專利名稱：連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬物位測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及利用放射源測(cè)量連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位的裝置。
放射性同位素用于連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位測(cè)量具有準(zhǔn)確、可靠的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有的內(nèi)置式(指放射源安裝在結(jié)晶器水箱內(nèi))射源型鋼水液位測(cè)量裝置(美國(guó)專利US5564487)將放射源嵌入結(jié)晶器銅管上的穴槽內(nèi)，或?qū)U狀放射源通過(guò)結(jié)晶器法蘭插入結(jié)晶器水箱中，其缺點(diǎn)是這些放射源不帶物質(zhì)屏蔽，操作劑量比較大，尤其是嵌入式的安裝困難，操作周期長(zhǎng)，很少應(yīng)用。其改進(jìn)型是將桿狀放射源連同縮小了體積的原用于外置式(指放射源安裝在結(jié)晶器外)的圓柱形鉛容器通過(guò)結(jié)晶器法蘭吊裝入結(jié)晶器水箱內(nèi)，這種圓柱形鉛容器內(nèi)還有一個(gè)靠邊的旋轉(zhuǎn)圓柱體，放射源位于旋轉(zhuǎn)圓柱體的邊界處，源開時(shí)放射源旋轉(zhuǎn)至圓柱形鉛容器的邊界處，源關(guān)時(shí)放射源旋轉(zhuǎn)至圓柱形鉛容器的中央位置，對(duì)放射源進(jìn)行全方位的屏蔽。這種方法的缺點(diǎn)是全方位屏蔽的效果較差?，F(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)缺點(diǎn)是放射源大角度照射導(dǎo)至散射輻射水平較高，在圓坯等結(jié)晶器上的測(cè)量精度較差。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種內(nèi)置式射源型連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位測(cè)量裝置，其所用放射源帶有能有效降低操作者受照水平和消除接受器所受散射γ干擾的屏蔽結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的放射源和屏蔽盒組成源盒，源盒為定向屏蔽結(jié)構(gòu)，即放射源處于源盒的靠近銅管的側(cè)壁內(nèi)，或處于源盒的靠近銅管一側(cè)的凹槽中，由此加大了源與操作者之間鉛、鎢或貧鈾等屏蔽物質(zhì)的厚度，降低了γ照射水平，在必要時(shí)又限制了射束范圍，消除了散射γ的干擾，提高了鋼水液位測(cè)量的精度。對(duì)于結(jié)晶器上只需要單向屏蔽的放射源，用側(cè)推式源盒，即源盒從結(jié)晶器水箱側(cè)面推入結(jié)晶器水箱內(nèi)的源盒安裝盒內(nèi)，或用豎裝式源盒，即源盒通過(guò)結(jié)晶器法蘭裝入結(jié)晶器水箱內(nèi)的源盒安裝盒內(nèi)。對(duì)于在結(jié)晶器上需要全方位屏蔽的放射源，方位可改變的豎裝式源盒通過(guò)結(jié)晶器法蘭裝入結(jié)晶器水箱內(nèi)的源盒安裝盒中，并在結(jié)晶器水箱內(nèi)靠近源盒安裝盒處設(shè)固定屏蔽塊，改變?cè)春械姆较蚴乖春兄械姆派湓闯蚬潭ㄆ帘螇K時(shí)即實(shí)現(xiàn)了全方位的屏蔽，在不增加可操作的源盒的重量的條件下，提高了全方位屏蔽的效果。當(dāng)源盒從結(jié)晶器上取下時(shí)，源盒裝入源盒屏蔽容器內(nèi)與源盒形狀相對(duì)應(yīng)的穴槽中，使放射源受到全方位的有效的屏蔽。
傳統(tǒng)的內(nèi)置式射源型連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位測(cè)量裝置用于小斷面結(jié)晶器時(shí)將桿狀放射源通過(guò)結(jié)晶器法蘭插入結(jié)晶器水箱內(nèi)，在結(jié)晶器上安裝放射源或從結(jié)晶器上取下放射源時(shí)，直接操作無(wú)屏蔽的裸源桿，盡管放射源的活度較小，但由于操作距離較近，操作劑量還是比較大的。這種源轉(zhuǎn)移或存放時(shí)，一般裝入一個(gè)直徑60mm的鉛容器中央，其有效鉛屏蔽厚度只有15mm，對(duì)銫137源的γ輻射只能減弱4倍，因而環(huán)境輻射水平較高。當(dāng)用于大斷面結(jié)晶器時(shí)，由于大斷面結(jié)晶器的銅管壁較厚，源與接受器之間的距離較遠(yuǎn)，源桿的活度較大，傳統(tǒng)的改進(jìn)型內(nèi)置式射源型連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位測(cè)量裝置的圓柱形鉛容器受結(jié)晶器的有限尺寸以及結(jié)晶器法蘭密封結(jié)構(gòu)的限制，其外徑一般為70mm，而其內(nèi)外圓柱體的多層結(jié)構(gòu)材料又占去了較大的空間，其全方位屏蔽的有效鉛厚度也只有17mm，對(duì)銫137源的γ輻射只能減弱4.5倍，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。另外，在結(jié)晶器內(nèi)裸源桿向4π立體角的空間照射，傳統(tǒng)的圓柱形鉛容器源開時(shí)的照射主體角接近2π，當(dāng)源離結(jié)晶器銅管較遠(yuǎn)，或用于圓坯結(jié)晶器時(shí)，射到接受器上的與結(jié)晶器銅管內(nèi)鋼水液位高低無(wú)關(guān)的散射γ的貢獻(xiàn)較大，即接受器的滿位計(jì)數(shù)率較高，約為空位計(jì)數(shù)率的二分之一，這意味著散射輻射將使低液位的計(jì)數(shù)率提高一倍，使90％高液位的計(jì)數(shù)率提高10倍，由此引起的計(jì)數(shù)率統(tǒng)計(jì)漲落的加大將使低液位和高液位的測(cè)量精度分別變差1.4倍和3.3倍。本實(shí)用新型的定向屏蔽結(jié)構(gòu)增加了鉛的有效厚度，對(duì)于Φ70的源盒，鉛的有效厚度為58mm，對(duì)銫137源發(fā)射的γ輻射可以降低470倍。對(duì)于圓坯結(jié)晶器，本實(shí)用新型的限制γ射束的凹槽結(jié)構(gòu)將使接受器的滿位計(jì)數(shù)率降低到空位計(jì)數(shù)率的二十分之一，從而保證了連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位的測(cè)量精度。通常源盒安裝在結(jié)晶器內(nèi)弧，源盒內(nèi)的定向屏蔽結(jié)構(gòu)對(duì)通常在內(nèi)弧操作的澆鋼工和拆、裝放射源的操作工起到極好的保護(hù)作用。當(dāng)需要對(duì)結(jié)晶器銅管內(nèi)的操作進(jìn)行保護(hù)時(shí)，使源盒安裝盒內(nèi)的屏蔽材料朝向銅管一側(cè)，而使放射源處于該屏蔽材料與固定屏蔽塊之間，對(duì)放射源進(jìn)行全方位屏蔽。在結(jié)晶器檢修期間，從結(jié)晶器上取下的源盒放入源盒屏蔽容器的穴槽中，降低了環(huán)境輻射水平。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及附圖給出


圖1a、1b和1c是側(cè)推內(nèi)置式連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位測(cè)量裝置示意圖；圖2a、2b和2c是豎裝內(nèi)置式連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位測(cè)量裝置示意圖；圖3a、3b和3c是用于圓坯結(jié)晶器的側(cè)推內(nèi)置式鋼水液位測(cè)量裝置示意圖。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本實(shí)用新型推出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例如
