Устройство для контроля уровня шлака и металла

(51)М. Кд. С 21 С 5/56 Ркуаарстмииый каиитет по делам нэабретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Институт технической теплофизики АН Украинской ССРи Ордена Ленина и ордена Трудового Красного ЗнамениИнститут электросварки им. Е. О. Патона(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ШЛАКА И МЕТАЛЛА1Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, а именно к устройствам дляконтроля и регулирования уровня шлака ,и металла при электрошлаковом переплаве.Известно устройство для контроля уровня шлака и металла, . чувствительным эле- эментом которого является батарейныйдатчик теплового потока, представлякэцийсобой систему плотно упакованных термопар, включенных параллельно по. измеряемому тепловому потоку и последователь 10но по генерируемому сигналу,Устройство для контроля уровня шлакаи металла при электрошлаковом переплаве содержит размещенный в отверстии15кристаллизатора полый охлаждаемый цилиндр с массивным дном и батарейныйдатчик теплового потока, установленныймежду торцом массивного цилиндра, обращенного в плавильное пространство, и полостью охлаждения.Работает,. это устройство следутсщимобразом. При подходе уровня шлака илиметалла к торцу устройства, обращенному в плавильное пространство, наблюдаетсязначительное изменение уровня генерируемой батарейным датчиком тепловогопотока термо-ЭДС, что служит сигналомдля системы управления перемещениемкристаллизатора или слитка. Недостатком подобной конструкции является усреднение теплового потока по торцу устройства, а также наличие массивного дна, что увеличивает инерционность датчика, а с ней и необходимое время фиксации уровня. Этот фактор, несущественный 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 необходимой плошади батарейного датчика теплового потока и, соответственно, уменьшение раз3 560449 4 ение уровня регистри- рейным датчиком теплового потока усредняет значение теплового потока по высоте я является повьпде- торца, обращенного в плавильное прости уменьшение инер- ранство.Таким образом, чем меньше размер по оставленной цели дно высоте, тем больше удельный тепловой ства для измерения . поток, фиксируемый датчиком, мощнее сит- лла дно выполнено с нал, По мере наплавления слитка 5 зер, уменьшающимся в кало шлака 6 поднимается и достигает ого пространства от 10 уровня, на котором расположено устройндра до 0,5-1,0 ство. При этом резко возрастает тепловой рейного датчика теп- поток, воспринимаемый дном устройства,соответственно возрастает электрический ено полочкой прямо-сигнал с батарейного датчика теплового ольшее основание ко потока, По этому изменению сигнала можараллельно регистри- но судить о наличии границы шлак-газ на орец обращен в пла- уровне торца устройства. При подходе кторцу устройства поверхности раздела щолнено в виде усе- шлак-металл вновь происходит резкое изшее основание кото менение сигнала. По этому изменению ильное пространство. можно судить о нахождении границы шлак- жено предлагаемое металл на уровне торца устройства,мера датчика и снижруемого сигнала,Белью изобретениние чувствительностипионности устройстваДля достихсения ппредлагаемого устройуровня шлака и метапеременным сечениемнаправлении плавильнполного сечения дилиплощади сечения баталового потока,Устройство снабжугольного сечения, бторого расположено пруемому уровню, а твильное пространствоДно устройства вьченного конуса, меньрого обращено в плавНа фиг; 1, иэобраустройство (дно цилиндра, выполненное ввиде полочки,располагаемое параллельнорегистрируемому уровню);.на фиг. 2 - 25то же (дно цилиндра выполнено в видеусеченного конуса).Устройство для контроля уровня шлакаи металла работает следующим образом.Перед началом плавки устройство уста-З 0навливается в стенке кристаллизатора 1через теплоизоляционную прокладку 2 так,чтобы торец дна 3 устройства был заподлицо с внутренней поверхностью кристаллизатора. Полость 4 охлаждается. Во время35плавки торец устройства воспринимаеттепловой поток от плавильного пространства, что создает градиент температур набатарейном датчике теплового потока, регистрируемый прибором. В предлагаемом0устройстве плошадь торца, обращенная вплавильное пространство, меньше, чем плошадь корпуса, поэтому устройство болеелокально фиксирует тепловой поток, чтопозволяет получить, с одной стороны, бо 45лее четкое изменение характера сигналапри прохохдении уровня, а с другой - более мощный сигнал. Увеличение сигналаобъясняется следующим образом: зависимость удельного теплового потока от расстояния до зеркала шлака в области гра 50нины шпак-воздух и шлак-металл имеетмаксимумы. Массивное дно перед батаформула изобретения 1. Устройство для контроля уровняшлака и металла при электрошлаковомпереплаве, содержащее размещенный вотверстии в стенке кристаллизатора полыйохлаждаемый цилиндр с массивным дноми батарейный . датчик теплового потока,установленный между торцом массивногоцилиндра, обращенного в плавильное пространство, и полостью охлаждения, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения чувствительности и уменьшения инерционности устройства, дно выполнено переменного сечения с уменьшениемв направлении плавильного пространства)от полного сечения цилиндра до 0,5 - 1 0)площади сечения батарейного датчика теп)лового потока,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что дно цилиндра снабжено полочкой прямоугольного сечения, большее основание которого расположено параллельно регистрируемому уровню, а торец обращен в плавильное пространство.3. Устройство по пп. 1, 2, о т л ич а ю ш е е с я тем, что дно выполнено в виде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено в плавильноепространство./11 Тираж 587 ВНИИПИ Государственного когтите по делам изобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская