BRPI0706964A2 - dispositivo e método para medição e monitoramento do nìvel de metal lìquido em um cristalizador - Google Patents

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BRPI0706964A2
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Monte Stefano De
Stefano Spagnul
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Ergolines Lab S R L
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Abstract

DISPOSITIVO E MéTODO PARA MEDIçAO E MONITORAMENTO DO NìVEL DE METAL LìQUIDO EM UM CRISTALIZADOR Dispositivo e método para medição do nível superficial e/ou a presença de um banho de metal fundido em um recipiente resfriado, especificamente um cristalizador para um processo de fundição contínuo, compreendendo uma fonte de um campo eletromagnético, onde a referida fonte de um campo eletromagnético é uma bobina de transmissão alimentada com energia elétrica em uma freqúência predeterminada. A informação sobre o nível e/ou a presença do referido nível superficial é obtida pelo processamento da impedância total (Z), conforme medida na referida bobina de transmissão, de modo a calcular a contribuição da referida impedância (Z) das correntes induzidas nas paredes do cristalizador, que dependem da temperatura do cristalizador e, a partir dela, o valor do referido nível superficial e/ou a presençado banho de metal fundido.

Description

"DISPOSITIVO E MÉTODO PARA MEDIÇÃO EMONITORAMENTO DO NÍVEL DE METAL LÍQUIDO EM UM CRISTALIZADOR"
DESCRIÇÃO
A presente invenção se refere a um dispositivo ea um método adequado para permitir a medição do nível ou altura domenisco em um processo de fundição contínuo de aço em moldes delingote para fundição contínua, de uma maneira bastante precisa econfiável, e com uma alta freqüência de medição.
A invenção é aplicável a todos os casos em que ometal líquido e/ou o cristalizador são adequados para cooperar comum campo magnético relacionado a eles e que, como umaconseqüência, gera correntes induzidas.
A presente invenção também permite detectar apresença ou ausência do metal líquido no campo de leitura dodispositivo.
Embora na descrição a seguir, por uma questão desimplicidade, nós preferivelmente nos referimos às etapas deresfriamento e solidificação de uma fundição contínua de açofundido em um molde de lingote, deve ser entendido que a presenteinvenção pode ser aplicada também na medição de um banho de metalfundido em qualquer tipo de recipiente adequado.
ESTADO DA TÉCNICA
É sabido que, durante um processo de fundiçãocontínuo, a determinação do nível do menisco do aço fundido e doponto de desprendimento da fase líquida do molde de lingote, istoé, o início da pele sólida, é um dos problemas mais difíceis paramonitoramento efetivo e adequado do processo.
Na verdade, o início da pele sólida, isto é, oenvelope de metal solidificado fechado que tende a aumentar suaespessura progressivamente ao longo do molde do lingote e quecontém o metal líquido ainda em um estado fundido, é formadoligeiramente sob o referido nível, e na parede do molde de lingotedevido ao resfriamento forçado do último.
Se o nível do menisco não for monitoradoconstante e precisamente para ajustar eventualmente o fluxo de açofundido e a taxa de extração de aço, o nível superficial do banhode aço fundido pode variar, também, rapidamente; estas variaçõesfreqüentemente fazem surgir, como é conhecido na técnica, quebrasna superfície da pele sólida, que na prática interrompe acapacidade da própria pele para conter o aço fundido interno semvazamentos.
No geral, estas quebras resultam em desvantagensque são descritas em detalhe no Pedido de Patente Internacional WO2005/037461, do mesmo Requerente, ao qual é feita referência napresente revelação; este documento também cita alguns documentosadicionais do estado da técnica e discute suas características,tais como, por exemplo, o documento JP 11304566A2.
0 documento EP 0312799 Al revela um dispositivopara medição do nível do líquido em um cristalizador que faz usode pelo menos uma bobina de transmissão alimentada por uma fonteelétrica de freqüência média e de uma bobina de recepção. Asreferidas bobinas são arranjadas dentro do corpo do molde delingote e são acopladas eletromagneticamente a uma parede docristalizador e ao volume interno do mesmo.
