專利名稱：采用熔化金屬高度計(jì)的連續(xù)澆鑄設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及當(dāng)熔化金屬被連續(xù)澆鑄時(shí)測(cè)量?jī)A注到模中的熔化金屬的液面高度的方法。另外，本發(fā)明還涉及采用這種方法的一種連續(xù)澆鑄設(shè)備。
一般地，當(dāng)熔化金屬被連續(xù)澆鑄時(shí)，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(gè)固化殼之間，而該固化殼是借助模壁與固化殼之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而以一個(gè)預(yù)定速率被拉出。固化殼的一個(gè)彎月形部分和固化殼的一個(gè)端部在當(dāng)熔化金屬流入模壁與固化殼之間時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)壓力的作用下而發(fā)生變形。這種變形以模子的給定的振蕩周期重復(fù)發(fā)生。因此，在澆鑄的坯件的表面上形成了被稱為振蕩標(biāo)記的周期性皺紋。當(dāng)皺紋的深度較大時(shí)，在澆鑄的坯件的表面上會(huì)產(chǎn)生缺陷。根據(jù)鋼的類型，只有特定的元素在振蕩標(biāo)記的底部上被分離，或者產(chǎn)生了大量的吹孔且金屬中的雜質(zhì)含量增大，從而降低了產(chǎn)量。
另一方面，當(dāng)橫截面積小的澆鑄鋼坯或澆鑄鋼錠被連續(xù)地澆鑄時(shí)，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(jù)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(guī)則的振蕩標(biāo)記。因此，連續(xù)澆鑄工作的穩(wěn)定性和澆鑄鋼錠的質(zhì)量比其中采用粉末的方法的要低。
關(guān)于控制初始固化的方法，日本專利未審查公開(kāi)(Kokai)第52-32824號(hào)公布了以下的技術(shù)。在其中熔化金屬與潤(rùn)滑劑一起被傾注到水冷卻周期振蕩的模子中并被連續(xù)地向下拉出的連續(xù)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(xù)提供給該電磁線圈，從而形成了一個(gè)交變的磁場(chǎng)。該交變磁場(chǎng)所產(chǎn)生的一個(gè)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(fā)生彎曲，從而使?jié)茶T的坯件的表面特性發(fā)生改善。進(jìn)一步地，日本未審查專利公開(kāi)(Kokai)第64-83348號(hào)公布了以下的技術(shù)。當(dāng)電磁力被電磁線圈加到模子中的熔化金屬上時(shí)，以脈沖的形式提供了一種交變磁場(chǎng)。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?jié)茶T件的表面特性能夠得到進(jìn)一步的改善。進(jìn)一步地，國(guó)內(nèi)再公開(kāi)的PCT國(guó)際公開(kāi)第8-805926號(hào)公布了以下形成連續(xù)澆鑄方法。為了提供一個(gè)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(dāng)模子的頻率(fm)和交變磁場(chǎng)的頻率(fp)被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，以滿足表達(dá)式0.69≤ln(fp/fm)≤9.9，其中l(wèi)n是一個(gè)常數(shù)，彎月形部分被穩(wěn)定地產(chǎn)生，且澆鑄的坯件的表面特性能夠得到進(jìn)一步穩(wěn)定。
關(guān)于熔化金屬的液面的檢測(cè)方法，已經(jīng)開(kāi)發(fā)和實(shí)施了各種方法。用于檢測(cè)熔化金屬的液面的方法的例子有一種傳統(tǒng)的方法，其中采用了一個(gè)浮漂；光學(xué)方法(光電轉(zhuǎn)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(yīng)法。進(jìn)一步地，如日本未審查專利公開(kāi)(Kokai)第3-122526、3-138536、4-187355和4-238661中公布的，開(kāi)發(fā)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(cè)量。日本未審查專利公開(kāi)(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(gè)部分，并由多個(gè)檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)量，且當(dāng)這些檢測(cè)器被改變時(shí)，熔化金屬的液面能夠得到連續(xù)的測(cè)量。
然而，當(dāng)上述現(xiàn)有技術(shù)被實(shí)際應(yīng)用到其中包含了電磁感應(yīng)加熱裝置的連續(xù)澆鑄設(shè)備時(shí)，不可能準(zhǔn)確地檢測(cè)模子中的熔化金屬的表面液面高度。當(dāng)熔化金屬表面液面高度的檢測(cè)精度降低時(shí)，難于控制熔化金屬表面液面高度。因此，難于穩(wěn)定地形成熔化金屬的彎月形液面。其結(jié)果，澆鑄的坯件的表面特性惡化了。
另一方面，作為用于連續(xù)澆鑄設(shè)備的熔化金屬表面液面高度檢測(cè)裝置，經(jīng)常采用一種渦流型熔化金屬表面液面高度測(cè)量計(jì)，其中如上所述地應(yīng)用了由交變磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。除了上述渦流式熔化金屬表面液面高度測(cè)量計(jì)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(cè)器的方法。然而，從改善測(cè)量精度和響應(yīng)特性的觀點(diǎn)看，渦流式檢測(cè)器是最好的檢測(cè)器。因此，渦流式檢測(cè)器在連續(xù)澆鑄中得到了廣泛采用。然而，只要在連續(xù)澆鑄設(shè)備中采用了電磁線圈，電磁線圈所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)就作為噪聲作用在渦流式熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器上。