Background & Challenge

Nella colata continua, la misurazione del livello dell'acciaio fuso nella meridiana imposta la velocità di colata, il rischio di riporto delle scorie e il carico di inclusione nel filo. Overfilling spinge colata polvere e scorie nello stampo; la corsa troppo bassa espone la la ladle shroud e vortici scorie in acciaio. Il punto di misura stesso è ostile: la superficie di fusione si trova al di sopra di 1.000 °C, coperta da polvere di colata, con calore radiante, polvere e vapore che sale attraverso l'apertura tundish.

Floats e sonde di contatto sono consumati entro ore a queste temperature. I sensori a ultrasuoni perdono l'eco nell'acqua di vapore e sono distorti dal gradiente di temperatura ripido tra il sensore e il fuso. L'acciaieria necessitava di una lettura continua e senza contatto che potesse sopravvivere a mesi di colata senza intervento manuale.

Perché il KLD807 per la misurazione del livello d'acciaio Molten

Il KLD807 è un FMCW 26 GHz misuratore di livello radar. L'antenna corno trasporta un sigillo ad alta temperatura e una purga d'aria continua, quindi la lente rimane chiara di polvere e la flangia rimane entro il suo limite termico. L'installazione ha utilizzato la seguente configurazione:

  • Frequenza di funzionamento: 26  GHz (FMCW)
  • Campo di misura: 0–20 m (configurato a circa 4 m per questo tundish)
  • Precisione: ±2 mm in condizioni stabili
  • Antenna: antenna corno con sigillo ad alta temperatura
  • Temperatura massima del processo: 200 °C alla base dell'antenna con l'estensione del getto d'aria
  • Uscita: 4–20 mA plus RS485 Modbus al PLC
  • Air purge: 5–10 L/min a 4 bar, aria compressa di livello degli strumenti

26 GHz è stato scelto su 80 GHz deliberatamente. A 4 m di stallo, il fascio stretto di un'unità 80 GHz non compra nulla, mentre la lunghezza d'onda più lunga di 26 GHz è attenuata meno dalla polvere e dal vapore che riempiono l'atmosfera tundish.

Soluzione e installazione

Il sensore è stato montato su una staffa sopra l'apertura del tundish a una distanza di stallo, leggermente inclinata in modo che il fascio evita la zona più calda mantenendo un percorso chiaro alla superficie di fusione. Una linea d'aria compressa alimenta l'anello di purge; il PLC riceve sia il segnale analogico 4-20  il segnale analogico MA e il registro Modbus, e applica un filtro di tasso di cambio per rifiutare i colpi di vapore.

KLD807 radar level meter installed above a molten steel tundish
Misuratore di livello radar KLD807 montato sopra la meridiana presso l'impianto di acciaio.
KLD807 radar level meter with air-purged horn antenna above the molten steel tundish
Antenna corno purificata ad aria sopra l'apertura del tundish.

Risultati

Dopo la messa in servizio, il sistema ha funzionato continuamente per tre mesi con le seguenti prestazioni:

  • Disponibilità di misure: sopra il 99%
  • Stabilità di lettura: ±2–3  mm durante la fusione costante
  • Deviazione contro un controllo laser di riferimento: sotto 5 mm a temperatura costante
  • Intervallo di ispezione dell'ugello Purge: un mese, ugello ancora chiaro
  • Temperatura del modulo elettronico: 45–55 °C, all'interno della gamma di funzionamento

Sono state osservate da tre a cinque letture false momentanee per calore, ciascuna della durata di due secondi. La logica del tasso di cambio del PLC li ha respinti. Nessun radar può separare un'esplosione di vapore da un transiente di livello reale sul lato del sensore da solo, quindi questo filtraggio appartiene al sistema di controllo. Per la misurazione del livello di acciaio fuso, il sensore deve essere abbinato a quella logica, non fidato da solo.

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Domande frequenti

D: Può il radar misurare il livello di acciaio fuso attraverso scorie e vapore?

A: Si'. Un radar FMCW da 26 GHz funziona attraverso l'atmosfera tundish mentre l'aria purge mantiene l'antenna pulita. I colpi di vapore possono ancora causare punte momentanee, che il PLC filtra.

Q: Perché 26 GHz invece di 80 GHz?

A: A 4 m di stallo, il fascio stretto di 80 GHz non offre alcun vantaggio, e 26 GHz è attenuato meno dalla polvere e dal vapore che riempiono l'atmosfera tundish.

D: Come è protetta l'antenna dal calore radiante?

A: Un sigillo di corno ad alta temperatura più una purga d'aria continua a 5-10 L/min e 4 bar. Il supporto di montaggio mantiene la flangia a o sotto 200 C.

D: Quale segnale riceve il PLC dell'impianto?

A: 4-20 mA e RS485 Modbus allo stesso tempo, entrambi scalati alla gamma di lavoro tundish.