[实用新型]连铸机结晶器钢水液位测量装置

说明书

本实用新型属物位测量领域，具体涉及利用放射源测量连铸机结晶器钢水液位的装置。

放射性同位素用于连铸机结晶器钢水液位测量具有准确、可靠的优点。现有的内置式(指放射源安装在结晶器水箱内)射源型钢水液位测量装置(美国专利US5564487)将放射源嵌入结晶器铜管上的穴槽内，或将杆状放射源通过结晶器法兰插入结晶器水箱中，其缺点是这些放射源不带物质屏蔽，操作剂量比较大，尤其是嵌入式的安装困难，操作周期长，很少应用。其改进型是将杆状放射源连同缩小了体积的原用于外置式(指放射源安装在结晶器外)的圆柱形铅容器通过结晶器法兰吊装入结晶器水箱内，这种圆柱形铅容器内还有一个靠边的旋转圆柱体，放射源位于旋转圆柱体的边界处，源开时放射源旋转至圆柱形铅容器的边界处，源关时放射源旋转至圆柱形铅容器的中央位置，对放射源进行全方位的屏蔽。这种方法的缺点是全方位屏蔽的效果较差。现有技术的另一个缺点是放射源大角度照射导至散射辐射水平较高，在圆坯等结晶器上的测量精度较差。

本实用新型的目的是要提供一种内置式射源型连铸机结晶器钢水液位测量装置，其所用放射源带有能有效降低操作者受照水平和消除接受器所受散射γ干扰的屏蔽结构。

本实用新型的目的是这样实现的：放射源和屏蔽盒组成源盒，源盒为定向屏蔽结构，即放射源处于源盒的靠近铜管的侧壁内，或处于源盒的靠近铜管一侧的凹槽中，由此加大了源与操作者之间铅、钨或贫铀等屏蔽物质的厚度，降低了γ照射水平，在必要时又限制了射束范围，消除了散射γ的干扰，提高了钢水液位测量的精度。对于结晶器上只需要单向屏蔽的放射源，用侧推式源盒，即源盒从结晶器水箱侧面推入结晶器水箱内的源盒安装盒内，或用竖装式源盒，即源盒通过结晶器法兰装入结晶器水箱内的源盒安装盒内。对于在结晶器上需要全方位屏蔽的放射源，方位可改变的竖装式源盒通过结晶器法兰装入结晶器水箱内的源盒安装盒中，并在结晶器水箱内靠近源盒安装盒处设固定屏蔽块，改变源盒的方向使源盒中的放射源朝向固定屏蔽块时即实现了全方位的屏蔽，在不增加可操作的源盒的重量的条件下，提高了全方位屏蔽的效果。当源盒从结晶器上取下时，源盒装入源盒屏蔽容器内与源盒形状相对应的穴槽中，使放射源受到全方位的有效的屏蔽。

传统的内置式射源型连铸机结晶器钢水液位测量装置用于小断面结晶器时将杆状放射源通过结晶器法兰插入结晶器水箱内，在结晶器上安装放射源或从结晶器上取下放射源时，直接操作无屏蔽的裸源杆，尽管放射源的活度较小，但由于操作距离较近，操作剂量还是比较大的。这种源转移或存放时，一般装入一个直径60mm的铅容器中央，其有效铅屏蔽厚度只有15mm，对铯137源的γ辐射只能减弱4倍，因而环境辐射水平较高。当用于大断面结晶器时，由于大断面结晶器的铜管壁较厚，源与接受器之间的距离较远，源杆的活度较大，传统的改进型内置式射源型连铸机结晶器钢水液位测量装置的圆柱形铅容器受结晶器的有限尺寸以及结晶器法兰密封结构的限制，其外径一般为70mm，而其内外圆柱体的多层结构材料又占去了较大的空间，其全方位屏蔽的有效铅厚度也只有17mm，对铯137源的γ辐射只能减弱4.5倍，这是远远不够的。另外，在结晶器内裸源杆向4π立体角的空间照射，传统的圆柱形铅容器源开时的照射主体角接近2π，当源离结晶器铜管较远，或用于圆坯结晶器时，射到接受器上的与结晶器铜管内钢水液位高低无关的散射γ的贡献较大，即接受器的满位计数率较高，约为空位计数率的二分之一，这意味着散射辐射将使低液位的计数率提高一倍，使90％高液位的计数率提高10倍，由此引起的计数率统计涨落的加大将使低液位和高液位的测量精度分别变差1.4倍和3.3倍。本实用新型的定向屏蔽结构增加了铅的有效厚度，对于Φ70的源盒，铅的有效厚度为58mm，对铯137源发射的γ辐射可以降低470倍。对于圆坯结晶器，本实用新型的限制γ射束的凹槽结构将使接受器的满位计数率降低到空位计数率的二十分之一，从而保证了连铸机结晶器钢水液位的测量精度。通常源盒安装在结晶器内弧，源盒内的定向屏蔽结构对通常在内弧操作的浇钢工和拆、装放射源的操作工起到极好的保护作用。当需要对结晶器铜管内的操作进行保护时，使源盒安装盒内的屏蔽材料朝向铜管一侧，而使放射源处于该屏蔽材料与固定屏蔽块之间，对放射源进行全方位屏蔽。在结晶器检修期间，从结晶器上取下的源盒放入源盒屏蔽容器的穴槽中，降低了环境辐射水平。

本实用新型的具体结构由以下实施例及附图给出：

图1a、1b和1c是侧推内置式连铸机结晶器钢水液位测量装置示意图；

图2a、2b和2c是竖装内置式连铸机结晶器钢水液位测量装置示意图；