0 princípio operacional do dispositivo acima ébaseado no fato de que a informação referente ao nível de líquidono molde de lingote deriva do processamento dos sinais geradospela referida bobina de recepção, que dependem da temperaturamédia das paredes do cristalizador, que podem estar, por sua vez,correlacionadas, por meios conhecidos, ao nível do própriolíquido.
Entretanto, esta solução, embora eficiente emcertas condições, apresenta algumas desvantagens que não podem sersuperadas: primeiramente, é requerida a presença de pelo menostrês bobinas, das quais uma é uma bobina de transmissão e duas sãobobinas de recepção; este fato naturalmente implica não apenas emcustos mais elevados e complexidade de construção do cristalizadorprovido com o dispositivo, mas também requer um processamento maiscomplexo e, portanto, menos confiável dos sinais presentes nastrês bobinas.
Al(gm do mais, a principal desvantagem daquelasolução é que o sinal gerado nas bobinas de recepção é afetadopela temperatura das próprias bobinas que, embora protegidas porum envelope metálico, durante a operação atingem a temperatura dolíquido de resfriamento que nunca é constante e que pode variardurante a fundição, portanto, modificando também a temperatura dasbobinas.
Visto que a fase entre a tensão e a corrente nasduas bobinas depende, em essência, da tensão final induzida nabobina de coleta (a mais próxima da parede de cobre docristalizador), ela pode ser expressa de acordo com ambas, atensão Vvi da bobina mais distante ou a tensão Vv2 da bobina maispróxima.
Em essência, a mudança de fase entre as referidasduas tensões, que nós denominamos geralmente de "Df", pode serexpressa como:
Δφ= f (Vv1, Vv2)
Portanto, é entendido que pela variação daresistência ôhmica das bobinas, as respectivas tensões variarão,tanto em termos de valor absoluto quanto de fase; visto que osistema físico é implicitamente não simétrico, então as variaçõesde tensão não serão iguais para as duas bobinas.
Na verdade, assumindo que
Vv1 = A sen (wt + φ Vv1)
Vv2 = A sen(wt + φ Vv2)
com as constantes respectivas AeB, a diferençade fase induzida entre as duas tensões será:
Δφ = sen"1 (Vvi/A) - sen"1 (Vv2/B)
Fica, portanto, aparente que no caso de simetrianão perfeita, existirá uma variação de fase também quando ocorrerapenas uma variação ôhmica.
Finalmente, visto que as referidas resistênciasôhmicas dependem das temperaturas das duas respectivas bobinas,que estão imersas no fluido de resfriamento, e visto que atemperatura do referido fluido de resfriamento pode variarrapidamente e de forma incontrolada, isto logicamente resulta nofato de que a temperatura e, consequentemente, a resistênciaôhmica das duas bobinas também varia e, finalmente, a mudança defase entre os sinais das bobinas varia, o que, por fim, causainformação errada no nível do metal líquido na fundição contínua.
Concluindo, visto que a assimetria do sistemafísico está implícita dentro do próprio sistema, esta assimetria éestendida também para o processo de medição e, portanto,representa um defeito no respectivo método de medição.
De outras patentes, por exemplo, US 4.138.888, EP0 192 043, US 3.366.873, US 6.517.604. US 6.337.566, US 4.647.854,EP 0 010 539, EP 0 087 382, US 4.441.541, US 4.529.029, sãoconhecidas soluções que empregam bobinas que geram camposeletromagnéticos para detectar a altura ou nível do menisco em ummolde de lingote de fundição contínua; entretanto, os sistemasapresentados aqui provêem o uso de pelo menos duas bobinasseparadas e, portanto, apresentam as mesmas desvantagens.
