KR20220111213A - 온도 측정을 위한 침지 디바이스 및 위치 검출을 위한 방법 - Google Patents

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반 비어베르헤 마이클
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헤라우스 일렉트로-나이트 인터내셔날 엔. 브이.
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Abstract

본 발명은 침지 디바이스 및 침지 디바이스를 사용하여 광학 코어 와이어의 위치를 검출하기 위한 방법에 관한 것이다. 광학 코어 와이어(50)를 사용하여 전기 아크로(60)의 용기(62) 내측의 금속 용융물(64)의 온도를 측정하기 위한 침지 디바이스(10)는 용기(62)에 대한 진입 지점 내로 퍼지 가스를 취입하기 위한 취입 랜스(28) 및 광학 코어 와이어(50)의 위치를 검출하기 위한 검출 수단을 포함한다. 광학 코어 와이어(50)는 공급 채널(20) 내에서 그리고/또는 취입 랜스(28) 내에서 진입 지점에 대해 이동될 수 있다. 검출 수단은 취입 랜스(28) 내에서 또는 그에 가까이에서 광학 코어 와이어(50)의 존재를 검출하도록 구성된다. 이는 광섬유의 선단 단부와 용융물 사이의 짧은 거리를, 그리고 그에 따라서, 온도 측정 시퀀스들 사이의 짧은 시간 간격을 가능하게 한다.

Description

온도 측정을 위한 침지 디바이스 및 위치 검출을 위한 방법{IMMERSION DEVICE FOR TEMPERATURE MEASUREMENT AND METHOD FOR POSITION DETECTION}
본 발명은 광학 코어 와이어를 사용하여 전기 아크로(electric arc furnace, EAF) 용기 내측의 금속 용융물의 온도를 측정하기 위한 침지 디바이스 및 침지 디바이스를 사용하여 광학 코어 와이어의 위치를 검출하기 위한 방법에 관한 것이다.
야금 공정은 US 2886617 A에 개시된 바와 같은 아크로에서, 특히 EAF에서 수행될 수 있다. 공정 제어를 개선하기 위해, 금속 용융물의 온도가 측정되어야 한다. 이는 예를 들어, EP 2 799 824 A1, EP 3 051 264 A1 및 EP 2 799 824 A1에 기술된 바와 같이, 용융물 내로 침지되는 광섬유 및 광섬유에 연결된 대응하는 검출기에 의해 수행될 수 있다. 광섬유 자체는 금속으로 코팅된다. 언급된 공정에서, 광섬유는 측정 전에 일회용 안내 튜브 내로 도입된다. 안내 튜브의 적어도 일부는 사용 중에 용융된다. 온도 측정의 품질을 결정하기 위해, 안내 튜브가 공급 수단 내측에 있는 광섬유의 위치가 모니터링될 수 있다. JPH09304185 A는 용융된 강철의 온도를 측정하기 위한 금속 피복 광섬유를 개시하는데, 광섬유의 전송된 길이는 인코더를 갖는 모터에 의해 측정된다. 유사한 디바이스가 JPH07151608 A로부터 알려져 있다.
다른 공정에서, 광섬유는 코일 상에 권취되고 측정을 수행하기 위해 권취해제되는 사실상 무한 튜브로서 제공될 수 있다. 그러한 광섬유를 위한 공급 디바이스는 EP 3 051 262 A1에 기재되어 있다. EP 2 940 441 A1은 광섬유와 안내 튜브 사이에 갭을 갖는 온도 측정을 위한 디바이스를 설명한다. 대안적인 접근법이 JPH09243459 A에 기재되어 있으며, 여기서 광섬유는 기지의 선단 단부 위치를 한정하도록 절단된다.
본 발명의 과제는 전기 아크로의 용기에서의 온도 측정을 개선하는 것이다.
본 발명의 과제는 제1항에 따른 침지 디바이스 및 추가의 청구항에 따른 광학 코어 와이어의 위치를 검출하기 위한 방법에 의해 해결된다. 유리한 실시예가 종속 청구항에서 한정된다.
과제는 광학 코어 와이어에 의해 전기 아크로 용기 내측의 금속 용융물의 온도를 측정하기 위한 침지 디바이스에 의해 해결된다. 침지 디바이스는 용기에 대한 진입 지점 내로 퍼지 가스를 취입하기 위한 취입 랜스(blowing lance) 및 광학 코어 와이어의 위치를 검출하기 위한 검출 수단을 포함한다. 침지 디바이스는 광학 코어 와이어가 공급 채널 내에서 그리고/또는 취입 랜스 내에서 진입 지점에 대해 이동될 수 있도록 구성된다. 검출 수단은 취입 랜스 내에서 또는 그에 가까이에서 광학 코어 와이어의 존재를 검출하도록 구성된다.
광학 코어 와이어의 선단 단부가 온도 측정 동안 용융됨에 따라, 그의 위치는 각각의 온도 측정 전에 결정되어야 한다. 종래의 해법에서, 광학 코어 와이어의 위치는 공급 튜브 내에서, 그리고 그에 따라서, 용기로부터 비교적 멀리 있는 위치에서 검출된다. 따라서, 광학 코어 와이어는 온도 측정과 위치 측정 사이를 앞뒤로 상당히 이동해야 하며, 이는 시간 소모적이다. 따라서, 종래의 기술을 사용하면, 두 온도 측정들 사이의 간격은 길다.
취입 랜스 내에서 또는 그에 가까이에서 광학 코어 와이어의 존재를 검출하는 것은 광학 코어 와이어의 더 빠른 이송으로 이어지고, 따라서, 측정들 사이의 더 짧은 시간 간격을 가능하게 한다. 이는 EAF 작동 동안 액체 강철 조(bath)의 온도가 분당 최대 70℃의 속도로 변할 수 있기 때문에 특히 중요하다. 더 많은 측정이 수행될 수 있어서, 더 양호한 공정 제어를 가능하게 한다. 선단 단부의 용융물까지의 거리는 유의하게 더 짧게 유지될 수 있다. 더욱이, 복귀하는 고온 광학 코어 와이어에 의해 야기되는 잔해 또는 마모는 배관을 항상 오염 및 손상시키거나 또는 차단할 수 있다. 공급 채널 내측에서 광학 코어 와이어의 이동 경로를 감소시킴으로써, 이러한 위험은 최소화될 수 있다. 본 발명에 따르면, 광학 코어 와이어의 선단 단부의 이동은 용이하게 교체될 수 있는 취입 랜스로 제한될 수 있으며, 오염 또는 손상의 경우 간단한 해법이 가능해진다. 고온 광학 코어 와이어에 가깝게 되는 검출 수단의 일부는 용이하게 교체될 수 있다. 더욱이, 선단 단부가 최상의 안착 지점에 침지될 수 있기 때문에 온도 측정이 더 신뢰성 있게 된다.
