高温摄像测温仪在钢铁行业的应用
鼓风炉
鼓风炉是钢铁生产过程的开始也是需进行连续操作的地方。它是一个容器,在这个容器中铁矿石和石灰石、焦碳(从煤、沥青、石油的残渣中获得的固态的物质)相混合。这些混合物经鼓风炉的热处理生成熔化的铁,然后落在炉的底部。这些熔化的混合物被鱼形钢包移到处理过程的下一个环节。这是一个极度布满灰尘的环境,可视性极差。在鼓风炉区域安装摄像机几乎没有价值。
除非在鼓风口,或在钢厂用粉碎的煤作为燃料时,为了控制炉“腔”(燃烧区)内的燃烧,带有温度测量功能的监视摄像机是非常有用的。安装在这个位置的摄像机不是用来观察产品,也不看火球。因火焰里充满了颗粒,所以测量它们的温度是可能。知道炉“腔”的温度和大小是很有价值的,也是一个很重要的控制工具。由于潜在的低燃料成本,并利用粉碎的煤作燃料结合喷吹氧气促进其燃烧已经在欧洲社会变的非常流行。
在鼓风炉内有两个(容器)部分会因为使用高温摄像测温仪而使其维修变得容易,一个是炉体,一个是鱼形钢包。炉体是一个用来产生炉所需热风的容器。它是一个用耐热砖砌成的高圆筒状结构。一个大的燃炉产生的热量在将它送到用作鼓风的空气以前被储存起来。每个鼓风单元有3-4个炉体。耐火寿命是关键的,一些工厂对极微小的热点用红外成像,然后用黑白照片来定位炉体中实际的位置点。高温摄像测温仪在这个应用中是很有用的,它通过建立热点的位置,(用红紫色-黄色调色板),然后将光标区域设置到最大的温度模式来识别此点的温度。鱼形钢包用来将热的金属产品从鼓风炉送到钢铁生产炉。一般来说,它是一个大的由耐火材料砌成的圆筒状的物体,安装在轮子上。在这个阶段没有燃烧发生,假如很长一段时间它一直不是空的,热金属的出现也足以为使用摄像机提供了足够的亮度。对耐火砖的连续监视是很正常的,但观察里面全部的内容是困难的。然而,配有78″垂直镜头的高温摄像测温仪能成功地看到它的每个角落。高温摄像测温仪带可视图像的温度测量功能可以帮助你决定哪一块砖需要更换。耐火砖的稳定性和完整性是关键的。在运输过程中的失败可能引起严重的损坏,例如,容器,铁轨,工作区域等的彻底损坏,导致昂贵的停工期——它们当中任何轧钢机都是支付不起的。
钢铁生产的过程
常用的钢铁生产过程有三个:氧化,平炉和电炉。在这一阶段,来自于鼓风炉的铁被转化成低级钢,然后形成锭或钢坯。
(1) 氧化过程
氧化过程包括将鼓风炉的液态热金属和助熔剂混合起来,然后和大量的氧气一起传送到大的隔热的铸勺中。在工业中,这通常被标识为基本氧化炉(Basic Oxygen Furnace或BOF)。基本上,这个批处理过程中没有燃烧在进行。尽管缺少火焰,高温摄像测温仪能有效地测量炉料的温度,它是一个关键的参数,由它和另一个监视铸勺内液面高度的关键参数来决定什么时候将熔化的金属放出。目前,将热电偶插入池铁浆(bath)中测量炉料(charge)温度是最普通的方法。我们曾经收到过关于在这个过程中如何使用高温摄像测温仪的问询。在这里,有潜力,但我们不能做一个实验性的演示来证明这个理论。除了关于维护和重新砌砖以外,与这个过程相对应的反馈结果更难确定。
(2) 平炉处理过程
平炉是最高效的钢铁生产过程(主要表现在有关处理碎块/废物的原材料的能力上)。基本上,这个过程负责批处理过程中铁、碎块/废物石灰石炉料一起和不同的助熔剂进行熔化。这个过程在一个有倾斜底板的大绝缘矩形炉内进行。炉料上的火焰从炉的一个末端到另一末端被点燃,从而熔化所有的成分。在这样的炉内炉料是一个具有不同温度的固态和熔化的金属的混合物,因此有必要设置不同的发射率来达到精确测量温度的目的。
在这个过程中安装在火焰发生器下面的高温摄像测温仪将为操作者提供:
熔化过程的视点
炉壁的温度测量——它对评定砖的寿命是有用的
内容物的多个温度测量
末端批温度——在控制和获得所希望的冶金学属性方面和一旦钢铁准备好并且被倒入后确保排除掉在炉内进行长时间的冷却处理过程方面是重要的。
(3) 电炉
在这个过程中电流用来产生从电焊条到炉料的电弧从而产生强大的热量并使它迅速熔化。没有必要借助氧气来燃烧,但是热量却很强烈并能严格得到控制。这样就提供了最灵活的方法来生产钢铁并且大部分的钢铁也只能在电炉中生产,例如,(1)高锰钢,(2)大量不锈钢合金,(3)用于高温中的超级合金钢。
我们成功地在不含铁的合金电弧熔化炉中-类似于钢铁生产炉中安装了一套S高温摄像测温仪。此系统用来监视熔化区域,它既可用来监视熔化区的尺寸也可监视耐火砖的磨损情况。在这个应用中热反射没有问题,也没有因为氧化而有发射率的改变。至于视频图像,在明亮的条件下,在电焊条满功率和起动功率时有很大的区别。如果高温摄像测温仪摄像机光圈不可变,很难在某些条件下看到产品。为了解决这个问题,我们开发出了带遥控自动光圈的产品。因为在这个过程中会产生很强的磁场,在控制室这样的环境里安装视频监视器就成为一个很好的想法。因为如果监视器接近电弧,图像很可能会被影响。
均热炉
均热炉用来使钢锭的温度变均匀。像前面讨论的,锭在炉的出口处被铸造。这对在击穿(损坏)的滚轧机中进行热加工和进一步的处理以前确保整个产品和“膨松”的本质结构等冶金学属性方面是必要的。
这个过程必需一打左右的锭和耐火砖对齐放在大槽(pit)里,然后整体被加热。在炉内没有连续的移动,因此,不太需要摄像机的监视。然而,如果将摄像机安装来观察火焰,那么高温摄像测温仪对燃料的控制是很有帮助的。
加热锭的正常温度范围是1175℃和1345℃之间。确切的温度依赖于钢铁的等级和滚轧机的特性。为了保存这里的燃料,测量锭的温度是重要的,它可避免其表面过热。目前,温度测量大部分由热电偶来完成。锭每次大约花8-12小时进行“均热处理/煨透(soaking)”。这个过程导致锭表面大量的氧化并且由于在操作时间内发射率的本质的改变,所以红外测温仪很难获得一个好的视角。
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