Co ta branża musi zmierzyć
Huta stali jest zorganizowana wokół temperatury i ruchu. Metal jest wytapiany, odlewany, walcowany i wykańczany, a na każdym etapie najważniejsze pomiary to temperatura i ilość materiału przepływającego w jednostce czasu. Prawie wszystko inne w aparaturze pomiarowej wynika z tych dwóch wielkości i środowiska, które tworzą - ciepło promieniowane, zgorzelina, pył, woda i silne drgania - co sprawia, że dobór przyrządów dla huty stali różni się od doboru dla ogólnej obróbki metali.
Drugą cechą charakterystyczną jest fakt, że produkt jest nie tylko mierzony, ale także kontrolowany. Kontrole wymiarów, weryfikacja twardości, pomiar grubości powłoki i badania nieniszczące spoin i odlewów są rutynowe na końcu procesu i są zamawiane zgodnie z nazwanymi normami, a nie według uznania. Huta, która pięknie mierzy temperaturę, ale nie może wykazać grubości taśmy, rozwiązała tylko połowę problemu.
Dostęp do konserwacji kształtuje resztę. Przyrządy w wydziale wytapiania i na stole wyprowadzającym są narażone na warunki, które zniszczyłyby standardową instalację, a możliwość wymiany czujnika bez długiego przestoju jest warta swojej ceny. Dlatego zdalnie montowane przetworniki, bezkontaktowy pomiar temperatury i wymienne elementy eksploatacyjne pojawiają się tak konsekwentnie w tej branży: instalacja jest zaprojektowana tak, aby przyrząd mógł być konserwowany podczas pracy zakładu.
Gdzie mieszczą się przyrządy
Wytapianie stali
Wielki piec, piece tlenowe i łuki elektryczne. Temperatura, analiza gazów, przepływ i ciśnienie są mierzone w środowisku ciepła promieniowanego, pyłu i obsługi ciekłego metalu, a przyrządy są często montowane zdalnie w celu ochrony.
Odlewanie
Odlewanie ciągłe i w kokile. Temperatura metalu i formy, przepływ wody chłodzenia wtórnego i poziom w kadzi pośredniej oraz formie to powtarzające się zadania, a prędkość odlewania wiąże je ze sobą.
Walcowanie i formowanie
Walcowanie na gorąco i na zimno oraz linie formowania. Temperatura, grubość, prędkość i napięcie dominują, a pomiar samej taśmy jest zwykle bezkontaktowy.
Wykańczanie, badania i wysyłka
Trawienie, powlekanie, cięcie wzdłużne, cięcie i inspekcja. Kontrole wymiarów, grubość powłoki, twardość i badania nieniszczące odbywają się tutaj, a dokumentacja towarzyszy produktowi.
Aparatura stosowana w tej branży
| Pomiar | Co jest mierzone w tej branży | Przyrządy zwykle określane w specyfikacji |
| Temperatura | Ciekły metal, atmosfera pieca, materiał walcowany, woda chłodząca i gotowa powierzchnia | Beznkontaktowy pomiar w podczerwieni i pirometry do zadań z gorącym i poruszającym się materiałem, termopary do pieców i gazów oraz RTD tam, gdzie potrzebny jest stabilny odczyt wody lub procesu |
| Przepływ | Woda chłodząca, chłodzenie wtórne, układy hydrauliczne, gaz i para | Mierniki elektromagnetyczne i ultradźwiękowe do obiegów wodnych, instalacje wirowe lub różnicociśnieniowe do gazu i pary oraz mierniki dobrane pod kątem niezawodności tam, gdzie awaria chłodzenia ma poważne konsekwencje |
| Ciśnienie | Ciśnienie pieca i gazu, układy hydrauliczne i pneumatyczne oraz różnica ciśnienia na filtrach | Przetworniki montowane zdalnie na liniach impulsowych, aby utrzymać elektronikę z dala od ciepła, z liniami tak ułożonymi, aby się nie zatykały ani nie zamarzały |
| Poziom | Poziom w piecu i kadzi, uzdatnianie wody, zbiorniki odpływowe i zbiorniki hydrauliczne | Pomiar bezkontaktowy tam, gdzie medium jest ciekłe lub gorące, przetworniki hydrostatyczne tam, gdzie zbiornik jest prosty, oraz przełączniki do ochrony przed przepełnieniem |
| Analiza gazów | Atmosfera pieca, regulacja spalania i monitorowanie bezpieczeństwa pod kątem tlenku węgla i gazów palnych | Analizatory procesowe i stacjonarne detektory umieszczone tam, gdzie próbka jest reprezentatywna i gdzie analizator może być konserwowany, z kondycjonowaniem próbki dostosowanym do poziomu pyłu i temperatury |
| Badania wymiarowe i materiałowe | Grubość i profil taśmy, grubość powłoki, twardość i integralność spoin | Beznkontaktowy pomiar grubości na linii oraz sprzęt do badania twardości, grubości powłoki i badań nieniszczących na etapie wykańczania i wysyłki |
Zdalny montaż i wymienne części eksploatacyjne często decydują o tym, czy instalacja przetrwa w wydziale wytapiania, czy będzie musiała być odbudowywana przy każdym przestoju.
