CN201120462Y - 热型连铸工艺中的金属液位控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种在热型连铸工艺中所用的金属液位控制装置，属金连铸工艺及设备技术领域。本实用新型一种热型连铸工艺中的金属液位控制装置，包括补液及拉铸线坯铸锭时的恒液位控制系统。本实用新型的整个系统装置包括有液位控制活塞、连铸坩埚、工作液位电极、补液截流阀、补液通道、补液电极、补液熔池、热结晶器等。本实用新型液位控制装置的特点是利用各液位电极讯号，发出指令调节补液及驱动控制活塞的升降，来实现液位的恒定控制。因此可提高液位控制的精度以及提高热型连铸产品的质量和工艺稳定性。

Description

热型连铸工艺中的金属液位控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种在热型连铸工艺中所用的金属液位控制装置，属金属热型连铸工艺及设备技术领域。

背景技术

热型连铸技术是一项将定向凝固技术与连续铸造技术相结合的金属线坯制造技术，其特点是可以连续铸造表面呈镜面状态、内部无缩孔、缩松、气孔、夹杂等铸造缺陷的柱状组织线坯，属于一种线坯生产技术。热型连铸技术的关键就在于，适当地控制工艺条件，使铸锭在离开热结晶器一小段距离内，表层液膜能够稳定地维持铸坯锭的形状，然后实现定向凝固形成线坯。这就要求对热结晶器出口处液体金属的压力和固液界面的位置实现严格控制。热结晶器出口处液体金属的压力，取决于连铸坩埚内熔体金属的液面高度，即控制液位的恒定性是成功引锭和连续成型柱状组织铸锭的重要前提。现有的热型连铸技术中通常采用液位控制活塞系统来实现的。该系统包括液位的测量和显示以及液面位置的控制。液位的测量及显示是由高度可调的电极与铜液形成电接点来实现；液位由活塞压入液体金属的程度来控制。这种方法的缺点是：当实现连续生产铸锭，拉出一定数量的线坯后，需要补充液体金属时，必须人为介入液位控制系统，切换活塞控制方式。这种人为的介入往往会导致液位控制的不稳定，有时还会因为人为失误，而使液位失控，导致拉晶的中断。

发明内容

本实用新型的目的是解决热型连铸线坯生产中，对连铸坩埚的液位恒定控制的连续性问题，提供一种更精确，不需人为介入的全自动液面控制装置，以实现无限长度定向凝固线坯的稳定性生产。

本实用新型一种热型连铸工艺中的金属液位控制装置，整个系统装置包括有液位控制活塞、连铸坩埚、工作液位电极、补液截流阀、补液通道、补液电极、金属熔池、热结晶器等；其特征在于：倒阶梯形连铸坩埚藉中间隔极分隔成深底和浅底、且相互沟通的两部分；深底部分的上部设置有一液位控制活塞；浅底部分的上部设置有一工作液位电极；浅底部分坩埚的右侧设有热结晶器与之连接相通；连铸坩埚的深底部分的左侧上方为热型连铸提供金属液的补液熔池；补液熔池的池底设有通向连铸坩埚的补液通道；该通道为垂直通道加一略倾斜的水平通道与连铸坩埚相沟通；补液通道的中间设有一补液截流阀，金属液通过该阀可调节从所述垂直通道经水平通道进入坩埚的金属液流量；在补液通道的略倾斜的水平通道上设有一补液电极；所述工作液位电极和补液电极均可与金属液接触形成电接点，电极及电接点系统通过液面控制装置与液位控制活塞的驱动装置相连接，并产生联动；利用电接点控制系统发出的工作液位电极信号和补液电极信号，驱动液位控制活塞的升降，从而实现液位的自动控制。

本实用新型的优点和特点如下：

(1)本实用新型实现了单晶连铸过程中的恒液位闭环自动控制，尤其能自动实现控制补液过程和补液结束后的整个热型连铸过程，实现了补液时同时进行恒液位控制，使得单晶连铸过程中制备无限长度的定向凝固线坯铸锭成为可能。

