冶金容器和用于制造容器的壁的方法技术

一种冶金容器，其带有用于第一液态金属的处理或用于金属的液化的空腔，所述容器包括由第二金属构成的带有面向空腔的热侧和背对空腔的冷侧的冷却的壁板(1)并且其装备有用于探测冶金容器和第一金属的数据的光波导(5,6,7)，其特征在于，光波导(5,6,7)靠近表面地布置在热侧的区域中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种冶金容器，其带有用于第一液态金属的处理或用于金属的液化的空腔，其中，该容器包括由第二金属构成的带有面向空腔的热侧和背对空腔的冷侧的可冷却的壁，并且其中，用于探测冶金容器或第一金属的数据的光波导被引入容器的壁中。在此，第一金属尤其是钢，其中然而其也可以是其它金属。第二金属尤其是铜，其中然而也可被设置有其它金属。此外，本专利技术涉及一种用于制造用于冶金容器的壁的方法以及光波导在容器的壁中的应用。
技术介绍
对于钢生产已知一系列装置，其经由高炉和转炉与废铁、矿、海绵铁和其它原料相结合地加工大多数热的、液态的生铁。应用熔炼容器、例如电弧炉，在其中应用大多数冷的或预热的原料如废铁和海绵铁。不仅铸模而且电弧炉和其它的用于熔炼或储存熔融的金属 的装置被称为冶金容器。在文件DE 10 2008 060 507 Al中说明了借助于光学纤维的测量方法测量铸造设备的铸模中的温度。在此使用了用于测量铸模的壁中的至少一个铜板中的温度的传感器。传感器与温度探测系统相连接。作为传感器应用了光波导，通过其来传导激光。在铜板的外侧上成形有槽，光波导铺设在其中。借助于光波导的温度探测使比在铸模中使用热电偶元件明显更少的缆线耗费成为可能。此外，需要明显更少的工作耗费和成本耗费用于在铸模-铜板中安装纤维。此夕卜，光波导的应用使比在应用热电偶元件(其插入孔中)时能够达到的更高的区域分辨率(Ortsaufloesung)成为可能。光波导可代替多于一百个热电偶元件连同所属的缆线。光波导例如曲折状地在冷却通道之间在铸模的铜板的背面上(即在冷侧上)铺设在槽中。光波导可借助于模铸树脂注入槽中。通过其它的构件或通过电镀的所施加的层来封闭也是已知的。由文件DE 10 2008 006 965 Al已知一种用于确定在用于制造液态金属(通常为钢)的电弧炉中从在电极与熔融物之间燃烧的电弧发出的热辐射的辐射量的方法，如果辐射冲击到电弧炉的界限上，那么应用该方法。在电弧炉中在使用另外的添加剂的情况下来制造由固态的熔融物(例如废铁或还原的铁)所产生的液态金属。对此借助于一个或多个电极将用于使熔融物熔融的能量引入电弧炉中，通常以在电极与熔融物之间的电弧的形式。为了能够尽可能有效率地实现熔融，尝试尽可能将所有由电弧提供的能量引入熔融物中。待熔融的固体材料、液态金属和/或还有炉渣在此被理解为熔融物。然而由于在当今的电弧炉中通常的运行方式可导致，电弧在熔化过程中自由燃烧，即由电弧(其被构造在电极与熔融物之间)所产生的热辐射很大程度上到达电弧炉的界限、尤其电弧炉的被冷却的壁处。通过一方面电弧炉的能量仅以较小的规模被引入熔融物中而另一方面必要时必须提高用于冷却炉壁的冷却效率以便保护壁/铜板(Kupferstave),由此炉的能量消耗提高。在已知的方法中探测了输送给电极的电极电流，其中，电弧炉的固体传声-振动被探测并且从所探测的电极电流来确定关联于所探测的电极电流的频率范围的电流评估信号，其中，从所探测的固体传声-振动来确定振动评估信号，其关联于固体传声-振动的频率范围。在此，作为对热振动的度量，形成对至少一个对于所探测的电极电流和所探测的固体传声振动共同的频率的振动评估信号与电流评估信号的商，以便确定辐射量。在炉容器的壁或嵌板处，即在炉容器的外界限处布置有用于探测炉容器处的振动的固体传声传感器。由其所传输的信号优选地至少部分地经由光波导来传导。已知将光波导在由铜构成的壁板的背对包含液态金属的空腔的侧面、即冷侧上安装到槽中。