FR2609254A1 - DEVICE FOR CONTROLLING THE STATE OF AGGREGATION OF A METAL ON THE SURFACE OF THE SHELL - Google Patents
DEVICE FOR CONTROLLING THE STATE OF AGGREGATION OF A METAL ON THE SURFACE OF THE SHELL Download PDFInfo
- Publication number
- FR2609254A1 FR2609254A1 FR8700027A FR8700027A FR2609254A1 FR 2609254 A1 FR2609254 A1 FR 2609254A1 FR 8700027 A FR8700027 A FR 8700027A FR 8700027 A FR8700027 A FR 8700027A FR 2609254 A1 FR2609254 A1 FR 2609254A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- light guide
- shell
- radiation
- metal
- casting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 8
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 1
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004861 thermometry Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
- G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet
- G01F23/2921—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels
- G01F23/2922—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels with light-conducting sensing elements, e.g. prisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
- B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
- B22D11/185—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using optical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
La présente invention concerne la métallurgie, et plus spécialement les dispositifs pour contrôler l'état d'agrégation d'un métal sur la surface d'une coquille. The present invention relates to metallurgy, and more particularly to devices for controlling the state of aggregation of a metal on the surface of a shell.
Ces dispositifs peuvent être utilisés comme source d'information sur l'état d'agrégation d'un métal dans les systèmes de commande automatique des opérations de fonderie. These devices can be used as a source of information on the state of aggregation of a metal in systems for automatic control of foundry operations.
En outre, l'invention peut être utilisée pour contrôler le niveau de la matière fondue dans les groupes métallurgiques, pour mesurer la température de la surface d'une pièce coulée, pour détecter la position de l'interface scorie-métal dans la coquille lors d'une refusion sous laitier électroconducteur. L'invention est particulièrement indiquée pour contrôler l'état d'agrégation d'un métal dans la coquille lors d'une coulée horizontale continue de la fonte.In addition, the invention can be used to control the level of the molten material in metallurgical groups, to measure the temperature of the surface of a casting, to detect the position of the slag-metal interface in the shell during reflow under electroconductive slag. The invention is particularly suitable for controlling the state of aggregation of a metal in the shell during continuous horizontal casting of the cast iron.
On connaît un dispositif pour contrôler le niveau d'une matière en fusion contenue dans une coquille (voir, par exemple, le certificat d'auteur d'invention d'U.R.S.S. A device is known for controlling the level of a molten material contained in a shell (see, for example, the certificate of inventor of the U.S.S.R.
nO 689 509, cl. G 21 C 5/56, 1977). Le dispositif comporte un corps en cuivre refroidi par eau, dans lequel est monté un convertisseur de flux de chaleur. Le corps de cuivre est conçu de façon qu'il soit à la fois un conducteur de chaleur qui transmet le flux de chaleur de la surface à contrôler vers le convertisseur du flux de chaleur et remplisse la fonction d'un dispositif de refroidissement. Le niveau de la matière en fusion est contrôlé d'après le gradient du flux de chaleur à l'interface métal-scorie. Le flux de chaleur émis par le métal liquide et le flux de chaleur émis par la scorie qui surnage à la surface du métal liquide sont différents l'un de l'autre. Le point de changement des valeurs des flux de chaleur situe donc la position de l'interface scorie-métal. No. 689 509, cl. G 21 C 5/56, 1977). The device comprises a body of water-cooled copper, in which a heat flux converter is mounted. The copper body is designed so that it is both a heat conductor which transmits the heat flux from the surface to be controlled to the heat flux converter and performs the function of a cooling device. The level of the molten material is controlled according to the gradient of the heat flow at the metal-slag interface. The heat flux emitted by the liquid metal and the heat flux emitted by the slag floating on the surface of the liquid metal are different from each other. The point of change of the values of the heat fluxes therefore locates the position of the slag-metal interface.
Toutefois, il est très difficile d'employer un tel dispositif pour contrôler la position de l'interface métalscorie ou celle de la limite séparant les divers états d'agrégation du métal. Ainsi, par exemple, dans les conditions d'une coulée horizontale continue de la fonte, lors de l'extraction de la pièce coulée à partir de la coquille, la limite entre les divers états d'agrégation du métal se déplace rapidement dans la direction du déplacement de la pièce coulée. L'inertie d'un tel dispositif, déterminée par l'allure de la transmission du flux de chaleur par le conducteur de chaleur, ne permet pas de le mettre en oeuvre pour une coulée continue de la fonte. En outre, le dispositif nécessite un refroidissement individuel et présente un encombrement considérable, ce qui entrave aussi sa mise en oeuvre. However, it is very difficult to use such a device to control the position of the metalscory interface or that of the limit separating the various states of aggregation of the metal. Thus, for example, under the conditions of a continuous horizontal casting of the cast iron, during the extraction of the casting from the shell, the boundary between the various states of aggregation of the metal moves rapidly in the direction displacement of the casting. The inertia of such a device, determined by the rate of transmission of the heat flow by the heat conductor, does not allow it to be used for continuous casting of the cast iron. In addition, the device requires individual cooling and has a considerable size, which also hinders its implementation.
On connaît également un dispositif pour mesurer la température de la matière en fusion (voir le certificat d'auteur d'invention d'U.R.S.S. nO 1 067 373, G 01K 7/04, 1976), dispositif comportant un convertisseur de radiations et un guide de lumière fabriqué avec un matériau transparent, réfractaire et résistant à la corrosion et monté dans la coquille de façon qu'une tranche du guide de lumière soit au ras de la surface active de la douille. A device is also known for measuring the temperature of the molten material (see the USSR inventor's certificate No. 1,067,373, G 01K 7/04, 1976), device comprising a radiation converter and a guide. of light made with a transparent, refractory and corrosion-resistant material and mounted in the shell so that a slice of the light guide is flush with the active surface of the socket.
Dans ce dispositif, la partie immergée de l'ensemble du guide de lumière monté dans la coquille subit généralement des destructions au cours du fonctionnement, ce qui compromet la fidélité du contrôle et fait apparaître un enfoncement sur la surface de la coquille. Cet enfoncement se remplit de métal liquide, qui cristallise et provoque la formation d'une surépaisseur sur la surface de la pièce coulée. Lors du déplacement de la pièce coulée, cette surépaisseur endommage la coquille. In this device, the submerged part of the assembly of the light guide mounted in the shell generally undergoes destruction during operation, which compromises the fidelity of the control and causes a depression to appear on the surface of the shell. This depression is filled with liquid metal, which crystallizes and causes the formation of an additional thickness on the surface of the casting. When moving the casting, this extra thickness damages the shell.
Le dispositif le plus proche, du point de vue de la conception, du dispositif objet de l'invention est un dispositif pour détecter le front de cristallisation lors d'une coulée en continu dans un champ électromagnétique (voir, par exemple, le brevet des Etats-Unis nO 4 415 017, Cl. The closest device, from a design point of view, to the device which is the subject of the invention is a device for detecting the crystallization front during continuous casting in an electromagnetic field (see, for example, the patent for United States No. 4,415,017, Cl.
Int. B22 D 11/16), comportant un détecteur de rayons infrarouges, dans lequel des guides de lumière revêtant l'aspect de filaments optiques sont montés dans un inducteur. Les filaments optiques sont disposés en spirale suivant la hauteur de l'inducteur et, si besoin est, peuvent être disposés dans un ordre de succession déterminé, sur d'autres parties du moule. Le dispositif peut être utilisé pour contrôler le niveau de la matière en fusion.Int. B22 D 11/16), comprising an infrared ray detector, in which light guides having the appearance of optical filaments are mounted in an inductor. The optical filaments are arranged in a spiral along the height of the inductor and, if necessary, can be arranged in a determined order of succession, on other parts of the mold. The device can be used to control the level of the molten material.
La position du front de cristallisation est déterminée d'après la température de la surface de la pièce coulée et la différence de température selon la hauteur de l'inducteur à l'aide d'un processeur où arrive l'information relative à la radiation émise par la surface de la pièce coulée. The position of the crystallization front is determined according to the temperature of the surface of the casting and the temperature difference according to the height of the inductor using a processor where information relating to the radiation emitted arrives. by the surface of the casting.
Le processeur détermine la température et le gradient de température sur la surface de la pièce coulée et émet un signal de commande transmis au mécanisme de manoeuvre.The processor determines the temperature and the temperature gradient on the surface of the casting and emits a control signal transmitted to the operating mechanism.
Dans le dispositif connu, les guides de lumière sous forme de filaments optiques sont montés de façon qu'il y ait, entre la surface à contrôler et le guide de lumière, un milieu optique intermédiaire. Les propriétés optiques du milieu intermédiaire varient continuellement sous l'effet d'un mélange de gaz et de vapeurs émis par l'agent de refroidissement liquide, la concentration de ces gaz et vapeurs variant sans cesse dans le milieu optique intermédiaire au cours du fonctionnement. Les changements de caractéristiques optiques du milieu intermédiaire déforment les informations relatives à l'état de la surface à contrôler et compromettent toute la fiabilité de fonctionnement du dispositif. In the known device, the light guides in the form of optical filaments are mounted so that there is, between the surface to be checked and the light guide, an intermediate optical medium. The optical properties of the intermediate medium vary continuously under the effect of a mixture of gases and vapors emitted by the liquid coolant, the concentration of these gases and vapors constantly changing in the intermediate optical medium during operation. Changes in the optical characteristics of the intermediate medium distort the information relating to the state of the surface to be checked and compromise the entire operating reliability of the device.
En outre, avec le dispositif connu pour contrôler le front de cristallisation, on calcule les températures de la surface de la pièce coulée. Dans les conditions des caractéristiques variables du milieu optique intermédiaire et du pouvoir rayonnant variable de la surface de la pièce coulée, il est très difficile, voire impossible dans certains cas, de déterminer la température de manière à satisfaire aux exigences modernes de la thermométrie. In addition, with the known device for controlling the crystallization front, the temperatures of the surface of the casting are calculated. Under the conditions of the variable characteristics of the intermediate optical medium and of the variable radiating power of the surface of the casting, it is very difficult, if not impossible in certain cases, to determine the temperature so as to meet the modern requirements of thermometry.
Suivant l'invention, le guide de lumière est monté dans la paroi de la coquille perpendiculairement à la direction de déplacement de la pièce coulée et une tranche du guide de lumière est active et disposée au ras de la surface active de la coquille, alors que l'autre, extérieure, est optiquement connectée au convertisseur de radiations. According to the invention, the light guide is mounted in the wall of the shell perpendicular to the direction of movement of the casting and a slice of the light guide is active and disposed flush with the active surface of the shell, while the other, external, is optically connected to the radiation converter.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
la figure 1 représente une vue d'ensemble du dispositif selon l'invention pour contrôler la limite entre les divers états d'agrégation du métal sur la surface de la coquille;
la figure 2 représente une vue d'ensemble du dispositif selon l'invention pour contrôler la limite entre les divers états d'agrégation du métal sur la surface de la coquille, ledit dispositif étant monté dans la coquille avec une pièce d'insertion en graphite;
la figure 3 représente une vue d'ensemble du dispositif selon l'invention pour contrôler la limite entre les divers états d'agrégation du métal, ledit dispositif comportant un guide de lumière flexible.Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the following description of several embodiments and with reference to the accompanying drawings, in which
FIG. 1 represents an overall view of the device according to the invention for controlling the limit between the various states of aggregation of the metal on the surface of the shell;
FIG. 2 represents an overall view of the device according to the invention for controlling the limit between the various states of aggregation of the metal on the surface of the shell, said device being mounted in the shell with a graphite insert ;
FIG. 3 represents an overall view of the device according to the invention for controlling the limit between the various states of aggregation of the metal, said device comprising a flexible light guide.
Le dispositif selon l'invention pour contrôler la limite séparant les divers états d'agrégation du métal sur la surface de la coquille comporte un récepteur 1 de radiations (Fig. 1), connecté optiquement avec un guide 2 de lumière qui est, par exemple, une tige de corindon montée dans une coquille 3. Le guide 2 de lumière est positionné au ras de la surface 4 active de la coquille 3 de façon que sa tranche 5 active soit en contact avec la pièce 6 coulée ou avec la matière 7 en fusion. Un convertisseur 8 muni d'un convergent 9 et d'un récepteur 1 de radiations est monté au-dessus de la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière dans une chemise 11 de refroidissement de la coquille 3. The device according to the invention for controlling the limit separating the various states of aggregation of the metal on the surface of the shell comprises a radiation receiver 1 (Fig. 1), optically connected with a light guide 2 which is, for example , a corundum rod mounted in a shell 3. The light guide 2 is positioned flush with the active surface 4 of the shell 3 so that its active edge 5 is in contact with the cast part 6 or with the material 7 fusion. A converter 8 provided with a convergent 9 and a radiation receiver 1 is mounted above the outer edge 10 of the light guide 2 in a jacket 11 for cooling the shell 3.
Dans le cas où la coquille 3 est munie d'une pièce 12 d'insertion en graphite (fig. 2), le guide 2 de lumière est monté dans la pièce 12 d'insertion en graphite de façon que sa tranche 10 extérieure soit disposée dans un évidement 14 pratiqué dans la pièce 12 d'insertion en graphite. L'évidement 14 est recouvert d'une couche 15 conductrice de chaleur et impénétrable aux gaz. In the case where the shell 3 is provided with a graphite insert 12 (fig. 2), the light guide 2 is mounted in the graphite insert 12 so that its outer edge 10 is disposed in a recess 14 formed in the part 12 of graphite insertion. The recess 14 is covered with a layer 15 which is heat conductive and impenetrable to gases.
Dans le cas où il y a un risque d'encrassement de la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière et de la surface 16 sensible du récepteur 1 de radiations (fig. 1), le guide 2 de lumière est doté d'une portion 17 flexible (fig. 3) qui relie la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière au récepteur 1 de radiations. If there is a risk of fouling of the outer edge 10 of the light guide 2 and the sensitive surface 16 of the radiation receiver 1 (fig. 1), the light guide 2 is provided with a portion 17 flexible (fig. 3) which connects the outer section 10 of the light guide 2 to the radiation receiver 1.
Le dispositif fonctionne de la manière suivante. The device operates as follows.
La radiation thermique émise par la tranche 5 active du guide 2 de lumière, qui est au contact avec la matière 7 en fusion ou avec la pièce 6 coulée, est transmise par le guide 2 de lumière au convertisseur 8 de radiations. The thermal radiation emitted by the active section 5 of the light guide 2, which is in contact with the molten material 7 or with the cast part 6, is transmitted by the light guide 2 to the radiation converter 8.
En aval du guide 2 de lumière, les radiations sont collectées par le convergent 9 et dirigées vers le récepteur 1 de radiations. Le récepteur 1 de radiations émet un signal électrique dont l'intensité est proportionnelle à la puissance des radiations incidentes. La tranche 5 active du guide 2 de lumière peut être recouverte de la matière fondue ou de la phase solide, ce qui fait qu'à la sortie du récepteur 1, on a un signal de niveau haut ou de niveau bas. En supposant que la tranche 5 du guide 2 de lumière soit recouverte par la phase solide ayant une basse température dans ce cas, à la sortie du récepteur 1, on a un signal de niveau bas. Avec le déplacement de la pièce 6 coulée par rapport à la coquille 3, la limite entre les divers états d'agrégation du métal se déplace également.Dans le cas où la tranche 5 active du guide 2 de lumière est recouverte de la matière fondue, on a à la sortie du récepteur 1 de radiations un signal de niveau haut. Downstream of the light guide 2, the radiation is collected by the convergent 9 and directed towards the radiation receiver 1. The radiation receiver 1 emits an electrical signal, the intensity of which is proportional to the power of the incident radiation. The active section 5 of the light guide 2 can be covered with the molten material or the solid phase, which means that at the output of the receiver 1, there is a high level or low level signal. Assuming that the slice 5 of the light guide 2 is covered by the solid phase having a low temperature in this case, at the output of the receiver 1, there is a low level signal. With the displacement of the part 6 cast relative to the shell 3, the boundary between the various states of aggregation of the metal also moves. In the case where the active section 5 of the light guide 2 is covered with the molten material, there is a high level signal at the output of the radiation receiver 1.
Il s'ensuit que, lorsque la limite entre les divers états d'agrégation du métal passe par le point de contrôle, on obtient un gradient positif du signal si la phase liquide recouvre la tranche 5 active du guide 2 de lumière après la phase solide. It follows that, when the boundary between the various metal aggregation states passes through the control point, a positive signal gradient is obtained if the liquid phase covers the active section 5 of the light guide 2 after the solid phase .
On obtient, au contraire, un gradient négatif du signal lorsque la phase solide recouvre le guide de lumière après la phase liquide. Au moment de l'apparition des gradients du signal de sortie provenant du convertisseur 8, la limite entre les divers états d'agrégation du métal se trouve dans la zone de la tranche 5 active du guide 2 de lumière, et ainsi de suite. On the contrary, a negative signal gradient is obtained when the solid phase covers the light guide after the liquid phase. At the time of the appearance of the gradients of the output signal from the converter 8, the limit between the various states of metal aggregation is in the region of the active slice 5 of the light guide 2, and so on.
