Для предприятий металлургической отрасли характерен сложный производственный процесс, который сопровождается термической обработкой сырья на крайне высоких температурах. Это предъявляет высокие требования к оборудованию, которым контролируют параметры. Правильный и точный контроль параметров гарантирует оптимальные условия процесса, повышает производительность и безопасность производства.
Традиционно на таких предприятиях используются контактные датчики температуры, которые имеют ряд недостатков:
- Недолговечность.
- Необходимость контакта с объектом измерения.
- Сложность в замене/обслуживании.
- Невозможность использования на движущихся или вращающихся объектах.
- Инерционность измерений.
- Потребность в интерпретации исходного сигнала.
Эти проблемы подталкивают инженеров использовать бесконтактные приборы и системы для измерения температуры, поскольку пирометры, тепловизоры и инфракрасные сканеры лишены вышеуказанных недостатков.
Одним из мировых лидеров в области пирометрии является британская компания Land Ametek, которая более 60 лет распространяет на рынке решения для всех отраслей тяжелой промышленности, учитывая специфику использования и острые проблемы заказчиков.
Компания «ХИМЛАБОРРЕАКТИВ» является официальным представителем Land Ametek на территории Украины с 2014 года. За все время сотрудничества мы выполнили ряд успешных поставок и интеграций на предприятия отрасли.
Преимущества применения пирометров LAND:
- Инфракрасные пирометры не требуют контакта с измеряемым объектом, что означает отсутствие загрязнения, вмешательства или повреждения продукции или оборудования.
- Точные, надежные и стабильные измерения – залог долговечности продукции.
- Минимальное обслуживание и продолжительная безаварийная работа с момента правильной установки.
- Гибкость в выборе стационарных, оптоволоконных систем или портативных приборов обеспечивает всесторонний охват потребностей в измерении температуры.
- Индивидуальный подход производителя к уникальным задачам.
Обзор приборов
| Тепловизоры LAND | |
 | Спроектированы для работы в агрессивных условиях производства. Они работают непрерывно, измеряя температуру от 0 до 3000 °С. Датчик с разрешением до 656×494 пикселей обеспечивает точное тепловое изображение в реальном времени, а применение камеры совместно с бороскопической трубкой позволяет получать информацию о процессах, происходящих непосредственно внутри печи. |
| Портативные пирометры Cyclops L | |
 | Эти пирометры являются лидерами среди высокоточных портативных бесконтактных приборов для промышленности. Уникальная система наведения на объект исследования (сквозь специальный окуляр на приборе) в совокупности с эргономичной конструкцией позволяют легко проводить точные температурные измерения одной рукой в сложных условиях на производстве с агрессивной средой. Высококачественная оптика с системой фокусирующих линз гарантируют малый размер измеряемого пятна. Встроенная регистрация данных позволяет записывать все измерения непосредственно в память устройства. |
| Стационарные пирометры SPOT | |
 | Новейшие технологии, используемые в SPOT, сделали бесконтактное измерение температуры точным и простым в использовании. В приборе используются интерфейсы передачи данных: Ethernet, аналоговые сигналы, Modbus TCP соединения, видеотрансляция, автофокусировка и возможность вывода данных непосредственно на компьютер. |
| Инфракрасные линейные сканеры LSP-HD | |
 | Сканеры позволяют получать высокоточные изображения процессов и измерения температуры в широком диапазоне температур от 20 до 1500 °C. Возможен автоматический мониторинг контроля качества и определения дефектов продукции и неоднородности нагрева, поскольку проводятся измерения всей поверхности продукта, от края до края. |
Примеры возможных применений
| Газоход коксовой печи | |
 | Измерения температуры портативным пирометром в газоходе коксовальной печи дают важную информацию об условиях и эффективности нагревателей печи. Срок службы печи, качество и количество исходного сырья – все это связано с балансом и уровнями температуры нагревательных печей. |
| Температурный профиль коксовой печи | |
 | Эффективность работы коксовальной печи зависит от температуры газохода и от температурного профиля стен печи. Возможность непосредственного измерения температуры стен печи крайне важна и может быть реализована с помощью специально разработанного оптоволоконного пирометра с кабелем, который позволяет располагать измерительный прибор на расстоянии от объекта исследования. Пирометры располагаются поперек каждой из сторон печи, что позволяет получить ее полный температурный профиль по мере продвижения кокса вдоль стен печи. |
| Нагревательный колодец – температура загрузки | |
