•\B\* -l / Opublikowano dnia 3 wrzesnia 1962 r ^4% \ POLSKIE) RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46025 KL 42 e, 34 Akademia Górniczo-Hutnicza*) Kraków, Polska Urzqdzenle do oznaczania poziomu slali w krytlalizaforze oraz sposób wykonywania oznaczen Patent trwa od dnia 1 lipca 1960 r.W technice hutniczej przy odlewaniu ciag¬ lym stali bardzo istotne znaczenie ma utrzy¬ manie na pewnej wysokosci poziomu stali w krystalizatorze ,co zapewnia ciaglosc pro¬ cesu krystalizacji otrzymywanego wlewka.Znane dotychczas sposoby oznaczania pozio¬ mu stali w krystalizatorze polegaja na zasto¬ sowaniu urzadzen zaopatrzonych w termopa- ry wzglednie urzadzen radiograficznych. Wska¬ zania termopar sa malo dokladne ze wzgle¬ du na znaczna bezwladnosc urzadzenia, ponie¬ waz- dla okreslenia miejsca poziomu stali przez termopare wymagany jest pewien okres cza¬ su. Z tego wzgledu dopuszczalne granice dla *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspó- twórcami wynalazku sa doc. dr inz. Waclaw Rózanski, prof. mgr inz. Feliks Olszak, mgr inz. Antoni Rej i mgr inz. Stanislaw Lember- gier. poziomu stali w krystalizatorze moga byc prze¬ kroczone zanim wskaznik termopary okresli wymagany poziom.Pomiar poziomu stali przy pomocy metod radiograficznych jest wprawdzie szybki i do¬ kladny, nie mniej jednak wymaga specjalnej ostroznosci ze wzgledu na stosowanie przy tych metodach pierwiastki promieniotwórcze. Wiaze sie to z dodatkowymi inwestycjami, zebezpie- czajacymi zaloge przed szkodliwym dla zdro¬ wia promieniowaniem.Tych wad nie posiada sposób oznaczania po¬ ziomu stali w krystalizatorze oraz urzadzenie do wykonywania tego sposobu wedlug wyna¬ lazku.Istota wnalazku polega na wykorzystaniu zjawiska odbijania sie fal ultradzwiekowych na granicy osrodków o róznym oporze aku¬ stycznym, W krystalizatorze napelnionym sta¬ la, okreslenie jej poziomu polega na ustaleniumiejsca odbicia fal ultradzwiekowych. Jezeli krystalizator nie jest zapelniony stala, wów¬ czas odbicie fal ultradzwiekowych nastepuje od razu (bezposrednio )od tej scianki krysta¬ lizatora, przez która sa wprowadzone fale. W przypadku zas krystalizatora zapelnionego sta¬ la odbicie fal nastapi na jego przeciwleglej sciance dopiero po przejsciu fal przez warstwe cieklej stali, czyli w okresie pózniejszym.Na rysunku fig. 1 przedstawia schemat kry¬ stalizatora w przekroju wzdluz jego osi pio¬ nowej, a fig. 2, 3 i 4 — wskazania urzadzenia, otrzymane na ekranach defektoskopów ultra¬ dzwiekowych'.Krystalizator na przyklad o przekroju kwa¬ dratowym jest otoczony plaszczem wpdnym.W scianke 1 krystalizatora i poprzez scianke 2 plaszcza wodnego sa wmontowane w odpo¬ wiedniej odleglosci jeden nad drugim dwa metalowe trzpienie (kolki) 3 i 4, do których przylegaja przetworniki kwarcowe 5 i 6. O- bydwa przetworniki sa polaczone z defekto¬ skopami ultradzwiekowymi 7 18.Trzpienie (kolki) 3 i 4 sa umieszczone na takiej wysokosci krystalizatora, aby pozwoli¬ ly na okreslenie poziomu stali w dopuszczal¬ nych granicach technologicznych.Podczas pracy urzadzenia przetworniki kwar¬ cowe 5 i fr przekazuja do trzpieni (kolków) 3 14 impulsy ultradzwiekowe, które zaleznie od warunków ulegaja odbiciu i powracaja do przetworników & i 6, po czym sa rejestrowane na ekranach defektoskopów 7 i 1 Jezeli fale przebeda krótka droge wówczas ich powrót 'bedzie zarejestrowany na ekranach defektosko¬ powych wczesniej niz w przypadku przebycia drogi dluzszej. Z tegc tez wzgledu podstawa do okreslenia poziomu stali w krystalizatorze jest dlugosc drogi, przebytej przez fale (im¬ pulsy) ultradzwiekowe, które nastepnie sa od¬ powiednio rejestrowane na ekranach defekto¬ skopów.Przy oznaczaniu poziomu stali pracuja jed¬ noczesnie obydwa przetworniki 5 i 6, dajac rózne wskazania w postaci linii swietlnych na ekranach defektoskopów 7 i 8. Przez porów¬ nanie otrzymanych linii swietlnych (obrazów) na obu ekranach uzyskuje sie dokladne rozeznanie odnosnie polozenia poziomu, zajmowanego przez stal w krystalizatorze.Dopuszczalne granice wysokosci poziomu stali okreslaja polozenia trzpieni 3 14, przy czym trzpien 3 umieszczony jest na górnej (maksy¬ malnej) wysokosci poziomu, a trzpien 4 — na dolnej (minimalnej) wysokosci poziomu.Przy dokonywaniu pomiaru poziomu stali w krystalizatorze moga zaistniec trzy zasad¬ nicze mozliwosci, a mianowicie, kiedy poziom stali utrzymuje sie w dopuszczalnych grani¬ cach, to jest na wysokosci pomiedzy trzpie¬ niami 3 i 4, nastepnie kiedy poziom stali utrzy¬ muje sie powyzej dopuszczalnej granicy, czyli powyzej polozenia trzpienia 3, oraz kiedy po¬ ziom stali utrzymuje sie ponizej dopuszczalnej granicy, czyli ponizej polozenia trzpienia 4.Jezeli podczas pomiaru poziom stali bedzie znajdowal sie w granicach dopuszczalnych wówczas wyslane fale ultradzwiekowe przez przetwornik 6 przenikna przez plynna stal i odbija sie od przeciwleglej scianki 1 kry¬ stalizatora, po czym zarejestruja odpowiednia krzywa na ekranie defektoskopu 8 (fig. 2b), fale zas wyslane przez przetwornik 5 odbija sie od razu od scianki 2, w której umieszczo¬ ny jest trzpien 3 i zarejestruja krzywa o innym ksztalcie, na ekranie defektoskopu 7 (fig. 2a).W przypadku gdy poziom stali w krystaliza¬ torze znajdzie sie powyzej górnej dopuszczal¬ nej granicy fale wówczas wysylane przez prze¬ tworniki 5 i 6 beda przenikac jednoczesnie przez plynna stal i odbija sie od przeciwleg¬ lej scianki 1 krystalizatora. po czym defekto¬ skopy 7 i 8 zarejestruja na swych ekranach identyczne krzywe (fig. 3a i b).Jezeli poziom stali w krystalizatorze utrzy¬ muje sie ponizej dolnej dopuszczalnej granicy wówczas fale wyslane przez przetworniki 5 i 6 odbija sie od razu od scianki 2 i na ekra¬ nach obu defektoskopów zarejestruja identycz¬ ne krzywe (fig. 4a i b), odmienne jednak od poprzednich (fig. 2 i 3).Przez porównanie zarejestrowanych krzy¬ wych, które maja rózny ksztalt dla odnosnego poziomu stali, mozna stwierdzic czy stal w krystalizatorze zajmuje zadany poziom. Jezeli fale ultradzwiekowe przenikaja przez plynna stal po czym odbijaja sie od przeciwleglej scianki krystalizatora, wówczas nastapi jeszcze dodatkowe zjawisko tlumienia. Zjawisko to mozna dostrzec na ekranie defektoskopu w postaci mniejszych zalaman, wystepujacych na liniach swietlnych.Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku jest w porównaniu z dotychczas znanymi bezpiecz¬ ne w obsludze, proste w uzyciu i tanie w eksploatacji, dajac równoczesnie bardzo szybko dokladne wyniki.Szybkosc i dokladnosc uzyskanych wyników pozwala w razie potrzeby na prawie natych- _2 «~miastowa regulacja .poziomu stali w krystali- zatorze.Równoczesne zastosowanie fotoelementów przy ekranach defektoskopów ultradzwieko¬ wych pozwoli na calkowite zautomatyzowanie regulacji poziomu w krystalizatorze. PL