RU2503902C1 - Блок охлаждения инжектора для удерживания по меньшей мере одного инжектора - Google Patents
Блок охлаждения инжектора для удерживания по меньшей мере одного инжектора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503902C1 RU2503902C1 RU2012139842/02A RU2012139842A RU2503902C1 RU 2503902 C1 RU2503902 C1 RU 2503902C1 RU 2012139842/02 A RU2012139842/02 A RU 2012139842/02A RU 2012139842 A RU2012139842 A RU 2012139842A RU 2503902 C1 RU2503902 C1 RU 2503902C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- injector
- light guide
- hot region
- cooled
- measuring
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 7
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000002168 optical frequency-domain reflectometry Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/24—Cooling arrangements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
- C21C5/5217—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/28—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
- F27D21/0014—Devices for monitoring temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
- F27D21/04—Arrangements of indicators or alarms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
- G01K11/3206—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/12—Thermometers specially adapted for specific purposes combined with sampling devices for measuring temperatures of samples of materials
- G01K13/125—Thermometers specially adapted for specific purposes combined with sampling devices for measuring temperatures of samples of materials for siderurgical purposes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C2005/5288—Measuring or sampling devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и касается блока охлаждения инжектора для удерживания по меньшей мере одного инжектора для ввода среды в металлургическую емкость, в частности в электродуговую печь. При этом блок охлаждения инжектора расположен в стенках или на стенках металлургической емкости, при этом блок охлаждения инжектора имеет по меньшей мере одну плиту, в которой расположен канал охлаждения, через который протекает охлаждающая среда, или отверстие для охлаждения, при этом канал охлаждения или, соответственно, отверстие для охлаждения отделяет горячую область от холодной области. Для улучшения возможности регистрации температур или, соответственно, напряжений в блоке охлаждения инжектора в горячей области расположен по меньшей мере один измерительный элемент для измерения температуры и/или механического расширения, при этом измерительный элемент включает в себя по меньшей мере один световод, который интегрирован в горячую область или закреплен на горячей области. Изобретение позволяет регистрировать термические и/или механические нагрузки блока охлаждения инжектора и более точно контролировать работу оборудования. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение касается блока охлаждения инжектора для удерживания по меньшей мере одного инжектора для ввода среды в металлургическую емкость, в частности в электродуговую печь, при этом блок охлаждения инжектора расположен в стенках или на стенках металлургической емкости, при этом блок охлаждения инжектора имеет по меньшей мере одну плиту (пластину), в которой расположен канал охлаждения, через который протекает охлаждающая среда, или отверстие для охлаждения, при этом канал охлаждения или, соответственно, отверстие для охлаждения отделяет горячую область от холодной области.
Блок охлаждения инжектора такого рода известен из WO 2010/003694 A1.
Блок охлаждения инжектора представляет собой опору, которая служит для размещения по меньшей мере одного инжектора в металлургической емкости, в частности в электродуговой печи. С помощью инжектора среды, такие как газы и/или твердые вещества, вводятся в металлургическую емкость, при этом посредством имеющего каналы для охлаждающего средства блока охлаждения инжектора соответствующий инжектор, будучи защищенным, расположен над отверстием на стенке или в стенке металлургической емкости.
Блок охлаждения инжектора состоит, чаще всего, из меди, при этом предусмотрен находящийся внутри канал для охлаждающей воды. Благодаря водяному охлаждению и большой теплопроводности меди поддерживается температура медного материала, которая предотвращает разрушение блока охлаждения инжектора во внутреннем пространстве электродуговой печи. Блок охлаждения инжектора имеет отверстие, через которое с помощью инжекторной системы газы и/или твердые вещества могут вдуваться в электродуговую печь. Блок охлаждения инжектора служит при этом для инжекторной системы защитой от механического воздействия лома и сплавов, сильного теплового воздействия вследствие излучения горячего металлического расплава и электрической дуги и контакта с жидкой расплавленной фазой. Кроме того, охлаждаемый водой элемент в виде специального конструктивного узла элемента стенки печи закрывает внутреннее пространство печи в наружном направлении.
