Procedimiento para el reconocimiento y la medición de superficies cilíndricas en componentes cerámicos resistentes al fuego en aplicaciones metalúrgicas.

Procedimiento para el reconocimiento y la medición de superficies cilíndricas en componentes cerámicosresistentes al fuego en aplicaciones metalúrgicas,

con un dispositivo que presenta las características siguientes:

1.1 un tubo de medición (30)

1.2 en o junto al tubo de medición (30) está dispuesta una cámara (38), cuyo objetivo está orientado endirección hacia por lo menos una superficie de reflexión (40) dispuesta en un tubo de medición (30),

1.3 discurriendo la superficie de reflexión (40) a distancia del objetivo e inclinada con respecto a la direcciónaxial (A) del tubo de medición (30),

1.4 el tubo de medición (30) es transparente en una sección perimétrica opuesta a la superficie de reflexión(40),

1.5 en o junto al tubo de medición (30) está dispuesto un dispositivo (44) para la medición de la distancia,

1.6 detectando la cámara (38), para una distancia focal correspondiente entre el objetivo y la superficie dereflexión (40), una parte, que discurre a una distancia radial con respecto al tubo de medición (30), de lasuperficie cilíndrica (18z) del componente (18) cerámico resistente al fuego contiguo, y

1.7 con el dispositivo se detecta la distancia de un punto o de una sección superficial sobre la parte, captadapor la cámara (38), de la superficie (18z) cilíndrica del componente (18) cerámico resistente al fuego conrespecto a un punto de referencia fijo.

Procedimiento para el reconocimiento y la medición de superficies cilíndricas en componentes cerámicos resistentes al fuego en aplicaciones metalúrgicas.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el reconocimiento y la medición de superficies cilíndricas en componentes cerámicos resistentes al fuego en aplicaciones metalúrgicas.

La Figura 1 muestra una utilización metalúrgica típica, sin limitarla en el marco de la invención. Se puede reconocer un recipiente 10 metalúrgico con un suelo 12 revestido de manera resistente al fuego, en el cual está dispuesto un orificio de descarga 14 cerámico resistente al fuego esencialmente en forma cilíndrica, que presenta una abertura de paso 16 central, a través del cual fluye una masa fundida de metal desde el recipiente 10 metalúrgico a las unidades dispuestas con posterioridad.

Al orificio de descarga 14 le sigue al mismo tiempo, en la dirección de circulación de la masa fundida (flecha S) , un cierre de corredera 18 con una placa de corredera 18º superior, una placa corredera 18m central y una placa corredera 18u inferior, a la que se conecta un orificio de descarga inmergido 20. Todos los componentes mencionados con anterioridad presentan aberturas de paso para la masa de metal fundido, correspondientes al canal de paso 16, motivo por el cual las secciones correspondientes están caracterizadas asimismo mediante 16 en la Figura 1.

De la Figura 1 resulta que la placa corredera 18m central se puede desplazar, para ser llevada desde una posición de cierre (Figura 1) a una posición en la cual todas las aberturas de paso 16 están situadas unas tras otras y permiten el paso de la masa de metal fundido.

Los componentes mencionados con anterioridad (orificio de descarga 14, placas correderas 18º, 18m, 18u, orificio de descarga inmergido 20) presentan superficies interiores cilíndricas para la limitación de la abertura de paso 16 correspondiente. El concepto de “cilíndrico” no debe entenderse al mismo tiempo en sentido matemático exacto sino bajo puntos de vista técnicos.

Es conocido que los componentes resistentes al fuego se desgastan (erosionan) a causa del ataque metalúrgico de la masa fundida o viceversa, que se forman crecimientos en las superficies (el llamado clogging) .

Tanto los efectos de desgaste como también un crecimiento en las superficies de las canales de paso 16 perturba notablemente el proceso de fundición. Es por ello necesario disponer con regularidad de conocimientos acerca de la geometría de los canales de paso 16, para poder extraer las consecuencias correspondientes, por ejemplo el cambio de un componentes desgastado en demasía ya con anterioridad o la quema por completo/retirada a golpes de crecimientos en el canal de paso.

A causa de las elevadas temperaturas de los componentes correspondientes, las cuales tras la finalización de una secuencia de fundición pueden ser todavía de varios 100 de grados durante mucho tiempo, resultan dificultades durante la comprobación de las superficies correspondientes.

