DE2634779A1 - MEASURING PROBES FOR AGGRESSIVE ENVIRONMENTS - Google Patents

Description

DR. HANS ULRICH MAYDR. HANS ULRICH MAY

D 8 MÜNCHEN 22, THIERSCHSTRASSE 27D 8 MUNICH 22, THIERSCHSTRASSE 27

TELEGRAMME: MAYPATENT MÜNCHENTELEGRAMS: MAYPATENT MUNICH

TELEX 524487 PATOPTELEX 524487 PATOP

TELEFON CO 893 22 5OS1TELEPHONE CO 893 22 5OS1

T-18-P-2/1475 München, den 3. August 1976 T-18-P-2/1475 Munich, August 3, 1976

TB:C927 Dr.M./esTB: C927 Dr.M./es

The Broken Hill Proprietary Company Limited in Melbourne, Victoria, AustralienThe Broken Hill Proprietary Company Limited in Melbourne, Victoria, Australia

Meßsonde für aggressive UmgebungenMeasuring probe for aggressive environments

Die Erfindung betrifft eine Sonde zum Messen von physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften, wie Temperatur und chemische Eigenschaften von Gasen, in ungünstigen, aggressiven und/oder heißen Umgebungen, wie in Hochöfen. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, obgleich die folgende Beschreibung sich zur bequemeren Darstellung auf eine solche Anwendung bezieht. The invention relates to a probe for measuring physical and / or chemical properties, such as temperature and chemical properties of gases, in unfavorable, aggressive and / or hot environments, such as in blast furnaces. However, the application of the invention is not limited thereto, although the following description refers to such an application for convenience of illustration.

Beim Betrieb eines Hochofens ist es erwünscht, das Profil der Temperatur quer über die Charge bei ungefähr ihrem Mittelpunkt im Ofen zu kennen. Es sind verschiedene Arten von Temperatursonden bekannt, welche durch die Ofenwand in die Charge eingesetzt werden können, um Temperaturmessungen quer über eine Hälfte des Materials vorzunehmen, jedoch sind diese außerordentlich teuer und erfordern sehr erhebliche Wartung. Außerdem können solche Sonden das Temperaturprofil nicht kontinuierlich anzeigen, da sie kurz nach dem Einsetzen wieder zurückgezogen werden müssen.In operating a blast furnace, it is desirable to have the profile of the temperature across the batch at about its midpoint in the To know furnace. Various types of temperature probes are known which are inserted into the batch through the furnace wall can to take temperature measurements across one half of the material, but these are extremely expensive and require very significant maintenance. In addition, such probes cannot display the temperature profile continuously because they are short must be withdrawn again after insertion.

Zur Vermeidung der hohen Kosten ist eine ähnliche Sonde bekannt, die in den ofen durch eine mit einer Schleuse versehene Öffnung in der Ofenwand oberhalb der Beschickung mittels einer hydraulischen Vorrichtung oder dergleichen eingesetzt und herausgezogen werden kann. Auf diese Weise erhaltene Temperaturmessungen sind zwar nicht so aufschlußreich wie im Material genommene Messungen, jedoch nützlich. Auch solche Vorrichtungen sind jedoch noch verhältnismäßig teuer und bedürfen immer noch erheblicher Wartung.To avoid the high costs, a similar probe is known which is inserted into the furnace through an opening provided with a lock inserted and pulled out in the furnace wall above the loading by means of a hydraulic device or the like can be. Temperature measurements obtained in this way are not as informative as measurements taken in the material, however useful. However, such devices are still relatively expensive and still require considerable maintenance.

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Beide der bekannten Sonden erfordern dea Aufbau umfangreicher Traggerüste an der Seite des Ofens. Solche Traggerüste verteuern die Vorrichtung und sind allgemein unbequem.Both of the known probes require extensive construction Shoring on the side of the furnace. Such supporting structures make the device more expensive and are generally inconvenient.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine praktisch brauchbare Sonde zu schaffen, die weniger kostspielig als die erstgenannte bekannte Sonde ist und zumindest weniger Wartung als die zweitgenannte bekannte Sonde erfordert.The object of the invention is therefore to create a practically useful probe which is less expensive than the first-mentioned known one Is a probe and requires at least less maintenance than the second-mentioned known probe.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sonde zum Messen von physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften, wie Tem-peratur und "chemische Zusammensetzung, eines Stoffes in einer aggressiven Umgebung, welche gekennzeichnet ist durch ein längliches Element, das eine Mehrzahl von über seine Länge in Abständen angeordneten Meßfühlern und/oder Probenahmevorrichtungen und eine Vorrichtung zum Befestigen eines Endes des Elements an einem Behälter des Stoffes aufweist,'wobei die Befestigungsvorrichtung und das längliche Element so ausgebildet und angeordnet sind,According to the invention, this object is achieved by a probe for measuring physical and / or chemical properties, such as Temperature and chemical composition of a substance in one aggressive environment, which is characterized by an elongated element that has a plurality of spaced apart along its length arranged sensors and / or sampling devices and a device for attaching one end of the element to a container of the fabric, 'wherein the fastening device and the elongate element are designed and arranged so

daß sich im Gebrauch das längliche Elementthat in use the elongated element

in einer Stellung befindet, die im wesentlichen wenigstens einer Hälfte der Gestalt des Profils des Stoffes im Behälter entspricht, wobai sich das Element über seine Länge in etwa gleichbleibendem Abstand von der Oberfläche des Stoffes befindet.is in a position which corresponds substantially to at least one half of the shape of the profile of the substance in the container, wobai, the element is at a roughly constant distance from the surface of the fabric over its length.

