[实用新型]一种立式半连铸结晶器液位测控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及连铸设备技术领域，尤其涉及一种立式半连铸结晶器液位测控装置。

背景技术

连铸或半连铸以其高成材率、质优高效、自动化程度及节能减排等方面的优势得到迅猛发展，无需二次加工长流程的近终成形铸轧工艺尤为引起关注。

结晶器液位控制是连铸生产中关键技术，恒液位是连铸坯性能均匀良好的必要条件。液位起伏或波动对铸坯皮下夹渣、表面裂纹、冷隔等表面质量有直接影响。同时液位对过渡区宽窄及固液界面位置直接相关，将会改变固/液界面迁移行为，对铸坯内部质量和微观组织产生影响。立式连铸结晶器液位控制难于水平连铸或其他中间包液位控制，由于立式结晶器尺寸小，液面起伏波动较大，且结晶器敞口至中间包底空间狭小难以测控。液位测控在一定程度上能避免溢漏事故的发生，对保证人员和设备安全、提高技术水平和效率意义重大。

目前，测量液位的方法有多种，通常有非接触式和接触式。

非接触式液位计如红外成像、激光传感器和X射线技术测量精度高，但此类设备对冶金环境要求很高，抗干扰能力低、价格昂贵等限制了其在金属液位测量中的应用；超声波可远距离测量液位，但受制于结晶器上端与中间包之间的狭小距离，需为超声探头配备水冷装置，一旦漏水即会发生爆炸。

常见的接触式液位计有陶瓷浮子液位计、探针式液位计等。浮标因钢水温度、密度、粘度及表面张力的不同，“吃水”深度将有所变化，影响浮标定位，另外，耐火质浮标或多或少会污染纯净度或特殊成分要求的金属液。

探针式结晶器液位计多把探针、金属液、引锭杆或结晶器壁与指示灯组成回路，回路距离长、接触电阻变化大等干扰因素多，会因液位指示灯误报或不报将导致液位测控不准确或溢流。因此有必要缩短回路长度，减少接触电阻及减低环境干扰因素。

两极探针液位计对测量容器高低限液位时，测量方便可靠，但对于有液位高度要求，且起伏波动较大的结晶器液位测量，两级探针不能满足精确测控。

另外，探针材质对连铸坯有一定程度影响，不锈钢探针对常温液态或低熔点金属不会造成影响，也可使用到高温不互溶的金属体系中，但不锈钢与大多金属及合金液相互溶解，对合金成分造成影响，如微量不锈钢成分溶解到铜合金中将造成连铸坯电导率及机械性能大幅降低。本实用新型多极探针材质为高纯石墨。

本实用新型将尽可能缩短回路长度，设计电路电流从电源正极经过两个探针和金属液直接回到电源负极，不经过引锭杆、结晶器壁等其他附属构建。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种能显示多级液位高度、测量稳定的立式半连铸结晶器液位测控装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种立式半连铸结晶器液位测控装置，其特征在于，包括探针安装筒，所述探针安装筒包括筒壁、透液筒底及筒盖，所述筒盖中心设有水口通孔，环绕所述水口通孔设有多个探针插装孔，所述水口通孔中插装有侵入式水口管，所述侵入式水口管的下端穿出所述透液筒底，多个所述探针插装孔内分别插装有长度不等的探针。

本实用新型的有益效果是：一是探针与金属液直接构成回路，相比于传统的探针需要通过引锭杆或结晶器壁等形成回路的方案，构成回路短，接触电阻小，探针电导率大，抗干扰能力强；二是提高连铸坯表面质量和内部质量，连铸坯表面无明显缺陷，内部微观组织致密均匀。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述透液筒底设有过滤网，所述过滤网通过SiC干粉混合高温胶水粘结在所述透液筒底上。

进一步，所述透液筒底为过滤网。即作为另一种方案，安装筒的底部开口，直接设过滤网。

采用上述进一步方案的有益效果是，安装筒与过滤网构成的空间内无液面波动，无液渣和覆盖剂影响探针，测量精度高，重复性好。

进一步，多个所述探针的长度呈级差分布，所述级差为2～10mm。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以根据液面控制要求选择级差。

进一步，所述探针由石墨或金属钨构成。

进一步，所述筒壁及透液筒底的材质为刚玉或SiC，所述过滤网材质为Al₂O₃或ZrO₂蜂窝状多孔材料。

采用上述进一步方案的有益效果是，安装筒耐高温，探针不污染金属液，与金属液不互溶。

进一步，所述安装筒上还设有保护气进气管和保护气出气管。

采用上述进一步方案的有益效果是，方便内部通入保护气体，其中保护气使用经过干燥净化处理的纯Ar或N₂气。