、及び／又は屈曲部分と容器との間に向けられている。したがって、光芯線は、屈曲することなく、直線経路に沿って溶融物内に導入され得、溶融物から戻され得る。光芯線の機械的特性は、光芯線が温度測定及び／又はその後の冷却中にさらされる熱に起因して変化する。特に、光芯線の柔軟性が減少する。光芯線を屈曲なしに移動させることは、永久変形を回避し、したがって、光芯線の摩耗、応力及び摩擦、容器からの材料の進入、並びに供給システムの閉塞を回避する。光芯線の更なる移動が防止される。

屈曲部分は、容器とは反対側を向く直線部分の側面上に位置する。したがって、装置のスペース要件が最小限にされ得る。

２つの開口部は、接触場所に近接して位置する。特に、供給チャネル及び／又は吹き込みランスの長手方向に対する、２つの開口部のうちのいずれかから接触場所までの軸方向距離は、２５ｃｍ未満、好ましくは１５ｃｍ未満である。一構成では、当該軸方向距離は５ｃｍ未満又はゼロである。

一実施形態では、浸漬装置は、容器及び／又は容器内に収容された溶融物に向かう吹き込みランス内の第１のパージガス流を生成するために、高圧ガス源を吹き込みランスに接続するためのパージガスラインを備える。高圧ガス源は、少なくとも５バール、特に少なくとも１０バールの圧力でガス又はガス混合物を提供する。したがって、パージガスラインは、上述した程度の圧力に耐えるように構成されている。パージガスラインは、好ましくは、チューブとして設計されている、及び／又は金属製である。パージガス流は、吹き込みランス内の中空スペースを容器からの破片なしに保つのに役立ち、芯線の信頼性のある動作を確実にする。これは、供給チャネルを容器からのスラグ及び凍結金属なしに保つことを助長し、したがって、妨害のない動作を確実にする。

更なる実施形態では、パージガスラインは、高圧ガス源からのガス流を２つのラインに分割するための分流器に接続されている。第１のラインは、第１のパージガス流を生成するために吹き込みランスに接続されており、第２のラインは、第１の開口部に接続されている。換言すれば、単一の高圧ガス源は、パージガス流及び位置検出の両方に使用される。したがって、既存のガス源は、光芯線の位置を検出するために使用され得、これは、技術的な労力を最小限にすることができる。第１のライン及び／又は第２のラインは、金属製であってもよく、及び／又はチューブとして設計されてもよい。第１のライン及び／又は第２のラインは、非常に短くてもよく、及び／又はガスが通過するためのガス通路若しくは開口部として設計されてもよい。

更なる実施形態では、浸漬装置は、第２の開口部を通って吹き込みランス又は供給チャネル内への検出器ライン内の第２のパージガス流を生成するために、パージガスラインを検出器ラインに接続する検出器ラインパージラインを備える。特に、周期的なガス流及び／又は一時的なガス流が、検出器ラインをパージするために生成される。したがって、検出器ラインは、破片なしに保たれ得る。換言すれば、検出器ライン内のガス流は、逆にされ得る。切り替え弁は、第２のパージガス流が選択的に生成され得るように、検出器ラインパージライン内に配置されてもよい。切り替え弁は、浸漬装置の制御装置によって制御されてもよい。この実施形態は、検出器ラインのパージが含まれていることに起因して、特定の耐久性のある動作を可能にする。

一実施形態では、容器及び／又は容器内に収容された溶融物に向かって向けられている又は向けられ得る、吹き込みランスの端は、ラバールノズルとして実現されている。これは、第１のパージガス流が高速度及び／又は超音速で容器内に導入されることを可能にする。したがって、光芯線の下の溶融物上に浮かぶスラグは、光芯線を導入する前及び／又は光芯線を導入している間に排され得る。したがって、供給システムの閉塞が妨げられ、温度測定が改善される。加えて、光芯線は容器内でも冷却され、これにより、光芯線の耐久性が増加し、特に正確な温度測定が可能にされる。

