包芯導線、用于生產的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種自耗包芯導線，該自耗包芯導線包括由罩蓋圍繞的光纖以用于測量鋼水熔池的溫度。本發明專利技術還涉及用于生產該包芯導線的方法和裝置。本發明專利技術的目標是進一步改進用于測量鋼水的溫度的包芯導線。包芯導線包括光纖和橫向圍繞光纖的罩蓋。罩蓋在多個層中圍繞光纖。一個層是金屬管道，也被稱為金屬套或金屬管。中間層布置在金屬管下方也被稱為填充物。中間層是繩。

【技術實現步驟摘要】
包芯導線、用于生產的方法和裝置
本專利技術涉及一種自耗包芯導線，該自耗包芯導線包括由罩蓋圍繞的光纖以用于測量鋼水熔池的溫度。本專利技術還涉及用于生產該包芯導線的方法和裝置。
技術介紹
JPH0815040(A)描述一種將自耗光纖饋送到液體金屬中以用于測量熔融金屬熔池的溫度的方法。在US5,730,527中還描述了熔融金屬的光纖測量結果的類似方法和設備。這種自耗光纖是已知的，例如，從JPH11160155(A)中。這些是單個金屬加套的光纖，此處光芯體由金屬覆蓋，該金屬通常覆蓋不銹鋼，目的是使光纖變硬使得它可以浸沒到熔融金屬中。然而這些可浸沒光纖可以穿透在熔融表面下方，它們遭受快速變質。這些早期自耗光纖的改進包括額外的保護結構并且是例如從JPH10176954(A)中已知的。此處，光纖由保護性金屬管圍繞，該保護性金屬管由塑料材料的層圍繞。當深深地浸沒時浸沒到熔融金屬中的覆蓋的光纖以將暴露光纖的尖端的預定速率從線圈或線軸饋送到金屬。曝露時的浸沒的深度對于溫度準確性而言是重要的，因此為了準確的溫度需要的是防止早期損壞或者將光纖尖端快速移動到測量點。JPH09304185(A)公開了一種饋送速率解決方案，其中纖維消耗的速度必須大于失透速率，由此確保可始終獲得新制的光纖表面。已發現新鮮纖維表面的可用性對于準確的溫度測量是至關重要的，并且這種可用性取決于纖維如何浸沒到熔融金屬中。由于在金屬處理期間纖維被引入到多個冶金容器中且通過多個冶金容器期間纖維將暴露于的眾多的條件，所以可能出現多個饋送方案。當失透速率的變化可以通過改進自耗光纖構造而得到最小化時，技術的適用性可以適用于更寬范圍的冶金容器而無需定制饋送體系。外部覆蓋有鋼的多層導線結構用于鋼制品中以將摻雜物質選擇性地引入到鋼水熔池中。這些通常被稱作包芯導線并且在DE19916235A1、DE3712619A1、DE19623194C1和US6,770,366中描述。US7,906,747公開了一種包芯導線，該包芯導線包括在接觸液體金屬熔池之后發生熱解的材料。這種技術適用于將大體上均勻的粉末物質引入到熔融熔池中且缺乏如何形成、制造和引入具有光纖的包芯導線到熔融金屬中的教示。US7,748,896公開了一種用于測量熔融熔池的參數的改進的光纖裝置，該裝置包括光纖、橫向圍繞光纖的罩蓋以及連接到光纖的檢測器，其中罩蓋在多個層中圍繞光纖，一個層包括金屬管和布置在金屬管下方的中間層，中間層包括粉末或纖維或粒狀材料，其中中間層的材料在多個片中圍繞纖維。中間層由二氧化硅粉末或氧化鋁粉末形成并且可以包含氣體產生材料。在多個分離部分中圍繞纖維的中間層的所公開的特征在本專利技術的意義上意味著在多個部分中的構造存在于操作狀態中，換句話說，在浸沒在熔融熔池中期間或之后進行測量使得中間層的片保持分離并且在使用期間是可分離的。分層結構輔助于將光纖保持在非常低的溫度下達相對較長的時間。由于高溫的將毀壞光纖的失透得到延遲。通過在浸沒到熔融金屬中期間持續的特定溫度，中間層氣體的膨脹強制性地移除未附接的罩蓋層。纖維在熔融金屬熔池中被不規律地加熱到平衡溫度，使得在浸沒在熔融金屬熔池中光纖或其端部失透之前測量可以隨后非常快速的發生。US4,759,487和US5,380,977公開了一種生產外部不銹鋼護套均勻地圍繞光纖的類型的光學包芯導線的方法。這種被稱為裝甲光纖的類型的包芯光纖缺少中間層絕緣層且因此這種光學包芯導線的使用是受到限制的并且生產的方法不合適于本專利技術。
技術實現思路
本專利技術的目標是進一步改進用于測量熔融熔池的溫度的包芯導線，并且尤其是用于測量鋼水的溫度的包芯導線。此目標通過包括根據權利要求1所述的特征的自耗包芯導線解決，通過包括第一獨立權利要求的特征的方法并且通過用于執行包括第二獨立權利要求的特征的方法的裝置解決。優選實施例包括從屬權利要求的特征。一種根據第一權利要求的光學包芯導線包括光纖和橫向圍繞該光纖的罩蓋。罩蓋在多個層中圍繞光纖。一個層是也被稱為金屬套或金屬管的金屬管道并且可以由Fe含量大于50％的金屬形成，優選地是低碳鋼。中間層布置在金屬管下方也被稱為填充物。中間層由隔熱材料形成，隔熱材料是具有優選地在1000℃到1500℃的溫度范圍中的熔點的氣體多孔性材料，更優選地是具有在1200℃到1400℃的溫度范圍中的熔點的氣體多孔性材料，使得中間層的片易于在暴露于熔融金屬溫度之后流體化。