測(cè)量熔渣厚度的設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】這個(gè)設(shè)備(10)，將用于測(cè)量容納于鑄模(2)內(nèi)的液態(tài)金屬(4)的表面上的熔渣(3)的厚度，包括：-由導(dǎo)電材料制成的、能夠在熔渣溫度的熱效應(yīng)下消除的金屬絲(13)，金屬絲(13)包括將要被浸入到熔渣(3)的自由端(14)，-用于饋送金屬絲(13)的裝置，其能夠根據(jù)預(yù)定的軌跡移動(dòng)金屬絲(13)以使得它的自由端(14)垂直浸入到熔渣(3)，-測(cè)量裝置，當(dāng)金屬絲(13)在饋送裝置的作用下位移時(shí)，其能夠測(cè)量金屬絲(13)的自由端(14)在兩個(gè)預(yù)定事件之間的時(shí)間間隔期間所經(jīng)過(guò)的距離，以及-用于控制所述饋送裝置的裝置，控制裝置包括檢測(cè)裝置，其能夠檢測(cè)出自由端(14)和液態(tài)金屬(4)的表面之間的接觸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】測(cè)量熔渣厚度的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量液態(tài)金屬表面上的熔渣厚度的設(shè)備，該液態(tài)金屬容納在冶金容器，如鑄模，特別是連鑄型的鑄模內(nèi)。
【背景技術(shù)】
[0002]在本說(shuō)明書(shū)的下文中，將參照形成于容納在鑄模內(nèi)的金屬的表面上的熔渣厚度的測(cè)量來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而不具有對(duì)于在本發(fā)明的框架下其設(shè)計(jì)可以在其他冶金容器中實(shí)施的任何限制，該冶金容器容納頂部有一層熔渣的熔融金屬，冶金容器本身頂部有一層非熔融的粉末。但是，應(yīng)注意的是鑄模中的熔渣的水平面的測(cè)量構(gòu)成本發(fā)明的優(yōu)選應(yīng)用。
[0003]在鑄模鑄造的情況下，液態(tài)金屬的連續(xù)鑄造的傳統(tǒng)操作示意性地包括將熔融金屬連續(xù)地澆入鑄模的無(wú)底的垂直管狀鑄造空間:該空間是用被鑄造空間外的循環(huán)水冷卻的金屬壁分隔成的。在鑄造空間內(nèi)流過(guò)的液態(tài)金屬至少在表面上被固態(tài)化，從而在被連續(xù)地從鑄模中提取之前，在與鑄模壁接觸處形成表皮。從鑄模中提取出的產(chǎn)品然后通過(guò)噴水而鐵芯冷卻，然后切割成所需的長(zhǎng)度。
[0004]通常，將覆蓋粉末被加入到熔融金屬液的表面上。它在與金屬結(jié)合處融化，從而形成兩層:一層是與液態(tài)金屬接觸的3至15毫米的熔融粉末，被稱(chēng)為熔渣，以及一層非熔融的粉末。鑄造粉末的目的主要是熱絕緣液態(tài)金屬液，以防止氧化和用沿著鑄模壁流過(guò)的熔融粉末(熔渣)膜來(lái)潤(rùn)滑鑄模。其次，應(yīng)當(dāng)注意的是，非熔融的粉末層熱絕緣熔渣層，并且因此，非常有利地影響了熔渣的熱均勻性。
[0005]該粉末的確切成分取決于鑄件的參數(shù)。該成分是將對(duì)熔渣的熔點(diǎn)和粉末的消耗之間的平衡起作用的重要參數(shù)?？刂七@個(gè)平衡包括了測(cè)量熔渣的厚度。
[0006]傳統(tǒng)上，熔渣厚度是用兩個(gè)金屬桿手動(dòng)測(cè)量的。在容納在鑄模中的液態(tài)金屬是鋼的情況下，已知的做法是使用由鋼制成的桿和由銅制成的同樣長(zhǎng)度的桿。這些桿被垂直地、部分地浸入液態(tài)金屬至相同的高度。由鋼制成的桿在接觸液態(tài)鋼時(shí)融化，但接觸熔渣時(shí)則不熔化。由銅制成的桿接觸熔渣時(shí)熔化。因此，移除兩個(gè)桿后，其剩余長(zhǎng)度的比較使得能夠測(cè)量熔渣的厚度。熔渣的厚度事實(shí)上對(duì)應(yīng)于由鋼制成的桿和由銅制成的桿之間的長(zhǎng)度差。
[0007]然而，這些測(cè)量是手工完成的，這具有限制性，因?yàn)檫@些操作動(dòng)員了不能完全專(zhuān)心于另一個(gè)活動(dòng)的操作者，而且為了最佳的監(jiān)控必須定期進(jìn)行。此外，在完成的的測(cè)量中具有一定的不準(zhǔn)確風(fēng)險(xiǎn)，影響這些測(cè)量的可再現(xiàn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是通過(guò)提出一種自動(dòng)設(shè)備來(lái)檢查熔渣的厚度來(lái)最優(yōu)化基于鑄件參數(shù)對(duì)粉末種類(lèi)的選擇以及定期檢查鑄模的潤(rùn)滑條件，從而克服這些所有或部分的缺點(diǎn)。
