RU2818524C1 - Устройство и способ определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к непрерывной разливке металла. Способ определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость включает погружение в металлургическую емкость устройства определения уровня погружения стакана, содержащего измеритель, приложение верхней части упомянутого устройства к стакану на расстоянии h от нижней поверхности стакана и, после расплавления измерителя и извлечения упомянутого устройства из металлургической емкости, определение остаточной длины устройства или измерителя. Измеритель выполнен расплавляемым в материале расплава, содержащегося в металлургической емкости. При погружении устройства определения уровня погружения стакана, верхнюю границу измерителя располагают не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана, а нижнюю границу измерителя – в пределах заданного уровня k погружения стакана. Обеспечивается создание простого устройства и способа определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость при снижении производственных простоев и увеличении выхода качественного расплавленного металла. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

Description

Область техники

Изобретение относится к непрерывной разливке металлов, в частности касается регулирования уровня погружения стакана в металлургическую емкость, а именно в кристаллизатор с жидким расплавленным металлом.

Уровень техники

Известно устройство для непрерывного измерения расхода стального расплава вблизи его поверхности, содержащее стержень (18) для определения расхода потока и средство отклонения (В) для стержня для детектирования расхода, при этом штанга (18) обнаружения расхода содержит трубку из огнеупорного материала на одном конце и стержень из нержавеющей стали на другом конце, где стержень из нержавеющей стали соединен с трубкой из огнеупорного материала; штанга (18) для определения скорости потока содержит тугоплавкий материал одного соединения, выбранного из Al2O3, MgO, SiO2, CaO, ZrO2, SiC или композита из двух или более из вышеуказанных соединений; шток (18) детектирующего расход имеет длину 10-100см и диаметр 5-50 мм; и средство отклонения (В) для стержня обнаружения расхода содержит крепежный винт (27) для штока(18) обнаружения расхода, а шток (27) детектирования расхода крепится к средству отклонения (В) для штока детектирования расхода с помощью крепежного винта (23) для штока детектирования расхода; средство отклонения (В) для штока, определяющего скорость потока, включает противовес штока обнаружения расхода, втулку (24) подшипника отклонения (25), указатель угла отклонения (27), указатель угла отклонения и крепежный винт (23) для штока обнаружения расхода; как втулка (24) подшипника отклонения, так и подшипник отклонения (24) являются круглыми частями, в которых подшипник отклонения (23) скольженно установлен к внутренней стенке втулки (23) подшипника отклонения; наружная поверхность прогибной несущей втулки (27) содержит выдвигающийся наружу шток противовеса, при этом шток противовеса и крепежный винт (23) для штока обнаружения расхода закреплены на внешней поверхности втулки (180) подшипника отклонения соответственно и расположены на 25 градусов, а противовес штока обнаружения расхода закреплен на штоке противовеса; указатель угла отклонения (24) имеет форму сектора, в котором вершина сектора закреплена на торцевой грани подшипника отклонения (18), а поверхность дуги сектора содержит шкалы; указатель угла отклонения фиксируется на вершине сектора на одном конце, а другой конец указывает на шкалы на дуге сектора, при этом указатель угла отклонения параллелен штоку (18) детектирования расхода и вращается по мере вращения штока (18) обнаружения расхода; шток (23) для определения расхода крепится к наружной поверхности втулки (27) подшипника отклонения с помощью крепежного винта (19) для штока определения расхода; противовес штока с определением расхода потока содержит верхний крепежный винт (20), балансировочный диск (21) и нижний крепежный винт (20); а балансировочный диск (19) представляет собой круглый противовесный диск, установленный вокруг штока противовеса, при этом верхний (21) и нижний крепежные винты (20) крепятся к штоку противовеса с верхней и нижней сторон соответственно, ограничивая положение балансировочного диска.

