MXPA06006246A - Metodo para analisis de un material fundido, dispositivo y sensor de inmersion. - Google Patents

Metodo para analisis de un material fundido, dispositivo y sensor de inmersion.

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Abstract

Metodo y dispositivo para el analisis de un material fundido usando espectrometria de emision optica, por ejemplo un material fundido, como hierro o acero colado, o una escoria, un vidrio, o una lava. Se usa un elemento sensible que tiene al menos un espectrometro de emision y al menos un dispositivo de estimulo, con el fin de realizar el estimulo del material que sera analizado y permitir la generacion parcial o total de una radiacion que sera analizada por el espectrometro presente en el elemento sensible. El elemento sensible antes mencionado se pone en contacto con el material fundido que sera analizado y transmite informacion, la cual contiene elementos de analisis proporcionados por un espectrometro. La invencion tambien se refiere a un sensor de inmersion.

Description

Método para Análisis de un Material Fundido, Dispositivo y Sensor de Inmersión Campo de la Invención La invención se refiere a un método para análisis de un material fundido de temperatura alta' usando espectrometría de emisión óptica. Es particularmente adecuado para el análisis de un metal fundido, como hierro o acero fundido, pero también puede usarse para analizar escoria, vidrio, lava, o cualquier otro material líquido de temperatura alta. La invención también se refiere, a un nuevo dispositivo para el uso del método de invención para análisis usando espectrometría de emisión óptica. La invención además se refiere a un sensor de inmersión para el análisis de materiales fundidos, particularmente sustancias fundidas de metal, escoria, o lava, o de vidrio, que comprende un transportador sumergible, un detector de radiación, un sistema de orientación de radiación para grabar y además la transmisión de la radiación y una interconexión de señal situada en o dentro del transportador sumergible. Gama de Aplicaciones y Técnica Anterior La gama preferida de aplicaciones de la invención es el análisis de baños de metal, lava, vidrio, o lava, en donde los materiales nombrados están en un estado parcial o totalmente fundido y de otros materiales fundidos refractarios . Las áreas en donde se realiza el análisis de la composición de productos fundidos de temperatura alta, es decir, teniendo una temperatura superior .a 300° C, por ejemplo acero fundido, aluminio fundido, vidrio fundido, o lava fundida, son de amplia gama. Los métodos generalmente usados requieren el retiro de una muestra, la cual primero se enfría y luego se somete a varios procedimientos analíticos después del enfriamiento parcial o total. Pueden usarse diferentes técnicas analíticas y se seleccionan dependiendo de los componentes de la .' composición que será identificada cualitativamente o dosificada cuantitativamente. Esta selección es establecida por las modalidades prácticas en relación con las condiciones de operación, como la forma física en que. se presenta el material que será analizado (baño de acero en un convertidor de afinación de acero, baño de material refractario en un fundidor, vidrio fundido en un horno, o lava en un volcán) y el tipo deseado de operación (acceso posible al material, ambiente en el lugar del análisis, tiempo disponible antes de lograr los resultados del procedimiento analítico) . La presente descripción, para fines de explicación, se concentra en el área de análisis de masas metálicas fundidas, reservando al mismo tiempo la aplicación del método a otros materiales fundidos de temperatura alta. En el contexto del análisis de metales fundidos, la espectrometría de emisión es la técnica más comúnmente usada, debido a que puede realizarse muy rápido, requiere sólo muy poco trabajo en la preparación de muestras y permite la dosificación simultánea de una gran cantidad de componentes. La espectrometría de emisión se basa en el hecho de que el material que será analizado es estimulado de tal . forma que se logre la ionización del material del cual. consta. La radiación emitida es después , analizada en un espectrómetro, el cual separa esta radiación en diferentes longitudes de onda que corresponden a los materiales presentes. Se hace una distinción entre diferentes tipos de espectrómetro, en donde las áreas más comunes en cuestión están equipadas con detectores fotomultiplicadores o con sistemas CCD (Charged Coupled Device) o CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductors) (Metal-Óxido-Semiconductores Complementarios) . El equipo para el análisis con espectrometría de emisión es equipo de laboratorio o equipo portátil para el análisis de materiales inmóviles.