[0009]為此目的，在其最廣泛的方面，本發(fā)明的主題是用于測(cè)量容納在冶金容器內(nèi)的液態(tài)金屬的表面上的熔渣厚度的自動(dòng)設(shè)備，該設(shè)備包括:[0010]-由導(dǎo)電材料制成的，能夠在熔渣溫度的熱效應(yīng)下消除的金屬絲，該金屬絲包括要被浸入到熔渣的自由端，
[0011]-用于饋送金屬絲的裝置，其能夠根據(jù)預(yù)定的軌跡移動(dòng)金屬絲以使得它的自由端垂直浸入到熔渣，
[0012]-測(cè)量裝置，當(dāng)金屬絲在饋送裝置的作用下位移時(shí)，能夠測(cè)量金屬絲的自由端在兩個(gè)預(yù)定事件之間的時(shí)間間隔期間所經(jīng)過(guò)的距離，以及
[0013]-用于控制所述饋送裝置的裝置，該控制裝置包括檢測(cè)裝置，其能夠檢測(cè)出自由端和液態(tài)金屬的表面之間的接觸。
[0014]在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)“金屬絲”應(yīng)在其最廣泛的意義上被理解，也就是說(shuō)，一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的對(duì)象(它的截面比長(zhǎng)度相當(dāng)小)，并且它的靈活性使得它可以卷繞，例如到卷筒上。因此，術(shù)語(yǔ)“金屬絲”包括電線(xiàn)、燈絲、繩索、線(xiàn)、帶、條等。另外，在本發(fā)明的上下文中，“能夠在熔渣溫度的熱效應(yīng)下消除的材料”的概念對(duì)應(yīng)于能夠通過(guò)例如熔融、升華、氣化、燃燒、揮發(fā)等消除的材料。
[0015]因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明使得能夠自動(dòng)將金屬絲浸入到熔渣，直到它到達(dá)容納于鑄模內(nèi)的液態(tài)金屬的表面，以將它保持在適當(dāng)位置預(yù)定的持續(xù)時(shí)間，該時(shí)間足以使金屬絲浸沒(méi)在熔渣中的部分在熱效應(yīng)下被消除，然后第二次將它浸入熔渣，直到它到達(dá)液態(tài)金屬的表面。借助于測(cè)量裝置，在最后一次浸入期間金屬絲退繞的長(zhǎng)度被計(jì)算。這個(gè)長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于金屬絲浸沒(méi)在熔渣的已在熱效應(yīng)下消除了的部分，因此對(duì)應(yīng)于熔渣的厚度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的另一個(gè)特征，測(cè)量裝置包括光學(xué)編碼器。
[0017]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備包括電連接到金屬絲的殼體，殼體被施加第一電勢(shì)，以及使殼體位于冶金容器上的支撐裝置，所述支撐裝置與殼體電絕緣并被施加與第一電勢(shì)不同的第二電勢(shì)，從而當(dāng)支撐裝置與冶金容器接觸時(shí)，使得殼體、金屬絲和支撐裝置形成要被呈現(xiàn)的電路，在斷開(kāi)運(yùn)行狀態(tài)中，自由端位于與液態(tài)金屬相隔一段距離處，在閉合運(yùn)行狀態(tài)中，自由端與液態(tài)金屬接觸，并且檢測(cè)裝置包括由殼體、金屬絲和支撐裝置形成的電路。
[0018]確實(shí)，金屬絲的端部和支撐裝置被施加不同的電勢(shì)。當(dāng)支撐裝置與鑄模接觸時(shí)(即，當(dāng)殼體被擱在鑄模上時(shí))，鑄模(它通常包括導(dǎo)電材料，例如銅或鋼)和液態(tài)金屬(與鑄模接觸并因此與其電連接)被施加與支撐裝置相同的電勢(shì)。這樣，在金屬絲的自由端和液態(tài)金屬之間就有個(gè)電壓。自由端與液態(tài)金屬之間的接觸引發(fā)短路；第一電勢(shì)等于第二電勢(shì)。這使得檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)自由端與液態(tài)金屬的表面之間的接觸，從而控制裝置控制饋送裝置的停止，以停止金屬絲的行進(jìn)，并避免它被浸入液態(tài)金屬。
[0019]根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的另一特征，饋送裝置包括齒輪電機(jī)以及用于引導(dǎo)金屬絲的裝置，齒輪電機(jī)的輸出軸被連接到進(jìn)給輥，該輥通過(guò)齒輪電機(jī)而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，用于引導(dǎo)金屬絲的裝置使得能夠在金屬絲被移動(dòng)時(shí)將它保持為與進(jìn)給輥接觸。
