Безконтактне вимірювання температури в металургії: найкращі рішення від світового лідера Ametek Land

На підприємствах металургійної промисловості процес виробництва є досить складним. Головна його особливість – сировина термічно обробляється за надзвичайно високої температури. Тож постійний контроль параметрів у цій галузі – хоч і нелегке, але дуже важливе завдання.

Довгий час металурги користуються контактними датчиками температури. Ця практика має свої плюси й мінуси. Зокрема, такі прилади мають низку вад: недовговічність, необхідність контакту з об’єктом дослідження, труднощі із заміною, експлуатацією та обслуговуванням / ремонтом, неможливість застосовувати до рухомих об’єктів, інерційність вимірювань, потреба інтерпретувати вихідний сигнал.

Для уникнення всіх цих проблем радимо використовувати безконтактні прилади й системи: пірометри, тепловізори, інфрачервоні сканери.

Британська компанія Ametek Land – справжній флагман у галузі пірометрії. Створена в 1947 році, вона багато десятиліть виробляє потужні пристрої для важкої промисловості. А ХЛР уже десять років є офіційним дистриб’ютором бренду в Україні, успішно постачаючи обладнання на наші підприємства й забезпечуючи відповідну сервісну та методичну підтримку.

Серед переваг використання пірометрів Ametek Land:

Не потрібен контакт з об’єктом дослідження, завдяки чому продукція та обладнання не зазнають пошкоджень і забруднень
Точність, надійність і стабільність вимірювань гарантують довговічність продукції
Мінімальне обслуговування, водночас тривала робота без поломок
Гнучкість у виборі стаціонарних, оптоволоконних систем або портативних приладів, а отже, всебічне охоплення потреб у вимірюванні температури
Індивідуальний підхід до всіх завдань

Прилади для безконтактного вимірювання температури

Тепловізори Ametek Land

Ідеальні для експлуатації в агресивних умовах виробництва. Функціонують безперервно, вимірюють температуру від 0 до 3000 °С. Роздільна здатність датчика до 656 × 494 пікселів забезпечує точне теплове зображення в реальному часі, а завдяки камері з бороскопічною трубкою можна отримувати інформацію про те, що відбувається безпосередньо всередині печі.

Портативні пірометри Cyclops L

Один із найкращих високоточних безконтактних портативних приладів для промисловості з унікальною системою наведення на об’єкт – крізь спеціальний окуляр на приладі – та ергономічною конструкцією, що дає змогу без зусиль вимірювати температуру однією рукою в складних умовах виробництва. Серед інших плюсів обладнання – високоякісна оптика й система фокусувальних лінз, що гарантує малий розмір вимірюваної плями, а також вбудована реєстрація даних (можна записувати результати досліджень у пам’ять пристрою).

Стаціонарні пірометри SPOT

У пристроях SPOT використовуються сучасні технології, завдяки яким безконтактне вимірювання температури стає простим і водночас точним. Інтерфейси передавання даних: Ethernet, аналогові сигнали, з’єднання Modbus TCP, відеотрансляція, автофокусування й можливість виведення даних на комп’ютер.

Інфрачервоні лінійні сканери LSP-HD

Сканери вимірюють температуру в широкому діапазоні температур від 20 до 1500 °C і дають високоточні зображення процесів. Є опція автоматичного моніторингу контролю якості, визначення дефектів продукції та неоднорідності нагріву, адже вимірюється абсолютно вся поверхня продукту.

Застосування безконтактних вимірювачів температури

Газохід коксової печі. Пірометр надає важливі дані про умови й ефективність нагрівачів печі. Термін служби печі, якість і кількість вихідної сировини – усе це пов’язано з балансом та рівнями температури нагрівальних печей.

Температурний профіль коксової печі. На ефективність роботи такої печі впливає температура газоходу й температурний профіль її стін. Безпосереднє вимірювання температури стінок печі є дуже важливим, для цього знадобиться спеціально розроблений оптоволоконний пірометр із кабелем, що дає змогу розмістити прилад на деякій відстані від об’єкта. Пірометри працюють поперек кожної зі сторін печі й дають її повний температурний профіль у процесі просування коксу вздовж стін.

