MX2012009156A - Dispositivo para captar al menos una magnitud medida en un horno, asi como el horno. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo para captar al menos una magnitud medida en un horno (1), especialmente un horno de arco eléctrico, caracterizado porque el dispositivo al menos presenta lo siguiente: al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno (3); al menos una unidad de medición (10) para captar al menos una magnitud medida; y al menos un módulo (8) para colocar la al menos una unidad de medición (10) frente al extremo frio de al menos un dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1), en donde el al menos un módulo (8) presenta un dispositivo (1) para inyectar al menos un gas en el horno (1), en donde al menos un módulo (8) incluye una unidad de posición (8) y al menos una unidad de reemplazo (8b), que está dispuesta para realizar una conexión reversible con al menos una unidad de posición (8a), estando al menos una unidad de posición (8a) en al menos un dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1) y la al menos una unidad de reemplazo está dispuesta para recibir al menos un cabezal de medición (10b) de la al menos una unidad de medición (10). La invención se refiere además a un horno (1) con al menos un dispositivo de ese tipo.

Description

DISPOSITIVO PARA CAPTAR AL MENOS UNA MAGNITUD MEDIDA EN UN HORNO , ASÍ COMO EL HORNO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un dispositivo para captar al menos una magnitud medida en un horno, en donde el dispositivo presenta al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno y al menos una unidad de medición para captar al menos una magnitud medida. La invención se refiere además a un horno, en especial un horno de arco eléctrico, en el cual al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno se conduce a través de una pared del horno en un espacio interior del horno.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Durante la operación de un horno, como por ejemplo un horno de arco eléctrico, horno de cuchara, una instalación de desgasificación o otra instalación de la metalurgia secundaria, una tina de fundición de vidrio, etc., es importante en cualquier momento deseado poder conocer determinadas magnitudes medidas, que caracterizan el funcionamiento del horno o de la fundición. Esto puede realizarse mediante una medición de contacto por ejemplo mediante la toma manual de magnitudes medidas y de muestras o alternativamente o alternativamente a través de medición sin contacto, por ejemplo en base a las oscilaciones o radiaciones electromagnéticas del producto tratado, el material fundido o del propio horno.

Muchos tipos de hornos, en especial hornos metalúrgicos como por ejemplo los hornos de arco eléctrico, presentan en la pared del horno, dispositivos instalados para inyectar al menos un gas en el horno, por ejemplo para aplicar energía en el espacio interior del horno, acelerar el proceso de fundición en el horno de arco eléctrico, refrescar el baño metálico, etc. En el caso de un dispositivo de ese tipo para inyectar al menos un gas en el horno puede tratarse de una unidad de quemador, una unidad de quemador con laza, un unidad de lanza y similares.

De una unidad de quemador en el modo de combustión se produce una flama. Para estos se quema combustible, en especial gas natural, petróleo y similares mezclándose con el oxígeno contenido en el gas combustible.

Las lanzas frecuentemente solo se utilizan temporal y localmente en el espacio interior del horno, para por ejemplo introducir gases, como oxígeno para refrescar una fundición metálica, captar diferentes magnitudes medidas o tomar muestras.

El documento EP 1 457 575 Bl describe un dispositivo del tipo antes mencionado para observar el producto cargado en un horno eléctrico durante la operación de fundición. Para esto una unidad de quemador está provista con una cámara, en especial una cámara infrarroja espectroscópica, que está colocada en el interior de la unidad de quemador y que registra la distribución de la temperatura en el espacio interior del horno.

Además de las unidades de quemador comunes, que solo pueden operar en el modo de combustión, en tanto se conocen también unidades de quemador-lanza, que forman un conjunto con la unidad de quemador y una unidad de lanza, en donde la operación de esa unidad puede realizarse alternadamente en el modo de combustión y en el modo de lanza .

Como en el caso de una unidad de quemador común, también en el caso de una unidad de quemador-lanza, cuando opera en el modo de combustión, se produce una flama y se introduce la energía en el espacio interior del horno. La unidad de quemador-lanza puede sin embargo utilizarse como lanza después de desactivar el modo de combustión, esto es al apagar la flama, lanza con la cual puede inyectarse una corriente de gas en el espacio interior del horno y pueden captarse magnitudes medidas. Para esto adicionalmente a las conexiones comunes para combustible y gas presentes en la unidad de quemador, en una unidad de quemador-lanza presenta conexiones de gas para por lo menos un gas que se inyectará al trabajar en modo de lanza.

También ese tipo de unidades de quemadores-lanzas se instalaron unidades de medición, que utilizan un canal que se extiende a través de la unidad de quemador-lanza en dirección del espacio interior del horno para una medición óptica de las magnitudes medidas en el espacio interior del horno .

