专利名称：检测和调整结晶器内液态金属料位高度的方法
技术领域：
本发明涉及一种检测和调整尤其钢的连续铸造设备结晶器内液态金属料位高度的方法，有一个设在金属熔体上方的测头，借助它测量在它与液体表面之间的距离，以及本发明还涉及用于此方法的相应的设备。
对于结晶器内尤其薄扁锭连续铸造结晶器内液态金属液位的水平测量提出了越来越高的要求。当拉锭速度为4至6m/min时，在这种装置中只允许有极小的传感器和有尽可能快的信号处理速度。
由EP0150670已知一种方法和一种设备，其中借助测量线圈在金属熔体内感应的涡流用作测量线圈离金属熔体距离的度量，在这里将在金属熔体表面上涡流的值与一额定值比较，并根据额定值与实际值之差调整金属熔体输入量。在此已知设备中，测量线圈固定在一导向管上，它可设计为高度可变的。给定约20mm作为测头离金属熔体的最佳距离。若以后需要降低金属液位，则测量线圈可通过下降导向管随之降低。这种已知设备的缺点是非线性的测量。若浇注期间金属液位改变，便会在测量线圈内引起阻抗波动，因为在测量对象中感应的涡流作为电阻损失而减小。这种阻抗波动的值通过电子部件到达调整装置，由调整装置触发一个装置，用于确定通过出口管的金属熔体流量。
此外已知放射性的测量装置，其中例如Co60作为放射源透射结晶器。在相对侧测量辐射强度，在这种情况下它取决于在结晶器内的熔体料位高度。
除了由于在放射源衰变率方面统计波动引起比较大的平均误差率外，突出的缺点是值得一提的在采用放射性物质时越来越严格的法律规定。
本发明的目的是避免上述缺点并创造用于检测和调整结晶器内液态金属料位高度的方法和设备，它便于维护和在充分利用所有要求的测量长度的情况下准确检测料位高度，并在液位改变时迅速而可靠地调整。
此外应能测量铸粉厚度。
本发明通过方法权利要求1和设备权利要求4的特征部分所述特征达到此目的。
按本发明检测伸入结晶器内的测头与液体表面之间的距离，并借助一个设在结晶器外部的致动器将其保持为常数，致动器通过连接机构与测头连接，改变它的垂直位置。同时检测在致动器与测头之间的连接机构的当前位置并输入计算机，经计算机处理的控制数据传送给一个与开关连接的第二致动器，开关用于影响流入结晶器中的液态金属的量。
因为测头不改变其离液体表面的距离，所以也不会产生测量线圈的阻抗波动，从而避免了由此引起的测量误差。
从结晶器引出的连接机构在测量技术上便于检测，所以可在具有高的精度和特别高的速度的情况下通过与开关连接的第二致动器实现对结晶器内液态金属流入量的影响。
因为检测金属熔体液位距离的测头保持等距离，所以可以简单的方式同时检测并同样调整处于金属液体表面上的铸粉高度。
按有利的设计建议，垂直或水平或旋转运动用于检测测头在结晶器内垂直位置改变的致动器。在这里，致动器和测量传感器之间的连接机构可以是杆，或也可以是链或钢丝绳。所有这些构件均适应在连续铸造设备固定的结晶器区域内极端严酷的环境。
按另一种设计建议，在与用于检测测头与金属表面间距离设计为感应元件的测量元件同样的位置，安装一个检测铸粉厚度的层厚传感器，在这里此传感器是一个超声波装置。层厚传感器通过第三信号线与计算机连接，计算机经第三控制线与第三致动器连接，后者与调整铸粉供应的开关相连。
附图表示本发明的举例。其中
图1检测和调整结晶器内料位高度的设备示意图；图2通过回转臂与测头连接的旋转致动器；图3通过钢丝绳与测头连接的可水平运动的第一致动器；以及图4检测料位高度及铸粉厚度的测量装置。
图1表示一供料罐11，熔体S处于其中。供料罐11有一底孔12，底孔处设一浇注潜管。
此浇注潜管13插入固定的结晶器21内。熔体S在结晶器内，它的液体表面用铸粉G覆盖。
在结晶器中伸入支杆74，支杆顶端固定一料位指示器42。支杆74与悬臂73和立柱72一起构成一个完整的托架71。立柱72设计为第一致动器64的活塞。立柱72设计为可垂直移动并同时可以转动。旋转运动是必要的，以便使料位指示器42从结晶器21离开或朝结晶器方向运动。
料位指示器42通过第一信号线31与计算机41连接。计算机41经第一控制线51与第一致动器61连接，致动器控制提升装置64。
在托架71上设位置传感器43，它通过第二信号线32与计算机41连接，计算机为了进行控制与第二致动器62连接，后者控制第二提升装置68，它通过托架69与一个在这里设计为堵塞的开关81连接。
图2表示第一致动器61，它通过回转臂75并借助铰链76与支杆74连接。在支杆74的顶端设一料位指示器42，它可调整为与处于结晶器21内的熔体S液体表面等距离。
致动器61固定在旋转装置65上，需要时借助它使料位指示器42离开结晶器或可朝结晶器方向运动。
图3表示作为牵引装置67的第一致动器61，它装在移动装置77上，在移动装置顶端有一个滚轮78。钢丝绳79通过滚轮78导引，它的一端与牵引装置67连接，在其另一端固定料位指示器42。固定在钢丝绳79上的料位指示器42伸入结晶器21中。借助牵引装置67简单地上提，可将料位指示器42运送到结晶器21上方的区域内，然后通过移动装置77回移将其输送到静止或修理位置。
