采用熔化金屬高度計的連續澆鑄設備制造技術

一種用于連續澆鑄熔化金屬的連續澆鑄設備，更具體地說，一種用于當連續澆鑄熔化金屬時控制熔化金屬的表面高度的方法和設備，其特征在于連續澆鑄設備包括：一個模子，其中熔化金屬得到傾注和固化；一種渦流式熔化金屬表面液面高度檢測器，用于檢測模子中的熔化金屬表面液面高度；圍繞模子而設置的電磁線圈；以及用于給電磁線圈通電以產生脈沖磁場的電源，其中提供了用于從電源提供與脈沖磁場相應的脈沖觸發信號的裝置，以及用于根據脈沖觸發信號控制熔化金屬液面檢測器的高度檢測時序的裝置。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及當熔化金屬被連續澆鑄時測量傾注到模中的熔化金屬的液面高度的方法。另外，本專利技術還涉及采用這種方法的一種連續澆鑄設備。一般地，當熔化金屬被連續澆鑄時，粉末被提供到傾注到模子中的熔化金屬的上表面上并隨后被熔化金屬的熱量所熔化。熔化的粉末流入到垂直振蕩的模壁與金屬的一個固化殼之間，而該固化殼是借助模壁與固化殼之間的相對運動而以一個預定速率被拉出。固化殼的一個彎月形部分和固化殼的一個端部在當熔化金屬流入模壁與固化殼之間時所產生的動態壓力的作用下而發生變形。這種變形以模子的給定的振蕩周期重復發生。因此，在澆鑄的坯件的表面上形成了被稱為振蕩標記的周期性皺紋。當皺紋的深度較大時，在澆鑄的坯件的表面上會產生缺陷。根據鋼的類型，只有特定的元素在振蕩標記的底部上被分離，或者產生了大量的吹孔且金屬中的雜質含量增大，從而降低了產量。另一方面，當橫截面積小的澆鑄鋼坯或澆鑄鋼錠被連續地澆鑄時，采用了菜子油而不是上述的粉末。這種菜子油在彎月形部分上燃燒并變成石墨，因而能夠防止固化殼占據在模壁上。然而，難于在澆鑄的鋼錠的表面上形成清晰的間隔規則的振蕩標記。因此，連續澆鑄工作的穩定性和澆鑄鋼錠的質量比其中采用粉末的方法的要低。關于控制初始固化的方法，日本專利未審查公開(Kokai)第52-32824號公布了以下的技術。在其中熔化金屬與潤滑劑一起被傾注到水冷卻周期振蕩的模子中并被連續地向下拉出的連續澆鑄方法中，提供了圍繞模子的一種電磁線圈，且交流電被連續提供給該電磁線圈，從而形成了一個交變的磁場。該交變磁場所產生的一個電磁力作用于傾注到模子中的熔化金屬的彎月形部分上。因此，彎月形液面在電磁力的作用下發生彎曲，從而使澆鑄的坯件的表面特性發生改善。進一步地，日本未審查專利公開(Kokai)第64-83348號公布了以下的技術。當電磁力被電磁線圈加到模子中的熔化金屬上時，以脈沖的形式提供了一種交變磁場。由于前述作用，該電磁力在此粉末澆鑄方法中被間歇地提供給熔化金屬，從而使澆鑄件的表面特性能夠得到進一步的改善。進一步地，國內再公開的PCT國際公開第8-805926號公布了以下形成連續澆鑄方法。為了提供一個電磁力，交變電流的幅度以與提供給模子的振蕩頻率相同的方式得到改變。當模子的頻率(fm)和交變磁場的頻率(fp)被適當地設定，以滿足表達式0.69≤ln(fp/fm)≤9.9，其中ln是一個常數，彎月形部分被穩定地產生，且澆鑄的坯件的表面特性能夠得到進一步穩定。關于熔化金屬的液面的檢測方法，已經開發和實施了各種方法。用于檢測熔化金屬的液面的方法的例子有一種傳統的方法，其中采用了一個浮漂；光學方法(光電轉換法)；采用超聲波或輻射射線的方法；采用浸漬電極的方法；采用熱耦的方法；以及，電磁感應法。進一步地，如日本未審查專利公開(Kokai)第3-122526、3-138536、4-187355和4-238661中公布的，開發了一種方法，其中由于渦流電流的改變而引起的接收線圈的阻抗的改變作為相位的改變而得到測量。日本未審查專利公開(Kokai)第4-238661公布了一種方法，其中熔化金屬表面液面的改變范圍被分成了多個部分，并由多個檢測器進行測量，且當這些檢測器被改變時，熔化金屬的液面能夠得到連續的測量。然而，當上述現有技術被實際應用到其中包含了電磁感應加熱裝置的連續澆鑄設備時，不可能準確地檢測模子中的熔化金屬的表面液面高度。當熔化金屬表面液面高度的檢測精度降低時，難于控制熔化金屬表面液面高度。因此，難于穩定地形成熔化金屬的彎月形液面。其結果，澆鑄的坯件的表面特性惡化了。另一方面，作為用于連續澆鑄設備的熔化金屬表面液面高度檢測裝置，經常采用一種渦流型熔化金屬表面液面高度測量計，其中如上所述地應用了由交變磁場產生的電磁感應現象。