光学传感器如何为连铸工艺带来益处
原因如下 ProSpeed® LSV激光传感器能够对铸件速度和长度进行非接触式在线测量,是钢铁生产过程控制的首选计量方案,特别是在红热钢材和连铸机工艺等严苛的工业环境中——无论是用于板坯、方坯、大坯,还是在火焰切割机上。
该 ProSpeed®基于激光多普勒测速原理的光学速度和长度传感器,专为连续铸造过程提供高精度、可靠且非接触式的长度和速度测量而设计。 该传感器避免了与表面的接触和相互影响,且无活动部件,因此消除了传统测量方法的弊端,例如打滑、磨损或滚轮直径变化等问题。其适用于轧机工况的结构设计、出色的重复性和长期可靠性,使其成为改善切割长度公差、减少维护并提高生产效率不可或缺的组成部分。最终,这将减少废品率,并优化连铸机、轧机及整个工厂运营的出钢率。
专为恶劣铸造环境设计的传感器
坚固耐用的工厂级结构、精密的光学配置以及先进的信号处理技术,确保了无与伦比的可靠性和性能。典型的解决方案包括一个具有1500毫米测量距离的传感器头、水冷外壳、气吹装置以及多种输出接口,便于与现有控制系统集成。高效的水冷外壳节省了额外设备。

连铸中的测量任务
连续铸造中的定尺切割
定长切割是每条连铸机中绝对不可或缺的工序。在每条连铸线上,都必须实现对铸坯长度的测量以及切割过程的触发。通常情况下,无论铸坯的形状、后续工艺或最终产品如何,铸坯在铸造完成后都必须进行切割。否则,将无法进行后续的产品处理。由于连铸速度通常会有所波动,因此必须测量产品长度以确定切割时机。
产品长度对后续工序至关重要,尤其是在需要产品达到特定最终长度的情况下,例如铁路轨材的生产。通常,进料长度的稳定性越好,后续工序的调控就越精准,最终产品的质量也就越高。产品长度的可靠精度是关键,特别是在产品贸易业务中生产SPQ钢(优质产品)时。

连铸中的过程控制
在连续铸造过程中的某些工序中,掌握产品的速度是一项至关重要的控制参数。该工艺的一个重要环节是冷却段,材料在此处发生液相与固相的转变。速度决定了冶金特性和材料性能的主要特征,因此掌握铸造速度至关重要。 另一个例子是飞刀或飞锯的速度同步,目的是将切割头精确对准材料,以最小的公差和对设备最小的影响实现干净利落的切割。

钢铸件的重量测定
长度信息的另一项主要用途是,能够在生产流程中比称重系统更早地确定产品的重量。在清洁铸造工艺中,产品的外形由铸模在工艺早期就已确定,并在后续工艺中不会发生变化。 产品的比重由其成分决定,并在铸模阶段就已确定。在切割前就掌握产品的长度,有助于将最终重量的公差控制在极低水平,因为这样可以在工艺早期就应对工艺波动,从而实现最佳的工艺一致性。如果提前规划,轧机还可以省去集成秤,转而采用速度测量法。

连铸排放量计算及减排潜力
以一台5股连铸机为例,其坯料截面积为220平方毫米,每根坯料长度为6米,假设钢的密度为7.85 kg/dm³,则所生产的连铸坯料重量为379.94 kg/m。一台典型的连铸机以900 mm/min的连铸速度运行,每天运行24小时。 综合上述数据,考虑到全部5条线,每天共进行1,080次切割。在恶劣环境下使用测量轮或类似技术,平均精度为1%;而实际使用LSV系统则可实现0.1%的精度。因此,每次切割的平均精度提升约为24毫米。该精度提升带来的具体数据如表1所示。

铸造的重要性与钢铁生产的全球作用
据世界钢铁协会(World Steel Association )统计,全球二氧化碳总排放量的约7%至9%与钢铁和有色金属的生产直接相关。1这约占全球所有行业总排放量的三分之一。2 世界钢铁协会(World Steel Association )——其代表的钢铁产量(包括铸造、轧制等)占全球总产量的80%以上——已就一项名为“钢铁行业可持续发展计划”(Step Up)的方案达成一致,旨在通过具体行动,致力于改善钢铁行业对可持续性的影响。3
1World Steel Association 2021年,《气候变化与钢铁生产》,2023年2月1日查阅
2汉娜·里奇(Hannah Ritchie)和马克斯·罗泽(Max Roser),无日期,《各行业排放量》,2023年2月1日查阅
3World Steel Association,无日期,《Step Up 》项目,2023年2月1日查阅
图片来源:除非另有说明,否则图片均由Polytec GmbH提供。

钢铁、铝及金属生产中的光学长度与速度测量












