專利名稱：用于熔融金屬的容器及其用途以及測定中間層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于熔融金屬的容器，具有設(shè)于容器壁開口內(nèi)的測溫設(shè)備，其中， 該測溫設(shè)備具有保護(hù)套，其伸入到容器內(nèi)并在設(shè)于容器內(nèi)的其末端處閉合，以及設(shè)于該保 護(hù)套開口內(nèi)的測溫元件。此外，本發(fā)明涉及該容器的用途以及用于測定設(shè)于容器內(nèi)上下相 鄰兩層的材料之間的中間層的方法，尤其是爐渣層和下面的鋼液之間。
背景技術(shù)：
這種容器在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。例如，從德國實(shí)用新型專利GM72^088可獲知 將熱電偶設(shè)于鋼包壁內(nèi)。熱電偶設(shè)于由陶瓷保護(hù)層環(huán)繞的鋼管內(nèi)。DE1054735公開了一種 用于金屬的熔煉坩堝，在其側(cè)壁插有溫度傳感器。該溫度傳感器具有由金屬陶瓷材料制成 的保護(hù)管，如鉬和氧化鋁。該保護(hù)管的尖端伸入到熔煉空間側(cè)約25mm。US3610045公開了 一種用于鐵水的熔煉坩堝，在其側(cè)壁設(shè)有熱電偶。該熱電偶用由氧化鋁和二氧化硅制成的 圓錐形保護(hù)套進(jìn)行保護(hù)。從EP314807B 1中可知類似的容器。同樣，在該容器中，熱電偶通 過壁進(jìn)入容器內(nèi)部。該熱電偶由氧化鋁管進(jìn)行保護(hù)，并依次由容器內(nèi)部的氮化硼保護(hù)套環(huán) 繞。
從US6309442B1可獲知一種用于熔融金屬的容器，于其內(nèi)側(cè)上上下依次設(shè)置由二 氧化鋯或二氧化釷制成的接觸物，以測定熔融金屬和爐渣之間的中間層的水平。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是基于改進(jìn)用于熔融金屬的容器的問題，從而可在較長一段時(shí)間內(nèi)盡可 能準(zhǔn)確地測量其內(nèi)部熔體的溫度。本發(fā)明還基于進(jìn)一步改進(jìn)用于測定中間層的已知方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于熔融金屬的容器，該容器具有設(shè)于容器 壁開口內(nèi)的測溫設(shè)備，其中所述測溫設(shè)備具有保護(hù)套，其伸入到容器內(nèi)并在設(shè)于容器內(nèi)的 其末端上閉合，和設(shè)于該保護(hù)套開口內(nèi)的測溫元件，其中，所述保護(hù)套包括耐熱的金屬氧化 物和石墨，并且所述封閉端離容器壁至少間隔50mm。因此，由于具有上述特征的容器具有 由耐熱的金屬氧化物和石墨制成的保護(hù)套，并由于保護(hù)套的封閉端離容器壁至少50mm，優(yōu) 選約75 200mm，因而可以測定熔融金屬的實(shí)際溫度，不受可能來自于坩堝壁的冷卻效應(yīng) 對測量值的影響。同時(shí)，保護(hù)套足以耐受腐蝕性的熔融金屬，尤其是鋼液，并因而適合于長 期使用。具有保護(hù)套的測溫元件可優(yōu)選設(shè)于容器底部，從而使其也可用于進(jìn)行低填充液面 的測量。該保護(hù)套優(yōu)選基本上由氧化鋁和石墨組成，其中，尤其是可以包括約20-約80重 量％的氧化鋁和約5-約60重量％的石墨。該保護(hù)套也可以含有不同于石墨和/或其它高 熔點(diǎn)氧化物形式的碳。在保護(hù)套內(nèi)，如果優(yōu)選熱電偶的測溫元件由保護(hù)管環(huán)繞則是有利的， 保護(hù)管優(yōu)選由氧化鋁制成。如果該保護(hù)管的外徑約為0. I-Imm,小于該保護(hù)套的開口內(nèi)徑則是有利的。該保護(hù)套至少在其部分長度上可以具有外圓錐形，其直徑朝向容器內(nèi)部變小，以 確保穩(wěn)固地安裝到容器壁內(nèi)并使保護(hù)套足夠穩(wěn)定。而且，在保護(hù)套上設(shè)置伸入容器內(nèi)部的 傳感器，尤其是電化學(xué)的、電磁的或光學(xué)的傳感器或用于測定電壓和/或電流和/或電阻的 傳感器是有利的，用于測定材料變化或材料性能的變化，由于采用這種方式，在熔融金屬間 尤其是鋼液和其上的爐渣之間的中間層測量成為可能。傳感器一接觸中間層，由該傳感器 獲取的信號(hào)就發(fā)生變化并因而指示已到達(dá)中間層。而且，如果于容器壁和保護(hù)套之間在容 器壁的開口內(nèi)設(shè)置由高熔點(diǎn)材料優(yōu)選富鋁紅柱石制成的襯套是有利的，其中，襯套可以具 有圓錐形狀，其直徑朝向容器內(nèi)部變小。