在从冷侧引入时，在温度变化时经常存在两秒或三秒的上升时间、即直至达到待达到的温度值的68%的值的时间。这样长的上升时间使得用于铸造面调节的任务的光波导 丧失能力。因此在该情况中指示使用辐射测量系统，其应用放射性的辐射，在其中可实现半秒至一秒的提升时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是如此改进开头提到的类型的已知的冶金容器和用于制造用于该容器的壁的已知的方法以及光波导在容器的壁中的应用，使得涉及容器或容器中的金属的温度数据或膨胀数据的更精确的探测成为可能。根据本专利技术，该目的由此来实现，即光波导靠近表面地布置在热侧的区域中。概念冶金容器在本专利技术的意义中包括冶金容器的所有类型，也包括熔炉、尤其电弧炉，且也包括尤其用于连铸的铸模。概念壁在本专利技术的意义中还包括单个壁元件，例如壁板，作为整个容器壁的部分。反之，壁板的概念不仅可理解为单个元件而且可理解为容器的整个壁。通过根据本专利技术将光波导引入电弧炉的壁中可示出在热侧上在容器的不同的高度中冶金容器的温度或者膨胀特性或振动特性。在此，同样探测了由工艺、例如由熔融物中的流动变化引起的动态变化。该设计方案使能够也与时间相关地示出容器的壁在任何运行状态中的热负载和机械负载。因此也可能有针对性地寻找(工艺)缺陷(如壁中的纵向裂纹或热侧处的熔融物的烧结)作为对于在之后的铸造产品上的特征性的记号的原因。在该新的设计方案中，如目前已知的那样，光波导不被从冷却水环流的冷侧这里、而是直接从受热负载的热侧直接引入容器的壁中。这使能够非常即刻地监控板以防过载情况。如果铜板中的光波导LWL显示开始的过热，则可降低电极的加热功率。通过精确的测量，电弧炉可更接近运行极限地以更大加热功率来运行，因为不需要不必要高的安全余量用于板的保护。对此，在热侧上铣削有贯通的槽，其之后在热侧上通过由热侧的基本材料构成的填充件来封闭。该填充件优选地通过摩擦-搅拌-焊接又被与基体熔合。在此，槽深度如此来测定，使得由于焊接工艺的热负荷可不损坏光波导。该设计方案对于铸造模(Giesskokille)的应用具有该优点，即测量纤维非常靠近铸造过程在其中发生的区域布置。由此光波导可用于温度测量或膨胀测量，而不必忍受太长的上升时间或死时间。在根据本专利技术铺设光波导的情况下使用纤维-Bragg方法用于温度测量时在使用足够薄的套管(其包围光波导)的情况下实现仅仅0. Is的上升时间。这意味着，在将由套管包围的光波导引入热侧/铜板的槽中时还可接受另外0. 25s的附加的上升时间或者死时间的提高，而不获得比已知的辐射测量的方法更差的结果。当光波导处于其中的槽仅具有大约3-12mm的较小的深度时，通过本专利技术可利用较少的死时间和提升时间实现这样好的测量精度。这意味着，光波导根据本专利技术例如处于在热侧后面3-12mm的区域中。通过铣削、例如借助于圆盘铣刀来制造槽，其具有一至二厘米的宽度。以套管包裹的光波导可置入其中。接下来，槽优选地通过与槽的宽度相匹配的金属条作为填充件来填充。最后将金属条在其侧棱处与铜板的材料相连接。这可通过许多技术实现，例如通过焊接或钎焊。从从属权利要求、说明书和附图中得出本专利技术的另外的有利的改进方案。以有利的方式，填充件(其封闭了槽)由与壁板相同的材料构成。有利地也可设置成，槽具有向槽底渐缩的横截面。这阻止在摩擦搅拌焊接 (Reibruehrschweissen)中以压力行过焊接物的螺栓可将填充件下压太深且由此压碎光波导-套管。对此，槽有利地具有至少大致梯形的横截面。通过梯形的横截面可阻止填充件的下压和套管的压碎。应理解的是，填充件优选地具有与槽相匹配的横截面、尤其同样梯形的横截面。优选地，填充件相对于槽，尤其在联接到壁件的表面处的区域中具有些微的尺寸不足(Unt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D利弗图赫特，M阿斯贝尔格，
申请(专利权)人：SMS西马格股份公司，
类型：发明
国别省市：