 | Контроль повышения температуры нагревательных колодцев осуществляется путем измерения температуры боковой стенки. Информация о температуре колодца и времени выдержки в нем позволяют удостовериться в том, что слитки, которые вынимаются из нагревательных колодцев, имеют нужную температуру. Портативный пирометр Cyclops 100L может использоваться для измерения температуры как слитка, так и самого колодца |
| Нагрузка коксовой печи | |
 | Эффективный автоматизированный метод получения температурного профиля нагрева коксовальной печи. Заключается в измерении температуры кокса стационарным пирометром по мере того, как он проталкивается через печь. На основании этих данных можно получить информацию о температурном профиле печи. |
| Конвейер транспортировки кокса | |
 | Контроль температуры кокса, движущегося по конвейерной ленте, позволяет предотвратить перегрев или тушение кокса и обеспечивает защиту конвейерной ленты, позволяя безопасно транспортировать кокс к доменной печи без риска пожара или повреждения конвейерной ленты с последующей потерей продукции. Для такого типа задач используется линейный сканер серии LSP. |
| Подогреватель дутья | |
 | За счет оптимизации работы подогревателя дутья реализуется его максимальная производительность за все время срока службы. Контроль температуры огнеупорной керамики стационарным пирометром уберегает ее от повреждений и повышает скорость получения чугуна из доменной печи. |
| Основной подогреватель дутья | |
 | Температура газов, пропускаемых через основной подогреватель дутья, существенно влияет на эффективность работы доменной печи. Температура газа, получаемого на основании измерений стационарным пирометром температуры избранного объекта (располагается на пути прохождения газа), позволяет непрерывно получать данные о процессах в печи. |
| Доменная колоша | |
 | Измерение температуры доменной колоши дает информацию о работе доменной печи. Это полезный исследовательский инструмент для реализации математического моделирования процессов в печи. |
| Поток жидкого чугуна | |
 | Во время выпуска плавки необходимо непрерывно контролировать температуру жидкого чугуна. Эта информация позволяет анализировать работу доменной печи, а также служит для быстрой оценки содержания кремния. |
| Миксеры сигарообразного типа | |
 | Внутренняя часть миксера сигарообразного типа выложена огнеупорными блоками. За время непрерывной работы огнеупорные блоки изнашиваются и становятся тоньше. В результате раскаленный металл, находящийся в ковше, может вылиться наружу. Непрерывное температурное сканирование внешней оболочки миксера минимизирует возможные аварийные ситуации и увеличивает эффективность использования миксера за счет выявления более нагретых участков, которые сигнализируют о наличии дефектов огнеупорной внутренней оболочки. |
| Стенд для подогрева литейного ковша | |
 | Литейные ковши требуют предварительного нагрева, чтобы избежать повреждений футеровки вследствие термического удара при заливке жидкого металла в ковш. Удостовериться в том, что состояние футеровки не ухудшается, можно с помощью стационарного тепловизора, который позволяет получить планарное изображение ковша. |
| Разливочный ковш | |
 | Поддержка футеровки разливочного ковша в рабочем состоянии существенно влияет на финальную стоимость производства стали. Применение стационарного тепловизора для наблюдения за состоянием внешней оболочки ковша позволяет контролировать степень износа футеровки. Информация дает понимание, в какой момент нужно обновлять ковш, и исключает аварийные ситуации. |
| Выпуск плавки | |
 | Термографическая система детектирования шлаков (СДШ) контролирует состояние расплавленной стали, когда ее выливают из BOS-ковша (BOS – Вasic Oxigen Steelmaking). СДШ-система воспроизводит термографическое изображение, на котором четко проявляется местонахождение шлака. И хотя расплавленный металл и шлак имеют примерно одинаковую температуру, за счет более высокого коэффициента излучательной способности шлака он проявляется как более горячий на термоизображении и поэтому легко обнаруживается. |
| Непрерывное литье – измерение температуры
заготовки в МНЛЗ | |
 | Необходим специальный пирометр, способный выдерживать агрессивную среду МНЛЗ без постоянного ремонта. Измерение температуры позволяют оптимизировать скорости охлаждения в МНЛЗ, что влияет как на качество продукции, так и на эффективность процесса и также позволяет избежать прорыва металла. |
| Непрерывное литье – извлечение/выпрямление и выход | |
 | Измерение в секциях извлечения/выпрямления или выхода отслеживают единообразие процесса для различных заготовок. Проведенные измерения могут предоставить важную информацию о последней стадии охлаждения в МНЛЗ, для того чтобы гарантировать однородность конечной продукции. Для этих целей используется стационарный пирометр SPOT или линейный сканер Landscan. |
| Слябинг /блюминг – измерение температуры заготовки | |