(2)在连铸过程中，无论是在补液过程，还是在不补液的过铸工作状态，其液位始终只在工作液位限电极电接点附近波动，确保了热型连铸线坯铸锭连续稳定地成型和定向凝固。

(3)本实用新型液位控制装置具有较高的精确度和准确度，能提高工艺稳定以及提高热型连铸产品的质量。

附图说明

图1为本实用新型的简单结构示意图。

具体实施方式

现将本发明的实施例叙述于后。

实施例1

如图1所示，本实用新型一种热型连铸工艺中的金属液位控制装置，包括补液及连铸过程中的液位控制系统。本实用新型的整个系统装置包括有液位控制活塞1、连铸坩埚2、工作液位电极3、补液截流阀6、补液通道7、补液电极8、补液熔池9、热结晶器10等；本实施例中金属熔液采用铜熔液，在图中显示了铜熔液液面4和铜液液位控制区5。本实施例中，倒阶梯形连铸坩埚2，藉中间隔极分隔成深底和浅底、且相互沟通的两部分；深底部分的上部设置有一液位控制活塞1；浅底部分的上部设置有一工作液位电极3；浅底部分坩埚的右侧设有热结晶器10与之连接相通；连铸坩埚(2)的深底部分的左侧上方为热型连铸提供金属液的补液熔池9；补液熔池9的池底设有通向连铸坩埚的补液通道7；该通道7为垂直通道加一略倾斜的水平通道与连铸坩埚相沟通；补液通道7的中间设有一补液截流阀6，金属液通过该阀可调节从所述垂直通道经水平通道进入坩埚的金属液流量；在补液通道7的倾斜的水平通道上设有一补液电极8；所述工作液位电极3和补液电极8分别作为两个电接点的一端，并以连铸坩埚作为基极而作为电接点的另一端，通过液体金属，分别与两个电极组成两个电接点式回路；电极及电接点系统通过液面控制装置(图中未示出)与液位控制活塞1的驱动装置(图中未示出)相连接并产生联动；利用电接点控制系统即电接点式回路发出的电极通断信号，控制驱动液位控制活塞1的提升和下降，从而实现液位的自动控制。

本实施例液位控制装置的运行过程如下所述：

补液时，补液熔池9中的液体金属流过补液通道7时，补液电极8接通，活塞处于提升待令的状态；停止补液，液体金属流空时，补液电极8断开，活塞工作状态随即转换成下压待令的状态。

补液过程中，活塞处于提升待令的状态，当液位上升，液体金属与工作液位电极3接通时，控制活塞1提升，液位下降，直至液位下降致使工作液位电极3断开，活塞1停止提升；继续补液，液位上升，又使工作液位电极3接通，再次发出信号，使控制活塞1提升，液位又下降，直至工作液位电极3再次断开，活塞1停止提升。这样循环反复，液位始终维持在工作液位电极点，实现补液过程的恒液位闭环控制。

补液完成后，此时补液通道7中液体金属流空，补液电极8断开，活塞工作状态转换成下压待令的状态。，随着线坯的引出，液面下降至工作液位电极3断开时，控制活塞1下压，使液位上升，达到要求的金属液位，工作液位电极3接通，活塞1停止下压；随着单晶铜的引出，液面继续下降，工作液位电极3再次断开，控制活塞1下压，液位再次上升，又达到要求的金属液位，使工作液位电极3再接通，活塞1又停止下压。这样循环反复，液位始终维持在工作电极点位置，实现不补液的连铸过程中的恒液位闭环控制。

Claims (1)

1.一种热型连铸工艺中的金属液位控制装置，整个系统装置包括有液位控制活塞(1)、连铸坩埚(2)、工作液位电极(3)、补液截流阀(6)、补液通道(7)、补液电极(8)、补液熔池(9)、热结晶器(10)等；其特征在于：倒阶梯形连铸坩埚(2)，藉中间隔极分隔成深底和浅底、且相互沟通的两部分；深底部分的上部设置有一液位控制活塞(1)；浅底部分的上部设置有一工作液位电极(3)；浅底部分坩埚的右侧设有热结晶器(10)与之连接相通；连铸坩埚(2)的深底部分的左侧上方为热型连铸提供金属液的补液熔池(9)；补液熔池(9)的池底设有通向连铸坩埚的补液通道(7)；该通道(7)为垂直通道加一略倾斜的水平通道与连铸坩埚相沟通；补液通道(7)的中间设有一补液截流阀(6)，金属液通过该阀可调节从所述垂直通道经水平通道进入坩埚的金属液流量；在补液通道(7)的略倾斜的水平通道上设有一补液电极(8)；所述工作液位电极(3)和补液电极(8)均可与金属液接触形成电接点，电极及电接点系统通过液面控制装置与液位控制活塞(1)的驱动装置相连接，并产生联动；利用电接点控制系统发出的工作液位电极信号和补液电极信号，驱动液位控制活塞(1)的升降，从而实现液位的自动控制。

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