Se ha mostrado que un intercambio de las magnitudes medidas en el horno, en especial un horno de arco eléctrico por ejemplo debido a un defecto o la necesidad de utilizar otro tipo de unidad de medición para captar otra magnitud medida, debe realizarse de una forma relativamente frecuente. La posición de la nueva unidad de medición es complicada, ya que debe realizarse una posición nueva exacta. Por ejemplo en el modo de lanza la zona de transferencia entre un cono de gas de lanza formado y la atmosfera del horno no coinciden en el lugar de medición para una medición de temperatura, ya que esto conduce a mediciones erróneas. Además para seguridad del personal operativo del horno se requiere un estado de reposo del horno, para poder realizar un intercambio sin peligros de una unidad de medición. Todo esto conduce a retrasos de tiempo en el funcionamiento del horno y tiempos muertos indeseables. Con esto se elevan los costos de la instalación del horno y se reduce el rendimiento del horno.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención por lo tanto se propone la tarea de producir un dispositivo del tipo antes mencionado, que con un intercambio de una unidad de medición en un horno garantiza una operación más eficiente del horno, asi como producir un horno con un dispositivo de ese tipo.

La tarea se resuelve para el dispositivo para captar al menos una magnitud medida en un horno, en especial un horno de arco eléctrico, en el cual el dispositivo incluye por lo menos lo siguiente: - al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno; - al menos una unidad de medición para captar al menos una magnitud medida; y - al menos un módulo para colocar la al menos una unidad de medición frente al extremo frió de al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno, en donde el al menos un módulo presenta un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno, en donde al menos un módulo incluye una unidad de posición y al menos una unidad de reemplazo, que está dispuesta para realizar una conexión reversible con al menos una unidad de posición, estando al menos una unidad de posición en al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno y la al menos una unidad de reemplazo está dispuesta para recibir al menos un cabezal de medición de la al menos una unidad de medición y en donde la conexión reversible está formada mediante un conector a presión, un conector de enchufe, un conector de bayoneta, un conector de mordaza, un acoplamiento de Guillemin, un acoplamiento de Storz o de Perrot o un acoplamiento de garras. Bajo el término extremo frió de un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno se entiende aquí como el extremo que se encuentra fuera del horno. Por el contrario el extremo "caliente" de un dispositivo para inyectar la menos un gas en el horno es aquel extremo el cual limita con el horno. En el caso de una unidad de quemador o de quemador-lanza, el extremo caliente se trata de aquel extremo en el cual al menos temporalmente se forma una flama.

La por lo menos una unidad de posición colocada en el dispositivo para inyectar un gas en el horno se coloca y ajusta allí exactamente solo una vez y permanece invariable en esa posición, por lo menos mientras no sea necesario el reemplazo de en especial las partes del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno, que sostienen a la unidad de posición, o cuando existe un defecto en la propia unidad de posición. Una reparación o un reemplazo de al menos una unidad de medición o al menos su cabezal de medición, pueden realizarse de manera especialmente rápida y efectiva debido a la conexión reversible entre la unidad de posición y la unidad de reemplazo, ya que al menos una unidad de posición da de manera exacta la posición óptima para la al menos una unidad de reemplazo incluyendo al menos un cabezal de medición de la al menos una unidad de medición. Por lo tanto puede omitirse una posición prolongada del cabezal de medición de la al menos una unidad de medición, ya que al conectar la conexión reversible entre la unidad de posición y la unidad de reemplazo directamente se obtiene una disposición duradera de al menos el cabezal de medición de la al menos una unidad de medición.

Con respecto al horno la tarea se resuelve, porque este incluye al menos un dispositivo de acuerdo con la invención, en donde el dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno se introduce a través de una pared del horno hacia el espacio interior del horno. Un horno de ese tipo puede operarse de una manera especialmente efectiva y económica. El horno es especialmente un horno metalúrgico como un horno de arco eléctrico, pero también otros hornos como por ejemplo tinas de fundición de vidrio pueden operarse de forma efectiva y económica con el dispositivo de acuerdo con la invención.

Con el dispositivo de acuerdo con la invención es posible minimizar los tiempos muertos de un horno, en especial también la operación continua del horno. Con esto se minimizan los costos de operación, en especial la aplicación de energía necesaria y se eleva el rendimiento del horno así como la calidad de los productos producidos. Las unidades de medición necesarias son variables en vista del tipo de unidad de medición así como la secuencia y/o combinación de las unidades de medición utilizadas.

También es posible una operación temporal del horno, mientras no se encuentre ninguna unidad de reemplazo en la unidad de posición. Un defecto en el dispositivo de inyección de la menos un gas en el horno aun después de separar la conexión reversible puede solucionarse directamente de una manera rápida y sencilla, en donde la unidad de reemplazo previamente desacoplada puede volver a utilizarse en el dispositivo recientemente ajustado para inyectar al menos un gas en el horno.

En el caso de un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno se trata en especial de una unidad de quemador, una unidad de quemador-lanza o una unidad de lanza. En un horno preferentemente por dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno se utilizan módulos constructivamente iguales, para garantizare la capacidad de intercambio de las unidades de reemplazo.

Para captar una o varias magnitudes medidas, iguales o diferentes, como por ejemplo para medir la(s) temperatura ( s ) , realizar análisis químicos, realizar mediciones de sonido audible, sonido propagado por la estructura, como por ejemplo ultrasonido, etc., en el dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno pueden colocarse una unidad de medición con varios cabezales de medición y/o unidades de medición de diferentes tipos, en donde al menos sus cabezales de medición se colocan en o cerca del extremo frió del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno. Aquí puede proveerse una unidad de reemplazo, en particular el cabezal de medición de una unidad de medición o hasta toda la unidad de medición. Bajo el término cabezal de medición en general se entiende una parte de la unidad de medición que sirve como interfaz entre la unidad de medición y el ambiente de medición para captar la señal. Además pueden integrarse en una unidad de medición, cabezales de medición de las unidades de medición de diferentes tipos y/o cabezales de medición redundantes.