취입 랜스는 퍼지 가스가 용기 내로 관통 취입될 수 있는 랜스이다. 이는 금속, 슬래그 및/또는 잔해의 공급 채널 내로의 침투를 방지하는 것을 도울 수 있다. 취입 랜스는 교체가능할 수 있다. 전형적으로, 취입 랜스는 광학 코어 와이어를 직선 경로를 따라 용융물을 향해 공급하기 위해 직선형, 즉 만곡형이 아니다. 취입 랜스는 하나의 피스(piece)로 제조될 수 있다. 취입 랜스는 특히 공급 채널에 동축으로 그리고/또는 공급 채널에 축방향으로 인접하게 배열된다. 특히, 공급 채널은 용기로부터 멀어지는 방향으로 취입 랜스에 인접한다. 광학 코어 와이어의 존재를 검출하기 위한 검출 수단의 일부가 취입 랜스 상에 배열될 수 있다. 검출 수단의 일부는 취입 랜스에 가까이, 예컨대, 공급 채널 상에, 취입 랜스와 공급 채널의 연결부 부근에, 그리고/또는 취입 랜스와 공급 채널 사이에 배열될 수 있다.
취입 랜스는 광학 코어 와이어를 용융물 내로 그리고/또는 용기 내측에서 용융물 외부로 안내하는 역할을 할 수 있다. 퍼지 가스는 취입 랜스 및/또는 그 내의 광학 코어 와이어를 냉각시킨다. 측정 시퀀스 동안, 광학 코어 와이어는 공급 채널 및 취입 랜스 내측에서 용융물을 향해 이동될 수 있다.
공급 채널은 광학 코어 와이어를 용기 내로 그리고/또는 용기 외부로 공급하는 역할을 한다. 공급 채널은 광학 코어 와이어가 따라가면서 이동될 수 있는 직선 및/또는 만곡된 경로를 한정한다. 특히, 이동 수단은 공급 채널에 의해 한정된 경로를 따라 광학 코어 와이어를 이동시키도록 구성된다. 공급 채널은 특히 폐쇄되고/되거나 원형 단면을 갖는다. 이는 공급 튜브, 예컨대, 금속 튜브, 즉 광학 코어 광섬유가 관통 공급될 수 있는 튜브를 포함할 수 있다. 공급 채널은 금속 벽에 의해 형성될 수 있다. 이는 7 mm 초과, 특히 9 mm 초과, 및/또는 15 mm 미만, 특히 12 mm 미만의 내경을 가질 수 있다. 디바이스는 공급 채널을 포함할 수 있다. 공급 채널과 취입 랜스는 함께 공급 시스템으로 지칭될 수 있다. 공급 시스템은 검출 수단 또는 검출기를 추가로 포함할 수 있다.
광학 코어 와이어는, 예컨대 유리 섬유일 수 있는 광섬유를 포함한다. 광섬유는 직경이 50 μm 또는 62.5 μm인 계단형 굴절률 광섬유(graded index fiber)일 수 있다. 특히, 광학 코어 와이어는 광섬유 둘레에 배열된 금속 튜브를 포함하는데, 즉, 이는 FiMT(Fiber in a Metal Tube)로도 지칭되는 금속 코팅된 광섬유이다. 금속 튜브는 1 mm 초과, 특히 1.3 mm 및/또는 3 mm 미만, 특히 2.5 mm의 외경을 가질 수 있다. 금속 튜브의 벽 두께는 0.1 mm 초과 및/또는 0.3 mm 미만, 특히 0.2 mm 미만일 수 있다. 광학 코어 와이어는 금속 튜브 둘레에 배열된 외부 튜브를 추가로 포함할 수 있다. 외부 튜브는 금속으로 제조될 수 있다. 이는 4 mm 초과 및/또는 8 mm 미만, 특히 대략 6 mm의 외경을 가질 수 있다. 외부 튜브의 벽 두께는 0.2 mm 초과, 특히 0.3 mm 초과 및/또는 0.7 mm 미만, 특히 0.5 mm 미만일 수 있다.
광학 코어 와이어의 선단 단부는 온도를 측정하기 위해 용융물 내로 침지되는 단부이다. 광학 코어 와이어의 선단 단부의 위치는 전형적으로 광섬유의 선단 단부의 위치에 대응한다. 특히, 광학 코어 와이어는 선단 단부로부터 다른 반대편 단부를 향하는 방향으로 소모된다. 각각의 측정 시퀀스 후, 광학 코어 와이어의 다른 부분이 선단 단부로 될 것이다. 다른 단부는 온도를 결정하기 위해 광학 코어 와이어에 의해 측정 및/또는 이송되는 신호를 평가하기 위한 검출 유닛과 연결될 수 있다. 다른 단부는 측정 동안 소모되지 않을 것이다. 검출 유닛은 광섬유에 의해 전송되는, 특히 IR 파장 범위의, 광 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 검출 유닛은 고온계일 수 있다.
광학 코어 와이어의 존재를 검출하는 것은 광학 코어 와이어가 소정 위치에 존재하는지 여부에 관한 정보를 검출하는 것을 의미한다. 이는 광학 코어 와이어의 위치를 검출하는 것을 돕는다. 특히, 취입 랜스 및/또는 공급 채널의 정의된 위치에서의 광학 코어 와이어의 존재가 검출될 수 있다. 이는, 검출 수단의 일부가 공급 채널 및/또는 취입 랜스에 대한 기지의 고정 위치에 위치된다는 점에서 실현될 수 있다. 특히, 검출 수단은 EAF 용기의 외벽의 4 m 미만, 특히 2 m 미만, 그리고 일 실시예에서 1 m 미만의 거리를 갖는 위치에서 광학 코어 와이어의 존재를 검출하도록 구성된다. 특히, 검출 위치는 외벽 위에 있다. 바람직하게는, 검출 수단은 취입 랜스의 1 m 미만, 특히 50 cm 미만, 그리고 일 실시예에서 20 cm 미만의 거리를 갖는 위치에서 광학 코어 와이어의 존재를 검출하도록 구성된다. 검출 위치는 취입 랜스 위에 있을 수 있다. 취입 랜스까지의 거리는 특히 축방향 거리이다.
