SU959908A1 - Устройство дл измерени толщины корочки непрерывноотливаемой заготовки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к измерению параметров непрерывноотливаемых заготовок, и может йлть использовано в металлургическом производстве на машинах непрерывного лить .

Известно устройство, принцип действи  которого основан на ультразвуковой непроницаемости и ультразвуковом эхо-методе 1.

Однако его применение затруднегр из-за сложности создани  надежного и акустического контакта между датчиками ультразвукового генератора и движущейс  непрерывноотливаемой заготовкой , имеющей высокую температуру и грубую неровную поверхность.

Известно также устройство изме ,рени  толщины корочки непрерывньго слитка радиоизотопным методом, котрроесодержит источник радиокативного излучени , приемник излучени  и С5ЛОКИ обработки получаемой информации . Поток гамма-излучени , прошедший слиток, преобразуетс  в детекторе в пуасоновскую последовательность электрических импульсов. Частота по ступлени  гамма-квантов мен етс  с

изменением соотношени  жидкой и твердой фаз затвердевающего слитка 2. однако .в известном радиационном устройстве измерени  толщины корочки не предусматриваетс  измерение толщины корочки по всей ширине противоположных граней, расположенных нЬрмально потоку частиц излучени . В результате этого, информаци  о

10 толщине корочки затвердевающей заготовки не всегда  вл етс  достоверной в силу неравномерности своего формировани ,что приводит, в свою рчередь, к нестабильности в управлег 15 НИИ процессом непрерывного лить  и возможным прорывам корочки, сопроврждшощихс  аварийными ситуаци ми на машинах непрерывного лить  заготовок.