因此，不可能準(zhǔn)確檢測(cè)熔化金屬表面液面高度，且進(jìn)一步地測(cè)量精度惡化了，這是一個(gè)很大的問(wèn)題。以下具體描述該問(wèn)題。例如，當(dāng)渦流式檢測(cè)器被用在其中強(qiáng)度不小于1000高斯且頻率為200Hz的連續(xù)電磁感應(yīng)澆鑄的磁場(chǎng)中時(shí)，信號(hào)輸出電壓達(dá)到飽和，且進(jìn)行測(cè)量是不可能的。在脈沖電磁感應(yīng)澆鑄的磁場(chǎng)中，信號(hào)輸出電壓在磁場(chǎng)被接通時(shí)達(dá)到飽和。因此，在這種飽和條件下不可能測(cè)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(cè)量中是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人對(duì)以下的方面給予了極大的注意。在其中通過(guò)產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)而對(duì)澆鑄的坯件的表面特性進(jìn)行改善的連續(xù)澆鑄設(shè)備中，一種高強(qiáng)度噪聲在其中提供脈沖(磁場(chǎng)被接通)的時(shí)期里作用在渦流式熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器上，然而，噪聲在其中脈沖中斷(磁場(chǎng)被關(guān)斷)的時(shí)期里幾乎不作用在渦流式熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器上。從以上觀點(diǎn)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以下方面。其中磁場(chǎng)被接通的時(shí)期以及其中磁場(chǎng)被關(guān)斷的時(shí)期是周期地重復(fù)的并被輸入到渦流式熔化金屬表面液面高度測(cè)量計(jì)或模子內(nèi)裝式液面高度計(jì)的信號(hào)處理裝置中。在此信號(hào)處理裝置中，熔化金屬表面液面高度只在其中磁場(chǎng)被關(guān)斷的時(shí)期得到檢測(cè)，且熔化金屬表面液面高度在其中磁場(chǎng)被接通的時(shí)期里不被檢測(cè)。由于前述原因，就可以穩(wěn)定而準(zhǔn)確地檢測(cè)熔化金屬表面液面高度，而不會(huì)受到電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)噪聲的影響。本發(fā)明的要點(diǎn)概述如下(1)一種用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，包括一個(gè)電磁線圈，它以這樣的方式被設(shè)置在一個(gè)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(gè)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(gè)檢測(cè)器系統(tǒng)，用于檢測(cè)熔化金屬的表面；以及一個(gè)介質(zhì)，用于在其中電源單元所周期地產(chǎn)生的單相電流的根均方值高的情況下向檢測(cè)器系統(tǒng)發(fā)送信息且在其中電源單元周期產(chǎn)生的單相電流的根均方值低的情況下向檢測(cè)器系統(tǒng)發(fā)送信息。
(2)根據(jù)(1)項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中檢測(cè)器系統(tǒng)所產(chǎn)生的熔化金屬表面液面高度的值是由用于進(jìn)行發(fā)送的介質(zhì)的信息確定的。
(3)根據(jù)(1)或(2)項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中檢測(cè)器系統(tǒng)所產(chǎn)生的熔化金屬表面液面高度的值只當(dāng)一個(gè)單相交流電流低時(shí)被作為用于進(jìn)行發(fā)送的介質(zhì)的信息而得到輸出。
(4)根據(jù)(1)至(3)項(xiàng)中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中用于進(jìn)行發(fā)送的介質(zhì)是電信號(hào)導(dǎo)線。
(5)根據(jù)(1)至(4)項(xiàng)中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，該檢測(cè)器系統(tǒng)包括一個(gè)初級(jí)信號(hào)發(fā)生裝置；一個(gè)初級(jí)檢測(cè)器線圈，用于從初級(jí)信號(hào)的電流產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)；一個(gè)次級(jí)檢測(cè)器線圈，用于當(dāng)次級(jí)檢測(cè)器線圈跨過(guò)電磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)電壓；以及一個(gè)次級(jí)信號(hào)處理裝置，用于處理次級(jí)檢測(cè)器線圈產(chǎn)生的次級(jí)電壓信號(hào)。
(6)根據(jù)(1)至(5)項(xiàng)中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中初級(jí)信號(hào)處理裝置的輸出根據(jù)用于進(jìn)行發(fā)送的介質(zhì)的信息而被接通和關(guān)斷。
(7)根據(jù)(1)至(5)項(xiàng)中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中次級(jí)信號(hào)處理裝置的輸出被接通和關(guān)斷。
(8)根據(jù)(1)至(7)項(xiàng)中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中當(dāng)電磁線圈的單相交流電流的強(qiáng)度低時(shí)電源單元的輸出為零。
(9)根據(jù)(1)至(8)項(xiàng)中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中一個(gè)周期T0為30≤T0≤300(ms)，其中T0是在電磁線圈的單相交流電流的強(qiáng)度高和低的情況下的一個(gè)周期，且單相交流電流的一個(gè)周期f為60≤f≤400(Hz)。


圖1是設(shè)置圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于連續(xù)澆鑄的熔化金屬表面液面高度測(cè)量計(jì)的輪廓。