El interés económico en el método del análisis espectrométrico se conoce y se usa comúnmente en la .industria, ya que permite que toda la cadena de metales fabricados sea rastreada, controlada y supervisada. La presión hacia la rentabilidad naturalmente hace necesaria la búsqueda de los métodos más simples y más rápidos, los cuales de manera conveniente cuestan lo mínimo en relación con la rentabilidad de los procesos de fabricación. En esta búsqueda de la rentabilidad, se han examinado varios métodos para la dosificación de metales líquidos omitiendo al mismo tiempo la toma de muestras y actualmente se están desarrollando en el laboratorio o en el contexto de pruebas más o menos altamente desarrolladas en una línea piloto. Los métodos actuales consisten en estimular remotamente el producto, por ejemplo usando un haz de rayo láser, por medio de lo cual el producto entonces emite una radiación inducida debido al estímulo del haz, la cual es analizada con un espectrómetro de emisión, en donde el haz es más o menos eliminado del producto luminiscente que será analizado y de hecho se encuentra de acuerdo con las posibilidades prácticas de aplicación, por ejemplo las condiciones de trabajo en una fábrica siderúrgica. La radiación que procede del producto que será analizado puede guiarse al espectrómetro en diferentes maneras, como a través de una fibra de vidrio, a través de un telescopio, etc.
Se sabe que se han iniciado desarrollos actuales para miniaturizar y simplificar espectrómetros en donde se usa un detector basado en tecnología CCD, cuyos costos serán suficientemente bajos para permitir su uso industrial rentable en un contexto de producción. Las diferentes tecnologías antes nombradas - tanto aquellas ya usadas en la producción industrial, como aquellas tecnologías actualmente en desarrollo - se basan todas en un elemento que se encuentra fuera del objetivo del análisis, con el fin de crear el estímulo que genera la radiación que será analizada por medio de espectrometría. En la actualidad, a menudo esto requiere el uso de un sistema de rayo láser que se encuentra en los alrededores del objetivo del análisis - por ejemplo en un baño de metal situado en un convertidor. Además, el sistema de rayo láser antes mencionado también requiere equipo de dirección diferente para dirigir el haz de rayo láser. En la práctica, en la producción industrial, puede determinarse que las condiciones ambientales alrededor de los lugares de producción de metales fundidos, como estructuras de acero y en consecuencia para el análisis de lava alrededor de volcanes, son muy agresivas en relación con los dispositivos usados para su supervisión, en donde en la relación antes mencionada, los dispositivos ópticos son particularmente sensibles. El resultado es que el uso del equipo de rayo láser antes mencionado presenta una fuente de problemas técnicos y cualquier desarrollo con respecto a una aplicación industrial amplia e intensiva de métodos de análisis espectrométricos usando el estímulo del equipo que implica la radiación emitida por rayos láser a menudo es propenso a accidentes y es muy difícil. Las técnicas como sensores de inmersión para análisis en materiales fundidos se conocen a partir de WO 03/081287 A2. Aquí, se revela un tubo transportador, el cual se sumerge en aluminio fundido. Dentro del tubo transportador está dispuesto un sistema de lente. En »el extremo superior del tubo está dispuesta una fibra óptica, la cual está conectada a través de un sistema óptico, por un lado a un espectrógrafo y por otro lado a un rayo láser. La radiación emitida de la sustancia fundida es guiada a través de la fibra óptica al espectrógrafo y ahí la radiación es analizada con el fin de derivar resultados analíticos pertenecientes a la composición del aluminio fundido. Objetivo de la Invención Debe proporcionarse un método mejorado para el análisis de un material fundido usando la espectrometría de emisión óptica, el cual está propuesto particularmente para el análisis de un metal fundido, como hierro o acero colado, pero que también es aplicable para el análisis de escoria, vidrio, lava, u otros materiales líquidos de temperatura alta. Descripción de la Invención El objetivo se resuelve, de acuerdo con la invención, con las características de las reivindicaciones independientes. Las modalidades útiles resultan de las reivindicaciones dependientes . De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para el análisis de un material ' fundido usando la espectrometría de emisión óptica, el cual está propuesto particularmente para el análisis de un metal fundido, como hierro o acero colado, pero que también es aplicable para el análisis de escoria, vidrio, lava, u otros materiales líquidos que tienen una temperatura superior a 300° C y de preferencia superior a 500° C, en donde se usa un llamado "elemento sensible", el cual incluye al menos un espectrómetro de emisión, esencialmente caracterizado en que - un elemento sensible con al menos un dispositivo de estímulo se usa para efectuar el estímulo del material que será analizado y para permitir la generación parcial o completa de un haz de radiación que será analizado por un espectrómetro presente en el elemento sensible, el