SE445490B

SE445490B - DEVICE FOR DETERMINING THE LEVEL OF A MELT IN A PINK OR SIMILAR

Info

Publication number: SE445490B
Application number: SE7907816A
Authority: SE
Inventors: H Hegglund
Original assignee: Geotronics Metaltech Ab
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1979-09-20
Publication date: 1986-06-23
Also published as: JPH0220924B2; JPS5639422A; SE7907816L

Description

'79o7s15-s 2 den smälta metallen i en skänk, föreligger många problem. '79o7s15-s 2 the molten metal in a ladle, there are many problems.

Bland dessa är att på något sätt kunna förvissa_sig om att provtagaren befinner sig tillräckligt långt nere i smältan för att ett representativt prov skall erhållas när detta tages och att den hålles i smältan under tillräckligt lång tid för att provet skall fylla provtagarens kokill men icke så länge att kokillen upphettas till den grad att provet inte stelnar i denna utan rinner ur, när provtagaren lyftes. _ Liknande problem föreligger också när det gäller att bestämma nedsänkningsdjup mot eller i smältan och nedsänk- ningstid för annan utrustning, tsex. mätutrustning för bestäm- mande av syreaktivitet och temperatur hos smältor. e På en smälta flyter alltid ett lager av slagg och andr föroreningar, som provtagaren måste tränga igenom utan att påverkas. Därefter följer en förhållandevis tunn zon av ytterst het smälta, och under denna finns den del av smältan ur vilken man normalt önskar ta prover.Among these is to be able to make sure in some way that the sampler is far enough down in the melt to obtain a representative sample when this is taken and that it is kept in the melt for a sufficient time for the sample to fill the sampler's mold but not so long. that the mold is heated to the point that the sample does not solidify in it but flows out when the sampler is lifted. Similar problems also exist in determining the depth of immersion against or in the melt and the immersion time of other equipment, e.g. measuring equipment for determining the oxygen activity and temperature of melts. e A layer of slag and other contaminants always floats on a melt, which the sampler must penetrate without being affected. This is followed by a relatively thin zone of extremely hot melt, and below this is the part of the melt from which one normally wishes to take samples.

Det finns många kända provtagare både av engångs- och flergångstyp, som i vissa fall med lätt modifiering kan användas i anslutning till lansen enligt föreliggande uppfin- ning. Själva provtagaren utgör sålunda icke någon del av denna uppfinning. Inte heller övrig utrustning, som kan användas för nedsänkning mot eller i smältor med hjälp av en anordning enligt föreliggande uppfinning, utgör någon del av föreliggan- de uppfinning.There are many known samplers of both disposable and reusable type, which in some cases with slight modification can be used in connection with the lance according to the present invention. Thus, the sampler itself does not form part of this invention. Nor do other equipment which can be used for immersion against or in melts by means of a device according to the present invention form any part of the present invention.

För att föra in provtagaren i smältan användes vanligtvis en lans i form av ett rakt eller bockat stålrör, vid vars ena ände provtagaren är fastsatt. För hand eller med hjälp av en lyftanordning sänkes provtagaren ned i smältan till ett läge i denna, som av den som utför provtagningen bedömes vara tillfredsställande för erhållande av ett representativt prov på smältan. Det gäller därvid att hålla provtagaren så länge i smältan att kokillen fylles och att provet hinner stelna tillräckligt för att stanna kvar där. Hålles provtagaren för länge i smältan upphettas provtagaren så.mycket att provet rinner ur kokillen då provtagaren lyftes.To insert the sampler into the melt, a lance in the form of a straight or bent steel tube is usually used, at one end of which the sampler is attached. By hand or with the aid of a lifting device, the sampler is lowered into the melt to a position therein which is judged by the sampler to be satisfactory for obtaining a representative sample of the melt. It is important to keep the sampler in the melt for so long that the mold is filled and that the sample has time to solidify enough to remain there. If the sampler is kept in the melt for too long, the sampler is heated so much that the sample flows out of the mold when the sampler is lifted.