更なる実施形態では、浸漬装置は、既知の開始点からの光芯線の移動を監視するように構成されたエンコーダを備える。特に、移動手段は、エンコーダとして機能するサーボモータを含む。エンコーダは、光芯線が既知の開始点から移動する距離を監視するように構成されてもよい。開始点は、特に、検出手段によって検出された先端の位置によって画定される。したがって、位置測定後、エンコーダは、先端の位置が光芯線のその後の移動中に既知であることを確実にする。したがって、溶融物内への光芯線の画定された浸漬深さが確実にされ得る。温度測定は更に改善される。

一構成では、エンコーダは、移動手段の一部分であってもよく、及び／又は移動手段によって構成されているモータであってもよい。モータは、サーボモータであってもよく、及び／又はモータ位置を監視するためにサーボドライブを含んでもよい。加えて又は代替として、エンコーダは、移動手段とは独立して配置されてもよい。サーボモータ及び追加のエンコーダの場合、例えば、サーボモータのみによっては検出されない、閉塞に起因する光芯線のいずれの変位も依然として測定され得る。これは、特に正確な妨害のない位置測定を可能にする。

一実施形態では、浸漬装置は、溶融物内へ及び／又は溶融物外への光芯線の先端の移動を移動手段によって制御するための制御装置を備える。制御装置は、検出手段による光芯線の存在の検出を制御するように更に構成されてもよい。特に、制御装置は、マイクロコントローラ又はコンピュータなどの電子制御装置である。

更なる実施形態では、浸漬装置は、検出手段が、光芯線の移動中に特定の位置における光芯線の存在を監視することができるように構成されている。光芯線の先端が当該位置を通過したことが検出された後、光芯線の移動は停止され得る。これは、特に、制御装置によって実現され得る。したがって、光芯線の移動は必要な量に制限される。これは、測定速度を増加させ、高度なプロセス制御を可能にする。

本発明の更なる態様は、ＥＡＦ容器内で光芯線を使用して温度を測定するための浸漬装置である。浸漬装置は、吹き込みランスを機械的に接続するための吹き込みランス接続装置を備える。光芯線は、入口点に対して供給チャネル内、吹き込みランス内、及び／又は吹き込みランス接続装置内で移動可能である。装置は、光芯線の位置を検出するための検出手段を更に備える。検出手段は、吹き込みランス接続装置内又はその近傍の光芯線の存在を検出するように構成されている。

本発明の更なる態様は、本発明による浸漬装置を使用して光芯線の位置を検出するための方法である。方法は、光芯線を供給チャネル及び／又は吹き込みランス内で移動手段によって移動させることを含む。方法は、光芯線が吹き込みランス内又はその近傍の位置において存在するか否かを検出手段によって検出することを更に含む。本発明による装置に関して言及されたすべての特徴、利点及び実施形態はまた、本発明の上記の態様及び方法に適用され、その逆も同様である。

特に、検出手段は、吹き込みランス内又はその近傍の位置における光芯線の存在を検出するために、当該位置において位置する部分を含む。特に、方法は、光芯線を使用して容器内の温度を測定することを含む。移動は、測定前に光芯線を前進させること、及び／又は測定後に光芯線を後進させることを含んでもよい。複数の測定が、連続的に行われてもよい。

一実施形態では、浸漬装置は、第１の開口部及び第２の開口部を供給チャネル内又は吹き込みランス内に備える。検出手段は、第２の開口部に接続された検出器を含んでもよい。検出するステップは、加圧ガスを第１の開口部内に導入すること、及び／又はガス流の特性を検出器によって検出することを含んでもよい。特に、特性は、装置の評価ユニットによって評価され、評価ユニットは制御装置の一部分であり得る。

検出するステップの後、方法は、先端を所定の深さで溶融物内に浸漬するために、光芯線を所定の距離に沿って溶融物に向かって移動手段によって前進させることを含んでもよい。この移動は、エンコーダによって監視されてもよく、及び／又は制御装置によって制御されてもよい。位置は、温度測定シーケンスの開始時及び／又は終了時に検出され得る。特に、位置は、第１の測定シーケンスの前に検出される。信頼性のある位置検出が、１つの検出手段のみで可能である。

