Контроль и измерение температуры при производстве металлопроката
Автор статьи:
Иван Ничухин — эксперт, инженер, специалист компании АО «Приборотехника» с опытом более 10 лет по подбору и внедрению комплексных решений для автоматизации технологических процессов, подготовил обзор рекомендаций по выбору пирометров для металлопрокатных производств.
Содержание
- Введение
- Сталеплавильное производство
- Прокатное производство
- Кузнечное производство
- Ковка и горячая штамповка
Введение
Соблюдение температурных режимов оборудования и материалов является важным фактором качества выпускаемой литейной, прокатной и кузнечной продукции, а также позволяет оптимизировать производственный процесс по энергетическим и временным характеристикам, тем самым, снижая себестоимость и уменьшая вероятность ремонта и простоя технологического оборудования. На всех этапах производства измерение температуры с помощью пирометров является важным, а иногда и единственно возможным.
| Сталеплавильное производство | получение стали из сырья, чугуна или стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов. Сталеплавильное производство является вторым звеном в общем производственном цикле чёрной металлургии. В современной металлургии основными способами выплавки стали являются кислородно-конвертерный и электросталеплавильный процессы. |
| Прокатное производство | процесс пластического деформирования тел на прокатном стане между вращающимися приводными валками. Энергия, необходимая для осуществления деформации, передаётся через валки, соединённые с двигателем прокатного стана. |
| Кузнечное производство | процесс обработки с помощью давления поковок и штамповок из низкоуглеродистых, углеродистых, легированных и высоколегированных сталей для автомобилестроения, тракторостроения, железнодорожного машиностроения и т.д. |
| Ковка и горячая штамповка | процесс обработки давлением штучных заготовок из металлов и сплавов. Ввиду того, что способность металла к деформированию существенно возрастает с повышением температуры, методами горячей обработки давлением можно изготавливать изделия сколь угодно сложных форм, причём даже из сталей со сравнительно низкой пластичностью (например, высоколегированных). Более того, некоторые сплавы обрабатываются давлением исключительно при горячем состоянии. |
Сталеплавильное производство.
Для измерения температуры расплавленного металла рекомендуется применять пирометры в качестве контрольного прибора для минимизации расхода одноразовых погружных термопар. Измерения необходимо проводить пирометрами спектрального отношения: Термоскоп-800-2С (стационарные) и Термоскоп-300-2С (портативные). Наилучшие результаты данный метод имеет при измерении температуры по струе металла, но применим и в ковшах при условии освобождении зеркала металла от шлаков.
На данный момент распространены два основных метода разливки металла: литье в изложницы и непрерывная разливка на МНЛЗ. В первом случае важным с точки зрения достижения качества литья является соблюдение равномерности прогрева изложниц, которую можно проконтролировать переносным пирометром Термоскоп-100, или стационарным пирометров Термоскоп-200.
В случае непрерывной разливки на различных этапах кристаллизации металла требуется корректно настроить расход охлаждающей жидкости и скорость кристаллизации. Рекомендуется применять для данной задачи высокоточные пирометры Термоскоп-800-2С и оптоволоконные Термоскоп-600-2С со специальной защитной арматурой для применения на верхних участках МНЛЗ.
Прокатное производство.
Нагрев заготовок перед прокатом производится в различных типах газовых печей (методические, секционные, печи с шагающими балками). Для измерения температуры в зонах печей мы предлагаем, альтернативный термопарному метод измерения температуры в зонах печей, инфракрасный температурный преобразователь Термоскоп-600-ТПИК, имеющий относительно термопар больший срок службы и меньшую инерционность.
Пирометры серии «Термоскоп» работают в спектральных диапазонах, соответствующих «окнам прозрачности» продуктов сгорания природного газа и имеют все необходимые защитные и охлаждаемые аксессуары, поэтому замер температуры металла на выходе из печи не составляет проблемы и рекомендуется для применения стационарные пирометры Термоскоп-600 или Термоскоп-800.
Контроль температуры на различных типах клетей является непременным условием оптимальной работы имеющегося прокатного оборудования, так как недогретый метал менее пластичен и его прокатка грозит повреждениями элементов клетей, приводов и прочего оборудования. Для контроля температуры проката на клетях рекомендуется применять пирометры частичного излучения Термоскоп-800-1С, в случае недостаточной видимости (пар), либо малых размеров объекта относительно расстояния до него (арматура, рельс), рекомендуем пирометры спектрального отношения Термоскоп-800-2С.
Для контроля температуры проката в диапазоне температур до 500°С (ножницыгорячей резки, участки пассивного и принудительного охлаждения и пр.) рекомендуется использовать пирометры Термоскоп-200.
При интенсивном темпе проката во избежание транспортировки и складированиянедостаточно остывшего металла многими предприятиями осуществляется контроль остывания проката с использование портативного пирометра Термоскоп-100.
Кузнечное производство
Нагрев заготовок перед ковкой осуществляется в различных типах газовых печей (пирометрические решения для них приведены выше), а также в нагревателях индукционного типа. Для данных установок характерен высокий уровень электромагнитных помех и малые размеры смотровых отверстий (межвитковых интервалов). Поэтому на установках индукционного нагрева рекомендуется применять оптоволоконные пирометры Термоскоп-600, идеально подходящих для решения данных задач.
Ковка и горячая штамповка
Целесообразность контроля температуры в процессе ковки обусловлена изменением механических свойств заготовок в зависимости от температуры. Таким образом, важен контроль точки начала ковки (достаточна ли температура металла для ковки без риска повреждения оборудования) и точки окончания ковки. В первом случае значительную проблему для измерения представляет толстый слой окалины на заготовке. Поэтому, основываясь на многолетнем опыте применения пирометров, рекомендуется использовать пирометры Термоскоп-800 в режиме выборки максимальных значений. В случае массивных заготовок, температура поверхности металла при ковке может значительно отличаться от температуры внутренних слоев, что может служить основанием для ложных выводов о недостаточной температуре металла. Оперативный температурный контроль на всех этапах производства стальной продукции может осуществляться портативными пирометрами Термоскоп-100 и Термоскоп-300.
Подробнее со всеми пирометрами можно ознакомиться в разделе «Пирометры»