De acordo com o que foi declarado anteriormente,é, portanto, objetivo da presente invenção desenvolver umdispositivo perfeito para medição do nível do menisco do açolíquido em um molde de lingote em um processo de fundiçãocontínuo, e um método relacionado que supere as desvantagensdescritas acima.
Adicionalmente, o dispositivo de acordo com ainvenção é facilmente manufaturado e operável com materiais ecomponentes normalmente disponíveis na técnica e, portanto, com umcusto efetivo.
Estes objetivos, com outras características dapresente invenção, são obtidos por meio de um dispositivo e ummétodo de acordo com as reivindicações em anexo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A presente invenção pode ser executada de acordocom uma configuração preferencial não limitativa descrita aqui emdetalhe e ilustrada por um exemplo não limitativo com referênciaaos desenhos em anexo, nos quais:• A Figura 1 mostra uma vista seccionaldiagramática de um molde de lingote de acordo com o estado datécnica;
• A Figura 2 mostra uma vista aumentada de umaporção da seção vertical de um molde de lingote provido com umdispositivo de acordo com a invenção;
• A Figura 3 mostra, em forma de diagrama, osvetores de impedância da bobina de acordo com a presente invenção,separados nos respectivos componentes resistivo e reativo, em doiscomponentes operacionais distintos;
• A Figura 4 mostra, em forma de diagrama, osvetores da Figura 3, nos quais é sobreposto um vetor de impedânciadetectado com uma temperatura de bobina diferente;
• A Figura 5 mostra uma vista diagramática deuma configuração preferida da bobina de acordo com a presenteinvenção;
• A Figura 6 mostra uma vista diagramáticarelativa de uma segunda configuração preferida da bobina de acordocom a presente invenção;
A Figura 7 mostra uma vista diagramáticaadicional de uma terceira configuração preferida da bobina deacordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE ALGUMAS CONFIGURAÇÕES
PREFERIDAS DA INVENÇÃO
Com referência às Figuras 1 e 2, é revelado ummolde de lingote em seção vertical onde pode ser observado:
• o cristalizador 1;• o esnórquel 2 para colocar o aço líquidodentro do cristalizador 1;
• a escória 3;
a "pele" de aço solidificado 4;
o metal de aço na forma líquida 5;
• o menisco 6;
• o revestimento externo 7 contatando o fluidode resfriamento 8.
A presente invenção é essencialmente baseada nofenômeno, conhecido "per se", de que a altura ou nível do meniscoafeta drasticamente a temperatura da porção correspondente docristalizador 1, e de que a temperatura do último, geralmentefeito de cobre, é, por sua vez, afetada por sua resistividadeelétrica "r".
Portanto, a mudança na temperatura da parede decobre do cristalizador 1, devido à presença do metal líquido 5 emcontato com ela, causa uma variação na resistividade "r" dopróprio cobre.
Se o cristalizador 1 estiver relacionado a umcampo eletromagnético primário gerado por uma bobina detransmissão apropriada, alimentada por uma corrente variável emuma freqüência apropriada, por exemplo, na faixa entre 10 e 200Hertz, correntes conhecidas na técnica com o nome de "correntesparasitas" são geradas no mesmo, cuja natureza e origem são bemconhecidas.
As correntes parasitas geram, por sua vez, umcampo eletromagnético secundário, que se propaga de acordo com asleis de Maxwell e pode ser interceptado por uma ou mais bobinas derecepção, nas quais uma força eletromotiva é naturalmenteinduzida.
As referidas "correntes parasitas" dependem decertos parâmetros, que são:
a corrente presente na bobina de transmissão,
• a configuração geométrica dos várioscomponentes do sistema,
• a freqüência da corrente variável,
• a condutividade elétrica do material, isto é,o cobre, ou qualquer outro material eletricamente condutivo doqual o cristalizador tenha sido feito.
Embora os três primeiros parâmetros não dependamda temperatura do cristalizador, o quarto parâmetro, isto é, acondutividade elétrica do cobre, depende da temperatura conformemencionado acima.