圖1a、1b和1c所示。圖中結(jié)晶器(105)的水箱(107)內(nèi)弧有源盒安裝盒(102)，源盒(101)安裝在其中，銫137線狀放射源(101a)處于源盒(101)的對(duì)著結(jié)晶器銅管(108)一側(cè)的內(nèi)壁中，源盒(101)中的鉛屏蔽材料(101b)有58mm厚，對(duì)于處于內(nèi)弧的操作者可以將受照水平降低470倍。源盒(101)的操作把手(101c)上有卡銷(101d)，旋轉(zhuǎn)把手(101c)可使卡銷(101d)卡入或移出源盒安裝盒(102)側(cè)壁上的卡槽，以此實(shí)現(xiàn)源盒的快速安裝或拆除。在結(jié)晶器水箱另一側(cè)(即外弧)有接受器(103)和接受器安裝筒(104)，圖中的接受器(103)是從結(jié)晶器外弧右側(cè)插入結(jié)晶器水箱外弧左側(cè)(從源盒所處的內(nèi)弧看)，接受器內(nèi)的探測(cè)元件(103a)的中心與線源(101a)之間的連線(即射束中心線)離結(jié)晶器(105)左側(cè)的銅管壁較近，這種布置有利于避開水口干擾，并使接受器(103)整體地處于結(jié)晶器水箱(107)內(nèi)。源盒(101)和接受器(103)受到法蘭(106)和水箱(107)極好地保護(hù)和冷卻。隨著結(jié)晶器(105)銅管(108)內(nèi)的鋼水(109)液位(110)的升高或降低，接受器(102)探測(cè)到的銫137線源(101a)的γ射線的信號(hào)將減少或增加，由此確定連鑄機(jī)結(jié)晶器銅管(108)內(nèi)鋼水液位(110)的高度。在結(jié)晶器檢修期間，從源盒安裝盒(102)取出的源盒(101)裝入源盒屏蔽容器(111)的穴槽中。在放射源長(zhǎng)期存放或運(yùn)輸期間，可將源盒(101)的把手(101c)取下。源盒屏蔽容器(111)為直徑133mm的圓柱體，對(duì)存入其中的銫源(101a)有470倍的全方位屏蔽作用。
本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例如圖2a、2b和2c所示。外徑為70mm的源盒(201)通過(guò)結(jié)晶器(205)的法蘭(206)安裝在結(jié)晶器水箱(207)內(nèi)，圖中銫137線狀源(201a)在源盒(201)側(cè)壁內(nèi)靠近結(jié)晶器(205)的銅管(208)的一側(cè)為源開的位置。在結(jié)晶器水箱另一側(cè)有接受器(203)和接受器安裝筒(204)，隨著結(jié)晶器(205)銅管(208)內(nèi)的鋼水(209)的液位(210)的升高或降低，接受器(202)探測(cè)到的銫137源(201a)的γ射線的信號(hào)將減少或增加，由此確定連鑄機(jī)結(jié)晶器銅管(208)內(nèi)鋼水液位(210)的高度。將源盒(201)旋轉(zhuǎn)180°，線狀銫137源即處于源盒(201)的鉛屏蔽材料(206)與位于結(jié)晶水箱內(nèi)的固定屏蔽塊(212)之間，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)線狀銫137源的全方位屏蔽(源盒、固定屏蔽塊和周圍的結(jié)構(gòu)材料將使任何方向上的屏蔽效果大于470倍)。在結(jié)晶器檢修期間，從源盒安裝盒(202)取出的源盒(201)裝入源盒屏蔽容器(211)的穴槽中。
本實(shí)用新型的第三個(gè)實(shí)施例如圖3a、3b和3c所示。圖中的結(jié)晶器(305)的銅管(308)為圓形。源盒安裝盒(302)和接受器安裝盒(304)分別安裝在結(jié)晶器(305)水箱(307)的內(nèi)弧和外弧。隨著結(jié)晶器銅管(308)內(nèi)鋼水(309)的液位(310)的升高和降低，線狀銫137源(301a)的γ射線在接受器(303)內(nèi)產(chǎn)生的信號(hào)減少或增加，由此確定連鑄機(jī)結(jié)晶器銅管(308)內(nèi)鋼水液位(310)的高度。源盒(301)的接近銅管的一端設(shè)凹槽(301a)，線狀銫137源(301a)安裝在凹槽(301c)內(nèi)，對(duì)γ射束進(jìn)行限制。