图4表示料位指示器42和全部如已在图1中说明的那些构件。在这里唯一的不同点是采用滑阀83替代用于影响金属熔体S流入量的堵塞82。
作为图1所示料位指示器42的补充，在图4中附加地设一层厚传感器44。用于检测处于液体表面的铸粉G层厚的层厚传感器44通过第三信号线33与计算机41连接，为了进行控制计算机经第三控制线53与第三致动器63连接。第三致动器63与用于铸粉G的滑阀84相连，铸粉处于储料罐内并可供入结晶器。
权利要求
1.检测和调整尤其钢的连续铸造设备结晶器内液态金属料位高度的方法，有一个设在金属熔体上方的测头，借助它测量它与液体表面之间的距离，其特征在于下列步骤a)在浇铸开始前测头通过连接机构从一个设在结晶器外部独立的固定支架带到结晶器的自由空间内；b)随着结晶器开始注入金属熔体，检测金属液体表面与测头之间可给定的距离的任何改变；c)将测量值输入位于外部安全位置的计算机；d)由此计算机将经处理的控制数据传送给固定在支架上的致动器，它按此方式改变测头的垂直位置，即随着熔体液位可能的变化重新达到离液体表面为所期望的距离；e)将测头与第一致动器之间的连接机构的当前位置输入计算机；以及f)由计算机将经处理的控制数据传送给一个与影响结晶器内液态金属流入量的开关连接的第二致动器。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为为了改变测头在结晶器内的垂直位置，与测头连接的第一致动器垂直或水平或旋转运动。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征为除液态金属的料位高度外，调整处于金属液体表面上的铸粉的高度。
4.检测和调整处于尤其钢连续铸造设备结晶器内的金属熔体料位高度的设备，金属熔体可从一个有可关闭的底孔的给料罐经潜管输入结晶器，设备有一个测量元件，它可垂直移动地置入结晶器的自由空间内，其特征为料位测量元件(42)通过第一信号线(31)与计算机(41)连接，计算机经第一控制线(51)与第一致动器(61)连接，在致动器上固定一托架(71)，托架的顶端安装料位测量元件(42)；在托架(71)上设一位置传感器(43)，它通过第二信号线(32)与计算机(41)连接，计算机则经第二控制线(52)与第二致动器(62)连接，后者与用于关闭给料罐(11)底孔(12)的开关(81)连接。
5.按照权利要求4所述的设备，其特征为托架由与提升装置(64)连接的立柱(72)、与之平行布置并在其顶端固定料位测量元件(42)的支杆(74)以及连接立柱(72)和支杆(74)的悬臂(73)组成。
6.按照权利要求4所述的设备，其特征为托架(71)由一个与回转装置(45)连接的回转臂(75)构成，回转臂顶端有一铰链(76)，铰链与支杆(74)相连，在支杆顶端固定料位测量元件(42)。
7.按照权利要求5或6所述的设备，其特征为设一旋转装置(66)，在此旋转装置上连接提升装置(64)或回转装置(65)，用于将料位测量元件(42)回转到结晶器(21)的自由空间内和将料位测量元件从结晶器的自由空间转出。
8.按照权利要求4所述的设备，其特征为托架(71)与移动装置(77)刚性连接以及顶端有一滚轮(78)，钢丝绳或链(79)可通过滚轮导引，在其一端固定料位测量元件(42)以及另一端固定牵引装置(67)。
9.按照权利要求4至8之一所述的设备，其特征为在托架(71)上固定包括一个用于检测在测头与金属熔体表面之间距离的感应元件的料位测量元件(42)，以及同时固定一个用于检测铸粉(G)层厚的层厚传感器(44)。
10.按照权利要求9所述的设备，其特征为层厚传感器(44)是一个超声波装置，借助它可以检测在它与铸料表面之间的距离。
11.按照权利要求10或9所述的设备，其特征为层厚传感器(44)经第三信号线(33)与计算机(41)连接，计算机通过第三控制线(53)与第三致动器(63)连接，后者与用于调整铸粉供应的开关(84)相连。
全文摘要
本发明涉及检测和调整在尤其钢连续铸造设备结晶器内的金属熔体料位高度的方法和设备,金属熔体可从一个有可关闭的底孔的给料罐经潜管输入结晶器,设备有一测量元件,它可垂直移动地置入结晶器的自由空间内。其中,料位测量元件(42)通过第一信号线(31)与计算机(41)连接,计算机经第一控制线(51)与第一致动器(61)连接,在致动器上固定一托架(71),托架的顶端装料位测量元件(42)。在托架(71)上设一位置传感器(43),它通过第二信号线(32)与计算机(41)连接,计算机则经第二控制线(52)与第二致动器(62)连接,后者与用于关闭给料罐(11)底孔(12)的开关(81)相连。
文档编号G01F23/26GK1331617SQ99814873
公开日2002年1月16日 申请日期1999年12月22日 优先权日1998年12月23日
发明者沃尔夫拉姆·容 申请人:Sms德马格股份公司