除了上述渦流式熔化金屬表面液面高度測量計之外，還提供了一種其中采用了嵌在模子中的熱耦的方法和一種其中采用了γ射線的滲透率型檢測器的方法。然而，從改善測量精度和響應特性的觀點看，渦流式檢測器是最好的檢測器。因此，渦流式檢測器在連續澆鑄中得到了廣泛采用。然而，只要在連續澆鑄設備中采用了電磁線圈，電磁線圈所產生的交變磁場就作為噪聲作用在渦流式熔化金屬表面液面高度檢測器上。因此，不可能準確檢測熔化金屬表面液面高度，且進一步地測量精度惡化了，這是一個很大的問題。以下具體描述該問題。例如，當渦流式檢測器被用在其中強度不小于1000高斯且頻率為200Hz的連續電磁感應澆鑄的磁場中時，信號輸出電壓達到飽和，且進行測量是不可能的。在脈沖電磁感應澆鑄的磁場中，信號輸出電壓在磁場被接通時達到飽和。因此，在這種飽和條件下不可能測量熔化金屬表面液面高度，這在熔化金屬表面液面高度的測量中是一個嚴重的問題。為了解決上述問題，本專利技術人對以下的方面給予了極大的注意。在其中通過產生脈沖磁場而對澆鑄的坯件的表面特性進行改善的連續澆鑄設備中，一種高強度噪聲在其中提供脈沖(磁場被接通)的時期里作用在渦流式熔化金屬表面液面高度檢測器上，然而，噪聲在其中脈沖中斷(磁場被關斷)的時期里幾乎不作用在渦流式熔化金屬表面液面高度檢測器上。從以上觀點，本專利技術實現了以下方面。其中磁場被接通的時期以及其中磁場被關斷的時期是周期地重復的并被輸入到渦流式熔化金屬表面液面高度測量計或模子內裝式液面高度計的信號處理裝置中。在此信號處理裝置中，熔化金屬表面液面高度只在其中磁場被關斷的時期得到檢測，且熔化金屬表面液面高度在其中磁場被接通的時期里不被檢測。由于前述原因，就可以穩定而準確地檢測熔化金屬表面液面高度，而不會受到電磁線圈產生的磁場噪聲的影響。本專利技術的要點概述如下(1)一種用于連續澆鑄熔化金屬的連續澆鑄設備，包括一個電磁線圈，它以這樣的方式被設置在一個模子中的熔化金屬的周圍，使得電磁線圈圍繞著該模子；一個電源單元，用于周期性地給電磁線圈提供其中單相交流電流的根均方值高的情況和其中單相交流電流的根均方值低的情況；一個檢測器系統，用于檢測熔化金屬的表面；以及一個介質，用于在其中電源單元所周期地產生的單相電流的根均方值高的情況下向檢測器系統發送信息且在其中電源單元周期產生的單相電流的根均方值低的情況下向檢測器系統發送信息。(2)根據(1)項的用于連續澆鑄熔化金屬的連續澆鑄設備，其中檢測器系統所產生的熔化金屬表面液面高度的值是由用于進行發送的介質的信息確定的。(3)根據(1)或(2)項的用于連續澆鑄熔化金屬的連續澆鑄設備，其中檢測器系統所產生的熔化金屬表面液面高度的值只當一個單相交流電流低時被作為用于進行發送的介質的信息而得到輸出。(4)根據(1)至(3)項中的任何一項的用于連續澆鑄熔化金屬的連續澆鑄設備，其中用于進行發送的介質是電信號導線。(5)根據(1)至(4)項中的任何一項的用于連續澆鑄熔化金屬的連續澆鑄設備，該檢測器系統包括一個初級信號發生裝置；一個初級檢測器線圈，用于從初級信號的電流產生一個電磁場；一個次級檢測器線圈，用于當次級檢測器線圈跨過電磁場時產生一個次級電壓；以及一個次級信號處理裝置，用于處理次級檢測器線圈產生的次級電壓信號。(6)根據(1)至(5)項中的任何一項的用于連續澆鑄熔化金屬的連續澆鑄設備，其中初級信號處理裝置的輸出根據用于進行發送的介質的信息而本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于連續澆鑄熔化金屬的連續澆鑄設備，包括： 一個電磁線圈，它以這樣的方式被設置在模子中的熔化金屬的周圍，使得電磁線圈圍繞著模子； 一個電源單元，用于周期性地向電磁線圈提供其中單相交流電流的根均方值高的情況和其中單相交流電流的根均方值低的情況； 一個檢測器系統，用于檢測熔化金屬熔化金屬的表面；以及 一個介質，用于在其中由電源單元周期地產生的單相電流的根均方值高的情況下向檢測器系統發送信息，并在其中由電源單元周期性地產生的單相電流的根均方值低的情況下也向檢測器系統發送信息。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：藤崎敬介，和嶋潔，松田秀樹，谷雅弘，
申請(專利權)人：新日本制鐵株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]