Eftersom det är praktiskt taget omöjligt att bestämma slaggskiktets tjocklek och sålunda på vilken nivå smältan 7907816-8 3 finns i skänken har det många gånger varit mycket svårt att kunna få representativa prover. Ett försök att komma till rätta med detta problem har varit att man använt sig av termoelement i anslutning till provtagaren. Tanken har då varit att den heta zonen under slaggskiktet skulle ge en tydlig indikering av smältans nivå. Detta har emellertid icke varit framgångsrikt framför allt beroende på att avsättningar fastnat på termoelementet, vilka givit upphov till felaktiga angivelser. Något sätt att lösa problemet med avsättningarna har man icke ännu komit på. _ w Föreliggande uppfinning syftar till att övervinna ovan- nämnda problem. Detta syftemål uppnås genom en anordning av i kraven angivet slag, av vilka även det, som särskilt känne- tecknar uppfinningen framgår. _ Uppfinningen beskrivas närmare i det följande i anslut- ning till bifogade ritningar, på vilka ,FIG. l är en delvis snittad vy genom den provtagaren Ieller annan utrustning bärande änden av en lans enligt upp- finningen, samt FIG. 2 är ett kopplingsschema för den elektriska kretsen för en provtagningsanordning innefattande en lans enligt upp- finningen. ^ I den visade utföringsformen av uppfinningen är enl beröringsfri induktiv sensor l placerad i en lans 20, vilken utgöres av ett stålrör, i närheten av den provtagaren bärande änden av lansen 20. Sensorn 1 är monterad på en skena 21 med hjälp av t.ex. skruvar 22. Skenan 21_är bockad så att sensorn 1 hållas i ett önskat läge i lansröret 20, och är vid ändarna fastsatt via lansröret 20 t.ex. med hjälp av nitar 23. Fast- sättningen måste dock vara sådan att lansens 20 utsida förblir slät.Since it is practically impossible to determine the thickness of the slag layer and thus at what level the melt is in the ladle, it has often been very difficult to obtain representative samples. An attempt to solve this problem has been to use thermocouples in connection with the sampler. The idea has then been that the hot zone under the slag layer would give a clear indication of the level of the melt. However, this has not been successful, mainly due to deposits stuck to the thermocouple, which have given rise to incorrect indications. No way to solve the problem of provisions has yet been devised. The present invention aims to overcome the above-mentioned problems. This object is achieved by means of a device of the type specified in the claims, from which also that which particularly characterizes the invention appears. The invention is described in more detail in the following in connection with the accompanying drawings, in which, FIG. 1 is a partially sectioned view through the sampler or other equipment carrying the end of a lance according to the invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of the electrical circuit for a sampling device comprising a lance according to the invention. In the embodiment of the invention shown, according to non-contact inductive sensor 1, it is placed in a lance 20, which is constituted by a steel tube, in the vicinity of the sampler carrying the end of the lance 20. The sensor 1 is mounted on a rail 21 by means of e.g. . screws 22. The rail 21 is bent so that the sensor 1 is kept in a desired position in the lance tube 20, and is attached at the ends via the lance tube 20 e.g. by means of rivets 23. However, the fastening must be such that the outside of the lance 20 remains smooth.

Sensorn 1 är placerad mitt emot en öppning 24 i lansröret 20. Denna öppning är tillräckligt stor för att icke sensorn 1 skall påverkas av metallen i lansröret 20.The sensor 1 is located opposite an opening 24 in the lance tube 20. This opening is large enough so that the sensor 1 is not affected by the metal in the lance tube 20.

Sensorn l är lämpligen inställbar i radiell riktning så att den kan inta olika avstånd från öppningen 24 i lansröret.The sensor 1 is suitably adjustable in the radial direction so that it can occupy different distances from the opening 24 in the lance tube.

Härigenom kan dess känslighet ändras på ett enkelt sätt, eftersom dess påverkningslob sträcker sig olika långt ut från 7907816-a 4. lansen i beroende av inställningen. Denna inställning kan åstadkommas med hjälp av skruvarna 22. in ' Sensorns 1 känslighet kan också ändras på elektrisk väg.In this way, its sensitivity can be changed in a simple manner, since its influence lobe extends differently from the lance depending on the setting. This setting can be made using the screws 22. The sensitivity of the sensor 1 can also be changed electrically.

Det kan finnas skäl att i vissa fall minska känsligheten om slaggen på smältan innehåller så mycket metall att denna påverkar sensorn. _ Från sensorn skjuter ett antal elektriska ledare 25 ut, vilka på lämpligt sätt inkopplas till den utrustning, som beskrivas längre fram.There may be reasons to reduce the sensitivity in some cases if the slag on the melt contains so much metal that it affects the sensor. A number of electrical conductors 25 protrude from the sensor, which are suitably connected to the equipment described later.

Vid användning placeras en provtagare 26 med en rörformad hylsa 27 över lansens 20 ände. Hylsan 27 är lämpligen frame ställd av pappersmaterial och består av flera skikt samman- 'bundna av lämpligt bindemedel,tsex.vattenglas eller harts, och har en tjocklek av mellan 10 och 15 mm. Tjockleken kan variera beroende på olika tillämpningar och de givna värdena är endast de vanligast förekommande.In use, a sampler 26 with a tubular sleeve 27 is placed over the end of the lance 20. The sleeve 27 is suitably made of paper material and consists of several layers connected by a suitable adhesive, such as water glass or resin, and has a thickness of between 10 and 15 mm. The thickness can vary depending on different applications and the given values are only the most common.

Hylsan 27 har en sådan längd att den täcker öppningen 24. med god marginal, och provtagaren 26 är så utförd att den vid rätt montering på lansen 20 placerar kokillen i provtagaren i förutbestämt förhållande till sensorn 1.The sleeve 27 has such a length that it covers the opening 24. with a good margin, and the sampler 26 is designed so that when mounted correctly on the lance 20, it places the mold in the sampler in a predetermined relation to the sensor 1.

Materialet i hylsan 27 är elektriskt icke-ledande för att sensorn l icke skall påverkas av detta. Materialet är också sådant att smält metall icke häftar vid detsamma och förutom papper kan det sålunda utgöras av t.ex. keramiskt fibermate- rial eller liknande. Pappersmaterial fungerar så att vid nedsänkning i smältan närmast en kokning uppträder i hylsans material och denna kokning torde vara den effekt som gör att avsättningar icke fastnar på hylsan.The material in the sleeve 27 is electrically non-conductive so that the sensor 1 is not affected by it. The material is also such that molten metal does not adhere to it and in addition to paper it can thus consist of e.g. ceramic fiber material or the like. Paper material works so that when immersed in the melt closest to a boiling occurs in the material of the sleeve and this boiling should be the effect which means that deposits do not stick to the sleeve.

Sensorn l har en påverkningslob, som sträcker sig i huvudsak vinkelrätt ut från lansen 20. Detta innebär att när provtagaren 26 sänkes ned i smältan så kommer denna lob att påverkas av den smälta metallen och sensorn ger då den önskade signalen. Slaggskiktet har visat sig sällan ge någon påverkan på sensorn.The sensor 1 has an actuating lobe which extends substantially perpendicularly out from the lance 20. This means that when the sampler 26 is lowered into the melt, this beam will be actuated by the molten metal and the sensor then gives the desired signal. The slag layer has rarely been shown to have any effect on the sensor.

Arbetssättet för uppfinningen framgår av följande beskrivning av den elektriska utrustningen. Man förstår emellertid att denna kan ha många olika utföranden och att den beskrivna endast utgör ett exempel på en dylik. _- ...__.-_._.__.-_._...___.. - -,......._... 7907s1e-s 5 Oavsett om provtagare av engångs- eller flergångstyp eller annan utrustning användes, så inser en fackman att det grundläggande nya i denna uppfinning ligger i att en beröringsfri sensor kunnat användas, och detta har man uppnått genom att den skyddas i själva lansen. Den för påverkan av sensorn nödvändiga.öppningen i lansen har man på ett fram- gångsrikt sätt lyckats skydda med hjälp av en hylsa, och det är förvånande att en sådan varit ett tillräckligt skydd utan att negativt påverka sensorns avkänningsförmåga. Man kan därför mycket väl skilja utrustningen och skyddet för sensorn åt utan att detta påverkar själva uppfinningstanken.The method of the invention appears from the following description of the electrical equipment. It is understood, however, that this can have many different embodiments and that the one described is only an example of such. _- ...__.-_._.__.-_._...___ .. - -, ......._... 7907s1e-s 5 Irrespective of disposable or reusable samplers or other equipment is used, one skilled in the art will recognize that the fundamental novelty of this invention is that a non-contact sensor could be used, and this has been achieved by protecting it in the lance itself. The opening in the lance necessary for influencing the sensor has been successfully protected with the aid of a sleeve, and it is surprising that such an opening has been a sufficient protection without adversely affecting the sensor's sensing ability. It is therefore very possible to separate the equipment and the protection of the sensor without this affecting the very idea of invention.

Lampan “klart för provtagning" tänds när luck- eller grindkontakten 3 slutes samtidigt som matning på 24 V påföres förstärkarenheten 2 för den beröringsfria induktiva sensorn l. 7 Signalen från den beröringsfria induktiva sensorn l antas vara 24 V vid kontakt med smältan och 0 V utan kontakt med smältan. .The "ready for sampling" lamp illuminates when the door or gate switch 3 is closed while the 24 V supply is applied to the amplifier unit 2 for the non-contact inductive sensor l. 7 contact with the melt.

Startknappen 4 nedtryckes varvid kontaktorn 5 aktiveras för självhållning av kontaktorns kontaktgrupper för inkoppling av en drivmotor för nedsänkning av provtagaren.The start button 4 is pressed, whereby the contactor 5 is activated for self-holding of the contactor's contact groups for switching on a drive motor for immersing the sampler.