elemento sensible antes mencionado se pone en contacto con el material que será analizado, la información se registra, la cual se designa como una señal de análisis y es emitida por el elemento sensible entre el tiempo de su contacto con el material fundido que será analizado y su destrucción por fusión en el material antes mencionado y que la información transmitida contiene elementos de análisis que son producidos por un espectrómetro presente en el elemento sensible y de la señal de análisis transmitida, ya sea directamente en la lectura o después- del procesamiento, puede derivarse al menos parte de la composición elemental química del material que será analizado. Puesto que el elemento sensible usado en el método antes mencionado para realizar el análisis incluye no sólo un espectrómetro de emisión sino también un dispositivo de estímulo, para efectuar el estímulo del material analizado y para la generación de una parte o la totalidad de la radiación analizada por el espectrómetro presente, el uso de ese elemento sensible representa una solución para los problemas asociados con el uso de un dispositivo de estímulo externo como un rayo láser, que se encuentra en los alrededores del material que será analizado. De esta manera, el método comprende el uso de un sistema para auto-estímulo del material que será analizado, de tal forma que sea emitido un espectro de emisión, el cual puede ser analizado por un espectrómetro local, es decir, por un espectrómetro que está presente en el elemento que se pone en contacto con el material fundido que será analizado. Estos dispositivos incorporados de auto-estímulo están integrados a un elemento sensible, que es un sensor para un solo uso o un sensor desechable. De acuerdo con una modalidad útil del método inventivo, se usa una técnica de modulación con el fin de tomar en cuenta las posibles condiciones de operación, por ejemplo una llamada medición de radiación de base usada en la tecnología de medición y control. De preferencia hay por lo menos una medición hecha del espectro emitido por el material que será analizado sin el estímulo de este material. El espectro de la radiación de base obtenida de esta manera después se sustrae del espectro registrado por el elemento sensible después del estímulo del material que será analizado. Basándose en el resultado de esta operación, el elemento sensible transmite una señal de análisis independiente de la radiación de base. De acuerdo con otra modalidad del método inventivo, antes del paso de estímulo del material que será analizado, al menos se realiza una medición de la temperatura del material que será analizado, con el fin de corregir . la señal transmitida por el elemento sensible. Debe tomarse en cuenta cualquier desviación (longitud de onda, amplitud, ancho de banda) en las líneas de emisión característica del material después del estímulo del material que será analizado independientemente de la temperatura. De acuerdo con otra modalidad del método inventivo, hay además por lo menos una medición realizada de la posición espacial de la ubicación que será analizada, con el fin de valorar la relevancia de su selección para una medición. Ésta consiste en asegurar que no esté menos orientada de manera interesante, por ejemplo en la orilla del baño o en los alrededores de una superficie oxidada. Existe un peligro de que el análisis del material situado en estos lugares pueda no ser representativo del material que será analizado situado en el baño. De acuerdo con otra modalidad del método inventivo, hay por lo menos un dispositivo de estímulo provisto para la generación de un estímulo eléctrico; el dispositivo de estímulo antes mencionado incluye de preferencia por lo menos un capacitor cargado equipado con un dispositivo de interrupción. El capacitor podrá estar provisto opcionalmente con una batería y puede generar entre 1 y 2000 descargas, en donde cada descarga debe durar por lo menos 10 nseg (nanosegundos) y tener una intensidad de por lo menos 0.01 amperios. De acuerdo con otra modalidad del método, se proporciona por lo menos un dispositivo de estímulo para la generación de un estímulo químico, de preferencia con una cantidad de fluido preferentemente de menos de 1000 mi, el cual se pone en contacto con el material que será analizado de tal forma que resulte una reacción química de gran energía la cual realiza el estímulo del material que será analizado y genera la radiación, la cual es analizada por un espectrómetro presente en el elemento sensible, en donde de preferencia es una reacción química explosiva. De acuerdo con otra modalidad del método inventivo, el dispositivo de estímulo incluye además un recipiente para el fluido usado para el estímulo por reacción química, que tiene como su objetivo la modulación de la duración del contacto entre el material que será analizado y el dispositivo de estímulo presente o el material de estímulo, opcionalmente por el manejo del uso y después la destrucción de uno o más componentes del espectrómetro presente en la ubicación y usado para el análisis del haz de radiación. En el caso antes mencionado, consiste en usar un recipiente como dispositivo de estímulo, en donde este último está equipado con un