Устройство для контроля уровня жидкого металла

3 150404 А-А на фиг.1; на фиг.3 - фрагмент устройства, с разъемным магнитопроводом датчика, на фиг.4 - то же, но с зазором в стенке формирующего эле 5 мента в виде пазов; на фиг,5 - разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.б - фрагмент устройства с чередующимися пазами в эазоре 1 на фиг.7 - разрез В-В на фиг.б, на фиг.8 - фрагмент устройства с датчиком уменьшенного сечения магнитопровода на торцах;на фиг.9 - разрез Г-Г на фиг.8; на фиг.10 - разрез Д-Д на фиг8; на фиг.11 - фрагмент устройства с прокладкой между разъемными частями магнитопровода.Устройство состоит из формирующего элемента (кристаллизатора или полэуна) 1, н стенке которого между 20 каналами 2 водоохлаждения симметрично их осям размещен П-образный магнитопровод 3 с намагничивающей обмоткой катушки 4; торцы 5 магнитопровода являются частью внутренней 25 формирующей поверхности 6 кристаллизатора (пЖэуна) 1. Между торцами 5 магнитопровода 3 выполнен сквозной зазор 7 на всю толщину стенки кристаллиэатора (полэуна) 1. Толщина 30 (набор пластин) магнитопровода 3 составляет 4-5 мм, ширина зазора 7- 0,2-0,3 мм, что достаточно для уменьшения шунтирования медью магнитного потока магнитопровода.35На фиг.3 представлен фрагмент бокового сечения стенки кристаллиза" тора (полэуна) 1, в теле которого запрессованы части 8 магнитопронода, которые являются неотъемлемой принад лежностью сменных кристаллизаторон (ползунов), Магнитопровод 3 разъединен с частями 8 и месте 9, а катушка 4 с частью магнитопровода 3 является приставкой (съемной) и обслужи 45 вает весь набор кристаллиэаторов (полэунов).В кристаллиэаторе (ползуне) 1 в стенке с двух сторон по высоте зазора 7 между торцами 5 магнитопрово 50 да 3 выполнены пазы 10 на всю толщину стенки кристаллизатора (ползуна) 1 параллельно уровню ЖМВ (жидкой металлической ванны), причем ширина каждого паза равна толщине выступа 11 между пазами 10. Глубина55 паза 10 выбирается не более 1 мм, что вызвано необходимостью уменьшить вероятность эатекания жидкого металла в пазы 10 и нарушения в связи с этим условий формирования качественной поверхности слитка. Выборка паэон 10 позволяет снизить потери навихревые токи в меди эа счет уменьшения объема меди, находящегося на пути значительной части магнитного потока, тем самым понысить чувстнительность устройства к перемещению уроння ЖМВ,В стенке кристаллизатора (ползуна) пазы 10 могут быть выполнены в чередующемся ( шахматном ) порядке. Это позволяет н два раза уменьшить эффективную ширину зазоров сечений пазов 10, одновременно находящихся на уровне ЖМВ, чем исключить вероятность затекания в нихметалла,Магнитопроноп 3 может иметь переменное сечение н части 8 магнитопронода н тех местах, которые непосредственно контактируют с расплавом.При этом сечение частей 8 должнобыть уменьшено на 1/2 толщины дмагнитопровода 3 и на глубину 1/4 толшины стенки кристаллизатора (ползуна) 1. Это дает возможность уменьшить эффективную поверхность торцов5 частей 8 магнитопровода, непосредственно контактирующих с расплавом,и тем самым улучшить охлаждекие торцов 5 при передаче полного магнитного потока в расплав,На фиг.11 представлен фрагментблокового сечения стенки кристаллидтора (ползуна) 1 с запрессованными в нем частями 8 магнитопровода 3,н котором в месте 9 разъема установлена электроиэоляционная прокладка12. Это дает воэможность исключитьвлияние рабочего тока плавки (сварки) на магнитное состояние магнитопронода, тем самым устранить возможность появления помехи в измерительной цепи датчика устройстваТолщина злектро 1 эоляционной прокладки(слюда) не более 0,2 мм.Принцип действия индукционногодатчика основывается на явленииэлектромагнитной индукциь, при этомустройство работает следующим образом.Под действием переменного напряжения генератора (7 ), приложенного к намагничивающей (питающей) обмотке 4 датчика, н ней начинаетпротекать ток (Т), который образует1504043 5в магнитопроноде 3 переменное магнитное поле. Индукция переменного магнитного поля (В ) является источиником напряженности Нэлектрического поля (Е). При подходе жидкого металла к полю в зоне между торцами магнитопровода, под действием Ев жидком металле наводятся вихревые токи (1 в), образующие свое собственное переменное магнитное поле напряженностью Н в т и индукцией ВВт Это поле в сумме с исходным полем излучения является источником изменения активной и реактивной составляющих комплексного сопротивления намагничивающей обмотки катушки 4, при этом ток н ней увеличивается, меняется также его фаза. Таким образом, амплитуда и (или) фаза тока в намагничивающей катушке 4 несут в себе информацию о наличии и уровне ЖМВ в зоне действия магнитного поля датчика между торцами 5 магнитопровода. Используя эту информацию, с помощью соответствующего регулирующего устройства осуществляют перемещение кристаллизатора (ползуна) по уровню ЖМВ. Испытания индукционного датчика уровня ЖМВ проводились на аппарате для электрошлаковой сварки протяженных швов Апри сварке стыка толщиной 50 мм электродом Ф 3 мм. Режим сварки: напряжение 52 В; ток 600 А. Индукционный датчик ЖМВ состоял из П-образного магнито.