 | Если заготовка слишком холодная, то перед входом в секцию проката ее необходимо подогреть в нагревательной печи. В противном случае продукция будет ненадлежащего качества. Постоянный контроль с помощью коротковолнового пирометра SPOT позволит: - Предоставлять информацию о снижении температуры слитка при преобразовании его в заготовку - Получать информацию о возможном повреждении валка |
| Загрузка нагревательной печи | |
 | Измерение температуры при загрузке печи позволяет регулировать условия горения в зоне предварительного нагрева печи. Применение стационарного или портативного длинноволнового пирометра поможет повысить эффективность нагрева как при горячей, так и при холодной загрузке. |
| Измерение температуры заготовки в нагревательной печи | |
 | Для определения реальной температуры заготовки в нагревательной печи используются два датчика: пирометр – работает на длине волны 3,9 мкм, измеряет видимую температуру заготовки; термопара, используемая для измерения температуры фона печи. Эти два сигнала направляются в процессор обработки сигналов, который определяет реальную температуру заготовки. Система пирометров FTS: - Определяет реальную температуру заготовки, позволяя оптимизировать методы нагрева - Позволяет существенно уменьшить энергопотребление - Может быть установлена при минимальном вмешательстве в производственный процесс |
| Выход нагревательной печи | |
 | Выход печи позволяет проверить температуру заготовки перед поступлением на прокатный стан. Размещение линейного сканера Landscan на выходе позволит определить распределение температуры. Landscan уменьшает потери продукции, топлива и времени. Коротковолновый стационарный пирометр, работающий в режиме выделения температурных пиков, обеспечит точный контроль, избегая ошибок из-за поверхностных окалин. |
| Прокатный стан – измерения на окалинометателе | |
 | Измерение температуры металла, свободного от окалины. Поскольку окалина отсутствует, то пирометры измеряют реальную температуру поверхности, чтобы гарантировать ее нахождение в допустимых пределах для проката и установить параметры состояния. Использование коротковолнового пирометра с опцией выделения максимальных температур при обработке сигналов позволяет определять значение реальной температуры металла. Использование в этой точке линейного сканера Landscan позволит увидеть двумерную карту распределения температуры проката. |
| Прокатный стан – измерения на охлаждающей секции | |
 | Важно выполнять высокоточные измерения температуры охлаждающей секции, чтобы получить в результате высококачественную продукцию с нужными свойствами. Установка линейного сканера Landscan на выходе охладителя гарантирует поддержание нужного качества продукции по всему циклу охлаждения. Система измерения температуры под полосой может быть использована для измерения температуры центральной линии нижней стороны полосы на столе выпуска. |
| Проволочный/прутковый стан – измерение в водяной камере | |
 | В этом случае охлаждение должно быть быстрым, но полностью управляемым, чтобы сохранить необходимые свойства материала. Недостаточное охлаждение в таких условиях может нарушить структуру материала. Установка двоспектрального пирометра: - Позволяет непрерывно проводить измерения - Обеспечивает контроль за распылителями воды - Позволяет отслеживать прутки/стержни различных диаметров |
| Проволочный/прутковый стан – измерение температуры на конвейере воздушного охлаждения | |
 | Измерение температуры с использованием линейного сканера Landscan, двоспектрального пирометра в зонах воздушного охлаждения является необходимым для того, чтобы структура и механические свойства были сохранены. Непрерывное измерение следует проводить в обеих зонах (разложения и охлаждения). Кроме того, линейный сканер Landscan предоставляет полную двумерную картину распределения температуры. |
| Прокатный стан – измерение температуры на нижней моталке | |
 | Измерение перед нижней моталкой с использованием линейного сканера Landscan или коротковолнового пирометра предоставляет информацию о температуре продукции для построения данных контроля качества. |
В этом материале мы показали типовые решения от мирового лидера отрасли Land Ametek. Следует отметить, что производитель проявляет индивидуальный подход к каждой задаче и подчеркивает возможность кастомизации решений для нестандартных задач.
Land Ametek производит поставку оборудования по всему миру, поэтому обладает широкой сетью представительств, которые имеют качественный подход к основательному анализу вопросов заказчиков, оказывают поддержку, сервис, инсталляцию и послегарантийное обслуживание.
Возникли вопросы? Напишите нам на sales@hlr.ua или позвоните по телефону 044-494-42-42.
Владимир Ступницкий
ведущий специалист отдела контроля производственных процессов