La position de la limite entre les états d'agrégation du métal sur la surface de la coquille 3 est donc déterminée d'après les gradients du signal à la sortie du convertisseur 8 de radiations. The position of the limit between the states of aggregation of the metal on the surface of the shell 3 is therefore determined according to the gradients of the signal at the output of the radiation converter 8.
La sortie du convertisseur 8 est connectée à un processeur qui traite l'information et émet un signal de commande à destination du mécanisme de manoeuvre (ils ne figurent pas dans les dessins pour des raisons de simplicité de présentation). The output of converter 8 is connected to a processor which processes the information and emits a control signal intended for the operating mechanism (they are not shown in the drawings for reasons of simplicity of presentation).
Dans le cas où la coquille 3 a une pièce 12 d'insertion en graphite, le guide 2 de lumière, qui revêt la forme d'une tige de corindon, est monté dans la paroi de la pièce 12 d'insertion. La tranche 5 active du guide 2 de lumière se trouve au ras de la surface active de la pièce 12 d'insertion, alors que la tranche 10 extérieure est disposée dans un évidement 14 de la pièce 12 d'insertion en graphite. In the case where the shell 3 has a graphite insert 12, the light guide 2, which takes the form of a corundum rod, is mounted in the wall of the insert 12. The active section 5 of the light guide 2 is located flush with the active surface of the insert part 12, while the external section 10 is disposed in a recess 14 in the graphite insert part 12.
Un tel agencement du dispositif écarte les risques de destruction de la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière lors de l'assemblage de la coquille et du fonctionnement du dispositif. Such an arrangement of the device eliminates the risk of destruction of the outer edge 10 of the light guide 2 during assembly of the shell and operation of the device.
La surface de la pièce 12 d'insertion n'a pas de contact avec la surface de refroidissement de la coquille 3 dans la zone de l'évidement 14, ainsi la température dans cette zone est plus haute que dans les autres zones. La radiation émise par la surface de l'évidement 14, tout comme celle transmise par le guide 2 de lumière, arrive au récepteur 1 du convertisseur 8, de sorte qu'à la sortie du récepteur 1 apparaît un signal aléatoire qui perturbe le fonctionnement du dispositif. Pour remédier à cet inconvénient, l'évidement 14 est recouvert d'une couche conductrice de chaleur et imperméable aux gaz.La couche 15 se trouve en contact avec la surface de refroidissement et la coquille 3 et, grace à sa conductibilité thermique, a une température inférieure à celle de la surface de la pièce 12 d'insertion, d'où une diminution de l'intensité de la radiation perturbatrice. En outre, la couche 15, étant imperméable aux gaz, interdit leur pénétration depuis la pièce 12 d'insertion dans l'enceinte du convertisseur 8, en prévenant ainsi des pertes de radiation. The surface of the insert 12 has no contact with the cooling surface of the shell 3 in the region of the recess 14, so the temperature in this region is higher than in the other regions. The radiation emitted by the surface of the recess 14, like that transmitted by the light guide 2, arrives at the receiver 1 of the converter 8, so that at the output of the receiver 1 appears a random signal which disturbs the operation of the device. To remedy this drawback, the recess 14 is covered with a heat-conducting and gas-impermeable layer. The layer 15 is in contact with the cooling surface and the shell 3 and, thanks to its thermal conductivity, has a temperature lower than that of the surface of the insert 12, resulting in a decrease in the intensity of the disturbing radiation. In addition, the layer 15, being impermeable to gases, prevents their penetration from the part 12 of insertion into the enclosure of the converter 8, thereby preventing radiation losses.
Le convergent 9 assure la transmission de la radiation acheminée par le guide 2 de lumière au récepteur 1 de radiations. Pour réduire les pertes de radiation dues à l'absorption, la surface intérieure du convergent 9 est formée par un miroir de réflexion. The convergent 9 ensures the transmission of the radiation conveyed by the light guide 2 to the radiation receiver 1. To reduce the radiation losses due to absorption, the interior surface of the convergent 9 is formed by a reflection mirror.