[0020]有利地，引導(dǎo)裝置包括多個(gè)自由旋轉(zhuǎn)并布置在與進(jìn)給輥同心的圓弧上的輥。
[0021]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備包括用于收納金屬絲的裝置。
[0022]優(yōu)選地，收納裝置包括卷筒以及用于推壓金屬絲使其抵靠卷筒的裝置，金屬絲至少部分地卷繞在卷筒上。
[0023]壓靠裝置可以包括設(shè)置有返回裝置和剎車(chē)的樞轉(zhuǎn)臂，剎車(chē)被用來(lái)在返回裝置的作用下接觸到卷繞到卷筒上的金屬絲。[0024]按照根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一特征，后者包括用于檢測(cè)金屬絲在其位于收納裝置和饋送裝置之間的軌跡上的一個(gè)點(diǎn)處出現(xiàn)與否的裝置。
[0025]這一功能提供了允許檢測(cè)饋送裝置的上游金屬絲未出現(xiàn)并從中推導(dǎo)出需要安裝新金屬絲的優(yōu)點(diǎn)。在本申請(qǐng)中，上游和下游是指當(dāng)后者被移位到被浸入到熔渣中時(shí)，相對(duì)于金屬絲的位移方向。
[0026]有利地，設(shè)備包括設(shè)置有輸出孔口的導(dǎo)向臂，該孔口用于金屬絲的穿過(guò)，導(dǎo)向臂使得能夠?qū)⒔饘俳z引到液態(tài)金屬的正上方使其垂直浸入其中。
[0027]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該金屬絲具有850和1200°C之間的熔融溫度，并且由例如包括銅或黃銅的材料構(gòu)成。
[0028]對(duì)于液態(tài)金屬是液態(tài)鋼的，銅在熔渣中熔化，這最終使得能夠測(cè)量其厚度。而且，因?yàn)榻饘俳z是持續(xù)地起作用這一事實(shí)，所以銅是導(dǎo)電的這一特性也是有利的。
[0029]用迄今所描述的設(shè)備，有必要將金屬絲的自由端浸入到熔渣兩次，以測(cè)量其厚度，而且因此，長(zhǎng)度相應(yīng)與熔渣層厚度的2倍的金屬絲的的量被注入熔渣。在某些特定的情況下，該鑄鋼的化學(xué)純度應(yīng)為如此之高以至于這種污染也是不能接受的。
[0030]根據(jù)一個(gè)更加有利的實(shí)施例和一個(gè)可能使得這種污染減半的實(shí)施例，用于控制饋送裝置的裝置包括附加檢測(cè)裝置，能夠檢測(cè)金屬絲的自由端的路徑以及金屬絲在其軌跡的預(yù)定點(diǎn)上出現(xiàn)與否。
[0031]優(yōu)選地，附加檢測(cè)裝置被布置在導(dǎo)向臂的內(nèi)部，并且測(cè)量裝置位于第二檢測(cè)裝置的上游。
[0032]因此，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明使得能夠?qū)⒔饘俳z自動(dòng)浸入熔渣，直到它到達(dá)容納在鑄模內(nèi)的液態(tài)金屬的表面，以將其保持在適當(dāng)位置預(yù)定的持續(xù)時(shí)間，該時(shí)間足以使金屬絲浸沒(méi)在熔渣中的部分在熱效應(yīng)下被消除，然后將其取出。借助于測(cè)量裝置，在金屬絲朝向熔渣位移時(shí)自由端所經(jīng)過(guò)的距離以及金屬絲被取出時(shí)自由端所經(jīng)過(guò)的距離都被計(jì)算出來(lái)。由于當(dāng)金屬絲浸入到熔渣中時(shí)，金屬絲浸沒(méi)在熔渣中的部分已經(jīng)熔化，計(jì)算出的長(zhǎng)度之間的差就相應(yīng)于熔渣的厚度。
[0033]更好地，附加檢測(cè)裝置包括一個(gè)激勵(lì)線(xiàn)圈和兩個(gè)電磁耦合到激勵(lì)線(xiàn)圈的接收線(xiàn)圈，激勵(lì)線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈被用于讓金屬絲穿過(guò)，這樣測(cè)量接收線(xiàn)圈內(nèi)感應(yīng)的電壓能夠檢測(cè)出自由端的路徑，并且測(cè)量激勵(lì)線(xiàn)圈的阻抗能夠檢測(cè)金屬絲出現(xiàn)與否。
[0034]這樣，當(dāng)金屬絲被再次升高時(shí)，附加檢測(cè)裝置檢測(cè)在其軌跡的預(yù)定點(diǎn)上的自由端的路徑，以及金屬絲在第二檢測(cè)裝置中出現(xiàn)與否。從而控制裝置控制饋送裝置的停止，以便停止金屬絲的行進(jìn)。
[0035]有利的是，附件檢測(cè)裝置被布置在導(dǎo)向臂的內(nèi)部，并且測(cè)量裝置位于附加檢測(cè)裝置的上游。
[0036]本發(fā)明的主題還包括一種包括鑄模的鑄造機(jī)，該鑄模包括限定出能夠接收液態(tài)金屬的鑄造空間的側(cè)壁，其特征在于，鑄造機(jī)還包括具有上述特征的設(shè)備。
