连铸中间包液面高度测量装置及方法技术领域
本发明涉及冶金生产连铸技术领域，特别涉及一种连铸中间包液面高度测量装置及其方法。
背景技术
连铸生产工艺中，中间包冶金功能主要包括大容量、高液面、湍流抑制等，大容量、高液面的中间包明显增加钢液在中间包内的平均停留时间，维护中间包液面稳定，降低非稳态因素对钢液洁净度的影响，达到有效去除夹杂物的目的。
目前，中间包液面高度的检测方法主要有：人工肉眼观察、人工手动测量、中间包称重。由于中间包钢水上方有一层中间包渣、一层稻壳等覆盖剂，致使人工肉眼观察不准确误差较大；采用人工使用钢棒插入中间包内、然后测量钢棒高度的方法，操作不方便，测量频率较低，且需要工人站位在中间包较近位置，不安全；中间包称重测量是中间包内钢水、中间包渣、覆盖剂的总重，只能间接反映中间包液面大致高度，且设备投入维护成本较高。
可见，目前中间包液面高度测量的诸多方法基本都存在操作不方便、不准确的弊端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连铸中间包液面高度测量装置及其方法，以解决现有技术存在中间包钢水液面高度不易测量、精度不高等问题。
为了解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种连铸中间包液面高度测量装置，其包括：托盘，呈板状，用于铺设在中间包包盖上，且所述托盘的中心区域设有第一通孔；定位盘，呈板状，稳定地覆盖在所述托盘的所述第一通孔上以及所述第一通孔周围，且所述定位盘的中心区域设有第二通孔，所述第一通孔的直径大于所述第二通孔的直径；浮球，呈球状，用于放置、漂浮在中间包钢水表面；标杆，呈杆状，竖直设置，下端穿过所述第二通孔、第一通孔，与所述浮球连接；标尺，沿着长度方向设有刻度标记，竖直设置，下端固定于所述托盘上并靠近所述标杆。
优选地，在上述连铸中间包液面高度测量装置中，所述托盘上表面设有环形凸起，所述定位盘嵌入所述环形凸起中。
优选地，在上述连铸中间包液面高度测量装置中，所述浮球为刚玉或石墨碳耐火材料。
优选地，在上述连铸中间包液面高度测量装置中，所述浮球和所述标杆的下端螺纹连接。
优选地，在上述连铸中间包液面高度测量装置中，所述浮球为压制成型。
优选地，在上述连铸中间包液面高度测量装置中，所述浮球埋设有设置内螺纹的钢环，所述钢环凸出于所述浮球表面，所述标杆的下端与所述钢环螺纹连接。
优选地，在上述连铸中间包液面高度测量装置中，所述托盘、定位盘均为钢板材质，所述标杆为钢管材质。
优选地，在上述连铸中间包液面高度测量装置中，所述托盘的厚度大于所述定位盘。
优选地，在上述连铸中间包液面高度测量装置中，还包括：指针，水平设置，一端固定于所述标杆的上端，另一端指向所述标尺附近或指向所述标尺的表面。
一种连铸中间包液面高度测量方法，采用前述的装置对连铸中间包液面高度测量装置，其包括：标定步骤，将托盘对中放置在连铸中间包的包盖的测量通孔上方，使标尺固定在托盘上，然后将浮球和标杆连接形成测量器件，并使所述测量器件以竖直方式依次通过托盘上的第一通孔和所述测量通孔，放入连铸中间包包内直至与所述连铸中间包包底接触，将设置于所述标杆上且沿所述标杆上下滑动的指针调整至标尺0位，然后固定所述指针；测量步骤，连铸机中间包包内注入钢水后，将所述指针所指示的高度标记为测量高度，测量高度即为连铸中间包液面高度。
分析可知，本发明可以时时测量中间包内液面高度，便于直观、准确的掌握中间包钢水液面情况，指导正常生产操作，保持中间包高液面操作，可以提高钢水的纯净度，提升铸坯质量。
附图说明
图1为本发明实施例及其应用于中间包的结构示意图；
图2为本发明实施例的浮球的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例的托盘的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例的定位盘的俯视结构示意图；
图5为本发明实施例的浮球的主视结构示意图；
图6为本发明实施例的标尺的主视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明实施例包括浮球2、托盘3、定位盘4、标杆5、标尺6、指针7。为了更清楚的描述本实施例的机构，图1还示出了本实施例在应用时与中间包11之间的配合关系，且示出了中间包11中的钢水10。
