УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЕМОЙ ГИЛЬЗЫ КРИСТАЛЛИЗАТОРА Российский патент 1994 года по МПК B22D11/16 G01K7/08 

Изобретение относится к металлургии, в частности к средствам контроля процессов непрерывного литья металлов.

Контроль температуры охлаждаемых гильз кристаллизаторов является необходимым элементом технологии горизонтального непрерывного литья (одностороннего и двустороннего) и желательным для машин вертикального и криволинейного типов. Конструкция гильзовых кристаллизаторов обуславливает необходимость измерения температур на их охлаждаемой наружной стороне. В связи с этим в устройствах контроля применяются различные датчики для контактного измерения температуры поверхности гильзы.

Известно устройство, содержащее соединенный с входом измерительного прибора датчик с подпружиненным стержнем, конец которого выполнен с возможностью контакта с гильзой и образования в ней термопары. При этом термоЭДС измеряется в двух точках гильзы, что делает невозможным достоверный контроль температуры при сильно неравномерном температурном поле гильзы. Это является недостатком устройства.

Нецелесообразно замыкание электрической цепи стержень-гильза-измерительный прибор через корпус кристаллизатора, поскольку в процессе эксплуатации МНЛЗ нарушается электрический контакт между гильзой и корпусом вследствие образования окисных пленок и накипи на гильзе и корпусе, особенно при горизонтальном непрерывном литье, когда теплообмен в системе слиток - гильза - вода существенно (в 3-5 раз) интенсивней, чем в других непрерывно литейных процессах. Конструкции гильзовых кристаллизаторов не обеспечивают надежного контакта между гильзой и корпусом, поэтому через 10...20 ч эксплуатации кристаллизатора, после образования отложений и пленок, электрическая цепь в контролирующем устройстве нарушается и не выполняется принципиальное условие измерения термоЭДС поэтому выходной сигнал устройства становится неустойчивым или вообще пропадает.

Целью изобретения является повышение точности и надежности контроля за счет формирования устойчивой электрической цепи измерительный прибор - стержень - гильза при формировании термоЭДС в первой точке контакта с гильзой.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля температуры охлаждаемой гильзы кристаллизатора, содержащее соединенный с первым входом измерительного прибора датчик с подпружиненным стержнем, конец которого выполнен с возможностью контакта с гильзой и образования в ней термопары, согласно изобретению снабжено дополнительным подпружиненным стержнем, один конец которого выполнен с возможностью контакта с гильзой, при этом дополнительный стержень выполнен из материала, исключающего возможность образования термоЭДС в месте контакта стержня с гильзой, причем второй конец дополнительного стержня соединен с вторым входом измерительного прибора.

Дополнительное оснащение устройства стержнем, замыкающим гильзу на измерительный прибор, позволяет исключить корпус кристаллизатора и его контакт из гильзовой измерительной электрической цепи, тем самым обеспечить устойчивость и надежность контроля температуры.

Выполнение дополнительного стержня из материала, исключающего возможность образования термоЭДС в месте контакта с гильзой за счет выбора материала стержня с удельной термоЭДС, равной удельной ЭДС материала гильзы, исключает искажение результатов измерения температуры за счет изменения напряжения на измерительном приборе, и контроль ведется точно.

Применение дополнительного замыкающего стержня с твердостью выше, чем у гильзы, гарантирует надежный контакт его с гильзой при повторной сборке кристаллизатора, поскольку твердое острие стержня при поджатии к гильзе формирует углубление в теле гильзы, разрушая поверхностный слой окислов и накипи на гильзе.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемое устройство содержит отличительные признаки, отсутствующие в известных решениях - замыкающий стержень из материала, не образующего термоЭДС с гильзой, которые обеспечивают точный и надежный контроль температуры охлаждаемой гильзы.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

П р и м е р 1. Устройство контроля температуры охлаждаемой гильзы 1 корпуса 2 кристаллизатора содержит датчик 3, установленный в корпусе 2 с подпружиненным стержнем 4, контактирующим с гильзой 1. Стержень 4 выполнен из константана, который образует термоэлектродную пару с медной гильзой 1. Стержень 4 через вывод датчика 3 присоединен к первому входу измерительного прибора 5, например милливольтметра.

Устройство снабжено вторым датчиком 6, аналогичным по конструкции датчику 3, который также установлен в корпус 2. Подпружиненный стержень 7 датчика 6 контактирует с гильзой 1. Через вывод датчика 6 стержень 7 соединен с вторым входом прибора 5. Стержень 4 выполнен из меди, таким образом образована электрическая цепь гильза 1 - константановый стержень 4 - измерительный прибор 5 - медный стержень 7 - гильза 1.

Устройство работает следующим образом.

В процессе литья и формирования слитка в водоохлаждаемой гильзе 1 формируется температурное поле, параметры которого на наружной стороне гильзы 1 подлежат контролю. За счет нагрева медной гильзы 1 в месте контакта ее с константановым стержнем 4 образуется термоЭДС по закону 0,04 мВ/^оС, поэтому при температуре охлаждаемой поверхности 50...250^оС термоЭДС равна 2...10 мВ. При контакте с медной гильзой 1 медного стержня 7 термоЭДС не образуется, поэтому прибор 5 измеряет непосредственно термоЭДС пары стержень 4 - гильза 1, т.е. осуществляет точный контроль искомой температуры. Надежность контроля обеспечивается замкнутостью образованной электрической цепи. В данном конкретном исполнении устройство работает по ходу литья вполне надежно, однако при замене гильзы 1 или выворачивании и новой постановке датчика 6 со стержнем 7 замкнутой цепи нарушается, поскольку острие стержня 7 попадает на новые места гильзы 1, покрытые окислами и солями. В связи с этим применяется усовершенствованная конструкция.

П р и м е р 2. При всех условиях примера 1 стержень 7 выполнен из стали Х18Н10Т, которая имеет равную с медью удельную термоЭДС, но твердость которой в 1,5 раза выше твердости меди. Этого достаточно, чтобы обеспечить надежное замыкание электрической цепи при смене гильз или датчиков.

Использование изобретения позволяет за счет повышения надежности и точности контроля температуры гильз сократить до трех раз число прорывов, например, на МНЛЗ горизонтального типа.

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металла. Цель изобретения - повышение точности и надежности контроля. Устройство содержит два подпружиненных стержня, соединенные одними концами с измерительным прибором. Другой коней первого стержня контактирует с гильзой и образует термопару. Другой конец второго стержня контактирует с гильзой и выполнен из материала, исключающего возможность образования термо-ЭДС в месте контакта стержня с гильзой. Кроме того, второй стержень выполнен из материала, твердость которого выше твердости материала гильзы. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЕМОЙ ГИЛЬЗЫ КРИСТАЛЛИЗАТОРА, содержащее соединенный с первым входом измерительного прибора подпружиненный стержень, второй конец которого выполнен с возможностью контакта с гильзой и образования с ней термопары, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным подпружиненным стержнем, один конец которого выполнен с возможностью контакта с гильзой, при этом дополнительный стержень выполнен из материала, исключающего возможность образования термоЭДС в месте контакта стержня с гильзой, причем второй конец дополнительного стержня соединен с вторым входом измерительного прибора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что твердость материала дополнительного стержня выше твердости материала гильзы.