Нагрівальний колодязь – температура завантаження. Підвищення температури нагрівальних колодязів контролюють, вимірюючи температуру бічної стінки. Ці показники, а також час витримки в ньому дають змогу переконатися, що зливки, які виймаються з нагрівальних колодязів, мають потрібну температуру. Портативний пірометр Cyclops 100L використовується для визначення температури як зливка, так і колодязя.

Навантаження коксової печі. Суть автоматизованого методу в отриманні температурного профілю нагрівання коксової печі: температура коксу вимірюється стаціонарним пірометром у міру того, як він проштовхується через піч, а вже із цієї інформації отримують температурний профіль.

Конвеєр транспортування коксу. Проаналізувавши температуру коксу, який рухається конвеєрною стрічкою, можна запобігти перегріву чи гасінню коксу та забезпечити захист конвеєрної стрічки для безпечного транспортування коксу до доменної печі. Зробити це без ризику загоряння або пошкодження стрічки й у такий спосіб уберегти продукцію під силу лінійному сканеру серії LSP.

Підігрівач дуття. Якщо оптимізувати роботу підігрівача дуття, він служитиме весь свій строк із максимальною продуктивністю. Контроль температури вогнетривкої кераміки стаціонарним пірометром гарантує захист її від пошкоджень і сприяє швидшому отриманню чавуну з доменної печі.

Основний підігрівач дуття. Температура газів, які пропускаються через основний підігрівач дуття, має значний вплив на ефективність доменної печі. Температура газу, отримувана стаціонарним пірометром температури об’єкта, дає інформацію про процеси в печі безперервно.

Доменна колоша. Вимірювання температури доменної калоші є корисним дослідницьким інструментом реалізації математичного моделювання процесів у печі. Знаємо температуру доменної калоші – розуміємо, як працює сама піч.

Потік рідкого чавуну. Процес випуску плавки потребує постійного контролю температури рідкого чавуну. Із цією інформацію легше аналізувати роботу доменної печі, а також швидше оцінювати вміст кремнію.

Міксери сигароподібного типу. Такі міксери всередині викладені вогнетривкими блоками, які з часом зношуються і стають тоншими, а розпечений метал може вилитися з ковша назовні. Безперервне температурне сканування зовнішньої оболонки міксера зводить до мінімуму можливі аварійні ситуації та підвищує ефективність використання приладу через виявлення більш нагрітих ділянок, що оприявнюють дефекти внутрішньої вогнетривкої оболонки.

Стенд для підігріву ливарного ковша. Ливарні ковші потребують попереднього нагрівання під час заливання рідкого металу в ківш, щоб унеможливити пошкодження футера через термічний удар. Перевірити, чи не стає гіршим стан футера, допоможе стаціонарний тепловізор, адже він дає змогу отримати планарне зображення ковша.

Розливальний ківш. Збереження футера розливального ковша в робочому стані суттєво впливає на кінцеву вартість виробництва сталі. Завдяки стаціонарному тепловізору можна моніторити ступінь зношування футера й одразу розуміти, коли вже час оновлювати ківш.

Випуск плавки. Термографічна система детектування шлаків (СДШ) контролює розплавлену сталь, коли її виливають із BOS-ковша (BOS – Вasic Oxygen Steelmaking). СДШ відтворює термографічне зображення, на якому чітко видно, де перебуває шлак. Хоча розплавлений метал і шлак мають приблизно однакову температуру, шлак через вищий коефіцієнт випромінювальної здатності проявляється на термозображенні як гарячіший, тому його легко виявити.

Безперервне лиття – вимірювання температури заготовки в МБЛЗ. Потрібен спеціальний пірометр, який буде витримувати агресивне середовище в машині безперервного лиття заготовок без постійного ремонту. Вимірювання температури оптимізує швидкості охолодження в МБЛЗ, що важливо і для якості продукції, і для ефективності процесу загалом, а також допомагає уникнути прориву металу.