И известен способ непрерывного измерения расхода расплава стали вблизи его поверхности с использованием устройства по любому из пп. 1-4, включающий следующие этапы: этап 1, определяющий барицентр расхода детектирующего стержня (18), поворот поворотного шарнира штока (18) и точки действия силы удара по расходу детектирующего стержня (18); шаг 2, расчет расстояния между поворотом вращения и барицентром, а также расстояния между поворотом вращения и действующей точкой силы удара; этап 3, измерение величины силы тяжести расхода детектирующего стержня (18); стадия 4: запекание шага детектирующего расход стержня (18) при высокой температуре в диапазоне 1000-1500°С в течение примерно 10мин; этап 5: вставка в расплава стали обожженного стержня (18) для определения скорости потока для получения угла поворота и глубины вставки; шаг 6: сбор непрерывных и средних значений угла поворота за определенный промежуток времени; шаг 7, расчет силы удара стального расплава; этап 8: измерение непрерывных и средних значений площади проекции расходочувствительного стержня (18) в направлении, перпендикулярном направлению течения стального расплава, плотности стального расплава и коэффициенту силы сопротивления; этап 9: расчет пикового значения, среднего значения и непрерывных значений расхода стального расплава на основе непрерывных и средних значений угла поворота, площади проекции, плотности стального расплава и коэффициента силы сопротивления; и этап 10: оценка расхода стального расплава на основе пикового значения, среднего значения и непрерывных значений расхода стального расплава; при этом шток (18) детектирования расхода заменяется после каждого измерения расхода [EP2924442 B1, опубл. 11.11.2020].

Проблема аналога заключается в сложности конструкции устройства, что связано с большим количеством конструктивных элементов, которые подлежат периодической настройке для осуществления точных и достоверных результатов для контроля уровня погружения стакана в металлургическую емкость, тем же усложнена её ремонтопригодность и способ работы. В случае выхода устройства или ее конструктивного элемента из строя контроль уровня погружения стакана в металлургическую емкость будет невозможен до устранения всех неполадок, что потребует остановку в работе цеха.

Наиболее близким аналогом является устройство для измерения расхода расплава стали вблизи его поверхности, содержащее шток (18) для определения расхода потока и средство отклонения (В) для штока детектирования расхода, причем устройство отклонения для штока (18) обнаружения расхода содержит расход детектирующего стержня противовеса (20) и подшипник отклонения (24), устройство характеризуется тем, что оно дополнительно содержит втулку (23) подшипника отклонения, указательную плату (25) угла отклонения, указатель угла отклонения (26) и крепежный болт (27) для штока обнаружения скорости потока; как скольжение подшипника отклонения, так и подшипник отклонения являются круглыми частями, при этом подшипник отклонения устанавливается скользящим образом к внутренней стенке втулки подшипника отклонения; наружная поверхность отклоняющей несущей втулки содержит выдвигающийся наружу шток противовеса, при этом шток противовеса и крепежный болт для штока определения расхода закреплены на внешней поверхности прогиба несущей втулки соответственно и расположены на 180 градусов, а противовес штока обнаружения расхода закреплен на штоке противовеса; указатель угла отклонения имеет форму сектора, в котором вершина сектора закреплена на торцевой грани подшипника прогиба, а поверхность дуги сектора содержит шкалы; указатель угла отклонения фиксируется к вершине сектора на одном конце, а другой конец указывает на шкалы на дуге сектора, где указатель угла отклонения параллелен штоку детектирования скорости потока и вращается по мере вращения штока обнаружения расхода; и шток обнаружения расхода фиксируется на внешней поверхности втулки подшипника отклонения с помощью крепежного болта для штока обнаружения скорости потока.

Известен способ измерения расхода стального расплава вблизи его поверхности с использованием устройства по. п 1, включающий следующие этапы: этап 1, определяющий барицентр (G) штанги детектирования расхода, поворот поворотного стержня детектирующего расхода и точки действия силы удара на расход детектирующего стержня; шаг 2, расчет расстояния между поворотом вращения и барицентром, а также расстояния между поворотом вращения и действующей точкой силы удара; шаг 3, измерение величины силы тяжести расхода детектирующего стержня; этап 4, вставка штока определения скорости потока в расплав стали для получения угла вращения и глубины вставки; шаг 5, расчет силы удара стального расплава; шаг 6, измерение площади проекции расхода детектирующего стержня в направлении, перпендикулярном направлению течения стального расплава, плотности расплава стали и коэффициенту силы сопротивления; и этап 7, расчет расхода стального расплава [EP2924443, опубл. 30.09.2015].