Le convertisseur 8 est monté dans la coquille 3 au-dessus de la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière de façon que ses axes géométriques coïncident avec ceux du guide 2 de lumière. Une telle disposition du convertisseur 8 assure le refroidissement du récepteur 1 de radiations et un régime thermique normal de son fonctionnement. The converter 8 is mounted in the shell 3 above the outer edge 10 of the light guide 2 so that its geometric axes coincide with those of the light guide 2. Such an arrangement of the converter 8 ensures the cooling of the radiation receiver 1 and a normal thermal regime of its operation.
Lors du fonctionnement de la coquille 3 avec une pièce 12 d'insertion en graphite dans les conditions d'une extraction périodique de la pièce 6 coulée, la pièce 12 d'insertion se déplace par rapport à la coquille 3. Ce déplacement est dû à plusieurs facteurs, notamment à l'influence exercée par les dilatations thermiques, les contraintes mécaniques, etc., qui apparaissent lors du déplacement de la pièce 6 coulée. Ce déplacement n'excède pasen général 10 mm. Dans ces conditions, il est nécessaire que la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière soit toujours recouverte par la base du convergent 9 du convertisseur 8. Pour cette raison, le diamètre de la base du convergent 9 est égal à la somme des valeurs du diamètre du guide 2 de lumière et du double du déplacement maximal de la pièce 12 d'insertion par rapport à la coquille 3.En cas de déplacement de la pièce 12 d'insertion, la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière ne dépasse pas hors des limites de la base du convergent 9 et la radiation émise par la tranche 5 active est transmise au récepteur 1 du convertisseur 8. During the operation of the shell 3 with a graphite insert 12 under the conditions of a periodic extraction of the cast part 6, the insert 12 moves relative to the shell 3. This displacement is due to several factors, in particular the influence exerted by thermal expansions, mechanical stresses, etc., which appear during the displacement of the casting part 6. This displacement does not generally exceed 10 mm. Under these conditions, it is necessary that the outer edge 10 of the light guide 2 is always covered by the base of the convergent 9 of the converter 8. For this reason, the diameter of the base of the convergent 9 is equal to the sum of the values of the diameter of the light guide 2 and twice the maximum displacement of the insert 12 relative to the shell 3. In the event of displacement of the insert 12, the outer edge 10 of the light guide 2 does not exceed outside the limits of the base of the convergent 9 and the radiation emitted by the active section 5 is transmitted to the receiver 1 of the converter 8.
On évite ainsi les faux gradients du signal à la sortie du convertisseur 8, dûs au déplacement de la pièce 12 d'insertion par rapport à la coquille 3. This avoids false gradients of the signal at the output of the converter 8, due to the displacement of the insert 12 relative to the shell 3.
Au cours du déplacement de la pièce 6 coulée par rapport à la coquille 3, sa surface agit sur le tranche 5 ative du guide 2 de lumière. Si la dureté du matériau du guide 2 de lumière est inférieure à celle du matériau de la pièce 6 coulée, sa tranche 5 active subit des destructions, d'où l'apparition de surépaisseurs sur la pièce 6 coulée ainsi que l'endommagement de la coquille 3 ou de la pièce 12 d'insertion en graphite. Pour remédier à cet inconvénient, il est nécessaire que la dureté du matériau du guide 2 de lumière soit supérieure à celle du matériau de la pièce 6 coulée. During the displacement of the casting part 6 with respect to the shell 3, its surface acts on the edge 5 of the light guide 2. If the hardness of the material of the light guide 2 is less than that of the material of the cast part 6, its active edge 5 undergoes destruction, hence the appearance of extra thicknesses on the cast part 6 as well as the damage of the shell 3 or piece 12 of graphite insertion. To overcome this drawback, it is necessary that the hardness of the material of the light guide 2 be greater than that of the material of the casting part 6.
Ce sont les monocristaux de synthèse qui satisfont au mieux aux exigences présentées, tels les monocristaux de leucosaphir ou de rubis, avec lesquels on peut fabriquer les guides de lumière. It is the synthetic single crystals which best meet the requirements presented, such as the leucosaphir or ruby single crystals, with which the light guides can be produced.
Si besoin est, on peut accroître la fiabilité de fonctionnement du dispositif.Pour ce faire, on raccorde la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière avec le récepteur 1 d radiations par un guide 17 de lumière flexible (fig. 3). If necessary, the operating reliability of the device can be increased. To do this, the outer section 10 of the light guide 2 is connected to the radiation receiver 1 by a flexible light guide 17 (fig. 3).