Für Behälter mit großen Abmessungen, z.B. mehr als 8 m Durchmesser, ist das längliche Element so ausgebildet, daß es an seinen gegenüberliegenden Enden an dem Behälter befestigbar ist, wobei das längliche Element und die Befestigungsvorrichtungen so ausgebildet sind, daß das längliche Element im Gebrauch eine Stellung einnimmt, die im wesentlichen dem Profil des Materials im Behälter entspricht.For containers with large dimensions, e.g. more than 8 m in diameter, the elongate element is designed so that it is attachable at its opposite ends to the container, wherein the elongate element and the fastening devices are designed so that the elongate element assumes a position in use, which essentially corresponds to the profile of the material in the container.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung, die für einen Hochofen bestimmt ist, worin das Materialprofil im wesentlichen eine flache V-Form hat, weist die Sonde zwei hohle Tragelemente auf, z.B. Rohre, die an einem Ende aneinander angelenkt und so ausgebildet sind, daß sie mit ihren freien Enden in Tragvorrichtungen gehalten werden können, die in den Wänden des Ofens an diametral entgegengesetzten Stellen befestigt sind, wobei außerdem eine Vorrichtung vorgesehen ist, die sich zwischen den angelenktenIn a preferred embodiment of the invention, which for a Blast furnace is determined in which the material profile is essentially has a flat V-shape, the probe has two hollow support members, e.g. tubes, hinged together at one end, and so on are designed that they are with their free ends in carrying devices can be held, which are fixed in the walls of the furnace at diametrically opposite locations, and also a device is provided which is located between the articulated

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Enden erstreckt und mit ihnen zusammenwirkt, um eine über die flache V-Form hinausgehende Schwenkbewegung zu verhindern. In der Arbeitsstellung sind die beiden Rohre in einer flachen V-Anordnung unmittelbar oberhalb der Oberfläche der Ofenbeschickung gehalten. Wenigstens eines der Trägerrohre nimmt Führungsrohre für Thermoelemente oder dergleichen auf, die sich von einer. Mehrzahl von über die Länge des Rohrs verteilten Punkten durch die Wand des Rohres nach außen erstrecken und bis zum freien Ende des Trägerrohres reichen. Diese Ausbildung ermöglicht einen einfachen Austausch von unbrauchbar gewordenen Thermoelementen. Außerdem können die Führungsrohre auch zur Abnahme von Gasen zur Analyse dienen, so daß die Sonde als Temperatursonde und/oder Gasprobennehmer dienen kann.Extends ends and cooperates with them to form one over the flat V-shape to prevent swiveling movement going beyond. In the working position, the two tubes are in a flat V-arrangement held immediately above the surface of the furnace load. At least one of the carrier tubes takes guide tubes for thermocouples or the like on that differs from a. Multiple points along the length of the pipe through the wall of the Extend the tube to the outside and extend to the free end of the support tube. This training enables an easy exchange of unusable thermocouples. In addition, the guide tubes can also be used to collect gases for analysis, so that the probe can serve as a temperature probe and / or gas sampler.

Die hohlen Tragrohre sind vorzugsweise durch eine Verbindungs- oder Verstärkungselementanordnung miteinander verbunden, welche ermöglicht, daß die Rohre zum Einsetzen in den Ofen in einer gradlinigen Anordnung gehalten werden können,und verhindert, daß die Rohre, wenn sie zum Einnehmen der Arbeitsstellung freigegeben werden, weiter als in die gewünschte V-Steilung schwenken.The hollow support tubes are preferably by a connecting or Reinforcing element arrangement connected to one another, which enables that the tubes can be kept in a straight line for insertion into the furnace, and prevents When the pipes are released to take up the working position, pivot them further than the desired V-pitch.

Die Erfindung wird erläutert anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Hierin zeigen:The invention is illustrated by the following description of a preferred embodiment, referring to the accompanying drawings Is referred to. Show here:

- Fig. 1 einen Seitenriß der in einem Hochofen installierten Temperatursondenanordnung jFigure 1 is a side elevation of the temperature probe assembly installed in a blast furnace j

- Fig. 2 einen vergrößerten, teilweise aufgeschnittenen Aufriß einer Form des Gelenks zwischen den Sondenrohren in dem in FiQi* 1 gezeigten installierten Zustand;FIG. 2 is an enlarged, partially cut-away, elevation of a Shape of the joint between the probe tubes in the installed state shown in Fig. 1;

- Fig. 3 einen Aufriß ähnlich Fig. 2 des Gelenks in der während- Fig. 3 is an elevation similar to Fig. 2 of the joint in the during

des Einbaues der Sonde eingenommenen Stellung;the installation of the probe assumed position;

- die Figuren 4 und 5 Endansichten der beiden Rohre, vom Gelenkende her gesehen;- Figures 4 and 5 end views of the two tubes, from the joint end seen here;

- Fig. 6 ein schematisches Systembild der Sonde mit ihren zugehörigen Aufzeichnungs-, Anzeige- und Signalinstrumenten und6 shows a schematic system diagram of the probe with its associated Recording, display and signaling instruments and

- Fig. 7 _t eine andere Ausführungsform des Gelenks zwischen den beiden Rohren der Sonde.- Fig. 7 _t another embodiment of the joint between the two pipes of the probe.