Проблема наиболее близкого аналога заключается в сложности конструкции устройства, что связано с большим количеством конструктивных элементов, которые подлежат периодической настройке для осуществления точных и достоверных результатов для контроля уровня погружения стакана в металлургическую емкость, тем же усложнена её ремонтопригодность и способ работы. В случае выхода устройства или ее конструктивного элемента из строя контроль уровня погружения стакана в металлургическую емкость будет невозможен до устранения всех неполадок, что потребует остановку в работе цеха.

Раскрытие сущности изобретения

Технической проблемой решаемой заявляемым изобретением, является устранение недостатков аналогов.

Задача изобретения заключается в создании более конструктивно простого устройства определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость и простого способа определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость, в том числе устройства, возможного к быстрому воспроизведению при выходе из строя предыдущего и продолжения беспрепятственного осуществления способа, обеспечивающих снижение производственных простоев и выход качественного расплавленного металла из металлургической емкости.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в создании более простого устройства и способа определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость, обеспечивающих снижение производственных простоев и увеличивающих выход качественного расплавленного металла из металлургической емкости.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость содержит измеритель и выполнено с возможностью размещения верхней частью на расстоянии h от нижней поверхности упомянутого стакана, причем его длина L составляет не менее (h–j),

где h – высота стакана;

j – высота от нижней границы заданного уровня k погружения стакана до нижней поверхности стакана;

при этом измеритель выполнен расплавляемым в материале расплава, содержащегося в металлургической емкости, верхняя граница измерителя расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана, а его нижняя граница в пределах заданного уровня k погружения стакана.

Технический результат достигается тем, что способ определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость включает погружение в металлургическую емкость вышеупомянутого устройства определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость, при этом задают уровень k погружения стакана в металлургическую емкость, погружают в металлургическую емкость устройство определения уровня погружения стакана длиной L, содержащее измеритель, прикладывают верхнюю часть упомянутого устройства к стакану на расстоянии h от нижней поверхности стакана, при этом верхняя граница измерителя расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана, а нижняя граница измерителя расположена в пределах заданного уровня k погружения стакана, и, после расплавления измерителя и извлечения упомянутого устройства из металлургической емкости, определяют остаточную длину устройства или измерителя.

В частности, высоту заданного уровня k погружения стакана задают и она составляет 50-230 мм.

В частности, измеритель предпочтительно выполнен из материала, соответствующего материалу расплава, содержащегося в металлургической емкости, а температура плавления материала измерителя ниже температуры верхней части расплава, содержащегося в металлургической емкости.

В частности, устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость погружают в металлургическую емкость на время, не превышающее 120 с.

В частности, измеритель расположен, по меньшей мере, в концевой части устройства определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость.

В частности, измеритель расположен, по меньшей мере, в концевой части устройства определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость и простирается до другой концевой части устройства определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость.

В частности, измеритель выполнен в виде проволоки.

В частности, устройство в целом представляет из себя измеритель.

В частности, длина и ширина поперечного сечения упомянутой концевой части не превышает 10 мм.

В частности, устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость включает основание.

В частности, измеритель соединен с основанием разъемным соединением, например, измеритель частично намотан на основание или на его выступающую часть.

В частности, устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость содержит ручку.

В частности, основание и ручка выполнены из жаростойкого материала.

В частности, основания и ручка жестко соединены между собой, например, сваркой.

В частности, основания и ручка являются единой деталью.

В частности, устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость выполнено из подручных в металлургическом производстве средств.

В частности, в верхней части расплава преимущественно находится шлак.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 – показано устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость; на фиг. 2, 3 – показано устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость рядом со стаканом.

На фигурах обозначено: 1 - измеритель, 2 - основание, 3 - ручка, 4 - стакан.