Une elle conception exclut l'encrassement de la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière et de la surface sensible 16 du récepteur 1, car elles sont recouvertes par les tranches 18 et 19 du guide 17 de lumière flexible.One design excludes fouling of the outer edge 10 of the light guide 2 and the sensitive surface 16 of the receiver 1, since they are covered by the edges 18 and 19 of the flexible light guide 17.
Lors du déplacement de la pièce 12 d'insertion par rapport à la coquille 3, la tranche 10 extérieure du guide 2 de lumière se déplace dans une direction perpendiculaire à l'axe géométrique oo du convertisseur 8, sur lequel se trouve le récepteur 1 de radiations. En position initiale, le guide 2 de lumière se trouve, lui aussi, sur ledit axe et la distance entre sa tranche 10 extérieure et le récepteur 1 de radiations est égale à la hauteur du convergent 9 du convertisseur 8. A la suite du déplacement de la pièce 12 d'insertion, la distance entre la tranche 10 du guide 2 de lumière et le récepteur 1 de radiations augmentera. When the insertion piece 12 is moved relative to the shell 3, the outer edge 10 of the light guide 2 moves in a direction perpendicular to the geometric axis oo of the converter 8, on which the receiver 1 of radiation. In the initial position, the light guide 2 is also on said axis and the distance between its outer edge 10 and the radiation receiver 1 is equal to the height of the convergent 9 of the converter 8. Following the displacement of insert 12, the distance between the edge 10 of the light guide 2 and the radiation receiver 1 will increase.
C'est pourquoi, pour assurer un bon fonctionnement du dispositif, la longueur du guide 17 de lumière doit entre choisie de façon à éviter la destruction du guide 17 de lumière lors du déplacement de la pièce 12 d'insertion par rapport à la coquille 3.This is why, to ensure proper operation of the device, the length of the light guide 17 must be chosen between so as to avoid destruction of the light guide 17 when the insertion piece 12 is moved relative to the shell 3 .
Dans le dispositif, pour contrôler la limite entre les divers états d'agrégation du métal sur la surface de la coquille d'une installation de coulée continue de la fonte, le guide 2 de lumière peut être fabriqué avec du corindon de synthèse, et le convertisseur 8 et la couche 15 conductrice de chaleur sur la surface de l'évidement 14, avec du cuivre, alors qu'en tant que récepteur 1 de radiations on peut utiliser une photo-diode en germanium. In the device, to control the boundary between the various states of aggregation of the metal on the surface of the shell of an installation for continuous casting of cast iron, the light guide 2 can be manufactured with synthetic corundum, and the converter 8 and the heat conducting layer 15 on the surface of the recess 14, with copper, while as a radiation receiver 1 a germanium photo-diode can be used.
Si besoin est, pour contrôler plus rigoureusement la position de la limite entre les divers états d'agrégation sur la surface de la coquille, on peut monter plusieurs dispositifs de ce genre dans des endroits appropriés. If necessary, to more rigorously control the position of the boundary between the various states of aggregation on the surface of the shell, it is possible to mount several devices of this kind in suitable places.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the device which has just been described solely by way of non-limiting example without departing from the scope of the invention.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/SU1986/000099 WO1988002674A1 (en) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | Device for inspecting the aggregation state boundary of metal on the surface of a casting mould |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2609254A1 true FR2609254A1 (en) | 1988-07-08 |
FR2609254B1 FR2609254B1 (en) | 1990-03-30 |
Family
ID=21617042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8700027A Expired - Fee Related FR2609254B1 (en) | 1986-10-17 | 1987-01-05 | DEVICE FOR CONTROLLING THE STATE OF AGGREGATION OF A METAL ON THE SURFACE OF THE SHELL |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2609254B1 (en) |
WO (1) | WO1988002674A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010034663A1 (en) * | 2010-08-18 | 2012-02-23 | Universität Bremen | Method for fiber optical measurement of filling level of e.g. molten steels in melting furnace, involves detecting signal sequence of heat radiation and determining reference height of liquid to determine filling level of liquid |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2854515A1 (en) * | 1977-12-20 | 1979-06-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Height determn. of molten metal in water cooled mould - via infrared waveguide, connecting mould wall to measuring sensor |