Безперервне лиття – видобування / випрямлення та вихід. Вимірювання в секціях видобування / випрямлення або виходу відстежують однаковість процесу для різних заготовок. Результати важливі для уявлення про останню стадію охолодження в МБЛЗ, щоб гарантувати однорідність кінцевої продукції. Для цього використовується стаціонарний пірометр SPOT або лінійний сканер Landscan.

Слябінг / блюмінг – вимірювання температури заготовки. Занадто холодну заготовку перед входом у секцію прокату потрібно підігріти в нагрівальній печі, інакше отримаємо продукцію неналежної якості. Постійний контроль короткохвильовим пірометром SPOT забезпечить інформацію про зниження температури зливка в процесі перетворення його на заготовку, а також про можливе ушкодження валка.

Завантаження нагрівальної печі. Вимірюючи температуру під час завантаження печі, ми маємо змогу регулювати умови горіння в зоні попереднього нагрівання печі. Застосування стаціонарного або портативного довгохвильового пірометра підвищить ефективність нагрівання у разі як гарячого, так і холодного завантаження.

Вимірювання температури заготовки в нагрівальній печі. Визначити реальну температуру заготовки в нагрівальній печі можна двома датчиками: перший – пірометр, працює на довжині хвилі 3,9 мкм, вимірює видиму температуру заготовки; другий – термопара, показує температуру печі фону. Ці два сигнали надходять у процесор опрацювання сигналів, який визначає реальну температуру заготовки. Система пірометрів FTS:

Визначає реальну температуру заготовки, а це можливість оптимізувати методи нагрівання
Серйозно знижує енергоспоживання
Може бути встановлена за мінімального втручання у виробничий процес

Вихід нагрівальної печі. Вихід печі дає змогу перевірити температуру заготовки перед надходженням на прокатний стан, а розміщення лінійного сканера Landscan на виході – визначити розподіл температури. Крім того, Landscan зменшує втрати продукції, палива й часу. Короткохвильовий стаціонарний пірометр, працюючи в режимі виділення температурних піків, забезпечує точний контроль без помилок через поверхневі окалини.

Прокатний стан – вимірювання на окалинометачі. Вимірювання температури металу, вільного від окалини. За її відсутності пірометрами вимірюють реальну температуру поверхні, щоб гарантувати перебування в допустимих межах для прокату і встановити параметри стану. Короткохвильовий пірометр з опцією виділення максимальних температур для опрацювання сигналів дає змогу визначати реальну температуру металу. Отримати двовимірну карту розподілу температури прокату можна завдяки лінійному сканеру Landscan.

Прокатний стан – вимірювання на охолоджувальній секції. Для отримання продукції з потрібними властивостями потрібні високоточні вимірювання температури в секції охолодження. Встановлення лінійного сканера Landscan на виході охолоджувача – гарантія підтримання потрібної якості продукції для всього циклу охолодження. Система вимірювання температури під смугою може використовуватися для визначення температури центральної лінії нижньої сторони смуги на столі випуску.

Дротовий / прутковий стан – вимірювання у водяній камері. Щоби зберегти необхідні властивості матеріалу, охолодження має бути швидким, але керованим, адже недостатньо охолодивши, можна порушити структуру матеріалу. Двоспектральний пірометр:

Проводить вимірювання безперервно
Гарантує контроль розпилювачів води
Дає змогу відстежувати прутки / стрижні різних діаметрів

Дротовий / прутковий стан – вимірювання температури на конвеєрі повітряного охолодження. За допомогою лінійного сканера Landscan і двоспектрального пірометра в зонах повітряного охолодження можна зберегти структуру й механічні властивості. Слід проводити безперервне вимірювання в обох зонах (розкладання та охолодження). Водночас на лінійному сканері Landscan отримаємо повну двовимірну картину розподілу температури.

Прокатний стан – вимірювання температури на нижній моталці. Вимірювання перед нижньою моталкою з використанням лінійного сканера Landscan або короткохвильового пірометра дає інформацію про температуру продукту для побудови даних контролю якості.

Забезпечуючи основні рішення для вимірювання температури, Ametek Land до кожного завдання підходить індивідуально й прагне на 100 % вирішувати навіть нестандартні запити клієнтів.