圖2顯示了波形，其中(a)顯示了電磁發(fā)生裝置的電磁線圈的電流波形，且(b)顯示了屏蔽的波形。
圖3(a)顯示了頻率與電流之間的關(guān)系。
圖3(b)顯示了電流的接通/關(guān)斷的間距(T0)與澆鑄的坯件的表面粗糙度之間的關(guān)系。
圖4是流程圖，顯示了進(jìn)行本發(fā)明的連續(xù)澆鑄定時(shí)器的操作過(guò)程。
圖5顯示了連續(xù)澆鑄設(shè)備中用于澆鑄熔化金屬以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的熔化金屬表面液面高度控制單元的總體設(shè)置。
圖6是框圖，顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中采用的一種滑模裝置的設(shè)置，其中顯示了模MD的縱向截面；圖7是框圖，顯示了圖6顯示的電源電路的設(shè)置。
圖8是時(shí)序圖，按照時(shí)間順序顯示了至圖7顯示的電源電路的輸入U(xiǎn)s、Vs、Ws，并按照時(shí)間順序顯示了電輸出控制信號(hào)Su、Sv、Sw。
圖9是框圖，顯示了在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中采用的另一種滑模裝置的電源電路的設(shè)置。
圖10是時(shí)序圖，按照時(shí)間順序顯示了至圖9顯示的電源電路的輸入U(xiǎn)s、Vs、Ws，并按照時(shí)間順序顯示了輸出電壓U、V、W的改變。
以下結(jié)合附圖所示本發(fā)明的概況描述本發(fā)明。
圖1是設(shè)置圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于連續(xù)澆鑄的熔化金屬表面液面高度測(cè)量計(jì)的輪廓。在圖1中，在一個(gè)模子1的外側(cè)周邊上與模子1中的熔化金屬2的表面3相應(yīng)的位置處，設(shè)置了一個(gè)磁發(fā)生器4。模子1中的熔化金屬2受到磁發(fā)生器4產(chǎn)生的交流電流的激勵(lì)，即在熔化金屬2中造成了對(duì)流。在熔化金屬2的表面3的正上方，設(shè)置了一個(gè)熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器5，用于測(cè)量熔化金屬表面液面高度。通常，采用內(nèi)裝在模子中的液面高度計(jì)或渦流式液面高度計(jì)作為熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器5。這種熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器5由初級(jí)線圈7和次級(jí)線圈8構(gòu)成—這些線圈與熔化金屬表面平行地設(shè)置，且在初級(jí)線圈7與次級(jí)線圈8之間設(shè)置了一塊鐵磁物6。當(dāng)在上述條件下用熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器5測(cè)量熔化金屬表面液面高度時(shí)，可能會(huì)遇到以下問(wèn)題。只要采用電磁線圈，在設(shè)置電磁發(fā)生器4中的電磁線圈所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)就會(huì)作為噪聲而作用在熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器5上。因此，不可能準(zhǔn)確地檢測(cè)熔化金屬表面液面高度，且測(cè)量精度惡化了。
為了除去上述噪聲并穩(wěn)定地測(cè)量熔化金屬表面液面高度，本發(fā)明人采取了以下應(yīng)付措施。如圖2所示，電源單元產(chǎn)生的電流具有經(jīng)電磁線圈而在接通與關(guān)斷之間周期性地改變的波形。在接通狀態(tài)下，電磁線圈產(chǎn)生出交變磁場(chǎng)，且在關(guān)斷狀態(tài)下沒(méi)有交變磁場(chǎng)產(chǎn)生。本發(fā)明人注意到上述現(xiàn)象。因此，決定以接通和關(guān)斷的方式操作電磁發(fā)生器4。根據(jù)電磁發(fā)生器4的接通和關(guān)斷方式進(jìn)行的操作，通/斷如(b)所示地以彼此平行的方式進(jìn)行，即在電磁發(fā)生器4的接通狀態(tài)下，進(jìn)行屏蔽；且只在電磁發(fā)生器4的關(guān)斷狀態(tài)下，熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器5產(chǎn)生的信號(hào)得到處理以測(cè)量熔化金屬表面液面高度。即，一個(gè)電流被周期地提供給電磁發(fā)生器4中的電磁線圈。雖然該電流較好地是在電磁線圈的電流被接通時(shí)得到提供，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向在正常與相反方向之間改變。提供了任意數(shù)目的周期，其中電流被關(guān)斷。隨后，周期性的電流提供被重復(fù)進(jìn)行。只在關(guān)斷的時(shí)期里，渦流式液面高度計(jì)或內(nèi)裝在模子中的液面高度計(jì)進(jìn)行熔化金屬表面液面高度測(cè)量并輸出結(jié)果。以此方式，熔化金屬表面液面高度總是能夠得到準(zhǔn)確的測(cè)量。進(jìn)行測(cè)量所需的處理將在以下得到具體的描述。
一個(gè)初級(jí)信號(hào)從初級(jí)信號(hào)發(fā)生器9被送到熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器5的初級(jí)線圈。這種初級(jí)信號(hào)可以間歇或連續(xù)地被傳送。該初級(jí)信號(hào)被導(dǎo)電鐵磁物質(zhì)6所放大并被發(fā)送到次級(jí)線圈8，且一個(gè)次級(jí)信號(hào)被發(fā)出。這種次級(jí)信號(hào)被送到次級(jí)信號(hào)處理裝置10被得到處理。次級(jí)信號(hào)處理裝置10包括一個(gè)放大濾波器10，用于放大該信號(hào)；一個(gè)探測(cè)器11，用于進(jìn)行峰值探測(cè)或相位探測(cè)；RMS 12；以及，放大器13。這種次級(jí)信號(hào)處理裝置10對(duì)次級(jí)信號(hào)進(jìn)行處理。進(jìn)一步地，次級(jí)信號(hào)處理裝置10根據(jù)一種屏蔽信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。