W procesie produkcji stali pomiar temperatury jest kluczowy dla każdej ważnej decyzji. Zasadniczo, od momentu dostarczenia surowców do pieca koksowniczego, aż do momentu nałożenia ostatecznej powłoki (cynkowania) – kontrola temperatury decyduje o jakości produktu, wydajności operacyjnej i bezpieczeństwie w zakładzie. W rezultacie, bezkontaktowe pirometry na podczerwień zyskują na popularności jako metoda uzyskiwania dokładnych i natychmiastowych danych o temperaturze w procesach, które utrudniają pomiar temperatury za pomocą innych metod.
Warunki panujące podczas produkcji stali stanowią wyzwanie dla tradycyjnych przyrządów pomiarowych ze względu na ekstremalnie wysokie temperatury (powyżej 2500°C), niezwykle szybki ruch materiału, szybko utleniającą się powierzchnię stali, a także wysokie zapylenie, zadymienie i zakłócenia elektryczne występujące w procesie produkcyjnym. Pirometry umożliwiają ciągły monitoring bez zakłócania normalnej produkcji.
Jak działa technologia pirometryczna?
Zadaniem pirometru jest pomiar promieniowania podczerwonego emitowanego przez gorące materiały. Pirometr przetwarza energię promieniowania na wartość temperatury, dostarczając dane temperaturowe. Pirometr jednokolorowy mierzy promieniowanie o określonej długości fali. Dlatego pirometr jednokolorowy jest najskuteczniejszy w przypadku celów o stabilnej emisyjności, które mają również wyraźne ścieżki optyczne.
Pirometry dwukolorowe (stosunkowe) wykrywają promieniowanie emitowane przez obiekt o dwóch długościach fal. Korygują one również wszelkie zmiany emisyjności, wszelkie przeszkody utrudniające obserwację obiektu oraz zmiany w drodze optycznej (spowodowane obecnością powietrza) między obiektem a pirometrem. Ponieważ emisyjność stale zmienia się w zależności od temperatury i stanu powierzchni, ten typ pirometru jest szczególnie przydatny do monitorowania procesów ciekłego metalu.
Pirometr światłowodowy działa inaczej niż pirometr dwukolorowy lub ilorazowy. W pirometrach światłowodowych głowica pomiarowa jest umieszczona z dala od elektroniki przetwarzającej za pośrednictwem światłowodów. Chroni to delikatne elementy elektroniczne przed ekstremalnym ciepłem i zakłóceniami elektromagnetycznymi. Czas reakcji pirometrów światłowodowych jest różny; niektóre charakteryzują się krótkim czasem reakcji, wynoszącym około 2 milisekund, używanym w aplikacjach o dużej szybkości, podczas gdy inne pirometry charakteryzują się dłuższym czasem reakcji, wynoszącym kilkaset milisekund, używanym do gromadzenia danych w celu stabilnego monitorowania procesów.
Proces produkcji stali
Produkcja stali przebiega według skomplikowanego procesu, w którym ruda żelaza wydobywana z ziemi jest przetwarzana w trzech odrębnych procesach – rafinacji, topieniu i przetwarzaniu – które w efekcie prowadzą do wytworzenia gotowych wyrobów stalowych. Po pierwsze, w procesie produkcji żelaza z rudy wytwarzane jest ciekłe żelazo; po drugie, w procesie produkcji stali usuwane są zanieczyszczenia i kontrolowany jest skład chemiczny. Wreszcie, odlewanie i walcowanie pozwalają uzyskać stal w formie gotowej, która spełnia między innymi wymagania dotyczące wymiarów, wytrzymałości i właściwości mechanicznych.
Podstawowe zastosowania w produkcji żelaza
Kontrola karbonizacji pieca koksowniczego
Piece koksownicze przetwarzają węgiel metalurgiczny na koks w temperaturze 900–1100°C w cyklach 14–18-godzinnych. Jednorodność temperatury wpływa na jakość koksu i zużycie energii – zbyt niska temperatura powoduje słaby koks o wysokiej zawartości substancji lotnych, a zbyt wysoka marnuje paliwo i uszkadza materiały ogniotrwałe. Seria Tempsens P450 zapewnia solidny monitoring z kompatybilnością z płaszczem chłodzącym, obejmujący zakresy temperatur 600–3000°C, zapewniając pełną kontrolę cyklu.