Осуществление изобретения

Устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость (фиг. 1), а именно кристаллизатор, выполнено длиной L (фиг. 2), составляющей не менее (h – j), предпочтительно не более h,

где h – высота стакана 4,

j – высота от нижней границы заданного уровня k погружения стакана 4 до нижней поверхности стакана,

k – уровень погружения стакана 4 в металлургическую емкость.

Устройство содержит измеритель 1, при этом верхняя граница измерителя расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана, а нижняя граница измерителя находится в пределах заданного уровня k погружения стакана 4.

Высота стаканов 4 (фиг. 3) отличается от одного к другому, в соответствии с этим изменяется заданный уровень k погружения каждого отдельного стакана 4 в металлургическую емкость, при этом в производстве бывают стаканы 4 различной высоты под разные виды разливаемого металла и по другим причинам.

Заданный уровень k погружения стакана 4 является важной характеристикой, при погружении стакана 4 в металлургическую емкость и определяется опытным путем. Неправильно определённый заданный уровень k погружения стакана приводит к снижению качества выплавляемого металла, выраженного проявлению в металле таких дефектов, как несплошность металла при ультразвуковом контроле, т.е. внутри металла имеются неметаллические включения, дефект в виде отслоения из-за неметаллических включений на поверхности металла, например, шлакообразующие, частицы огнеупоров, попавшие в металл при разливке. Соответственно, первостепенным является определить заданный уровень k погружения для стакана или стаканов, участвующих в производственном процессе.

Высота заданного уровня k погружения стакана 4 находится в диапазоне 50-230 мм для обеспечения качества металла при разливке. Предел более 230 мм приводит к снижению качества, получаемого из расплава, в который погружают стакан 4, металла, а предел менее 50 мм слишком мал и сложен для поддержания в производственных условиях, при этом указанного значения достаточно для получения качественно металла.

Высота j от нижней границы заданного уровня k погружения стакана 4 до нижней поверхности стакана 4 определена относительно заданного уровня k погружения стакана 4 и простирается до его нижней границы.

За h принимается высота стакана 4, а именно в настоящей заявке под высотой стакана h понимается расстояние от нижней поверхности стакана 4 до поверхности, к которой будет прикладываться устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость и от которой будет производиться отсчет. Указанная поверхность должна находиться выше заданного уровня погружения k стакана 4 и может быть, например, нижней поверхностью горлышка стакана 4, как представлено на фиг. 2, 3, может быть верхней поверхностью горлышка стакана 4 или может быть боковой поверхностью стакана 4, на котором имеется отметка, от которой и до нижней поверхности стакана 4 и будет высота h стакана 4.

Исходя из вышеописанного определяется длина L устройства, составляющая не менее (h – j), предпочтительно не более высоты h стакана 4. Выполнение длины L устройства менее (h – j) приведет к невозможности определения уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость, так как устройство такой длиной L просто не достанет до расплава, находящегося в металлургической емкости. Выполнение длины L устройства более h возможно, но не имеет смысла, так как может вызвать ряд других моментов влияющих на качество расплавленного металла или на сложность устройства и способа его применения, а указанного размера достаточно для произведения достоверного и простого определения уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость.

Устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость содержит измеритель 1, при этом верхняя граница измерителя 1 расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана 4, а нижняя граница измерителя 1 находится в пределах заданного уровня погружения k стакана 4, что является необходимым условием для достоверного определения уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость. Измеритель 1 является местом устройства, которым производится определение уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость, в связи с чем выполнение его верхней границы ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана 4 не позволит достоверно определить уровень погружения стакана 4, если уровень погружения будет находится ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана 4, а выполнение нижней границы измерителя 1 не в пределах заданного уровня k погружения стакана 4, то есть ниже нижней границы или выше верхней границы заданного уровня k погружения стакана 4 также не позволит достоверно определить уровень погружения стакана 4. Невозможность достоверного определения уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость снижает смысл применение простого устройства.

Измеритель 1 в настоящей заявке назван условно, в связи с выполняемой в заявляемом устройстве функцией, под ним понимается место устройства, которым производится определение уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость и под измерителем 1 в настоящей заявке, как это охарактеризовано в формуле не имеется в виду, что это какое-то средство измерения и т.п., при этом указанное понятие не исключает, что в частном случае реализации измеритель 1 действительно может содержать предпосылки к средству измерению, например, содержать на себе шкалу.

