Сигнализатор уровня для устройств газодинамического перемешивания жидкого металла

(5)5 6 01 ГОСУДАРСТВЕН ПО ИЗОБРЕТЕН ПРИ ГКНТ СССР Й КОМИТЕТМ И ОТКРЫТИЯМ Е ОПИСАВТОРС МУ СВИДЕТЕЛЬСТ НИЕ ИЗОБР 1(71) Институт проблем литья АН УССР (72) Е. Г. Чугунный, Н, Ф. Наконечный и Р. Я, Якобин(56) Авторское свидетельство СССР . Ит 690308; кл. 6 01 Р 23/24, 1979, (54) СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА (57) Изобретение: изобретение относится к металлургии и литейному производству.Оно может быть использовано в установках для перемешивания жидкого металла в ковИзобретение относится к.черной и цветной металлургии, в частности к контролю уровня жидкого металла при газоимпульсной обработке в кристаллизаторах МНЛЗ и изложницах.Известно устройство для измерения уровня расплава с помощью измерительного электрода, помещенного в трубку из огнеупорного материала и заполненного легкоплавким металлом, находящимся на поверхности расплава, Однако это устройство не может быть использовано в установках с интенсивным перемешиванием расплава при резких и зйачительных колебаниях уровня, Это обусловлено недостаточным быстродействием (имеется механизм перемещения электрода), дина-. микой движения расплава, потерями и химическим взаимодействием с расплавом легкоплавкого металла, находящегося внутри огнеупорной трубы.Известен короткозамкнутый коаксиальный датчик к уровнемерам. состоящий из ше, изложнице, кристаллизаторе МНЛЗ и литейной форме, Сущность изобретения: сигнализатор, содержащий источник питания 9, релейное устройство 8 и чувствительный элемент, состоящий из двух электродов 3, 5, расположенных коаксиально и через релейное устройство 8 соединенных с одной клеммой источника питания 9, вторая клемма которого соединена через третий электрод 10 с объектом(ванной жидкого металла), снабжен дополнительным силовым йсточником питания 6, выход которого соединен с электродами чувствительного элемента, а вход - с ключом 7, с которым соединено релейное устройство. 1 ил. внутреннего и цилиндрического.йолого внешнего электродов, верхняя часть кото- рого содержит изолятор, изолированную втулку и элементы крепления, который выполнен из гибких проводов. Этот датчик предназначен для установки в химических а аппаратах и не может быть использован в сжидких расплавах,рИзвестно применение контактных датчиков уровня в устройствах для газодинамического перемешивания жидкого металла: Недостатком указанных устройств является 4"ф низкая надеккнботь ори контроле уроеня ме- Ы талла, поверхность которого турбулентна и покрыта шлаком. Заплески металла нередкояквеяз создают постоянную электрическую цепь, закорачивая электроды на массу металла и между собой, что приводит к ложным срабатываниям. Образующаяся на электродах при колебаниях уровня шлаковая корочка обладает повышенным электрическим сопротивлением, а при остывании становится диэлектриком. По этой причине при после1788442 дующих изменениях уровня металла электновки чувствительньй элемент, включаюрическая цепь между металлом и электродом часто не возникает. лен второй электрод 5. Электроды соединеВ качестве прототипа взят сигналиэа 5 ны с дополнительным силовым источником тор уровня, содеркащий источник питания,релейное устройство и чувствительный эле- питания 6, в цепи первичной обмотки кото- мент, состоящий из трех разделенных изо- рого имеется ключ 7. Электрод 5 через релейное устройство 8 соединен с клеммой лятарами электродов, Первый из них источника питания 9. Последний второй 10 клеммой через третий электрод 10 постоянна соединен с ванной жидкого металла 11, покрытого слоем шлака 12, в излокнице 13,Сигнализатор уровня закреплен на колрелейного устройства. С целью повышения паке 1 огнеупорной трубы 2, на котором также имеются патрубки магистралей поднадежности при работе в вязких, налипающих и выпадающих в осадок средах и рас вода сжатого аргона 14 и вакуума 15,ширения области применения сигнализатора, первый и второй электроды выполнены одинаковыми, а третий охватывает их, расположен пьотношениго к ним 7 и 18, включая и отключая дополнительный симметрично и соединен с землей,20 сйловой источник питания 6 и сигнальную лампу 19 Недостатком этого сигнализатара прй работе в газоимпульсных установках для перемешивания стали является низкая помеРабота сигнализатара уровня происхохоустойчивость, обусловленная тем, что наохватывающем (третьем) электроде при пе-,25 включает напряжение питания на силовой источник 6(например, силовой трансформариодическом изменении уровня расплава может образовываться настыльиз металла или шлака; прилипающих к поверхности электрода. В обоих случаях работа устрой 30 сигнальную лампу 19 и источник питания 9,ства становится невозможной; в первом блок управления пульсацией и системы подэлектроды заключены между собой; а во ачи сжатого аргона и вакуума (на чертеже не втором - изолированы друг от друга и ат металла. Самоочистка электродов в сигнализаторе невозможна, так как для этого незаданной блоком управления, или замкнупригодна его конструкция, к тому же в нем использован маломощный источник