[0037]本發(fā)明的主題還包括如所附權(quán)利要求書(shū)中描述的、用于測(cè)量容納于冶金容器內(nèi)的液態(tài)金屬的表面上的熔渣的厚度的方法。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0038]本發(fā)明的這些特征和其他特征將會(huì)從下面參考所附的附圖描述的特定實(shí)施例中清楚地顯現(xiàn)，該實(shí)施例以非限制性示例給出，其中:
[0039]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的鑄造機(jī)的局部橫截面示意圖，
[0040]-圖2是根據(jù)特定實(shí)施例的測(cè)量熔渣厚度的自動(dòng)設(shè)備的從上面看的透視圖，
[0041]-圖3是根據(jù)特定實(shí)施例的測(cè)量熔渣厚度的自動(dòng)設(shè)備的透視圖，殼體的頂部已被移除，
[0042]-圖4是根據(jù)特定實(shí)施例的測(cè)量熔渣厚度的自動(dòng)設(shè)備的從上面看的局部部件分解透視圖，
[0043]-圖5是根據(jù)特定實(shí)施例的測(cè)量熔渣厚度的自動(dòng)設(shè)備的附加檢測(cè)裝置的橫截面示意圖，
[0044]-圖6是根據(jù)特定實(shí)施例的測(cè)量熔渣厚度的自動(dòng)設(shè)備的透視圖，
[0045]-圖7是根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的測(cè)量熔渣厚度的自動(dòng)設(shè)備的平面圖，殼體的一部分已被移除。
【具體實(shí)施方式】
[0046]在圖1中部分示出的鑄造機(jī)1，包括冶金容器，在這里是鑄模2，特別是連鑄類(lèi)型的，和可以在圖1至圖4，和圖6以及圖7中看到的設(shè)備10，該設(shè)備使得能夠自動(dòng)測(cè)量熔渣3的厚度，該熔渣3是通過(guò)熔融粉末狀態(tài)下的鑄造粉末30而得到，鑄造粉末30位于容納在鑄模2內(nèi)的液態(tài)金屬4 (例如，鋼液)的表面上。照慣例，鑄模2包括頂壁5和限定出鑄造空間7以接收液態(tài)金屬4的至少一個(gè)側(cè)壁6，以及用于容納例如水的冷卻液體9，以冷卻鑄模2的側(cè)壁6的冷卻室8。冷卻室8通常繞鑄造空間7設(shè)置。側(cè)壁6通常是由例如銅的導(dǎo)熱材料制造。設(shè)備10有利地靠在鑄模2的頂壁5上。
[0047]可以在圖2中看到的用于測(cè)量熔渣3的厚度的設(shè)備10包括殼體11和用于支承殼體11的裝置，例如三個(gè)支腳12，從而使支撐殼體11成為可能。設(shè)備10還包括金屬絲13。有利的是，金屬絲13包括銅或黃銅。它可以具有1.5毫米的直徑。金屬絲13具有將被浸入熔渣3的自由端14。
[0048]設(shè)備10包括饋送金屬絲13的裝置，以能夠根據(jù)預(yù)定的軌跡移動(dòng)它，從而把金屬絲13的自由端14垂直地浸入熔渣3。如在圖3中可以看到的，饋送裝置包括由齒輪電機(jī)16的輸出軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給輥15。根據(jù)齒輪電機(jī)16的輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向，金屬絲13的自由端14被引導(dǎo)為朝向液態(tài)金屬4，或者，從那里移開(kāi)，二者擇一。金屬絲13的位移速度可以是150毫米/秒的數(shù)量級(jí)。
[0049]饋送裝置還包括用于引導(dǎo)金屬絲13的裝置，使得能夠保持它靠著進(jìn)給輥15。在圖3的示例中，這些引導(dǎo)裝置包括多個(gè)安裝在殼體11上旋轉(zhuǎn)的輥17。輥17被布置在進(jìn)給輥15同心的圓弧上。
[0050]固定在殼體11上的中空導(dǎo)向臂18，使得可以在殼體11的外側(cè)繼續(xù)對(duì)金屬絲13的引導(dǎo)，以便將其直接放置在液態(tài)金屬4的上方。導(dǎo)向臂18有利地包括在導(dǎo)向臂18的內(nèi)部允許，例如空氣或氮?dú)膺@樣的冷卻劑通過(guò)的孔口 18a，以便冷卻出現(xiàn)于導(dǎo)向臂18內(nèi)的元件，這些元件由于靠近液態(tài)金屬4而遭受高溫。導(dǎo)向臂18可以測(cè)量從30厘米至I米的范圍。在圖3中，導(dǎo)向臂18被示出為透明的。[0051]設(shè)備10還包括能夠測(cè)量自由端14從它軌跡上的預(yù)定點(diǎn)位移經(jīng)過(guò)的距離的測(cè)量裝置。測(cè)量裝置包括光學(xué)編碼器19。如在圖4中可以看到的，光學(xué)編碼器19固定在殼體11下面。