中間層是繩或由平行纖維組成的結構。繩是一組纖維，其扭轉或編織在一起以便將它們組合成更大且更強的形式。在詞語的經典含義中，繩由纖維組成，纖維匯集成紗線并且多個紗線匯集成股線，若干股線匯集成繩。本專利技術的繩可由具有單個化學組成的紗線的分組和/或股線的分組形成或者可由一組紗線或股線組成，其中此分組的若干單元可以是不同化學組成的。因此，不同化學組成的紗線或股線的混合可以提供控制絕緣層的物理和化學特性的簡單的制造方法，其中這種層具有繩的形式。由纖維的多個分組形成的繩確保纖維無法在包芯導線饋送到熔融物中時提前從包芯導線的打開端排放。在到達熔融物處之前的排放將減少光纖的隔熱，從而將降低測量結果的可靠性。為了將填充物材料粘著在一起不需要粘合劑或樹脂。另外，具有在其核心處的光纖的繩確保了光纖的可預測的中心位置構件并且因此在所有橫向方向上確保可推斷的隔熱特性。因此，改進了溫度測量的可靠性。連續生產是可能的并且允許具有至少500米的長度的包芯導線的生產。一千米、兩千米和三千米的長度也是可能的而無需增加生產工作。一千米和更多千米的長度允許鋼水熔池的溫度的測量具有最小化的中斷的數目和工人的參與，這增大生產能力且增大了工人安全。作為一個實例，接近最希望的溫度測量結果的精煉過程的完成的鋼熔池的溫度是大約1600℃。當包芯導線到達鋼水熔池時，外金屬管將熔融并且中間層將流體化并且之后立刻流走，因為中間層材料的熔點遠遠低于鋼水熔池的溫度。已發現圍繞光纖的材料的熔融凝塊狀層以可預測的速率流動離開光纖，可預測速率是其熔融粘度以及它與鋼水之間的密度的差異的函數。在實際意義中，熔融金屬和相應地熔融中間層的熔融填充物的密度的差異，雖然都是溫度和組成的函數，但是它們的密度的差異的幅值在煉鋼的應用范圍內是相對恒定的。隨著包芯導線的浸沒，外部金屬套熔掉暴露填充物(中間層)，填充物隨后熔融并且圍繞光纖形成池狀。因為填充物(相應地中間層)的熔融溫度實質上低于熔融金屬溫度，所以一旦暴露確保它將總是在相應地熔融的流體狀態中，形成熔融凝塊且流走。變得顯而易見的是鋼的密度與熔融凝塊的密度之間的受限制的變化引起暴露和更新新制光學表面更加可推斷的機制。在中間層的熔融材料(填充物材料)上的移置金屬的向上的力推動熔融凝塊返回且遠離從凝塊狀填充物延伸站立的光纖并且形成突起。隨著饋送的進行，足夠量的熔融填充物積聚在底座處并且這種量的部分通過延伸的光芯體牽引直至在聚積的凝塊上的熔融金屬的向上的力使光纖在其未曝光的底座處斷裂。因此暴露的更新的光纖的速率更多的取決于允許饋送的速率的更寬的公差的接近恒定的凝塊/鋼水密度比。已發現來自推進光纖尖端相應地突起的熔融凝塊的收縮引起更加可重復的檢測機會。在一個優選實施例中，光纖布置在繩的中心，這進一步改進測量結果的質量和可靠性。在一個優選實施例中，由平行纖維本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種包芯導線(2)，其包括光纖(6)和橫向圍繞所述光纖(6)的金屬管道，其中中間層(4)布置在所述金屬管道與所述光纖之間，其特征在于所述中間層是繩(11)或由平行纖維組成的結構。

【技術特征摘要】
2015.10.14 GB 1518209.01.一種包芯導線(2)，其包括光纖(6)和橫向圍繞所述光纖(6)的金屬管道，其中中間層(4)布置在所述金屬管道與所述光纖之間，其特征在于所述中間層是繩(11)或由平行纖維組成的結構。2.根據前述權利要求所述的包芯導線(2)，其中相應地為由平行纖維組成的結構的所述繩(11)由連續不斷的纖維(1)形成。3.根據前述權利要求中的一項所述的包芯導線(2)，其中相應地為由平行纖維組成的結構的所述繩(11)的長度為至少500米，并且優選地為至少兩千米。4.根據權利要求1所述的包芯導線(2)，其中所述中間層由具有在1000℃和1500℃之間、優選地在1200℃和1400℃之間的熔融范圍的材料組成。5.根據前述權利要求中的一項所述的包芯導線(2)，其中相應地為由平行纖維組成的結構的所述繩(11)由容積化股線(4)組成。6.根據前述權利要求中的一項所述的包芯導線，其中相應地為由平行纖維組成的結構的所述繩(11)由E玻璃纖維(1)形成。7.根據前述權利要求中的一項所述的包芯導線，其中所述中間層(4)布置在所述金屬管道(3)與由塑料或紙板形成的管道(5)之間并且其中所述光纖(6)在所述塑料或紙板管(5)內。8.根據前述權利要求所述的包芯導線，其中所述光纖(6)的外徑小于由塑料形成的所述管(5)的內徑或者使得所述光纖(6)可在由塑料形成的所述管(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬丁·肯德爾，羅伯特·查爾斯·惠特克，馬克·施特雷特曼斯，杰克·蔡爾茲，多米尼克·費通斯，
申請(專利權)人：賀利氏電子耐特國際股份公司，
類型：發明
國別省市：比利時,BE