根據(jù)本發(fā)明，所述容器可用作鑄造包，尤其是用于鋼液。鋼液通常在鑄造包內(nèi)移 動(dòng)，一種所謂的中間包(timdish)，從而使伸入到容器內(nèi)部相對較深的測定設(shè)備需要特別高 的穩(wěn)定性。典型地，鑄造包被預(yù)熱，從而使測定設(shè)備也被預(yù)熱。這導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間很短，從而 使測溫設(shè)備很快到達(dá)其與熔體的平衡溫度并可以很快進(jìn)行測量。
對于具有起初提到的特征的方法，其問題是這樣解決的在容器內(nèi)的下部材料中 設(shè)置用于測定材料變化或材料性能變化的傳感器，尤其是電化學(xué)的、電磁的或光學(xué)的傳感 器或用于測定電壓和/或電流和/或電阻的傳感器，并在[sic ；材料]從容器連續(xù)流出容器 期間測定電化學(xué)傳感器的測量信號(hào)以及當(dāng)傳感器接觸材料之間的中間層時(shí)產(chǎn)生信號(hào)變化。 優(yōu)選地，該信號(hào)變化與中間層離容器底部的距離相關(guān)。此外，如果當(dāng)信號(hào)變化時(shí)結(jié)束連續(xù)流 出過程是有利的。為此，所述測量信號(hào)同時(shí)用于向控制該連續(xù)流出過程的設(shè)備發(fā)送信號(hào)，據(jù) 此來終止連續(xù)流出過程。
盡管保護(hù)套有相當(dāng)大的長度伸入熔體內(nèi)，但該設(shè)備具有足夠的穩(wěn)定性，從而使熔 融金屬溫度的測量以及熔融金屬與其上爐渣之間的中間層位置的測量是可能的。


下面參照

了本發(fā)明的一種實(shí)施例，圖中顯示出
圖1為通過設(shè)于容器壁內(nèi)的測溫設(shè)備的橫截面圖，以及
圖2為帶有電化學(xué)傳感器的測溫設(shè)備的封閉端。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的測量設(shè)備具有由富鋁紅柱石制成的襯套1。其設(shè)于用于鋼液的鑄 造包底部，為清楚起見而未將鑄造包示出。這種鑄造包在行內(nèi)是公知的，例如從已提到的 US6309442B1中可獲知(參照圖1，數(shù)字16)。保護(hù)套2設(shè)于襯套1內(nèi)。該保護(hù)套2基本上 由氧化鋁和石墨的混合物組成。保護(hù)套2至少在設(shè)在襯套1內(nèi)的部分具有圓錐形剖面。這 使得能夠更加輕易地從襯套1移開以便更換帶有測溫元件3的保護(hù)套2。測溫元件3由保 護(hù)套2內(nèi)的閉合氧化鋁管4環(huán)繞。
保護(hù)套2通過高熔點(diǎn)粘合劑5固定到襯套1內(nèi)。保護(hù)套2的尖端伸入到鑄造包內(nèi) 約120mm，從而使在測溫元件3尖端處進(jìn)行的測量保持不受鑄造包壁的影響。遠(yuǎn)離鑄造包內(nèi) 部的測溫元件3末端具有所謂的連接件6，其作為與測定元件3的機(jī)械和電接觸物。由富鋁 紅柱石制成的襯套1和由粘合劑5固定的保護(hù)套2的全部設(shè)備包括一種致密的無粉材料， 從而使在裝置的一部分出現(xiàn)破損的情況下無泄露并且熔融金屬不能從鑄造包逸出。
圖2顯示出保護(hù)套2的尖端，其伸入到鑄造包內(nèi)，具有測溫元件3和電化學(xué)傳感器 7。該電化學(xué)傳感器7伸出保護(hù)套2并用高熔點(diǎn)粘合劑8固定。氧化鋁管4也固定在高熔 點(diǎn)粘合劑8內(nèi)。所述電化學(xué)傳感器為一種典型的電化學(xué)傳感器，具有作為固體電解質(zhì)材料 的氧化鋯管9，其中，參比電極10設(shè)于參考材料11和填充材料12內(nèi)。這種電化學(xué)傳感器在 原理是是公知的，例如從US4342633中可知。
測溫元件3由熱電偶形成，其中，外套包括氧化鋁，并且兩根熱導(dǎo)線13之一伸入到 兩側(cè)開口的氧化鋁管14內(nèi)。所有的電線都通過氧化鋁管4至連接物6內(nèi)并在那里可以進(jìn)一 步連接到測量設(shè)備。由電化學(xué)傳感器7產(chǎn)生的電壓基本上依賴于測量環(huán)境。因此，環(huán)境一 改變電壓就立即發(fā)生變化。就是這種情況，例如，當(dāng)鑄造包內(nèi)鋼液的液面下降以及電化學(xué)傳 感器7與設(shè)在鋼液上的爐渣層開始接觸時(shí)。因此，準(zhǔn)確測定鑄造包底部上方鋼液和爐渣之 間的中間層高度是可能的。電化學(xué)傳感器7—檢測到中間層，例如通過另一個(gè)信號(hào)，可以通 過關(guān)閉出口而終止鋼液從鑄造包的連續(xù)流出?；A(chǔ)地，在保護(hù)套2的周邊縱向間隔設(shè)置幾 個(gè)電化學(xué)傳感器7也是可能的，從而也可以產(chǎn)生鋼液的槽液面變化。除電化學(xué)傳感器之外， 也可以利用其它傳感器尤其是電化學(xué)的、電磁的或光學(xué)的傳感器或用于檢測電壓和/或電 流和/或電阻的傳感器來產(chǎn)生在鋼液和爐渣的中間區(qū)域內(nèi)的材料性能的改變。