在不同附圖的實(shí)施例中，光學(xué)編碼器19放置在導(dǎo)向臂18和進(jìn)給輥15之間。照慣例，光學(xué)編碼器19包括輪27，自由旋轉(zhuǎn)，這能在圖6和圖7中看到，部分地放置在金屬絲13的軌跡的預(yù)定點(diǎn)的水平面，這樣輪27就通過(guò)金屬絲13的位移而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。安裝為自由旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)臃胖迷诳拷鲚?7處，以便保持金屬絲被壓靠到輪27。計(jì)數(shù)器使得能夠確定輪27在金屬絲13的位移期間的角行程。由于輪27的直徑是已知的，因此從其推斷出金屬絲13經(jīng)過(guò)的距離是可能的。
[0052]設(shè)備10包括用于控制齒輪電機(jī)16的操作的控制裝置，從而使得能夠自動(dòng)測(cè)量熔渣3的厚度。為此目的，控制裝置包括檢測(cè)裝置以及附加檢測(cè)裝置，檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)自由端14和液態(tài)金屬4的表面之間的接觸，附加檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)金屬絲13的出現(xiàn)與否，并能夠檢測(cè)自由端14在其軌跡的預(yù)定點(diǎn)上的的路徑。
[0053]檢測(cè)裝置包括電路，這可以在圖1中看到，尤其是由殼體11、金屬絲13和支腳12形成。事實(shí)上，殼體11被電施加第一電勢(shì)VI。金屬絲13也被施加該第一電勢(shì)VI,因?yàn)榻饘俳z13電連接到殼體11。而且，支腳12，與殼體11電絕緣，被施加第二電勢(shì)V2。當(dāng)設(shè)備10通過(guò)支腳12被擱在鑄模2上時(shí)，該電路通過(guò)鑄模2完成，鑄模2由于與支腳12的接觸被施加第二電勢(shì)V2，還通過(guò)容納在鑄模2內(nèi)的液態(tài)金屬4，它也正因?yàn)榇硕皇┘拥诙妱?shì)V2。第一電勢(shì)Vl和第二電勢(shì)V2是不同的。電路的操作將在下文詳述。
[0054]附加檢測(cè)裝置包括一個(gè)激勵(lì)線(xiàn)圈20和兩個(gè)電磁耦合到激勵(lì)線(xiàn)圈20的接收線(xiàn)圈21。如圖5所示，激勵(lì)線(xiàn)圈20和接收線(xiàn)圈21被用于由金屬絲13穿過(guò)。
[0055]激勵(lì)線(xiàn)圈20被組織為布置在接收線(xiàn)圈21之間。由激勵(lì)線(xiàn)圈20和接收線(xiàn)圈21的組成的組件26被放置在金屬絲13的軌跡上，在殼體11的外側(cè)，優(yōu)選在引導(dǎo)臂18內(nèi)，相對(duì)于光學(xué)編碼器19的下游。激勵(lì)線(xiàn)圈20連接到電源(未示出)以使激勵(lì)線(xiàn)圈20能夠產(chǎn)生穿過(guò)接收線(xiàn)圈21的電磁場(chǎng)。接收線(xiàn)圈21的布置以及它們各自的尺寸是相適應(yīng)的，以使由激勵(lì)線(xiàn)圈20穿過(guò)每個(gè)接收線(xiàn)圈21產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通量，在沒(méi)有任何由激勵(lì)線(xiàn)圈20內(nèi)的金屬絲13的位移引起的干擾時(shí)，是相同的。附加檢測(cè)裝置還與計(jì)算單元協(xié)作，該單元被設(shè)計(jì)依據(jù)接收線(xiàn)圈21感應(yīng)出的電壓之差和通過(guò)激勵(lì)線(xiàn)圈20的阻抗的測(cè)量得到的激勵(lì)線(xiàn)圈20內(nèi)的金屬絲13的出現(xiàn)與否之間關(guān)系的函數(shù)，來(lái)推斷自由端14的路徑。
[0056]控制裝置與遠(yuǎn)程處理電子設(shè)備(未示出)協(xié)作，該電子設(shè)備能夠根據(jù)由第一和第二檢測(cè)裝置提供的信息管理齒輪電機(jī)16的操作，還包括上述計(jì)算單元，計(jì)算單元也使得能夠基于光學(xué)編碼器19提供的信息計(jì)算自由端14位移所經(jīng)過(guò)的距離。
[0057]設(shè)備10可以包括用于將金屬絲13收納在殼體11內(nèi)的裝置，例如卷筒22。卷筒22自由旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體11上。金屬絲13至少部分地卷繞在卷筒22上。當(dāng)齒輪電機(jī)16通過(guò)進(jìn)給輥15饋送時(shí)，金屬絲13的位移使其浸入熔渣3，金屬絲從卷筒22上退繞。樞接安裝在殼體11上的臂23，設(shè)置有返回裝置，例如牽引彈簧29，以及剎車(chē)24，其可以設(shè)置為保持金屬絲13的卷繞在卷筒22上的部分永久與其接觸。如在圖3中可以看到的，剎車(chē)樞接安裝到臂23的一端，并靠在金屬絲13卷繞在卷筒22的部分上。