침지 디바이스는 특히 고정 방식으로 설치된다. 특히, 침지 디바이스는 그것이 용기의 외벽 상에 또는, 존재하는 경우, 용기의 측면 상의 플랫폼 상에 위치될 수 있도록 구성된다. 외벽 상에 위치되는 경우, 침지 디바이스는 편심 하부 탭(eccentric bottom tap, EBT) 플랫폼 상에 또는 용기의 측벽에 설치될 수 있다. 따라서, 광학 코어 와이어는 고정 지점으로부터 용기 내로 하향 이동될 수 있다. 플랫폼은 측벽의 일부일 수 있고/있거나 본질적으로 수평으로 정렬될 수 있다. 특히, 용기의 진입 지점은 플랫폼 상에 위치되고/되거나 본질적으로 수직으로 정렬된 개구이다.
일 구성에서, 검출 수단은 광학 코어 와이어의 존재를 검출하기 위한 유도 센서(inductive sensor)를 포함한다. 유도 센서는 취입 랜스 상에 또는 그에 가깝게 배열될 수 있다. 예를 들어, 이는 공급 채널 및/또는 공급 튜브 상에 배열될 수 있다. 2개의 유도 센서가 사용되어 그들 사이의 선단 단부의 위치를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 검출 수단은 가스 유동의 특성을 측정하기 위한 검출기를 포함한다. 특히, 검출기는 가스 유동의 유량, 가스 유동의 유속, 및/또는 가스 유동 내의 가스 압력을 측정하도록 구성된다. 따라서, 광학 코어 와이어의 존재를 검출하기 위해 가스 유동이 사용된다. 특히, 광학 코어 와이어의 존재가, 예컨대, 가스 유동의 유동 경로의 적어도 일부를 차단함으로써, 가스 유동에 영향을 미치도록, 가스 유동은 취입 랜스 내에서 또는 그에 가까이에서 실현된다. 그러한 특성의 측정에 의해, 광학 코어 와이어의 존재가 검출될 수 있다. 디바이스는 적합한 가스 공급원을 포함할 수 있다. 검출기는 취입 랜스에 가깝게 또는 원격 위치에 위치되어, 가스 라인과 연결될 수 있다. 전형적으로, 가스 라인은 내고온성이다.
본 발명의 맥락에서 용어 "가스"는 임의의 기체 물질, 예를 들어 가스, 가스 혼합물 및/또는 연속 매질로서 가스를 갖는 분산물을 지칭한다. 따라서, 가스 유동은 공기와 같은 기체들의 혼합물의 흐름일 수 있다.
이러한 실시예는 내구성 및 내고온성의 위치 검출을 가능하게 한다. 의도된 바와 같이 사용하는 동안, 취입 랜스 내의 또는 그에 가까운 위치는 EAF 용기의 근접성으로 인한 스파크, 화염 및 섭씨 수백도의 고온을 포함하는 불리한 조건을 받는다. 본 실시예는 열 구역에서 전기 또는 전자 구성요소를 없애서, 그에 따라서 특히 강건하다. 차폐 또는 열 보호가 필요하지 않기 때문에 기술적 노력이 적다. 추가로, 위치가 검출될 광학 코어 와이어의 선단 단부가 검출 직전에 액체 금속 내에 있었다는 것에 유의하여야 한다. 가스 유동 특성은 고온 상태에서 강건하며 광학 코어 와이어의 존재를 정확하게 검출한다는 것을 보여주었다. 더욱이, 선단 단부의 특히 빠른 검출이 가능하게 된다.
일 실시예에서, 침지 디바이스는 공급 채널 내에서 그리고/또는 취입 랜스 내에서 광학 코어 와이어를 진입 지점에 대해 이동시키기 위한 이동 수단을 포함한다. 이동 수단은 공급 채널 및/또는 취입 랜스에 대해 그리고 공급 채널 또는 취입 랜스의 종방향 연장부를 따라 광학 코어 와이어를 이동시킨다. 이동 수단은 특히 광학 코어 와이어를 이동시키도록 구성되어, 선단 단부가 용기 내로 그리고 용기 외부로, 그리고/또는 용기 내에 포함된 용융물 내로 그리고 용융물 외부로 이동되도록 한다. 따라서, 이동 수단은 광학 코어 와이어의 전방 이동 및/또는 후방 이동을 위해 구성될 수 있다. 광학 코어 와이어의 이동은 특히 직선 또는 만곡된 경로를 따르는 이동이다. 이동 수단은 모터를 포함할 수 있다.
추가 실시예에서, 이동 수단은 광학 코어 와이어를 코일로부터 공급하고/하거나 미사용 광학 코어 와이어를 코일 상에 다시 권취하도록 구성된다.
용기에 가까운 위치 측정이 코일형 광학 코어 와이어를 사용하여 특히 잘 기능하는 것으로 나타났다. 또한, 사용된 와이어 유형은 가스 유동 검출에 의해 신뢰성 있게 모니터링될 수 있다. 본 실시예는 많은 수의 측정을 위해 긴 (사실상 무한한) 길이의 광학 코어 와이어를 제공하는 신뢰성 있고 적은 노력의 방식을 가능하게 한다. 따라서, 높은 빈도의 온도 측정이 적어도 하나의 전체 EAF 작동 사이클에 걸쳐 수행될 수 있으며, 그에 따라서 최대 공정 제어를 가능하게 한다.
추가 실시예에서, 공급 채널 및/또는 취입 랜스는 제1 개구 및/또는 제2 개구를 갖는다. 가압 가스를 제1 개구 내로 도입시키기 위해 가스 공급 수단이 제1 개구와 연결될 수 있다. 검출기는 검출기 라인에 의해 제2 개구와 연결될 수 있다.
특히, 제1 개구 및/또는 제2 개구는 공급 채널 및/또는 취입 랜스의 종방향 연장부에 대한 반경방향 개구이다. 특히, 2개의 개구는 공급 채널 또는 취입 랜스의 종방향 연장부에 대해 동일한 축방향 위치에 위치된다. 개구를 통해 실현되는 가스 유동은 광학 코어 와이어에 의해 영향을 받고, 검출 수단은 영향을 검출하기 위해 가스 유동의 특성을 검출할 수 있고, 따라서 광학 코어 와이어의 존재 또는 부재를 검출할 수 있다. 개구들을 사용하여, 광학 코어 와이어가 개구들 사이에 존재하는지 여부가 검출될 수 있다. 따라서, 광학 코어 와이어의 선단 단부가 용기 측부에 있는지 또는 개구들의 반대편 측부에 있는지에 대한 정보가 유도가능하다.