Una valoración visual con el ojo es extremadamente imprecisa y es posible únicamente desde una distancia notable. Se ha intentado por ello explorar las superficies correspondientes mediante ganchos. Con ello se obtienen también unos resultados muy imprecisos. Por ello se recurre con frecuencia a valores empíricos lo que conduce en muchos casos a resultados completamente erróneos.

El documento US nº 6.482.148 B1 se refiere a un dispositivo de medición óptico para la vigilancia a distancia (remote) o en puntos inaccesibles. El dispositivo de medición comprende un tubo, en el cual están dispuestas diferentes fuentes de luz, espejos y otros componentes.

La invención se plantea el problema de proponer una posibilidad para poder reconocer y medir de manera segura superficies cilíndricas en componentes cerámicos resistentes al fuego en aplicaciones metalúrgicas. Debe disponerse de datos fiables para poder evaluar sí o qué medidas son en su caso necesarias para reparar o cambiar el componente en cuestión.

La invención prevé para ello un procedimiento con un dispositivo, que incorpora la idea fundamental del endoscopio, si bien lo adapta sin embargo de forma innovadora con respecto a la utilización específica. La idea fundamental de la invención consiste, en primer lugar, en formar el dispositivo correspondiente de tal manera que presente una “parte fría” y una “parte caliente”. La “parte fría” está pensada para ser llevada a la zona del componente que hay que comprobar, para llevar a cabo correspondientemente “in situ” la inspección deseada. La “parte fría” es dispuesta a una distancia clara de ella, y ello en una zona en la cual reinan temperaturas claramente inferiores, por ejemplo temperatura ambiente.

En la “parte fría” pueden ser instalados correspondientemente dispositivos de medición sensibles tales como la cámara, mientras que la “parte caliente” es utilizada preferentemente para conducir los rayos de medición a las superficies que hay que comprobar.

Ante este trasfondo la invención se basa además en la reflexión de prever una cámara la cual capte determinadas partes de la superficie cilíndrica del componente que se quiere comprobar y en llevar a cabo, de manera adicional, una medición de la distancia, de manera que de ambas informaciones se pueda determinar conjuntamente una imagen tridimensional de la superficie que hay que comprobar.

En su forma de realización más general la invención se refiere a un procedimiento con las características de la reivindicación 1.

Con la cámara tiene lugar, por lo tanto, una contemplación óptica de la superficie. Con el dispositivo para la medición de la distancia una valoración acerca de la distancia de la sección de superficie correspondiente con respecto a un punto de referencia, por ejemplo el eje longitudinal central del tubo de medición.

La cámara está dispuesta, por ejemplo, de tal manera que la dirección de la distancia focal correspondiente discurre coaxialmente con respecto al eje longitudinal central del tubo de medición. La superficie de reflexión sirve para captar de forma óptica con la cámara la sección de superficie, que discurre de manera radial a distancia del eje longitudinal central, del componente cerámico. En esta medida la sección del tubo de medición opuesta a la superficie de reflexión es transparente, está por ejemplo abierta.

De la disposición mencionada resulta que la superficie de reflexión discurre preferentemente bajo un ángulo de aproximadamente 45º con respecto al eje longitudinal central del tubo de medición, siendo asimismo posibles ángulos (45 +/- 10º) mayores o menores. Las indicaciones angulares se refieren a la dirección principal de las ondas de luz correspondientes. En esta medida las indicaciones angulares no deben entenderse de nuevo de forma matemática exacta sino técnicamente.

Esto es válido, en especial, cuando la superficie de reflexión no es plana, sino abovedada, para poder captar secciones de superficie mayores o menores del componente resistente al fuego.

Según una forma de realización el dispositivo para la medición de la distancia comprende un láser o un diodo, el cual dirige un rayo óptico sobre un espejo dispuesto en el tubo de medición, el cual desvía el rayo a través de la sección perimétrica transparente del tubo de medición sobre la parte, captada por la cámara, de la superficie cilíndrica del componente cerámico.

Para este espejo son válidas afirmaciones anteriores acerca de la superficie de reflexión.

Al mismo tiempo hay que tener en cuenta, sin embargo, que el espejo puede discurrir distanciado con respecto a la superficie de reflexión. Al mismo tiempo está prevista en especial una disposición en la cual el espejo está dispuesto en dirección axial del tubo de medición delante de la superficie de reflexión, y ello por ejemplo en el lado de la pared, es decir en la zona de la pared interior del tubo de medición. La fuente láser puede estar al mismo tiempo dispuesta de tal manera que el rayo discurra paralelo a distancia de la pared interior del tubo de medición, antes de incidir sobre el espejo.