[0058]更好地，用于檢測(cè)金屬絲13的出現(xiàn)的裝置布置在進(jìn)給輥15和卷筒22之間。這些檢測(cè)裝置包括，例如，接觸器25。這樣，當(dāng)金屬絲13全部退繞、卷筒22空了時(shí)，接觸器25使得能夠檢測(cè)金屬絲13的末端的路徑。這使得可以知道什么時(shí)候有必要用新的金屬絲13更換已經(jīng)大部分消耗掉的金屬絲13。
[0059]如在圖3中可以看到的，設(shè)備10可以包括引導(dǎo)部件28a，28b和28c，它們使得能夠限定金屬絲13的軌跡。特別是，導(dǎo)向部件28a能夠確保金屬絲13垂直浸入熔渣3。
[0060]迄今所描述的設(shè)備10的操作如下。
[0061]在作為示例給出的初始配置中，金屬絲13的自由端14位于激勵(lì)線(xiàn)圈20和進(jìn)給輥15之間?？刂蒲b置啟動(dòng)測(cè)量熔渣3的厚度的一個(gè)周期的開(kāi)始，理想的是周期性的。為此目的，齒輪電機(jī)16旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給輥15，從而將卷繞到卷筒22上的金屬絲13部分地退繞。這還具有使自由端14，特別在導(dǎo)向臂18內(nèi)部的，朝向激勵(lì)線(xiàn)圈20移動(dòng)的效果。當(dāng)自由端14到達(dá)激勵(lì)線(xiàn)圈20的中間，后者觸發(fā)測(cè)量參數(shù)的重置。金屬絲13的位移驅(qū)動(dòng)光學(xué)編碼器19的輪27的旋轉(zhuǎn)。一旦參數(shù)已被重置，也就是說(shuō)，當(dāng)自由端到達(dá)激勵(lì)線(xiàn)圈20的中間時(shí)，自由端14經(jīng)過(guò)的距離通過(guò)光學(xué)編碼器19的輪27的角行程計(jì)算出來(lái)。一旦出了引導(dǎo)臂18，自由端14由彎曲的導(dǎo)向部件28a引導(dǎo)，從而垂直地浸入熔渣3。
[0062]金屬絲13的自由端14通過(guò)殼體11被連續(xù)地連接和施加電勢(shì)VI。液態(tài)金屬的表面通過(guò)鑄模2和與鑄模2接觸的支腳12被施加第二電勢(shì)V2。這樣，當(dāng)自由端14與液態(tài)金屬4相距一段距離時(shí)，由殼體11、金屬絲13、液態(tài)金屬4、鑄模2和支腳12形成的電路是斷開(kāi)的。
[0063]當(dāng)自由端14浸入熔渣3時(shí)，電路保持?jǐn)嚅_(kāi)，因?yàn)槿墼?是電絕緣的。另一方面，只要自由端14到達(dá)與液態(tài)金屬4的表面接觸時(shí)，電路就閉合。第一電勢(shì)Vl等于第二電勢(shì)V2。這個(gè)信號(hào)允許由處理電子設(shè)備檢測(cè)自由端14和液態(tài)金屬4的表面之間的接觸。控制裝置從而控制齒輪電機(jī)16的停止。但是，由于有一定的機(jī)械慣性，金屬絲13在剛命令停止齒輪電機(jī)16后趨于小幅繼續(xù)其行程。這樣，金屬絲13的一部分仍然會(huì)浸入液態(tài)金屬4。如果沒(méi)有考慮到這點(diǎn)，熔渣3的厚度的測(cè)量可能是錯(cuò)誤的。而且，自由端14從其與液態(tài)金屬4的表面接觸的瞬間到其完全固定的瞬間經(jīng)過(guò)的距離是確定的，特別是被光學(xué)編碼器19確定。這個(gè)距離將在計(jì)算熔渣3的厚度時(shí)被考慮進(jìn)去。
[0064]一旦金屬絲13被固定在這個(gè)位置上，光學(xué)編碼器19的輪27就停止旋轉(zhuǎn)。
[0065]設(shè)置例如I至2秒的時(shí)間延遲來(lái)將金屬絲13保持在這個(gè)位置上，以使得其浸沒(méi)在熔渣3中的部分熔化。因此，在金屬絲13的這部分熔化后，自由端14位于與熔渣3的頂面相同的水平面上。
[0066]一旦這個(gè)時(shí)間已經(jīng)過(guò)去，控制裝置重新激活齒輪電機(jī)16，該電機(jī)通過(guò)進(jìn)給輥15朝與金屬絲13位移的位移前進(jìn)方向相反的方向驅(qū)動(dòng)。然后自由端14移動(dòng)離開(kāi)熔渣3并移向?qū)虮?8的輸出孔口 18b。通過(guò)被移位，金屬絲13使光學(xué)編碼器19的輪27再次旋轉(zhuǎn)，但這次沿另一方向。輪27的角行程能夠計(jì)算自由端14從熔渣處到其在激勵(lì)線(xiàn)圈20中間的路徑處所經(jīng)過(guò)的距離。在自由端14已經(jīng)被附加檢測(cè)裝置檢測(cè)后，控制裝置控制齒輪電機(jī)16的停止。金屬絲13被固定。
