D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1960.02.003 第九期 -13一 石鋼三號高爐應用放射性同位素测量 爐缸和爐底的侵蝕情况 煉铁教研組头锋濮存惠沈寄生 本文对装有放射性同位素的石鋼三号城的熊和娘底的侵触情况进行了测定，从测定的 桔采中对該盘目前的嬗襯狀况进行了分析与剁衔，派对該烛墟缸利墟底：的結稀、鞭修以及进 一步完善测量設备提出意见。 一、概述 高爐磚视的券命是高墟生：的重要問题之一，为了延畏傅襯的寿命必须經常地了解它們 破坏的情况，以便防止它們的发展並且乐取有效的措施。过去调量城底破坏情况是依靠爐基上 的热电偶冷却水温度的变化，或者用铁棍由出铁口来探测，但这些方法都是不太谁确的。 由于原子能的发展，放射性同位：素在国民都济愈来愈广泛的应用。使用放射性同位茶研· 究高爐的爐襯及墟内冶煉情况有了很大的发最。苏联巴尔金院十及格魯金致授在这一方面的 研究作出了草越的質献。 近几乐来，我国治金方法的肝究也逐撕采用了放射性同位素这一新技术，在我国新建的 大型高爐上大部按装了放射性同位案。石鋼三高爐在建嫩时會在爐缸及爐底也按装了放射性 同位素，由于設备不完善，生产以米沒有额过测定。为此铜院续铁教研紅同位素科研小紅在 石锅辣铁厂技术科的协助下进行这一力面的究工作，其目的在于了解目前墟辙中同位素的 分你情况，以便对于爐襯目前的侵蚀情泥作出倒阁。 二、放射源的装置 石锅三号盤爐底是采用欲合結構。爐底上五层是高鋁傅下面是粘土磚共雨侧为炭；姐 伽下部四层为炭停和炭素搗固（見图1）。爐底和始缸共装有放射性钻6(Co)170毫居 里，其分饰情况如下： (1)熊底中心部份，沿馆底中心磚面花下每690mm装一点，共製三点（即三层）每层 C060用量为0毫居引。 (2)爐底及城缸周倒共裴有三层（見图1及图2)由墟底碎面社下1035m/m为第一 层，往下845m/m为第2甚，往上100m/m为第三层。其射源的理設方位为：第2层自铁口 偏西60°（西渣1）沿圆周分布共四点，每点相隔90°，距炭磚外沿为460m/m(見图2a)。 第二层自铁口中心腺起，沿图周分作共三处每处相隔120°，每处雨点，兩点間距00m/m, 外面的一点炭傅外沿为60m/m。第三层的方位与第一层完全相同，不过距冷却板只有70· m/rn。以上各点其同位素用量均为5意居里。 三、測量放射性同位素的骰備和方法 由于石鋼三高爐娄的是放射性同什素C06°，故测最时栾用了测最r-射線的盖瀰計数管和
第 九 期 一 一 石 勿 三 魏 高 坡 愿 用 放 射 性 同 位 素 浏 量 坡 缸 和 燎 底 的 浸 触 情 况 谏铁教研组 关 律 淮 存惠 沈寄 生 ，气文对装有放射性 同位素的石 酮 三 一 号嫉的嫉击〔和旅底 的侵触情 况进行 了测定 ， 从 定的 粘果 中对敲坡 目前的媲溉肤 况进 行 了分析与判 断 ， 亚对蔽燎媲缸和燎底的粘椿 、 雄修以及 进 一 步完善测量没备提出意 见 。 一 、 概 述 高熄碎椒 的寿命是 高屹生产 的 重要洲题之一 ， 为 了延畏 傅欲的寿命必须握常地 了解它们 破坏的情 况 ， 以便防 止它 仍 的发展 益 且采取有效的措施。 过去测量燎底破坏情 况是依靠嘘条上 的热 电偶 和 冶却水温度的变 化 ， 或 者用铁棍 由出铁 口 来探测 ， 担这些 方法都是 不太准确的 。 由于原 子能 的发展 ， 放 射性 同 位素在 国民规济愈来愈广泛 的 应用 。 