连铸机结晶器液面检测装置的复合改造

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连铸机结晶器液面检测装置的复合改造

张华张君江福仙

(宣化钢铁集团有限责任公司)

摘要通过对两种结晶器液面检测设备进行分析比较，实施改造，实现复合使用，从而取得良好效果。

关键词液面检测接收器射源活度

1 组成及原理

宣钢炼钢厂4号六机六流小方坯连铸机塞棒自动控制系统于2004年8月正式投入，该系统采用衡阳镭目公司技术及成套设备，由Csl37钢水液面检测装置、全数字伺服装置、PLC控制器及中间包塞棒操作机构等组成(图1)。

其原理为将钢水液面检测装置检测到的结晶器液面波动信号由PLC处理后，转换为驱动电动缸的数字信号，通过控制中间包塞棒的起升调节中间包水口开度，从而实现自动控制拉坯或浇钢速度，并且使钢水液面稳定的保持在预定的高度上，因此可提高连铸机作业率，保持钢锭质量，并且减轻浇铸工人的劳动强度。

2 主要问题

本塞棒自动控制系统通过招标决定采用衡阳镭目公司成套技术、设备，而4号连铸机原有液面检测装置为上海树诚公司设备，为保证塞棒自动控制系统的稳定可靠，需要全部更新为镭目公司产品。液面检测装置由放射源、接收器和二次仪表组成。放射源采用Csl37同位素线性放射源，此类物品的采购、使用、废弃、处理有严格管理规定及复杂的手续。

考虑到购置新射源、处理旧射源需要花费大量时间和费用，为保证该项目及时顺利投入，节约成本，我们决定采用两家设备相结合的方式实现结晶器液面检测功能，即放射源仍用树诚公司产品，接收器、二次仪表则采用镭目公司产品，这个方案能否成功，必须解决以下两个问题：

(1)结晶器内的接收器保护套结构是为原树诚的接收器设计的，镭目公司接收器必须设法稳定可靠的安装到结晶器内，接收器内部有易碎的晶体，不能因结晶器振动发生撞击导致损坏。

(2)树诚的Cs一137射源活度为2mCi，镭目射源活度为4．5mCi，低剂量的树诚射源与镭目的接收器能否匹配，信号是否稳定，需要进行检测、调试。

3 解决方案

3．1第一问题的解决

解决问题有两种方法，第一种是重新设计制作保护套，使之适应新的接收器的安装，因为原有的树诚接收器保护套法兰不能固定安装定型生产的镭目公司新接收器。但这种办法不仅实现周期长，而且将造成4号、5号连铸机备件不通用，5号小方坯连铸机仍使用树诚液面控制技术，为降低成本、减少库存，两台连铸机备件应尽可能通用。

针对这一问题，我们设计研究出第二种方法：增加过渡连接法兰，如图2所示。

将过渡法兰用螺栓固定在结晶器原安装接收器的法兰上，过渡法兰上安装可拆的调节螺栓，将接收器放进保护套内，通过调节螺栓上的锁母将接收器固定板压紧，接收器就被弹簧压紧到保护套内，弹簧具有吸振缓冲功能，使接收器不会受结晶器振动影响。安装示意图如图3所示。

这样，通过安装过渡法兰，而不对结晶器结构做任何改变，4号、5号连铸机实现了结晶器备件的通用。

3．2第二问题的解决

针对问题树诚射源活度低的问题，需要进行现场测试：连接好液面检测系统的二次仪表，Cs一137源发射的γ射线通过结晶器水套和铜管射到接收器上，产生电脉冲。电脉冲通过屏蔽电缆输入到二次仪表，经放大、分析之后送主机，形成脉冲计数N，N值随结晶器内实际的液面高度成比例变化。因此，可通过N值，计算出液面高度H及与H成线性的电压或电流模拟量，送到二次仪表后面板的相应输出插座上，用于控制塞棒位置或拉矫机的拉速，保持结晶器中的钢水液位稳定。

由此可见，脉冲计数N是关系到能否进行正常液面控制的关键数据。我们对其进行测定，N值的大小反映放射源信号的强弱，4号机结晶器刻度范围是在铜管口下50 mm到200 mm。50 mm那一点仪表的N值记为N10点的刻度数据，200 mm那一点仪表的N值记为N0点的数据，每调整15，mill都记下仪表的N值作为刻度数据，根据N与液面H之间的线性关系，N值变化愈明显，实现的液面控制将愈灵敏。正常生产中的液面控制在铜管口下(80

～95)±3 mm范围，相应N6、N7、N8之间的变化量是我们关注的数值，根据镭目公司经验，其变化量一般应大于300。

但实测中，我们得到的∆N值远远小于300，见表1。

这里我们只列出代表性的第1、2、4、6流数值，其中最大的第6流N6一N7/N7一N8为196／191，而较小的第1、2、4流均在100左右，最小的第2流N6一N7／N7一N8只有86／85，这样会不会影响伺服装置的灵敏度，使塞棒操作机构反应滞后从而达不到控制效果呢?通过对整个塞棒控制系统进行实际运行调试，我们发现，该系统能够实现良好的液面控制，各流液面波动范围均可落在所要求的±3mm范围内，平均控制精度达到98％以上。这说明较弱活度的射源仍能够满足生产的需要，改造是成功的。

4 结束语

通过这次改造，成功地实现了两家不同液面检测装置在同一种结晶器上的复合型使用，并达到了考核目标要求，获得了满意的使用效果，为此类设备今后的使用开辟了一个新思路，提供了新方法。

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