Portanto, o campo eletromagnético secundário, queé afetado pela temperatura do cristalizador, é gerado e,consequentemente, representa, de acordo com leis e experimentosfáceis de executar, o nível do menisco.
Por meio de exame e comparação das forçaseletromotivas na bobina de recepção e das características dacorrente presente na bobina de transmissão que gerou o campoeletromagnético primário, é, portanto, possível detectar o campoeletromagnético gerado pelas "correntes parasitas", e a partirdele a temperatura do cristalizador e, finalmente, a altura domenisco.
Até agora, este é o estado da técnica, descritoespecificamente na patente mencionada EP 0 312 799.De acordo com a presente invenção, uma bobina detransmissão 9 é considerada, a qual, quando energizadaeletricamente por um sinal elétrico em uma freqüência adequada,preferivelmente entre 10 e 200 Hertz, emite um campoeletromagnético primário que se relaciona com a parte superior docristalizador 1; e em conseqüência deste fato, esta, por sua vez,emite um campo eletromagnético secundário ou de reação, que édiferente do campo eletromagnético primário em seu módulo e fase;os dois campos, primário e secundário, são obviamente somados euma corrente total, que apresenta características próprias comrelação à tensão, é induzida na bobina de transmissão 9, e podeser medida em seus terminais, também por efeito do referido campoeletromagnético secundário.
De acordo com a invenção, a bobina de transmissão9 tem um tamanho pequeno, está anexada apenas a uma porção de umaparede do cristalizador, tem um formato substancialmente achatado,e um eixo principal substancialmente perpendicular ao eixoprincipal do cristalizador 1 que coincide com a direção domovimento do aço líquido dentro do cristalizador.
A relação a seguir é, na verdade, considerada:
Z = R + jX
Esta é a fórmula geral de uma impedância, onde Rrepresenta o componente "na fase" com tensão, e X representa ocomponente "na quadratura".
Esta fórmula da impedância Z pode, obviamente,ser aplicada também para definir a impedância total presente nabobina de transmissão, devido também ao campo eletromagnéticosecundário.Entretanto, uma circunstância que é a base dapresente invenção foi observada, isto é, o fato de que ambos, ocomponente "na fase" Reo componente de quadratura X daimpedância Z não são constantes, mas cada um deles depende, emcerta extensão, da contribuição da presença do cristalizador decobre 1.
Nós iremos relembrar aqui que qualquer materialcondutivo apresenta esta característica e que seu efeito nascaracterísticas vetoriais da impedância depende da condutividadeelétrica.
Por esta razão, o componente "na fase" R daimpedância de cobre é muito mais elevado que aquele do aço com oqual ele está em contato.
Adicionalmente, se o material também apresentapropriedades magnéticas, então este efeito é amplificado pelovalor de permeabilidade magnética relativo.
A relação descrita acima pode ser escrita comosegue:
Z = Rdc + Req(Cu) + j (Xar + Xcu),
onde Rdc representa a resistência ôhmica pura dabobina 9, Req(Cu) representa uma contribuição resistiva que derivado campo eletromagnético secundário ou de reação; estacontribuição é devida ao fato de que correntes superficiais bemconhecidas (efeito de pele), cujo efeito é representado como umaresistência equivalente, são gerados em uma bobina relacionada comum campo eletromagnético secundário.
Estritamente falando, deveria também ser levadoem consideração a reactância de uma bobina fantasma colocada emuma posição especular com relação à parede de cobre, e consideraro cobre como um meio espaço infinito com condutividade infinita;entretanto, o peso deste fator é inteiramente desprezível paraobjetivos práticos da presente invenção e, portanto, seráignorado.
A posição especular é obtida pela colocação dabobina 9 substancialmente montada no nível previsto do banholíquido dentro do cristalizador e anexada a apenas um lado de umaporção de parede do cristalizador. Contrário a este arranjo, umabobina ou uma série de bobinas que abraçam toda a parede de umcristalizador montada ao nível do menisco e tem um eixo coaxial ouparalelo ao eixo principal do cristalizador não pode obter estacondição especular e, portanto, não pode obter medições precisas econfiáveis.
