Antecedentes y desafíos

En el fundido continuo, la medición de nivel de acero fundido en el tundish establece la velocidad de fundición, el riesgo de carga de escoria y la carga de inclusión en el hilo. Los empujes de sobrefilado en polvo de fundición y deslizan hacia el molde; correr demasiado bajo expone el brillo de la cucharilla y los vórtices tirados en el acero. El punto de medición es hostil: la superficie de derretimiento se sitúa por encima de 1.000 °C, cubierta por polvo de fundición, con calor radiante, polvo y vapor que se eleva a través de la abertura de la torre.

Las inundaciones y las sondas de contacto se consumen dentro de horas a estas temperaturas. Los sensores ultrasónicos pierden el eco en la ciruela de vapor y se distorsionan por el empinado gradiente de temperatura entre el sensor y el derretimiento. El molino de acero necesitaba una lectura continua y sin contacto que pudiera sobrevivir meses de fundición sin intervención manual.

Por qué el KLD807 para la medición del nivel de acero fundido

El KLD807 es un 26 GHz FMCW medidor de radar. La antena de cuerno lleva una sello de alta temperatura y una purga de aire continua, por lo que el objetivo se mantiene alejado del polvo y la brida permanece dentro de su límite térmico. La instalación utilizó la siguiente configuración:

  • Frecuencia de funcionamiento: 26 puntosnbsp;GHz (FMCW)
  • Rango de medición: 0–20 manzananbsp;m (configurado a alrededor de 4 puntosnbsp;m para este tundish)
  • Precisión: ±2 manzananbsp;mm bajo condiciones estables
  • Antena: antena de cuerno con sello de alta temperatura
  • Temperatura máxima del proceso: 200 manzananbsp; °C en la base de la antena con la extensión del aire-purge
  • Producto: 4–20 manzananbsp;mA más RS485 Modbus al PLC
  • purga de aire: 5–10 manzanasp;L/min a 4 manzananbsp;bar, aire comprimido de grado instrumento

26 GHz fue elegido deliberadamente más de 80 GHz. En una parada de 4 m, el haz estrecho de una unidad de 80 GHz no compra nada, mientras que la longitud de onda más larga de 26 GHz se atenúa menos por el polvo y el vapor que llenan la atmósfera tundish.

Solución e instalación

El sensor fue montado sobre un soporte por encima de la abertura de tundish a una distancia de despegue, inclinado ligeramente por lo que el haz evita la zona más caliente manteniendo un camino claro hacia la superficie de derretida. Una línea de aire comprimido alimenta el anillo de purga; el PLC recibe tanto la señal analógica 4–20 curvanbsp;mA y el registro Modbus, y aplica un filtro de velocidad de cambio para rechazar las ráfagas de vapor.

KLD807 radar level meter installed above a molten steel tundish
KLD807 medidor de nivel de radar montado sobre el césped en la planta de acero.
KLD807 radar level meter with air-purged horn antenna above the molten steel tundish
Antena de cuerno depurada por aire sobre la abertura de la torre.

Resultados

Después de la puesta en marcha, el sistema funcionó continuamente durante tres meses con el siguiente rendimiento:

  • Disponibilidad de medición: más del 99%
  • Estabilidad de lectura: ±2–3 pénbsp;mm durante el fundido estable
  • Desviación contra un control de láser de referencia: bajo 5 pulsanbsp;mm a temperatura constante
  • Intervalo de inspección de la boquilla Purge: un mes, boquilla todavía clara
  • Temperatura del módulo electrónico: 45–55 pénbsp; °C, dentro del rango operativo

Se observaron tres a cinco lecturas falsas momentáneas por calor, cada una durando menos de dos segundos. La lógica de cambio PLC los rechazó. Ningún radar puede separar una explosión de vapor de un transitorio de nivel real solo en el lado del sensor, por lo que este filtrado pertenece al sistema de control. Para la medición del nivel de acero fundido, el sensor tiene que estar emparejado con esa lógica, no confiada por sí mismo.

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Preguntas frecuentes

P: ¿Puede el radar medir el nivel de acero fundido a través de escoria y vapor?

A: Sí. Un radar FMCW 26 GHz funciona a través de la atmósfera tundish mientras que la purga de aire mantiene la antena clara. Las ráfagas de vapor todavía pueden causar picos momentáneos, que filtra el PLC.

P: ¿Por qué 26 GHz en lugar de 80 GHz?

A: En una parada de 4 m, la estrecha viga de 80 GHz no ofrece ventaja, y 26 GHz se atenua menos por el polvo y el vapor que llenan la atmósfera tundish.

P: ¿Cómo está protegida la antena del calor radiante?

A: Un sello de cuerno de alta temperatura más una purga de aire continua en 5-10 L/min y 4 bar. El soporte de montaje mantiene la brida a o debajo de 200 C.

P: ¿Qué señal recibe la planta PLC?

A: 4-20 mA y RS485 Modbus al mismo tiempo, ambos escalados a la gama de trabajo tundish.