Известные ранее решения, чаще всего, не имеют устройств, с помощью которых возможна регистрация температур или, соответственно, напряжений (или, соответственно, расширений) в стенках корпуса блока охлаждения инжектора. Если вообще осуществляются измерения, они происходят с помощью датчика, выполняющего только точечное измерение.
Соответственно этому, трудно или даже невозможно делать надежные выводы о состоянии и нагрузке блока охлаждения инжектора, в частности, что касается нагрузок от плоскостного расширения блока.
В принципе, известно применение световодов для измерения термических величин, что, например, описано в WO 2004/015349 A2 и WO 2007/079894 A1. В EP 0208067 B1 предлагается применение приборов для измерения излучения. Аналогичные решения описаны в WO 99/67613 A1 и DE 3807306 A1.
В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствовать блок охлаждения инжектора вышеназванного рода так, чтобы стало возможно регистрировать термические и/или механические нагрузки блока охлаждения инжектора и таким образом более точно контролировать работу оборудования. То есть должен быть предложен эффективный элемент контроля для блока охлаждения инжектора, с помощью которого станет возможен оптимальный по затратам контроль. При этом должен быть возможен непрерывный и прецизионный контроль температур или, соответственно, механических напряжений блока охлаждения инжектора, реализация которого возможна с оптимальными затратами.
Решение этой задачи с помощью изобретения отличается тем, что в горячей области плиты блока охлаждения инжектора расположен по меньшей мере один измерительный элемент для измерения температуры и/или механического расширения, при этом измерительный элемент включает в себя по меньшей мере один световод, который интегрирован в горячей области или закреплен на горячей области, при этом световод расположен в отверстии в горячей области, при этом отверстие проходит на расстоянии от обращенной к расплаву поверхности горячей области, или при этом световод расположен в пазу в горячей области, при этом паз закрыт закрывающим элементом, который удерживает световод в дне паза, при этом закрывающий элемент представляет собой вставленный в паз или залитый в паз металлический элемент, или при этом световод расположен в металлическом слое, при этом металлический слой расположен на горячей области или внутри нее, и при этом световод полностью охвачен материалом слоя.
Важно, что световод для измерения температуры проложен свободно, так что он в случае повышения температуры может беспрепятственно расширяться. Поэтому для измерения температуры световод не соединен прочно с охватывающим его материалом. Для измерения расширения, напротив, световод предпочтительно по всей своей длине прочно соединен с охватывающим его материалом, так что световод в случае расширения материала расширяется вместе с ним в той же мере, и, наоборот, - в случае усадки материала в той же мере усаживается.
Световод может быть расположен в охватывающей его трубе.
Альтернативно световоды могут быть проложены в виде модулей, то есть предварительно изготовленных конструктивных узлов. В отличие от непосредственной прокладки световодов, возможен очень простой монтаж модулей на электрододержателе; модули просто наклеиваются на электрододержатель или привариваются, предпочтительно ротационной сваркой.
Указанный слой может быть нанесен на горячую область или внутрь нее гальваническим способом. Он может состоять из меди, хрома или никеля.
Световод и, при необходимости, охватывающая его труба по одному из вариантов осуществления проложены в горячей области меандрообразно, чтобы иметь возможность регистрировать температуры или, соответственно, напряжения/расширения в поверхности плиты.
Благодаря вводу световодов в стенки блока охлаждения инжектора, и здесь, в частности, у отверстий для охлаждения или, соответственно, у каналов охлаждения, могут измеряться температуры и напряжения слоев корпуса в виде профиля температур или, соответственно, напряжений по поверхности конструктивного элемента. Также регистрируются динамические изменения, обусловленные течениями в расплаве или, соответственно, шлаке. Благодаря этому возможна оценка состояния износа и имеющейся ситуации течения и нагрузок инжектора вследствие температуры и/или напряжения. Предложенная концепция позволяет отображать термическую или, соответственно, механическую нагрузку инжектора по его поверхности в соответствующем рабочем состоянии.