En una modalidad especialmente ventajosa de la invención se coloca en el horno al menos una unidad de posición en el extremo frió de la al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno. Esto garantiza un buen acceso a la al menos una unidad de posición para por ejemplo el personal que opera el horno. Preferentemente se fija una unidad de posición en un tubo del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno.

La conexión reversible está formada mediante un conector a presión, un conector de enchufe, un conector de bayoneta, un conector de mordaza, un acoplamiento de Guillemin, un acoplamiento de Storz o de Perrot o un acoplamiento de garras y similares. Esto permite una conexión y desconexión sencillas entre la o las unidades de posición y de reemplazo. Las conexiones mencionadas habitualmente pueden utilizarse de manera confiable en el horno y requieren poco mantenimiento .

La al menos una unidad de medición presenta preferentemente al menos una unidad de medición óptica y/o al menos un sensor de sonido y/o al menos un sensor de aceleración y similares. Ese tipo de unidades de medición trabajan sin contacto, esto es sin que exista un contacto con el producto que se está tratando en el horno, y además de manera especialmente rápida y confiable.

A través de un sensor de sonido puede captarse el sonido audible emitido por el horno y de allí pueden concluirse los estados del horno, por ejemplo en lo que respecta a la formación de espuma de escoria en el horno. A través de un sensor de aceleración puede captarse el sonido propagado por la estructura en el horno y de allí pueden concluirse los estados del horno, por ejemplo en lo que respecta a la formación de espuma de escoria en el horno.

Es especialmente preferido cuando la al menos una unidad de medición óptica de una unidad de medición de temperatura y/o una unidad para realizar un análisis químico. Una unidad adecuada para realizar un análisis químico incluye habitualmente un láser. El rayo láser es enviado al espacio interior del horno y se evalúa la luz reflejada en la dirección contraria a la dirección de emisión.

Una unidad de medición de temperatura óptica se provee preferentemente para captar la radiación emitida en dirección del eje longitudinal del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno desde el espacio interior del horno. Para la medición óptica sin contacto de la temperatura se prefiere una unidad de medición en forma de un láser, una cámara, un pirómetro o un odómetro, en donde estos pueden utilizarse solos o en combinación con conductores de ondas luminosas, que transfieren la radiación emitida en dirección del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno hacia el lugar de evaluación. El técnico tiene la libertad de utilizar otros dispositivos comunes, que son adecuados para la medición de temperatura sin contacto.

Una unidad de medición de temperatura óptica presenta preferentemente un dispositivo para agrupar la radiación como cabezal de medición. Este dispositivo puede por ejemplo estar conformado como lente o como sistema de lentes. Mediante un dispositivo de ese tipo para la agrupación de la radiación, en especial la radiación de temperatura, es posible que la mayor fracción posible de la radiación emitida del espacio interior del horno en dirección del eje longitudinal del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno, esté disponible para determinar la temperatura del producto o del material fundido en el espacio interior del horno.

La temperatura determinada en el espacio interior del horno de una manera ventajosa puede utilizarse para controlar y/o regular una magnitud medida de proceso de un proceso que se realiza en el espacio interior del horno. Por ejemplo puede para un horno de arco eléctrico con la ayuda de la distribución de temperatura determinada puede controlarse o regularse específicamente la aplicación de energía de los electrodos del horno de arco eléctrico. También por ejemplo realizarse una adición de aditivos y similares dependiendo de la temperatura o la distribución de la temperatura en el espacio interior del horno.

En el caso de que se utilice al menos un cabezal de medición de una unidad de medición óptica en la unidad de reemplazo, la unidad de reemplazo presenta en por lo menos un extremo que apunta hacia la unidad de posición por lo menos un orificio de inspección para el cabezal de medición. Este orificio de inspección que debe permitir el paso de la radiación transmitida y/o recibida por la unidad de medición óptica, puede estar formado por un agujero sencillo en la unidad de reemplazo o mediante una correspondiente ventana permeable a la radiación.

Para limitar la atmósfera en el espacio interior del horno de la atmósfera ambiental, el dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno en su extremo frió opuesto al espacio interior del horno preferentemente presenta una ventana óptica, en la cual se conecta al menos un módulo. Esta debe ser permeable para cualquier tipo de radiación, que sea emitida del espacio interior del horno o que deba llegar al espacio interior del horno desde una unidad de medición óptica.

Ha mostrado ser ventajoso cuando el al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas presenta en el horno un canal K que atraviesa el horno centralmente a su eje longitudinal A, estando la ventana óptica colocada cerrando el canal K. El canal K forma en el horno un acceso directo al espacio interior del horno.