更なる実施形態では、移動させるステップは、第１の速度で光芯線を容器及び／又は溶融物から離れるように後退させることと、後退移動を停止することと、第１の速度よりも低くてもよい第２の速度で光芯線を容器及び／又は溶融物に向かって前進させることとを含む。光芯線の存在は、後退移動中及び／又は前進移動中に検出されてもよい。光芯線は、特に、供給チャネル及び／又は吹き込みランス内で移動する。

２ステップ検出において、第１の検出は、先端のおおよその位置を提供してもよい。第１の検出は、速い後退移動を停止することをトリガーするために使用されてもよい。速い後退は、溶融物に近接する悪条件に起因して、及び迅速な測定を確実にするために、有利である。第２の検出は、より遅い移動中に行われてもよく、したがって非常に正確な位置判定を可能にする。

以下では、本発明の例示的な実施態様について、図を参照して詳細に説明する。例示的な実施態様の特徴は、別段の指示がない限り、特許請求された対象と個別に又は複数で組み合わされ得る。特許請求された保護範囲は、例示的な実施態様に限定されない。

図は以下を示す。
浸漬装置の断面側面図である。 浸漬装置の正面図である。 浸漬装置の斜視図である。 浸漬装置の詳細の断面側面図である。 浸漬装置の別の詳細の概略断面図である。 浸漬装置を有する電気アーク炉の図である。

図１は、光芯線５０によってＥＡＦ容器内の金属溶融物の温度を測定するための本発明による浸漬装置１０の断面図を示す。光芯線５０は、移動手段を使用して下方向に供給チャネル２０及び吹き込みランス２８を通って溶融物内に供給されるために垂直に整列されており、移動手段は、上方向にある距離において配置されているが、ここには図示されていない。好ましくは、移動手段は、上方向に配置されたコイルから光芯線５０を供給し、未使用のファイバをコイルに再び巻き付ける。

浸漬装置１０は、パージガスを下方向に容器の入口点内に吹き込むための吹き込みランス２８を備える。詳細が図６に示されている。吹き込みランス２８は、内部スペース３２を有する金属チューブであり、内部スペース３２内で、光芯線５０は、パージガスによって囲まれて移動することができる。溶融物に向かって向けられている、吹き込みランス２８の前端は、ラバールノズル４４として実現されている。光芯線５０の長手方向延長に対して、吹き込みランス２８は、供給チャネル２０に隣接する軸方向前方位置において位置する。ここに図示されている実施形態では、供給チャネル２０は、金属製の供給チューブ２９と、浸漬装置１０の中央本体７２によって形成された垂直に整列されたガイドチャネルとを含む。当該ガイドチャネルは、吹き込みランス２８及び供給チューブ２９に軸方向に隣接して、吹き込みランス２８及び供給チューブ２９と同軸に配置されている。ガイドチャネは、図４にも示すように、吹き込みランス２８と供給チューブ２９との間に配置されている。他の実施形態では、吹き込みランス２８は、供給チューブ２９に軸方向に隣接して位置することができる。

吹き込みランス２８は、中央本体７２に取り外し可能に取り付けられている。供給チューブ２９は、図１及び図３に部分切り欠き図で示されており、このため、光芯線５０が示されている。しかしながら、特に、供給チューブ２９は、移動手段まで更に連続する。