провода толщиной 4 мм, набранного из пластин электротехнической стали с толщиной, равной 0,3 мм, запрессованного в медный полэун толщиной 24 мм между каналами водоохлаждения. Расстояния между торцами датчика быпо 22 мм, Между торцами датчика параллельно осям каналов водоохлаждения был выполнен разрез шириной 0,5 мм. Магнитопровод охватывала намагничивающая катушка с количеством витков И = 820 из провода диаметром ф 0,38 мм. Намагничивающая каТушка была включена в плечо мостовой двухтрансформаторной схемы, которая запитывалась от генератора прямоугольньж импульсов типа Г 3-26, переменным напряжением Ч = 22 В с частотой 6 кГц. При этом намагничивающий ток был 32 мА, активное сопротивление катушки составило К=7,6 Ом, реактивное сопротивление Х н = 695 Ом. В диагональ мостовой схемы был включен регулирующий стре 6лочныи прибор М 303 К. При подходеуровня ЖМВ в зону действия датчика(между торцами магнитопровода) токнамагничивающей катушки увеличивается до 40 мА. Изменение тока фиксировалось регулирующим приборомМ 303 К, выходные контакты которогобыли включены в схему привода аппарата А 535 (обмотка управленияЭМУа), посредством чего осуществлялось автоматическое перемещениеголовки сварочного аппарата А по уровню ЖМВ на скорости сварки6 м/ч. Использование изобретения посравнению с известными аналогичнымипозволяет исключить дополнительноеводоохлаждение, защитные немагнит 20 ные стаканы, измерительные катушки,тем самым существенно упростить конструкцию устройства и повысить егонадежность, облегчить эксплуатациюсменных кристаллизаторов (полэунов)25за счет выполнения магнитопроводаразъемным (часть магнитопровода является постоянным элементом кристаллизатора или полэуна); повысить чувствительность устройства за счетвыполнения пазов в теле кристаллизатора (ползуна) и зазора между торцами магнитопровода; снизить тепловуюнагрузку на магнитопровод датчиказа счет выполнения его переменным35 сечением по толщине в месте, непосредственно контактирующем с расплавом,С Формула изобретения40 1. Устройство для контроля уровня жидкого металла, содержащее формирующий элемент в виде кристаллиза" тора или ползуна и индукционный дат чик, состоящий из магнитопровода,набранного из П-образных пластин,и намагничивающей обмотки, размещенных в формирующем элементе с каналами водоохлаждения в его стенке, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности и чувствительности при упрощении его конструкции, П-образный магнитопровод размещен непосредственно в стенке 55 формирующего элемента симметричномежду каналами водоохлаждения, при этом плоскость пластин магнитопровода параллельна оси каналов водо- охлаждения, торцы магнитопровода вы 1504043полнены заподлицо с внутренней формирующей поверхностью стенки формирующего элемента, а между торцамимагнитопровода на всю толщину стенкиформирующего элемента выполнен сквозной зазор,2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью1 удобства эксплуатации оборудования,магнитопровод выполнен разъемнымпо плоскости внешней поверхностистенки формирующего элемента, а намагничивающая обмотка размещена насъемной части магнитопровода.3. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения его чувствительности, всквозном зазоре с двух сторон по высоте выполнены параллельные пазы навсю толщину стенки формирующего элемента, причем глубина пазов составляет не более 1 мм, а расстояние между пазами равно ширине паза.4. Устройство по пп. 1 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что пазы1 с двух сторон зазора расположены чередующимися между собой. 5. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что части магнитопровода, находящиеся в стенке формирующего элемента, выполнены с площадью поперечного сечения, равной 0,5 площади поперечного сечения остальной части магнитопровода, и на глубину 0,25 толщины стенки формирующего элемента со стороны его внутренней формирующей поверхности.6, Устройство по пп. 1 и 2 о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в местах разъема магнитопровода установлена электроизоляционная прокладка.