В настоящем описании термины «верхний», «нижний», используются только для характеристики взаимного расположения частей устройства определения уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость на поясняющем рисунке - фиг. 3 и не связаны с тем, как будут ориентированы указанные части по отношению к горизонту или сторонам устройства, например, при его хранении.

Температура плавления материала измерителя 1 ниже температуры верхней части расплава, при этом материал измерителя 1 соответствует материалу расплава. Измеритель 1 является одноразовым средством определения уровня погружения, при проведении которого измеритель 1 или его часть, погруженная в расплав, находящейся в металлургической емкости расплавляется, после чего устройство достается из расплава без измерителя 1, либо его части. Для осуществления такого измерения измеритель 1 из материала с температурой плавления ниже температуры плавления верхней части расплава. Так как часть измерителя 1 остается в расплаве, предпочтительным является выполнять из материла, соответствующему материалу расплава.

Под соответствующим материалом понимается, что если расплав стальной, то и материал измерителя 1 сталь, если расплав алюминиевый, то материал измерителя 1 с высоким содержанием алюминия и т.д.

Под верхней частью расплава понимается глубина от поверхности расплава до не менее длины l измерителя 1, предпочтительно менее (l+100) мм.

Измеритель 1 выполнен длиной l и расположен, по меньшей мере, в нижней концевой части устройства. Измеритель 1 может быть расположен, по меньшей мере, в концевой части устройства и простираться выше вплоть до другой концевой части устройства, в частности до конца другой концевой части - в этом случае длина L устройства будет равняться длине l измерителя 1.

Измеритель 1 выполнен, предпочтительно из проволоки, которая является подручным средством, всегда имеющимся в металлургическом производстве, проста в применении и обеспечивает ремонтопригодность устройству определения уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость, при этом снижается риск производственных простоев.

Длина и ширина поперечного сечения измерителя 1 не превышает 10 мм, что связано с производительностью работы, так как конец измерителя 1 расплавляется в расплаве. Выбор измерителя 1 толщиной более 10 мм приведет к долгому расплавлению его части, погруженной в расплав, при этом указанный размер всегда можно найти в подручных средствах в металлургическом производстве, что снижает риск простоев.

Под длиной и шириной поперечного сечения измерителя 1 понимается габаритный размер измерителя 1, который может быть выражен, как длиной и шириной, например, для квадратной формы, прямоугольной форму и других форм поперечного сечения измерителя 1 или может быть выражен диаметром для округлой формы поперечного сечения измерителя 1.

Устройство может включать основание 2 для создания более удобной, простой в эксплуатации и доступной для реализации конструкции, для усиления этого устройство включает ручку 3. Основание 2 и ручка 3 могут быть взяты из подручных средств, например, трубки, палки, или балки не больших диаметров. Основания 2 и ручка 3 могут быть жестко соединены между собой, например, сваркой, или быть единой деталью. Ручка 3 обеспечивает удобство и безопасность при эксплуатации устройства, совместно обеспечивая простоту конструкции устройства, так как персоналу, производящему определения уровня погружения стакана 4 удобнее держать устройство за ручку 3, при этом определение ведется на расплавленном металле при высокой температуре, а ручка 3 меньше нагревается, что обеспечивает большую безопасность для персонала.

Наличие основания 2 дополнительно повышает снижение производственных простоев, так основание 2 является не одноразовой частью, в отличие от измерителя 1, подлежащего замене для каждого нового определения. Основание 2 и измеритель 1 соединены разъемным соединением, например, измеритель 1 частично намотан на нижнюю часть основания 2 или основание 2 содержит выступающую часть, например, буртик, болт, гвоздь и т.п., а измеритель 1 частично намотан на указанную выступающую часть основания 2. При таком исполнении измеритель 1 нужен меньшей длины l и более доступен для его нахождения в производстве, при этом после произведения определения уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость будет расплавляться часть измерителя 1, ее остаток снимается с основания 2, а для следующего определения уровня погружения с основанием 2 разъемно соединяется следующий измеритель 1.

