一种液位检测装置及金属坯立式连续铸造设备制造方法及图纸

一种液位检测装置及金属坯立式连续铸造设备，液位检测装置的探针运动机构用于驱动探针相对连续铸造设备的储液容室内的金属液的液面往复移动，探针位置检测装置实时检测探针的位移信息并将探针的位移信息发送给控制器，当探针与储液容室内的金属液的液面接触的瞬间，电信号导通检测装置、探针和连续铸造设备将形成一回路，且电信号导通检测装置将检测到回路导通信息，并将回路导通信息发送给控制器，控制器根据回路导通信息以及探针的位移信息来判断连续铸造设备的储液容室内的金属液的液面高度。该液位检测装置可实现对金属溶体液位的有效检测，进而保证立式连续铸造设备能够顺利铸造出高质量的金属坯。

A Liquid Level Detection Device and Vertical Continuous Casting Equipment for Metal Billets

【技术实现步骤摘要】
一种液位检测装置及金属坯立式连续铸造设备
本技术涉及金属坯料生产领域，具体而言，涉及一种液位检测装置及金属坯立式连续铸造设备。
技术介绍
在连续铸造生产中，对处于高温状态的金属溶体的液位进行自动控制，可以使得结晶器内金属液位高度相对稳定，有效减少或消除粗晶层、偏析瘤等表面缺陷，使铸锭表面尽可能平整光滑，减少铸锭厚差、内部缩孔等缺陷，提高铸坯的质量。要实现液位自动控制的前提是能够自动、连续、精确、可靠、经济的获得液位高度数据，通过液位自动控制系统对液位进行闭环控制。所以，在金属连续铸造的过程中，有效的液位检测方法和可靠的液位数据是实现液位自动控制的前提。传统的金属液面高度检测方法分为：接触式测量和非接触式测量。接触式测量方法一般采用液位计，具体有：浮球液位计、磁翻板液位计、超声波液位计、电容式液位计等。非接触式测量方法一般采用：计算法、感应法、激光法。计算法之一，是根据结晶器的注入流量和输出流量的差值，再换算为液位高度值；计算法之二，是用重量传感器检测结晶器整体的重量变化值，再换算为液位高度值。感应法包括：射源型、红外型、涡流型、电磁型。射源型和红外型感应法通过射线对金属液面的反射来获得金属液面的高度信息，涡流型和电磁型感应法通过对电通量和磁通量的改变来获得金属液面的高度信息值。激光法利用传感器捕捉金属液面与结晶器内壁交线的图像，记录不同图像的交线的位置，进而转化为金属液面高度值，从而检测和控制金属液位高度。对于超长小截面金属管坯制品来说，其结晶腔室的容积小，储液容室内的金属液面高度的波动对其制品质量影响特别显著，以上传统测量液位方法均存在各自特有的缺点，具体如下。现有技术的客观缺点：(1)采用接触式测量方法，浮球液位计、磁翻板液位计、超声波液位计、电容式液位计等测量体与金属液接触，测量体因为高温炙热烘烤而变形、烘烤损伤、金属液粘结、异物侵入等因素，经常会出现失灵现象；(2)铸造生产为了去除S、P等有害成分和防止金属氧化，需要连续对结晶器内加入保护渣，保持正确的保护渣的厚度和有序分布可有效提高铸坯质量，因保护渣重量变化的影响，而且对于高温金属溶体来说，长期、稳定、精确的测量其流量存在许多困难，以此对液位高度值采用计算法获取，在实际应用时存在严重弊端，其液位高度计算的误差大；尤其重要的是，这种以重量计算为基础的方法，是用于计算静止的容器内金属溶体液位高度的。对于连续振动的结晶装置来说，其使用条件发生了根本性的变化。连续振动的结晶装置在工作的过程中与连续铸坯之间一直在发生往复的相对运动，两只者之间既存在上升和下降的加速度力，更存在两者之间的摩擦力。这种摩擦力是不稳定的，其大小变化没有规律，这种情形势必导致重量计算法的失效。(3)在连铸生产过程中，随着浇铸后期金属液面的下降，由于受地球偏向力(科氏力)的作用，会在金属液面产生汇流旋涡，汇流旋涡对于涡流型和电磁型感应法的测量结果产生严重的干扰，而高速汇流旋涡对周围电磁场产生极大的冲击，影响测量结果，严重时导致金属液体溢出或漏液等事故；(4)使用射源型感应法测量液位高度，采用同位素射线源，利用闪烁晶体接收装置接收随金属液面高度变化的射线，从而检测出液面高度，但该方法致命缺点是有射线辐射，危害工人的身体健康，工作环境恶劣，不宜使用；(5)红外型感应法适用于不加保护渣时的敞开浇注方式，且易受水汽、烟雾等影响，这种方式很少采用；(6)采用激光法测量液位高度，由于连铸拉坯过程中向结晶器内加入润滑油等作为润滑剂，润滑油从结晶器侧面浸入金属液面，并在金属液面上燃烧，产生火焰和烟雾，火焰的亮度与金属液面亮度接近，使得金属液面与结晶器内壁的交线难以分辨；烟雾呈黑色而将部分或全部图像遮蔽，这将导致虚假的液面图像，使得金属液面高度的测量结果产生极大的波动，导致计算机不能提供正确的控制量，影响金属坯的浇铸质量和全自动连铸生产。对连续振动的结晶器中的高温金属溶体液位进行自动、精确、可靠测量，为高温金属溶体液位控制系统提供准确数据，实现金属溶体液位的有效控制，是实现超长小截面金属管坯的连续化、自动化、智能化铸造生产的关键环节，是全自动立式连续铸造设备长期以来尚未彻底解决的难题之一。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种液位检测装置及金属坯立式连续铸造设备，其能够较准确地获取结晶器内金属溶体液位高度数据，以实现对金属溶体液位的有效控制。本技术的实施例是这样实现的：本技术实施例的一方面，提供一种液位检测装置，应用于连续铸造设备，所述液位检测装置包括探针、探针运动机构、探针位置检测装置、电信号导通检测装置和控制器，所述探针运动机构连接所述探针，所述电信号导通检测装置分别连接所述探针和所述连续铸造设备，所述控制器分别电连接所述探针位置检测装置和所述电信号导通检测装置；其中，所述探针运动机构用于驱动所述探针相对所述连续铸造设备的储液容室内的金属液的液面往复移动，所述探针位置检测装置实时检测所述探针的位移信息并将所述探针的位移信息发送给所述控制器，当所述探针与所述储液容室内的金属液的液面接触的瞬间，所述电信号导通检测装置、所述探针和所述连续铸造设备将形成一回路，且所述电信号导通检测装置将检测到所述回路导通信息，并将所述回路导通信息发送给所述控制器，所述控制器根据所述回路导通信息以及所述探针的位移信息来判断所述连续铸造设备的储液容室内的金属液的液面高度。可选地，所述探针运动为间歇式往复运动，探针头接触到金属液面导通电信号后离开液面，然后再次接触液面，电信号导通后再次离开液面，如此往复运动。可选地，所述探针包括探针头和连杆，所述探针头由耐高温的导电材料制成；所述探针头与所述连杆绝缘连接且与所述电信号导通检测装置电连接，所述连杆分别与所述探针位置检测装置和所述探针运动机构连接。可选地，所述探针头的位移包括角位移、直线位移以及与位移相关的电信号、磁通量信号、光信号、脉冲信号。可选地，所述探针运动机构的驱动方式为机械传动、电机传动、液压传动、气动传动、电磁驱动中的一种。可选地，所述探针运动机构连续驱动所述探针运动，所述探针向下运动与所述储液容室内的金属液面接触时电信号导通，所述电信号导通检测装置发讯给所述控制器。可选地，所述探针向下运动与所述储液容室内的金属液面接触电信号导通时，所述探针位置检测装置检测到所述探针的位移值，并处理为金属液面高度值传给控制器。可选地，所述控制器在固定的周期连续记录所述金属液面高度值，以对金属液面高度进行连续检测。可选地，还包括固定于储液结晶器组件上的支架，所述探针运动机构设置于支架上，支架固定于储液容室。一种金属坯立式连续铸造设备，包括上述的液位检测装置。如上所述，本申请所提供的液位检测装置，通过探针位置检测装置向控制器反馈液面高度信息，以便控制器能够较准确地获取结晶器内金属溶体液位高度数据，以实现对金属溶体液位的有效控制，进而保证立式连续铸造设备能够铸造出较高质量的金属坯或金属管。本技术实施例的有益效果包括：(1)采用探针运动接触金属液面电信号导通方法，探针头与金属液面间断接触，探针运动可靠，不会出现卡阻失灵现象；(2)探针向金属液面方向运动时，排除非金属保护渣的干扰，直接检测到金属液体表面，测量精确；(3)探针连续机械运动，诸如静电、涡流、强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液位检测装置，应用于连续铸造设备，其特征在于，所述液位检测装置包括探针、探针运动机构、探针位置检测装置、电信号导通检测装置和控制器，所述探针运动机构连接所述探针，所述电信号导通检测装置分别连接所述探针和所述连续铸造设备，所述控制器分别电连接所述探针位置检测装置和所述电信号导通检测装置；其中，所述探针运动机构用于驱动所述探针相对所述连续铸造设备的储液容室内的金属液的液面往复移动，所述探针位置检测装置实时检测所述探针的位移信息并将所述探针的位移信息发送给所述控制器，当所述探针与所述储液容室内的金属液的液面接触的瞬间，所述电信号导通检测装置、所述探针和所述连续铸造设备将形成一回路，且所述电信号导通检测装置将检测到所述回路导通信息，并将所述回路导通信息发送给所述控制器，所述控制器根据所述回路导通信息以及所述探针的位移信息来判断所述连续铸造设备的储液容室内的金属液的液面高度。