浸漬装置１０は、光芯線５０の位置を検出するための検出手段を備える。検出手段は、吹き込みランス２８の上端に近接する光芯線５０の先端５２の存在を検出するように構成されている。検出手段は、ガス流の特性を測定するための検出器を含む。当該検出器は、検出器ラインに接続されているが、ここには図示されていない。検出手段は、同軸に配置されている第１の開口部２１及び第２の開口部２２を供給チャネル２０内に更に含む。図示されている実施形態では、開口部２１及び開口部２２は、浸漬装置１０の中央本体７２によって形成されたガイドチャネルの断面の対向する位置上に配置されている。第１の開口部２１は、第１の開口部２１を通って供給チャネル２０内に入り第２の開口部２２を通って供給チャネル２０から出る加圧ガスの流れを実現するために、ガス供給手段（ここには図示されていない）に接続されている。光芯線５０の先端５２が前進又は後進し開口部を通過したとき、ガス流は影響され、影響は、検出器によって検出され得る。一構成では、検出は圧力測定である。先端５２の位置に関連する圧力変化が検出される。先端５２が吹き込み側と受け側（それぞれ第１の開口部２１及び第２の開口部２２）との間に存在する間、低い圧力が観察される。ガス経路が遮断されなくなると、より高い圧力が観察される。圧力測定は特に堅牢であり耐久性がある。

浸漬装置１０は、ＥＡＦ容器内に収容された溶融物に向かう吹き込みランス２８内のパージガス流を確立するために、高圧ガス源を接続するためのパージガスライン３２を備える。ここに図示されている実施形態では、パージガスライン３０は、少なくとも２つの出口開口部を有するチャンバとして実現された分流器４０に接続されている。少なくとも１つの出口開口部は、中央本体７２のガイドチャネルの周りに円周方向に延びる第１のライン４１に接続されている。当該第１のライン４１は、パージガス流を確立するために、導入されたガスを吹き込みランス２８のスペース３２内に導くように構成されている。少なくとも１つの更なる出口開口部は、位置検出のためのガス流を生成するために、第１の開口部２１に接続された半径方向に延びる第２のライン４２に接続されている。

図２は、装置１０、特に図１の装置１０を正面図で示す。図３は、装置１０、特に図１及び／又は図２の装置を斜視図で示す。装置１０は、ツールなしでの吹き込みランス２８の迅速かつ容易な交換を可能にする２つのクランプ装置７０を備えることが示されている。クランプ装置７０はそれぞれ、クランプ手段を含み、クランプ手段は、クランプ装置７０が閉位置にあるとき、吹き込みランス２８のフランジ及び中央本体７２のフランジ上に圧縮力を加えて、これらのフランジを一緒に軸方向に押し付ける。クランプ装置７０はそれぞれ、ハンドル７１を含み、ハンドル７１は、吹き込みランス２８を交換するためにクランプ装置７０を開くように旋回することができ、吹き込みランス２８をツールなしで取り付けるためにクランプ装置７０を閉じるように旋回することができる。

図５は、浸漬装置の別の構成の詳細を概略的に示し、供給チャネル２０は、供給チューブ２９として実現されており、吹き込みランス２８に隣接して位置する。吹き込みランス２８は、光芯線５０を直線経路上で溶融物に向かって供給するために直線である。供給チャネル２９は、スペースを節約するために屈曲部分２６を有する。場所２５は、吹き込みランス２８によって表された直線部分２４と屈曲部分２６との間に位置する。第１の開口部２１及び第２の開口部２２の軸方向位置、したがって、パージガスライン３０の入口及び検出器ライン３４の接続の軸方向位置は、場所２５上又はその近傍にある。加圧ガスは、吹き込みランス２８内のパージガス流と測定されるガス流３８とに分割される。圧力又は流れが測定されるガス流３８を形成するガスは、第１の開口部２１を通って入る。開口部２１、２２の位置はまた、取り替えられてもよい。開口部２１、２２は同軸に整列されており、供給チャネル２０及び吹き込みランス２８の断面の対向する位置上に配置されている。

図６は、浸漬装置１０を有する電気アーク炉（ＥＡＦ）６０を示す。ＥＡＦ６０は、金属溶融物６４を収容する容器６２と、可動蓋６８と、容器６２の側面上に配置されたプラットフォーム６７とを備える。それを通って光芯線５０が容器６２に入る容器６２内への入口点は、プラットフォーム６７上に配置されている。浸漬装置１０はまた、プラットフォーム６７上に配置されている。図６は、浸漬装置とＥＡＦとの相対位置を単に概略的に示す。しかしながら、浸漬装置は、典型的には、プラットフォーム６７上に固定されるように構成されており、これにより、容器６２が動作中に傾斜したとき、供給チューブ２９、吹き込みランス２８、及び先端５２は、静止したままである。

