用于测量钢水熔池的温度的自耗光纤制造技术

用于改进钢水熔池中的温度的测量的光学包芯导线包含光纤和侧向围绕所述光纤的罩盖。所述罩盖在多个层中围绕所述光纤。一个层是金属涂层，也被称为金属套或金属管。中间层布置在所述金属管下方，也被称为填充物。所述中间层由熔点在1000℃到1500℃的温度范围内，优选地在1200℃到1400℃下的隔热材料形成，使得所述中间层的片在暴露于熔融金属温度后是流体并且所述中间层、整个中间层和/或侧向围绕所述光纤的所述罩盖可以在浸没到或立即暴露于熔融金属下立即熔融。可以实现钢水熔池中的温度的可靠测量。

【技术实现步骤摘要】
用于测量钢水熔池的温度的自耗光纤
本专利技术涉及一种自耗包芯导线，所述自耗包芯导线包含由罩盖围绕的光纤以用于测量钢水熔池的温度。
技术介绍
JPH0815040(A)描述一种将自耗光纤馈送到液体金属中以用于测量熔融金属熔池的温度的方法。在US5,730,527中还描述了用于熔融金属的光纤测量的类似方法和设备。这种自耗光纤是已知的，例如，从JPH11160155(A)中。这些是单个金属加套的光纤，此处光芯体是金属，所述金属通常覆盖不锈钢，目的是使光纤变硬使得其可以浸没到熔融金属中。然而这些可浸没光纤可以穿透在熔融表面下方，它们遭受快速变质。这些早期自耗光纤的改进包含额外的保护结构并且例如从JPH10176954(A)中已知。此处，光纤由保护性金属管围绕，所述保护性金属管由额外塑料材料层围绕。当深深地浸没时可浸没到熔融金属中的此覆盖的自耗光纤以将暴露光纤的尖端的预定速率从线圈或线轴馈送到金属。暴露时浸没的深度对于温度准确性来说是重要的，因此为了准确的温度需要的是防止早期损坏或者将光纤尖端快速移动到测量点。JPH09304185(A)公开了一种馈送速率解决方案，其中纤维消耗的速度必须大于失透速率，由此确保可始终获得新制的光纤表面。因为来自任何来源的热使纤维降解，即将浸没之前应使其免于热量增加。同样地在测量之后其余未使用的部分也必须免于热量增加以适用于随后测量。US5,585,914传授自耗光纤可以经由喷嘴在5mm/sec的速率下馈送到熔融金属中持续10秒，随后保持此浸没20秒并且当以循环方式实现时，可以认为是连续的。JPH09304185(A)传授为了准确的结果，新表面的损坏和随后暴露的速率必须对应于其尖端的玻璃体结构损坏的速度，即，新纤维材料经连续馈送以替换失透纤维并且因此适用于接收和传递辐射，而无辐射损失。为了实现此替换，将纤维馈送到熔融金属中直到其温度反应超过设定点。停止馈送2秒并且测定温度。随后再次将纤维馈送到金属中持续10mm并且停止两秒，并且测定第二温度。第一和第二温度的比较确定是否已经实现成功测量或是否需要额外循环。此外，对于确定读数是否可接受的方式，馈送速度不指定。另外，因为炼钢是分批工艺，以上现有技术的问题在于使用卷曲光纤的其余部分的之前测量将失透并且因此无法遵循此方法，因为随后测量的设定点温度的初始确定无法充分经确定。JPH09243459(A)传授纠正措施，其中损坏的自耗光纤每次应从供应线圈切除以提供未失透纤维，但无如何确定失透程度的指示。在实践中此需要辅助设备来切除纤维的损坏部分并且在浸没是从金属上方的情况下其必须经由炉渣层收回，炉渣层可以在干扰从容器和切割机构移出的纤维上收集。各种用于馈送自耗光纤的方案都经设计以在失透前将光纤芯体暴露于熔融金属，然而失透速率取决于熔融金属的实际情况，如其温度、其运动、密闭容器和覆盖熔池的炉渣以及在各测量循环之前和之后光纤暴露的热条件。已发现因为新制纤维表面的可用性对准确温度测量至关重要并且此可用性取决于纤维如何浸没到熔融金属中，因而由于在金属处理期间的各个时间当浸没到并且通过各种冶金容器时纤维将暴露的许多各种条件而可能出现多种馈送方案。当失透速率的变化可以通过改进自耗光纤构造而得到最小化时，测量技术的适用性可以适用于更宽范围的冶金容器而无需定制馈送体系。外部覆盖有钢的多层导线结构用于钢制品中以将掺杂物质选择性地引入到钢水熔池中。这些通常被称作包芯导线并且在DE19916235A1、DE3712619A1、DE19623194C1和US6,770,366中描述。US7,906,747公开了一种包芯导线，所述包芯导线包含在接触液体金属熔池之后发生热解的材料。US5,988,545公开了一种包芯导线注射系统，其中包芯导线供应于线圈中或线轴上如以便与如EP0806640、JPH09101206(A)、JPS6052507(A)和DE3707322(C1)中公开的特别导线馈送机整合以进行包芯导线的实际浸没。US7,748,896公开了一种用于测量熔融熔池的参数的装置，所述装置包含光纤、横向围绕光纤的罩盖以及连接到光纤的检测器，其中罩盖在多个层中围绕光纤，一个层包含金属管和布置在金属管下方的中间层，中间层包含粉末或纤维或粒状材料，其中中间层的材料在多个片中围绕纤维。中间层由二氧化硅粉末或氧化铝粉末形成并且可以含有气体产生材料。在多个分离部分中围绕纤维的中间层的所公开的特征在本专利技术的意义上意味着在多个部分中的构造存在于操作状态中，换句话说，在浸没在熔融熔池中期间或之后进行测量使得中间层的片保持分离并且在使用期间是可分离的。添加气体产生材料辅助中间层的部分的爆炸分离。虽然部分含于未熔融外部金属套内，此光学包芯导线结构辅助将光纤保持在其中心处在极低温下持续相对较长时间。由于高温的将毁坏光纤的失透得到延迟。通过在浸没到熔融金属中期间持续的特定温度，中间层气体的膨胀强制性地移出未附接的罩盖层。纤维在熔融金属熔池中被不规律地加热到平衡温度，使得在浸没在熔融金属熔池中的光纤或其端部失透之前测量可以随后非常快速的发生。用于显露新制光学表面的气体释放的爆炸性质的此不可预测性提供不稳定结果，其经受正确温度的解释和误读。根据通过浸没的光纤进行准确温度测量的已知要求，光纤必须在等于光芯体的失透速率或比所述失透速率快的速率下消耗。因为失透速率随着在光芯体的熔融金属浸没期间输入到光芯体的热量和自暴露于周围环境起输入到光芯体的热量而变，必须使包芯光纤与预暴露条件成比例消耗，所述预暴露条件如在浸没位置的辐射热、炉渣温度以及特定锅炉的熔融温度。
技术实现思路
本专利技术的目标是进一步改进钢水熔池中的温度的测量。所述目标由包含独立权利要求的特征的改进包芯导线解决。优选实施例包含从属权利要求的特征。本专利技术关于一种用于测量熔融金属的温度的包芯导线，其包含光纤和侧向围绕光纤的罩盖，其中罩盖在多个层中围绕光纤，一个层包含金属管和布置在金属管下方的中间层，其中中间层、整个中间层和/或侧向围绕光纤的罩盖可以在浸没到或立即暴露于熔融金属下立即熔融。在本申请案的范围内术语“熔融”对于除金属以外的具有不同熔融温度的材料来说指材料状态，其足够流动以容易地在其自身重量下流动或由另一液体(如相对液体金属)的重量推动。玻璃材料因此可以尤其描述为“熔融”，其具有10到10000泊，优选地10到1000泊的粘度。图8显示在温度范围内玻璃材料的粘度。“在浸没下立即”意思指在与熔融金属直接接触时。然而，当整个中间层包含金属时，“在浸没下立即”包括将此类金属组分加热到熔融温度以变为流体的时间。在后一种情况下，“在浸没下立即”暗示此类金属组分很少并且足够小以立即熔融，例如在少于一秒内。出于以下详细描述的原因，可以进而实现可靠测量。在一个实施例中，包芯导线具有用于浸没到熔融金属中的浸没侧和相对侧，其中构成中间层，其方式为使得中间层在浸没到熔融金属中期间在浸没侧熔融并且同时在相对侧保持未熔融和/或多孔。具有包芯导线，所述包芯导线具有中间层可在浸没期间熔融的浸没侧和具有未熔融中间层的相对侧，光纤可以经中间层很好地保护以用于可靠测量。未熔融和/或多孔中间层可提供光纤的良好隔热。在一个实施例中，光纤中心布置在包芯导线中和/或由塑料管或护套覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包芯导线(2)，其包含光纤(6)和侧向围绕所述光纤的罩盖，其中所述罩盖在多个层中围绕所述光纤，一个层包含金属管(3)和布置在所述金属管(3)下方的中间层(1)，其中所述中间层(1)由熔点是至少600℃或至少1000℃和/或至多1500℃，优选地1000℃到1400℃，更优选地1200到1400℃的材料形成。