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Die in Fig. 1 gezeigte Temperatursonde weist zwei Rohre 1 und 2 aus rostfreiem Stahl auf, die an ihren inneren Enden durch ein als Drehpunkt dienendes Gelenk 3 verbunden sind (Fig. 2). Jedes Rohr 1,2 trägt eine Mehrzahl von abgeschirmten Thermoelementvorrichtungen 4 an den angegebenen Stellen. Wie Fig. 2 genauer zeigt befindet sich jedes Thermoelement 4 in seinem eigenen Führungsrohr 5, das durch das Rohr 1 oder 2 geht und in einer Öffnung in der Wand des Rohres 1 oder 2 befestigt ist. Die anderen Enden der Führungsrohre 5 stehen durch eine Anordnung von Löchern in einer nicht gezeigten Platte vor, welche die äußeren Enden der Rohre 1 und 2 verschließt. Diese Anordnung erleichtert das leichte und bequeme Einsetzen und Austauschen der Thermoelemente 4 von den Außenenden der Rohre 1 und 2 her.The temperature probe shown in Fig. 1 has two tubes 1 and 2 made of stainless steel, which are connected at their inner ends by a joint 3 serving as a pivot point (Fig. 2). Each tube 1 , 2 carries a plurality of shielded thermocouple devices 4 at the indicated locations. As FIG. 2 shows in more detail, each thermocouple 4 is located in its own guide tube 5, which goes through the tube 1 or 2 and is fastened in an opening in the wall of the tube 1 or 2. The other ends of the guide tubes 5 protrude through an arrangement of holes in a plate (not shown) which closes the outer ends of the tubes 1 and 2. This arrangement facilitates the easy and convenient insertion and replacement of the thermocouples 4 from the outer ends of the tubes 1 and 2.

Das Zapfengelenk 3 zwischen den Rohren 1 und 2 weist einen Arm 6, der mittig an einer das Rohr 1 verschließenden Endplatte befestigt ist, und zwei in Abständen voneinander an einer das Rohr 2 verschließenden Endplatte befestigte Arme 7 und 8 auf (Figuren 2,4 und 5). Die Arme 6, 7 und 8 sind mit in einer Linie liegenden Bohrungen versehen, welche einen Gelenkzapfen 9 aufnehmen. Eine Hitzeabschirmung 21 ist an das Ende des Rohrs 2 angeschweißt und erstreckt sich über dieses Ende hinaus, um das Zapfengelenk 3 vor der unmittelbaren Berührung durch heißes Gas oder Flammen zu schützen.The pivot joint 3 between the pipes 1 and 2 has an arm 6, which is fastened in the middle to an end plate which closes the tube 1, and two at a distance from one another on an end plate which closes the tube 2 End plate attached arms 7 and 8 (Figures 2, 4 and 5). The arms 6, 7 and 8 have in-line holes provided, which receive a pivot pin 9. A heat shield 21 is welded to the end of the tube 2 and extends beyond this end in order to prevent the pivot joint 3 from coming into direct contact with hot gas or flames protection.

Die beiden Rohre 1 und 2 sind auch verbunden durch eine GleitZapfenverbindung 10, die drei an die Rohre 1 und 2 angeschweißte längliche Platte 11, 12 und 13, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, und ein Paar von Verbindungsstangen 14 aufweist, die durch Stifte verbunden sind, die durch Schlitze in den Platten 11, 12 und 13 geführt sind.The two tubes 1 and 2 are also connected by a sliding pin connection 10, the three elongated plates 11, 12 and 13 welded to the tubes 1 and 2, as shown in Figs. 3 and 4, and comprises a pair of connecting rods 14 which are secured by pins which are guided through slots in the plates 11, 12 and 13.

Diese Verbindung 10 ermöglicht, die Sondenrohre 1 und 2 zum Einbau in einer geraden Linie zu halten, wie in Fig. 3 gezeigt, und begrenzt die Drehbewegung des Gelenks 3 im erforderlichen Ausmaß. Das Einrasten der Rohre in der in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung wird weiter begünstigt durch die Ausbildung von abgeschrägten Enden'an den Platten 11, 12 und 13, welche sich auf dem je-This connection 10 enables the probe tubes 1 and 2 for installation in a straight line, as shown in Fig. 3, and limit the rotational movement of the joint 3 to the extent required. The locking of the tubes in the operating position shown in Fig. 1 is further promoted by the formation of beveled Ende'an the plates 11, 12 and 13, which are located on each

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•veils anderen Rohr 1 und 2 abstützen, wenn diese die gewünschte Winkelstellung erreicht haben.• Support the other pipe 1 and 2 if this is the desired one Have reached angular position.

nasennoses

Am freien Ende jedes Rohrs 1, 2 sind Anschlag-/15a befestigt, welche mit kastenförmigen Einsätzen 16 zusammenwirken, die in die Keramikauskleidung des Ofens durch in die Außenwand des Ofens geschnittene Löcher eingesetzt sind. Die Nasen 1 5a an jedem Außenende schlagen an Anschlägen 19 am kastenförmigen Einsatz 16 an, wenn die Rohre 1 und 2 in die gewünschte Winkelstellung abgesenkt sind.At the free end of each tube 1, 2 stop / 15a are attached, which cooperate with box-shaped inserts 16 cut into the ceramic lining of the furnace by cutting into the outer wall of the furnace Holes are inserted. The lugs 15a at each outer end strike stops 19 on the box-shaped insert 16 on when tubes 1 and 2 are lowered to the desired angular position.

Die Rohre 1 und 2 sind durch Platten 17 verstärkt, die in der in Fig. 1 und 4 gezeigten Weise angeordnet sind, und jedes Rohr hat in dem Bereich, wo es durch den Beschickungstrichter 20 in den Ofen eingeführten fallenden Materialien ausgesetzt ist, einen Prallkastenaufbau 18, der sich mit Material füllt und die durch das Beschicken bedingte Abnutzung verringert.The tubes 1 and 2 are reinforced by plates 17 arranged in the manner shown in Figures 1 and 4, each tube having in the area where it is exposed to falling materials introduced into the furnace through the hopper 20, a Baffle box structure 18 which fills with material and which through Loading reduces wear and tear.

Ein zusätzliches Thermoelement 23 ist durch die das Rohr 2 verschließende Endplatte geführt und in der Nähe des oberen Teils des Zapfengelenks 3 angeordnet, um zu fühlen, wann das Gelenk übermäßig hohen Temperaturen von mehr als 500⁰C ausgesetzt ist.An additional thermocouple 23 is passed through the end plate closing the tube 2 and of the pivot joint 3 located in the vicinity of the upper part to feel when the joint is excessively high temperatures of more than 500 ⁰ C is exposed.

Eine Dampfeinblasöffnung 24 ist in jeder der die inneren Enden der Rohre 1 und 2 verschließenden Endplatten vorgesehen. Nicht gezeigte Dampfrohre sind mit den in den äußeren Enden der Rohre 1 und sitzenden Endplatten verbunden und an eine später beschriebene Dampfzuführleitung angeschlossen. Durch die Dampfrohre wird Kühldampf in die Rohre 1 und 2 eingeblasen und gelangt durch die Dampfeinblasöffnungen 24 in das Zapfengelenk 3. Das Thermoelement 23 ist mit einem unten beschriebenen Überwachungssystem verbunden, welches beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur automatisch das Einblasen von Dampf bewirkt. Stattdessen kann das Dampfeinblasen von Hand vorgenommen werden, und das Thermoelement 23 ist in diesem Fall mit einem signalgebenden Kreis verbunden, so daß die Bedienungsperson auf das Überschreiten der vorgegebenen Temperatur aufmerksam gemacht wird.A steam injection port 24 is in each of the inner ends of the Pipes 1 and 2 sealing end plates are provided. Steam pipes, not shown, are in the outer ends of the pipes 1 and seated end plates and connected to a steam supply line described later. Cooling steam is passed through the steam pipes blown into the tubes 1 and 2 and passes through the steam injection openings 24 into the pivot joint 3. The thermocouple 23 is connected to a surveillance system described below, which automatically causes steam to be blown in when a certain temperature is exceeded. Instead, steam can be injected be made by hand, and the thermocouple 23 is connected in this case to a signaling circuit, so that the operator's attention is drawn to the fact that the specified temperature has been exceeded.

Die Temperatursonde wird in den Ofen in folgender Weise eingebaut. Durch die Außenwand des Ofens werden Löcher geschnitten und inThe temperature probe is installed in the furnace in the following way. Holes are cut through the outside wall of the oven and inserted into

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diesem Bereich, die keramische Auskleidung herausgeschlagen, um das Einsetzen des Einsatzkastens 16 zu erleichtern. In die Abschirmungsschürze A werden entsprechende Öffnungen geschnitten. Sin Zugseil wird durch den Ofen geführt und mit einer an der linken Seite des Ofens in Fig. 1 angeordneten Winde verbunden. Am vorhandenen Ofenstützwerk wird eine nicht gezeigte Tragvorrichtung angebracht, um die Sonde zu halten, während sie in den Ofen eingesetzt wird. Das Zugseil ist an einem Ende der Sonde befestigt, und die Sonde wird durch den Ofen gezogen, während sie unter Längsspannung gehalten wird, um eine Schwenkbewegung des Gelenks 3 aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung heraus zu verhindern. Wenn die Sonde den anderen Einsatzkasten 16 erreicht, wird die Zugspannung aufgehoben und die Sonde in die in Fig. 1 gezeigte Arbeitsstellung abgesenkt.this area, the ceramic lining knocked out to the Insertion of the insert box 16 to facilitate. Appropriate openings are cut in the shielding skirt A. Sin Pull rope is passed through the furnace and connected to a winch located on the left side of the furnace in FIG. At the existing A support, not shown, is attached to the furnace support to hold the probe while it is inserted into the furnace will. The pull cord is attached to one end of the probe, and the probe is pulled through the furnace while it is under longitudinal tension is held in order to prevent a pivoting movement of the joint 3 out of the position shown in FIG. 3. If the When the probe reaches the other insert box 16, the tensile stress is released and the probe is moved into the working position shown in FIG lowered.

Im Betrieb nimmt die Sonde eine Gestalt an, welche sich, dem Profil des Materials im Ofen eng annähert, so daß die Sonde über ihre Länge im wesentlichen parallel zum Material verläuft. So zeigt jedes Thermoelement 4 tatsächlich die Temperatur des Gasstroms unmittelbar über dem Material der Charge an, während der Ofen in Betrieb ist.In operation, the probe assumes a shape, which is the profile of the material in the furnace is closely approximated so that the length of the probe is essentially parallel to the material. So each thermocouple 4 actually indicates the temperature of the gas flow immediately above the material of the batch during which Furnace is in operation.