光芯線５０はコイル７６上に配置されている。光芯線５０は、移動手段７４によって、移動する、即ち、コイル７６から巻き戻され、コイル７６上に再度巻き付けられる。移動手段７４は、光芯線５０を移動させるためのローラを含み、ローラのうちの少なくとも１つのローラを駆動するためにサーボモータを含んでもよい。移動手段７４と吹き込みランス２８との間で、光芯線５０は、供給チャネル２０内に導かれる。供給チャネル２０は、容器６２に向かって向けられた屈曲部分２６及び直線部分２４を有する。供給チャネルは、供給チューブ２９と、浸漬装置１０の中央本体によって形成されたガイドチャネルとを含む。明快さのために、検出手段はここには図示されていない。

符号の説明
１０ 浸漬装置
２０ 供給チャネル
２１ 第１の開口部
２２ 第２の開口部
２４ 直線部分
２５ 場所
２６ 屈曲部分
２８ 吹き込みランス
２９ 供給チューブ
３０ パージガスライン
３２ スペース
３４ 検出器ライン
３８ ガス流
４０ 分流器
４１ 第１のライン
４２ 第２のライン
４４ ラバールノズル
５０ 光芯線
５２ 先端
６０ 電気アーク炉
６２ 容器
６４ 溶融物
６７ プラットフォーム
６８ 蓋
７０ クランプ装置
７１ ハンドル
７２ 中央本体
７４ 移動手段
７６ コイル

Claims (1)

1. 浸漬装置（１０）を使用して光芯線（５０）の位置を検出するための方法であって、
   前記浸漬装置（１０）は、前記光芯線（５０）を用いて電気アーク炉（６０）容器（６２）内の金属溶融物（６４）の温度を測定するための浸漬装置（１０）であって、前記浸漬装置（１０）は、パージガスを前記容器（６２）への入口点内に吹き込むための吹き込みランス（２８）と、前記光芯線（５０）の位置を検出するための検出手段とを備え、前記光芯線（５０）は、前記入口点に対して前記光芯線（５０）の供給のための供給チャネル（２０）内及び／又は前記吹き込みランス（２８）内で移動することができ、前記検出手段は、前記吹き込みランス（２８）及び／又は前記供給チャネル（２０）の所定位置で前記吹き込みランス（２８）内又はその近傍の前記光芯線（５０）の先端（５２）の存在を検出するように構成され、前記検出手段の一部が、前記吹き込みランス（２８）、前記供給チャネル（２０）、前記吹き込みランス（２８）及び前記供給チャネル（２０）の接続点近傍、及び／又は前記吹き込みランス（２８）及び前記供給チャネル（２０）の間に設けられ、前記検出手段は、前記光芯線（５０）の存在を検出するための誘導センサを含み、
   前記方法は、
   前記光芯線（５０）を前記供給チャネル（２０）及び／又は前記吹き込みランス（２８）内で移動手段（７４）によって移動させることにして、前記供給チャネル（２０）が、前記容器（６２）から離れた側の位置で前記吹き込みランス（２８）に隣接して設けられる、ことと、
   前記光芯線（５０）の先端（５２）が前記吹き込みランス（２８）内の位置又は前記吹き込みランス（２８）に近接する位置において存在するか否かを前記吹き込みランス（２８）及び／又は前記供給チャネル（２０）の所定位置で前記検出手段によって検出することと
   を含み、
   前記移動させるステップは、第１の速度で前記光芯線（５０）を前記溶融物（６４）から離れるように後退させることと、前記後退移動を停止することと、前記第１の速度よりも低い第２の速度で前記光芯線（５０）を前記溶融物（６４）に向かって前進させることとを含み、前記光芯線（５０）の存在は、前記後退移動中及び前記前進移動中に検出されることを特徴とする、方法。