Reläet 5 matas från en fas 10 via en kontaktarm 72 vilande mot en kontakt 75. _ 7 I När den induktiva sensorn l kommit ned i smältan, erhålles en spänningsnivå av 24 V på anslutningen 71, vilket ' medför att reläet 7 dras till självhâllning. Samtidigt slock- nar lampan “klart för provtagning”. När reläet 7 aktiveras vid sensorns l beröringsfria kontakt med smältan brytes strömmen till spolen i kontaktorn 5 genom växling av reläkontakten 73 från läget 75 till 74. Kontaktorns 5 självhâllning upphör; Genom växlingen av kontaktarmen 73 till 74 erhålles matnings- spänning på timern 78, vilken orsakas att starta genom denna matningsspänning. Efter en förutbestämd tid slutes timerns kontakt 80, varvid motorkontaktorn 6 aktiveras för inkoppling av "upp"-läget hos drivmotorn för höjning av provtagaren ur smältan. För begränsning av rörelsen uppåt finns anordnad en gränslägesbrytare ll. En nödupptagningskontakt 12 för förbikoppling av timerns kontakt 80 är anordnad för den händelse att något fel skulle inträffa på provtagaren och den ¿'*79o7s16~s 6 därvid måste tas upp ur smältan innan timerns kontakt 80 aktiverats. Kontaktbygeln 121 i nödupptagningskontakten 12 aktiverar kontaktorn 6 för upptagning samtidigt som kontaktbygeln 122 bryter strömmen till “nerreläet“ 5.The relay 5 is supplied from a phase 10 via a contact arm 72 resting against a contact 75. When the inductive sensor 1 has entered the melt, a voltage level of 24 V is obtained on the connection 71, which causes the relay 7 to be pulled to self-holding. At the same time, the lamp "ready for sampling" goes out. When the relay 7 is activated at the contactless contact of the sensor 1 with the melt, the current to the coil in the contactor 5 is interrupted by switching the relay contact 73 from the position 75 to 74. The self-holding of the contactor 5 ceases; By switching the contact arm 73 to 74, a supply voltage is obtained on the timer 78, which is caused to start through this supply voltage. After a predetermined time, the timer contact 80 is closed, whereby the motor contactor 6 is activated to switch on the "up" position of the drive motor to raise the sampler out of the melt. To limit the upward movement, a limit switch 11 is provided. An emergency take-up contact 12 for bypassing the timer contact 80 is provided in the event that a fault should occur on the sampler and it must then be taken out of the melt before the timer contact 80 is activated. The contact bracket 121 in the emergency socket 12 activates the contactor 6 for pick-up at the same time as the contact bracket 122 cuts off the power to the "down relay" 5.

W Efter upptagning.av provtagaren ur smältan växlas potentialen på 71 från 24 V till 0 V. En öppning av luck- eller grindkontakten 3 upphäver självhållningen hos reläet 7, varvid lampan "klart för provtagning" tänds, och timern 8 återställes, vilket innebär att en ny provsekvens kan utföras.W After picking up the sampler from the melt, the potential of 71 is switched from 24 V to 0 V. Opening the door or gate switch 3 cancels the self-holding of the relay 7, whereby the "ready for sampling" lamp lights up and the timer 8 is reset, which means that a new test sequence can be performed.

I en anordning enligt uppfinningen kan två sensorer vara placerade i följd i lansen. Genom att vid nedsänkningen i smältan jämföra signalerna från de två sensorerna kan man då också få en uppgift om slaggskiktets tjocklek. Inställningen gav de två sensorerna är då sådan att en svag signal erhålles av slaggen och en kraftig signal erhålles av själva smältan. p Visserligen har uppfinningen nu beskrivits med avseende på en provtagare, där smältans nivå använts för att bestämma provtagarens nedsänkningsdjup i smältan. Emellertid är det helt självklart att signalen för smältans nivå eller för slaggens nivå kan användas för andra styrningsändamål, t.ex. p_för att bestämma inställningen av en syrgaslans höjd över smältan. - .-....-,.---»,In a device according to the invention, two sensors can be placed in succession in the lance. By comparing the signals from the two sensors when immersed in the melt, it is then also possible to obtain information about the thickness of the slag layer. The setting given by the two sensors is then such that a weak signal is obtained by the slag and a strong signal is obtained by the melt itself. Admittedly, the invention has now been described with respect to a sampler, where the level of the melt has been used to determine the sampling depth of the sampler in the melt. However, it is quite obvious that the signal for the level of the melt or for the level of the slag can be used for other control purposes, e.g. p_to determine the setting of the height of an oxygen lance above the melt. -.-....-, .--- »,

Claims

A device for determining the level of a melt in a ladle or the like, which device comprises a lance (20) having a tubular end intended to be immersed in the melt, in which end at least one non-contact inductive sensor (1) is fixed, characterized in that the sensor or sensors (1) are located opposite an opening (24) through the wall of the tubular end, and that the opening (24) or openings are covered by a sleeve (27) of pan press material, the sensor or the sensors are electrically connected to operating equipment for signals coming from the sensor or sensors. h l