使用放射性 同位素研 究高燎的燎靓及 燎内冶辣 情 况有 了很 大的发 展 。 苏联 巴 尔全 院十及 格鲁 金教授在这一方面 的 研究作 出了草越 的女献 。 近 一 几年来 ， 我 国 冶金方法 的研究也趣 撕采 用 了放射性 同位素这一新技术 ， 在我 国新竣的 大型高煊上 大部按装 了放射性 同位素 。 石 飒三高燎在建燎时瞥在媲缸及 燎底也按装 了放射性 同位素 ， 由于没备 不 完井 ， 珍胜产以 来没 有征过 测定 。 为 此铜 院灿敛教研粗 同位素科研小粗在 石 剑辣数厂技术 科的协 下进行这一为 一 面 的研究工 作 ， 共 目的在于 了解 目前坡嵌 中同位素的 分 怖情 况 ， 以 便对于蝮欲 目前的侵蚀情 况作 出牛 断 。 二 、 放射源的装置 石锅 三号墟媲底是采 用粽合拮磷 。 馆底上五 层是高拐傅下面是 粘士傅其雨侧 为炭傅 燎 缸下部四 层 为炭傅 和炭素捣固 觅 图 工 。 燎 底和燎缸共装有放射性 赫 召。 ‘ ” 夕 毫居 里 ， 共 分怖情 况如下 燎底 中心部份 ， 沿然底 中 心碎面往下每 州装一 点 ， 共缎三点 即三层 每 层 “ ” 用量为加毫居 卫 。 恤底及 熄缸周 困共装有 三 层 觅 图 及 图 由慷 底傅 面手 下 时山 为第一 层 ， 礼下况 场广翔为 第 层 ， 子仁上 。 伽几才。 为 第三层 。 其射源 的埋投方 位为 第 多层 自姚 口 偏西 “ 西渣 口 沿圆周分怖共 四 点 ， 侮 点相 隔 “ ， 距炭碎外沿为 切 觅 图 。 第二 层 自敛 口 中心腺起 ， 沿图周分怖共 三处每 处相 隔 “ ， 侮 处雨 点 ， 雨 点 简距 加伽们加 ， 外面 的一点 距炭搏外沿为在 川加 。 第 三 层 的方位 一 与第一 层完全相 同 ， 不过距冷却板 只有盯。 翔八 。 以上各点共 同位素用量均 为 毫居 里 。 三 、 测量放射性同位素的歌请和方法 由于石铜 三高燎装 的是放 射性 同孙素 沪 。 ， 故 量时采用了测最 一 一射腺的盖翻蔚数管和 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1960．02．003
一14- 铺院學報 (一一校村性) 3a 渣江中心 缺口甲心 高得 招土碍 圆1石三號高放射性缵在城底和红的位置 C。在炉及护减用周的分师 周2C00在城缸及摊底周图的分伟 定标器。 正常的测量方法是：高城开爐后，每出一次铁，即取样。其样是長方形，其中有一拱形 空間以放卧数管如图3所示。在出一次铁的过程中共取三个样，即初期，中期及未期各'一 个。如染鄹过测定发现铁样含有放射性后，再测爐缸女姐底吗周的放射源情况①。这种测量 周3峡 @正常从城外直接测量是每日每班测一大
一 一 娜 院 李 极 一刁 卜 … ‘ 渭 诺 ，， 圈 石 娜 三鱿高感放射性麟在盛底 和 缸的体 里 圈 才不声 矛卫 斌 ‘沪弃护娜之及 国 力曦月 心 内 协华 。 在 城缸 及城 底 周 固 的分作 定标器 。 ’ 正常的测量方法是 高谊开坡后 ， 每出一次铁 ， 即取样 。 其样是畏方形 ， 其 中有一拱形 空简以放针数管如 图 所示 。 在出一次族的过裸中共取三个样 ， 即初期 ， 中期及 未 期 各 ‘ 一 个 。 如果握过 定发现铁样含有放射性后 ， 再测燎缸及 醒底四 周的放射源情 况 。 这种测量 “ 州 下 降勺 · 卜少 叫 圈 获 株 正常从班 外直接 洲 女是每 日 每稗 漪，次