Способ определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость, начинается с того, что задают уровень k погружения стакана 4 в металлургическую емкость, далее погружают устройство длиной L в металлургическую емкость, включающей измеритель 1 верхняя граница которого расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана 4, а нижняя граница которого находится в пределах уровня k погружения стакана 4, после определяют остаточную длину устройства или измерителя 1.

Как описывалось ранее определение заданного уровня k погружения на конкретном стакане 4 и на его основании длины L устройства, а также расположение верхней и нижней границ измерителя 1 устройства относительно заданного уровня погружения k стакана 4 являются основополагающими факторами для достоверного определения уровня погружения стакана 4 в металлургическую емкость и обеспечения качества металла, получаемого из расплава, при этом расчет производится всегда до начала производственного процесса, соответственно во время осуществления способа снижен риск простоев, так как осуществление способа будет четко реализовываться вне зависимости от взятых подручных средств для конструктивных частей устройства определения, все определено исключительно размерами и расположением частей устройства, выдерживание которых на заданных уровнях обеспечивает качество металла, получаемого из расплава, находящегося в металлургической емкости, в которую погружают стакан 4.

Устройство погружают в металлургическую емкость на время, не превышающее 120 с, так как указанного времени, как правило, достаточно для расплава измерителя 1 или его части в металлическом расплава, находящимся в металлургической емкости.

После погружения устройства в металлургическую емкость измеритель 1 расплавляется в металлическом расплаве, находящимся в металлургической емкости, после чего устройство достают, подносят к мере, например, шкале или линейке, на которой отмечен необходимый заданный уровень k погружения стакана 4 и измеряют остаточную длину устройства в целом или остаточную длину измерителя 1, чем определяют уровень погружения стакана 4 в металлургическую емкость.

При остаточной длине устройства или измерителя 1 равной первоначальной длине устройства или измерителя 1 соответственно, стакан 4 в последующий раз погружают ниже предыдущего погружения в металлургическую емкость, так как исходя из результатов понятно, что устройство не достало до расплава, значит уровень погружения стакана 4 в металлургическую емкость ниже заданного уровня k погружения стакана 4, что впоследствии снизит качество металла, получаемого из такого расплава.

При остаточной длине устройства или измерителя 1 меньше на высоту заданного уровня k погружения стакана 4 первоначальной длины устройства или измерителя 1 стакан 4 погружают выше предыдущего погружения в металлургическую емкость, так как из результатов очевидно, что устройство погрузилось в расплав более, чем на заданный уровень k погружения, соответственно и стакан 4 погружен более глубоко в расплав и заданный уровень k погружения стакана 4 находится под расплавом, то есть выше заданного, что впоследствии снизит качество металла, получаемого из такого расплава.

Высоту заданного уровня k погружения стакана 4 определяют опытным путем и задают в диапазоне 50-230 мм.

Материал измерителя 1 устройства выбирают с температурой плавления ниже температуры верхней части расплава, при этом материал измерителя 1 устройства выбирают соответствующим материалу расплава.

Глубину верхней части расплава условно задают от поверхности расплава не менее длины l измерителя 1, предпочтительно менее (l+50) мм.

Примеры реализации

Первым примером реализации является устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость, выполненное длинной L, составляющей 472 мм, не менее (h – j)=472 мм (632-160), устройство содержит измеритель 1, расположенный в нижней концевой части устройства и простирающийся до другой концевой части устройства, то есть устройство полностью выполнено в виде измерителя 1, а именно проволоки диаметром 5 мм из стали с температурой плавления ниже температуры верхней части расплава, при этом расплавом является сталь. Задали уровень k погружения стакана 4 равным 50 мм. Устройство выполнили таким образом, что его верхняя граница была расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана 4, а нижняя граница измерителя 1 находится в пределах заданного уровня k погружения стакана 4.

Высоты h и j, а также заданный уровень погружения k отметили на доске, висящей в производственном цеху. Высотой h являлось расстояние от нижней поверхности горлышка стакана 4 до нижней поверхности стакана 4.