Чтобы иметь возможность выполнения точных измерений с помощью световода, предпочтительно, чтобы световод или металлическая труба, которая охватывает световод, плотно прилегали к конструктивному элементу или, соответственно, среде, причем по возможности без (изолирующего) воздушного промежутка. Это относится, в частности, к тому случаю, когда с помощью световода в блоке охлаждения инжектора должна определяться температура.
Чтобы можно было также измерять расширение (напряжение) стенок блока охлаждения инжектора, предпочтительно, если световод или, соответственно, охватывающая его труба были прочно соединены с отверстием или, соответственно, дном паза.
Если предусматривается паз, в котором прокладывается световод или, соответственно, охватывающая его труба, предпочтительно предусмотрено, чтобы применялась вставка для закрывания паза, которая может состоять из металла. При этом может также предусматриваться, чтобы вставка была образована путем заливки или распыления материала вставки в паз. То есть соответственно материалу, из которого состоит вставка, придается способность к разливу или разбрызгиванию, и затем он заливается или, соответственно, впрыскивается в паз, в который был вложен световод при необходимости вместе с трубой.
Предложенный вариант осуществления предоставляет возможность регистрировать состояния напряжения в плоскости измерения и таким образом регистрировать механическую нагрузку конструктивных элементов.
Технология измерения температур и расширений или, соответственно, напряжений известна как таковая (также под названием «оптический тензометрический датчик»), так что в этом отношении ссылка делается на уровень техники.
Для этого световод предпочтительно находится в соединении с блоком аналитической оценки, в котором может определяться распределение температур в стенках блока охлаждения инжектора. С помощью этого блока аналитической оценки может также соответственно регистрироваться механическая нагрузка стенок блока охлаждения инжектора.
На чертеже изображен один из примеров осуществления изобретения. Показано:
фиг.1: вид «A» (см. фиг.2) блока охлаждения инжектора электродуговой печи,
фиг.2: блок охлаждения инжектора в сечении II-II в соответствии с фиг.1, и
фиг.3: фрагмент «X» в соответствии с фиг.2.
На фиг.1 и 2 можно видеть блок 1 охлаждения инжектора, который выполняет функцию опоры, с помощью которого инжектор 2 удерживается в металлургической емкости 3, в настоящем случае - в электродуговой печи. С помощью инжектора 2 среды, такие как газы и/или твердые вещества, вводятся в металлургическую емкость 3, при этом посредством имеющего каналы 6 для охлаждающего средства блока 1 охлаждения инжектора инжектор 2, будучи защищенным, расположен над отверстием 13 на стенках или в стенках 4 емкости 3.
Блок 1 охлаждения инжектора состоит из сильно теплопроводящего, горячекатаного и/или кованого материала, такого как, например, медь или медный сплав (такой как, например, CuAg, CuCrZr или же CuNiBe). Соответственно предусмотрено, что при изготовлении блока 1 охлаждения инжектора сильно теплопроводящий материал, такой как, например, медь или медный сплав, деформируется посредством горячей прокатки и/или ковки и подвергается горячему упрочнению. Благодаря этому простым образом из катаного или кованого хорошо проводящего тепло материала, такого как, в частности, медь, получается материал с очень хорошей гомогенностью, высокой теплопроводностью и большой прочностью. Блок 1 охлаждения инжектора может быть дополнительно выполнен с холодным упрочнением посредством ковки и/или прокатки.
Изображенный блок 1 охлаждения инжектора состоит из двух находящихся под углом друг к другу плит (пластин) 5, которые изготовлены из одного общего плитового элемента. Плита 5 может при этом сгибаться с помощью гибочного устройства в соответствии с заданным углом.