Profilowanie temperatury procesu spiekania
Zakłady spiekania agregują drobne rudy żelaza w temperaturach szczytowych 1300-1400°C. Rozkład temperatury decyduje o wytrzymałości produktu i zużyciu energii. Dwukolorowe modele światłowodowe Tempsen A450c/A450C+ FOPL i A450C FOPL radzą sobie z ekstremalnie dużym zapyleniem dzięki głowicom szerokokątnym, które skanują duże obszary złoża, a elektronika pozostaje chroniona zdalnie.
Monitorowanie kopuły pieca z gorącym dmuchem
Podczas pracy pieców regeneracyjnych, temperatura gorącego powietrza sięga 1300-1400 stopni Celsjusza w zapylonym środowisku spalania. Zastosowanie szerokopasmowego monitoringu kopuły zapobiega degradacji materiałów ogniotrwałych pod wpływem nadmiernego ciepła, jednocześnie utrzymując odpowiednią temperaturę gorącego powietrza. Pirometry Tempsens A450C+ umożliwiają zdalny pomiar temperatury bez chłodzenia wodnego; rejestrują przestrzenny rozkład temperatury na dużych powierzchniach.
Temperatura otworu spustowego wielkiego pieca
Stopione żelazo o temperaturze 1450-1550°C przepływa przez otwory spustowe o niskiej emisyjności, w otoczeniu pyłu, dymu i płomienia. Dokładny pomiar optymalizuje harmonogram spustu i oddzielanie żużla. Dwukolorowy pirometr Tempsens A450C+ przenika zakłócenia za pomocą optyki punktowej i celownika przez soczewkę, precyzyjnie skupiając się na strumieniu metalu.
Wtórne wytwarzanie i rafinacja stali
Temperatura kadzi pieca tlenowego zasadowego
Odbiór z kadzi BOF wymaga szybkiego pomiaru w temperaturze 1600-1680°C z dokładnością ±3°C, co pozwala na podejmowanie decyzji dotyczących przedmuchiwania tlenem i dodawania stopów. Silny pył i płomienie utrudniają pomiary. Czujnik temperatury Tempsens A450C+/A450C FOPL z oprogramowaniem i selektorem pików automatycznie rejestruje temperaturę każdej kadzi, filtrując zakłócenia, a jednocześnie posiada płaszcze chłodzące i wyświetlacz OLED do konfiguracji na miejscu.
Ciągłe operacje odlewania
Kontrola temperatury kadzi pośredniej i kanału: W procesie ciągłego odlewania temperatura w kadzi pośredniej (1450–1550°C), na wylocie z formy oraz w strefie chłodzenia wtórnego (800–1000°C) jest monitorowana, co pozwala skutecznie kontrolować wzrost skorupy i minimalizować ryzyko pękania. W modelu Tempsens A450C zastosowano dwukolorową technologię światłowodową, która zapewnia stabilność zarówno w warunkach pary, jak i osadu. Wizjery z ceramicznymi końcówkami i chłodzone powietrzem układy optyczne chronią je przed uszkodzeniami spowodowanymi zakłóceniami elektromagnetycznymi w elektronice.
Operacje walcowania na gorąco
Piec grzewczy i temperatura walcowania: Piece grzewcze podgrzewają wlewki do temperatury 1100-1250°C, co umożliwia równomierne walcowanie. Podczas walcowania z prędkościami do 20 m/s warstwy zgorzeliny utrudniają pomiar. Seria Tempsens A250/A250+ wykorzystuje selektor szczytów i optykę punktową do penetracji zgorzeliny, a rejestracja danych z dokładnością do milisekund i wyświetlacze OLED umożliwiają korelację parametrów walcowni w czasie rzeczywistym.