No caso sob exame, a referida resistênciaequivalente Req(Cu) obviamente depende das correntes parasitasinduzidas no cristalizador e, consequentemente, de suaresistividade e, portanto, de sua temperatura e, por último, donível e, obviamente, da presença do menisco do aço líquido dentrodele e no campo de leitura da bobina 9.
Uma explanação similar pode também ser providapara Xar, isto é, o componente reativo puro, determinado pelo fatode que a reactância da bobina de transmissão 9 também depende dasreferidas correntes superficiais, que a fase do campoeletromagnético secundário não é igual àquela do campo primário, eque esta fase obviamente depende das referidas "correntesparasitas" e, portanto, novamente, da temperatura do cristalizador 1.Na verdade, no ar, sem o cristalizador 1, afórmula anterior se torna simplesmente:
Z = Rdc + j (Xar)
Foi também observado que, durante o curso dosexperimentos de profundidade e as medições de teste, os doiscomponentes relacionados ao efeito cristalizador variam de umamaneira proporcional apreciável, isto é:
Req(Cu) = IcXcu
onde k é uma constante.
Com referência à Figura 3, uma representaçãodiagramática deste fenômeno é mostrada, na qual se o vetor "Z0"representa a impedância da bobina 9 no ar, e o vetor "Z1"representa a impedância da bobina 9 associada com o cristalizador1, então é observado que o referido vetor "Z1" quase que sesobrepõe perfeitamente ao vetor "Z0" tendo a mesma fase, masmódulo diferente.
Fica, portanto, aparente que, se a fase daimpedância da bobina de transmissão 9 fosse examinada, nenhumadiferença de fase seria encontrada se estivesse no ar ou nocristalizador.
Portanto, todos os testes sobre diferençaspositivas de fase não forneceriam informação útil.
E, finalmente, a análise comparada dos doiscomponentes, na fase e na quadratura, proveria a informaçãobuscada sobre resistividade e, dessa maneira, sobre a temperaturado cristalizador.
Entretanto, se a temperatura da bobina 9 variar,por exemplo, por efeito de uma variação da temperatura do líquidode resfriamento no qual está imersa, apenas o componente ôhmico daresistência Rdc variaria, enquanto os outros três componentespermaneceriam sem alteração.
Portanto, neste caso, a Figura 3 seriatransformada na Figura 4.
Isto é, a diferença de fase ocorreria, o queafetaria a medição, porque uma fase que depende também datemperatura da bobina 9, e não apenas do nível do menisco, seriamedida.
Visto que o componente ôhmico da resistência Rdc éresponsável pelo problema discutido acima, a presente invenção ébaseada no fato de que pela simples eliminação deste fator, istoé, ignorar o referido componente ôhmico da resistência Rdc, ecalculando a temperatura do cristalizador 1 apenas com base noscomponentes reativos j (Xar + Xcu) , é possível obter a informaçãorequerida.
Na verdade, tendo identificado e selecionado oreferido componente reativo, será suficiente comparar o mesmo comos valores predeterminados, que compreendem as respectivas alturasdo menisco, para identificar por meio de meios e métodos simples,o nível (altura) do menisco na situação medida.
Para este objetivo, será suficiente executar umasérie ordenada de experimentos, nos quais as alturas diferentes domenisco são associadas com valores correspondentes dos referidoscomponentes reativos j(Xar + XcJ» para facilmente identificar aaltura buscada com a precisão requerida.
Outros métodos para associar a altura do meniscocom o referido componente reativo j(Xar + XcJ estão obviamentedisponíveis, tais como, por exemplo, pelo processamento dealgoritmos adequados, mas estas técnicas gerais são bem conhecidasna técnica e, portanto, não serão explicadas abaixo.