El eje longitudinal A del al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno forma preferentemente el eje medio del canal K, a través del cual por ejemplo en el modo de quemador o de lanza, se inyecta gas en el espacio interior del horno. El canal K preferentemente tiene forma de linea, de tal forma que la radiación emitida a lo largo del canal K igualmente puede extenderse en linea recta esto es esencialmente sin perturbación. El eje longitudinal A presenta preferentemente un ángulo a la horizontal, en especial a la normal superficial de un material fundido en el espacio interior del horno, de 40 a 43 grados .

Se prefiere que la al menos una unidad de posición incluya un manguito para recibir al menos una unidad de reemplazo, el eje longitudinal del magüito del al menos un manguito está provisto en el horno al mismo nivel del eje longitudinal A del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno o especialmente puede colocarse automáticamente.

En una modalidad preferida de la invención la al menos una unidad de posición presenta un cabezal de revolver giratorio con al menos dos manguitos para recibir cada uno al menos una unidad de reemplazo y un motor de impulsión que opera el cabezal de revolver, que gira al cabezal de revolver a la posición deseada.

Alternativamente la al menos una unidad de posición presenta un sistema de desplazamiento con al menos dos manguitos para recibir cada uno al menos una unidad de reemplazo y un motor de impulsión que opera el sistema de desplazamiento, el cual mueve el pasador del sistema de desplazamiento, y con esto mueve al manguito incluyendo las unidades de reemplazo a la posición deseada.

Mediante el motor de impulsión se modifica la posición de los manguitos en comparación con el dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno de tal forma que la unidad de reemplazo deseada colocada en el manguito incluyendo al menos un cabezal de medición de una unidad de medición se coloca de manera rápida y exacta en una posición de medición.

Asi es posible la captación de diferentes magnitudes medidas mediante un intercambio rápido y en especial automático de unidades de reemplazo en el horno. En el caso de un defecto en la zona de la unidad de reemplazo puede mediante un intercambio de la unidad de reemplazo en inclusive al menos el cabezal de medición, por un cabezal de medición funcional con la misma construcción incluido en la unidad de reemplazo, asi puede realizarse una medición con un tiempo de interrupción mínimo.

Ha demostrado ser conveniente cuando el dispositivo presenta por lo menos un robot para recibir la al menos una unidad de reemplazo y para colocar la al menos una unidad de reemplazo en, y retirar la al menos una unidad de reemplazo de la al menos una unidad de posición. Con esto en el caso de un defecto en la zona de la -unidad de reemplazo, esta puede ser reemplazada de manera especialmente rápida. También el intercambio de una unidad de reemplazo con al menos un cabezal de medición de una unidad de medición por otra unidad de reemplazo con al menos un cabezal de medición de una unidad de medición de otro tipo puede realizarse de manera eficiente. La operación de ese tipo puede realizarse sin personal de operación del horno y con esto de una manera especialmente inocua, económica y con un funcionamiento duradero.

Preferentemente el dispositivo presenta al menos un dispositivo de control y regulación para controlar la al menos una unidad de medición y/o al menos uno dispositivo de regulación de la cantidad de gas conectado con el dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno.

Frecuentemente durante la captación de determinadas magnitudes medidas se requiere reemplazar el dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno en una modalidad determinada.

La operación normal de un horno metalúrgico, en especial un horno de arco eléctrico, con al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el' horno en forma de una unidad de quemador-lanza se realiza habitualmente de la siguiente forma: Durante la carga del producto que va a fundirse en el espacio interior del horno, la unidad de quemador-lanza opera con una flama de protección, para mantener libre el orificio dirigido hacia el espacio interior del horno de la unidad de quemador-lanza. A continuación se opera la unidad de quemador-lanza en el modo de quemador y la potencia se eleva escalonadamente, para apoyar una fundición del producto en el espacio interior del horno. Tan pronto como exista una cantidad suficiente de metal fundido, la unidad de quemador-lanza cambia a la modalidad de lanza y se inyecta oxigeno o gas que contenga oxígeno para refrescar el metal fundido con la velocidad del ultrasonido. Durante la modalidad de lanza habitualmente vuelve a arder la flama de protección, que rodea a la corriente de gas inyectada. Tan pronto cuando el horno puede ser sangrado, esto es el espacio interior del horno puede ser vaciado, se desactiva la corriente de gas, la unidad de quemador-lanza sigue operando formando la flama de protección y se retira el metal fundido. La operación estándar inicia ahora con el producto que se va a fundir y que ha sido recientemente cargado en el espacio interior del horno.

En especial en el modo de lanza puede utilizarse una unidad de quemador-lanza, para realizar una medición óptica por medio de una unidad de medición en el espacio interior del horno. Para esto por ejemplo en un horno de arco eléctrico en la modalidad de lanza se inyecta en el espacio interior del horno, el gas con una velocidad ultrasónica en la dirección del material fundido, para eliminar la escoria que se forma en el material fundido y dejar libre la superficie del material fundido, por ejemplo para la medición sin contacto de la temperatura. Para producir una corriente de gas con una velocidad ultrasónica, la unidad de quemador-lanza en especial una boquilla de Laval, en la cual el gas se alimenta con algunos Bar de presión.

Mediante al menos un dispositivo de control y regulación puede por ejemplo antes de captar determinadas magnitudes medidas con una unidad de medición, puede controlarse el dispositivo de regulación de la cantidad de gas del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno, para lo cual se ajusta la modalidad requerida para la operación de medición. Por ejemplo una medición de temperatura óptica se debería seleccionar para una unidad de quemador, debería incluirse en especial una desactivación del quemador o al menos una desactivación del combustible y en una unidad de quemador-lanza debería de seleccionarse la operación en el modo de lanza.