Proces obróbki termomechanicznej (TMT)
Pręty TMT wymagają precyzyjnych gradientów temperatury powierzchni do rdzenia – 900°C powierzchni, 1000-1050°C rdzenia – przed hartowaniem w celu uzyskania martenzytycznych obrzeży. Serie Tempsens A250/A250+ i A450/A450+ zapewniają dokładność ±0,3% z czasem reakcji 2 milisekund, z celowaniem laserowym i wyjściami analogowo-cyfrowymi (4-20 mA, RS-485) do sterowania hartowaniem w pętli zamkniętej.
Temperatura w walcowni drutu i prętów
Drut i pręt poruszają się z prędkością 10–100 m/s, co powoduje szybką utratę ciepła z powodu wysokiego stosunku powierzchni do objętości. Wysokie temperatury otoczenia w pobliżu walcarek stanowią zagrożenie dla żywotności czujników. Pirometr światłowodowy Tempsens A250 FOPL oferuje czas reakcji 2 milisekund przy rozmiarach plamki pomiarowej do 1 mm, umożliwiając zdalne pozycjonowanie elektroniki i eliminując zakłócenia elektromagnetyczne.
Obróbka cieplna i wykańczanie
Kontrola temperatury pieca do wyżarzania: Procesy wyżarzania w temperaturze 650-850°C wymagają jednorodności ±5°C na całej szerokości zwojów lub taśmy, aby zapewnić spójną wielkość ziarna i właściwości mechaniczne w procesach wsadowych, ciągłych, normalizacyjnych i odprężających. Tempsens A250/A250+ zapewnia dokładny pomiar w atmosferach utleniających dzięki płaszczom chłodzącym i okienkom kwarcowym, umożliwiając instalację wielu jednostek w celu profilowania temperatury na całej szerokości.
Linie cynkownicze
Pomiary niskotemperaturowe na nieutlenionych powierzchniach metalowych wymagają specjalistycznych urządzeń. Tempsens A150 sprawdza się w przypadku powierzchni o niskiej emisyjności, zapewniając ostateczny wygląd, jakość powłoki i zwiększoną prędkość linii produkcyjnej.
Dlaczego huty stali ufają pirometrom Tempsens
Pirometry Tempsens zapewniają wiodące w branży korzyści:
- Wysoka dokładność w zakresie 600°C–3000°C.
- Technologia światłowodowa dla stref o dużym natężeniu zakłóceń EMI.
- Krótki czas reakcji na przemieszczanie stali.
- Projektowanie widm wąskopasmowych dla metali.
- Przeżywalność w wysokich temperaturach.
- Stabilna praca w środowiskach zakurzonych, zadymionych i o wysokim promieniowaniu.
- Bezproblemowa integracja z systemami sterowania zakładem (4–20 mA, RS485, Modbus, Ethernet).
Strategiczne korzyści dla producentów stali
- Zmniejszona ilość odpadów i ponowne przetwarzanie
- Ulepszone właściwości mechaniczne i spójność metalurgiczna
- Zoptymalizowane zużycie energii w piecach
- Wydłużona żywotność materiałów ogniotrwałych i urządzeń
- Bezpieczniejsze obchodzenie się z materiałami o wysokiej temperaturze
- Zwiększona przepustowość dzięki nieprzerwanemu monitorowaniu
- W procesie produkcji stali kontrola temperatury jest równoznaczna z kontrolą jakości, a Tempsens został stworzony do obu tych celów.
Więcej szczegółów znajdziesz na naszej stronie – Dzwonić - +91-+91-9358835576 Lub E-mail – [email protected], [email protected]
Ludzie pytają także
Jakie jest przeznaczenie pirometru?
Do pomiaru wysokich temperatur bez kontaktu fizycznego, przy użyciu detekcji promieniowania podczerwonego.
Czym jest pirometr trójkolorowy?
Wielofalowy pirometr na podczerwień, który dostosowuje się do zmian emisyjności, zapewniając niezwykle stabilne pomiary temperatury stali płynnej.