dispositivo designado como una válvula de explosión, lá cual está construida de un metal o una aleación metálica cuya temperatura de fusión excede la temperatura de fusión del metal que será analizado por al menos 10° C; en el caso de aceros ÜLC, por ejemplo, puede usarse un acero dosificado con tungsteno para la válvula. De acuerdo con otra modalidad preferida del método inventivo, en el cual el material que será analizado es un metal fundido, el dispositivo de estímulo es de naturaleza química y emplea un líquido - de preferencia, agua - en donde el volumen mínimo de fluido usado es de preferencia 0.01 mi. La presente invención se refiere también a un dispositivo para realizar el método inventivo. El dispositivo esencialmente se caracteriza en que el elemento sensible, puesto en contacto con el material fundido que será analizado, incluye una envoltura la cual al menos encierra parcialmente el elemento sensible antes mencionado, en donde la envoltura antes mencionada está hecha de preferencia de un material soluble (bajo condiciones de operación), de preferencia vermiculita. De acuerdo con una modalidad posible del dispositivo, la envoltura está geométricamente dispuesta de tal forma que sea demorada la destrucción del elemento sensible por fusión, en donde la geometría mejora de preferencia la puesta en contacto de la parte sensible del espectrómetro con el material que será analizado - de preferencia un metal fundido. De acuerdo con otra modalidad del dispositivo, el elemento que se pondrá en contacto con el metal fundido que será analizado está contenido en una envoltura cuya atmósfera interior está controlada, en donde comprende un gas o una mezcla de . gases, de preferencia conteniendo nitrógeno y/o argón, o está puesto al vacío, de preferencia a una presión de por lo menos 10"1 mm Hg +/- 10% en caso de un vacío. La invención no requiere la presencia, de sistemas externos (sistemas de rayo láser u otros) con el fin de realizar el estímulo del material del objeto que será analizado. Usando el método inventivo, pueden simplificarse los dispositivos para el análisis espectrométrico y pueden reducirse los costos relacionados . El objetivo se soluciona además para un sensor de inmersión para análisis, particularmente de metales fundidos, que comprende un transportador sumergible,, un detector de radiación, un sistema de guía de radiación para el registro y la transmisión adicional de radiación y una interconexión de señal situada en o dentro del transportador sumergible, en que el detector de radiación y al menos una parte del sistema de guía de radiación se encuentra en o dentro del transportador sumergible y que la interconexión de señal está conectada al detector de radiación. Esto simplifica significativamente la transmisión adicional de señales, ya que la radiación óptica emitida por el metal fundido ya puede convertirse en o dentro del transportador sumergible en señales eléctricas, las cuales pueden retransmitirse de muchas maneras distintas. El detector.de radiación ya no tiene que colocarse para uso prolongado; después de la medición pierde su función y de esta manera puede construirse de manera muy simple y rentable. Ya no : es necesario el servicio de -mantenimiento del detector de radiación. De preferencia, el detector de radiación tiene un dispositivo para el registro de radiación y para su conversión en señales eléctricas; en particular, es posible diseñar el detector de radiación para el registro y la conversión de la luz visible, radiación ultravioleta, radiación infrarroja, rayos X y/o radiación de microondas en señales eléctricas. Esto permite que todos los tipos de radiación óptica u otra sean registrados y puedan usarse para el análisis de la sustancia fundida. Es particularmente apropiado que el transportador sumergible sea construido como un tubo en donde están dispuestas las partes individuales, ya que con lo cual es posible asegurar mejor la protección de las partes individuales durante el transporte. También es apropiado que el transportador sumergible esté hecho de un material consumible en metal fundido, particularmente un material orgánico. Además es conveniente construir la interconexión de señales como un acoplamiento eléctrico u óptico o como un transmisor (para la transmisión cableada o inalámbrica de señales) . En consecuencia, es posible acoplar externamente las señales ópticas incidentes al sistema de guía de radiación, retransmitir señales que provienen del detector de radiación (señales eléctricas u ópticas) a través de conexiones de alambre o cable, o incluso a través del aire con un transmisor. En particular, esto hace posible desconectar el transportador sumergible fácilmente de los sistemas externos después de su uso y desecharlo y conectar un nuevo transportador sumergible a las líneas conectadas a los sistemas externos (computadora, rayo láser para preparación de radiación, segmentos de radio, u otros sistemas) a través de la parte de acoplamiento. El transportador sumergible está conectado de preferencia a un acoplamiento mecánico, de preferencia para la unión de una lanza de transportador. Estas lanzas de transportador son comunes en la metalurgia para la sujeción de los aparatos de medición.