第九期 -15- 应装有遙测腺路和斟换开关，以便在值班室即可测得各点的情况，从而获得爐缸和城底的使 触悄况。 由于石鋼三高爐沒有按装遙測線路及有关殷备，因而在测量时將仪器和电源拉至城壳附 近直接測量各該点的射源强度，而城底中心的侵触情况籍助于过去化殿生铁成侨时所保留 来的样品（铁粉）来进行 四、測量結果及其分析 城底及城缸四周值接测量的数据列表于下 定标四 二电源 封做官 (EROY) 固4城底周图及缸上C0°的测量装置 第 I层 第 I层 第亚，层 各层射源位置 1 2 3 4 1 b 3 1 2 心 4 脉冲数次/分 156 543 363 247 243 728 160 448 1739 本底/分 51 169 160 64 51 69 160 49 160 减去本底际冲次/分 105 374 203 183 192 659 0 379 1579 从上可以分析如下： (1)姐缸及城底周圆各层的射源各层的射源中，只有第二层第三点的脉冲与本底完全 相同，这說明該射源处的墟搬已被侵触掉。該点的位置正位于铁口下約800m/m处，亦即說 明該处墟櫬的厚度已不到460（韵二个20m/m的磚厚）。 (2)东侧各层的一、四各点的脲冲数均此其它各点为小。这是因为东侧射源外的冷却 板接缝都是用金岛绣接的，而西側却是用炭素捣筑的，从而使脉冲数相差較大。这个結果也 可用吸收能来力以說明：因为铁吸收r-射線的能力較炭素为大。铁的吸收系数=0.5， 炭捣境科的吸收系数A=0.06,按伞吸收县L-003公式计算，则铁吸收Co0的射绿 L△≥≈2厘米，而碳索坑料华吸收层L=11.6厘米，因而测出的射線强度西侧此东側要大很多。 ”·(3)第二层的各点，除铁口下面外，射粽的脉冲均較高，可以明显的看出这是由于具 有兩个射源的綠故。 ①半吸收層是物質吸收射線強度一半的厚度
第 九 期 一 二 应装有遥侧徐路和搏换开关 ， 以便在值班 室即 可 得各点 的情况 ， 从而 获得雄缸和烟底 的便 触情况 。 由于石翎 三高蝮没 有按装摇侧 徐路及 有关敲备 ， 因而在测量 时胜仪器 和 电源拉至浦壳附 近道接测量各孩点 的射源 强度 ， 而墉 底 中心 的侵触情 况 籍助于过去化肺生铁成份时所保 留 下来的样品 〔敛粉 来进行 四 、 测且桔果及其分析 唬 底及 嵘缸 四周直接测量 的数据列表于下 产口 魄城 定耘。 电糠 牌 口 心 圈 玻底 周 固 及坡 缸上 砂 。 的 侧 量 装置 一一 灿一仁 一日 一上曰曰主 第 层 第 叼 ︸ 姗 绷 层工到、 了 一璐丈 第 主一 各层 射源 位 ’ 脉冲数 次找兮 “ …哪 木 底 次 分 … “ … 诚去本底脉冲 次 分 势 盯 从 上可 以分析如下 愧 缸及 燎底 周 圃各层的射源各 层的 射源 中 ， 只 有第二层第三点 的脉冲与本底完全 相 同 ， 这靛 明效 射源 处的燎徽 已被侵触掉 。 敲点 的位置 正位于敛 口 下构 歇沁坷川 处 ， 亦即挽 明孩 迹雄靓的厚度已 不到 钓二个 ‘ 汀 川的搏厚 。 东侧各层的一 、 四 各点 的脉冲数均比其它各点 为小 。 这是 因为东侧 射源外的冷却 板接徒都是 用金属锈接 的 ， 而西侧 却是 用炭素捣筑的 ， 从而使脉冲数相 差较大 。 这个拮果也 可 用吸收能来 力以靛 明 因为敛吸收 一 射振的能 力蛟炭素为大 。 铁的吸收系数 产二 ， … ‘ ， 二 ‘ 。 ， 、 ‘ ， ， ‘ ，’ 一 ， 一 ， ‘ ， 礴 炭捣琪料的吸收系数 “ 一 ” · ， 按牛吸收 层 一粉产公式升算 ， 则敛吸收 “ “ 。 的 卜射腺 会 厘米 ， 而碳索发料 牛吸收层 二 厘米 ， 因而侧 出的 射腺强度西侧比东侧要大很 多 。 ‘ 第二层的各点 ， 除敛 口下面外 ， 射粽 的脉 冲均较高 ， 可以明显的看出这是 由于具 有雨 个射源 的禄故 。 半吸 收 屠是物 赞吸 收射殊 按 度 一 半的 厚度