Se prefiere que al menos un dispositivo de control y regulación también sirva para controlar el motor de impulsión y/o al menos un robot. Esto permite una colaboración continua entre la operación del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno y la selección y posterior posición de las unidades de reemplazo para determinar las magnitudes medidas deseadas.

El dispositivo de control y regulación puede por lo tanto estar dispuesto de tal forma que realicen un control de los electrodos de un horno de arco eléctrico, el control del proceso de carga y descarga del horno, etc.

El dispositivo de control y regulación en una modalidad preferida de la invención está conectado a una computadora, a través de la cual se puede influir de manera automática o manual a través del personal operativo de horno sobre la captación de una determinada magnitud medida, realizar evaluaciones de las magnitudes medidas e influir correspondientemente sobre el proceso de fundición.

Además ha mostrado ser ventajoso cuando el dispositivo presenta un almacén para almacenar y/o preparar una pluralidad de unidades de reemplazo con al menos una unidad de medición allí recibida o que al menos almacene su cabezal de medición. Se minimiza el almacenamiento de varias unidades de reemplazo que selectivamente pueden conectarse con al menos una unidad de posición, en el caso de un defecto de la unidad de medición o del cabezal de medición minimiza el periodo de tiempo en el cual debe interrumpirse la medición. Para la operación con un robot, que intercambia automáticamente las unidades de reemplazo en caso de necesidad, el almacén forma un depósito definido espacialmente de una manera exacta y con una posición conocida para las unidades de reemplazo incluyendo los cabezales de medición o también las unidades de medición completas allí integrados.

En una modalidad preferida del dispositivo están presentes una pluralidad de dispositivos para inyectar al menos un gas en el horno, que está unidos a través de al menos un modulo con al menos una unidad de medición, de tal forma que pueden captarse simultáneamente las magnitudes medidas de diferentes zonas en el espacio interior del horno, en cuya dirección apuntan los dispositivos para inyectar al menos un gas en el horno. Así por ejemplo puede realizarse una determinación de la distribución de la temperatura local y/o temporal o la tasa de formación de espuma de escoria.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Otras ventajas de la invención se desprenden de los ejemplos de realización, que se describen con la ayuda de las siguientes figuras 1 a 8. En las cuales: La figura 1 muestra una sección transversal a través del horno con un primer dispositivo; La figura 2 muestra una sección de la figura 1 en la zona del dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno y la unidad de medición, el dispositivo además comprende un robot; La figura 3 muestra un módulo con un cabezal de medición; La figura 4 muestra el módulo de conformidad con la figura 3, integrado en una lanza de la unidad de quemador-lanza; La figura 5 muestra una sección agrandada de la figura 4 en la zona del módulo; La figura 6 muestra una unidad de quemador-lanza que presenta la disposición de conformidad con la figura 4; La figura 7 muestra un segundo dispositivo que incluye una unidad de posición con un cabezal de revolver giratorio; y La figura 8 muestra un tercer dispositivo que comprende una unidad de posición con un sistema de desplazamiento.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 muestra una sección transversal a través de un horno 1, aquí un horno de arco eléctrico, con una tapa de horno le y electrodos Id, que se conducen a través de la tapa al espacio interior del horno la. Por simplicidad solo se representan habitualmente tres electrodos Id. En el espacio interior la del horno 1 se encuentra un material fundido 2, en este caso un metal fundido, en cuya superficie se encuentra escoria 2a. En el horno 1 se ha instalado un primer dispositivo que comprende un dispositivo 3 para inyectar al menos un gas en el horno 1, aquí en la forma de una unidad de quemador-lanza, que se instala por encima del material fundido 2 o que se conduce a través de la pared del horno Ib. Aqui se encuentra el orificio de salida 3d de la unidad de quemador-lanza está dirigido hacia la superficie del material fundido 2. La unidad quemador-lanza presenta un canal central K, a través del cual en la modalidad de lanza puede conducirse una corriente de gas en dirección del material fundido 2 hacia el espacio interior del horno la.

La unidad de quemador-lanza presenta varias conexiones que incluyen un dispositivo conductor de gas 4 para conducir el gas necesario durante el funcionamiento de la lanza, que preferentemente se inyecta en el espacio interior del horno la con la velocidad del ultrasonido. A través del dispositivo de conducción de gas 4 en la modalidad de lanza se inyecta en el espacio interior del horno la, un primer gas en este caso preferentemente en forma de oxigeno, alternadamente con un segundo gas, en este caso un gas inerte, preferentemente en forma de nitrógeno, con la velocidad del ultrasonido.

Además al menos están presentes un dispositivo para la alimentación de combustible 4 y al menos un dispositivo para la conducción de gas combustible 5. Mediante el dispositivo de conducción de combustible 4 se introduce combustible a la unidad de quemador-lanza, aquí preferentemente en forma de oxigeno, el cual se introduce mediante el · dispositivo de conducción de gas combustible 6.