Die Thermoelemente 4 können mit irgendeiner zweckmäßigen Aufzeichnungsvorrichtung verbunden sein, um entweder eine dauernde Aufzeichnung des Temperaturprofils oder eine Sichtanzeige auf einer Kathodenstrahlröhre zu liefern. Diese beiden Alternativen sowie das schematische Schaltbild des Dampfeinblassystems sind in Fig.6 gezeigt.The thermocouples 4 can be connected to any convenient recording device connected to either a permanent record of the temperature profile or a visual display on a Supply cathode ray tube. These two alternatives as well as the schematic circuit diagram of the steam injection system are shown in Fig. 6 shown.

Bei den in Fig. 6 gezeigten Anordnungen sind die Thermoelemente und 23 über Mehrleiterkabel 30 mit einem Mehrfachschreiber 32 oder einem Rechnersystem 34 mit einer Kathodenstrahl-Anzeigeröhre 36 verbunden. Der Schreiber 32 kann z.B. ein Gerät "Speedomax wfe.Wz) (Hersteller Leeds and Northrup) mit einem Synchronmotor ζ ext schalter 38 (Hersteller Eagle) und einem damit über nicht gezeigte Relais verbundenen Druckknopf 40 sein. Der Zeitschalter 38 kann so eingestellt werden, daß in bestimmten Intervallen ein Temperaturprofil ausgedruckt wird, oder bei Betätigung des Druckknopfes 40 ein zu diesem Zeitpunkt vorhandenes Profil gedruckt wird.In the arrangements shown in FIG. 6, the thermocouples 16 and 23 are connected via multi-conductor cables 30 to a multi-recorder 32 or to a computer system 34 with a cathode ray display tube 36. The recorder 32 can, for example, be a device "Speedomax wfe.Wz) (manufacturer Leeds and Northrup) with a synchronous motor ζ ext switch 38 (manufacturer Eagle) and a push button 40 connected to it via relays (not shown). The time switch 38 can be set so that that a temperature profile is printed out at certain intervals, or when the pushbutton 40 is actuated, a profile that is present at this point in time is printed.

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Das Thermoelement 23 ist mit einem Alarmauslösekreis 44 verbunden. Der Auslösekreis 42 ist auch mit einem Magnetventil 46 verbunden, das mittels Druckluft C ein Dampfregelventil 48 in der Dampfzufuhrleitung 50 öffnet und schließt. Wenn also der Kreis durch das übermäßige Temperaturen fühlende Thermoelement 23 ausgelöst wird, wird Dampf durch die Leitung 50 zugeführt und gelangt durch die Einblasöffnungen 24 in das Gelenk 3, um dieses zu kühlen. Bei der gezeigten Anordnung wurde gefunden, daß eine Dampfeinblasgeschwindigkeit von etwa 20 kg/min, ausreicht und keine nachteilige Auswirkung auf den Hochofenbetrieb hat. Bei normalen Ofenbetriebstemperaturen ist jedoch eine solche Dampfeinleitung nicht erforderlich.The thermocouple 23 is connected to an alarm trigger circuit 44. The trigger circuit 42 is also connected to a solenoid valve 46, which by means of compressed air C, a steam control valve 48 in the Steam supply line 50 opens and closes. So when the circuit is triggered by the excessive temperature sensing thermocouple 23 is, steam is supplied through the line 50 and passes through the injection openings 24 in the joint 3 to this cool. With the arrangement shown, it has been found that a steam injection rate of about 20 kg / min is sufficient and has no adverse effect on blast furnace operations. At normal furnace operating temperatures, however, such steam is introduced not mandatory.

Wegen der extremen Temperaturen und der aggressiven Atmosphäre müssen die Thermoelemente gelegentlich erneuert werden, jedoch läßt sich dieses einfach durchführen, wie oben beschrieben. Wenn die Rohre schließlich defekt werden, wird eine neue Sonde in den Ofen eingesetzt, wo sie gegebenenfalls abschmilzt.Because of the extreme temperatures and the aggressive atmosphere, the thermocouples must be replaced occasionally, however this can be done easily as described above. When the pipes eventually become defective, a new probe will be inserted into the Furnace used, where it melts if necessary.

Eine der obigen Beschreibung entsprechenden Sonde wurde anfangs im Hochofen Port Kembla No. 5 eingesetzt und versagte nach 7 Monaten Betrieb. Eine weitere Sonde wurde im September 1974 im Hochofen Port Kembla No. 3 eingebaut und ging im Mai 1975 verloren. Noch eine andere Sonde wurde im Hochofen Port Kembla No. im Mai 1975 eingebaut und ist noch in Betrieb. Daraus wird geschlossen, daß erfindungsgemäße Sonden eine Lebensdauer zwischen 6 und 18 Monaten, je nach der Schwere der Ofenbetriebsbedingungen haben. Da die Sonde dazu dient, dem Ofenbedienungspersonal zu helfen, die Schwere der Ofenbetriebsbedingungen zu verringern, wird die Lebensdauer der Sonde mit der Verbesserung des Ofenbetriebs zunehmen. Es wird angenommen, daß die Lebensdauer der Sonde auf zwei Jahre oder darüber steigen kann, wenn mit ihrer Hilfe der Hochofenbetrieb erheblich verbessert wurde.A probe corresponding to the description above was initially installed in the Port Kembla No. 5 used and failed after 7 months Operation. Another probe was launched in September 1974 in Blast furnace Port Kembla No. 3 installed and was lost in May 1975. Another probe was installed in the Port Kembla No. installed in May 1975 and is still in operation. From this it is concluded that probes according to the invention have a life of between 6 and 18 months, depending on the severity of the furnace operating conditions to have. Since the probe is used to help furnace operators reduce the severity of furnace operating conditions, the life of the probe will increase as the furnace operation improves. It is believed that the life of the probe can increase to two years or more if with their help the blast furnace operation has been significantly improved.

Im Hinblick auf die geringeren Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Sonde im Vergleich mit den bekannten Sonden dürfte sie diesen gegenüber wesentliche technische und wirtschaftliche Vorteile bieten, besonders durch ihre günstigere Betriebsweise imIn view of the lower manufacturing costs of the invention In comparison with the known probes, it is likely to have significant technical and economic advantages over them offer, especially due to their cheaper operation in the

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Vergleich, mit den oben beschriebenen Beschickungssonden.Comparison with the loading probes described above.

Die beschriebene Sonde kann auch zum Entnehmen von Gasproben benutzt werden, und für diesen Zweck werden die Thermoelementführungsrohre mit einem Gasprobennehmer zur außen erfolgenden Analyse der Gasbestandteile verbunden. Das kann entweder kontinuierlich mit periodischem Dampfdurchblasen oder nach Bedarf erfolgen. Die Ergebnisse können entweder von Hand oder automatisch aufgezeichnet werden, um die Verteilungsprofile von Hochofengasbestandteilen,- wie CO (Kohlenmonoxid), CO₂ (Kohlendioxid), H₂ (Wasserstoff) und CH₄ (Methan) zu erhalten.The probe described can also be used for taking gas samples, and for this purpose the thermocouple guide tubes are connected to a gas sampler for the external analysis of the gas components. This can be done either continuously with periodic steam blowing or as required. The results can be recorded either manually or automatically to obtain the distribution profiles of blast furnace gas components such as CO (carbon monoxide), CO ₂ (carbon dioxide), H ₂ (hydrogen) and CH ₄ (methane).

Das in Fig. 7 gezeigte abgewandelte Gelenk arbeitet ähnlich wie die erste Ausführungsform, und gleiche Teile sind durch gleiche Bezugszahlen bezeichnet. In dieser Ausführungsform ist die Verbindungsstangenanordnung ersetzt durch ein Paar halbrunder Abschnitte 60 und 61, die zusammengeschweißt und mittels eines Winkelblechs 62 und einer Deckplatte 64, die an die Abschnitte 60, 61 angeschweißt sind, im gewünschten Winkel versteift sind. Der Abschnitt 60 ist fest an das Rohr 2 angeschweißt, so daß, wenn das Rohr die gewünschte Neigung hat, der Abschnitt 61 als Anschlag dient und eine weitere Schwenkbewegung verhindert.The modified joint shown in Fig. 7 operates similarly to the first embodiment, and like parts are replaced by like Reference numerals denoted. In this embodiment the connecting rod assembly is replaced by a pair of semicircular sections 60 and 61 which are welded together and by means of an angle plate 62 and a cover plate 64, which are welded to the sections 60, 61, are stiffened at the desired angle. Of the Section 60 is permanently welded to tube 2 so that when the tube has the desired inclination, section 61 acts as a stop serves and prevents further pivoting movement.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems können beim Betrieb von kleinen Hochöfen von weniger als 8 m Durchmesser ohne hohen Kopfdruck mittels einer Sonde erhalten werden, die ein einziges Rohr von ähnlicher Länge und Bauweise wie eines der oben beschriebenen Rohre aufweisen. In einem solchen Hochofen kann man auf das Mittelgelenk verzichten, da die hier in Frage kommenden Rohrlängen genügend stark sind, um dem Aufprall der kleineren Mengen der in den Hochofen eingeführten Beschickung zu widerstehen. Eine Halbsonde dieses Typs wurde etwa 18 Monate lang erfolgreich im Hochofen Port Kernbla No. 2 betrieben.The advantages of the system according to the invention can be used in the operation of small blast furnaces of less than 8 m in diameter without high head pressure can be obtained by means of a probe that has a single tube of similar length and construction as one of the pipes described above. In such a blast furnace you can access the central joint dispense, as the pipe lengths in question are strong enough to withstand the impact of the smaller amounts of the in to withstand the loading introduced by the blast furnace. A semi-probe of this type was successful in the blast furnace for about 18 months Port Kernbla No. 2 operated.

Es ist ersichtlich, daß mehr als eine solche Halbsonde benutzt werden kann. Beispielsweise können zwei Sonden in ähnlicner Weise \!/ie die oben beschriebene Ausführungsform oder vier Sonden in Winkelabständen von 90° im Hochofen angeordnet werden.It can be seen that more than one such half probe are used can. For example, two probes can be used in a similar manner to the embodiment described above, or four probes in FIG Angular distances of 90 ° are arranged in the blast furnace.

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Es sei darauf hingewiesen, daß bei größeren Hochöfen eines der Rohre nicht selbst Thermoelemente zu tragen braucht und einfach dazu dienen kann, das andere Rohr in der erforderlichen Richtung zu halten. Jedoch ist die zusätzlich zu gewinnende Information nützlich und wird daher zweckmäßigerweise aufgezeichnet. Die erfindungsgemäße Sonde ist jedoch auch verwendbar, wenn nur ein Rohr die gewünschten Daten sammelt.It should be noted that in the case of larger blast furnaces, one of the tubes does not need to carry thermocouples itself and is simple can serve to hold the other pipe in the required direction. However, that is additional information to be gained useful and therefore conveniently recorded. However, the probe according to the invention can also be used if only one Rohr collects the desired data.

In der obigen Beschreibung wird Dampf als Kühlmittel und Spülmittel erwähnt, jedoch können selbstverständlich auch andere geeignete gasförmige Stoffe für diese Zwecke eingesetzt werden.In the above description, steam is used as a coolant and a scavenger mentioned, but of course other suitable gaseous substances can also be used for these purposes.

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Claims (10)

PatentansprücheClaims (\ 1 J Sonde zum Messen von physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften, wie Temperatur und chemische Zusammensetzung, eines Materials in einer aggressiven Umgebung, gekennzeichnet durch ein längliches Element (1,2), das über seine Länge verteilt eine Mehrzahl von Fühlern und/oder Probenahmevorrichtungen (4)/und eine Haltevorrichtung (I5a,16,19) welche ein Ende des Elements an einem Behälter des Materials festhält, wobei die Haltevorrichtung und das längliche Element so ausgebildet und angeordnet sind, daß im Gebrauch das längliche Element eine Stellung einnimmt, die im wesentlichen wenigstens einer Hälfte der Profilgestalt des Materials im Behälter entspricht, wobei das Element über seine Länge etwa den gleichen Abstand von der Oberfläche des Materials hat. (\ 1 J Probe for measuring physical and / or chemical properties, such as temperature and chemical composition, of a material in an aggressive environment, characterized by an elongated element (1,2), which is distributed over its length with a plurality of sensors and / or sampling devices (4) / and a holding device (15a, 16,19) which holds one end of the element to a container of the material, the holding device and the elongate element being designed and arranged so that, in use, the elongate element assumes a position which corresponds essentially to at least one half of the profile shape of the material in the container, the element being approximately the same distance from the surface of the material over its length. 2. Sonde zum Messen von physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften, wie Temperatur und chemische Zusammensetzung, eines Materials in einer aggressiven Umgebung, gekennzeichnet durch ein längliches Element (1,2), das über seine Länge in Abständen verteilt eine Mehrzahl von Fühlern und/oder Probenahmevorrichtungen (4) trägt, und Haltevorrichtungen (15a,16,19), welche die entgegengesetzten Enden des Elements (1,2) an einem Behälter des Materials festhalten, wobei die Haltevorrichtungen und das längliche Element so ausgebildet und angeordnet sind, daß im Gebrauch das längliche Element eine Stellung einnimmt, die im wesentlichen wenigstens einer Hälfte der Profilgestalt des Materials im Behälter entspricht, wobei sich das Element über seine Länge in etwa dem gleichen Abstand von der Oberfläche des Materials befindet.2. Probe for measuring physical and / or chemical properties, such as temperature and chemical composition of a material in an aggressive environment by an elongated element (1,2) which over its length at intervals distributed a plurality of sensors and / or sampling devices (4) and holding devices (15a, 16,19), which hold the opposite ends of the element (1,2) to a container of the material, the holding devices and the elongate member are formed and arranged so that, in use, the elongate member assumes a position which is in the substantially corresponds to at least one half of the profile shape of the material in the container, with the element on its Length is located approximately the same distance from the surface of the material. 3. Sonde nach Anspruch 2 zur Verwendung in einem Hochofen, worin das Materialprofil im wesentlichen eine flache vertiefte V-Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde zwei hohle Tragelemente (1,2) aufweist, die an einem Ende aneinander angelenkt sind und mit ihren freien Enden in Haltevorrichtungen (16) haltbar sind, die in den Wänden des Ofens an diametral entgegengesetzten Stellen befestigt sind, und eine Schwenkbe-3. A probe according to claim 2 for use in a blast furnace, wherein the profile of material is essentially a shallow, recessed V-shape characterized in that the probe has two hollow support elements (1,2) which are attached to one another at one end are hinged and can be held with their free ends in holding devices (16) in the walls of the furnace at diametrically are attached to opposite points, and a swivel 709807/1191709807/1191 grenzungsvorrichtung (11,12,13,14,15;60,61,62) aufweist, die sich zwischen den aneinanderangelenkten Enden erstreckt und rait diesen zusammenwirkt, um eine Drehbewegung über einen Winkel hinaus, in dem die hohlen Tragelemente eine im Ganzen der flachen V-Gestalt entsprechende Stellung einnehmen, zu verhindern.limiting device (11,12,13,14,15; 60,61,62) which extends between the hinged ends and cooperates to rotate through an angle in addition, in which the hollow support elements assume a position corresponding to the whole of the flat V-shape. 