Die Pilotanlage zur Hochdruckwasserentzunderung in der Stahlherstellung verwendet Micro-Epsilon-Wärmebildkameras

Tata Steel verwendet eine thermoIMAGER TIM M-1 Wärmebildkamera von Micro-Epsilon mit einer kurzen Wellenlänge von 1 µm sowie eine thermoIMAGER TIM 400T 1500 Wärmebildkamera mit langer Wellenlänge, um die Oberflächentemperatur vor und nach dem Entkalken zu messen, um Entkalkung und Hitze zu beurteilen Verlust basierend auf Düsendruck/-fluss und Entzunderungsgeschwindigkeit.

Die Entzunderung mit Hochdruckwasser (HPW) ist der Prozess der Entfernung von Oxidzunder durch Besprühen der heißen Stahloberfläche unter einer Reihe von Wasser mit mittlerem bis hohem Druck unter Verwendung von stationären (normalerweise Flachstrahldüsen) oder rotierenden Systemen (Rotorentzunder).

Ziel ist die optimale Entfernung von losem bis klebrigem Primär- bis Tertiärzunder unter optimaler Aufprall- und Oberflächenkühlung sowie Kraft-Wasser-Volumenstromverbrauch zur Verbesserung der Oberflächenqualität von Walzprodukten und Minimierung des Arbeitswalzenverschleißes.

Komplexe thermomechanische Fest-Flüssig-Mechanismen wirken durch den Zunder, die Zundergrenzfläche und den Untergrund des Stahlsubstrats in Abhängigkeit von den Entzunderungsprozessparametern Aufpralldruck, Entzunderungsenergie und Temperatur.

Der HPW-Entzunderungsprozess ist ein harter Prozess, bei dem insbesondere die Messung von Temperatur und Oberflächenzustand schwierig zu erreichen ist (in Anbetracht von Dampf/Wasser, Oxidablagerungen, beengten Entzunderungsboxen).

Die Messung von Oberflächenverlusten mit IR-Technologie kann Vorteile für die thermomechanische Bearbeitung von schwer zu walzenden Stahlgüten bieten, die beispielsweise zu Duktilitätsrissen und/oder Oberflächenfehlern neigen, und führt zu einer effizienten Entzunderung unter robusten und energieeffizienten Regime Maps.

Um den Entzunderungsprozess zu untersuchen und zu optimieren, hat Tata Steel zusammen mit dem Steel Metal Institute in South Wales (SAMI) https://www.samiswansea.co.uk/ eine HPW-Entzunderungsanlage umgebaut, um den Prozess zu optimieren.

Das Gerät kann in zwei Modi verwendet werden, statisch oder dynamisch, mit heißem oder kaltem Material, von Stahl bis Simulationsmaterial. Wiedererwärmte Proben sind typischerweise Blöcke von 70x70x100 mm Dicke, die auf einem Wagen platziert werden, der die Probe mit einer festen Geschwindigkeit (bis zu 4 m/s) transportiert.

Nach dem Entkalken stoppt der Wagen und die Probe wird in einen mit Argon gefüllten Behälter überführt, um die weitere Oxidation zu begrenzen.

Alle Signale (Höhe, Druck, Durchfluss, Temperatur usw.) werden über ein Windaq-Datenerfassungssystem protokolliert. Ein ausgeklügeltes Nachanalyseverfahren wurde eingeführt, um die Entkalkungseffizienz zu charakterisieren.

Tata Steel verwendet eine Wärmebildkamera thermoIMAGER TIM M-1 von Micro-Epsilon mit einer kurzen Wellenlänge von 1 µm sowie die Wärmebildkamera thermoIMAGER TIM 400 T1500 mit langer Wellenlänge, um die Oberflächentemperatur vor und nach dem Entkalken zu messen. Die Kameras sind über dem Entkalkungswagen montiert.

Durch die Verwendung von Detektoren mit kurzer und langer Wellenlänge und dem Effekt des Emissionsgrades auf die Skala bei verschiedenen Wellenlängen kann Tata Steel die Entzunderung und den Wärmeverlust basierend auf Düsendruck/-fluss und Entzunderungsgeschwindigkeit bewerten, um Regime-Maps für den Produktionsprozess zu entwickeln.

Die thermoIMAGER TIM M-1 Kamera wurde mit zwei austauschbaren Optiken, f=25 bzw. 75mm, geliefert, was Flexibilität im Sichtfeld und Kamerastandort ermöglicht. Der 1-µm-Kurzwellendetektor eignet sich am besten für raue, dampfende Umgebungen mit reduziertem Emissionsgradfehler bei hohen Temperaturen.

Im Lieferumfang der Kameras ist die leistungsstarke TIM Connect-Software enthalten, mit der die Kameras im Zeilenscan-Modus oder kontinuierlicher Erfassung aus einer festen Entfernung und Position verwendet werden können. Die Linescan-Funktion ist besonders hilfreich bei eingeschränktem Sichtbereich und ermöglicht die Erstellung eines vollständigen Bildes der Platte beim Durchlauf.

So kommentierte Didier Farrugia, Scientific Fellow, Abteilung Rolling Finishing &Measurement bei Tata Steel RD UK :„Die durchgeführten thermischen Messungen haben zusammen mit dem Oberflächenzustand während und nach der Entzunderung in Verbindung mit der Verwendung einer optischen CCD-Kamera nach der Entzunderung die Entwicklung wichtiger HPW-Entzunderungskenntnisse für die direkte Implementierung und Optimierung von Anlagenpraktiken ermöglicht. . ”

Jede Optimierung der Ausbeute, sei es in Bezug auf Zunder oder Metallverlust während des Wiedererwärmens, sowie die Verbesserung des Oberflächenzustands und der Minimierung von Fehlern, stellt einen entscheidenden Kosten-Leistungs-Vorteil für die Stahlindustrie dar, in der Größenordnung von 1 Million £ für ~ 1 % Ausbeutegewinn .

Didier Farrugia fasst zusammen:„Die Kameras haben sich als zuverlässig und einfach zu bedienen erwiesen, einschließlich der Möglichkeit, die beiden Kameras an zwei spezifischen Standorten für eine vollständige Rückverfolgbarkeit der Temperatur zu synchronisieren. Die Kameras werden auch in anderen spezifischen Teilen des Stahlherstellungsprozesses verwendet.“

Weitere Informationen zu den Wärmebildkameras der thermoIMAGER TIM-Serie finden Sie unter www.micro-epsilon.co.uk oder rufen Sie die Micro-Epsilon-Vertriebsabteilung unter +44 (0)151 355 6070 an oder senden Sie eine E-Mail [email protected]