A través de un dispositivo de regulación de la cantidad de gas 12 se asegura la alimentación de la unidad de quemador-lanza con los gases requeridos en ese momento, con lo cual la unidad de quemador-lanza cambia a la modalidad deseada .

Además presenta la unidad de quemador-lanza un dispositivo de enfriamiento 7 para conducir el refrigerante, en especial agua. Mediante el refrigerante se protege del sobrecalentamiento el extremo caliente de la unidad de quemador-lanza .

Una unidad de medición 10 en forma de una unidad de medición de temperatura óptica, como por ejemplo un pirómetro está conectado con el extremo frió de la unidad de quemador-lanza opuesto al espacio interior la del horno 1, de tal forma que puede realizarse una medición de temperatura del espacio interior del horno la. El canal K de la unidad de quemador-lanza está dispuesto centrado con respecto al eje longitudinal A de la unidad de quemador-lanza. A partir del espacio interior del horno la caliente puede expandirse la radiación electromagnética, en especial la adición de la temperatura o infrarroja, a lo largo del eje longitudinal A y llegar así al canal K de la unidad de quemador-lanza.

Del canal K se extiende la radiación a través de una ventana óptica 3e en un cabezal de medición 10b que aquí no se representa de forma especial 10b (ver figura 3) de la unidad de medición 10.

El cabezal de medición 10b se produce mediante un sistema de agrupación como por ejemplo un sistema de lentes, que agrupa la radiación y lo acopla en un conductor de ondas luminosas 10a de la unidad de medición 10. Mediante la unidad de medición mediante la radiación acoplada se determina la temperatura correspondiente al material fundido 2.

La unidad de medición 10 puede estar conectada a través de un conductor de ondas luminosas y los cabezales de medición con otras unidades de quemador-lanza, que están dispuestas en el horno 1 y que para mejorar la claridad no se representan. Sin embargo también puede omitirse el conductor de ondas luminosas 10a, cuando una unidad de medición 10 se conecta directamente al extremo frió de la unidad de quemador-lanza, opuesto al espacio interior del horno la.

Una unidad de medición 10 puede también conectarse con su cabezal de medición 10b mediante un cable eléctrico común o estar integrado completamente en la unidad de reemplazo 8b y por ejemplo funcionar con baterías.

Un módulo 8b sirve para colocar la unidad de medición 10 frente a un extremo frió de la unidad de combustión-lanza opuesto al espacio interior del horno la. El módulo 8 incluye una unidad de posición 8a y una unidad de reemplazo 8b, que sirve para realizar una conexión reversible con la unidad de posición 8a. Aquí la unidad de posición 8a está dispuesta en la unidad de quemador-lanza y la unidad vde reemplazo 8b está conformada para recibir el cabezal de medición 10b de la unidad de medición 10.

El dispositivo incluye además un dispositivo de control y regulación 11 para controlar la unidad de medición 10 y el dispositivo de regulación de la cantidad de gas 12 conectada a la unidad de quemador-lanza. Mediante el dispositivo de control y regulación 11 pueden realizarse regulaciones que producen la conexión o desconexión de la modalidad de combustión, una modificación en las cantidades de combustible y/o gas combustible alimentadas, la conexión o desconexión de la operación de la lanza y/o la selección y la cantidad del gas inyectado durante el funcionamiento de la lanza, eventualmente también una modificación (no mostrada aquí) de la alimentación de corriente a los electrodos Id del horno de arco eléctrico, una modificación de la posición de" los electrodos Id del horno de arco eléctrico, el inicio de un proceso de carga o sangría, etc.

El dispositivo de control y regulación 11 está aquí conectado con una computadora 16, a través el personal de operación del horno puede tener influencia directa sobre la captación de una magnitud medida determinada, realizar la evaluación de las magnitudes medidas y modificar correspondientemente el proceso de fundición.

La figura 2 muestra una sección de la figura 1 en la zona del dispositvo 3 para inyectar al menos un gas en el horno 1 o la unidad de quemador-lanza a 'si como la unidad de medición 10, en donde el dispositivo además presenta un robot 13 representado esquemáticamente, que se controla mediante el dispositivo de control y regulación 11. El robot 13 está provisto para retirar la unidad de reemplazo 8b que no se representa detalladamente, incluyendo al cabezal de medición 10b en el caso de un defecto del cabezal de medición 10b, de la unidad de posición 8b que no se representa detalladamente y reemplazarlo por una unidad de reemplazo similar 8bi, 8b2, 8b3, 8b4, 8b5, 8b6, 8b7, 8be, 8bg, en cada caso incluyendo un cabezal de medición 10b, que se mantiene en un almacén 14. La unidad de de reemplazo 8b con el cabezal de medición 10b puede se colocado por el robot en un orificio 14a almacén 14.