源盒(301)中的鉛屏蔽材料(301b)將使處于內(nèi)弧的操作人員的受照射的水平降低470倍(穿過(guò)58mm鉛)，并且使線狀銫137源(301a)繞過(guò)銅管右側(cè)圓弧(從圖中源盒方位看)由結(jié)晶器水箱(307)中的水小角度散射到接受器(303)的γ輻射水平降低了10倍(穿過(guò)25mm鉛)，使結(jié)晶器銅管內(nèi)的鋼水液位達(dá)到液位測(cè)程上限(即滿位)時(shí)接受器的計(jì)數(shù)率僅為液位達(dá)到下限(即空位)時(shí)的二十分之一，提高了連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位測(cè)量裝置的測(cè)量精度。從圖中可以看出，如果源盒不設(shè)限制γ射束的凹槽，從源(301a)射入水箱水中的γ射線，經(jīng)過(guò)小角度散射就能達(dá)到接受器，可見在該種照射幾何條件下限制γ射束的凹槽的必要性。圖中接受器(303)在水箱內(nèi)的接受器安裝盒(304)內(nèi)豎直安裝，加大了接受器(303)的長(zhǎng)晶體(303a)接受銫137線狀源(301a)γ射線照射的面積，提高了測(cè)量靈敏度。接受器(303)和源盒(301)受到法蘭(306)和水箱(307)極好地保護(hù)和冷卻。在結(jié)晶器檢修期間，從源盒安裝盒(302)取出的源盒(301)存入相應(yīng)的源盒屏蔽容器中。
權(quán)利要求1.一種測(cè)量連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位的裝置，它由安裝在結(jié)晶器水箱內(nèi)接近一側(cè)銅管的放射源和安裝在結(jié)晶器水箱內(nèi)接近對(duì)面一側(cè)銅管的接受器組成，其特征在于，放射源位于含屏蔽材料的源盒內(nèi)接近結(jié)晶器銅管的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，放射源位于源盒內(nèi)接近結(jié)晶器銅管一側(cè)的凹槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，源盒由結(jié)晶器水箱側(cè)面推入結(jié)晶器水箱內(nèi)的源盒安裝盒中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，源盒通過(guò)結(jié)晶器法蘭裝入結(jié)晶器水箱內(nèi)的源盒安裝盒中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4所述的測(cè)量裝置，其特征在于，在結(jié)晶器水箱內(nèi)靠近源盒安裝盒有固定屏蔽塊，改變?cè)春性谠春邪惭b盒內(nèi)的方位可使放射源處于源盒的屏蔽材料與固定屏蔽塊之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及利用放射性同位素測(cè)量連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液位的裝置,它由安裝在結(jié)晶器水箱內(nèi)接近一側(cè)銅管的放射源和安裝在結(jié)晶器水箱內(nèi)接近對(duì)面一側(cè)銅管的接受器組成,放射源處于具有定向屏蔽作用的源盒中,即處于含屏蔽材料的源盒內(nèi)接近結(jié)晶器銅管的一側(cè)或接近銅管一側(cè)的凹槽中,源盒從結(jié)晶器側(cè)面或通過(guò)結(jié)晶器法蘭裝入結(jié)晶器水箱內(nèi)的安裝盒中,在必要時(shí)在結(jié)晶器水箱內(nèi)靠近源盒安裝盒處安裝固定屏蔽塊。
文檔編號(hào)B22D2/00GK2482467SQ0122893
公開日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2001年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月25日
發(fā)明者姜虹 申請(qǐng)人:姜虹