용어 "연결"또는 "연결부"는 각각의 가스 유동을 가능하게 하기 위한 유동 연결부에 관련된다. 검출기 라인은 검출기와 제2 개구 사이의 유체 연결부이다. 대체적으로, 본 발명의 의미에서의 라인은, 예컨대 파이프, 튜브 등일 수 있는 유형과는 독립적인 유체 연결부를 의미한다.
본 실시예는 공급 채널 또는 취입 랜스 내의 광학 코어 와이어의 반경방향 위치가 광학 코어 와이어의 외경과 각각의 내벽 사이의 반경방향 갭으로 인해 알려져 있지 않은 경우에도 신뢰성 있는 결과를 보여주었다. 선단 단부가 개구들 사이의 위치를 통과할 때, 예컨대 유동 또는 압력과 같은 특성의 점프가 관찰될 수 있다. 추가로, 본 실시예는 특히 신뢰성 있고 방해가 없는 작동을 가능하게 한다.
추가 실시예에서, 제1 개구 및 제2 개구는 동축으로 정렬되고/되거나 공급 채널 또는 취입 랜스의 단면의 서로 반대편인 위치들에 각각 배열된다. 다시 말하면, 개구들은 공통 축을 공유한다. 이 축은 공급 채널 축에 수직으로 이어질 수 있다. 따라서, 직접 가스 유동이 개구들 사이에 확립될 수 있어서, 특정한 정밀 위치 검출을 가능하게 한다. 개구들은 공급 채널의 서로 반대편인 측부들 - 이들 사이에 채널 직경이 있음 - 상에 배열될 수 있으며, 그에 따라서 완전한 단면을 사용할 수 있다.
추가 실시예에서, 공급 채널은 취입 랜스에 인접하게 위치된 직선 부분 및 직선 부분에 인접하게 위치된 굽힘 부분을 갖는다. 제1 개구 및 제2 개구는 직선 부분과 굽힘 부분이 만나는 위치에 가깝게 위치될 수 있다. 대안적으로, 취입 랜스는 광학 코어 와이어가 직선 경로를 따라 용기를 향해 공급될 수 있도록 직선이고, 공급 채널은 취입 랜스에 인접하게 위치된 굽힘 부분을 갖는다. 이 경우, 제1 개구 및 제2 개구는 취입 랜스와 공급 채널이 만나는 위치에 가깝게 위치될 수 있다.
직선 부분은 용기를 향해 그리고/또는 굽힘 부분과 용기 사이로 지향된다. 따라서, 광학 코어 와이어는 직선 경로를 따라 용융물 내로 도입될 수 있고 용융물로부터 굽혀지지 않고서 다시 돌아갈 수 있다. 광학 코어 와이어의 기계적 특성은 광학 코어 와이어가 온도 측정 동안 받는 열 및/또는 후속하는 냉각으로 인해 변한다. 특히, 그의 가요성은 감소한다. 굽힘 없이 광학 코어 와이어를 이동시키는 것은 광학 코어 와이어의 영구적인 변형, 및 그에 따른 마모, 응력 및 마찰, 용기로부터의 재료의 침입, 및 공급 시스템의 차단을 회피한다. 광학 코어 와이어의 추가 이동이 방지된다.
굽힘 부분은 용기로부터 멀리 향하는 직선 부분의 측부 상에 위치된다. 따라서, 디바이스의 공간 요건이 최소화될 수 있다.
2개의 개구는 만나는 위치에 가깝게 위치된다. 특히, 공급 채널 및/또는 취입 랜스의 종방향에 대한 만나는 위치까지의 2개의 개구들 중 임의의 개구의 축방향 거리는 25 cm 미만, 바람직하게는 15 cm 미만이다. 일 구성에서, 상기 축방향 거리는 5 cm 미만 또는 0이다.
일 실시예에서, 침지 디바이스는 취입 랜스 내에서 용기 및/또는 그 내에 포함된 용융물을 향하는 제1 퍼지 가스 유동을 생성하기 위해 고압 가스 공급원을 취입 랜스에 연결하기 위한 퍼지 가스 라인을 포함한다. 고압 가스 공급원은 적어도 5 bar, 특히 적어도 10 bar의 압력으로 가스 또는 가스 혼합물을 제공한다. 따라서, 퍼지 가스 라인은 언급된 정도의 압력을 견디도록 구성된다. 이는 바람직하게는 튜브로서 설계되고/되거나 금속으로 제조된다. 퍼지 가스 유동은 취입 랜스 내의 중공 공간을 용기로부터의 잔해가 없도록 유지하는 역할을 하고, 코어 와이어의 신뢰성 있는 작동을 보장한다. 이는 공급 채널을 용기로부터의 슬래그 및 동결 금속이 없도록 유지하는 것을 돕고, 따라서, 방해 없는 작동을 보장한다.
추가 실시예에서, 퍼지 가스 라인은 고압 가스 공급원으로부터의 가스 유동을 2개의 라인으로 분할하기 위해 유동 분할기에 연결된다. 제1 라인은 취입 랜스에 연결되어 제1 퍼지 가스 유동을 생성하고, 제2 라인은 제1 개구에 연결된다. 다시 말하면, 단일 고압 가스 공급원이 퍼지 가스 유동 및 위치 검출 둘 모두에 사용된다. 따라서, 이미 존재하는 가스 공급원이 광학 코어 와이어의 위치를 검출하는 데 사용될 수 있어서, 이는 기술적 노력을 최소화한다. 제1 라인 및/또는 제2 라인은 금속으로 제조될 수 있고/있거나 튜브로서 설계될 수 있다. 제1 라인 및/또는 제2 라인은 매우 짧을 수 있고/있거나 가스가 통과하기 위한 가스 통로 또는 개구로서 설계될 수 있다.
