SU1061918A1 - Apparatus for monitoring the melt level - Google Patents

Apparatus for monitoring the melt level Download PDF

Info

Publication number
SU1061918A1
SU1061918A1 SU823496199A SU3496199A SU1061918A1 SU 1061918 A1 SU1061918 A1 SU 1061918A1 SU 823496199 A SU823496199 A SU 823496199A SU 3496199 A SU3496199 A SU 3496199A SU 1061918 A1 SU1061918 A1 SU 1061918A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
housing
rod
melt
outer part
thermal
Prior art date
Application number
SU823496199A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Ваганович Осипов
Леонид Федорович Жуков
Владимир Сергеевич Шумихин
Сергей Владимирович Кучеренко
Владимир Васильевич Барсуков
Савелий Леонидович Бураков
Ефим Борисович Шицман
Original Assignee
Институт проблем литья АН УССР
Научно-Исследовательский Институт Специальных Способов Литья
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем литья АН УССР, Научно-Исследовательский Институт Специальных Способов Литья filed Critical Институт проблем литья АН УССР
Priority to SU823496199A priority Critical patent/SU1061918A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1061918A1 publication Critical patent/SU1061918A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА, например, в кристаллизаторах , содержащее корпус и термодатчики, отличающеес  тем, что, с целью повышени  срока службы и быстродействи , корпус выполнен из двух частей, разделенных теплоизол нрующим элементом и имеющих сквозной канал, причем внещн   часть корпуса выполнена из материала с высокой теплопроводностью и в ней размещены термодатчики , внутренн   часть корпуса выполнена из материала с высокой термо- и коррозионной стойкостью и низким коэффициентом теплопроводности и в ней установлен оптически прозрачный термо- и коррозиенностойкий стержень. Од 001. DEVICE FOR CONTROL OF THE LEVEL OF THE MELT, for example, in molds, comprising a housing and thermal sensors, characterized in that, in order to increase service life and speed, the housing is made of two parts separated by a heat insulating element and having a through channel, and the external part of the housing is made Thermal sensors are placed from a material with high thermal conductivity, the inside of the body is made of a material with high thermal and corrosion resistance and low thermal conductivity, and it is n optically transparent thermo - and corrosion-resistant rod. Od 00

Description

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю UI ёе с   тем, что внешн   часть корпуса вьтолвена из меди.2. The device according to claim 1, that is, UI it with the fact that the outer part of the case is out of copper.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ег вс  тем, что внутренн   часть корпуса выполнена из керамики на основе корунда.3. The device according to claim 1, which is based on the fact that the inside of the body is made of corundum-based ceramics.

4.Устройство по 1, отличающеес  тем, что во внешней части корпуса по оси канала перпендикул рно к линии перемещени  уровн  расплава установлена оптически непроницаема  перегородка.4. A device according to claim 1, characterized in that an optically impermeable partition is installed perpendicular to the line of movement of the melt level in the outer part of the body along the axis of the channel.

5.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что внутренн   часть корпуса и5. The device according to claim 2, of which there is an internal part of the body and

стержень выполнены из материалов с одинаковым температурным козффнциентом расширени .the rod is made of materials with the same temperature expansion coefficient.

6. Устройство по п. п. 1-3, отличающеес  тем, что торец стержн , обращенный к термодатчикам, имеет срезы, расположенные зеркально симметрично относительно продольной, оси стержн , причем плоскости срезов иерпендикул рнь к плоскости, образованной осью стержн  и линией перемещени  уровн  расплава, а площадка между ними покрыта оптически непрозрачным слоем.6. The device according to Claim 1-3, characterized in that the rod end facing the thermal sensors has cuts arranged mirror-symmetrically with respect to the longitudinal axis of the rod, the slice plane and vertical along the plane formed by the axis of the rod and the level moving line melt, and the area between them is covered with an optically opaque layer.