另一方面，從用于控制電磁線圈提供的電流的頻率的控制部分15，除了正常的正弦波形之外，一個(gè)接通區(qū)或關(guān)斷區(qū)的指令根據(jù)一種梯形波形而得到傳送。在本發(fā)明中，較好的是控制部分15重復(fù)進(jìn)行這種方式的控制，從而使電磁線圈的電流在1至5個(gè)周期中被接通，且當(dāng)電流被接通時(shí)，提供了任意數(shù)目的關(guān)斷時(shí)刻，且隨后電磁線圈的電流被接通1至5個(gè)周期。在此情況下，只有當(dāng)電流被關(guān)斷時(shí)，控制才能夠開(kāi)始。當(dāng)電磁線圈的電流被關(guān)斷時(shí)，操作在這樣的條件下進(jìn)行—即低強(qiáng)度的電流被接通，從而電磁線圈與渦流式液面高度計(jì)或內(nèi)裝模子中的液面高度計(jì)之間不發(fā)生相互作用。由于前述原因，可以在噪聲強(qiáng)度被進(jìn)一步降低時(shí)測(cè)量熔化金屬表面液面高度?？刂撇糠?5的指令被進(jìn)一步送到初級(jí)信號(hào)發(fā)生器9和RMS 12，且當(dāng)電流被關(guān)斷時(shí)進(jìn)行測(cè)量熔化金屬表面液面高度的信息處理。
特別地，在本發(fā)明中，較好的是在頻率(f)和提供電流的通/斷間距滿足關(guān)系60≤f≤400(Hz)和30≤T0≤300(ms)時(shí)電流被接通。如圖3(a)所示，在本發(fā)明中，根據(jù)頻率與電流之間的關(guān)系，當(dāng)頻率大約為200Hz時(shí)噪聲的強(qiáng)度變?yōu)樽钚　．?dāng)澆鑄件的表面粗糙度(Rmax)與提供電流的通/斷間距之間的關(guān)系在200Hz頻率下得到檢查時(shí)，如圖3(b)所示，當(dāng)提供電流的間距(T0)為200ms時(shí)，澆鑄件的表面粗糙度得到了顯著的改善。因此，從改善澆鑄件的表面粗糙度的角度看，較好地是在提供電流的通/斷間距(T0)被保持在30至300ms的范圍內(nèi)的情況下使電流流動(dòng)。在此方面，當(dāng)T0不大于30ms或不小于300ms時(shí)，熔化金屬表面液面高度測(cè)量計(jì)不可能跟隨改變。因此，較好地是以上述方式設(shè)定通/斷間距。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，當(dāng)可變線圈和屏蔽裝置被加到渦流式液面高度計(jì)或內(nèi)裝在模子中的液面高度計(jì)的次級(jí)線圈側(cè)時(shí)，可以在不受電磁線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)噪聲的情況下準(zhǔn)確地檢測(cè)熔化金屬表面液面高度。
圖4是流程圖，顯示了其中在交變磁場(chǎng)中沒(méi)有噪聲產(chǎn)生的連續(xù)澆鑄的高度準(zhǔn)確的操作過(guò)程。
在根據(jù)本發(fā)明的熔化金屬表面控制方法中，為了從模子振蕩裝置產(chǎn)生一個(gè)振蕩觸發(fā)信號(hào)，用于振蕩模子的馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)位移得到檢測(cè)，且判定該轉(zhuǎn)動(dòng)位移是否處于使振蕩觸發(fā)信號(hào)被接通的狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)位移處于使振蕩觸發(fā)信號(hào)被接通的狀態(tài)時(shí)，振蕩觸發(fā)信號(hào)被接通。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)位移不處于使振蕩觸發(fā)信號(hào)被接通的狀態(tài)時(shí)，振蕩觸發(fā)信號(hào)被關(guān)斷。當(dāng)振蕩觸發(fā)信號(hào)被關(guān)斷時(shí)，電源單元停止提供電流。當(dāng)振蕩觸發(fā)信號(hào)被接通時(shí)，脈沖電流開(kāi)始流動(dòng)。對(duì)脈沖電流的檢測(cè)是在絕對(duì)值檢測(cè)電路中的檢測(cè)電流信號(hào)上進(jìn)行的，且在計(jì)算中產(chǎn)生一種脈沖觸發(fā)信號(hào)。隨后，判定該脈沖觸發(fā)信號(hào)是被接通還是被關(guān)斷。當(dāng)脈沖觸發(fā)信號(hào)處于接通狀態(tài)時(shí)，對(duì)液面信號(hào)進(jìn)行取樣。另一方面，當(dāng)脈沖觸發(fā)信號(hào)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，最后一次測(cè)量到的取樣值得到保持，且不進(jìn)行取樣。如此獲得的熔化金屬表面液面高度的取樣和保持信號(hào)受到低通濾波處理和線性化處理，并隨后被傳送到下一個(gè)熔化金屬表面液面高度控制系統(tǒng)。以此方式，熔化金屬表面液面高度控制得以進(jìn)行。
以下結(jié)合圖5，詳細(xì)描述本發(fā)明的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備的熔化金屬液面控制裝置的總體設(shè)置。
在圖5中，熔化金屬2從一個(gè)澆鑄噴嘴18被澆鑄到用于進(jìn)行連續(xù)澆鑄的模子1中。在模子1中，提供了用于使模子1垂直振蕩的模子振蕩裝置19。設(shè)置了圍繞模子1的電磁線圈4。當(dāng)使脈沖交變電流在電磁線圈4中流動(dòng)時(shí)，一個(gè)電磁力被加到熔化金屬上并形成了一個(gè)穩(wěn)定的彎月形液面。另一方面，在熔化金屬表面的正上方，提供了電磁線圈4熔化金屬液面檢測(cè)器的頭部分5。模子中的熔化金屬表面的液面始終由頭部分5進(jìn)行測(cè)量。
在本發(fā)明的熔化金屬表面液面高度控制裝置中，由模子振蕩裝置19產(chǎn)生一個(gè)振蕩觸發(fā)信號(hào)。為此，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器20與模子振蕩裝置19的一個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸(未顯示)相連，且馬達(dá)(圖中未顯示)的轉(zhuǎn)動(dòng)位移由轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器20檢測(cè)。隨后，由與轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器20相連的一個(gè)計(jì)算裝置21根據(jù)一種比較計(jì)算，產(chǎn)生一種振蕩觸發(fā)信號(hào)22，其中在該比較計(jì)算中用必須輸出觸發(fā)信號(hào)的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位移處的已有數(shù)據(jù)同已經(jīng)取得的轉(zhuǎn)動(dòng)位移的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。這種振蕩觸發(fā)信號(hào)22被發(fā)送到電源單元23，后者啟動(dòng)電磁線圈4的操作。隨后，根據(jù)振蕩觸發(fā)信號(hào)22，電源單元23的電源24使一種脈沖交變電流流過(guò)激勵(lì)線圈，從而產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)。