추가 실시예에서, 침지 디바이스는 검출기 라인에서 제2 개구를 통해 취입 랜스 또는 공급 채널 내로의 제2 퍼지 가스 유동을 생성하기 위해 퍼지 가스 라인을 검출기 라인과 연결하는 검출기 라인 퍼지용 라인을 포함한다. 특히, 검출기 라인을 퍼지하기 위해 주기적인 그리고/또는 임시적인 가스 유동이 생성된다. 따라서, 검출기 라인은 잔해가 없이 유지될 수 있다. 다시 말하면, 검출기 라인 내에서의 가스 유동은 역전될 수 있다. 제2 퍼지 가스 유동이 선택적으로 생성될 수 있도록 스위칭 밸브가 검출기 라인 퍼지용 라인 내에 배열될 수 있다. 스위칭 밸브는 침지 디바이스의 제어 디바이스에 의해 제어될 수 있다. 본 실시예는 검출기 라인의 포함된 퍼지로 인해 특정 내구성 작동을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 용기 및/또는 그 내에 포함된 용융물을 향하여 지향되거나 지향가능한 취입 랜스의 단부는 드 라발(de Laval) 노즐로서 실현된다. 이는 제1 퍼지 가스 유동이 고속 및/또는 초음속으로 용기 내로 도입되는 것을 가능하게 한다. 따라서, 광학 코어 와이어 아래의 용융물 상에서 부유하는 슬래그는 광학 코어 와이어를 도입시키기 전에 및/또는 도입시키는 동안 변위될 수 있다. 따라서, 공급 시스템의 차단이 지연되고 온도 측정이 개선된다. 더욱이, 광학 코어 와이어는 용기 내측에서도 냉각되어, 그의 내구성이 증가되고 특히 정확한 온도 측정이 가능하게 된다.
추가 실시예에서, 침지 디바이스는 기지의 시작 지점으로부터 광학 코어 와이어의 이동을 모니터링하도록 구성된 인코더를 포함한다. 특히, 이동 수단은 인코더로서 작용하는 서보 모터를 포함한다. 인코더는 광학 코어 와이어가 기지의 시작 지점으로부터 이동되는 거리를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 시작 지점은 특히 검출 수단에 의해 검출된 선단 단부의 위치에 의해 정의된다. 따라서, 위치 측정 후, 인코더는 선단 단부의 위치가 광학 코어 와이어의 후속 이동 중에 알려지는 것을 보장한다. 따라서, 용융물 내로의 광학 코어 와이어의 정의된 침지 깊이가 보장될 수 있다. 온도 측정이 추가로 개선된다.
일 구성에서, 인코더는 이동 수단의 일부 및/또는 이동 수단에 포함되는 모터일 수 있다. 모터는 서보 모터일 수 있고/있거나 모터 위치를 모니터링하기 위해 서보 드라이브를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 인코더는 이동 수단과 독립적으로 배열될 수 있다. 서보 모터 및 추가 인코더의 경우, 서보 모터 단독으로 검출될 수 없는, 예컨대 차단으로 인한, 광학 코어 와이어의 어떠한 변위도 여전히 측정될 수 있다. 이는 특히 정밀하고 방해가 없는 위치 측정을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 침지 디바이스는, 이동 수단에 의한 용융물 내로의 그리고/또는 용융물 외부로의 광학 코어 와이어의 선단 단부의 이동을 제어하기 위한 제어 디바이스를 포함한다. 제어 디바이스는 검출 수단에 의한 광학 코어 와이어의 존재의 검출을 제어하도록 추가로 구성될 수 있다. 특히, 제어 디바이스는 마이크로제어기 또는 컴퓨터와 같은 전자 제어 디바이스이다.
추가 실시예에서, 침지 디바이스는 검출 수단이 광학 코어 와이어의 이동 동안 특정 위치에서 광학 코어 와이어의 존재를 모니터링할 수 있도록 구성된다. 광학 코어 와이어의 이동은 광학 코어 와이어의 선단 단부가 그 위치를 통과한 것을 검출한 후에 정지될 수 있다. 이는 특히 제어 디바이스에 의해 실현될 수 있다. 따라서, 광학 코어 와이어의 이동은 필요한 양으로 제한된다. 이는 측정 속도를 증가시키고, 높은 공정 제어를 가능하게 한다.
본 발명의 추가 태양은 EAF 용기 내에서 광학 코어 와이어에 의해 온도를 측정하기 위한 침지 디바이스이다. 침지 디바이스는 취입 랜스를 기계적으로 연결하기 위한 취입 랜스 연결 디바이스를 포함한다. 광학 코어 와이어는 공급 채널 내에서, 취입 랜스 내에서, 그리고/또는 취입 랜스 연결 디바이스 내에서 진입 지점에 대해 이동가능하다. 디바이스는 광학 코어 와이어의 위치를 검출하기 위한 검출 수단을 추가로 포함한다. 검출 수단은 취입 랜스 연결 디바이스 내에서 또는 그에 가까이에서 광학 코어 와이어의 존재를 검출하도록 구성된다.
본 발명의 추가 태양은 본 발명에 따른 침지 디바이스를 사용하여 광학 코어 와이어의 위치를 검출하기 위한 방법이다. 본 방법은 이동 수단에 의해, 광학 코어 와이어를 공급 채널 내에서 그리고/또는 취입 랜스 내에서 이동시키는 단계를 포함한다. 본 방법은 검출 수단에 의해, 광학 코어 와이어가 취입 랜스 내의 또는 그에 가까운 위치에 존재하는지 여부를 검출하는 단계를 추가로 포함한다. 본 발명에 따른 디바이스와 관련하여 언급된 모든 특징들, 이점들 및 실시예들은 또한, 본 발명의 상기 태양 및 본 방법에 적용되며, 그 반대도 마찬가지이다.
특히, 검출 수단은 상기 위치에서 광학 코어 와이어의 존재를 검출하기 위해 취입 랜스 내의 또는 그에 가까운 위치에 위치되는 부분을 포함한다. 특히, 본 방법은 광학 코어 와이어를 사용하여 용기 내측의 온도를 측정하는 단계를 포함한다. 이동시키는 단계는 측정 전에 광학 코어 와이어를 전방으로 이동시키는 단계 및/또는 측정 후에 광학 코어 와이어를 후방으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 측정이 연속적으로 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 침지 디바이스는 공급 채널 내에 또는 취입 랜스 내에 제1 개구 및 제2 개구를 포함한다. 검출 수단은 제2 개구와 연결된 검출기를 포함할 수 있다. 검출하는 단계는 가압 가스를 제1 개구 내로 도입시키는 단계 및/또는, 검출기에 의해, 가스 유동의 특성을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 특성은 제어 디바이스의 일부일 수 있는 디바이스의 평가 유닛에 의해 평가된다.
