SU969485A1 - Device for controlling level of metal bath - Google Patents

Device for controlling level of metal bath Download PDF

Info

Publication number
SU969485A1
SU969485A1 SU802995980A SU2995980A SU969485A1 SU 969485 A1 SU969485 A1 SU 969485A1 SU 802995980 A SU802995980 A SU 802995980A SU 2995980 A SU2995980 A SU 2995980A SU 969485 A1 SU969485 A1 SU 969485A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
probe
metal bath
mold
ring
screen
Prior art date
Application number
SU802995980A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Георгиевич Джансыз
Василий Васильевич Секачев
Анатолий Васильевич Попов
Олег Александрович Михеенко
Владимир Иванович Шейко
Василий Васильевич Ивон
Original Assignee
Предприятие П/Я А-7832
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 Предприятие П/Я А-7832 filed Critical Предприятие П/Я А-7832
Priority to SU802995980A priority Critical patent/SU969485A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU969485A1 publication Critical patent/SU969485A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K25/00Slag welding, i.e. using a heated layer or mass of powder, slag, or the like in contact with the material to be joined

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ВАННЫ(54) DEVICE FOR MONITORING THE METAL BATHROOM LEVEL

1one

Изобретение относитс  к оборудованию дл  электрошлаковой сварки, наплавки и получени  слитков электрошлаковым переплавом .The invention relates to equipment for electroslag welding, surfacing and ingot production by electroslag remelting.

Известен датчик дл  контрол  уровн  металлической ванны состо ш,ий из двух встречно включенных (дифференциальных) термопар, которые вмонтированы в ползун 1.A known sensor for monitoring the level of a metal bath consists of two oppositely connected (differential) thermocouples, which are mounted in slider 1.

Недостатками указанного датчика  вл етс  то, что разность двух термоэлектродвижущих сил в дифференциальной схеме очень мала по величине и требует применени  усилителей с очень высоким коэффициен/ том усилени , а результаты измерений завис т от расхода охлаждающей воды и толщины шлаковой корки под ползуном. Этот регул тор недостаточно надежен, так как термопары в ползуне легко могут быть повреждены .The disadvantages of this sensor are that the difference of two thermoelectromotive forces in the differential circuit is very small and requires the use of amplifiers with a very high gain / volume ratio, and the measurement results depend on the cooling water consumption and the thickness of the slag crust under the slider. This regulator is not reliable enough, since thermocouples in the slider can easily be damaged.

Известен электрический щуп, вмонтированный в один из ползунов и используемый дл  контрол  уровн  металлической ванны. Щуп представл ет собой охлаждаемый медный стержень, который крепитс  к ползуну и электрически изолирован от негоAn electrical probe is known that is mounted in one of the sliders and used to control the level of the metal bath. The probe is a cooled copper rod that is attached to the slide and electrically isolated from it.

Питание щупа осуществл етс  от источника сварочного тока через добавочный дроссель, ограничивающий ток при замыкании щупа на металлическую ванну. Питание электрическим током щупа необходимоThe probe is powered from a source of welding current through an additional choke, which limits the current when the probe is closed on a metal bath. Power supply to the electric probe is necessary

дл  поддержани  микрошлаковой ванны в районе щупа, чтобы на нем не образовалс  гарнисаж, который преп тствовал бы непосредственному контакту металлической ванны со щупом. Когда металл ванны контактирует со щупом, падение напр жени  на участке щуп - заготовка равно нулю и отлично от нул , когда металлическа  ванна не касаетс  щупа 1. to maintain the microslag bath in the area of the probe so that no skull is formed on it that would prevent the metal bath from directly contacting the probe. When the metal of the bath is in contact with the probe, the voltage drop across the probe - workpiece section is zero and is different from zero when the metal bath does not touch the probe 1.

Недостатком известного щупа  вл етс  малое падение напр жени , так как элект15 рический ток течет по пути с наименьшим сопротивлением; щуп - жидка  шлакова  ванна - криста1(1лизатор - заготовка. Величина падени  напр жени  не зависит от местонахождени  металлической ванны. ТакA disadvantage of the known probe is a small voltage drop, since the electric current flows along the path with the least resistance; probe - liquid slag bath - crista1 (1izator - blank. The magnitude of the voltage drop does not depend on the location of the metal bath. So

20 же наблюдаетс  разрушение щупа и кристаллизатора в районе щупа. При питании щупа посто нным током в шлаковой ванне идет процесс электролиза, который приводит к оседанию на электродах (в данном20, destruction of the probe and the mold in the probe area is observed. When the probe is fed with a constant current in the slag bath, electrolysis takes place, which leads to deposition on the electrodes (in this

случае щупе-стержне и кристаллизаторе) различных элементов и веществ, что в свою очередь, ведет к короткому замыканию электрической цепи щуп - кристаллизатор при оседании электропроводных веществ или к разрыву электрической цепи щуп - кристаллизатор из-за прекращени  электрошлакового процесса в районе щупа за счет оседани  неэлектропроводных веществ.the case of the probe rod and the mold) of various elements and substances, which in turn leads to a short circuit of the electrical circuit of the probe - mold when electrically conductive substances settle or the circuit of the probe - mold is broken due to the termination of the electroslag process in the probe area due to subsidence non-conductive substances.

Цель изобретени  - повышение качества контрол  уровн  металлической ванны, а также долговечности работы устройства.The purpose of the invention is to improve the quality control of the metal bath level, as well as the durability of the device.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  контрол  уровн  металлической ванны,содержащем охлаждаемь1Й электрокоитактный щуп-стержень, смонтированный на кристаллизаторе и электрически от него изолированный, и источник питани , подключенный к щупу-стержню и кристаллизатору , снабжено электрически изолированными между собой, от щупа и кристаллизатора металлическими охлаждаемыми кольцами-экранами , расположенными концентрично относительно щупа-стержн  и друг относительно друга. Толщину колец-экранов выбирают из услови :This goal is achieved by the fact that in a device for controlling the level of a metal bath containing an electrolytic probe-rod cooled, mounted on the crystallizer and electrically insulated from it, and a power source connected to the probe-rod and the crystallizer are electrically insulated from each other from the probe and crystallizer metal cooled rings-screens located concentrically relative to the probe-rod and relative to each other. The thickness of the rings-screens is chosen from the conditions:

&SV- t, где 6 - толщина кольца экрана мм;& SV- t, where 6 - mm screen ring thickness;

V - скорость сварки (выплавки) мм/с t - врем  срабатывани  исполнительного механизма, с.V is the rate of welding (smelting) mm / s t is the response time of the actuator, s.

При этом, с целью повышени  качества контрол  уровн  металлической ванны, ближайшее к щупу-стержню кольцо-экран электрически соединено с отрицательным полюсом отдельного дополнительного источника питан  с высоким внутренним омическим сопротивлением , плюс которого соединен с кристаллизатором.At the same time, in order to improve the quality control of the metal bath, the ring-screen closest to the probe rod is electrically connected to the negative pole of a separate additional source of power with high internal ohmic resistance, plus of which is connected to the crystallizer.

На чертеже показана схема устройства и его констргуктивные особенности.The drawing shows a diagram of the device and its structural features.

В кристаллизатор или ползун 1 вмонтировано устройство дл  замера уровн  металлической ванны 2, которое состоит из электроконтактного щупа- стержн  3 и промежуточных колец-экранов 4, которые элктрически изолированы от щупа, друг от друга и кристаллизатора и расположенны концентрично относительно щупа и друг друга. Щуп-стержень и кольца-экраны охлаждаютс  через систему 5 охлаждени .A device for measuring the level of a metal bath 2 is built into the mold or slider 1, which consists of an electric contact probe 3 and intermediate rings screens 4, which are electrically isolated from the probe, from each other and the mold, and are located concentrically relative to the probe and to each other. The probe rod and ring screens are cooled through the cooling system 5.