Способ определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость начался с того, что до реализации устройства задали уровень k погружения стакана 4 в металлургическую емкость, после изготовления устройства длиной L, составляющей 472 мм, включающее измеритель 1 верхняя граница которого расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана 4, а нижняя граница которого находится в пределах заданного уровня k погружения стакана 4. Устройство погрузили в металлургическую емкость на время 60 с, после того, как в нее был опущен стакан 4. Устройство верхней частью прислонили к нижней поверхности горлышка стакана 4. После погружения концевая часть измерителя 1 расплавилась, устройство достали и поднесли к производственной доске с отметками, по которым определили остаточную длину измерителя 1. Остаточная длина измерителя 1 была меньше первоначальной длины более, чем на высоту заданного уровня k погружения стакана 4, поэтому при следующем погружении стакана 4 его погрузили в металлургическую емкость на меньшую высоту, то есть выше предыдущего погружении.

Второй пример реализации. После предыдущего определения погружения измеритель 1 был укорочен и не подходил по своей длине для выполнении функции длины L устройства, в связи с чем для устройства взяли Т-образную стальную балку, верхняя полка которой выступала в роли основания 2 устройства, а поперечная полка в роли ручки 3 устройства. На концевую часть основания 2 намотали часть измерителя 1 в виде проволоки. Все параметры этих способа и устройства были повторены из предыдущего примера за исключением указанных нюансов. Таким образом, по заданным ранее параметрам воссоздали новое устройство из подручных средств и уже им осуществляли способ, при котором устройство погружали в металлургическую емкость на 30 с. Остаточная длина измерителя 1 была меньше первоначальной длины на 25 мм, то есть в пределах заданного уровня k погружения стакана 4, поэтому при следующем погружении стакана 4 высоту погружения стакана 4 в металлургическую емкость оставили на том же уровне.

Примером реализации является устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость, выполненное длинной L, составляющей 550 мм, не менее (h – j)=546 мм (726-180), устройство содержит измеритель 1 и основание 2. Измеритель 1 представляет собой проволоку длиной и шириной 10 мм, а основание 2 представляет из себя трубу небольшого диаметра, содержащей на своей концевой части буртик, при этом измеритель 1 частично намотали на буртик основания 2. Измеритель 1 и основание 2 взяли стальные с температурой плавления ниже температуры верхней части расплава, при этом расплавом была сталь. Задали уровень погружения k стакана 4 равным 230 мм. Устройство выполнили таким образом, что его верхняя граница была расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана 4, а нижняя граница измерителя 1 находится в пределах заданного уровня k погружения.

Высоты h и j, а также заданный уровень k погружения стакана 4 отметили на доске, висящей в производственном цеху. Высотой h являлось расстояние от нижней поверхности горлышка стакана 4 до нижней поверхности стакана 4.

Измерение заявленным устройством производили в соответствии с первым примером реализации за исключением того, что устройство погрузили в металлургическую емкость на время 120 с. Определяли остаточную длину измерителя 1, при сравнении длины измерителя 1 с пометками на производственной доске установили, что остаточная длина измерителя 1 равна его первоначальной длине, в связи с чем для следующего погружения стакана 4 в металлургическую емкость дали задание на его погружение ниже предыдущего раза.

Примером реализации является устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость, выполненное длинной L, составляющей 530 мм, не менее (h – j)=516 мм (688-172), устройство содержит измеритель 1, основание 2 и ручку 3. Измеритель 1 представляет собой проволоку диаметром 1 мм, а основание 2 и ручка 3 представляю из себя трубы небольшого диаметра, сваренные между собой. Основание 2 содержит на своей концевой части болт, завинченный гайкой, при этом измеритель 1 частично намотали на болт основания 2. Измеритель 1, основание 2 и ручку 3 взяли стальные с температурой плавления ниже температуры верхней части расплава, при этом расплавом была сталь. Задали уровень погружения k стакана 4 равным 150 мм. Устройство выполнили таким образом, что его верхняя граница была расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана 4, а нижняя граница измерителя 1 находится в пределах заданного уровня k погружения стакана 4.