Наиболее близким к изобретению по

20 технической сущности  вл етс  устройство контро/1  трубчатых изделий с помс цью пр мого и отраженного излучени , содержащее источник радиоактивного излучени , устройство вращени  (сканировани ) трубы относительно системы источник-детектор и позвол ющее контролировать толщину стенок труб. Применение блоков известного устройства дл  контрол  толщины ко30 рочки непрерывноотливаемой заготовки«при условии изготовлени  возврат но-постугательной системы сканирова ни  позволит осуществить контроль и измерение толщины корочки по всей ширине двух противоположных граней непрерывноотливаемой заготовки,расположенных нормально к потоку отраж ни  3. Така  схема контрол  толщины корочки не позвол ет осуществить контроль и измерение толщины корочек о тавшихс  двух других противоположны граней отливаемой заготовки, распо ложенных параллельно потоку частиц Л излучени , т.е. не позвол ет осущес твить контроль по периметру попереч ного сечени  заготовки, что приводи к прорывам корочки и нестабильности в управлении процессом непрерывного лить . Целью изобретени   вл етс  обеспечение измерени  толщины корочки н прерывноотливаемых заготовок пр моугольного , сечени  по его периметру. . Поставленна  цель достигаетс  те что устройство дл  измерени  толщин корочки непрерывноотливаемой загото ки, содержащее источник излучени , детекторы пр мого и отраженного излучени , два усилител , два формиро вател -дискриминатора, два реверсив ных счетчика, кварцевый генератор, таймер, два двоичных счетчика, два блока нормировки,схему сравнени , три блока индикации, а также возвратно-поступательную систему сканировани , состо щую из последовательно соединенных привода сканирую щего механизма, датчика--положени , третьего реверсивного счетчика, бло ка управлени  приводом и блока начальных значений координат заготовки , причем детектор, усилитель, фор мирователь-дискриминатор , реверсивный счетчик и. блок нормировки соединены последовательно, выход кварцевого генератора через таймер и двоичные счетчики соединен - с реверсивными счетчиками, выходы блоков нормировки соединены со схемой сравнени , выход которой св зан с индикатором , другой индикатор соединен с выходом первого блока нормировки, . а второй выход блока управлени  при водом св зан с-приводом сканирующего механизма, дополнительно содержит блок усреднени , дискриминатор нижнего уровн  числа импульсов, блок координат и блок вычитани , причем блок усреднени  соединён с выходами таймера и второго и третьего ревергсивных счетчиков,, выход блока усреднени  соединен с входом дискриминатора нижнего уровн , другой вход которого св зан с выходом второго ре версивного счетчика, выход дискриминатора нижнего уровн  соединен с входом блока координат, другой вход которого св зан с выходом третьего реверсивного счетчика, выход рлока координат соединен с входом блока вычитани , другой вход которого св зан с выходом блока начальных значений координат заготовки, а третий индикатор соединен с выходом блока вычитани . На чертеже представлена функциональна  сжема устройства дл  измерени -толщины корочки непрерывноотливаемой заготовки. Устройство дл  измерени  толщины корочки граней АВ, СД, ВС и АД (по периметру) непрерывноотливаемой заготовки пр моугольного сечени  (или квадратного сечени ) содержит источ- . ник ионизирующего излучени  1, детектор 2 отраженного излучени , несущего информацию об изменении толщины корочки грани АБ( j , детектор 3 изучени , прошедшегочерез контролируемый объект, несущего информацию о сумме толщин корочек противоположных граней АВ и СД отливаемой заготовки (| + 9Ь возвратно-поступательную- систему сканировани  блоков 4 -И 5. Блок 4 представл ет собой водоохлаждаемый кожух с коллиметром и.злучени , в который вставл етс  электронный блок детектора 2, этот кожух крепитс  кронштейном к источнику ионизирующего излучени , наход щегос  в контейнере . Сборка детектора в кожухе и источника излучени  в контейнере дл  удобства обозначена блоком 4. Блок 5 представл ет собой водоохлаждаемый кожух с коллиматором излучени , в который вставл етс  электронный блок детектора 3 пр мого излучени . Блоки 4 н 5 жестко соединены друг с другом. Воз .вратно-поступательна  система сканировани  содержит фотоэлектрический датчик б положени  жестко скрепленной системы из блоков 4. и 5, привод 7 сканирующего механизма, который перемещает жестко скрепленные источник с детекторами, реверсивный счетчик 8, блок 9 управлени  приводоми блок 10 начальных значений, координат заготовки. Соответственно дл  электрических импульсов, поступакщих с выходов детекторов 2 и 3, подсоединены усилители 11 и 12, формирователи-дискриминаторы 13 и 14, реверсивные счетчики 15 и 16, кварцевый генератор 17, таймер 18, двоичные счетчики 19 и 20, блоки 21 и 22 нор-, мировки, схема 23 сравнени , индикаторы 24 и 25, блок 26 усреднени , дискриминатор 27 нижнего уровн  числа импульсов, блок 28 координат, блок 29 вычитани , блок 30 индикации. Детекторы 2 и 3 представл ют собой сцинтилл ционные счетчики. Дл  регистрации нерассе нного излучени  испсзльзуетс  счетчик на базе сцинтилл ционного кристалла (Те) 40x50 и ФЭУ-118, а дл  регистрации альбедо-излучени  - на базе кристалла Cs3 (Те) 80x80 и ФЭУ-52. Электронные блоки детекторов помещены в кожухи . Исполнение кожуха делаетс  2-х стенным (водоохлаждаемым) с целью защиты детекторов излучени  от теплового воздействи  гор чего слитка . С целью ограничени  попадани  в детектор излучени , рассе нного элементами оборудовани  и другими сторонними материалами, не несущими информацию о процессе кристаллизации и толщине твердой фазы (корочки) на водоохлаждаемый кожух (детектора) одеваетс  кqллимaт.opИмпульсы с детекторов 2 и 3 соответственно поступают на входы усилителей 11 и 12, усиленные сигналы с выходов усилителей поступают на входа формирователей-дискриминаторов 13 и 14, усиленные и сформированные сигналы поступают на входы реверсивных счетчиков 15 и 16, в которых производитс  их подсчет за определенный промежуток времени (такт измерени ), задаваемый кварцевым генератором 17 с помощью таймера 18. Нормированные блоках нормировки 21 и 22 импульсй поступают в схему 23 сравнени , в которой операцией вычитани  определ етс  толщина противоположной корочки (§1 1) Непрерывноотливаема  заготовка по ширине разбиваетс  на несколько зон: зона m - ограничение сканировани  системы источник-детекторы вдоль граней АВ и СД отливаемой заготовки,-длина которой вводитс  с блока 9 управлени  приводом. Перед началом измерени  дл  избежани  засветки ФЭУ детектора 3. В зоне m происходит измерение толщины корочки граней АВ и СД отливаемой заготовки . Зоны k и п г определены из услови  существующего в технологии МНЛЗ предела пол  допусков дл  изменени  толщин корочек от min до max (20-60 мм) по гран м АД к ВС, причем при сканировании системы источник-детекторы по зоне kB блоке 26 усреднени  происходит усреднение числа импульсов после каждого такта измерени , при переходе сканирующей системы из зоны k в зону п или п выходной сигнал блока усреднени , представл ющий собой среднее значение числа импульсов, накопленных за врем  сканировани  по зоне k , сравниваетс  в дискриминаторе 27 нижнего уровн  с текущим значением числа импульсов , характеризующих прошедшие через слиток излучени , за каждый такт измерени . Различие сравниваемы сигналов фиксируетс  при условии по влени  твердой фазы граней АД или ВС дискриминатором 27, выходной скг нал которого подаетс  в блок 28 координат ,выдающего координаты (Hi,X,) толщины корочек граней ДА и ВС в блок 29 вычитани , в который предварительно введены координаты заготовки с блока 10 (длина ). С выхода