具体而言，浮球2呈球状，用于放置、漂浮在中间包11的钢水10表面。优选地，浮球2为刚玉或石墨碳耐火材料，且为利用该类材料通过压制工艺压制成型。为了实现浮球2与标杆5之间的快捷连接，浮球2埋设有设置内螺纹的钢环，钢环凸出于浮球2表面，标杆5的下端与钢环螺纹连接。进一步详细而言，如图1、图2、图5所示，浮球2的上方设有一立柱22，钢环即预埋于该立柱22中，或者此立柱22即为钢环。立柱22芯部的内螺纹孔即21由该钢环的内螺纹形成。在其他的实施例中，立柱的中部可以为内螺纹钢环，立柱的外部材质与浮球材质一样，也为耐火材料，立柱的外部和浮球一体形成。立柱可以在中间包液面波动大时，防止钢水灌内螺纹钢环内。
如图1、图3所示，托盘3呈板状，优选呈圆形板状，其用于铺设在中间包11的包盖12上，在实际应用时，包盖12的中心区域设有测量通孔120，托盘3即覆盖于此上。托盘3的中心区域设有第一通孔30，第一通孔30与测量通孔120上下对应，最好轴线一致，第一通孔30的直径和测量通孔120的直径均大于浮球的外径，以使浮球可以穿过第一通孔30和测量通孔120进入中间包包内。
如图1、图4所示，定位盘4呈板状，优选呈圆形板状结构，其稳定地覆盖在托盘3的第一通孔30上以及第一通孔30周围，且其定位盘的中心区域设有第二通孔41，第一通孔30的直径大于第二通孔41的直径，因为第二通孔41的直径主要是为标杆5的上下移动提供导向作用，其直径略大于标杆5的外径即可。
如图1所示，标杆5呈杆状，竖直设置，下端穿过第二通孔41、第一通孔30、第三通孔120之后与浮球2螺纹连接。
如图6所示，标尺6沿着长度方向设有刻度标记，竖直设置，并与标杆5平行。其下端固定于托盘3上并靠近标杆5。
为了简单而稳定的限定托盘3上定位盘4的位置，如图所示，托盘3上表面设有环形凸起31，定位盘4嵌入环形凸起31中，优选定位盘4嵌入环形凸起31形成的环形内，定位盘4的外壁与环形凸起31的内壁相接触。
在本实施例中，托盘3、定位盘4均为钢板材质。进一步地，托盘3的厚度大于定位盘4。
为了更准确的观察标杆5顶端的位置且为了读数准确，本实施例还包括指针7，其水平设置，呈箭头状，大端固定于标杆5的上端，尖端指向标尺6附近或指向标尺6的表面。为了降低标杆5、指针7自身重量对浮球2的压力影响，提高精度，本实施例的标杆5为钢管材质，指针7呈片状结构，可以由钢皮制成。
本实施例的各部件尺寸规格应根据具体需要而定，例如在一具体实施例中，中间包11包盖12上的测量通孔120直径为120mm；托盘3由厚度40mm以上钢板加工而成，第一通孔30的直径为400mm；定位盘4由厚度20mm的钢板加工而成，第二通孔41的直径为150mm；标杆5由直径18mm、厚度5mm的钢管加工而成，下端车外螺纹；指针7利用薄铁皮剪切即可；标尺6使用厚度20mm钢板加工，宽度为40mm，还可以为其他值，长度合适(即大于中间包的深度和包盖的厚度之和即可)；至于浮球2，可以使用刚玉、石墨碳耐火材料压制成型，直径大约为100mm，压制成型前在浮球中预埋内径18mm内螺纹钢环。
使用本实施例前，在中间包内无钢水时，将托盘3对中放置在中间包11包盖12的测量通孔120上方，连接浮球2与标杆5，将浮球2与标杆5通过托盘3落入中间包11内直至与中间包包底接触，定位盘3穿过标杆5落入托盘3的定位用环形凸起31内，标尺6固定在托盘3上，指针7沿标杆的轴向上下滑动的固定在标杆5上，调整指针在标杆5上的位置使其与标尺的0位对准，然后固定指针。待中间包内注入钢水或中间包往外流出钢水时，浮球2漂浮在中间包11的钢水10上。
测量时，浮球2随着钢水10液面的变化，带动标杆5及指针7上下位移，指针7指示标尺6，人工肉眼观察指示数值即可，方便掌握中间包11液面高度情况。
在其他的实施例中，在中间包内有钢水时，将托盘3对中放置在中间包11包盖12的测量通孔120上方，连接浮球2与标杆5，将浮球2与标杆5通过托盘3落入中间包11内直至与中间包包底接触，定位盘3穿过标杆5落入托盘3的定位用环形凸起31内，标尺6固定在托盘3上，指针固定在标杆5上端，此时指针在标尺上所指位置为基准高度。待中间包内注入钢水或中间包往外流出钢水时，浮球2随着钢水10液面的变化，带动标杆5及指针7上下位移，指针7指示标尺6上的位置为测量高度，人工肉眼观察的指示数值减去基准高度即为中间包液面变化高度，也能方便掌握中间包11液面高度情况。
综上，本发明具有多项优点，例如，实现中间包液面高度的时时监测，操作简单、成本低，安全可靠。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。