在電源24與電磁線圈4之間的一個(gè)電纜25上提供了一種電流檢測(cè)器26。由該電流檢測(cè)器26檢測(cè)一種電流信號(hào)。如此檢測(cè)到的電流信號(hào)在設(shè)置在脈沖觸發(fā)信號(hào)取得裝置27中的絕對(duì)值檢測(cè)電路28中受到絕對(duì)值檢測(cè)。進(jìn)一步地，由計(jì)算裝置29產(chǎn)生一種脈沖觸發(fā)信號(hào)30，從而能夠在脈沖磁場(chǎng)被關(guān)斷時(shí)進(jìn)行取樣，且如此產(chǎn)生的脈沖觸發(fā)信號(hào)30被發(fā)送到一個(gè)熔化表面液面檢測(cè)器信號(hào)處理裝置31。這種熔化表面液面檢測(cè)器信號(hào)處理裝置31包括一個(gè)高頻放大器和濾波器32、取樣和保持電路33、低通濾波器34、以及線性化器35。這些單元根據(jù)脈沖觸發(fā)信號(hào)30取樣或保持信號(hào)。由于前述原因，熔化金屬表面液面高度信號(hào)中的時(shí)間信號(hào)被除去，該時(shí)間信號(hào)是由渦流式熔化金屬表面液面高度檢測(cè)器頭部分5檢測(cè)到的，并包含電磁線圈4產(chǎn)生的噪聲。以此方式從其中除去了噪聲的熔化金屬表面液面高度信號(hào)受到低通濾波器34和線性化器35的處理，從而能夠把準(zhǔn)確的熔化金屬表面液面高度信號(hào)傳送到熔化金屬表面液面高度控制系統(tǒng)36。以此方式，能夠高度準(zhǔn)確地控制熔化金屬表面液面高度。
以下描述本發(fā)明的設(shè)備中進(jìn)行的滑模操作?；５哪康?，是通過(guò)提供一種周期性間距的力，而使粉末被均勻地傾注到模子中，并使振蕩標(biāo)記的產(chǎn)生受到抑制或阻止。
圖6是其中包含了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的連續(xù)澆鑄模子MD的縱向截面圖。模MD由兩個(gè)彼此相對(duì)的長(zhǎng)邊46、46和設(shè)置在兩個(gè)長(zhǎng)邊之間的兩個(gè)短邊47、47構(gòu)成。熔化金屬經(jīng)過(guò)圖中未顯示的注入噴嘴而從頂部向底部地被傾注到模MD中。模子中的熔化鋼MM的一個(gè)彎月形液面(上表面)被用粉末PW所覆蓋。模MD由流入一個(gè)水箱和設(shè)置在模子中的一個(gè)水通道的冷卻水所冷卻。因此，傾注到模MD中的熔化鋼MM從它與模MD相接觸的表面開(kāi)始逐漸地固化，且澆鑄的坯件SB被連續(xù)地拉出。然而，由于熔化鋼MM被連續(xù)地傾注到模子中，模子總是充滿了熔化鋼MM。
在這種模MD周圍，纏繞了六個(gè)電子線圈37至42，它們沿著z方向以這樣的方式分布—即六個(gè)電子線圈圍繞著縱軸(z)。當(dāng)電能被提供給電子線圈37至42時(shí)，與各個(gè)線圈中流動(dòng)的電流相應(yīng)的收縮力(凝固力)作用在位于沿著各個(gè)線圈的縱向方向z的液面處的熔化金屬上。因此，沿著x和y方向的熔化金屬M(fèi)M的分布，沿著指向z軸的方向發(fā)生收縮。由于熔化金屬M(fèi)M的分布以上述方式發(fā)生的收縮，彎月形液面膨脹。因此，在收縮力作用于的液面(沿著z方向)處的外側(cè)的熔化金屬M(fèi)M的固化殼與模子的內(nèi)表面之間，產(chǎn)生并延伸出了一個(gè)間隙。其結(jié)果，粉末進(jìn)入到該間隙中。
在此實(shí)施例中，通過(guò)三相電源電路43，電子線圈37至42被加以與三相信號(hào)發(fā)生起48所產(chǎn)生的信號(hào)Us、Vs、Ws同步的三相脈沖電壓U、V、M。信號(hào)Us、Vs和Ws之間有120°的延遲。
三相信號(hào)發(fā)生器48提供表示具有交變電壓的各個(gè)半周期相角(相和0至179°)的電壓的數(shù)據(jù)。三相信號(hào)發(fā)生器48包括用于產(chǎn)生正弦波的半波的ROM；相位計(jì)數(shù)器；用于輸出信號(hào)Us、Vs、Ws的三個(gè)鎖存器；用于把得到鎖存以輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬電壓的三個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器；以及，讀取控制電路，用于根據(jù)相角計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)值讀取半波電壓數(shù)據(jù)Us、Vs、Ws，并用于鎖存到三個(gè)鎖存器以輸出這些相位。
相位計(jì)數(shù)器是一種循環(huán)計(jì)數(shù)器，它以這樣的方式工作，即收縮控制器49所給出的時(shí)鐘脈沖從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，且當(dāng)計(jì)數(shù)值成為360時(shí)，計(jì)數(shù)值被初始化且隨后計(jì)數(shù)操作在此時(shí)刻重新開(kāi)始。
