Сигнализатор уровня для устройств газодинамического перемешивания жидкого металла

 

Ф+

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 F 23/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

53 Я

ЫЙ

Q» С

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4913708/10 (22) 21.02.91 (46) 15.01.93. Бюл. N. 2 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) E. Г. Чугунный, Н. Ф. Наконечный и P. Я, Якобин (56) Авторское свидетельство СССР . N 690308; кл. G 01 F 23/24, 1979, (54) СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА (57) Изобретение: изобретение относится к металлургии и литейному производству. Оно может быть использовано в установках для перемешивания жидкого металла в ковИзобретение относится к.черной и цветной металлургии, в частности к контролю уровня жидкого металла при газоимпульсной обработке в кристаллизаторах МНЛЗ и изложницах.

Известно устройство для измерения уровня расплава с помощью измерительного электрода, помещенного в трубку из огнеупорного материала и заполненного легкоплавким металлом, находящимся на поверхности расплава. Однако это устройство не может быть использовано в установках с интенсивным перемешиванием расплава при резких и зйачительных колебаниях уровня, Это обусловлено недостаточным быстродействием (имеется механизм перемещения электрода), дина-. микой движения расплава, потерями и химическим взаимодействием с расплавом легкоплавкого металла, находящегося внутри огнеупорной трубы.

Известен короткозамкнутый коаксиальный датчик к уровнемерам. состоящий из

„„ Ы„„1788442 А1 ше, изложнице, кристаллизаторе МНЛЗ и литейной форме. Сущность изобретения: сигнализатор, содержащий источник питания 9, релейное устройство 8 и чувствительный элемент, состоящий из двух электродов

3, 5, расположенных коаксиально и через релейное устройство 8 соединенных с одной клеммой источника питания 9, вторая клемма которого соединена через третий электрод 10 с объектом (ванной жидкого металла), снабжен дополнительным силовым йсточником питания 6, выход которого соединен с электродами чувствительного элемента, а вход — с ключом 7, с которым соединено релейное устройство. 1 ил. внутреннего и цилиндрического .йолого внешнего электродов, верхняя часть котб- рого содержит изолятор, изолированную втулку и элементы крепления, который выполнен из гибких проводов. Этот датчик предназначен для установки в химических аппаратах и не может быть использован в жидких расплавах, Известно применение контактных датчиков уровня в устройствах для газодинамического перемешивания жидкого металла:

Недостатком указанных устройств является йизкая надежность при контроле уровня ме- талла, поверхность которого турбулентна и покрыта шлаком. Заплески металла нередко создают постоянную электрическую цепь, закорачивая электроды на массу металла и между собой, что приводит к ложным срабатываниям. Образующаяся на электродах при колебаниях уровня шлаковая корочка обладает повышенным электрическим сопротивлением, а при остывании становится диэлектриком. По этой причине при после1788442 дующих изменениях уровня металла электновки чувствительнь и элемент, включаюрическая цепь между металлом и электродом часто не возникает. лен второй электрод 5. Электроды соединеВ качестве прототипа взят сигналиэа5 ны с дополнительным силовым источником тор уровня, содер>кащий источник питания, релейное устройство и чувствительный эле- питания 6, в цепи первичной обмотки котомент, состоящий из трех разделенных изо- рого имеется ключ 7. Электрод 5 через релейное устройство 8 соединен с клеммой лятарами электродов, Первый из них источника питания 9. Последний второй

10 клеммой через третий электрод 10 постоянно соединен с ванной жидкого металла 11, покрытого слоем шлака 12, в изло>книце 13, Сигнализатор уровня закреплен на колрелейного устройства. С целью повышения паке 1 огнеупорной трубы 2, на котором также имеются патрубки магистралей поднадежности при работе в вязких, налипающих и выпадающих в осадок средах и рас- 15 вода с>катога аргона 14 и вакуума 15. ш ирен ия области применения сигнализатора, первый и второй электроды выполнены одинаковыми, а третий охватывает их, расположен по отношениго к ним 7и18. включая иотключая дополнительный симметрично и соединен с землей, 20 сйловой источник питания 6 и сигнальную лампу 19

Недостатком этого сигнализатора прй работе в газоимпульсных установках для перемешивания стали является низкая помеРабота сигнализатара уровня происхохоустойчивость, обусловленная тем. что на охватывающем (третьем) электроде при пе-,25 включает напряжение питания на силовой источник 6 (например, силовой трансформариодическом изменении уровня расплава может образовываться настыль из металла или шлака; прилипающих к поверхности электрода. В обоих случаях работа устрой30 сигнальную лампу 19 и источник питания 9. ства становится невозмо>кной; в первом блок управления пульсацией и системы подэлектроды заключены между собой; а во ачи сжатого аргона и вакуума (на чертеже не втором — изолированы друг от друга и от металла. Самоочистка электродов в сигнализатаре невозможна, так как для этого незаданной блоком управления, или замкнупригодна его конструкция, к тому же в нем использован маломощный источник питания, Целью изабретенйя является повышедится поочередно, по команде блока управние надежности устройства при работе в ления. Уровень металла в огнеупорной огнеупорной трубе газоимпульсной уста- 40 трубе при этом колеблется между заданныновки в условиях заплескав металла и налй- " ми значениями, а сигнализатор уровня контролирует работу установки — каждый раз по чия на его поверхности шлака. Цель достигается тем, что сигнализатор содержащий источник питания. релейное устройство и чувствительный элемент, состоящий из 45 двух электродов, расположенных коаксиально и через релейное устройство соедиПри замкнутом управлении сигнализатор. ненных с одной клеммой источника питания, вторая клемма которого соедине- . кроме того, отключает клапан вакуума и на через третий электрод с объектом (ван- 50 включает клапан подачи аргона. Релейное замыкании 3 и 5 электродов между ними ми чувствительного элемента, а вход с уровня приведена на чертеже. Сигнализа- электродинамических сил, Величина напрятор содержит изолированный от колпака 1 жения, поданного на эти электроды, выбиогнеупорной трубы 2 газоимпульсной устарвется из условия обеспечения соединен с полюсом йсточника питания, второй — с одной входной клеммой релейного устройства, а третий — со вторым полюсом источника питания и второй клеммой ной жидкого металла), снабжен дополнительным силЬвым источником питания, выход которого соединен с электродаключом, с которым соединено релейное устройство, Схема предлагаемого сигнализатора щий трубчатый электрод 3, внутри которого на электроизоляционной втулке 4 закрепЧерез каналы управления 16 и 17 релейное устройство 8 управляет работой ключей дит следующим образом, После разогрева огнеупорной трубы 2 оператор установки тор, ко вторичной обмотке которого подключены электроды чувствительного элемента), показан). Управление пульсацией может быть разомкнутым — только по программе; тым. В первом случае включение клапана подачи аргона и клапана вакуума праизвадостижении верхнего уровня, когда замыкается электрическая цепь через электроды 3, 5 и 10, релейное устройство 8 через канал 17 и ключ 18 (например, нормально разомкнутый контакт} включает сигйальную лампу 19. устройство срабатывает независимо от того, замыкает или металл цепь между электродами 3 и 10 или 5 и 10, Одновременно при возникает электрическая дуга, которая очищает находящуюся в металле (шлаке) часть электродов от настыли за счет возникающих

1788442 необходимой степени очистки электродов при минимальном их износе (15»-ЗОВ ), Поскольку частота циклов всасывания и выброса металла из огнеупорной трубы газоимпульсной установки составляет 15-60 в 5 минуту, а скорость движения металла в трубе достигает 5 м/с, время контакта электродов с металлом измеряется десятыми долями секунды (0,1-0,2с) и износ электродов незначителен. Коаксиальная конструк- 10 ция чувствительного элемента сводит к минимуму вероятность возникновения помехи из-за попадания на внутренний электрод металла и шлака. Боковая поверхность его экранирована трубчатым электродом, 15 при забросе же снизу (такая возможность не исключена) перемычка между электродами чувствительного элемента, образован ная жидким металлом или шлаком, будет немедленно разрушена электрической ду- 20 гой, Если нижний край этих электродов не будет касаться поверхности металла (шлака) релейное устройство не сработает, если коснется — устройство по каналу 16 через ключ 7 отключит силовой источник питания 25

6 от сети. После того, как уровень металла опустится и разомкнет электрическую цепь между электродами, релейное устройство отключится и ключ 7 снова соединит силовой источник 6 с сетью. Если между элект- 30 родами чувствительного элемента при этом будут перемычки из металла или шлака, их разрушат электродинамические силы, обусловленные пинч-эффектом и действием силы Умова-Пойнтинга.

Таким образом самоочистка чувствительного элемента происходит после каждого рабочего цикла, что существенно повышает надежность устройств газодинамического перемешивания.

Применение изобретения позволяет по сравнению с прототипом повысить коэффициент использования газоимпульсной установки на 5% за счет сокращения простоев, связанных с отказом системы управления и отсутствием надежного контроля за ее функционированием.

Формула изобретения

Сигнализатор уровня для устройств газодинамического перемешивания жидкого металла, содержащий источник пйтайия, релейное устройство и чувствительный эле мент, состоящий из трех электродов, два из которых расположены коаксиально и через релейное устройство соединены с первой клеммой источника питания, вторая клемма которого соединена с третьим электродом,: отличающийся тем, что; с целью повышейия йадежности, в него введен дополнительный силовой источник питания, выход которого соединен с электродами чувствительного элемента, а вход — с ключом, соединенным с релейным устройством..

1788442

Составитель Е.Чугунный

Техред M.Moðãåí Tàë Корректор Т.Палий

Редактор Б,Фельдман

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 70 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5