福銳泰鐵水測(cè)溫?zé)犭娕技夹g(shù)與紅外測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

前言

鐵水的溫度是影響產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)非常重要的參數(shù)，可直接通過(guò)計(jì)算換算鐵水硅素含量，對(duì)加強(qiáng)原料、燃料制備過(guò)程質(zhì)量管理、提高高爐冶煉工藝操作水平、保障鐵水質(zhì)量，都有很高的實(shí)用和科研價(jià)值。因此，對(duì)鐵水溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的在線監(jiān)測(cè)是很有必要的。

2．熱電偶測(cè)量技術(shù)

在某鋼鐵廠煉鐵四座高爐中，鐵水溫度的測(cè)量均采用的是接觸式測(cè)量法，所謂接觸式測(cè)量即是利用測(cè)溫敏感元件直接與被測(cè)介質(zhì)接觸，使被測(cè)介質(zhì)與敏感元件進(jìn)行充分的熱交換，使兩者具有同樣的溫度，達(dá)到測(cè)量的目的。煉鐵廠使用的是S型快速熱電偶進(jìn)行測(cè)量，使用這種測(cè)量方法的主要弊端有：

Ø 溫度顯示具有一定的滯后現(xiàn)象；因?yàn)闊犭娕家丸F水進(jìn)行充分的熱交換。

Ø 成本高；S型熱電偶的正、負(fù)級(jí)均采用貴金屬鉑作為材料，且是一次性使用。

Ø 維護(hù)量大；由于出鐵口溫度高，環(huán)境惡劣，連接快速熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線容易發(fā)生接觸不良或被燒斷的現(xiàn)象。

3．紅外測(cè)溫技術(shù)

由于煉鐵環(huán)境的限制，使用接觸式測(cè)量有一定的局限性，給溫度測(cè)量、儀表維護(hù)和在線檢測(cè)帶來(lái)極大的麻煩。所以就考慮到非接觸式測(cè)量，典型的測(cè)溫技術(shù)就是紅外測(cè)溫儀，這種測(cè)量方法就是利用物質(zhì)的熱輻射原理，測(cè)溫敏感元件不與被測(cè)介質(zhì)接觸，通過(guò)輻射和對(duì)流熱交換，達(dá)到測(cè)量的目。它反應(yīng)速度快、成本低（一次性投入，反復(fù)使用）、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)量小。

該系統(tǒng)由非接觸式紅外測(cè)溫儀、保護(hù)套、穩(wěn)壓電源、專用電纜、可調(diào)基座、安裝附件、儀表箱等組成。其鐵水測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖所示

考慮到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，如溫度高、灰塵多、煙霧大等因素，采用單色紅外測(cè)溫儀可能會(huì)遇到發(fā)射率難于確定，目標(biāo)大小不能充滿視場(chǎng)，測(cè)量線路上存在衰減輻射能量物質(zhì)的情況。所以溫度探頭選用美國(guó)RAYTEK公司原裝進(jìn)口的高精度集成式雙色測(cè)溫儀，其技術(shù)可克服測(cè)量過(guò)程中的各種極端環(huán)境條件，即使目標(biāo)模糊或被大部分擋住，發(fā)射的能量受到衰減時(shí)，也可以做到只吸收5%的物體輻射紅外能量就可以測(cè)得物體表面溫度。若加上風(fēng)冷保護(hù)套可耐120℃環(huán)境溫度，采用水冷套可在更高的溫度下使用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，可選擇空氣吹掃鏡頭和空氣循環(huán)冷卻，就可以保證傳感器在現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定正常的工作。

紅外測(cè)溫儀在使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)及維護(hù)

冶鋼行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，如煙霧、水汽、粉塵，環(huán)境溫度等，這些都是影響紅外測(cè)溫儀精度的主要干擾源。因此在使用和維護(hù)中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

Ø 絕大部分固定式安裝的測(cè)溫儀，特別是測(cè)溫范圍超過(guò)800℃的時(shí)候，必須考慮水冷、風(fēng)冷和保持測(cè)溫儀鏡頭的清潔。所以我們?cè)跍?zhǔn)備選擇使用紅外測(cè)溫儀時(shí)，首先需要考慮安裝條件：現(xiàn)場(chǎng)是否具備水源、風(fēng)源；安裝位置是否便于維護(hù)（搽拭鏡頭）；現(xiàn)場(chǎng)是否存在電磁干擾等。

Ø 被測(cè)目標(biāo)的發(fā)射率的確定也是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題，如果不能確定被測(cè)目標(biāo)的發(fā)射率，就需要考慮使用雙色測(cè)溫儀（雙色測(cè)溫儀測(cè)量精度受發(fā)射率影響較?。?。

Ø 發(fā)射率的確定在現(xiàn)場(chǎng)可以采用一些簡(jiǎn)單手段，例如如果條件許可，可以在被測(cè)目標(biāo)上貼一塊黑色膠布，通過(guò)測(cè)量被測(cè)目標(biāo)表面和黑色膠布表面溫度的比值來(lái)大致確定發(fā)射率。

Ø 在日常的維護(hù)中，儀表維護(hù)人員要經(jīng)常觀察水源、風(fēng)源是否滿足要求；探頭輸出線是否接觸良好；探頭是否正對(duì)出鐵口等等，這些因數(shù)都會(huì)影響測(cè)溫儀的測(cè)量結(jié)果。

Ø 測(cè)溫儀的校準(zhǔn)也非常重要，在實(shí)驗(yàn)室中一般采用黑體爐進(jìn)行校準(zhǔn)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般采用和手持式的雙色測(cè)溫儀測(cè)量結(jié)果比對(duì)來(lái)大致校對(duì)，也可以采用和現(xiàn)場(chǎng)熱電偶測(cè)量溫度進(jìn)行比對(duì)來(lái)進(jìn)行校對(duì)。

4、效果

目前，鋼廠1^#、2^#、3^#高爐鐵水溫度測(cè)量均采用了美國(guó)RAYTEK公司的雙色紅外測(cè)溫儀，福銳泰公司提供持續(xù)且高效的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)，同4^#高爐采用的S型快速熱電偶相比，測(cè)量效率明顯提高，儀表維護(hù)量大幅度降低，且該測(cè)溫系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是能對(duì)每爐鐵水溫度進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)測(cè)量，能有效避免人工插入測(cè)溫法帶來(lái)人為的影響。通過(guò)分析記錄的溫度曲線或其它計(jì)算機(jī)處理信息，能較真實(shí)地反映出每爐鐵水溫度的變化趨勢(shì)，直觀地讀出每爐鐵水的最高溫度，為生產(chǎn)管理和工藝改進(jìn)提供有力的依據(jù)。