讀取控制電路的工作如下。當(dāng)色彩脈沖產(chǎn)生且相角計(jì)數(shù)器完成了與色彩脈沖的產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值加1時(shí)，相角計(jì)數(shù)器得到檢查。當(dāng)計(jì)數(shù)值處于從0至179的范圍內(nèi)時(shí)，與該計(jì)數(shù)值(相角)相應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)被從ROM讀出并鎖存到Us、Vs、Ws的三輸出鎖存器的第一相位Us。當(dāng)計(jì)數(shù)值是180時(shí)，相關(guān)的鎖存被清除，且當(dāng)計(jì)數(shù)值是181至360時(shí)，清除的狀態(tài)得到保持，即輸出值0得到保持。隨后，從計(jì)數(shù)值減去120的一個(gè)值得到檢查(當(dāng)從計(jì)數(shù)值減掉120所得到的值是負(fù)時(shí)，把360加到該值上)。當(dāng)這種值處于從0至179的范圍內(nèi)時(shí)，與減之后的值相應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)被從ROM讀出并得到鎖存，從而使它能夠被引到輸出鎖存器的第二相位Vs。當(dāng)減之后的值是180時(shí)，該鎖存器得到清除，且這種清除狀態(tài)在從181至360的范圍中得到保持。隨后，當(dāng)從計(jì)數(shù)值減240所獲得的值得到檢查時(shí)獲得的一個(gè)值(當(dāng)減240所得到的值為負(fù)時(shí)，把360加到該值上)得到檢查。當(dāng)該值處于從0至179的范圍時(shí)，與減之后的值相應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)被從ROM讀出并得到鎖存，從而能夠被引至輸出鎖存的第三相位Ws。當(dāng)減之后的值是180時(shí)，該鎖存器得到清除，且這種清除狀態(tài)在從181至360的范圍中得到保持。
這些鎖存數(shù)據(jù)被D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電壓—它們是圖8顯示的模擬信號(hào)Us、Vs、Ws—并被加到三相電源電路43上。
模擬信號(hào)Us、Vs、Ws只是相應(yīng)的三相交變信號(hào)的相位電壓的正半波。這種三相交變電流的頻率是時(shí)鐘脈沖的頻率的1/360，即這種三相交變電流的頻率由時(shí)鐘脈沖的頻率確定。當(dāng)這種時(shí)鐘脈沖，當(dāng)收縮控制器49與已經(jīng)由操作者經(jīng)過(guò)控制面板50輸入的驅(qū)動(dòng)頻率相應(yīng)地產(chǎn)生它時(shí)，被提供給三相信號(hào)發(fā)生器48。在此情況下，(時(shí)鐘脈沖頻率)＝(操作者指定的驅(qū)動(dòng)頻率)×360。
圖7顯示了三相電源電路43的設(shè)置。用于從交流至直流的整流的可控硅橋51與三相交變電源相連?？煽毓铇?1的一個(gè)輸出，即可控硅橋51的脈沖電流受到電感54和電容器55的平滑。如此平滑的直流電壓被加到功率晶體管切換電路56上，以輸出三相脈沖。從功率晶體管切換電路56輸出的三相脈沖的U相電壓脈沖被加到圖6顯示的電子線圈37、38上，且V相電壓被加到電子線圈38、41上，且W相電壓被加到電子線圈39、42上。
線圈電壓指令VdcA從收縮控制器49被提供給相角α計(jì)算器53。相角α計(jì)算器53計(jì)算與指令VdcA相應(yīng)的一個(gè)連續(xù)相角α(可控硅觸發(fā)相角)。表示這種連續(xù)相角α的一個(gè)信號(hào)被提供給門電路驅(qū)動(dòng)器52。門電路驅(qū)動(dòng)器52在各個(gè)相的零交叉點(diǎn)開(kāi)始相位計(jì)數(shù)，且各個(gè)相位的可控硅在相角α得到觸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)電連續(xù)性。由于前述原因，指令VdcA顯示的直流電壓被加到切換電路56上。
另一方面，由三相信號(hào)發(fā)生器48提供的相位電壓Us、Vs、Ws被提供給比較器58。一個(gè)閾值電壓(模擬電壓)由D/A轉(zhuǎn)換器59提供給該比較器58。閾值數(shù)據(jù)由控制器49提供給D/A轉(zhuǎn)換器59。D/A轉(zhuǎn)換器59把這種閾值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬電壓。
當(dāng)U相信號(hào)Us不小于該閾值電壓時(shí)，比較器58向U相(向用于輸出U相的晶體管)輸出一個(gè)高電平H信號(hào)(晶體管被接通)，且當(dāng)U相Us低于閾值電壓時(shí)，比較器58向U相(向用于輸出U相的晶體管)輸出的低電平L的信號(hào)(晶體管被關(guān)斷)。關(guān)于V相信號(hào)Vs和W相信號(hào)Ws，進(jìn)行相同的操作。在此實(shí)施例中，為了防止三相切換晶體管(其數(shù)目不少于兩個(gè))同時(shí)被接通，提供了“與”門Au、Av和Aw。在其中在信號(hào)Us、Vs、Ws的高電平H造成了重疊的的情況下，正弦波信號(hào)Us、Vs、Ws被形成脈沖信號(hào)SU、Sv、Sw并被提供給門電路驅(qū)動(dòng)器57，從而使在以后變成H的一個(gè)信號(hào)，在以前已經(jīng)變成H的一個(gè)信號(hào)被改變到L之后，之后變成H。
根據(jù)如此形成的三相脈沖信號(hào)Su、Sv、Sw，門電路驅(qū)動(dòng)器57只在信號(hào)為H時(shí)接通相應(yīng)的切換晶體管(56)。由于前述原因，三相脈沖電壓的U相脈沖電壓被輸出到電源電路43的電源連接端U。相同的V相脈沖電壓被輸出到電源連接端V，且相同的W相脈沖電壓被輸出到電源連接端W。這些脈沖電壓的電平由線圈電壓指令VdcA確定。
在此方面，門電路驅(qū)動(dòng)器57根據(jù)收縮控制器49給出的電源輸出的通/斷信號(hào)輸出一個(gè)電壓，即當(dāng)該信號(hào)表示接通時(shí)，該電壓如上所述地得到輸出。然而，當(dāng)該信號(hào)表示關(guān)斷時(shí)，沒(méi)有電壓輸出。
再看圖6，收縮控制器49與操作面板50相連，操作面板50在操作者輸入數(shù)據(jù)時(shí)得到使用，并在數(shù)據(jù)被輸出給操作者時(shí)得到使用。收縮控制器49是主要由CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由操作者輸入到操作面板50上的、其頻率為(驅(qū)動(dòng)頻率)×360的一個(gè)時(shí)鐘脈沖，被提供給三相信號(hào)發(fā)生器48。一個(gè)電源輸出通/斷信號(hào)、線圈電壓指令VdcA和閾值數(shù)據(jù)被提供給三相電源電路43。
收縮控制器49與一個(gè)計(jì)算機(jī)(主計(jì)算機(jī))相連，以經(jīng)過(guò)通信線路控制澆鑄操作(未顯示)。收縮控制器49接收來(lái)自該主計(jì)算機(jī)的振蕩同步脈沖，并向主計(jì)算機(jī)及操作面板50輸出收縮是否受到驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)，并在收縮受到驅(qū)動(dòng)的情況下向主計(jì)算機(jī)輸出顯示驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