Las líneas de señales se extienden dentro de la lanza de transportador. Para el caso en que la interconexión de señales está construida como un transmisor, - las señales emitidas del detector de radiación pueden transmitirse por radio a una computadora. Aquí, básicamente también es posible "proporcionar la evaluación de señales en un componente con el detector de radiación, de manera que sólo los resultados sean retransmitidos. También puede imaginarse convertir las señales eléctricas que llegan a o dentro del transportador sumergible en señales ópticas. En este caso, las señales que llegan al transportador sumergible podrían transmitirse inalámbricamente y sin cable por radio, en donde las señales de radio se convierten en señales ópticas. Esto haría posible una medición libre de contacto; una conexión fija entre el sensor y el dispositivo de evaluación o un dispositivo de preparación de señales será superflua, ya que es posible proporcionar componentes suficientemente rentables, pequeños y poderosos para este propósito. Es conveniente disponer un amplificador de señales y/o un procesador para la evaluación de señales en o dentro del transportador sumergible y además es apropiado que el sistema de guía de radiación tenga lentes ópticos y7o magnéticos, fibras ópticas, espejos, un descargador (descarga disruptiva) y/u obturadores. También es posible localizar el sistema para la generación de descarga disruptiva o un sistema diferente de emisión de radiación en o dentro del transportador sumergible . De manera conveniente, puede disponerse un espectrómetro óptico, un espectrómetro de rayos X y/o un espectrómetro de masa en o dentro del transportador sumergible. Puede tener sentido proporcionar un dispositivo conductor de gas en o dentro del transportador sumergible, con el cual la superficie del material fundido que será analizado puede ser despejada por soplado, de manera que la radiación pueda enfocarse en la superficie que será medida o pueda generarse una chispa ahí . En el caso de que el transportador sumergible esté construido como un tubo, es razonable proporcionar un dispositivo conductor de gas dentro del tubo, con el fin de evitar que el material fundido penetre al tubo en el momento de la inmersión del sensor de inmersión. En particular, los materiales que se funden a altas temperaturas, como sustancias fundidas de criolita, sustancias fundidas de hierro o acero, o incluso sustancias fundidas de vidrio, lava, o cobre pueden analizarse bien en la forma antes descrita. Descripción de las Modalidades de la Invención A continuación se explica la invención en ejemplos usando dibujos. En los dibujos: La Figura 1 muestra una estructura / método de base. La Figura 2 muestra una estructura / método alternativo. La Figura 3 muestra una modalidad adicional del método inventivo . La Figura 4 muestra un esquema de un sensor de inmersión, sumergido en un metal fundido. La Figura 1 ilustra el método como está en desarrollo o en una etapa' piloto industrial. Habrá de verse aquí el metal 1, o algún material sólido o fluido que será analizado, en un recipiente 7 y . un sistema de rayo láser 2, cuyo haz 3 golpea el metal 1 y ahí realiza el calentamiento de donde la radiación 4 es emitida, por medio de lo cual la radiación 4 es por lo menos parcialmente dirigida a un espectrómetro 5, que está conectado con diferentes sistemas de análisis y/o procesamiento de señales 6, los cuales permiten la interpretación de la información/señal de análisis contenida en la radiación 4, con el fin de derivar de ahí el análisis del metal 1. La Figura 2 ilustra un método alternativo, el cual puede usarse para el análisis de un baño de metal fundido. Habrá de verse aquí el material que será analizado, en donde este es un baño de metal contenido en un recipiente 7, junto con un espectrómetro CCD el cual se pone en contacto con el baño de metal 1, por medio del cual el espectrómetro 8 es destruido después del paso de cierto tiempo fundiéndose en el baño 1 analizado. El espectrómetro 8 antes mencionado está equipado con un detector de radiación, en donde la radiación antes mencionada puede dividirse primero en diferentes componentes con una rejilla o un cristal. El detector antes mencionado puede ser un detector CCD o similar, el cual está equipado con un sistema de transmisor que transmite los datos provistos por el detector a una antena 10 para el análisis y/o procesamiento de operación adicional en un sistema adecuado de análisis y/o procesamiento de señales 6. El uso del dispositivo ilustrado en la Figura 2 procede induciendo un estímulo en el baño de metal 1 que será analizado usando el dispositivo de estímulo 2, el cual generalmente es un rayo láser, que emite