Изобретение относитс  к металлургии и литейному производству, в частности к устройствам контрол  уровн  расплавов в крис таллизаторах, и может быть использовано в производственной практике при разработке и зксплуатации автоматических систем управ лени  и регулировани  процессами непрерьш ной разливки металлов. Известно устройство дл  измерени  уровн  металла в кристаллизаторах, содержащее® термочувствительные шупы, установленные в расточке наружной стенки кристаллизатора с помощью уплотн ющих элементов. Конец щупа упираетс  во внутреннюю стенку кристаллизатора , образу  с ней термопару, наличи злектрического сигнала на которой свидетельствует об уровне расплава 1. Недостаток зтого устройства состоит в том . что оно обладает низким быстродействием. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство контрол  уровн  расплава, содержащее медный корпус, включенные дифферен циально термодатчики, расположенные в пазах наружной поверхности корпуса, контактирующей с кристаллизатором, а также наружный и внутренние теплоизолирующие злементы . Датчики контактируют одной стороной с корпусом устройства, другой стороной - с охлаждаемой стенкой кристаллизатора. Таким образом, вследствие разности температур на поверхности термодатчика, на его выводах по вл етс . электрический сигнал, пропорциональный величине теплового потока 2. Однако это устройство не обеспечивает требуемого быстродействи , что обусловлено наличием теплового моста между расплавом и термодатчиком. Кроме того, устройство имеет ограниченный срок службы, так как и корпус и датчики наход тс  под воздействием высокой температуры, что приводит к частому разрущению их. Целью изобретени   вл етс  повь(щение быстродействи  и увеличение срока службы устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве контрол  уровн , содержащем корпус н термодатчики, корпус выполнен из двух частей, разделенных теплоизолнрующим злементом и имеющих сквозной канал, причем внещн   часть корпуса изготовлена из материала с высокой теплопроводностью и в ней установлены термодатчики, внутренн   часть корпуса вьпюлнена из материала с высокой термо- и коррозионной стойкостью и низким козффициентом теплопроводности и в ней установлен оптически прозрачный fepMo- и коррозионностойкий стержень. Внещн  1 часть корпуса выполнена из меди. Кроме того, внутренн   часть корпуса выполнена из керамики на основе корунда. Во внецшей части корпуса по оси каната перпендикул рно к линии перемещени  уровн  расплава установлена оптически непроницаема  перегородка. Внутренн   часть корпуса и стержень выполнены из материалов с одинаковым температурным козффициентом расширени . Торец стержн , обращенный к термодатчнкам , имеет срезы, расположенные зеркально симметрично относительно продольной оси стержн , причем плоскости срезов перпендикул рны к плоскости, образованной осью стержн  и линией перемещени  уровн  расплава, а площадка между ними покрыта оптически непрозрачным слоем. На фиг. 1 схематично -изображено устройство контрол  урввн  расплава, установленное в стенке кристаллизатора; на фиг. 2 - вариант исполнени  устройства. Устройство содержит корпус со сквозным, каналом, состо щий из внешней части 1, выполненной из материала с высокой теплопроводностью , например из ме, и внутренней части 2, выполненной из материала с низкой тепдопроводностью, термо- и коррозионностойкого , например из керамики на основе корунда . Внешн   часть 1 корпуса изолирована от внутренней частн 2, контактирующей с расплавом , теплоизолирующим злементом 3. В канале внутренней части 2 корпуса установлен оптически прозрачный термо- и коррознонностой кий. стержень 4. Причем тем11ературный козффищ1ент расширени  материала, из которого изготовлен стержень, должен быть равен или незначительно превышать указанный козффиш ент дл  материала внутренней части 2 корпуса Такими свойствами обладает, например, синтетический корунд. В канале внешней части 1 корпуса (предпочтительно у самого торца) установлены , параллельно линии перемещени  уровн  расплавов дифференциально включенные термодатчики 5. Дл  разделени  тепловог излучени  на два пучка служит перегородка 6 установленна  в канале внешней части 1 корпуса в осевой плоскости, перпендикул рной линии перемещени  уровн  расплава. Устройство устанавливают стационарно в корпусе 7 кристаллизатора., Во втором варианте исполнени , представленном на фиг. 2, вместо перегородки 6, выИолн ющей функции разделительного элемента , на торце стержн  4, обращенном к термодатчикам 5, с той же целью выполнены срезы 8, площадка 9 между которыми покрыта оптически непрозрачным, поглощающим тепловые лучи, слоем. При установке устройства в корпусе 7 кристаллизатора, в котором конт ролируетс  уровень 10 расплава. Необходимо, чтобы внутренн   часть 2 корпуса устройства и стержень 4 были установлены заподлицо с внутренней стенкой кристаллизатора. Дл  охлаждени  внешней части 1 корпуса использу етс  система охлаждени  кристаллизатора. Рассмотрим работу устройства в трех технологических режимах. . В случае, если уровень 10 расплава в кристаллизаторе находитс  ниже пол  зрени  термодатчиков 5, т. е. стержень 4 с расплавом не контактирует, сигнал на выходе устройства равен нулю, так как на включенные дифференциально термодатчики 5 поступают одинаковые (минимальные) сигналы184 Если же уровень 10 расплава совпадает с осью стержн  4, т. е. нижн   его часть кoн тактирует с расплавом, тепловой поток, поступающий на верхний и нижний термодатчики , разный по мощности и на выходе устройства получают максимальны сигнал. В том случае, если уровень 10 расплава смешаетс  вверх, т. е. торец стержн  4 полнбстью перекрыт расплавом, на термодатчики вновь поступают одинаковые (максимальные) сигналы, и на выходе устройства сигнал падает до нул . Полученную информацию об уровне расплава можно использовать в автоматических системах управлени  скоростью выт жки слитков, управлени  режимом охлаждени  кристаллизатора, режимом его наполнени . Дл  повышени  разрешаюшей способности устройства каждый из термодатчиков должен воспринимать тепловое излучение только со своей половины торца стержн  4, контактирующего с контролируемой средой. Это условие выполн етс  в том случае, если максимальный диаметр пол  зрени  термодатчиков не превышает половины диаметра стержн  4. Исход  ИЗ зтого требовани , размеры стержн  и перегородки должны находитьс  в следующей зависимости : 1д 2 е, Г толщина перегородки; диаметр стержн ; длина стержн ; длина перегородки. В примере выполнени  устройства, приведенном на фиг. 2, тепловое излучение раздел етс  на два потока с помощью срезов 8, угол которых, а следовательно и размер площадки 9 между ними, выбираютс  такими, чтобы излучение от верхней половины торца стержн  проходило через нижний срез и поступало на нижний термодатчик, а излучение от нижней половины стержн  - соответственно на верхний термодатчик. Тепловые лучи, идущие по пр мой, преломл ютс  на линии срезов и на термодатчики не попадают. Выполнение стержн  4 и внутренней части корпуса 2 из материалов с одинаковыми температурными коэффициентами расширени  исключает по вление зазоров между ними в процессе эксплуатации, а, следовательно, исключает возможность подтекани  расплава к боковой поверхности стержн  и разрушение его. Экономический эффект по предварительным расчетным данным, в сравнении с базовым объектом, за счет увеличени  срока службы и повышени  быстродействи  устройства , составит примерно 10 тыс. руб. в год.The invention relates to metallurgy and foundry, in