Наглядная конструкция плиты 5 блока 1 охлаждения инжектора показана на фиг.3. Плита 5 может разделяться на горячую область 7 и холодную область 8, при этом обе области 7, 8 разделены или, соответственно, отделены друг от друга каналом 6 охлаждения.
В горячей области 7 плиты 5 выполнены отверстия 12, в которых размещен измерительный элемент 9 (изображенный только для одного отверстия, но предусмотренный для всех отверстий 12), с помощью которого может определяться температура и/или механическое напряжение в плите 5. Этот измерительный элемент 9 представляет собой световод 10, который размещен в трубе 11 и защищается ею.
Световод 10 обычно имеет диаметр, равный, например, 0,12 мм; с трубой оболочки получается, чаще всего, диаметр в диапазоне от 0,8 мм до 2,0 мм.
Как можно видеть на фиг.3, световод размещен, таким образом, в горячей области 7, охлаждаемой с задней стороны охлаждающей средой, которая направляется через канал 6 охлаждения.
Световод 10 состоит из основного волокна, которое вводится в отверстия 12 или в аналогичные каналы или пазы. Световод 10 может при этом выдерживать температуры до 800°C при постоянной нагрузке.
Чтобы повысить надежность передачи сигнала в световоде 10 и к неизображенным приборам аналитической оценки, световые волны через линзовый разъем от корпуса металлургической емкости 3 в соответствующем положении покоя направляются к блоку аналитической оценки.
Наряду с изложенной возможностью размещения световода 10 в отверстиях 12 существует также предпочтительная возможность выполнения паза в горячей области 7 плиты 5 и прокладки световода 10 - при необходимости вместе с трубой 11 - в дне паза. Затем паз может снова закрываться, для чего могут применяться вышеупомянутые меры. Возможно также расположение световода 10 - при необходимости вместе с трубой 11 - в металлическом слое, который наносится на переднюю сторону плиты 5 или, соответственно, горячей области 7, обращенной к внутренней области емкости 3, т.е. расплаву 14.
Слой может быть нанесен гальваническим способом, при этом световод 10 вместе с трубой 11 полностью покрывается оболочкой. Гальванический слой может, например, состоять из меди, из хрома или из никеля.
При меандрообразной прокладке световода 10 поверхность плиты 5 может хорошо контролироваться в отношении распределения температуры и механической нагрузки.
Световод 10 соединен с неизображенной системой регистрации температуры или, соответственно, системой регистрации механических напряжений или, соответственно, расширений. Посредством системы регистрации создается лазерный свет, который запитывается в световод 10. Накопленные оптическим волокном 10 данные посредством системы регистрации пересчитываются в температуры или напряжения и привязываются к различным местам измерения.
Аналитическая оценка может, например, осуществляться по так называемому методу волоконной решетки Брэгга (методу ВРБ). При этом применяются надлежащие световоды, в которые вводятся места измерения с периодически изменяющимся показателем преломления, или, соответственно, решетки с такими изменениями. Это периодическое изменение показателя преломления приводит к тому, что световод, в зависимости от периодичности для определенных длин волны, представляет собой диэлектрическое зеркало в местах измерения. При изменении температуры в одной точке длина волны Брэгга изменяется, при этом отражается именно эта длина волны. Свет, который не выполняет условие Брэгга, не поддается существенному влиянию решетки Брэгга. Различия между разными сигналами различных мест измерения могут затем распознаваться на основании разностей времени прохождения. Детальная конструкция таких волоконных решеток Брэгга, а также соответствующие блоки аналитической оценки общеизвестны. Точность локального разрешения задана количеством введенных мест измерения. Размер одного места измерения может, например, находиться в диапазоне от 1 мм до 5 мм.