Com referência à determinação do referidocomponente reativo, será suficiente medir a impedância total Zeoângulo de mudança de fase "f" entre a corrente e a tensãopresentes nos terminais da referida bobina de transmissão 9, deacordo com métodos conhecidos e, portanto, calcular o referidocomponente reativo j (Xar + XcJ , que é igual ao seno da impedânciatotal,
j (Xar + Xcu) = Z Sen "f".
Ficará, agora, aparente aos técnicos no assuntoque a presente invenção difere de todos os outros métodos doestado da técnica devido ao fato de que embora pelo menos duasbobinas, uma bobina de transmissão e uma bobina de recepção, sejamusadas no estado da técnica, apenas uma bobina é usada de acordocom a presente invenção.
Além do mais, o modo de operação da presenteinvenção é completamente diferente dos métodos do estado datécnica, porque, de acordo com a presente invenção, a temperaturado cristalizador 1 está correlacionada com o componente reativo daimpedância da bobina única 9, e não com a relação entre as fasesdas duas bobinas, como acontece nos métodos do estado da técnica.
Com referência à Figura 5, o formato maisvantajoso da referida bobina de transmissão 9 é tão achatadoquanto possível; esta solução permite a sensibilidade máximaporque obviamente as voltas mais distantes são as menos atingidaspelo campo eletromagnético secundário e, portanto, é desejável quetodas as voltas estejam tão próximas quanto possível docristalizador 1.
Com referência à Figura 6, é também preferívelque a altura "h2" da bobina 9 seja aproximadamente igual àvariação possível de altura do nível do menisco 6, visto que, naverdade, é a temperatura daquela porção do cristalizador 1 queserá medida e, portanto, uma altura maior da bobina 9 poderiacausar uma perda indesejada de sensibilidade.
Finalmente, com referência à Figura 7, no queconcerne ao formato da bobina 9, é desejável que esta seja maiorque 30 mm, e tenha um comprimento superior a 50 mm, de modo acoletar a intensidade máxima de sinal e, portanto, melhorar aproporção de sinal-para-ruído.
Como uma melhoria adicional da presente invenção,um algoritmo pode ser usado para detectar a presença ou a ausênciado metal líquido no campo de leitura da bobina 9.
Pode ocorrer, na verdade, que uma variação natemperatura da parede do cristalizador 1 possa ser causada, aoinvés daquela pelo metal líquido em contato com a mesma, por umainclusão indesejada de escória sólida ou pó de lubrificação queentrem em contato com a parede de cobre do cristalizador 1.
Neste caso, a bobina 9 detecta uma variação docampo térmico que não corresponde com uma variação real no nívelou altura do menisco.
De modo a eliminar esta desvantagem potencial, ainvenção explora a característica do cristalizador 1 que, duranteo processo de fundição normal, oscila com uma freqüência fixa aolongo de seu eixo vertical, de modo a tornar fácil a extração doaço líquido.
Visto que a bobina 9 é integral ao cristalizador1, ela se move com o cristalizador 1, mas também o aço líquidooscila de uma maneira equivalente. Nós temos, portanto, um corpocondutivo (o aço líquido) que se move próximo da bobina 9, de modoque a bobina 9 é atravessada por uma tensão que é a soma da tensãoprimária gerada pela corrente de alimentação e a tensão secundáriagerada pelo movimento do aço líquido, esta tensão secundária sendocaracterizada pela freqüência de oscilação.
Visto que este componente na freqüência deoscilação está presente apenas no caso do metal líquido estarrealmente presente dentro do cristalizador 1, o sistema podereconhecer se o metal líquido está presente ou não e, portanto,evitar erros possíveis devido a inclusões ou captura de materiaisdiferentes do metal líquido em contato com a parede docristalizador.