US4415017A (en) * | 1981-06-26 | 1983-11-15 | Olin Corporation | Control of liquid-solid interface in electromagnetic casting |
JPS5952782A (en) * | 1982-09-20 | 1984-03-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Device for detecting outflow of slag of ladle |
SU1082553A1 (en) * | 1983-02-21 | 1984-03-30 | Институт проблем литья АН УССР | Apparatus for checking separating of casting rim in the mould |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU523295A1 (en) * | 1974-09-04 | 1976-07-30 | Войсковая Часть 11284 | Discrete Optical Level Gauge |
SU1061918A1 (en) * | 1982-06-15 | 1983-12-23 | Институт проблем литья АН УССР | Apparatus for monitoring the melt level |
SU1150488A1 (en) * | 1983-02-02 | 1985-04-15 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Optical fibre level indicator |
-
1986
- 1986-10-17 WO PCT/SU1986/000099 patent/WO1988002674A1/en unknown
-
1987
- 1987-01-05 FR FR8700027A patent/FR2609254B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2854515A1 (en) * | 1977-12-20 | 1979-06-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Height determn. of molten metal in water cooled mould - via infrared waveguide, connecting mould wall to measuring sensor |
US4415017A (en) * | 1981-06-26 | 1983-11-15 | Olin Corporation | Control of liquid-solid interface in electromagnetic casting |
JPS5952782A (en) * | 1982-09-20 | 1984-03-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Device for detecting outflow of slag of ladle |
SU1082553A1 (en) * | 1983-02-21 | 1984-03-30 | Институт проблем литья АН УССР | Apparatus for checking separating of casting rim in the mould |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 8, no. 157 (P-288)[1594], 20 juillet 1984; & JP-A-59 52 782 (SUMITOMO KINZOKU KOGYO K.K.) 27-03-1984 * |
SOVIET INVENTIONS ILLUSTRATED, section CH, 16 janvier 1985, semaine 8448, résumé no. 84-299291/48, Derwent Publications Ltd, Londres, GB; & SU-A-1 082 553 (AS BELO MOGIL PHYS TECH) 30-03-1984 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2609254B1 (en) | 1990-03-30 |
WO1988002674A1 (en) | 1988-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2877819B1 (en) | Method and device for measuring levels of cast-iron and slag in a blast furnace | |
FR2537732A1 (en) | DEVICE FOR WARMING A SUPERFICIAL ANNULAR AREA OF A FILIFORM OBJECT | |
BE1025314B1 (en) | Continuous metal casting mold, system and method for detecting breakthrough in a continuous metal casting plant | |
CH615609A5 (en) | ||
CA2759004A1 (en) | Sensor and method for measuring the surface level of a liquid phase metal | |
EP0029796B1 (en) | System for measuring the height of the slag in a metallurgical vessel, and for determining its physical condition | |
FR2609254A1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING THE STATE OF AGGREGATION OF A METAL ON THE SURFACE OF THE SHELL | |
US4693614A (en) | Apparatus for detecting slag outflow | |
FR2493302A1 (en) | Coating optical glass fibre with carbon - as protection against moisture, by flame decomposition of carbonaceous gas | |
CA3169302C (en) | Space optical instrument comprising improved thermal guard | |
EP0080965B1 (en) | Method and apparatus for carrying out a measuring or sampling operation in a molten metal bath | |
EP0043329B1 (en) | Electric arc furnace with controlled operation | |
JP4414014B2 (en) | Single crystal ingot production equipment | |
EP0870855A1 (en) | Crystal growth apparatus involving a piston | |
BE1026975B1 (en) | Continuous metal casting ingot mold, temperature measuring system and breakthrough detection system and method in a continuous metal casting plant | |
EP3489629A1 (en) | Arrangement for mapping temperature and deformation of a structure, especially a wall of a nuclear fuel pencil | |
EP0037357A1 (en) | Device for measuring the levels of molten metal and slag in a smelting furnace during pig iron refining | |
JP2619986B2 (en) | Hot water surface temperature measuring device for single crystal pulling device | |
EP0228972B1 (en) | Device and method for controlling the level of powder in a container | |
FR2520382A1 (en) | Thermal protection of converter trunnion belt - using heat shield at external face of belt | |
JPH07311098A (en) | Controlling method for temperature of steel coming out of steelmaking furnace | |
FR2721380A1 (en) | Electric cooking oven. | |
FR2551233A1 (en) | Device for continuously depositing a layer of polycrystalline silicon on a carbon strip. | |
FR2686699A1 (en) | Device for non-destructive eddy-current testing of long metal products in advance | |
WO2022248345A1 (en) | Aerodynamic measurement probe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |