Устройство для контроля уровня шлака и металла при электрошлаковом переплаве

 

ОП ИСАНИЕ(п,513555

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22)Заявлено 10.02.75. (21) 2103156/02 с присоелинением заявки ЭЙ (23 ) Приоритет. (51)М. Кл.

С 21 С 5/56

Государственный комитет (53) УДК 621.365. . 3 (088.8) ио делам. изсбретеиий и открытий

Опубликовано 30 ° 12.82. Бюллетень № ч8

Дата опубликования описания Отт.01.83

Б.И.. Иедовар, О..А. Геращенко, В.Л. Шевцов, А.М. Пальти и Г.С. Иаринский (72) Авторы изобретения, Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е.О. Патона и Институт технической теплофизики АН Украинской ССР (71) Заявители (5тт) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ШЛАКА

И МЕТАЛЛА ПРИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОИ ПЕРЕПЛАВЕ

Изобретение относится к спецэлект рометаллургии.

Известно устройство для контроля ,уровня шлака и металла при электрошлаковом переплаве на основе батарейного датчика теплового потока, которое позволяет исключить перетечки тепла из-за наличия изолируемого корпуса. В .этом устройстве, которое может быть вставлено в стенку кристаллизатора, лучистый поток от боковой поверхности шлака (металла) проникает через специальное отверстие в корпусе и регистрируется батарейным датчиком теплового потока. По изменению сигнала батарейного датчика теплового потока можно осуществлять контроль уровня шлак-металл.

Однако такое устройство приспособлено к измерению лучистых тепловых потоков. В процессе плавки жидкий шлак может залить отверстие устройства и повредить батарейный датчик теплового потока. Если же отверстие сделать малым, чтобы шлак в него не проникал,,удерживаясь силами поверхностного натяжения, то лучистый поток может уменьшаться настолько, что батарейный датчик теплового потока не позволит надежно регистрировать изменение сигнала 0 при прохождении уровня.

Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности работы устройства.

В предлагаемом устройстве чувствительным элементом также является батарейный датчик теплового потока, представляющий собой систему плотно упакованных термопар, включенных параллельно по измеряемому теплового му потоку и последовательно по генерируемому сигналу. Устройство пред.ставляет собой полый цилиндр с массивным дном, который вставляется в

Формула изобретения

3 5135 стенку кристаллизатора и теплоизолируется от нее. 8 массивном дне цилиндра перпендикулярно оси между торцом, обращенным в плавильное пространство, и полостью выполнено прямоугольное отверстие. В это отверстие на эпоксидной смоле вставлен батарейный датчик, форма и размеры которого с соответствующими допусками идентичны форме и размерам отверстия. 10

Расстояния от торца до отверстия и от торца до охлаждающей полости выбирается в зависимости от металла, из которого изготовлен цилиндр. Так, для меди могут быть рекомендованы 1 расстояния соответственно до 20 мм и до 25 мм, при этом, как показывают расчеты, время релаксации сигнала остается допустимым менее 5 с). Провода от батарейного датчика к регист- о рирующему прибору прокладываются в пазах на поверхности корпуса. Внутренняя полость цилиндра охлаждается, в качестве охладителя может применяться техническая вода. Кроме того, в предлагаемом устройстве с целью повышения чувствительности и надежности работы батарейного датчика его площадь составляет 0,3-0,8 от площади торца корпуса, обращенного в плавильное пространство.

На чертеже изображено предложенное устройство.

Устройство состоит из корпуса 1 теплоотводящего цилиндра с охлаждаемой полостью 2 и сквозным прямоугольным отверстием 3 в массивном дне ч цилиндра. Корпус 1 цилиндра установлен в стенке кристаллизатора 5 на теплоизоляционной прокладке 6. Вода подводится и отводится в охлаждаемую полость 2 патрубками 7 и 8.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом плавки устройство вставляют в отверстие в стенке кристаллизатора 5 через теплоизоляционную прокладку б таким образом, чтобы дно 4 цилиндра было заподлицо с зеркалом кристаллизатора,а ось отверс->О тия 3, в котором расположен батарейный датчик, была горизонтальна. Полость 2 охлаждается. Во время плавки, когда торец цилиндра, обращенный в плавильное пространство, нахо- M дится выше зеркала шлака, он воспринимает лучистый поток от поверхности шлака, при этом грань батарейного

55 4 датчика, обращенная в плавильное пространство, нагревается за счет теплопроводности через торец, а грань, обращенная в сторону полости, остается при температуре охладителя; таким образом, по сечению батарейного датчика создается градиент температуры, который генерирует в батарейном датчике электрический сигнал, регистрируемый прибором. По мере наплавления слитка 9 в процессе плав-. ки зеркало шлака 10 поднимается и достигает уровня,на котором расположено устройство. При этом тепловой поток, воспринимаемый торцом корпуса,резко возрастает, соответственно возрастает сигнал с батарейного датчика. По этому изменению сигнала можно судить о наличии границы шлак— газ на уровне торца батарейного датчика. При подходе к торцу батарейного датчика поверхности раздела шлак— металл вновь происходит изменение сигнала в связи с изменением теплового потока от боковой поверхности металлической ванны. По вторичному изменению сигнала можно судить о нахождении границы шлак — металл на уровне торца устройства.

Тепловой поток, воспринимаемый торцом цилиндра, обращенным в плавильное пространство, за счет теплопроводности материала цилиндра передается охладителю, циркулирующему в полости. При этом отверстие батарейного датчика является термическим сопротивлением на пути тепло. вого потока, и тепло, минуя батарейный датчик„ в основном отводится по телу цилиндра. Однако часть тепла идет на нагрев грани батарейного датчика, обращенной в плавильное пространство. При этом, если площадь отверстия для батарейного датчика выполнить слишком большой, то температура поверхности батарейного датчика превысит допустимые пределы и он выйдет из строя. Если же площадь отверстия выполнит.ь малой, то из-за хорошего теплоотвода разница темпе- . ратур рабочих граней батарейного датчика резко снижается, что приводит к значительному уменьшению уровня сигнала.

Устройство для контроля уровня шлака и металла при электрошлаковоь

5 переплаве, содержащее полый охлаждаемый цилиндр с массивным дном, в котором между торцом, обращенным в плавильное пространство, и полостью охлаждения перпендикулярно оси имеется отверстие, в которое вставлен батарейный датчик теплового потока, форма и. размеры которого с соответствующими допусками идентич-!

513555 6 ны форме и размерам указанного отверстия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувстви,тельности и надежности работы уст s ройства, площадь отверстия для батарейного датчика теплового потока составляет 0,3-0,8 площади торца корпуса, обращенного в плавильное .пространство.

Корректор А. Дзятко

Подписное

Редактор Е. Зубиетова Техред М, Гергель

Заказ 10865/12 Тираж 587

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 0 5 Москва Ж-)5 Ра шская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4