En esta disposición el ángulo de inclinación del espejo será correspondientemente menor que el de la superficie de reflexión, cuando el rayo de luz reflejado deba incidir aproximadamente en posición central sobre la sección de superficie del componente cerámico captada por la cámara, lo que es ventajoso para obtener datos correspondientes. En esta medida el ángulo del espejo es de 10 a 30º con respecto al eje longitudinal central... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el reconocimiento y la medición de superficies cilíndricas en componentes cerámicos resistentes al fuego en aplicaciones metalúrgicas, con un dispositivo que presenta las características siguientes:

1.1 un tubo de medición (30)

1.2 en o junto al tubo de medición (30) está dispuesta una cámara (38) , cuyo objetivo está orientado en dirección hacia por lo menos una superficie de reflexión (40) dispuesta en un tubo de medición (30) ,

1.3 discurriendo la superficie de reflexión (40) a distancia del objetivo e inclinada con respecto a la dirección axial (A) del tubo de medición (30) ,

1.4 el tubo de medición (30) es transparente en una sección perimétrica opuesta a la superficie de reflexión (40) ,

1.5 en o junto al tubo de medición (30) está dispuesto un dispositivo (44) para la medición de la distancia,

1.6 detectando la cámara (38) , para una distancia focal correspondiente entre el objetivo y la superficie de reflexión (40) , una parte, que discurre a una distancia radial con respecto al tubo de medición (30) , de la superficie cilíndrica (18z) del componente (18) cerámico resistente al fuego contiguo, y

1.7 con el dispositivo se detecta la distancia de un punto o de una sección superficial sobre la parte, captada por la cámara (38) , de la superficie (18z) cilíndrica del componente (18) cerámico resistente al fuego con respecto a un punto de referencia fijo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el dispositivo (44) para la medición de la distancia comprende un láser o un diodo, el cual dirige un rayo (44l) óptico sobre un espejo (46) dispuesto en un tubo de medición (30) , que conduce el rayo (44l) a través de la sección perimétrica (42) transparente del tubo de medición (30) sobre la parte, captada por la cámara (38) , de la superficie (18z) cilíndrica del componente (18) cerámico.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual la superficie de reflexión (40) está dispuesta de tal manera que las ondas de luz son desviadas un ángulo de 10 – 80º.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual la superficie de reflexión (40) está dispuesta de tal manera que las ondas de luz son desviadas un ángulo de 45 +/- 10º.

5. Procedimiento según la reivindicación 2, en el cual el espejo (46) es dispuesto en la dirección axial (A) del tubo de medición (30) delante de la superficie de reflexión (40) .

6. Procedimiento según la reivindicación 2, en el cual el espejo (46) está dispuesto inclinado con un ángulo tal con respecto a la dirección axial (A) del tubo de medición (30) , que el rayo de luz es dirigido sobre una sección superficial central de la parte, captada por la cámara (38) , de la superficie (18z) cilíndrica del componente (18) cerámico.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, con la utilización de un tubo de medición (30) cilíndrico.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, con un dispositivo en el cual la superficie de reflexión (40) y/o el espejo

(46) presentan un revestimiento resistente al calor sobre su lado óptico.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, con un dispositivo en el cual la superficie de reflexión (40) y/o el espejo (46) están cromados sobre su lado óptico.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el tubo de medición (30) se puede girar y/o desplazar axialmente alrededor de un eje longitudinal central (A) .

11. Procedimiento según la reivindicación 1, con un dispositivo en el cual el tubo de medición (30) está formado aislado térmicamente, por lo menos en la zona en la cual están dispuestos la superficie de reflexión (40) y un eventual espejo (46) , para resistir temperaturas de hasta 800 ºC.

12. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual las imágenes y los datos captados por la cámara (38) y el dispositivo (44) para la medición de la distancia, se registran en una unidad de memoria.

13. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual las imágenes y los datos captados por la cámara (38) y el dispositivo (44) para la medición de la distancia, son evaluados, en su caso tras un almacenamiento anterior.

14. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual el dispositivo es fijado, mediante un dispositivo, a un recipiente metalúrgico en el cual está dispuesto el componente (18) cerámico resistente al fuego.