Альтернативно для измерения температуры может также применяться метод «Optical-Frequency-Domain-Reflectometry» - метод оптической рефлектометрии частотной области - (метод OFDR) или метод «Optical-Time-Domain-Reflectometry» - метод оптической рефлектометрии временной области - (метод OTDR). Эти методы базируются на принципе оптоволоконного обратного рамановского рассеяния, при этом используется то, что изменение температуры в точке световода вызывает изменение рамановского рассеяния в материале световода. Посредством блока аналитической оценки (например, рефлектометра Рамана) могут затем определяться значения температуры вдоль волокна с локальным разрешением, причем при этом методе определение осуществляется на определенной длине провода. Эта длина составляет приблизительно несколько сантиметров. Распознавание различий между разными местами измерения, в свою очередь, может осуществляться на основании разностей времени прохождения. Конструкция таких систем для аналитической оценки по указанным методам общеизвестна, также как и необходимые лазеры, которые создают лазерный свет внутри световода 10.
Список ссылочных обозначений
1 Блок охлаждения инжектора
2 Инжектор
3 Металлургическая емкость
4 Стенки
5 Плита
6 Канал охлаждения/отверстие для охлаждения
7 Горячая область
8 Холодная область
9 Измерительный элемент
10 Световод
11 Труба
12 Отверстие
13 Отверстие
14 Расплав.
Claims (7)
1. Охлаждаемый блок (1) инжектора для удерживания по меньшей мере одного инжектора (2) для ввода среды в металлургическую емкость (3), при этом охлаждаемый блок (1) инжектора расположен в стенках (4) или на стенках металлургической емкости (3), при этом охлаждаемый блок (1) инжектора имеет по меньшей мере одну плиту (5), в которой расположен канал охлаждения, через который протекает охлаждающая среда, или отверстие (6) для охлаждения, при этом канал охлаждения или, соответственно, отверстие (6) для охлаждения отделяет горячую область (7) от холодной области (8), при этом в горячей области (7) расположен по меньшей мере один измерительный элемент (9) для измерения температуры и/или механического расширения в плите (5), при этом измерительный элемент (9) включает в себя по меньшей мере один световод (10), который интегрирован в горячую область (7) или закреплен на горячей области (7), при этом световод (10) расположен в отверстии (12) в горячей области (7), при этом отверстие (12) проходит на расстоянии от обращенной к расплаву (14) поверхности горячей области (7), или световод (10) расположен в пазу в горячей области (7), при этом паз закрыт закрывающим элементом, который удерживает световод (10) в дне паза, при этом закрывающий элемент представляет собой вставленный в паз или залитый в паз металлический элемент, или световод (10) расположен в металлическом слое, при этом металлический слой расположен на горячей области (7) или внутри нее, и при этом световод (10) полностью охвачен материалом слоя.
2. Охлаждаемый блок (1) инжектора по п.1, отличающийся тем, что измерительный элемент в виде световода (3) для измерения температуры расположен внутри или на блоке инжектора свободно, без напряжения и возможности перемещения или с целью измерения расширения, предпочтительно по всей своей длине, находится в прочном соединении с материалом охлаждаемого блока инжектора для восприятия его расширений.
3. Охлаждаемый блок (1) инжектора по п.2, отличающийся тем, что световод (3) расположен в модуле, который находится в прочном соединении с плитой (5), при этом световод для измерения температуры расположен в модуле без напряжения и возможности перемещения или с целью измерения расширения прочно заделан в модуль.
4. Охлаждаемый блок (1) инжектора по п.2, отличающийся тем, что световод (10) для измерения температуры свободно проложен в охватывающей световод трубе (11) или для измерения расширения без охватывающей трубы при непосредственном контакте с охватывающим материалом расположен в этом материале.
5. Охлаждаемый блок (1) инжектора по п.1, отличающийся тем, что металлический слой нанесен гальваническим способом на горячую область (7) или внутрь нее.
6. Охлаждаемый блок (1) инжектора по п.1, отличающийся тем, что металлический слой состоит из металла, в частности из меди, хрома или никеля.