el haz 3, el cual golpea el baño de metal 1 en una ubicación que se extiende en los alrededores del espectrómetro 8, de tal forma que registra y analiza la radiación inducida por el haz 3 del rayo láser de estímulo 2 y que se origina del baño 1. El resultado de la operación de análisis por el espectrómetro 8 es transmitido a través de una trayectoria de transmisión 9 (por ejemplo en la forma de ondas por radio o por cable) a un dispositivo de registro/antena 10, el cual puede ser adecuado para el almacenamiento de la información/señal de análisis o para su retransmisión a un análisis y/o sistema de procesamiento de señales 6, el cual permite una interpretación del análisis de la radiación inducida para determinar la composición química del baño de metal. La realización de todo el procedimiento de análisis y transmisión se lleva a cabo, desde luego, antes de la destrucción . del espectrómetro 8 antes mencionado por- fusión. Para el análisis del baño de metal 1 mostrado en la Figura 3, el cual está contenido en un recipiente 7, el cual de preferencia es un convertidor, un crisol para fábricas siderúrgicas, o un horno de fusión y/o reducción, se coloca adentro un elemento sensible 11, el . cual contiene al menos un espectrómetro y un sistema para el auto-estímulo del metal que constituye el baño 1 que será analizado. El estímulo es entonces provocado en forma manual, automática, o de otra manera cuando el elemento sensible 11 está en contacto con el baño 1 que será analizado y a través del dispositivo de registro/antena 10, una señal 9 que se origina del elemento sensible 11 es registrada, la cual puede ser procesada por un sistema de análisis y/o procesamiento de señales 6 para la interpretación de los resultados de mediciones realizadas por un espectrómetro situado en el elemento sensible 11. Esto da como resultado una simplificación de la instalación debido a la omisión de cualquier sistema de estímulo fuera del elemento sensible, el cual se pone en contacto con el metal líquido. Sólo el equipo permanece el cual se usa para la introducción del elemento sensible al baño de metal y dispositivos para la recuperación de los datos que se originan del elemento sensible por radio o físicamente, como a través de una conexión de cable. En la modalidad de la invención mostrada en ' la Figura 4, un sensor de inmersión se sumerge parcialmente en un recipiente/crisol 7 con hierro fundido 1. El transportador sumergible 12 está construido como un tubo de cartón en donde el sistema de guía de radiación está dispuesto con un espejo de un sentido 13 y una lente 14. En el tubo está dispuesto además un espectrómetro 8, el cual registra la radiación que proviene del hierro fundido 1 y lo convierte en señales eléctricas . Las señales eléctricas son retransmitidas a un acoplamiento 16 a través de líneas de señales 15. El acoplamiento 16 se usa para conectar el sensor de inmersión con sistemas externos de suministro de energía. Para este propósito, una fuente de rayo láser está conectada al conector/acoplamiento 16 a través de una fibra óptica 17, los cables de señales 18 conectan el sensor de inmersión con una computadora y una línea de gas 19 permite el abastecimiento de gas al. tubo (el transportador sumergible 12) , en donde el tubo mismo constituye la línea de gas entre el acoplamiento 16 y el hierro fundido 1. La fibra óptica 17 está conectada a una abertura de luz 21. La luz láser está enfocada a través de la abertura de luz 20 a través del espejo 13 y la lente 14 hacia el hierro fundido 1. La luz reflejada del hierro fundido 1 está dirigida por el espejo 13 hacia la entrada de señal del espectrómetro 8. Para este propósito, el espejo 13 está .construido como un espejo de un sentido. Además de estas modalidades concretamente descritas, las modalidades ya antes descritas son igualmente concebibles. Al final del tubo que da lejos del extremo de inmersión, puede insertarse una lanza de transportador, en la cual el tubo puede sostenerse durante el procedimiento de inmersión. Las áreas industriales en donde puede usarse el presente método de análisis por espectrometría de emisión son muy numerosas y no están meramente limitadas a las operaciones de manejo en una fábrica siderúrgica, sino que también puede usarse para supervisión mediante el análisis de la composición para otros baños metalúrgicos, que sirven posiblemente para baños para la separación de metal como en la galvanización. Puede esperarse un aumento considerable en la productividad, ya que en ningún intervalo de tiempo hay alguna interrupción del proceso de fabricación industrial para realizar el análisis por espectrometría de emisión óptica y de esta manera no ocurre alguna pérdida de tiempo.