Высоты h и j, а также заданный уровень k погружения стакана 4 отметили на доске, висящей в производственном цеху. Высотой h являлось расстояние от нижней поверхности горлышка стакана 4 до нижней поверхности стакана 4.

Измерение заявленным устройством производили в соответствии с первым примером реализации за исключением того, что устройство погрузили в металлургическую емкость на время 2 с. Определяли остаточную длину измерителя 1, при сравнении длины измерителя 1 с пометками на производственной доске установили, что остаточная длина измерителя 1 была меньше первоначальной длины на 93 мм, то есть в пределах заданного уровня k погружения стакана 4, поэтому при следующем погружении стакана 4 высоту погружения стакана 4 в металлургическую емкость оставили на том же уровне.

Благодаря быстровоспроизводимости устройства из подручных средств на производстве снижено количество простоев на 10%, своевременно верно измеренный уровень k погружения стакана 4 в металлургическую емкость увеличил выход качественного расплавленного металла на 7%.

Заявленное устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость является конструктивно простым, может быть выполнено из подручных средств всегда имеющихся в металлургическом производстве и обеспечивает простоту осуществления способа определения погружения стакана в металлургическую емкость, чем снижено количество производственных простоев, при этом обеспечивает качество расплава и снижает возникновение дефектов в металле, полученном из указанного расплава.

Claims (18)

1. Устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость, содержащее измеритель, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью размещения верхней частью на расстоянии h от нижней поверхности упомянутого стакана, причем его длина L составляет не менее (h–j),

где h – высота стакана;

j – высота от нижней границы заданного уровня k погружения стакана до нижней поверхности стакана;

при этом измеритель выполнен расплавляемым в материале расплава, содержащегося в металлургической емкости, верхняя граница измерителя расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана, а его нижняя граница находится в пределах заданного уровня k погружения стакана.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что высота заданного уровня k погружения стакана составляет 50-230 мм.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измеритель выполнен из материала, соответствующего материалу расплава, содержащегося в металлургической емкости, а температура плавления материала измерителя ниже температуры верхней части расплава, содержащегося в металлургической емкости.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измеритель расположен по меньшей мере в концевой части устройства определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что измеритель расположен по меньшей мере в концевой части устройства определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость и простирается до другой концевой части устройства определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость.

6. Устройство по любому из пп. 1, 4, 5, отличающееся тем, что измеритель выполнен в виде проволоки.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что длина и ширина поперечного сечения упомянутой концевой части не превышает 10 мм.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит основание.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что измеритель соединен с основанием разъемным соединением.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит ручку.

11. Способ определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость, включающий погружение в металлургическую емкость устройства по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что задают уровень k погружения стакана в металлургическую емкость, погружают в металлургическую емкость устройство определения уровня погружения стакана длиной L, содержащее измеритель, прикладывают верхнюю часть упомянутого устройства к стакану на расстоянии h от нижней поверхности стакана, при этом верхняя граница измерителя расположена не ниже верхней границы заданного уровня k погружения стакана, а нижняя граница измерителя расположена в пределах заданного уровня k погружения стакана, и, после расплавления измерителя и извлечения упомянутого устройства из металлургической емкости, определяют остаточную длину устройства или измерителя.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что при остаточной длине устройства определения уровня погружения стакана или измерителя, равной первоначальной длине упомянутого устройства или упомянутого измерителя соответственно, стакан погружают в металлургическую емкость ниже предыдущего погружения, при остаточной длине упомянутого устройства или упомянутого измерителя меньше первоначальной длины упомянутого устройства или упомянутого измерителя соответственно на высоту заданного уровня k погружения стакана, стакан погружают в металлургическую емкость выше предыдущего погружения.

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что высоту заданного уровня k погружения стакана задают в диапазоне 50-230 мм.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что измеритель выполняют из материала, соответствующего материалу расплава, содержащегося в металлургической емкости, температура плавления которого ниже температуры верхней части расплава, содержащегося в металлургической емкости.

15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что устройство определения уровня погружения стакана в металлургическую емкость погружают в металлургическую емкость на время, не превышающее 120 с.