-16-- 綱院学報 (4)第三层有雨点沒有进行测量，而已测的雨点际冲数較高，这是由于此层射源装置 距爐莞最近。在调量最容易侵触的西渣口下的一点附，发现射源尚未脱落。在测定此层的雨点 之后，定标器发生放障，考虑到渣口下的一点尚未侵蝕佔計它們亦未脫落， 由于十-一月份以前的铁样，都沒有保存，·所以只对-一月份的铁样作了酒量，测量结果 如图5所示。 脉 20 135夕9〃3公79别路对7河 十~舟均 阔六 由图說明，十一月九号以后铁样的射線强度逐渐增高，至十七日达到最高革，及后又逐 渐减弱。据禎班报姿上的記藏，十一月十二日铁口变，，由原来的2100m/m减至T00m/m左 右，与上表对照起来，可以說明铁口下800m/m左右的放射源是于該时期脱落的。至于爐中 心射源的脱落和侵触情况，由于铁样不完全，目前只能就叫周的情况作些推测，很难谁确的 判断。 总之，由以上的测定可以說明，斌缸及斌底四周的射源基本存在，只有铁口下800m/m的 射源全部脫落。根据一般的爐底度触形狀，墟底中心最上一点肯定已經脱落，至于第二点还 尙难預料。现根据测量結栗將爐缸及城底的侵蝕情况翰图如下： 铁口以下的姐银侵触得快，可能由于出铁口附近也朵用了炭磚墟襯的緣故。首先碳有被 氧化的可能同时在100°℃的高温作用下炭磚石墨化后性度变敏，易被渣铁水摩損；此外生 产和操作上的因素也起眷很重要的作用，三号爐的渣铁缶供应不上，渣铁出不尽是个較長期 的問題，因而好泥发生困难，不能靠络口泥对出铁口附近的爐襯起保护作用。 五、結論 1. 三高爈铁口以下800m/m处的放射源Co°已金脱落。这說明骸处鑪櫬只有460m/m 以下，，情况較为严重。因此，应加强骸处的冷却和出铁口的維护。以后铁口深度不得少于 1.b~2.0M,否則有媚缸滑破的危險； 2.在高爐上应用射性同位素預测城襯的侵触情况是有很大意义的，它不仅經常提出高 爐城体的工作情况，而且可以用它研究高墟墟体的秸構及各种耐火材料的合理使用，从使城
一 一 胡 院 学 粗 封 第三层有雨点没有进行 量 ， 而 已侧 的 雨点脉冲数蛟高 ， 这是 由于此 层射源装置 距娘壳最近 。 在测量最容易侵蚀 的西渣 口 ‘ 一 下的一点 时 ， 发现射源 简未脱落 。 在测 定 此 层的雨点 之后 ， 定标器发生故障 ， 考虑到渣 口 下 ‘ 的一点 简未侵触估 升它 们亦未脱落 ， 由于十一 月份以前 的敛样 ， 都浚 有保 存 ， 一 所以 只 对 一 十一 月份的数样作 了侧最 ， 测 量精果 如 图 所示 。 黔 。 二叭 些 才， 仁一 ‘ 一、 琴 ‘ “ ，。 君 卜 了 歹 夕 夕 ，’ 刀 考邓 理习刃 于、 方份 沙斤护 ” ’ 阎 由图靓 明 ， 十一 月九号以后敛样 的 射腺 强度逐潮增 高 ， 至十七 日达到最高攀 ， 及 后又逐 衡诚弱 。 据’ 班报表上 的豁裁 ， 十一 月十二 日铁 口 变 薄 ， 由原来的 州 诚至 加 和左 右 ， 与上表对照起来 ， 可以就 明欲 口 下 砚八们 左 右的放射源是于豉时期脱落的 。 