También pueden proveerse varios almacenes con diferentes unidades de reemplazo 8b o colocarse en un único almacén 14 diferentes unidades de reemplazo 8b. La figura 3 muestra un módulo 8 que incluye una unidad de -posición 8a y una unidad de reemplazo 8b en la cual está introducido un cabezal de medición 10b de una unidad de medición 10. Para formar una conexión reversible entre la unidad de posición 8a y la unidad de reemplazo 8b se provee aquí un acoplamiento Guillemin 9a, 9b. La unidad de reemplazo presenta una ventana de inspección 8c y puede introducirse en un manguito 8aa provistos en la unidad de posición provisto en la unidad de posición 8a. Al introducir la unidad de reemplazo 8b en la unidad de posición 8b el cabezal de medición 10b de la unidad de medición queda colocado centrado y se fija en esa posición al cerrar el acoplamiento Guillemin 9a, 9b. En vez de un acoplamiento Guillemin 9a, 9b puede utilizarse otro tipo de conexión reversible por ejemplo una conexión de bayoneta, etc. El conductor de ondas luminosas 10a de la unidad de medición 10 está conectado con la unidad de reemplazo 8b mediante un acoplamiento rápido.

La figura 4 muestra el módulo 8 de conformidad con la figura 8, montado en una lanza 3a de un dispositivo 3 para inyectar al menos un gas en el horno 1 o en una unidad de quemador-lanza. En la lanza 3a se encuentra el dispositivo de conducción de gas 4 asi como una placa de montaje 3b. Dentro de la lanza 3a se encuentra el canal K el cual está cerrado mediante la ventana óptica 3e hacia la unidad de posición 8a.

La figura 8 muestra una sección agrandada de la figura 4 en una zona del módulo 8.

La figura 6 muestra una unidad de quemador-lanza 3 que incluye la disposición de conformidad con la figura 4 con la lanza 3a y el módulo 8. La placa de montaje 3b en la lanza 3a está unida de manera hermética al gas a través de otra placa de montaje en el quemador 3c. Esta unidad de quemador-lanza presenta en su extremo caliente un orificio de salida 3b y presenta en su extremo caliente un orificio de salida 3d y en su extremo frió está unido al módulo 8. El cabezal de medición de la unidad de medición está centrado con respecto al eje longitudinal A de la unidad de quemador-lanza y al canal K (ver figura 1) .

La figura 7 muestra un segundo dispositivo representado esquemáticamente con principalmente un dispositivo 3 mostrado parcialmente para inyectar al menos un gas en el horno 1 o una unidad de quemador-lanza y un módulo que presenta una unidad de posición 8a con un cabezal del revolver giratorio 8ab. La unidad de posición 8a presenta un faldón 8ad en la unidad de quemador-lanza, a través de la cual se fija en la unidad de quemador-lanza alrededor de un eje de giro 8ac mediante un cabezal de revolver 8ab giratorio mediante un motor de impulsión 15 y que está colocado frente al canal K. Un número de manguitos 8aa en el cabezal de revolver 8a sirven para recibir y colocar las unidades de reemplazo 8b, cada vez equipadas con cabezales de medición de una o varias unidades de medición 10. Cada vez el cabezal de medición que se coloca centrado con respecto al eje longitudinal A de la unidad de quemador-lanza 3, produce la magnitud medida deseada, como por ejemplo una temperatura, sonido audible, sonido propagado por la estructura, etc. Aquí cada manguito 8aa puede está provisto con una unidad de reemplazo 8b idéntica incluyendo el cabezal de medición, de tal forma que un defecto registrado en una unidad de control y regulación 11 el cabezal de medición centrado con respecto aleje longitudinal A debe girarse principalmente el cabezal de revolver 8a mediante un motor de impulsión 15, de tal forma que se centra con respecto al eje longitudinal A oro manguito 8a y con esto otra unidad de reemplazo 8b. El cambio del conductor de ondas luminosas 10a a otra unidad de reemplazo 8b puede realizarse por ejemplo mediante un robot 13 (ver figura 2). Alternativamente puede encontrarse en cada uno de los manguitos 8aa un cabezal de medición que está unido con una unidad de medición 10. Alternativamente puede encontrarse una unidad de medición completa 10 en cada unidad de reemplazado 8b. Para esto pueden utilizarse unidades de medición 10 o cabezales de medición 10b iguales o diferentes en las unidades de reemplazo 8b.

La figura 8 muestra un tercer dispositivo representado esquemáticamente con un dispositivo 3 para inyectar al menos un gas en el horno 1 representado principalmente de forma parcial o una unidad de quemador -lanza y un módulo que incluye una unidad de posición 8a con un sistema de desplazamiento 8ae. La unidad de posición 8a incluye un faldón 8ad en la unidad de quemador-lanza, que fija el sistema de desplazamiento 8ae a la unidad de quemador-lanza y está colocado frente al canal K. Un número de manguitos 8aa en el pasador del sistema de desplazamiento 8a sirven para la recepción y posición de las unidades de reemplazo 8b, cada vez provistas con cabezales de medición de una o varias unidades de medición 10. Cada uno de lo cabezales que están centrados con respecto al eje longitudinal A de la unidad de quemador-lanza, produce la magnitud medida deseada por ejemplo una temperatura, sonido audible, sonido propagado por la estructura análisis químicos, etc. Para esto cada manguito 8aa puede estar provisto con una unidad de reemplazo 8b que incluye un cabezal de medición o una unidad de medición, de tal forma que en el caso de un defecto del cabezal de medición centrado con respecto al eje longitudinal A registrado por el dispositivo de control y regulación 11, el pasador es desplazado mediante el motor de impulsión 15' de tal forma que se centra otro manguito 8aa y con esto otra unidad de reemplazo 8b con respecto al eje A. En cada uno de los manguitos 8aa puede encontrarse un cabezal de medición, que está conectado con una unidad de medición 10, o también encontrarse también una unidad de medición completa. Así pueden utilizarse en las unidades de reemplazo 8b, unidades de medición o cabezales de medición iguales o diferentes.