검출하는 단계 후에, 본 방법은, 이동 수단에 의해, 선단 단부를 미리결정된 깊이의 용융물 내로 침지시키기 위해 광학 코어 와이어를 용융물을 향해 전방으로 미리결정된 거리를 따라 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 이동은 인코더에 의해 모니터링될 수 있고/있거나 제어 디바이스에 의해 제어될 수 있다. 위치는 온도 측정 시퀀스의 시작 및/또는 끝에서 검출될 수 있다. 특히, 위치는 제1 측정 시퀀스 전에 검출된다. 신뢰성 있는 위치 검출이 단지 하나의 검출 수단만으로 가능하다.
추가 실시예에서, 이동시키는 단계는 광학 코어 와이어를 제1 속도로 용기 및/또는 용융물로부터 멀리 후퇴시키는 단계, 후퇴하는 이동을 정지시키는 단계, 및 광학 코어 와이어를 제1 속도보다 낮을 수 있는 제2 속도로 용기 및/또는 용융물을 향해 전방으로 이동시키는 단계를 포함한다. 광학 코어 와이어의 존재는 후퇴하는 이동 동안 그리고/또는 전방 이동 동안 검출될 수 있다. 광학 코어 와이어는 특히 공급 채널 및/또는 취입 랜스 내측에서 이동된다.
2-단계 검출에서, 제1 검출은 선단 단부의 대략적인 위치를 제공할 수 있다. 제1 검출은 빠른 후퇴하는 이동을 정지시키는 것을 트리거하는 데 사용될 수 있다. 빠른 후퇴는 용융물에 가까운 불리한 조건으로 인해 그리고 신속한 측정을 보장하기에 유리하다. 제2 검출은 더 느린 이동 동안 수행될 수 있고, 그에 따라서 위치의 매우 정밀한 결정을 가능하게 한다.
하기에서, 본 발명의 예시적인 구현예가 도면을 사용하여 더 상세히 설명된다. 예시적인 구현예의 특징부들은, 달리 명시되지 않는 한, 청구된 항목들과 개별적으로 또는 복수로 조합될 수 있다. 청구된 보호의 범주는 예시적인 구현예로 제한되지 않는다.
도면은 하기와 같다:
도 1은 침지 디바이스의 측단면도이다.
도 2는 침지 디바이스의 정면도이다.
도 3은 침지 디바이스의 사시도이다.
도 4는 침지 디바이스의 세부사항의 측단면도이다.
도 5는 침지 디바이스의 다른 세부사항의 개략 단면도이다.
도 6은 침지 디바이스를 갖는 전기 아크로의 도면이다.
도 1은 광학 코어 와이어(50)에 의해 EAF 용기 내의 금속 용융물의 온도를 측정하기 위한 본 발명에 따른 침지 디바이스(10)의 단면도를 도시한다. 광학 코어 와이어(50)는, 상부 방향으로 소정 거리에 배열되지만 여기에서는 도시되지 않은 이동 수단을 사용하여 공급 채널(20) 및 취입 랜스(28)를 통해 용융물 내로 하부 방향으로 공급되도록 하기 위해 수직으로 정렬된다. 바람직하게는, 이동 수단은 광학 코어 와이어(50)를 상부 방향으로 배열된 코일로부터 공급하고, 미사용 광섬유를 코일로 다시 재권취한다.
침지 디바이스(10)는 퍼지 가스를 용기의 진입 지점 내로 하부 방향으로 취입하기 위한 취입 랜스(28)를 포함한다. 세부사항은 도 6에 도시되어 있다. 취입 랜스(28)는, 퍼지 가스에 의해 둘러싸인, 광학 코어 와이어(50)가 이동될 수 있는 내부 공간(32)을 갖는 금속 튜브이다. 용융물을 향하여 지향되는 취입 랜스(28)의 전방 단부는 드 라발 노즐(44)로서 실현된다. 광학 코어 와이어(50)의 종방향 연장부에 대해, 취입 랜스(28)는 공급 채널(20)에 인접하게 축방향 전방 위치에 위치된다. 여기에 도시된 실시예에서, 공급 채널(20)은 금속으로 제조된 공급 튜브(29), 및 침지 디바이스(10)의 중심 몸체(72)에 의해 형성된 수직으로 정렬된 안내 채널을 포함한다. 상기 안내 채널은 취입 랜스(28) 및 공급 튜브(29)에 축방향으로 인접하게 그리고 그들과 동축으로 배열된다. 그것은, 도 4에 또한 도시된 바와 같이, 취입 랜스(28)와 공급 튜브(29) 사이에 배열된다. 다른 실시예에서, 취입 랜스(28)는 공급 튜브(29)에 축방향으로 인접하게 위치될 수 있다.
취입 랜스(28)는 탈착가능한 방식으로 중심 몸체(72)에 부착된다. 공급 튜브(29)는 광학 코어 와이어(50)가 보이도록 도 1 및 도 3에서 부분 절개도로 도시되어 있다. 그러나, 특히, 공급 튜브(29)는 이동 수단까지 더 계속 이어진다.
침지 디바이스(10)는 광학 코어 와이어(50)의 위치를 검출하기 위한 검출 수단을 포함한다. 검출 수단은 취입 랜스(28)의 상부 단부에 가까운 광학 코어 와이어(50)의 선단 단부(52)의 존재를 검출하도록 구성된다. 검출 수단은 가스 유동의 특성을 측정하기 위한 검출기를 포함한다. 상기 검출기는 검출기 라인에 연결되지만 여기에서는 도시되어 있지 않다. 검출 수단은 동축으로 배열된 제1 개구(21) 및 제2 개구(22)를 공급 채널(20) 내에 추가로 포함한다. 도시된 실시예에서, 개구들(21, 22)은 침지 디바이스(10)의 중심 몸체(72)에 의해 형성된 안내 채널의 단면의 서로 반대편인 위치들에 배열된다. 제1 개구(21)는, 제1 개구(21)를 통해 공급 채널(20) 내로의 그리고 제2 개구(22)를 통해 공급 채널(20) 외부로의 가압 가스의 유동을 실현하기 위해 (여기에는 도시되지 않은) 가스 공급 수단에 연결된다. 광학 코어 와이어(50)의 선단 단부(52)가 전방으로 또는 후방으로 이동되고 개구를 통과할 때, 가스 유동은 영향을 받고, 이는 검출기에 의해 검출될 수 있다. 일 구성에서, 검출은 압력 측정이다. 선단 단부(52)의 위치와 연관된 압력 변화가 검출된다. 선단 단부(52)가 취입 측과 수용 측(각각, 제1 개구(21)와 제2 개구(22)) 사이에 존재하는 동안, 저압이 관찰된다. 일단 가스 경로에 장애물이 없으면, 더 높은 압력이 관찰된다. 압력 측정은 특히 강건하고 내구성이 있다.