【技术特征摘要】
1.一种液位检测装置，应用于连续铸造设备，其特征在于，所述液位检测装置包括探针、探针运动机构、探针位置检测装置、电信号导通检测装置和控制器，所述探针运动机构连接所述探针，所述电信号导通检测装置分别连接所述探针和所述连续铸造设备，所述控制器分别电连接所述探针位置检测装置和所述电信号导通检测装置；其中，所述探针运动机构用于驱动所述探针相对所述连续铸造设备的储液容室内的金属液的液面往复移动，所述探针位置检测装置实时检测所述探针的位移信息并将所述探针的位移信息发送给所述控制器，当所述探针与所述储液容室内的金属液的液面接触的瞬间，所述电信号导通检测装置、所述探针和所述连续铸造设备将形成一回路，且所述电信号导通检测装置将检测到所述回路导通信息，并将所述回路导通信息发送给所述控制器，所述控制器根据所述回路导通信息以及所述探针的位移信息来判断所述连续铸造设备的储液容室内的金属液的液面高度。2.根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述探针运动为间歇式往复运动，探针头接触到金属液面导通电信号后离开液面，然后再次接触液面，电信号导通后再次离开液面，如此往复运动。3.根据权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于，所述探针包括探针头和连杆，所述探针头由耐高温的导电材料制成；所述探针头与所述连杆绝缘连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世雄，杨健，王振中，吴晓东，吉晓辉，殷春，武丹，李笃，
申请(专利权)人：西安麦特沃金液控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61