Claims (1)

  1. Reivindicaciones 1. Método para al análisis de un material fundido que tiene una temperatura superior a 300° C y de preferencia superior a 500° C mediante espectrometría de emisión óptica, en donde se usa un llamado "elemento sensible", el cual incluye al menos un espectrómetro de emisión, esencialmente caracterizado en que un elemento sensible que tiene al menos un dispositivo de estímulo se usa para efectuar el estímulo del material que será analizado y para permitir, la generación parcial o completa de una .radiación quesera analizada por un espectrómetro presente . en el elemento sensible, el elemento sensible antes mencionado se p.one en contacto con el material fundido que será analizado,. una señal de análisis se registra, la cual es transmitida por el elemento sensible entre el intervalo de tiempo de su puesta en contacto con el material fundido que será analizado y su destrucción por fusión en el material antes mencionado y -que la señal de análisis transmitida contiene elementos de análisis que son proporcionados por un espectrómetro presente en el elemento sensible y - de la señal de - análisis transmitida, ya sea directamente en la lectura o después del procesamiento, puede determinarse al menos la composición elemental química parcial del material que será analizado. 2. El método de análisis de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado en que se usa una técnica de modulación. 3. El método de análisis de acuerdo con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado en que al menos se realiza una medición del espectro emitido por el material que será analizado sin el estímulo de este material y que el espectro de la radiación de base obtenida, de "esta, manera se sustrae del espectro, tomado por el elemento . sensible después del estímulo del material que será analizado. 4. El método de análisis de acuerdo con. una de las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado en que al menos se realiza una medición de la temperatura del material que será analizado, con el fin de corregir la señal transmitida por el elemento sensible. 5. El método de análisis de acuerdo con una o más de las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizado en gue antes del procedimiento de estímulo, al menos se realiza una medición de la temperatura del material que será analizado, con el fin de corregir la señal transmitida por el elemento sensible . 6. El método de análisis de acuerdo con una o más de las Reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que l menos se realiza una medición de la posición espacial de la ubicación de • análisis, con el fin de determinar su relevancia. 7. El método de análisis de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en que al menos un. dispositivo de estímulo genera un estímulo eléctrico. 8. El método de análisis de acuerdo con la Reivindicación 7, caracterizado en que un dispositivo de estímulo para la producción del estímulo genera ;.un .número de. descargas de 1 a 2000, en donde cada descarga' dura por lo menos 10 nseg (nanosegundos) y que la intensidad de la descarga es por lo menos de 0.01 amperios. 9. El método de análisis de acuerdo con una o más de las Reivindicaciones 1 a 8, caracterizado en que al menos uno de los dispositivos de estímulo genera un estimuló químico. 10. El método de análisis de acuerdo . con la Reivindicación 10, caracterizado en que el dispositivo de estímulo contiene una cantidad de fluido de preferencia menor que 1000 mi, el cual se pone en contacto con el material fundido que será analizado y que la puesta en contacto ocurra de tal forma que resulte una reacción química de gran energía la cual realiza el estímulo del material que será analizado y que se genera una radiación, la cual es analizada por un espectrómetro presente en el elemento sensible 1.1. El método de análisis de .acuerdo con la Reivindicación .9, caracterizado en que la reacción química es de naturaleza explosiva. 12. El método de análisis de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 11, caracterizado en que el dispositivo de estímulo incluye un recipiente para el fluido usado, para el estímulo por reacción química, permitiendo la . modulación de la duración del contacto entre el material que será analizado y el dispositivo de • estímulo presente. 13. El método de análisis de acuerdo con la Reivindicación 12, caracterizado en que el recipiente usado para la modulación de la duración del contacto entre el material que será analizado y el dispositivo de estímulo presente trabaja mediante el consumo y la destrucción subsiguientes de uno o más componentes del espectrómetro local. 14. El método de análisis de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 13, en donde al menos un dispositivo de estímulo genera un estímulo químico y contiene un fluido, caracterizado en que el volumen mínimo de fluido es de 0.01 mi. 15. El método de análisis de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 14, caracterizado en que al menos un dispositivo de estímulo genera un estímulo químico y emplea agua. 16. El método de análisis de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 15, caracterizado en que el material que será analizado es un metal fundido, de preferencia hierro o acero colado. 17. El método de análisis de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 15, caracterizado en que el material que será analizado es escoria, vidrio, o lava. 18. El dispositivo para realizar el método para el análisis por espectrometría de emisión óptica de acuerdo con una o más de las Reivindicaciones 1 a 17, caracterizado en que el elemento sensible, puesto en contacto con el material fundido que será analizado, incluye una envoltura, la cual rodea al menos parcialmente el elemento sensible antes mencionado y que la envoltura antes mencionada comprende un material soluble. 19. El dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 18, caracterizado en que el material soluble comprende vermiculita. 