блока вычитани  информаци  о толщине корочки f f + f поступает в блок 30 индикации. Блоком индикации (24, 25 и 30) может служить либо самописец , либо цифропечать, либо цифрова  светоиндикаци .

Использование новых элементов блока усреднени , дискриминатора нижнего уровн  числа, импульсов, блока координат и блока вычитани , и новых взаимосв зей выгодно отличает предлагаемое устройство дл  измерени  толщины корочки от известных ранее, так как по вл етс  возможность , использу  один источник ионизирующего излучени , осуществл ть измерение толщин корочек непрерывноотливаемой заготовки по всем гран м одновременно, что позволит использовать получаемую информацию с устройства о фронте кристаллизации отливаемой заготовки дл  оптимизации режимов машин непрерывного лить  заготовок. .

Экономический эффект от внедрени  предлагаемого .устройства на одной МНЛЗ составит в денежном выражении 80 тыс. руб. в год.

35

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  толщины корочки непрерывноотливаемой заготовки , содержащее источник излучени ,

   40 детекторы пр мого и отраженного излучени ,, два усилител , два формировател -дискриминатора , два реверсивных счетчика, кварцевый генератор , таймер, два двоичных счетчика, два блока нормировки, схему сравнени , три блока индикации , а также возвратно-поступательную систему сканировани , состо щую из последовательно соединенных привода сканирую5Q щего механизма, датчика положени , третьего реверсивного счетчика, блока управлени  приводом и блока начальных значений координат.заготовки , причем детектор, усилитель,формирователь-дискриминатор , реверсив55

   ный счетчик и блок нормировки соединены последовательно, выход кварцевого генераторе через таймер и двоичные счетчики соединен с реверсивными счетчиками, выходы блоков нормировки

   соединены со схемой, сравнени , выход которой св зан с индикатором, другой индикатор соединен с выходом первого блока нормировки, а второй выход блока управлени  приводом .св зан с приводом сканирующего механизма, о т личающеес  тем, что, с це лью обеспечени  измерени  толщины корочки непрерывноотливаемых заготовок пр моугольного сечени  по его периметру, устройство дополнительно содержит блок усреднени , дискриминатор нижнего уровн  числа импульсов блок координат и блок вычитани , при чем блок усреднени  соединен с выходэми таймера и второго и третьего реверсивных счетчиков, выход блока усреднени  соединен с входом дискриминатора нижнего уровн , другой вход которого св зан с выходом второго ре версивного счетчика, выход дискриминатора нижнего уровн  соединен с вхо дом блока координат, другой вход которого св зан с выходом третьего реверсивного счетчика, выход блока координат соединен с входом блока вычитани , другой вход которого св зан с выходом блока начальных значений координат заготовки, а третий индикатор соединен с выходом блока вычитани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии 48-3992, кл. В 22 D 1974.
2. 2.Патент Швейцарии № 949538, кл. В 22 D 1962.,
3. 3.Патент США 3569708, кл. С 01 t 1/20, 1971.