彎月面

由於液體對固體浸潤或不浸潤的作用，使液體在圓柱形的管子裡，呈現不同的液面。凡不浸潤固體的液體表面呈凸狀。例如水銀裝在玻璃管內，液面即成凸狀，而浸潤體的液體表面則成凹狀，例如，水裝在玻璃管內其液面即成凹面狀態。這些彎曲的液面，統稱為彎月面。

基本介紹

• 中文名：彎月面
• 含義：表面則成凹狀
• 位置：玻璃管內
• 對象：浸潤體的液體

彎月面的形成

基本概念

當液體與固體接觸時，在接觸面不但要考慮液體分子間的作用及表面張力的影響，還應考慮液體分子與固體分子間的作用。如果在接觸液體分子間的作用力小於液體與固體分子間的相互作用，則液體分子就向固體壁密集，致使液體沿固體壁上升，在液體表面張力的作用下，接觸液面呈現凹月面，相反，如果，液體分子間的作用力大於液體與固體分子間的相互作用力，則液體就離開固體壁。在解題表面張力的作用下，接觸處頁面成凸月面。這種液體與固體接觸處液面發生彎曲，其彎曲部分就成為彎月面。

彎月面對浮計示值的影響

1. 由於彎月面的存在，彎月面部分的液體粘附在浮標計上，增加了浮標計的質量，使浮標計在液體中的深度增加了；πD2ρ=mδ
2. 由於彎月面的的影響，浮計在液體中浸泡深度的增加與液體毛細常數成正比，而與浮計乾管的直徑成反比；Ls=4a/Da為毛細常熟

彎月面波動與控制技術

彎月面液位波動不僅造成了諸如漏鋼等生產上的問題，還嚴重影響鑄坯質量。確切地說，當彎月面波動加劇時，板坯近表面非金屬夾雜物增加，導致鋼材表面缺陷加重。更有報導稱，用EPMA分析時，在三分之一的表面缺陷樣本中檢測到了結晶器保護渣。從這些事實出發，就必須儘可能精確地控制彎月面液位波動，因此開發出了許多這方面的技術。

液位感測器的偵測精度、澆注設備的回響速度和控制系統的特性決定了液位控制的精確性。控制模式的基礎是根據液位感測器輸出值的變化和拉坯速度，並將其反饋回或傳遞給控制系統來控制滑動水口或塞棒的打開，從而控制中間包向結晶器的鋼水流量。至於測量彎月面液位的感測器類型，x射線法和熱電偶法早在80年代以前就已廣泛使用。磁鐵型是在80年代才開始推廣的。至於澆注設備，雖然塞棒使用到了70年代中期，但經改進的滑動水口系統在板坯連鑄機上更常見。原因在於它的流量與滑板打開時間的線性度高，且滑動水口系統驅動硬體的機械可靠性也高。然而，從穩定鋼水出流和在浸入式水口內的流動以及消除滑動水口密封等問題的角度出發，人們開始重新認識結合了鑲嵌式浸入水口的塞棒控制模式。液位控制的基礎是根據液位感測器的信號和拉坯速度對滑動水口或塞棒的打開進行PID控制。然而，由於對質量要求的愈發嚴格和連鑄連軋技術的進步，開發了額外的彎月面液位控制技術來應對澆注設備導致的鋼流波動、鼓肚造成的彎月面波動和高拉速下彎月面擾動帶來的液位波動等問題。

彎月面感測器的發展似乎已到了極限，近一段時間幾乎看不到技術進步。努力改進集中在了提高澆注設備精確度、工藝自適應控制和處理工藝擾動的H∞控制與人工控制等領域。自從主驅動系統從電機類型轉換到液壓類型，機械系統的精確度得到了極大的提高。為應對工藝的波動和擾動，當有可能要出現嚴重擾動時，將正常生產條件下的自適應控制切換到基於現代控制理論的控制模式是非常重要的，如H∞控制。

開發成功了一種新控制系統，它結合了混合致動器與塞棒控制，獲得了高拉速下良好的彎月面穩定效果。混合制動器是中間包塞棒的驅動單元，它的液壓缸和液壓泵結為一體，缸和泵間的管道非常短，重量輕且尺寸緊湊，故具有非常好的機械回響特性。