7. Охлаждаемый блок (1) инжектора по п.1, отличающийся тем, что световод (10) и, при необходимости, охватывающая его труба (11) меандрообразно проложены в горячей области (7).
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010008508 | 2010-02-18 | ||
| DE102010008508.1 | 2010-02-18 | ||
| DE102010025562.9 | 2010-06-29 | ||
| DE102010025562A DE102010025562A1 (de) | 2010-02-18 | 2010-06-29 | Injektorkühlblock zur Halterung mindestens eines Injektors |
| PCT/EP2011/050625 WO2011101191A1 (de) | 2010-02-18 | 2011-01-18 | Injektorkühlblock zur halterung mindestens eines injektors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2503902C1 true RU2503902C1 (ru) | 2014-01-10 |
Family
ID=44317378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012139842/02A RU2503902C1 (ru) | 2010-02-18 | 2011-01-18 | Блок охлаждения инжектора для удерживания по меньшей мере одного инжектора |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9200843B2 (ru) |
| EP (1) | EP2536987B1 (ru) |
| KR (1) | KR101434195B1 (ru) |
| CN (2) | CN102753925A (ru) |
| BR (1) | BR112012020840B1 (ru) |
| DE (1) | DE102010025562A1 (ru) |
| RU (1) | RU2503902C1 (ru) |
| WO (1) | WO2011101191A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018003479A1 (de) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | Linde Aktiengesellschaft | Plattenwärmetauscher, verfahrenstechnische Anlage und Verfahren |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004015349A2 (en) * | 2002-08-06 | 2004-02-19 | Lios Technology Gmbh | Furnace, method and monitoring system for monitoring its condition |
| RU2007103074A (ru) * | 2006-01-26 | 2008-07-27 | Хераеус Электро-Ните Интернациональ Н.В. (Be) | Устройство для определения граничной поверхности слоя шлака |
| RU2008106778A (ru) * | 2005-07-22 | 2009-08-27 | Сименс Акциенгезелльшафт (DE) | Способ определения по меньшей мере одного параметра состояния дуговой электропечи и дуговая электропепь |
| WO2010003694A1 (de) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Sms Siemag Ag | Halterung für einen injektor und verfahren zu seinem betrieb |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4622007A (en) * | 1984-08-17 | 1986-11-11 | American Combustion, Inc. | Variable heat generating method and apparatus |
| DE3521190A1 (de) | 1985-06-13 | 1986-12-18 | Hoesch Stahl AG, 4600 Dortmund | Vorrichtung zur temperaturmessung an einem konverter |
| DE3807306A1 (de) * | 1986-11-10 | 1989-09-14 | Felten & Guilleaume Energie | Einrichtung eines lichtwellenleiter-phasensensors fuer die messung minimaler dehnungen |
| DE3868048D1 (de) * | 1988-03-05 | 1992-03-05 | Felten & Guilleaume Energie | Einrichtung eines lichtwellenleiter-phasensensors fuer die messung minimaler dehnungen. |
| DE19827389C1 (de) * | 1998-06-19 | 2000-03-16 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Detektionsanordnung für Kräfte oder Spannungen |
| US6910431B2 (en) * | 2002-12-30 | 2005-06-28 | The Boc Group, Inc. | Burner-lance and combustion method for heating surfaces susceptible to oxidation or reduction |
| DE102005013924B4 (de) | 2005-03-26 | 2007-12-27 | Saveway Gmbh & Co. Kg | Wandpaneel für Schmelzöfen |
| DE102005061675B3 (de) | 2005-12-21 | 2007-07-26 | Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH | Konverter mit einem Behälter zur Aufnahme geschmolzenen Metalls und einer Messvorrichtung zur optischen Temperaturbestimmung des geschmolzenen Metalls |