在此方面，一個(gè)未顯示的振蕩裝置與模MD相連。主計(jì)算機(jī)命令該振蕩，從而使模子能夠振蕩，且一個(gè)振蕩同步信號(hào)由該振蕩裝置提供給收縮控制器49。該振蕩同步信號(hào)是一個(gè)脈沖信號(hào)，其電平在從模MD開(kāi)始被向上驅(qū)動(dòng)至當(dāng)模MD返回到一個(gè)較低位置(初始位置)的時(shí)期中為高電平H。H的一個(gè)脈沖表示了其中模MD沿著z方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期。H的脈沖中的L代表了其中模子被進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)的振蕩停止時(shí)期。
當(dāng)電源被接通時(shí)，收縮控制器49把內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、以及輸入和輸出端口設(shè)定在等候狀態(tài)，并在控制面板50上顯示出“準(zhǔn)備好”，并通知主計(jì)算機(jī)“準(zhǔn)備好”并等候數(shù)據(jù)或控制指令輸入。當(dāng)數(shù)據(jù)已經(jīng)被輸入時(shí)，它被容納在與數(shù)據(jù)類型相應(yīng)的寄存器中。隨后，收縮控制器49等候啟動(dòng)指令的到達(dá)。
當(dāng)操作者或主計(jì)算機(jī)提供了收縮驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)指令時(shí)，收縮控制器49把從控制面板50或主計(jì)算機(jī)輸入的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)提供給三相信號(hào)發(fā)生器48和三相電源電路43，并啟動(dòng)時(shí)鐘脈沖的輸出并使三相電源電路43接通電功率輸出。響應(yīng)于這種指令，三相電源電路43把三相脈沖電壓加到電子線圈37至42上。由于前述原因，電子線圈37至42向模子中的熔化鋼MM施加一個(gè)收縮力。在收縮驅(qū)動(dòng)開(kāi)始之后，收縮控制器49與一個(gè)振蕩同步脈沖同步。當(dāng)該振蕩同步脈沖從L改變到H時(shí)，提供給電源電路43的門電路驅(qū)動(dòng)器52、52的通/斷信號(hào)被改變到關(guān)斷指令的電平。當(dāng)振蕩同步脈沖從H改變到L時(shí)，該通/斷信號(hào)被改變到接通指令的電平。
圖8以時(shí)間順序的形式顯示了三相電源電路11的輸入信號(hào)Us、Vs、Ws(三相信號(hào)發(fā)生器48的輸出信號(hào))，并以時(shí)間順序顯示了門電路驅(qū)動(dòng)器57的輸入信號(hào)Su、Sv、Sw的改變。在此方面，當(dāng)信號(hào)Su為H時(shí)，電容器55的一個(gè)電壓(輸出電壓U)被加到電子線圈37、40上。當(dāng)信號(hào)Sv為H時(shí)，電容器55的一個(gè)電壓(輸出電壓V)被加到電子線圈38、41上。當(dāng)信號(hào)Sw為H時(shí)，電容器55的一個(gè)電壓(輸出電壓W)被加到電子線圈39、42上。在此實(shí)施例中，三相脈沖電壓的相位U、V和W的脈沖電壓以此順序被加到電子線圈37至39上。因此，收縮力沿著-z方向(它是熔化金屬M(fèi)M的深度方向)被重復(fù)移動(dòng)。這種收縮驅(qū)動(dòng)在模MD振蕩時(shí)停止(沿著垂直方向z的一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；振蕩同步信號(hào)是H)如圖8中的影線區(qū)所示。
因此，在此實(shí)施例中，當(dāng)模MD振蕩了沿著z方向的一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，模MD相對(duì)在熔化金屬和在熔化金屬表面上的一個(gè)固化殼沿著垂直方向運(yùn)動(dòng)了一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此，包括固化殼的熔化金屬和模彼此分離。在此之后，熔化金屬M(fèi)M立即被加上一個(gè)收縮力并沿著-z方向移動(dòng)。由于上述原因，熔化金屬M(fèi)M進(jìn)行向下的振蕩運(yùn)動(dòng)。借助模MD的端部的振蕩，被留在模子與熔化金屬之間的粉末和位于彎月形液面的切面和模子的下表面上的粉末進(jìn)入到模子的內(nèi)面與熔化金屬之間的邊界，且模子被向下驅(qū)動(dòng)。借助熔化金屬M(fèi)M的振蕩運(yùn)動(dòng)，位于模子的內(nèi)表面與熔化金屬之間的邊界上的粉末能夠比較均勻地沿著-z方向分布，即能夠提供使粉末分布均勻的效果。
另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的輪廓與圖6顯示的實(shí)施例的相同。唯一的不同點(diǎn)在于三相電源電路43的結(jié)構(gòu)如圖9所示。在此實(shí)施例中，在圖9顯示的三相電源電路43中，沒(méi)有提供在上述實(shí)施例中提供的“與”門Au、Av、Aw，且一個(gè)鋸齒波發(fā)生器59被用來(lái)代替D/A轉(zhuǎn)換器59。這種鋸齒波發(fā)生器59向比較器58提供鋸齒波電壓。當(dāng)三相半波信號(hào)Us、Vs、Ws不低于鋸齒波電壓時(shí)，比較器58產(chǎn)生被引向3kHz的U、V、W的相位的高電平HPWM脈沖，且當(dāng)三相半波信號(hào)Us、Vs、Ws低于鋸齒波電壓時(shí)，比較器58產(chǎn)生引向3kHz的U、V、W的相位的低電平L的PWM脈沖。如此產(chǎn)生的PWM脈沖被提供給門電路驅(qū)動(dòng)器57。以與第一實(shí)施例中相同的方式，當(dāng)通/斷信號(hào)處于造成接通的電平時(shí)，在引向相位U的PWM脈沖為H時(shí)門電路驅(qū)動(dòng)器57接通引向切換晶體管電路56的相位U的晶體管，且當(dāng)引向相位U的PWM脈沖為L(zhǎng)時(shí)門電路驅(qū)動(dòng)器57關(guān)斷引向切換晶體管電路56的相位U的晶體管。關(guān)于相位V和W，進(jìn)行相同的操作。
然而，由于PWM脈沖的H占空比，即(部分H中的時(shí)間)/(3kHz的一個(gè)周期)，與三相半波電壓Us、Vs、Ws的電平成正比，加到電子線圈上的電壓U、V、W的平均值大體上畫(huà)出正弦曲線。即，它們基本上是正弦曲線。