20. El dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 18 ó 19, caracterizado en que la envoltura está geométricamente construida de tal forma que sea demorada la destrucción del elemento sensible por fusión. 21. El dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 18 a 20, caracterizado en que la envoltura está construida de tal forma que su geometría promueve la puesta en contacto de la parte sensible del espectrómetro con el material fundido que será analizado. 22. El dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 18 a 21, caracterizado en que el elemento puesto - en contacto con el metal fundido que será analizado está, contenido en una envoltura que tiene una atmósfera interior controlada. - 23. El dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 22, . caracterizado en que la envoltura contiene una atmósfera que está compuesta de por lo menos un gas, de preferencia una atmósfera conteniendo nitrógeno o argón. 24. El dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 22, caracterizado en que la envoltura está puesta al vacío. 25. El dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 22, caracterizado en que la envoltura está puesta al vacío a una presión de por lo menos 10_1 mm Hg +/- 10%. 26. El dispositivo de acuerdo con una o más de las Reivindicaciones 18 a 25, caracterizado en que tiene un dispositivo de estímulo de construcción eléctrica y que este dispositivo de estímulo para producir el estímulo incluye al menos un capacitor cargado equipado con un dispositivo de interrupción. 27. El dispositivo de acuerdo con una o más de las Reivindicaciones 18 a 26, caracterizado ? en que u dispositivo de estímulo para la producción del estímulo incluye una batería. 28. El sensor de inmersión para al análisis dé materiales fundidos, particularmente sustancias fundidas de metal, escoria, o lava o de vidrio, teniendo un transportador sumergible, un detector de radiación y un sistema de guía de radiación para el- registro y la retransmisión, de radiación y teniendo 'una interconexión de señales dispuesta en o dentro del transportador sumergible, caracterizado en que el detector de radiación y al menos una parte del sistema de guía de radiación están dispuestos en o dentro del transportador sumergible y que la interconexión de señales está conectada con el detector de radiación, en donde el transportador sumergible está construido de un material consumible en .-el metal fundido. 29. El sensor de inmersión para al análisis- de materiales fundidos, particularmente sustancias fundidas de metal, escoria, o lava o de vidrio, teniendo un transportador sumergible, un detector de radiación y un sistema de guía de radiación para el registro y la retransmisión de radiación y teniendo una interconexión de señales dispuesta en o dentro del transportador sumergible, caracterizado en que el detector de radiación, y al menos una parte del sistema de guía de radiación están dispuestos en o dentro del transportador sumergible y que la interconexión de señales está conectada con el detector de radiación, en donde el transportador sumergible está conectado con un acoplamiento mecánico. 30. El sensor de inmersión de acuerdo con la Reivindicación 28 ó 29., caracterizado en que el detector de radiación tiene un dispositivo para el registro de. radiación y .para la .conversión en señales eléctricas.- 31. El sensor- de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones .28 a 30, caracterizado en que el detector de radiación está instalado para el registro y la conversión de la luz visible, radiación ultravioleta, radiación infrarroja, rayos X y/o radiación de microondas en señales eléctricas. 32. El sensor de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones 28 a 31, caracterizado en que el transportador sumergible está construido como un tubo. 33. El sensor de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones 28 a 32, caracterizado en gue el transportador sumergible está hecho de un material consumible en el metal fundido, particularmente de un material orgánico. 34. El sensor de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones 28 a 33, caracterizado en que l interconexión de señales está construida como un acoplamiento eléctrico u óptico o como un transmisor. 35. El sensor de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones 28 a 34, caracterizado en que el transportador sumergible está conectado . a un acoplamiento mecánico, de preferencia para el acoplamiento a una lanza de transportador. 36. El sensor de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones 28 a 35, caracterizado en -que un amplificador de señales y/o un procesador para la evaluación de señales está dispuesto en o dentro del transportador sumergible. 37. El sensor de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones 28 a 36, caracterizado en que el sistema de guía de radiación tiene lentes ópticos y/o magnéticos, fibras ópticas, espejos, un descargador (descarga disruptiva) , un dispositivo de estímulo para estímulo químico y/u obturadores . 38. El sensor de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones 28 a 37, caracterizado en que un espectrómetro óptico, un espectrómetro de rayos X y7o un espectrómetro de masa está dispuesto en o dentro del transportador sumergible. 39. El sensor de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones 28 a 38, caracterizado en que un sistema de emisión de radiación está dispuesto en o dentro del transportador sumergible. 40. El sensor de inmersión de acuerdo con una de las Reivindicaciones 28 a 38, caracterizado . en 'que un dispositivo de línea de gas está dispuesto- en o dentro del transportador sumergible. 41. El sensor de inmersión de acuerdo con la Reivindicación 40, caracterizado en que el dispositivo de •línea de gas tiene. una línea de gas y un acoplamiento de línea. ' .
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