| US7824604B2 (en) * | 2006-05-17 | 2010-11-02 | Air Liquide Advanced Technologies U.S. Llc | Methods of implementing a water-cooling system into a burner panel and related apparatuses |
| US20120237695A1 (en) * | 2009-12-23 | 2012-09-20 | 2-Pye Solar, LLC | Method and apparatus for depositing a thin film |
-
2010
- 2010-06-29 DE DE102010025562A patent/DE102010025562A1/de not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-01-18 RU RU2012139842/02A patent/RU2503902C1/ru active
- 2011-01-18 EP EP11704196.2A patent/EP2536987B1/de active Active
- 2011-01-18 KR KR1020127021971A patent/KR101434195B1/ko active IP Right Grant
- 2011-01-18 WO PCT/EP2011/050625 patent/WO2011101191A1/de active Application Filing
- 2011-01-18 BR BR112012020840-3A patent/BR112012020840B1/pt active IP Right Grant
- 2011-01-18 CN CN2011800101350A patent/CN102753925A/zh active Pending
- 2011-01-18 CN CN201610211882.5A patent/CN105969935A/zh active Pending
- 2011-01-18 US US13/580,095 patent/US9200843B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004015349A2 (en) * | 2002-08-06 | 2004-02-19 | Lios Technology Gmbh | Furnace, method and monitoring system for monitoring its condition |
| RU2008106778A (ru) * | 2005-07-22 | 2009-08-27 | Сименс Акциенгезелльшафт (DE) | Способ определения по меньшей мере одного параметра состояния дуговой электропечи и дуговая электропепь |
| RU2007103074A (ru) * | 2006-01-26 | 2008-07-27 | Хераеус Электро-Ните Интернациональ Н.В. (Be) | Устройство для определения граничной поверхности слоя шлака |
| WO2010003694A1 (de) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Sms Siemag Ag | Halterung für einen injektor und verfahren zu seinem betrieb |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011101191A1 (de) | 2011-08-25 |
| BR112012020840B1 (pt) | 2018-07-03 |
| EP2536987B1 (de) | 2014-04-16 |
| CN105969935A (zh) | 2016-09-28 |
| EP2536987A1 (de) | 2012-12-26 |
| US20130016754A1 (en) | 2013-01-17 |
| DE102010025562A1 (de) | 2011-08-18 |
| CN102753925A (zh) | 2012-10-24 |
| KR20120112817A (ko) | 2012-10-11 |
| US9200843B2 (en) | 2015-12-01 |
| KR101434195B1 (ko) | 2014-08-26 |
| BR112012020840A2 (pt) | 2017-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8939191B2 (en) | Temperature measurement in a chill mold by a fiber optic measurement method | |
| US20110167905A1 (en) | Casting level measurement in a mold by means of a fiber optic measuring method | |
| CN102575962A (zh) | 用于测量温度梯度的传感器 | |
| EP2312250B1 (de) | Metallurgisches Gefäß | |
| Roman et al. | Thermal mapping of metal casting mold using high-resolution distributed fiber-optic sensors | |
| CN102574200B (zh) | 用于加工液态的金属材料的铸模 | |
| RU2503902C1 (ru) | Блок охлаждения инжектора для удерживания по меньшей мере одного инжектора | |
| Roman et al. | Temperature monitoring in the refractory lining of a continuous casting tundish using distributed optical fiber sensors | |
| EP2539660B1 (de) | Giesspfanne oder zwischenbehälter zur aufnahme eines flüssigen metalls mit integriertem messelement zur erfassung der temperatur und/oder mechanischen belastung | |
| CN102740995B (zh) | 冶金容器和用于制造容器的壁的方法 | |
| US20120327968A1 (en) | Electrode arm of a metallurgical melting furnace | |
| JP3199591B2 (ja) | 温度分布測定具 | |
| KR200376771Y1 (ko) | 연속 주조용 롤 표면 온도 측정장치 | |
| KR20200018974A (ko) | 용융금속의 측온장치 및 측온방법 |