Compteur de niveau radar pour la mesure du niveau de l'acier fondu dans les applications métallurgiques

Contexte & Défi

Dans la coulée continue, la mesure du niveau de l'acier fondu dans le tundish détermine la vitesse de coulée, le risque de report de laitier et la charge d'inclusion dans le fil. Le surremplissage pousse la poudre de coulée et le laitier dans le moule; le courant trop bas expose le lard et le laitier vortique dans l'acier. Le point de mesure lui-même est hostile : la surface de fonte est située au-dessus de 1 000 °C, couverte de poudre de coulée, avec de la chaleur radieuse, de la poussière et de la vapeur qui s'élève à travers l'ouverture industrielle.

Les flots et les sondes de contact sont consommés en quelques heures à ces températures. Les capteurs à ultrasons perdent l'écho dans le panache de vapeur et sont déformés par le gradient de température raide entre le capteur et la fonte. L'aciérie avait besoin d'une lecture continue et sans contact qui pouvait survivre à des mois de coulée sans intervention manuelle.

Pourquoi le KLD807 pour la mesure des niveaux d'acier fondu

Le KLD807 est un FMCW de 26 GHz. radar à niveaumètre. L'antenne de corne porte une joint à haute température et une purge continue de l'air, de sorte que l'objectif reste exempt de poussière et que la bride reste dans sa limite thermique. L'installation a utilisé la configuration suivante:

• Fréquence d'exploitation: 26 GHz (FMCW)
• Plage de mesure : 0–20 m (configuré à environ 4 m pour ce tundish)
• Précision: ±2 mm dans des conditions stables
• Antenne: antenne à corne avec joint à haute température
• Température maximale du procédé: 200 nbsp;°C à la base de l'antenne avec l'extension de purge d'air
• Sortie: 4-20 mA plus RS485 Modbus vers le CPL
• Purge d'air : 5–10 L/min à 4 bar, air comprimé de qualité instrumentale

26 GHz ont été choisis délibérément sur 80 GHz. À un arrêt de 4 m, le faisceau étroit d'une unité de 80 GHz n'achète rien, tandis que la longueur d'onde plus longue de 26 GHz est atténuée moins par la poussière et la vapeur qui remplissent l'atmosphère turnish.

Solution & Installation

Le capteur a été monté sur un support au-dessus de l'ouverture tundish à une distance d'arrêt, légèrement incliné de sorte que le faisceau évite la zone la plus chaude tout en gardant un chemin clair vers la surface de fonte. Une ligne à air comprimé alimente l'anneau de purge; le CPL reçoit à la fois le signal analogique 4–20 mA et le registre Modbus, et applique un filtre de vitesse de changement pour rejeter les explosions de vapeur.

Résultats

Après la mise en service, le système a fonctionné en continu pendant trois mois avec les performances suivantes:

• Disponibilité des mesures: au-dessus de 99%
• Stabilité de lecture: ±2–3 mm pendant la coulée régulière
• Déviation par rapport à un contrôle laser de référence: sous 5 mm à température constante
• Intervalle d'inspection de la buse de purge: un mois, la buse reste claire
• Température du module électronique: 45–55  °C, à l'intérieur de la plage de fonctionnement

Trois à cinq fausses lectures instantanées par chaleur ont été observées, chacune d'une durée inférieure à deux secondes. La logique du taux de changement du PLC les a rejetées. Aucun radar ne peut séparer une explosion de vapeur d'un passage de niveau réel du seul côté du capteur, donc ce filtrage appartient au système de contrôle. Pour la mesure du niveau d'acier fondu, le capteur doit être jumelé à cette logique, sans se fier à lui-même.

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Foire aux questions