На электроконтактиый щуп-стержень подаетс  напр жение oi сварочного или специального источника питани  (СИП), а второй конец источника соедин ют с наплавл емой заготовкой или кристаллизатором.The contact probe rod is supplied with the voltage oi of the welding or special power source (CIP), and the other end of the source is connected to the weld billet or mold.

Ближайшее к щупу-стержню кольцо-экран соединено с отрицательным полюсом дополнительного источника питани  (ДИП) с высоким внутренним омическим сопротивлением , а плюс соединен с кристаллизатором. Когда расплавленный металл 2 находитс  ниже устройства дл  замера уровн  металлической ванны, вольтметр V показывает величину падени  напр жени  на участке электроконтактный щуп - кристаллизатор, при этом ток проходит через расплавленную шлаковую ванну 6 и кольца-экраны. По мере приближени  . жидкой металлической ванны к устройству дл  контрол  и по мере образовани  контакта между металлической ванной и кольцами-экранами падение напрежени  на участке щуп-кристаллизатор , фиксируемое вольтметром, дискретно уменьшаетс , а при образовании контакта пежду щупом и жидким металлом оно равноThe ring-screen nearest to the probe-rod is connected to the negative pole of the additional power source (DIP) with high internal ohmic resistance, and the plus is connected to the crystallizer. When the molten metal 2 is below the device for measuring the level of the metal bath, the voltmeter V indicates the magnitude of the voltage drop across the electrical contact probe - mold, while the current passes through the molten slag bath 6 and the ring screens. As we approach. liquid metal bath to the device for control and as the contact between the metal bath and the screen rings is formed, the drop in the pressure at the probe-crystallizer section detected by the voltmeter decreases discretely, and when the contact is formed, the probe and the liquid metal are equal

нулю.Izero.I

В электрическую цепь также включен амперметр А дл  контрол  обрыва цепи. Дискретность измеиени  падени  напр жени  вызвана тем, что изменени  наступают только при переходе жидкой металлической ванной изол ционных промежутков. Момент, когда падение напр жени  равно нулю или какой-либо отличной от нул  величине, соответствующей определенному уровню нахождени  жидкой металлической ванны, может служить сигналом дл  регулировани  скорости , относительного перемещени  жидкой металлической ванны и кристаллизатора (ползуна).An ammeter A is also included in the circuit for monitoring open circuit. The discreteness of the change in voltage drop is caused by the fact that changes occur only when the insulating gaps pass through the liquid metal bath. The moment when the voltage drop is zero or any non-zero value corresponding to a certain level of presence of the liquid metal bath can serve as a signal for controlling the speed, the relative movement of the liquid metal bath and the mold (slider).

Толщина кольца-экрана  вл етс  функцией от скорости сварки (наплавки, выплавки ) и инерционности исполнительного механизма (времени срабатывани  его), реагирующего на изменение уровн  металлической ванны.The thickness of the ring screen is a function of the welding speed (surfacing, smelting) and the inertia of the actuator (its response time), which reacts to changes in the level of the metal bath.

Практически врем  срабатывани  исполнительного механизма не превышает 2 с., а скорость сварки (выплавки) - 15 м/ч, следовательно, толщина колец-экранов, достаточна  дл  четкой работы устройства, может быть 9 мм и менее. В общем случае толщину колец-экранов можно выбирать из услови Practically, the response time of the actuator does not exceed 2 s., And the welding (smelting) speed is 15 m / h, therefore, the thickness of the shielding rings, sufficient for accurate operation of the device, may be 9 mm or less. In general, the thickness of the ring-screens can be chosen from the condition

где & - толщина кольца-экрана, мм;where & is the thickness of the ring-screen, mm;

V - скорость сварки (выплавки), мм/с t -врем  срабатывани  исполнительного механизма, с.V is the welding (smelting) speed, mm / s t — the time of the actuator actuation, s.

В насто щее врем  неизвестен электрический изол ционный материал, который может длительное врем  выдерживать воздействие высоких температур (до 2500°С) и химически активных сред, состо щих из фтористых и хлористых соединений,чем  вл етс  жидка  шлакова  ванна.Currently, an electrical insulating material is unknown, which can withstand for a long time the effects of high temperatures (up to 2500 ° C) and chemically active media consisting of fluoride and chloride compounds, which is a liquid slag bath.

Но жидкие шлаки, облада  определенной в зкостью, не могут пройти в зазор шириной менее 2 мм, поэтому в устройстве изол ционные кольца показаны условно, так как достаточно иметь воздушный зазор между щупом и кольцами менее 2 мм.But liquid slags, having a certain viscosity, cannot penetrate into the gap with a width of less than 2 mm, therefore insulation rings are shown conditionally in the device, since it is sufficient to have an air gap between the probe and the rings less than 2 mm.

Дл  увеличени  разности потенциалов между щупом-стержнем и жидкой металлической ванной питание щупа осуществл ютTo increase the potential difference between the probe rod and the liquid metal bath, the probe is powered by

посто нным током, при этом минус соедин ют с щупом-стержнем, а плюс - с наплавл емой (свариваемой) заготовкой, ближайшее к щупу кольцо-экран замыкают (кратковременно) с плюсом источника. При этом на положительном электроде (кольце) анолит обогащаетс  кремнеземом, который при интенсивном , охлаждении образует плохо провод щий слой у поверхности кольца , и ток между щупом и кольцом не проходит , что создает дополнительное падение напр жени  на участке щуп - кристаллизатор и повышает точность определени  уровн  жидкой металлической ванны. Это равносильно простому увеличению наружного диаметра изолирующего кольца, расположенного между щупом и первым кольцомэкраном .direct current, with the minus connected to the probe-rod, plus a plus - with the weld (welded) workpiece, the ring-screen closest to the probe is closed (briefly) with the plus source. At the same time, on the positive electrode (ring), the anolyte is enriched with silica, which, under intense cooling, forms a poorly conducting layer at the ring surface, and the current between the probe and the ring does not pass, which creates an additional voltage drop across the probe - crystallizer section and improves the accuracy of determination level of liquid metal bath. This is equivalent to simply increasing the outer diameter of the insulating ring located between the probe and the first ring of the screen.

Дл  увеличени  падени  напр жени  между щупом и вторь1м кольцом-экраном ближайщего к щупу кольца-экрана с отрицательным полюсом отдельного дополнительного источника питани  с высоким внутренним омическим сопротивлением указанное кольцо будет зар жено одноименным зар дом со щупом, что вызовет движение зар женных частиц и электрического тока по более длинному пути, чем в случае электрически нейтрального кольца. При этом увеличиваетс  падение напр жени , что повыщает качество контрол  уровн  металлической ванны.To increase the voltage drop between the probe and the second ring-screen of the ring-screen next to the probe with a negative pole, a separate additional power source with high internal ohmic resistance, the specified ring will be charged with the same charge with the probe, which will cause the movement of charged particles and electric current on a longer path than in the case of an electrically neutral ring. This increases the voltage drop, which increases the quality of the metal bath level control.

Экономический эффект от внедрени  изобретени  только при производстве двухслойного металла составит примерно 90 руб. на 1 т. металла.The economic effect from the introduction of the invention only in the production of a two-layer metal will be approximately 90 rubles. on 1 ton of metal.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  контрол  уровн  металлической ванны, содержащее охлаждаемыйA device for controlling the level of a metal bath containing a cooled электроконтактный щуп-стержень, смонтированный на кристаллизаторе и электрически изолированный от него, и источник питани , подключенный к щупу и кристаллизатору , отличающеес  тем, что, сцелью повышени  качества работы устройства, оно снабжено электрически изолированными между собой, от щупа-стержн  и кристаллизатора металлическими охлаждаемыми кольцами-экранами, расположенными концентрично относительно щупа-стержн  иAn electro-contact probe rod mounted on the mold and electrically isolated from it, and a power source connected to the probe and mold, characterized in that it is electrically insulated from the probe rod and the mold metal cooled to improve the performance of the device rings-screens located concentrically relative to the probe-rod and друг относительно друга.relative to each other. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что толщина колец-экранов выбрана из услови  , где 5 - толщина кольца-экрана, мм;2. A device according to claim 1, characterized in that the thickness of the screen rings is selected from the condition where 5 is the thickness of the screen ring, mm; V - скорость сварки (выплавки), мм/с; I -врем  срабатывани  исполнительного механизма, с.V - welding speed (melting), mm / s; I time actuator actuating, p. З.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества контрол  уровн  металлической ванны, ближайщее к щупу-стержню кольцо-экран электрически соединено с отрицательным полюсом дополнительного источника питани  с высоким внутренним омическим сопротивлением , а положительный полюс источника соединен с кристаллизатором.H. The device according to claim 1, characterized in that, in order to improve the quality control of the metal bath, the ring screen closest to the probe rod is electrically connected to the negative pole of the additional power source with high internal ohmic resistance, and the positive pole of the source crystallizer. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination I. Электрошлакова  сварка. Под ред. Б. Е. Патона, М., -Киев, «Машиностроение , 1959, с. 233.I. Electroslag welding. Ed. B.Ye. Paton, M., Kyiv, “Mechanical Engineering, 1959, p. 233. 2. Электрощлакова  сварка и наплавка. Под ред. Б. Е. Патона. М., «Машиностроение ,1980, с. 143 (прототип).2. Electroshlakova welding and surfacing. Ed. B. E. Paton. M., “Mechanical Engineering, 1980, p. 143 (prototype).
SU802995980A 1980-10-24 1980-10-24 Device for controlling level of metal bath SU969485A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802995980A SU969485A1 (en) 1980-10-24 1980-10-24 Device for controlling level of metal bath

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802995980A SU969485A1 (en) 1980-10-24 1980-10-24 Device for controlling level of metal bath

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU969485A1 true SU969485A1 (en) 1982-10-30

Family

ID=20922987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802995980A SU969485A1 (en) 1980-10-24 1980-10-24 Device for controlling level of metal bath

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU969485A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5976345A (en) Method and apparatus for metal extraction and sensor device related thereto
US4059406A (en) Electrochemical detector system
JPS5831284A (en) Device for detecting metallic bath surface in slag-metal bath
Inouye et al. The electrical conductivity of wüstite melts
TW528853B (en) Method for measuring slag layer thickness, and method and apparatus for measuring surface level positions of slag layer and molten metal layer surface
SU969485A1 (en) Device for controlling level of metal bath
Wagner On the determination of the roughness of metallic surfaces
US10151609B2 (en) Magnetic inductive flow measurement device and method with reduced electrochemical interference voltage
Burleigh et al. Measurement of the force exerted by a welding arc
US5650117A (en) Slag detecting apparatus and method
Cibula Investigation into the spatio-temporal properties of arcs in vacuum arc remelting furnaces
GB1413508A (en) Secondary refining process
SU1217609A1 (en) Method of monitoring metal bath in electroslag process
US4418741A (en) Method of controlling relative movement between an ingot and a mold
SU938620A1 (en) Method for controlling electroslag remelting
EP0011054A1 (en) System for the control and regulation of electrodes in the electro-slag remelting process
Cibula et al. Characterization of vacuum arc remelting with a high-density magnetic sensor array
KR820002176B1 (en) Electrode detector in electroslag remelting processes
Pedro et al. Constant component of the phase voltage in ore-processing furnaces producing phosphorus and calcium carbide
SU378514A1 (en) METHOD FOR DETERMINING THE AMOUNT OF METAL PARTICLES IN LIQUIDS
JPH09145450A (en) Slag layer thickness measuring method
JP2005226105A (en) Method and instrument for measuring level of molten material in blast furnace
SU441505A1 (en) Apparatus for determining oxygen activity in metallurgical melts
Aristizabal et al. Arc structures in twin-cathode DC electric arc furnace
RU2117050C1 (en) Device for monitoring redox processes in liquid slag bath