[0067]因?yàn)榻饘俳z13在熔渣3內(nèi)的部分的熔化，金屬絲13在測(cè)量周期的過(guò)程中已經(jīng)變短。因此光學(xué)編碼器19的輪27完成的角行程就出現(xiàn)差異。由于輪27的直徑是已知的，角行程中的這個(gè)差異就等于與自由端14在其與液態(tài)金屬4的表面接觸之前和之后所經(jīng)過(guò)的距離上的差異相應(yīng)的長(zhǎng)度。這個(gè)差異是由于金屬絲13的變短。因此，它對(duì)應(yīng)于熔渣3的厚度(一旦已經(jīng)考慮浸入液態(tài)金屬4并在其內(nèi)熔化的金屬絲13的長(zhǎng)度)。
[0068]因此，本發(fā)明使得能夠自動(dòng)地和周期性地測(cè)量容納在鑄模2中的液態(tài)金屬4的表面上的熔渣3的厚度。
[0069]顯然，本發(fā)明決不局限于上述實(shí)施例，該實(shí)施例僅僅作為示例給出。變形仍然是可能的，特別是從設(shè)備10的各種元件的構(gòu)造的角度，或通過(guò)替代技術(shù)等同物，而不以任何方式脫離本發(fā)明的框架。
【權(quán)利要求】
1.自動(dòng)設(shè)備(10)，將用于測(cè)量容納于冶金容器內(nèi)的液態(tài)金屬(4)的表面上的熔渣(3)的厚度，該設(shè)備(10)包括: -由導(dǎo)電材料制成的，能夠在熔渣的溫度的熱效應(yīng)下消除的金屬絲(13)，該金屬絲(13)包括要被浸入到熔渣(3)的自由端(14)， -用于饋送金屬絲(13)的裝置，其能夠根據(jù)預(yù)定的軌跡移動(dòng)金屬絲(13)以使得它的自由端(14)垂直浸入到熔渣(3)， -測(cè)量裝置，當(dāng)金屬絲(13)在饋送裝置的作用下位移時(shí)，該測(cè)量裝置能夠測(cè)量金屬絲(13)的自由端(14)在兩個(gè)預(yù)定事件之間的時(shí)間間隔期間所經(jīng)過(guò)的距離，以及 -用于控制所述饋送裝置的裝置，該控制裝置包括檢測(cè)裝置，能夠檢測(cè)出自由端(14)和液態(tài)金屬(4)的表面之間的接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(10)，其中測(cè)量裝置包括光學(xué)編碼器(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備(10)，其中設(shè)備(10)包括電連接到金屬絲(13)的殼體(11)，殼體(11)被施加第一電勢(shì)(VI)，以及使殼體(11)能夠靠在冶金容器上的支撐裝置，所述支撐裝置與殼體(11)電絕緣并被施加與第一電勢(shì)(Vl)不同的第二電勢(shì)(V2)，從而當(dāng)支撐裝置與冶金容器接觸時(shí)，使得殼體(11)、金屬絲(13)和支撐裝置形成要被呈現(xiàn)的電路，在斷開(kāi)運(yùn)行狀態(tài)中，自由端(14)位于與液態(tài)金屬(4)相隔一段距離處，在閉合運(yùn)行狀態(tài)中，自由端(14)與液態(tài)金屬⑷接觸，其中檢測(cè)裝置包括由殼體(11)、金屬絲(13)和支撐裝置形成的電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的設(shè)備(10)，其中，饋送裝置包括齒輪電機(jī)(16)，其輸出軸被連接到進(jìn)給輥(15)，該輥通過(guò)齒輪電機(jī)(16)而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，以及用于引導(dǎo)金屬絲(13)的裝置，使得能夠在金屬絲(13)被移動(dòng)時(shí)將它保持為與進(jìn)給輥(15)接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備(10)，其中，引導(dǎo)裝置包括多個(gè)自由旋轉(zhuǎn)且布置在與進(jìn)給輥(15)同心的圓弧上的輥(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的設(shè)備(10)，其中，設(shè)備(10)包括用于收納金屬絲(13)的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備(10)，其中，收納裝置包括卷筒(22)以及用于推壓金屬絲(13)使其抵靠卷筒(22)的裝置，金屬絲(13)至少部分地卷繞在卷筒(22)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備(10)，其中，壓靠裝置包括設(shè)置有返回裝置和剎車(chē)(24)的樞轉(zhuǎn)臂(23)，剎車(chē)(24)被用來(lái)在返回裝置的作用下接觸到卷繞到卷筒(22)上的金屬絲(13