一种中间包钢水液位检测装置及方法与流程

本发明属于连铸，具体涉及一种中间包钢水液位检测装置及方法。

背景技术：

1、中间包是钢水进入结晶器的最后一道工序，中间包的主要有以下几个冶金功能：分流作用、稳压作用、防止二次氧化作用和夹杂物去除作用。其中，中间包的稳压作用是中间包钢水提供一个稳定钢水液位来稳定钢水的静压力，所以中间包钢水液位精确检测和控制是至关重要的。

2、目前钢水液位检测主要方法由称重法，电磁涡流法和雷达法等。

3、称重法：通过安置在钢水容器底座的传感器称量出容器总的重量来换算出钢水的液位，中间包钢水液位检测主要方法是称重法；申请号cn201420005211.x公开了一种耐高温连铸中间包称重装置，但是这种方法检测液位的方法是间接法，液位检测的精度低，因为要放置多个传感器设备成本和维护成本都比较高。

4、电磁涡流法：申请号cn 200510113914.x公开了一种利用电磁线圈的钢水液位检测装置，主要是电磁线圈产生的电磁场检测钢水液面高度，电磁涡流法检测液位的精度高，但是此种方式量程受限，一般只有200mm，所以一般只用于结晶器的液位检测。

5、雷达法：申请号cn200620096300.5公开了一种雷达钢水液位检测系统，主要是使用雷达波来检测钢水液位，雷达法检测精度较高，但是此种方式探头对于遮挡和现场温度比较敏感。

6、针对现有的钢水液位检测技术研究发现，目前中间包钢水液位检测的技术难点在于：(1)中间包上方就是大包，中间上方的空间是比较小的，所以对于检测设备的安装空间是受限的；(2)中间包上方是盖有中间包盖的，液位检测装置只能通过包盖上的开孔检测中间包中钢水液位，中间包盖孔上方的温度非常高，高达500度以上，一般液位计探头无法承受。(3)中间包内钢水上面的覆盖在浇注过程中有时会结壳，在覆盖剂结壳条件下，普通液位检测装置不能真实检测钢水液位的高度。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种中间包钢水液位检测装置及方法，不仅能直接对中间包钢水液位进行检测，且钢水液位检测的精度达到在吸纳控制的精度，而且该中间包钢水液位检测装置安装、维护成本低廉，可重复使用，另外在中间包覆盖剂结壳状态下，也能精准检测出中间包钢水的液位。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种中间包钢水液位检测装置，包括：

4、安装支座，设于中间包包盖上，用于承载所述检测装置上的各个部件；该安装支座上设有安装孔和液位标尺杆；

5、导向管，套设于所述安装支座的安装孔内；

6、液位检测器，用于检测中间包钢水的液位，该液位检测器套设于所述导向管内；该液位检测器通过液位指示杆沿所述液位标尺杆上下滑动，该液位检测器的上端设有限位块，所述液位指示杆端部设有位移传感器。

7、优选地，所述安装支座为环形，所述安装孔的直径为80～100mm；和/或

8、所述导向管的直径为80～100mm，其材质为镁制浇注料，所述镁制浇注料包括按重量百分数计的如下成分：mgo：85～90％，al2o3:2～6％，sio2:2～6％以及其他成分:1～3％；和/或

9、所述液位检测器包括圆柱状套杆以及设于所述圆柱状套杆下方的球形探头；所述球形探头内部设有铁渣块芯。

10、优选地，所述铁渣块芯呈球形；该铁渣块芯由钢渣或铁块制成；和/或

11、所述圆柱状套杆和球形探头由镁制浇注料浇注而成；所述镁制浇注料包括按重量百分数计的如下成分：mgo：85～90％，al2o3:2～6％，sio2:2～6％以及其他成分:1～3％；和/或

12、所述液位检测器的密度为2～6m3/kg。

13、优选地，所述圆柱状套杆的直径为10～150mm，所述球形探头的直径为10～200mm。

14、优选地，所述液位指示杆通过位移传感器与所述液位标尺杆连接，所述位移传感器套设在所述液位标尺杆上。

15、优选地，所述位移传感器将中间包的液位信号通过信号线传递给远程设备。

16、本发明第二方面提供一种中间包，所述中间包包盖的开孔处设有如本发明第一方面所述的中间包钢水液位检测装置。

17、本发明第三方面一种采用本发明第一方面所述的中间包钢水液位检测装置的中间包钢水液位检测方法，包括以下步骤：

18、将中间包钢水液位检测装置安装在中间包包盖上，并确保液位检测器的球形探头的中心正好浮于钢水与覆盖剂之间；

19、当中间包内钢水液位变动时，所述液位检测器的球形探头始终浮于钢水表面，随钢水液位变动，带动所述液位检测器的圆柱形套杆沿导向管上下滑动，同时带动所述液位检测器上的液位指示杆和所述液位指示杆端部的位移传感器在液位标尺杆上下滑动，从而实时指示出中间包内钢水液位的高度，同时通过位移传感器将中间包钢水液位信号传递给远程设备，实现实时精准检测中间包钢水液位。

20、优选地，所述液位检测器的球形探头的中心正好浮于钢水与覆盖剂之间通过以下方式实现：

21、通过调整液位检测器的密度来确保所述液位检测器的重力等于球形探头半球所产生的浮力。

22、优选地，所述液位检测器的重力与球形探头半球所产生的浮力满足以下关系：

23、g＝f浮＝2/3πr3g(ρ钢-ρ探)

24、式中，g为液位检测器的重力，单位n；

25、f浮为球形探头半球所产生的浮力，单位n；

26、r为液位检测器球形探头的直径，单位为mm；

27、g为比例系数，g＝9.8n/kg；

28、ρ钢为中间包内钢水的密度；

29、ρ探为球形探头的平均密度。

30、本发明所提供的中间包钢水液位检测装置及方法，具有以下有益效果：

31、1、本发明的中间包钢水液位检测装置及方法，可对中间包钢水液位进行直接检测，且钢水液位检测精度要高，达到在线控制的精度；

32、2、本发明的中间包钢水液位检测装置的安装和维护成本低廉，并可以重复使用；

33、3、本发明的中间包钢水液位检测装置及方法在中间包覆盖剂结壳状态下，也能精准检测出中间包钢水的液位。

技术特征：

1.一种中间包钢水液位检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的中间包钢水液位检测装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的中间包钢水液位检测装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的中间包钢水液位检测装置，其特征在于，所述圆柱状套杆的直径为10～150mm，所述球形探头的直径为10～200mm。

5.根据权利要求1所述的中间包钢水液位检测装置，其特征在于，所述液位指示杆通过位移传感器与所述液位标尺杆连接，所述位移传感器套设在所述液位标尺杆上。

6.根据权利要求5所述的中间包钢水液位检测装置，其特征在于，所述位移传感器将中间包的液位信号通过信号线传递给远程设备。

7.一种中间包，其特征在于，所述中间包包盖的开孔处设有如权利要求1～6任一项所述的中间包钢水液位检测装置。

8.一种采用权利要求1～6任一项所述的中间包钢水液位检测装置的中间包钢水液位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的中间包钢水液位检测方法，其特征在于，所述液位检测器的球形探头的中心正好浮于钢水与覆盖剂之间通过以下方式实现：

10.根据权利要求9所述的中间包钢水液位检测方法，其特征在于，所述液位检测器的重力与球形探头半球所产生的浮力满足以下关系：

技术总结
本发明公开了一种中间包钢水液位检测装置，包括：安装支座，设于中间包包盖上，用于承载检测装置上的各个部件；该安装支座上设有安装孔和液位标尺杆；导向管，套设于安装支座的安装孔内；液位检测器，用于检测中间包钢水的液位，该液位检测器套设于导向管内；该液位检测器通过液位指示杆沿液位标尺杆上下滑动，该液位检测器的上端设有限位块，液位指示杆端部设有位移传感器。本发明不仅能直接接对中间包钢水液位进行检测，且钢水液位检测的精度达到在吸纳控制的精度，而且该中间包钢水液位检测装置安装、维护成本低廉，可重复使用，另外在中间包覆盖剂结壳状态下，也能精准检测出中间包钢水的液位。

技术研发人员：范正洁,职建军,姚金甫
受保护的技术使用者：宝山钢铁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16