4. Sonde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Tragelemente ein Rohr (1,2) ist, welches Führungsrohre (5) enthält, welche Thermoelemente/oder andere Fühler und Proben4. Probe according to claim 3, characterized in that at least one of the support elements is a tube (1,2) which guide tubes (5) Contains what thermocouples / or other probes and samples .aufnehmen können und sich von einer Mehrzahl von über die Länge des Rohrs verteilten Punkten^ wo sie durch dessen Wand. can accommodate and differ from a plurality of over the length of the pipe distributed points ^ where they pass through its wall hindurchtreten, zum freien Ende des Tragrohrs zu den äußeren Enden der Rohre erstrecken.pass through to the free end of the support tube to the outer ends of the pipes extend. 5. Sonde nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbegrenzungsvorrichtung, die sich zwischen den aneinander angelenkten Enden der Tragelemente erstreckt, ein Verbindungsglied (14) mit Verbindungsstiften (15) aufweist, die durch Schlitzlöcher in mit den Tragelementen (1,2) starr Verbundenen Haltern (11»13) gehen, wobei das Verbindungsglied und die Schlitze solche Längen aufweisen, daß die Tragelemente (1,2) zum Einbau in den Behälter in einer geraden Linie haltbar und an einer Schwenkbewegung über die gewünschte V-Steilung hinaus gehindert sind.5. A probe according to claim 3 or 4, characterized in that the pivot limiting device, which is located between the to each other hinged ends of the support elements extends, a connecting member (14) with connecting pins (15) through slot holes in holders rigidly connected to the support elements (1,2) (11 »13), the link and the slots being such Have lengths that the support elements (1,2) for installation in the container in a straight line and on one Swivel movement beyond the desired V-pitch are prevented. 6. Sonde nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zwischen den aneinander angelenkten Enden der Tragelemente erstreckende'Schwenkbegrenzungsvorrichtung eine Stütze (60,61,62, 64) mit einer dem Profil im Glänzen entsprechenden flachen V-Form aufweist, wobei ein Schenkel (60) der V-Form an einem der hohlen Tragelemente (2) starr befestigt ist und der andere Schenkel (61) über dem anderen hohlen Tragelement (1) liegt, so daß die Tragelemente zum Einsetzen in den Behälter in einer geraden Linie haltbar und an einer Schwenkbewegung über die gewünschte V-Stellung hinaus gehindert sind.6. Probe according to claim 3 or 4, characterized in that the between the hinged ends of the support elements extending 'pivot limiting device a support (60,61,62, 64) with a flat V-shape corresponding to the profile in the gloss, with one leg (60) of the V-shape at one of the hollow Support elements (2) is rigidly attached and the other leg (61) is above the other hollow support element (1) so that the support elements Can be inserted into the container in a straight line and can be swiveled through the desired V-position beyond are prevented. 709807/1 191709807/1 191 7. Sonde nach, einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet. durch eine Wärmeabschirmung (21), die sich von einem der hohlen Tragelemente oder -rohre (2) erstreckt und die Gelenkverbindung (3) von unten abdeckt.7. Probe according to one of claims 3 to 6, characterized. by a heat shield (21) which extends from one of the hollow support elements or tubes (2) and covers the articulated connection (3) from below. 8. Sonde nach einem der Ansprüche 3 bis 7» gekennzeichnet durch Dampfzufuhrleitungen (50), die in die als Rohre (1,2) ausgebildeten hohlen Tragelemente münden, und an den Enden der Rohre ausgebildete Bohrungen (24), die so angeordnet sind, daß sie durch sie austretenden Dampf in die Gelenkverbindung (3) richten, und ein zusätzliches, der an der Gelenkverbindung herrschenden Wärme ausgesetztes Thermoelement (23), das überhöhte Temperaturen an dieser Stelle anzeigt.8. Probe according to one of claims 3 to 7 »characterized by steam supply lines (50) which are formed in the tubes (1,2) hollow support elements open, and at the ends of the tubes formed bores (24) which are arranged so that they through they direct escaping steam into the articulated connection (3), and an additional one, the heat prevailing at the articulated connection exposed thermocouple (23) indicating excessive temperatures at this point. 9. System zum Messen und Anzeigen der physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften von in einer aggressiven Umgebung befindlichen Materialien, gekennzeichnet durch eine
feststehende längliche Sonde (1,2), die sich in einen das Material enthaltenden Behälter erstreckt und in Abständen über die
Länge der Sonde verteilte Meß- und/oder Probenahmevorrichtungen (4,5) zum Messen der Materialeigenschaften und/oder Probenehmen von Material aus dem Behälter trägt, und mit dem äußeren Ende9. System for measuring and displaying the physical and / or chemical properties of materials in an aggressive environment, characterized by a
fixed elongated probe (1,2) which extends into a container containing the material and at intervals over the
Length of the probe distributed measuring and / or sampling devices (4,5) for measuring the material properties and / or sampling of material from the container carries, and with the outer end der Sonde (1,2) verbundene Kupplungsvorrichtungen, welche die
Meß- und Probenahmevorrichtungen mit Geräten (32,36) verbinden, welche die von der Meß- und Probenahmevorrichtung gemessenen Eigenschaften anzeigen, wodurch für jeden beliebigen Zeitpunkt ein Profil dieser Eigenschaften des Materials über die Länge der Sonde angezeigt und/oder registriert wird.the probe (1,2) connected coupling devices which the
Connect measuring and sampling devices to devices (32,36) which display the properties measured by the measuring and sampling device, whereby a profile of these properties of the material is displayed and / or registered over the length of the probe for any given point in time. 10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde eine Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.10. System according to claim 9, characterized in that the probe is a probe according to any one of claims 1 to 8. 709807/1191709807/1191