El dispositivo de conformidad de acuerdo con la invención puede ser realizado por el técnico directamente con unidades de quemadores sencillos sin función de lanza, unidades de lanza sin función de quemador o tubos de conducción de gas sencillos, aun cuando las figuras 1 a 8 muestren principalmente dispositivos con unidades de quemador-lanza. También el dispositivo puede no utilizarse para los hornos metalúrgicos representados ej emplificativamente en las figuras 1 y 2, sino por ejemplo también en tinas de fundición u otros tipos de hornos que están provistos con dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno.

Claims (16)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para captar al menos una magnitud medida en un horno (1), especialmente un horno de arco eléctrico, caracterizado porque el dispositivo al menos presenta lo siguiente: al menos un dispositivo para inyectar al menos un gas en el horno (3) ; al menos una unidad de medición (10) para captar al menos una magnitud medida; y al menos un módulo (8) para colocar la al menos una unidad de medición (10) frente al extremo frió de al menos un dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1), en donde el al menos un módulo (8) presenta un dispositivo (1) para inyectar al menos un gas en el horno (1), en donde al menos un módulo (8) incluye una unidad de posición (8) y al menos una unidad de reemplazo (8b) , que está dispuesta para realizar una conexión reversible con al menos una unidad de posición (8a), estando al menos una unidad de posición (8a) en al menos un dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1) y la al menos una unidad de reemplazo está dispuesta para recibir al menos un cabezal de medición (10b) de la al menos una unidad de medición (10) y en donde la conexión reversible está formada mediante un conector a presión, un conector de enchufe, un conector de bayoneta, un conector de mordaza, un acoplamiento de Guillemin (9a, 9b), un acoplamiento de Storz o de Perrot o un acoplamiento de garras.

2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la al menos una unidad de posición (8a) está dispuesta en el extremo frió de el al menos un dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno ( 1 ) .

3. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque presente al menos una unidad de medición óptica y/o al menos un sensor de sonido y/o al menos un sensor de aceleración y similares.

4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque presenta una unidad de medición óptica de una unidad de medición de temperatura y/o una unidad para realizar un análisis químico.

5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la al menos una unidad de reemplazo (8b) presenta en por lo menos un extremo que apunta hacia la unidad dé posición (8a) por lo menos un orificio de inspección (8c) para el cabezal de medición (10b) de una unidad de medición óptica.

6. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1) en su extremo frió opuesto al espacio interior del horno preferentemente presenta una ventana óptica (3e), en la cual se conecta al menos un módulo (8).

7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el al menos un dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1) presenta en el horno un canal K que atraviesa el horno centralmente a su eje longitudinal A, estando la ventana óptica (3e) colocada cerrando el canal K.

8. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 o 7, caracterizado porque la al menos una unidad de posición (8a) incluye al menos un manguito (8aa) para recibir al menos una unidad de reemplazo (8b) , el eje longitudinal del magüito del al menos un manguito (8aa) está provisto o puede proveerse en el horno al mismo nivel del eje longitudinal A del dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1) .

9. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 o 8, caracterizado porque por lo menos una unidad de posición (8a) presenta un cabezal de revolver giratorio (8ab) con al menos dos manguitos (8aa) para recibir cada uno al menos una unidad de reemplazo (8b) y un motor de impulsión (15) que opera el cabezal de revolver (8ab).

10. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 o 8, caracterizado porque la al menos una unidad de posición (8a) presenta un sistema de desplazamiento (8ae) con al menos dos manguitos (8aa) para recibir cada uno al menos una unidad de reemplazo (8aa) y un motor de impulsión (15') que opera el sistema de desplazamiento (8ae).

11. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el dispositivo presenta por lo menos un robot (13) para recibir la al menos una unidad de reemplazo (8b) y para colocar la al menos una unidad de reemplazo (8b) en, y retirar la al menos una unidad de reemplazo (8b) de la al menos una unidad de posición (8a) .

12. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el dispositivo presenta al menos un dispositivo de control y regulación (11) para controlar la al menos una unidad de medición (10) y/o al menos uno dispositivo de regulación de la cantidad de gas (12) conectado con el dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1) .

13. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque dispositivo de control y regulación (11) también sirve para controlar el motor de impulsión (15, 15') y/o al menos un robot (13).

14. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 o 13, caracterizado porque el dispositivo presenta un almacén (14) para almacenar y/o preparar una pluralidad de unidades de reemplazo (8b) .

15. Un horno (1), en especial un horno de arco eléctrico, que presenta por lo menos un dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque al menos un dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1) se conduce a través de una pared (Ib) del horno (1) en un espacio interior del horno ( la ) .

16. Un horno (1) de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque al menos un dispositivo (3) para inyectar al menos un gas en el horno (1) está formado por una unidad de quemador, una unidad de quemador-lanza o una unidad de lanza.