至于嫂 中 心射源的脱落和侵触情 况 ， 由于铁样 不完圣 ， 目前只 能 就四周 的情 况作些推 ， 很难 淮确的 判断 。 总之 ， 由以 上 的测 定可以就 明 ， 燎缸 及燎底 四 周的射源基本 存在 ， 只 有敛 口下 时 的 射源全部脱落 。 根据一般 的燎底侵颇形状 ， 燎底 中心最上一点 肯定 已趣脱落 ， 至于第二点还 街难预料 。 现根据测量桔果牌馆缸 及燎底 的侵蚀情 况糟图如下 铁 口 以 卞的娘徽侵触得快 ， 可 能 由于出姚 口 附近也采 用了炭碎煊靓的椽故 。 首先碳有被 氧化的可能 同时在 的高温作 用下炭傅石 墨化后 性臀变 枚 ， 易被渣铁水摩损 此 外生 产和操作 上的 因素也起 着很重要的作 用 ， 三号墟的渣至尖备供应不 上 ， 渣铁出 不尽是 个被畏 期 的 周题 ， 因而堵泥发生 困难 ， 不能靠堵 口 泥对出跌 口 附近的煊视起保护作用 。 五 、 桔 霭 三高坡敛 口以 下 叮叮 处的 放射源 。 已。 已 全脱落 。 这靛 明孩处健椒只 有 铂 么 一 ， 情 况较为严重 。 因此 ， 应 加强孩处的冷却和 出缺 口 的推护 。 以后敛 口深度 不 得 少 于 一 ， 否 别有燎缸清破的危阶 在高值上应 用射性 同位素预测媲欲 的侵触情 况是有很大意 义的 ， 它不仅趣 常提出高 燎煊体 的工作情 况 ， 而且可以 用它研究高墟燎体 的拮裤反各种 耐火材料的合理使 用 ， 从 而 使媲
第九期 -17- 櫬获得更是的工作周期： 3.爐底域櫬的放射源应朵用不同的放射性同位浆。如墟底上层可采用牛我期敕短的，同 时具有不同的射線的射源这样就容易区别出城底的使触情况。例如第一层按骰具有Y射線的同 位素，第二层是具有B一射線的同位素，这样当发现了B一射線时，就知道已翘侵触至第二 层了；· 4.这次測量說明，放射性同位素的应用是有效果的。为了更会面的了解雄襯的工作情 况，调量工作应从开墟以来自始至愁不間断的进行，谊到中修或大修。並且在日报上成为不 可缺少的一項； .在这次测量缠底和姐缸四周的过程中体会到装橙盖测線路的必要性。否則由于环境 愈劣，·对仪器的損害以及测量的准确性有很大的影响； 6.由这次调量秸果来看铁口附近朵用脱德秸構是值得考虑的。 参考文献 1.石鋼三号技术操作規程1959 2.放射性同位素的应用知藏科学出版肚1959
第 九 期 ‘ 一 椒获得更畏 的工作周期 履底嫂规 的放射源应采用不同的放射性 同位索 。 如谊底上 层可采用半襄期较短的 ， 同 时具有不同的射腺 的射源这祥就容易区 别拍姐底的畏触情 况 。 例如 第一层按毅具有，射腺的 同 位素 ， 第二层是具 有 拼一 射徐的 同位素 ， 这样 当发现 了 日一 射腺时 ， 就知道 已粗侵触至第二 层 了 ‘ ‘ 这次浏量靛 明 ， 放射性同位素的应 用是有效果的 。 为 了更蚕面的了解旅徽的工作情 况 ， 浏量工作应从开蛆以来 自始至格不简断的进行 ， 直到 中修或大修 。 兹且在 日报上成 为不 可缺少的一填 在这次测量嫂底和健缸四周的过程 中体会到装置握侧腺路的必耍性 。 否 由于环魏 愈劣 ， 对仪器 的揖害以及侧量的准确性有很大的影 由这次测量拮果来看跌 口 附近采用破傅枯 响 橇是值得考虑的。 今 · 考 文 献 石铜三号姐技米操作规程 放射性同位素的应 用知缺 、 的 科孚出版社 的