particular, to devices for controlling the level of melts in crystallizers, and can be used in industrial practice in the development and operation of automatic control systems and the regulation of continuous casting of metals. A device is known for measuring the level of a metal in crystallizers, which contains ® temperature-sensitive dips, which are installed in the bore of the outer wall of the crystallizer with the help of sealing elements. The end of the probe rests on the inner wall of the mold, forming a thermocouple with it, the presence of an electrical signal at which indicates the level of the melt 1. The disadvantage of this device is that. that it has low speed. Closest to the invention is a melt level control device comprising a copper body, differently connected thermal sensors located in the slots of the outer surface of the body in contact with the crystallizer, and also external and internal heat insulating elements. The sensors are in contact with one side of the device, the other side - with the cooled wall of the mold. Thus, due to the temperature difference on the surface of the thermal sensor, its terminals appear. an electrical signal proportional to the heat flux 2. However, this device does not provide the required speed, due to the presence of a thermal bridge between the melt and the thermal sensor. In addition, the device has a limited service life, since both the case and the sensors are exposed to high temperatures, which leads to their frequent destruction. The aim of the invention is to improve performance and increase the service life of the device. The goal is achieved by the fact that in a level control device comprising a case and thermal sensors, the case is made of two parts separated by a heat-radiating element and having a through channel, and the outer part of the case is made of material with high thermal conductivity and thermal sensors installed in it, the inner part of the housing is made of a material with high thermal and corrosion resistance and low coefficient of heat conduction and it has an optically transparent fepMo- and corrosion-resistant rod. The outer part of the body is made of copper. In addition, the inner part of the body is made of corundum-based ceramics. In the outer part of the body, along the axis of the rope, perpendicular to the line of the melt level is optically installed impenetrable partition. The inner part of the body and the rod are made of materials with the same temperature expansion coefficient. The end of the rod facing the thermal sensors has sections that are mirrored symmetrically adic rod about the longitudinal axis, the plane sections perpendicular to the plane defined by rod axis and the line of movement of the melt layer and the pad is covered between optically opaque layer. FIG. 1 schematically shows a device for controlling the melt urvvn installed in the wall of the mold; in fig. 2 shows an embodiment of the device. The device comprises a housing with a through channel consisting of an outer part 1 made of a material with high thermal conductivity, for example, I, and an inner part 2, made of a material with low thermal conductivity, which is thermal and corrosion-resistant, for example, corundum-based ceramics. The outer part 1 of the housing is isolated from the inner part 2 in contact with the melt, the heat insulating element 3. In the channel of the inner part 2 of the housing, an optically transparent thermal and corrosion cue is installed. rod 4. Moreover, the temperature coefficient of expansion of the material from which the rod is made must be equal to or slightly higher than the specified container for the material of the inner part 2 of the housing. Synthetic corundum, for example, has these properties. In the channel of the outer part 1 of the housing (preferably at the very end), differentially included thermal sensors 5 are installed parallel to the line of movement of the melts. To divide the heat and radiation into two beams, a partition 6 is used that is installed in the channel of the external part 1 of the housing in an axial plane perpendicular to the line of movement of the level melt. The device is installed permanently in the housing 7 of the mold. In the second embodiment, shown in FIG. 2, instead of the partition 6, the executive function of the separating element, at the end of the rod 4 facing the thermal sensors 5, for the same purpose, sections 8, the platform 9 between which is covered with an optically opaque absorbing heat rays, are made. When the device is installed in the housing 7 of the crystallizer, in which the level 10 of the melt is controlled. It is necessary that the inner part 2 of the housing of the device and the rod 4 were installed flush with the inner wall of the mold. The cooling system of the mold is used to cool the outer part 1 of the housing. Consider the operation of the device in three technological modes. . In case the melt level 10 in the crystallizer is below the field of view of the thermal sensors 5, i.e. the rod 4 does not contact the melt, the signal at the output of the device is equal to zero, because the differential (5) differential signals 5 receive the same (minimum) signals. 10 of the melt coincides with the axis of the rod 4, i.e. its lower part clocks with the melt, the heat flux entering the upper and lower thermal sensors, which are different in power, and at the output of the device receive the maximum signal. If the level of the melt is mixed upwards, i.e. the end of the rod 4 is completely blocked by the melt, the same (maximum) signals are sent to the thermal sensors, and the signal drops to zero at the device output. The obtained information on the level of the melt can be used in automatic systems for controlling the rate of ingot extraction, controlling the cooling mode of the crystallizer, and the mode of its filling. To increase the resolving power of the device, each of the thermal sensors must receive thermal radiation from its half of the end of the rod 4, which is in contact with the controlled medium. This condition is satisfied if the maximum diameter of the field of view of the thermal sensors does not exceed half the diameter of the rod 4. Based on this requirement, the dimensions of the rod and the partition should be in the following relationship: 1g 2 e, G thickness of the partition; rod diameter; rod length; partition length. In the embodiment of the device shown in FIG. 2, the thermal radiation is divided into two streams using slices 8, the angle of which, and hence the size of the pad 9 between them, is chosen so that the radiation from the upper half of the rod ends passes through the lower cut and enters the lower thermal sensor, and the radiation from the lower thermal sensor half of the rod - respectively, on the upper temperature sensor. Heat rays traveling along a straight line are refracted at the cutting line and do not fall on the thermal sensors. Making the rod 4 and the inside of the body 2 from materials with the same temperature expansion coefficients excludes the occurrence of gaps between them during operation, and therefore eliminates the possibility of melt leaking to the side surface of the rod and destroying it. The economic effect according to the preliminary calculated data, in comparison with the base object, by increasing the service life and increasing the speed of the device, will be about 10 thousand rubles. in year.

Claims (6)

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА, например, в кристалли- . заторах, содержащее корпус и термодатчики, ’ отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы и быстродействия, корпус выполнен из двух частей, разделенных теплоизолирующим элементом и имеющих сквозной канал, причем внешняя часть корпуса выполнена из материала с высокой теплопроводностью и в ней размещены термодатчики, внутренняя часть корпуса выполнена из материала с высокой термо- и коррозионной стойкостью и низким коэффициёнтом теплопроводности и в ней установлен оптически прозрачный термо- и коррозионностойкий стержень.1. MELT CONTROL DEVICE, for example, in crystalline. congestion comprising a housing and temperature sensors, 'characterized in that, in order to increase service life and speed, the housing is made of two parts separated by a heat-insulating element and having a through channel, and the outer part of the housing is made of material with high thermal conductivity and thermal sensors are placed in it , the inner part of the housing is made of a material with high thermal and corrosion resistance and a low coefficient of thermal conductivity and an optically transparent thermo and corrosion resistant rod is installed in it. 2. Устройство по π. 1,.о т л и ч а ю щ е* е с я тем, что внешняя часть корпуса выполнена из меди.2. The device according to π. 1, due to the fact that the outer part of the body is made of copper. 3. Устройство поп. 1, отличающ е* е с я тем, что внутренняя часть корпуса выполнена из керамики на основе корунда.3. The device pop. 1, characterized in that the inner part of the body is made of corundum-based ceramic. 4. Устройство по 1, отличающееся тем, что во внешней части корпуса по оси канала перпендикулярно к линии перемещения уровня расплава установлена оптически непроницаемая перегородка.4. The device according to 1, characterized in that in the outer part of the housing along the axis of the channel perpendicular to the line of movement of the melt level, an optically impermeable partition is installed. 5. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е* е с я тем, что внутренняя часть корпуса и стержень выполнены иэ материалов с одинаковым температурным коэффициентом расширения.5. The device according to claim 2, with the exception that the inner part of the body and the core are made of materials with the same temperature coefficient of expansion. 6. Устройство по п. п. 1-3, отличающееся тем, что торец стержня, обращенный к термодатчикам, имеет срезы, расположенные зеркально симметрично относительно продольной, оси стержня, причем плоскости срезов перпендикулярны к плоскости, образованной осью стержня и линией перемещения уровня расплава, а площадка между ними покрыта оптически непрозрачным слоем.6. The device according to p. 1-3, characterized in that the end face of the rod facing the temperature sensors has slices located mirror symmetrically relative to the longitudinal axis of the rod, and the plane of the slices perpendicular to the plane formed by the axis of the rod and the line of movement of the melt level , and the area between them is covered with an optically opaque layer.
SU823496199A 1982-06-15 1982-06-15 Apparatus for monitoring the melt level SU1061918A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823496199A SU1061918A1 (en) 1982-06-15 1982-06-15 Apparatus for monitoring the melt level