【技术特征摘要】
2015.10.14 GB 1518208.21.一种包芯导线(2)，其包含光纤(6)和侧向围绕所述光纤的罩盖，其中所述罩盖在多个层中围绕所述光纤，一个层包含金属管(3)和布置在所述金属管(3)下方的中间层(1)，其中所述中间层(1)由熔点是至少600℃或至少1000℃和/或至多1500℃，优选地1000℃到1400℃，更优选地1200到1400℃的材料形成。2.根据前述权利要求所述的包芯导线(2)，其中所述中间层(1)由纤维(4、4a)形成。3.根据前述权利要求所述的包芯导线(2)，其中所述纤维(4、4a)是环状纤维。4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的包芯导线(2)，其中绳形成所述中间层(1)。5.根据前述权利要求所述的包芯导线(2)，其中所述光纤(6)布置在所述绳的中心中。6.根据两个前述权利要求中任一权利要求所述的包芯导线(2)，其中所述绳是容积化的。7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的包芯导线，其中所述中间层(1)由E玻璃纤维形成。8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的包芯导线，其中所述中间层(1)布置在所述金属管(3)与由塑料或纸板形成的管(5)之间并且其中所述光纤(6)在所述塑料或纸板管(5)内。9.根据前述权利要求所述的包芯导线，其中所述光纤(6)的外径小于所述由塑料或纸板形成的管(5)的内径，使得所述光纤(6)可在所述由塑料或纸板形成的管(5)内移动。10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的包芯导线，其中中间层(1)的所述材料的密度小于5g/cm3，优选地小于4g/cm3，更优选地小于3g/cm3。11.一种用于测量熔融金属(12)的温度的包芯导线(2)，其包含光纤(6)和侧向围绕所述光纤的罩盖，其中所述罩盖在多个层中围绕所述光纤(6)，一个层包含金属管(3)和布置在所述金属管(3)下方的中间层(1)，其中所述中间层(1)、整个中间层(1)和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·肯德尔，罗伯特·查尔斯·惠特克，马克·施特雷特曼斯，杰克·蔡尔兹，多米尼克·费通斯，
申请(专利权)人：贺利氏电子耐特国际股份公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE