Устройство для контроля уровня шлака и металла Советский патент 1982 года по МПК C21C5/56 

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, а именно к устройствам для контроля и регулирования уровня шлака . и металла при электрошлаковом переплаве Известно устройство для контроля уров ня шлака и металла, . чувствительным элементом которого является батарейный датчик теплового потока, представляющий собой систему плотно упакованных термопар, включенных параллельно по. измеряемому тепловому потоку и последовательно по генерируемому сигналу. Устройство для контроля уровня шлака и металла при электрошлаковом переплаве содержит размешенный в отверстии кристаллизатора полый охлаждаемый цилиндр с массивным дном и батарейный датчик теплового потока, установленный между торцом массивного цилиндра, обращенного в плавильное пространство, и полостью охлаждения. Работает;. это устройство следующим образом. При подходе уровня шлака или металла к торцу устройства, обращенному В плавильное пространство, наблюдается значительное изменение уровня генерируемой батарейным датчиком теплового потока термо-ЭДС. что служит сигналом для системы управления перемещением кристаллизатора или слитка. Недостатком подобной конструкции является усреднение теплового потока по торцу устройства, а также наличие массивного дна, что увеличивает инер1шонность датчика, а с ней и необходимое время фиксации уровня. Этот фактор, несуще ственный при малой линейной скорости наплавления слитка (при производстве сплошных слитков большого диаметра), становится существенным при большой скорости наплавления (при производстве тонкостенных полых слитков). Кроме того, при большой площади торца устройства снижается значительный тепловой поток, что влечет увеличение необ содимой площади батарейного датчика теплового потока и, соответственно, уменьшение размера датчика и снижение уровня регистри руемого сигнала. Цепью изобретения является повьпление чувствительности и уменьшение инерционности устройства.. : Для достижения поставленной цели дно предлагаемого устройства для измерения уровня шлака и металла дно выполнено с переменным сечением, уменьшающимся в направлении плавильного пространства от полного сечения цилиндра до 0,5-1,0 площади сечения батарейного датчика теп лового потока. Устройство снабжено полочкой прямоугольного сечения, большее основание которого расположено параллельно регистрируемому уровню, а торец обращен в плавильное пространство. Дно устройства вьшолнено в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено в плавильное пространство На фиг. 1 ., изображено предлагаемое устройство (дно цилиндра, выполненное в виде пол очки, располагаемое параллельно регистрируемому уровню) ;.на фиг. 2 то же (дно цилиндра выполнено в виде усеченного конуса). Устройство для контроля уровня щлака и металла работает следующим образом. Перед началом плавки устройство ycTa навливается в стенке кристаллизатора 1 через теплоизоляционную прокладку 2 так чтобы торец дна 3 устройства был заподлицо с внутренней поверхностью кристалл затора. Полость 4 охлаждается. Во время плавки торец устройства воспринимает тепловой поток от плавильного пространст ва, что создает градиент температур на батарейном датчике теплового потока, регистрируемый прибором. В предлагаемом устройстве площадь торца, обращенная в плавильное пространство, меньше, чем пя щадь корпуса, поэтому устройство более локально фиксирует тепловой поток, что позволяет получить, с одной стороны, более четкое изменение харшстера сигнала при прохождении уровня, а с другой - более мощный сигнал. Увеличение сигнала объясняется следующим образом: зависимость удельного теплового потока от рас стояния до зеркала шлака в области границы шлак-воздух и шлак-металл имеет максимумы. Массивное дно перед батарейным датчиком теплового потока усредняет значение теплового потока по высоте торца, обращенного в плавильное пространство. Таким образом, чем меньше размер по высоте, тем больше удельный тепловой поток, фиксируемый датчиком, мошнее сигнал. По мере наплавления слитка 5 зеркало шлака 6 поднимается и достигает уровня, на котором расположено устройство. При этом резко возрастает тепловой поток, воспринимаемый дном устройства, соответственно возрастает электрический сигнал с батарейного Датчика теплового потока. По этому изменению сигнала можно судить о наличии границы шлак-газ на уровне торца устройства. При подходе к торцу устройства поверхности раздела шлак-металл вновь происходит резкое изменение сигнала. По этому изменению можно судить о нахождении границы шлакметалл на уровне торца устройства. Формула изобретения 1. Устройство для контроля уровня шлака и металла при электрошлаковом переплаве, содержащее размещенный в отверстии в станке кристаллизатора полый охлаждаемый шлиндр с массивным дном и батарейный, датчик теплового потока. установленный между торцом массивного цилиндра, обращенного в плавильное пространство, и полостью охлаждения, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности и уменьшения инерционности устройства, дно вьтолнено переменного сечения с уменьшением в направлении плавильного пространства от полного сечения цилиндра до 0,5 - 1 О площади сечения батарейного датчика теплового потока. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дно цилинд- ра снабжено полочкой прямоугольного сечения, большее основание которого расположено параллельно регистрируемому уровню, а торец обращен в плавильное прост рансгво. 3.Устройство по пп. 1, 2, отличающееся тем, Что дно вьшолне- но в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено в плавильное пространство.