питания,Целью изобретенйя является повышедится поочередно, по команде блока управние надежности устройства при работе в ления. Уровень металла в огнеупорной огнеупорной трубе газоимпульсной уста трубе при этом колеблется между заданныновки в условиях заплескав металла и налй- ми значениями, а сигнализатор уровня контролирует работу установки - каждый раз по чия на его поверхности шлака. Цель достигается тем, что сигнализатар содержащий источник питания, релейное устройство и чувствительный элемент, состоящий из 45 двух электродов, расположенных коаксиально и через релейное устройство соедиПри замкнутом управлении сигнализатор,ненных с одной клеммой источника питания, вторая клемма которого соедине-, кроме того, отключает клапан вакуума и на через третий электрод с объектом (ван включает клапан подаци аргона, Релейное замыкании 3 и 5 электродов между ними ми чувствительного элемента, а вход с уровня приведена на чертеже. Сигнализа- электродинамических сил, Величина напрятор содержит изолированный от колпака 1 жения, поданного на эти электроды, выбиогнеупорной трубы 2 газоимпульсной уста- рвется из условия обеспечения соединен с паласом йсточника питания, второй - с одной входной клеммой релейного устройства, а третий - со вторым полюсом источника питания и второй клеммой ной жидкого металла), снабжен дополнительным силЬвым источником питания, выход которого соединен с электродаключам, с которым соединено релейное устройство,Схема предлагаемого сигнализатора щий трубчатый электрод 3, внутри которого на электроизоляционной втулке 4 закрепЧерез каналы управления 16 и 17 релейное устройство 8 управляет работой ключей дит следующим образом, После разогрева огнеупорной трубы 2 оператор установки тор, ко вторичной обмотке которого подклюцены электроды чувствительного элемента),показан). Управление пульсацией может быть разомкнутым - только по программе; тым. В первом случае вклюцение клапана подачи аргана и клапана вакуума праизвадостижении верхнего уровня, когда замыкается электрическая цепь через электроды 3, 5 и 10, релейное устройство 8 через канал 17 и ключ 18 (например, нормально разомкнутый контакт) включает сигйальную лампу 19. устройство срабатывает независимо от того, замыкает или металл цепь между электродами 3 и 10 или 5 и 10, Одновременно при возникает электрическая дуга, которая очищает находящуюся в металле (шлаке) цасть электродов от настыли за счет возникающихнеобходимой степени очистки электродов при минимальном их износе (15.ф.ЗОВ ),Поскольку частота циклов всасывания и выброса металла из огнеупорной трубы газоимпульсной установки составляет 15-60 в 5 минуту, а скорость движения металла в трубе достигает 5 м/с, время контакта электродов с металлом измеряется десятыми долями секунды (0,1-0,2 с) и износ электродов незначителен, Коаксиальная конструк ция чувствительного элемента сводит к минимуму вероятность возникновения помехи из-за попадания на внутренний электрод металла и шлака. Боковая поверхность его экранирована трубчатым электродом, 15 при забросе же снизу (такая возможность не исключена) перемычка между электродами чувствительного элемента, образованная жидким металлом или шлаком, будет немедленно разрушена электрической ду . гой, Если нижний край этих электродов не будет касаться поверхности металла (шлака) релейное устройство не сработает, если коснется - устройство по каналу 16 через ключ 7 отключит силовой источник питания 25 6 от сети. После того, как уровень металла опустится и разомкнет электрическую цепь между электродами, релейное устройство отключится и ключ 7 снова соединит силовой источник 6 с сетью, Если между электродами чувствительного элемента при этом будут перемычки из металла или шлака, их разрушат электродинамические силы, обусловленные пинч-эффектом и действием силы Умова-Пойнтинга.Таким образом самоочистка чувствительного элемента происходит после каждого рабочего цикла, что существенно повышает надежность устройств газодинамического перемешивания.Применение изобретения позволяет по сравнению с прототипом повысить коэффициент использования газоимпульсной установки на 5 О за счет сокращения простоев, связанных с отказом системы управления и отсутствием надежного контроля за ее функционированием.Формула изобретения Сигнализатор уровня для устройств газодинамического перемешивания жидкого металла, содержащий источник пйтайия, релейное устройство и чувствительный элемент, состоящий из трех электродов, два из которых расположены коаксиально и через релейное устройство соединены с первой клеммой источника питания, вторая клемма которого соединена с третьим электродом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что; с целью повышейия йадежности, в него введен дополнительный силовой источник питания, выход которого соединен с электродами чувствительного элемента, а вход - с ключом, соединенным с релейным устройством1788442 Составитель Е.Чугун Техред М.Моргентал Редак ельдм ктор Т,Палий Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 70 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5