침지 디바이스(10)는, EAF 용기 내측에 포함된 용융물을 향하는 취입 랜스(28) 내의 퍼지 가스 유동을 확립하기 위해 고압 가스 공급원을 연결하기 위한 퍼지 가스 라인(32)을 포함한다. 여기에 도시된 실시예에서, 퍼지 가스 라인(30)은 적어도 2개의 출구 개구를 갖는 챔버로서 실현되는 유동 분할기(40)에 연결된다. 적어도 하나의 출구 개구는 중심 몸체(72)의 안내 채널 둘레에서 원주방향으로 연장되는 제1 라인(41)에 연결된다. 상기 제1 라인(41)은 퍼지 가스 유동을 확립하기 위해 취입 랜스(28)의 공간(32) 내로 도입된 가스를 인도하도록 구성된다. 적어도 하나의 추가 출구 개구는 반경방향으로 연장되는 제2 라인(42)에 연결되고, 이는 제1 개구(21)에 연결되어 위치 검출을 위한 가스 유동을 생성한다.
도 2는 디바이스(10), 특히 도 1의 디바이스(10)를 정면도로 도시한다. 도 3은 디바이스(10), 특히 도 1 및/또는 도 2의 디바이스를 사시도로 도시한다. 디바이스(10)는 어떠한 도구도 없이 취입 랜스(28)의 빠르고 용이한 교체를 가능하게 하는 2개의 클램핑 디바이스(70)를 포함하는 것으로 보인다. 클램핑 디바이스(70) 각각은, 취입 랜스(28)의 플랜지 및 중심 몸체(72)의 플랜지 상에 압축력을 가하여, 클램핑 디바이스(70)가 폐쇄 위치에 있을 때, 축방향으로 이들을 함께 가압하는 클램핑 수단을 포함한다. 클램핑 디바이스(70) 각각은, 어떠한 도구도 없이 취입 랜스(28)를 교체하기 위해 클램핑 디바이스(70)를 개방하도록 그리고 취입 랜스(28)를 부착시키기 위해 클램핑 디바이스(70)를 폐쇄하도록 선회될 수 있는 핸들(71)을 포함한다.
도 5는 공급 채널(20)이 공급 튜브(29)로서 실현되고 취입 랜스(28)에 인접하게 위치되는 침지 디바이스의 다른 구성의 세부사항을 개략적으로 도시한다. 취입 랜스(28)는 광학 코어 와이어(50)를 직선 경로 상에서 용융물을 향해 공급하기 위해 직선형이다. 공급 채널(29)은 공간을 절약하기 위해 굽힘 부분(26)을 갖는다. 위치(25)는 취입 랜스(28)에 의해 표현되는 직선 부분(24) 및 굽힘 부분(26) 사이에 위치된다. 제1 개구(21) 및 제2 개구(22)의 축방향 위치, 그리고 그에 따른, 퍼지 가스 라인(30)의 입구 및 검출기 라인(34)의 연결부의 축방향 위치는 위치(25) 상에 또는 그에 가까이 있다. 가압 가스는 취입 랜스(28) 내측의 퍼지 가스 유동과 측정될 가스 유동(38)으로 분할된다. 압력 또는 유동이 측정될 가스 유동(38)을 형성하는 가스는 제1 개구(21)를 통해 진입한다. 개구들(21, 22)의 위치도 또한 교환(swap)될 수 있다. 개구들(21, 22)은 동축으로 정렬되고 공급 채널(20) 및 취입 랜스(28)의 단면의 서로 반대편인 위치들에 배열된다.
도 6은 침지 디바이스(10)를 갖는 전기 아크로(EAF)(60)를 도시한다. EAF(60)는 금속 용융물(64)을 포함하는 용기(62), 가동 뚜껑(68) 및 용기(62)의 측부에 배열된 플랫폼(67)을 포함한다. 용기(62) 내로의 진입 지점 - 이를 통하여 광학 코어 와이어(50)가 용기(62)에 진입함 - 은 플랫폼(67) 상에 배열된다. 침지 디바이스(10)는 또한 플랫폼(67) 상에 배열된다. 도 6은 단지 개략적인 방식으로 침지 디바이스 및 EAF의 상대 위치를 도시한다. 그러나, 침지 디바이스는 전형적으로 플랫폼(67) 상에 고정되도록 구성되어, 용기(62)가 작동 중에 기울어질 때, 공급 튜브(29), 취입 랜스(28) 및 선단 단부(52)가 정지 상태로 유지되게 한다.
광학 코어 와이어(50)는 코일(76) 상에 배열된다. 이는, 이동 수단(74)에 의해, 이동되고, 즉, 코일(76)로부터 감김해제되고, 코일(76) 상으로 다시 권취된다. 이동 수단(74)은 광학 코어 와이어(50)를 이동시키기 위한 롤러들을 포함하고, 롤러들 중 적어도 하나를 구동시키기 위한 서보 모터를 포함할 수 있다. 이동 수단(74)과 취입 랜스(28) 사이에서, 광학 코어 와이어(50)가 공급 채널(20) 내측에서 안내된다. 공급 채널(20)은 용기(62)를 향하여 지향되는 굽힘 부분(26) 및 직선 부분(24)을 갖는다. 공급 채널은 침지 디바이스(10)의 중심 몸체에 의해 형성된 안내 채널 및 공급 튜브(29)를 포함한다. 명확성을 위해, 검출 수단은 여기에 도시되어 있지 않다.
참조 부호의 목록
침지 디바이스 10
공급 채널 20
제1 개구 21
제2 개구 22
직선 부분 24
위치 25
굽힘 부분 26
취입 랜스 28
공급 튜브 29
퍼지 가스 라인 30
공간 32
검출기 라인 34
가스 유동 38
유동 분할기 40
제1 라인 41
제2 라인 42
드 라발 노즐 44
광학 코어 와이어 50
선단 단부 52
전기 아크로 60
용기 62
용융물 64
플랫폼 67
뚜껑 68
클램핑 디바이스 70
핸들 71
중심 몸체 72
이동 수단 74
코일 76

Claims (15)

  1. 광학 코어 와이어(50)를 사용하여 전기 아크로(60)의 용기(62) 내측의 금속 용융물(64)의 온도를 측정하기 위한 침지 디바이스(10)로서, 상기 침지 디바이스(10)는 상기 용기(62)에 대한 진입 지점 내로 퍼지 가스를 취입하기 위한 취입 랜스(blowing lance)(28), 및 상기 광학 코어 와이어(50)의 위치를 검출하기 위한 검출 수단을 포함하고, 상기 광학 코어 와이어(50)는 공급 채널(20) 내에서 그리고/또는 상기 취입 랜스(28) 내에서 상기 진입 지점에 대해 이동될 수 있고, 상기 검출 수단은 상기 취입 랜스(28) 내에서 또는 그에 가까이에서 상기 광학 코어 와이어(50)의 존재를 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출 수단은 가스 유동(38)의 특성을 측정하기 위한 검출기를 포함하고, 상기 검출기는 특히 상기 가스 유동(38)의 유량, 상기 가스 유동(38)의 유속, 및/또는 상기 가스 유동(38) 내의 가스 압력을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  3. 제1항에 있어서, 상기 검출 수단은 상기 광학 코어 와이어(50)의 존재를 검출하기 위한 유도 센서(inductive sensor)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 침지 디바이스(10)는 상기 공급 채널(20) 내에서 그리고/또는 상기 취입 랜스(28) 내에서 상기 광학 코어 와이어(50)를 상기 진입 지점에 대해 이동시키기 위한 이동 수단(74)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  5. 제4항에 있어서, 상기 이동 수단(74)은 상기 광학 코어 와이어(50)를 코일(76)로부터 공급하도록 그리고 미사용 광섬유를 상기 코일(76) 상에 권취하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  6. 제2항, 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 공급 채널(20) 또는 상기 취입 랜스(28)는 제1 개구(21) 및 제2 개구(22)를 갖고, 가압 가스를 상기 제1 개구(21) 내로 도입시키기 위해 가스 공급 수단이 상기 제1 개구(21)와 연결될 수 있고, 상기 검출기는 검출기 라인(34)에 의해 상기 제2 개구(22)와 연결되는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 개구(21) 및 상기 제2 개구(22)는 동축으로 정렬되고,
    상기 제1 개구(21) 및 상기 제2 개구(22)는 특히 상기 공급 채널(20) 또는 상기 취입 랜스(28)의 단면의 서로 반대편인 위치들에 각각 배열되는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    - 상기 공급 채널(20)은 상기 취입 랜스(28)에 인접하게 위치된 직선 부분(24) 및 상기 직선 부분(24)에 인접하게 위치된 굽힘 부분(26)을 갖고, 상기 제1 개구(21) 및 상기 제2 개구(22)는 상기 직선 부분(24)과 상기 굽힘 부분(26)이 만나는 위치(25)에 가까이 위치되거나, 또는
    - 상기 취입 랜스(28)는 상기 광학 코어 와이어(50)를 직선 경로를 따라 상기 용융물(64)을 향해 공급하기 위해 직선형이고, 상기 공급 채널(20)은 상기 취입 랜스(28)에 인접하게 위치된 굽힘 부분(26)을 갖고, 상기 제1 개구(21) 및 상기 제2 개구(22)는 상기 취입 랜스(28)와 상기 공급 채널(20)이 만나는 위치에 가까이 위치되는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 침지 디바이스(10)는 상기 취입 랜스(28) 내에서 상기 용융물(64)을 향하는 제1 퍼지 가스 유동을 생성하기 위해 고압 가스 공급원을 상기 취입 랜스(28)에 연결하기 위한 퍼지 가스 라인(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  10. 제9항에 있어서, 상기 용융물(64)을 향하여 지향되는 상기 취입 랜스(28)의 단부가 드 라발(de Laval) 노즐(44)로서 실현되는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  11. 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 침지 디바이스(10)는 상기 이동 수단(74)에 의한 상기 용융물(64) 내로의 그리고/또는 상기 용융물(64) 외부로의 상기 광학 코어 와이어(50)의 선단 단부(52)의 이동을 제어하기 위한 제어 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  12. 제11항에 있어서, 상기 침지 디바이스(10)는 상기 검출 수단이 상기 광학 코어 와이어(50)의 이동 동안 특정 위치에서의 상기 광학 코어 와이어(50)의 존재를 모니터링할 수 있도록 그리고 상기 광학 코어 와이어(50)의 선단 단부(52)가 상기 위치를 지나간 것이 검출된 후에 상기 광학 코어 와이어(50)의 이동이 정지될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 침지 디바이스(10).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 침지 디바이스(10)를 사용하여 광학 코어 와이어(50)의 위치를 검출하기 위한 방법으로서,
    - 이동 수단(74)에 의해, 상기 광학 코어 와이어(50)를 상기 공급 채널(20) 내에서 그리고/또는 상기 취입 랜스(28) 내에서 이동시키는 단계, 및
    - 상기 검출 수단에 의해, 상기 광학 코어 와이어(50)가 상기 취입 랜스(28) 내의 또는 그에 가까운 위치에 존재하는지 여부를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 침지 디바이스(10)는 상기 공급 채널(20) 또는 상기 취입 랜스(28) 내에 제1 개구(21) 및 제2 개구(22)를 포함하고, 상기 검출 수단은 상기 제2 개구(22)와 연결된 검출기를 포함하고, 상기 검출하는 단계는,
    - 가압 가스를 상기 제1 개구(21) 내로 도입시키는 단계, 및
    - 상기 검출기에 의해, 가스 유동(38)의 특성을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 이동시키는 단계는 상기 광학 코어 와이어(50)를 제1 속도로 상기 용융물(64)로부터 멀리 후퇴시키는 단계, 상기 후퇴하는 이동을 정지시키는 단계, 및 상기 광학 코어 와이어(50)를 상기 제1 속도보다 낮은 제2 속도로 상기 용융물(64)을 향해 전방으로 이동시키는 단계를 포함하고, 상기 광학 코어 와이어(50)의 존재는 상기 후퇴하는 이동 동안 그리고 상기 전방 이동 동안 검출되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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
TR201815134T4 (tr) 2015-01-28 2018-11-21 Heraeus Electro Nite Int Bir eriyiğin sıcaklığını ölçmeye yönelik bir optik elyaf için besleme cihazı.
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

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