Jak określić specyfikację: huta stali
- Temperatura otoczenia na instalacji, a nie temperatura procesu, ponieważ obudowa elektroniki zwykle zawodzi jako pierwsza, a zdalny montaż na linii impulsowej rozwiązuje więcej tych problemów niż obudowa o wyższej klasie ochronnej.
- Beznkontaktowy pomiar tam, gdzie produkt jest gorący lub porusza się. Pomiar w podczerwieni i pirometryczny unika kontaktu z taśmą lub wlewkem, a emisyjność powierzchni wraz z zgorzeliną lub wodą na niej powinna być uwzględniona w wymaganiach.
- Obiegi wody chłodzącej jako systemy ochronne. Pomiar przepływu lub temperatury w tych obiegach chroni sprzęt o wartości wielokrotnie przewyższającej koszt przyrządu, więc niezawodność i wyraźna sygnalizacja awarii mają większe znaczenie niż precyzja.
- Zgorzelina, pył i woda na mierzonej powierzchni, ponieważ zmieniają one zarówno odczyty optyczne, jak i kontaktowe, a w walcowni są to normalne warunki, nie wyjątek.
- Czy pomiar służy do sterowania, czy do dokumentacji jakości, ponieważ pomiary akceptacyjne wymagają kalibracji i dokumentacji, których nie wymagają odczyty sterujące.
- Obowiązek inspekcji gotowego produktu, w tym norma, którą mają spełniać badania wymiarowe i materiałowe, oraz forma dokumentacji towarzyszącej produktowi.
- Dostęp do konserwacji, ponieważ czujnik wymagający długiego przestoju do wymiany nie będzie wymieniany zgodnie z harmonogramem, a pomiar będzie się dryfował lub ulegnie awarii niezauważenie między przestojami.
- Drgania i uderzenia w punkcie pomiarowym, co decyduje między instalacją stałą a przyrządem przenośnym i wpływa na sposób montażu czujnika.
Normy i aprobaty, które mogą mieć zastosowanie
- Normy materiałowe i produktowe stosowane do gotowej stali, które określają wymagania dotyczące inspekcji i badań, a nie przyrządy.
- Normy akceptacji badań nieniszczących dla spoin, odlewów i elementów eksploatowanych, gdzie norma określa metodę i poziom akceptacji.
- Obowiązki monitorowania gazów i emisji dla pieców i urządzeń spalających, gdzie mierzona wartość jest raportowana do organu.
- Normy maszynowe i elektryczne stosowane przez zakład do ciężkiego sprzętu obracającego się i wysokonapięciowego.
- Opisujemy, czemu instalacja może musieć sprostać. Nie twierdzimy, że przyrząd posiada zatwierdzenie, dopóki certyfikat nie zostanie nam dostarczony, a jeśli nie został, strona produktu to odnotowuje.
Zastosowania w tej branży