權(quán)利要求
1.用于鋼液的容器，具有設(shè)于容器壁開口內(nèi)的測溫設(shè)備，其中，所述測溫設(shè)備具有保護(hù) 套，其伸入到容器內(nèi)并在設(shè)于容器內(nèi)的其末端上閉合，和設(shè)于該保護(hù)套開口內(nèi)的測溫元件， 其特征在于所述保護(hù)套包括耐熱的20-80重量％的氧化鋁和5-60重量％的石墨，并且所 述封閉端離容器壁間隔75-200mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的容器，其特征在于在所述保護(hù)套內(nèi)設(shè)置由氧化鋁制成并環(huán)繞所 述測溫元件的保護(hù)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的容器，其特征在于所述保護(hù)套至少在其部分長度上具有外圓錐 形狀，其直徑朝向容器內(nèi)部變小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的容器，其特征在于所述測溫元件為熱電偶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的容器，其特征在于在所述保護(hù)套上設(shè)置一個(gè)伸入到容器內(nèi)部用 于測定材料變化的傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的容器，其特征在于所述傳感器是電化學(xué)的、電磁的、光學(xué)的傳感 器或用于檢測電壓和/或電流和/或電阻的傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的容器，其特征在于于容器壁和保護(hù)套之間在容器壁的開口內(nèi)設(shè) 置由高熔點(diǎn)材料制成并具有圓錐形狀的襯套，其直徑朝向容器內(nèi)部變小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的容器，其特征在于所述高熔點(diǎn)材料為富鋁紅柱石。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的容器作為用于鋼液的鑄造包的用途。
10.一種測定權(quán)利要求1的容器內(nèi)上下相鄰設(shè)置的兩種材料之間的中間層的方法，所 述兩種材料是爐渣層和其下的鋼液，其特征在于將傳感器設(shè)置在所述保護(hù)套內(nèi)用于測定 材料變化，該傳感器伸入到下部材料內(nèi)，在材料從容器不斷流出期間測定傳感器的測量信 號(hào)，并且當(dāng)所述傳感器與所述材料之間的中間層接觸時(shí)產(chǎn)生信號(hào)變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于利用電化學(xué)的、電磁的、光學(xué)的傳感器或用 于檢測電壓和/或電流和/或電阻的傳感器作為傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于信號(hào)變化與中間層離容器底部的距離相關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于當(dāng)信號(hào)變化時(shí)終止連續(xù)流出過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于熔融金屬的容器，具有設(shè)于容器壁開口內(nèi)的測溫設(shè)備，其中，所述測溫設(shè)備具有保護(hù)套，其伸入到容器內(nèi)并在設(shè)于容器內(nèi)的其末端處閉合，以及設(shè)于保護(hù)套開口內(nèi)的測溫元件，并且所述保護(hù)套由耐熱的金屬氧化物和石墨組成，封閉端離容器壁間隔約75-200mm。
文檔編號(hào)B22D2/00GK102039382SQ20101061001
公開日2011年5月4日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月5日
發(fā)明者M·肯德爾 申請人:賀利氏電子耐特國際股份公司