)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的設(shè)備(10)，其中設(shè)備(10)包括用于檢測(cè)金屬絲(13)在其位于收納裝置和饋送裝置之間的軌跡上的一個(gè)點(diǎn)處出現(xiàn)與否的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的設(shè)備(10)，其中設(shè)備(10)包括設(shè)置有輸出孔口(18b)的導(dǎo)向臂(18)，該孔口用于金屬絲(13)的穿過(guò)，導(dǎo)向臂(18)使得能夠?qū)⒔饘俳z(13)引到液態(tài)金屬(4)的正上方使其垂直浸入其中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的設(shè)備(10)，其中金屬絲(13)具有850和1200°C之間的熔化溫度，并且由例如包括銅或黃銅的材料構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的設(shè)備(10)，其中，用于控制饋送裝置的裝置包括附加檢測(cè)裝置，能夠檢測(cè)自由端(14)的路徑以及金屬絲(13)在其軌跡的預(yù)定點(diǎn)上出現(xiàn)與否。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，附加檢測(cè)裝置包括一個(gè)激勵(lì)線(xiàn)圈(20)和兩個(gè)電磁耦合到激勵(lì)線(xiàn)圈(20)的接收線(xiàn)圈(21)，激勵(lì)線(xiàn)圈(20)和接收線(xiàn)圈(21)被用于讓金屬絲(13)穿過(guò)，這樣測(cè)量接收線(xiàn)圈(21)內(nèi)感應(yīng)的電壓能夠檢測(cè)出自由端(14)的路徑，測(cè)量激勵(lì)線(xiàn)圈(20)的阻抗能夠檢測(cè)金屬絲(13)的出現(xiàn)與否。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其中，附加檢測(cè)裝置被布置在導(dǎo)向臂(18)的內(nèi)部，并且測(cè)量裝置位于附加檢測(cè)裝置的上游。
15.包括鑄模(2)的鑄造機(jī)(I)，該鑄模包括限定出能夠接收液態(tài)金屬(4)的鑄造空間(7)的側(cè)壁(6)，其特征在于，鑄造機(jī)(I)還包括根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述的設(shè)備(10)。
16.用于測(cè)量容納于冶金容器(2)內(nèi)的液態(tài)金屬(4)的表面上的熔渣(3)的厚度的方法，包括以下步驟: -根據(jù)預(yù)定的軌跡饋送金屬絲(13)，使得它的自由端(14)垂直浸入熔渣(3)； -檢測(cè)金屬絲(13)的自由端(14)在其軌跡的預(yù)定點(diǎn)上的路徑，觸發(fā)能夠測(cè)量金屬絲(13)的自由端(14)行進(jìn)的距離的測(cè)量裝置； -檢測(cè)金屬絲(13)的自由端(14)與液態(tài)金屬⑷的表面之間的接觸，并停止饋送金屬絲(13)的裝置； -固定金屬絲(13) —預(yù)定的時(shí)間，該時(shí)間足以使金屬絲(13)浸入熔渣(3)的部分被消除； -沿同一預(yù)定軌跡的相反方向饋送金屬絲(13)； -在其軌跡的同一預(yù)定點(diǎn)處檢測(cè)金屬絲(13)的自由端(14)的路徑，并讀取金屬絲(13)的自由端(14)行進(jìn)的距離。
17.用于測(cè)量容納于冶金容器(2)內(nèi)的液態(tài)金屬(4)的表面上的熔渣(3)的厚度的方法，包括以下步驟: -根據(jù)預(yù)定的軌跡饋送金屬絲(13)，使得它的自由端(14)垂直浸入熔渣(3)； -檢測(cè)金屬絲(13)的自由端(14)與液態(tài)金屬⑷的表面之間的接觸，停止饋送金屬絲(13)的裝置，并觸發(fā)能夠測(cè)量金屬絲(13)的自由端(14)行進(jìn)的距離的測(cè)量裝置； -固定金屬絲(13) —預(yù)定的時(shí)間，該時(shí)間足以使金屬絲(13)浸入熔渣(3)的部分被消除； -根據(jù)預(yù)定軌跡饋送金屬絲(13)，以使其新的自由端(14)垂直浸入到熔渣(3)；-檢測(cè)金屬絲(13)的新自由端(14)和液態(tài)金屬(4)的表面之間的接觸，停止饋送金屬絲(13)的裝置，并讀取金屬絲(13)的自由端(14)行進(jìn)的距離。
【文檔編號(hào)】G01B21/08GK103747893SQ201280034531
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月16日
【發(fā)明者】米歇爾·迪斯得, 法比恩·德讓 申請(qǐng)人:阿弗米斯股份有限公司