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823496199A SU1061918A1 (en) 1982-06-15 1982-06-15 Apparatus for monitoring the melt level

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1061918A1 true SU1061918A1 (en) 1983-12-23

Family

ID=21030727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823496199A SU1061918A1 (en) 1982-06-15 1982-06-15 Apparatus for monitoring the melt level

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1061918A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988002674A1 (en) * 1986-10-17 1988-04-21 Institut Problem Litya Akademii Nauk Ukrainskoi Ss Device for inspecting the aggregation state boundary of metal on the surface of a casting mould

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 505336, кл. В 22 D 11/04, 1976: 2. Авторское свидетельство СССР N , кл. С 21 С 5/56, 1978. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988002674A1 (en) * 1986-10-17 1988-04-21 Institut Problem Litya Akademii Nauk Ukrainskoi Ss Device for inspecting the aggregation state boundary of metal on the surface of a casting mould

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1069720A (en) Thermometer insertable in winding of fluid cooled transformer
US4210021A (en) Method and device for detecting icing of objects found in air flow
CN1146809A (en) Molten metal immersion probe
EP0310420A2 (en) Process of continuous casting with detection of possibility of break out
US3709040A (en) Lances for taking samples of molten metal
SU1061918A1 (en) Apparatus for monitoring the melt level
PL82873B3 (en)
Crank et al. Melting ice by the isotherm migration method
PL76636B1 (en)
US5209569A (en) Apparatus for measuring thermal dimensional change of ceramics or the like
JPS6037254A (en) Control of liquid level of molten metal bath
US3404570A (en) Thermoelectric method and apparatus for rapid determination of silicon in cast iron
Dey et al. Interface configurations during the directional growth of Salol—I. Morphology
JPH11300455A (en) Detection of liquid level in casting mold in continuous casting and apparatus therefor
JPH0241749A (en) Transducer-coil assembly
GB2289758A (en) Sampling vessel for thermal analysis
ES8700483A1 (en) Monitoring temperature within a vessel
ES2049817T3 (en) PROCEDURE FOR MEASURING THE SPEED OF A FLOWING FLUID.
US3372587A (en) Heat flow detector head
SU513555A1 (en) Apparatus for monitoring slag and metal level in electroslag melting
GB2155238A (en) Temperature sensing device with in-built calibration arrangement
SU514196A1 (en) Device for measuring low flow rates
US2909925A (en) Maximum temperature recording device
GB1104330A (en) Heat detection system
SU1222397A1 (en) Apparatus for testing ingate systems