圖10根據(jù)時(shí)間順序顯示了三相電源電路43(圖9所示的)的輸入信號(hào)Us、Vs、Ws(三相信號(hào)發(fā)生器48的輸出信號(hào))，并根據(jù)時(shí)間順序顯示了加到電子線圈37至42上的電壓U、V、W(平均值)。
在此實(shí)施例中，交變?nèi)喟氩妷罕患拥诫娮泳€圈37至42上。因此，收縮力能夠并上述實(shí)施例更為平滑地沿著-z方向移動(dòng)。即，熔化金屬的振蕩運(yùn)動(dòng)在上述實(shí)施例中是以步進(jìn)方式進(jìn)行的，而在本實(shí)施例中熔化金屬的振蕩運(yùn)動(dòng)是連續(xù)地進(jìn)行的。
如上所述，在本發(fā)明中，當(dāng)交變電流在電磁線圈中流動(dòng)時(shí)，該交變電流的通/斷間距得到控制，即較好地是當(dāng)該交變電流被接通時(shí)，進(jìn)行正常和反向的轉(zhuǎn)動(dòng)，且提供了任意數(shù)目的關(guān)斷時(shí)期。由于上述原因，可以獲得穩(wěn)定的表面特性，且可以提供連續(xù)的澆鑄設(shè)備，其電子設(shè)備的成本是低的。
當(dāng)收縮力向下移動(dòng)時(shí)，不僅粉末均勻地分布，而且粉末的拉動(dòng)得到了便利，而且熔化金屬和澆鑄件的向下運(yùn)動(dòng)得到了便利。因此，本發(fā)明適合于其中澆鑄速率增大或粉末被傾注的連續(xù)澆鑄操作。另一方面，在其中收縮力向上移動(dòng)的實(shí)施例中，向上移動(dòng)的收縮力不僅使得粉末分布均勻，而且抑制了粉末的注入和熔化金屬和澆鑄件的向下運(yùn)動(dòng)。因此，其中收縮力向上移動(dòng)的實(shí)施例適合于澆鑄速率減小或者粉末的注入受到抑制的的情況。
權(quán)利要求
1.一種用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，包括一個(gè)電磁線圈，它以這樣的方式被設(shè)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(gè)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(gè)檢測(cè)器系統(tǒng)，用于檢測(cè)熔化金屬熔化金屬的表面；以及一個(gè)介質(zhì)，用于在其中由電源單元周期地產(chǎn)生的單相電流的根均方值高的情況下向檢測(cè)器系統(tǒng)發(fā)送信息，并在其中由電源單元周期性地產(chǎn)生的單相電流的根均方值低的情況下也向檢測(cè)器系統(tǒng)發(fā)送信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中檢測(cè)器系統(tǒng)產(chǎn)生的熔化金屬表面液面高度值由用于進(jìn)行傳送的介質(zhì)的信息確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中由檢測(cè)器系統(tǒng)產(chǎn)生的熔化金屬表面液面高度值只在單相交變電流低時(shí)被作為用于進(jìn)行發(fā)送的介質(zhì)的信息而得到輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中用于進(jìn)行發(fā)送的介質(zhì)是電信號(hào)導(dǎo)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中檢測(cè)器系統(tǒng)包括一個(gè)初級(jí)信號(hào)發(fā)生裝置；一個(gè)初級(jí)檢測(cè)器線圈，用于從初級(jí)信號(hào)的電流產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)；一個(gè)次級(jí)檢測(cè)器線圈，用于當(dāng)次級(jí)檢測(cè)器線圈橫過(guò)電磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)電壓；以及一個(gè)次級(jí)信號(hào)處理裝置，用于處理由次級(jí)檢測(cè)器線圈產(chǎn)生的次級(jí)電壓的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中初級(jí)信號(hào)處理裝置的輸出根據(jù)用于進(jìn)行發(fā)送的介質(zhì)的信息而被接通和關(guān)斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中次級(jí)信號(hào)處理裝置的輸出被接通和關(guān)斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中當(dāng)電磁線圈的一個(gè)單相交流電流的強(qiáng)度低時(shí)電源單元的輸出為零。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任何一項(xiàng)的用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備，其中一個(gè)周期T0為30≤T0≤300(ms)，其中T0是其中電磁線圈的一個(gè)單相交流電流為高和低的情況下的一個(gè)周期，且單相交流電流的周期f是60≤f≤400(Hz)。
全文摘要
一種用于連續(xù)澆鑄熔化金屬的連續(xù)澆鑄設(shè)備,更具體地說(shuō),一種用于當(dāng)連續(xù)澆鑄熔化金屬時(shí)控制熔化金屬的表面高度的方法和設(shè)備,其特征在于連續(xù)澆鑄設(shè)備包括:一個(gè)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(cè)器,用于檢測(cè)模子中的熔化金屬表面液面高度;圍繞模子而設(shè)置的電磁線圈;以及用于給電磁線圈通電以產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)的電源,其中提供了用于從電源提供與脈沖磁場(chǎng)相應(yīng)的脈沖觸發(fā)信號(hào)的裝置,以及用于根據(jù)脈沖觸發(fā)信號(hào)控制熔化金屬液面檢測(cè)器的高度檢測(cè)時(shí)序的裝置。
文檔編號(hào)B22D11/20GK1246817SQ98802365
公開(kāi)日2000年3月8日 申請(qǐng)日期1998年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月8日
發(fā)明者藤崎敬介, 和嶋浩, 松田秀樹(shù), 谷雅弘 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社