Устройство для контроля уровня шлака и металла при электрошлаковом переплаве

О П И С А Н И Е ц,513555ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 10,02. 75, (21) 2103156/02с присоелинением заявки ЭЬ.3(088.8) ио делам изсбретеиий и открытий(72) Авторы изобретения,Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им, Е.О. Патона и Институт технической теплофизики АН Украинской ССР(5 тт) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ШЛАКА И МЕТАЛЛА ПРИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОИ ПЕРЕПЛАВЕ 1Изобретение относится к спецэлект рометаллургии.Известно устройство для контроля ,уровня шлака и металла при электро- шлаковом переплаве на основе батарейного датчика теплового потока, которое позволяет исключить перетечки тепла из-за наличия изолируемого корпуса. В .этом устройстве, которое может быть вставлено в стенку кристаллизатора, лучистый поток от боковой поверхности шлака (металла) проникает через специальное отверстие в корпусе и регистрируется батарейным датчиком теплового потока. По изменению сигнала батарейного датчика теплового потока можно осуществлять контроль уровня шлак-металл. Однако такое устройство приспособлено к измерению лучистых тепловых потоков. В процессе плавки жидкий шлак может залить отверстие уст. ройства и повредить батарейный датчик теплового потока, Если же отверстие сделать малым, чтобы шлакв него не проникал, удерживаясь силами поверхностного натяжения, толучистый поток может уменьшаться настолько, что батарейный датчик теплового потока не позволит надежнорегистрировать изменение сигнала 1 опри прохождении уровня,Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности работы устройства. В предлагаемом устройстве чувствительным элементом также являетсябатарейный датчик теплового потока,представляющий собой систему плотноупакованных термопар, включенныхпараллельно по измеряемому тепловогому потоку и последовательно по генерируемому сигналу. Устройство пред.ставляет собой полый цилиндр с массивным дном, который вставляется в3 51 Ястенку кристаллизатора и теплоизолируется от нее. В массивном дне цилиндра перпендикулярно оси между торцом, обращенным в плавильное пространство, и полостью выполнено прямоугольное отверстие, В это отверстиена эпоксидной смоле вставлен батарейный датчик, форма и размеры которого с соответствующими допускамиидентичны форме и размерам отверстия. 1 ОРасстояния от торца до отверстия иот торца до охлаждающей полости выбирается в зависимости от металла,из которого изготовлен цилиндр. Так,для меди могут бытЬ рекомендованы 15расстояния соответственно до 20 мми до 25 мм, при этом, как показываютрасчеты, время релаксации сигналаостается допустимым менее 5 с). Провода от батарейного датчика к регист- орирующему прибору прокладываются впазах на поверхности корпуса, Внутренняя полость цилиндра охлаждается,в качестве охладителя может применяться техническая вода. Кроме того, дв предлагаемом устройстве с цельюповышения чувствительности и надежности работы батарейного датчикаего площадь составляет 0,3-0,8 отплощади торца корпуса, обращенногов плавильное пространство,На чертеже изображено предложенное устройство.Устройство состоит из корпуса 1теплоотводящего цилиндра с охлаждаемой полостью 2 и сквозным прямоугольным отверстием 3 в массивном дне чцилиндра. Корпус 1 цилиндра установлен в стенке кристаллизатора 5 натеплоизоляционной прокладке 6. Водаподводится и отводится в охлаждаемую полость 2 патрубками 7 и 8,Устройство работает следующим образом. Перед началом плавки устройство вставляют в отверстие в стенке кристаллизатора 5 через теплоизоляционную прокладку б таким образом, цЗобы дно 4 цилиндра" было заподлицо с зеркалом кристаллизатора,а ось отверсО тия 3, в котором расположен батарейный датцик, была горизонтальна, Полость 2 охлаждается, Во время плавки, когда торец цилиндра, обращенный в плавильное пространство, нахо дится выше зеркала шлака, он воспринимает лучистый поток от поверхности шлака, при этом грань батарейного датчика обращенная в плавильноепространство, нагревается за счеттеплопроводности через торец, а грань,обращенная в сторону полости, остается при температуре охладителя; таким образом, по сечению батарейного датчика создается градиент температуры, который генерирует в батарейном датчике электрический сигнал, регистрируемый прибором, По мере наплавления слитка 9 в процессе плвв-.ки зеркало шлака 10 поднимается и достигает уровня,на котором расположено устройство. При этом тепловой поток, воспринимаемый торцом корпуса,резко возрастает, соответственновозрастает сигнал с батарейного датчиФка. По этому изменению сигнала можно судить о наличии границы шлак - газ на уровне торца батарейного датчика. При подходе к торцу батарейного датцика поверхности раздела шлак - металл вновь происходит изменение сигнала в связи с изменением теплового потока от боковой поверхности металлической ванны. По вторицномуизменению сигнала можно судить о нахождении границы шлак - металл на уровне торца устройства,Тепловой поток, воспринимаемый торцом цилиндра, обращенным в плавильное пространство, за счет теплопроводности материала цилиндра передается охладителю, циркулирующему в полости. При этом отверстие 3 батарейного датчика является термическим сопротивлением на пути тепло вого потока, и тепло, минуя батарей. ный датчик в основном отводится по телу цилиндра. Однако часть тепла идет на нагрев грани батарейного датчика, обращенной в плавильное пространство. При этом, если площадь отверстия для батарейного датчика выполнить слишком большой, то температура поверхности батарейного датцика превысит допустимые пределы и он выйдет из строя. Если же площадь отверстия выполнит.ь малой, то из-за хорошего теплоотвода разница температур рабочих граней батарейного датчика резко снижается, что приводит к значительному уменьшению уровня сигнала.формула изобретенияУстройство для контроля уровня шлака и металла при электрошлаковоь5переплаве, содержащее полый охлаждаемый цилиндр с массивным дном, в котором между торцом, обращенным в плавильное пространство, и полостью охлаждения перпендикулярно оси имеется отверстие, в которое вставлен батарейный датчик теплового потока, Форма и. размеры которого с соответствующими допусками идентич 513555 6ны форме и размерам указанного от"верстия, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения чувстви",тельности и надежности работы уст 5 ройства, площадь отверстия для батарейного датчика теплового потокасоставляет 0,3-0,8 площади торцакорпуса, обращенного в плавильноепространство.сное 4/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек 4 едактор Е. Збиетоаказ 10865/12ВНИИПИ Гос а уд рс по делам изо 05 Москва