Claims (13)

1. Dispositivo para medição do nível superficial(6) e/ou a presença de um banho de metal fundido (5) em umrecipiente resfriado (1), especificamente um cristalizador (1)para um processo de fundição contínuo, compreendendo uma fonte deum campo eletromagnético, onde a referida fonte de um campoeletromagnético é uma bobina de transmissão (9) alimentada comenergia elétrica em uma freqüência predeterminada, caracterizadopelo fato de:- a referida bobina de transmissão (9) ser umabobina de transmissão única (9) com um formato substancialmenteachatado, anexada a apenas uma porção de uma parede do referidocristalizador (1) , substancialmente montada no nível previsto dobanho líquido no cristalizador, tendo um eixo principalsubstancialmente perpendicular ao eixo principal do referidocristalizador (1),- a referida bobina (9) ser energizada por umsinal elétrico em uma freqüência entre 10 e 200 Hertz, e- a informação sobre o nível e/ou a presença doreferido nível superficial (6) ser obtida pelo processamento daimpedância total (Z) , conforme medida na referida bobina detransmissão (9) , que atua também como uma bobina de recepção, demodo a calcular a contribuição à referida impedância (Z) dacorrente induzida nas paredes do cristalizador (1), que depende datemperatura do cristalizador (1) e, a partir dela o valor doreferido nível superficial (6) e/ou a presença do banho de metalfundido (5).
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o referido processamento compreender amedição somente do componente reativo da referida impedância (Z)da referida bobina de transmissão (9).
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1ou 2, caracterizado pelo fato de o referido processamentocompreender o cálculo da mudança de fase entre a tensão e acorrente na bobina de transmissão (9).
4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações mencionadas anteriormente, caracterizado pelo fatode a referida bobina de transmissão (9) ter um formatosubstancialmente achatado.
5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações mencionadas anteriormente, caracterizado pelo fatode a altura (h) da referida bobina de transmissão (9) sersubstancialmente igual ao valor da variação na altura da zona decontato do referido nível superficial (6) com relação ao referidocristalizador (1).
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de a referida bobina de transmissão (9)ter uma altura maior que 3 0 mm e um comprimento maior que 50 mm.
7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores de 2 a 6, caracterizado pelo fato de odispositivo compreender meios de gravação, comparação eidentificação adequados para comparar o referido componentereativo da impedância da referida bobina de transmissão (9) emrelação a uma pluralidade de valores contidos em um banco de dadospré-armazenado, a cada um desses valores estão associadosrespectivos dados correlacionados ao referido nível superficial(6) do referido banho fundido e para selecionar e produzir de umamaneira substancialmente contínua, a informação correlacionadaàquele valor do referido banco de dados correspondendo aocomponente reativo que foi medido.
8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a referidabobina de transmissão (9) ser alimentada por um gerador de corrente.
9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a referidabobina de transmissão (9) ser contida dentro de um revestimentoexterno (7) de fluido de resfriamento (8) do referidocristalizador (1) e arranjada em uma parede externa (10) docristalizador.
10. Método para medição do nível superficial (6)e/ou a presença de um banho de metal fundido (5) em um recipienteresfriado (1), especificamente um cristalizador (1) para umprocesso de fundição contínuo, compreendendo prover uma fonte deum campo eletromagnético, onde a referida fonte de um campoeletromagnético é uma bobina de transmissão (9) alimentada comenergia elétrica em uma freqüência predeterminada, caracterizadopelo fato de prover as etapas a seguir:- prover uma bobina de transmissão única (9), queatua também como uma bobina de recepção, com um formatosubstancialmente achatado e anexada apenas a uma porção de umaparede do referido cristalizador (1), substancialmente montada aonível previsto do banho líquido no cristalizador, com um eixoprincipal substancialmente perpendicular ao eixo principal doreferido cristalizador (1) ,- energizar a referida bobina (9) com um sinalelétrico em uma freqüência entre 10 e 200 Hertz, e• medir uma impedância (Z) da referida bobina(9), que também depende das "correntes parasitas" induzidas nocristalizador (1) pelo campo eletromagnético gerado pela própriabobina (9) e, consequentemente, na resistividade do referidocristalizador (1) que, por sua vez, depende da temperatura doreferido cristalizador (1);• obter o valor do nível do menisco do açolíquido dentro do cristalizador (1) pela comparação dos valoresmedidos da referida impedância (Z) com valores predeterminados,que compreendem o respectivo nível conhecido do menisco.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de prover uma etapa de processamento damudança de fase entre a tensão e a corrente na bobina detransmissão (9) de modo a obter a informação sobre o nível e apresença do referido nível superficial (6).
