Измерение уровня жидкого металла в кристаллизаторе МНЛЗ
Кольцевой проводник датчика измерительного устройства, охватывая струю металла, поступающего в кристаллизатор, образует с ней электрическую емкость, через которую и осуществляется бесконтактный подвод высокочастотной энергии от генератора к отрезку контура.
При индуктивном характере входного комплексного сопротивления отрезка, образованного струей жидкого металла, емкость связи кольцевого проводника образует с эквивалентной индуктивностью этого отрезка последовательный колебательный контур, подключённый в качестве нагрузки к линии связи с генератором возбуждения. Резонансная частота контура является функцией величины эквивалентной индуктивности и, следовательно, положения уровня металла в кристаллизаторе.
Теперешние требования к качеству стали обусловливают необходимость высокой точности параметров процесса непрерывного литья. Между тем, особенно при регулировании уровня жидкого металла в кристаллизаторе применявшиеся прежде традиционные способы при некоторых ситуациях процесса удовлетворительных результатов не давали. Описанная ниже модульная система регулирования уровня жидкого металла реагирует на изменения процесса быстрее и обеспечивает постоянство поддержания уровня
ДАТЧИКИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОДДЕРЖАНИЯ УРОВНЯ МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОРАХ МНЛЗ
Система автоматического поддержания уровня металла в кристаллизаторе (САПУМК) МНЛЗ является одной из основных при разливке стали, определяющей качество получаемого слитка.[4]
Типовым составом САПУМК является датчик уровня металла (ДУМ), содержащий первичный преобразователь, преобразующий перемещение уровня металла в электрический сигнал, и вторичный преобразователь, формирующий нормированный выходной сигнал, микропроцессорное устройство, задающее закон поддержания уровня и управляющие исполнительным устройством — приводом стопорного механизма или шиберного затвора.
По физическим принципам измерения датчики уровня металла САПУМК классифицируются:
"изотопные" ;
"электромагнитные" (токовихревые);
"тепловые" (с использованием встроенных в кристаллизатор датчиков температуры;
"оптические";
"ультразвуковые";
"радиометрические";
"электромеханические".
Промышленно применимыми в САПУМК являются (по степени распространенности): изотопные и электромагнитные. Остальные не нашли широкого применения, например "тепловые", или являются "экзотическими".
Наибольшее распространение получили изотопные ДУМ, как наиболее компактные и поддающиеся встройке в конструкцию кристаллизатора. Изотопные ДУМ состоят из источника -из-лучения (Со60, Cz137) и точечного приемника излучения, расположенного в стенках кристаллизатора. Изотопные ДУМ позволяют измерить уровень металла в кристаллизаторе до 180 мм от среза кристаллизатора при точности поддержания уровня по разным источникам: от ±5 мм до ±3 мм.
Недостатки изотопных ДУМ: радиационная опасность; относительно низкое соотношение сигнал - шум; нелинейность характеристики; чувствительность к шлакообразующей смеси.
Достоинства изотопных ДУМ: конструктивная и технологическая "отработанность" приемника, излучателя и узлов встройки в кристаллизатор; простота эксплуатации; простота калибровки, нечувствительность к электромагнитным полям (возможно совмещение с системой перемешивания металла в кристаллизаторе).