12. Método, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de prover a medição apenas do componentereativo da impedância (Z) da bobina de transmissão (9).
13. Método, de acordo com a reivindicação 10,onde o cristalizador (1) oscila em uma freqüência conhecida,caracterizado pelo fato de prover uma etapa onde uma tensão émedida nos terminais da referida bobina (9) , e o componente dareferida tensão que tem a mesma freqüência da oscilação docristalizador (1) , é isolado de modo a obter uma informação sobrea presença ou ausência de metal líquido em contato com a parede docristalizador (1).
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4505536B2 (ja) * 2008-07-08 2010-07-21 新日本製鐵株式会社 鋳片表面温度の測定装置および鋳片表面温度の測定方法
IT1401387B1 (it) * 2010-08-09 2013-07-18 Danieli Automation Spa Dispositivo per la rilevazione del livello di metallo liquido in una attrezzatura di colata e relativo procedimento

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3366873A (en) 1966-09-15 1968-01-30 Atomic Energy Commission Usa Linear responsive molten metal level detector
SE403655B (sv) 1976-05-20 1978-08-28 Atomenergi Ab Anordning for elektromagnetisk metning av niva och/eller avstand i samband med i en behallare innehallet, flytande ledande material
LU80410A1 (de) 1978-10-25 1980-05-07 Arbed Verfahren zur messung des fuellstandes von metallen in gefaessen,insbesondere in stranggiesskokillen
EP0060800B1 (de) 1981-03-18 1986-06-11 Arbed S.A. Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Füllstandes in Stranggiesskokillen
JPS5853363A (ja) 1981-09-24 1983-03-29 Nippon Kokan Kk <Nkk> 溶鋼レベルの検出方法
LU83699A1 (de) 1981-10-16 1983-06-08 Arbed Verfahren zum ueberwachen einer stranggiesskokille im betrieb
LU83969A1 (de) 1982-02-23 1983-09-02 Arbed Verfahren zum messen des fuellstandes von fluessigen metallen in stranggiessanlagen
JPS6057217A (ja) 1983-09-09 1985-04-03 Nippon Kokan Kk <Nkk> 渦流式モ−ルド湯面計
DE3346650A1 (de) * 1983-12-20 1985-06-27 Schweizerische Aluminium Ag, Chippis Verfahren und vorrichtung zum bestimmen und regeln eines niveaus einer metallschmelze
JPS61111752A (ja) 1984-11-06 1986-05-29 Nippon Steel Corp 連続鋳造鋳型内溶鋼レベルの検出方法
LU85754A1 (fr) 1985-02-01 1986-09-02 Arbed Dispositif pour mesurer le niveau de remplissage de metaux liquides dans des recipients
IT1222337B (it) 1987-10-21 1990-09-05 Ceda Costruzioni Elettromeccan Dispositivo per la misura del livello di metallo liquido in un cristallizzatore per lingottiera per colata continua
CN1168560C (zh) 1997-12-08 2004-09-29 新日本制铁株式会社 采用熔化金属高度计的连续浇铸设备
JPH11304566A (ja) 1998-04-15 1999-11-05 Nippon Steel Corp 連続鋳造の浸漬ノズル内の溶鋼高さの検知方法および検知装置
WO2001006217A1 (en) 1999-07-16 2001-01-25 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Apparatus and method for measuring the molten metal level in electromagnetic continuous casting
JP2002113567A (ja) 2000-10-11 2002-04-16 Kubota Corp 金属溶湯の湯面到達タイミング検出装置と給湯装置
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