La instalación piloto de descalcificación de agua a alta presión en la fabricación de acero utiliza cámaras termográficas Micro-Epsilon

Tata Steel está utilizando una cámara termográfica thermoIMAGER TIM M-1 de Micro-Epsilon con una longitud de onda corta de 1 µm, así como una cámara termográfica thermoIMAGER TIM 400T 1500 de longitud de onda larga, para medir la temperatura de la superficie antes y después de la descalcificación para evaluar la descalcificación y el calor pérdida basada en la presión / flujo de la boquilla y la velocidad de descalcificación.

La descalcificación por agua a alta presión (HPW) es el proceso de eliminar las incrustaciones de óxido rociando la superficie de acero caliente bajo un rango de agua de presión moderada a alta utilizando sistemas estacionarios (generalmente boquillas de chorro plano) o rotativos (descalcificador de rotor).

El objetivo es eliminar idealmente las incrustaciones sueltas a pegajosas, primarias a terciarias, en condiciones óptimas de impacto y enfriamiento de la superficie, así como el consumo de flujo de agua y energía, para mejorar la calidad de la superficie de los productos laminados y minimizar el desgaste de los rodillos de trabajo.

Los mecanismos termomecánicos sólidos-fluidos complejos actúan a través de la escala, la interfaz de la escala y la sub-superficie del sustrato de acero, dependiendo de los parámetros del proceso de descalcificación de presión de impacto, energía de descalcificación y temperatura.

El proceso de descalcificación HPW es un proceso severo en el que, en particular, la medición de la temperatura y el estado de la superficie son difíciles de lograr (en vista de vapor / agua, restos de incrustaciones de óxido, cajas de descalcificación confinadas).

La medición de las pérdidas de superficie mediante la tecnología IR puede proporcionar beneficios al procesamiento termomecánico para grados de acero difíciles de laminar que son propensos, por ejemplo, a agrietarse por ductilidad y / o defectos superficiales, y conduce a una descalcificación eficiente bajo mapas de régimen robustos y energéticamente eficientes.

Para estudiar y optimizar el proceso de descalcificación, Tata Steel junto con el Steel Metal Institute en South Wales (SAMI) https://www.samiswansea.co.uk/ han renovado una plataforma de descalcificación HPW para optimizar el proceso.

La unidad se puede utilizar en dos modos, estático o dinámico, con material frío o caliente, desde acero hasta material de simulación. Las muestras recalentadas son típicamente bloques de 70x70x100 mm de espesor colocados en un carro que transporta la muestra a una velocidad fija (hasta 4 m / s).

Después de la descalcificación, el carro se detiene y la muestra se transfiere a un recipiente lleno de argón para limitar la oxidación adicional.

Todas las señales (altura, presión, flujo, temperatura, etc.) se registran mediante un sistema de adquisición de datos Windaq. Se ha implementado un sofisticado procedimiento de posanálisis para caracterizar la eficacia de la descalcificación.

Tata Steel está utilizando una cámara termográfica thermoIMAGER TIM M-1 de Micro-Epsilon con una longitud de onda corta de 1 µm, así como la cámara termográfica thermoIMAGER TIM 400 T1500 de longitud de onda larga, para medir la temperatura de la superficie antes y después de la descalcificación. Las cámaras están montadas sobre el carro de descalcificación.

Al utilizar detectores de longitud de onda corta y larga y el efecto de la emisividad en la escala a diferentes longitudes de onda, Tata Steel puede evaluar la descalcificación y la pérdida de calor en función de la presión / flujo de la boquilla y la velocidad de descalcificación para desarrollar mapas de régimen para el proceso de producción.

La cámara thermoIMAGER TIM M-1 se suministró con dos ópticas intercambiables, f =25 y 75 mm respectivamente, lo que permite flexibilidad en el campo de visión y la ubicación de la cámara. El detector de longitud de onda corta de 1 µm es más adecuado para entornos hostiles y húmedos con un error de emisividad reducido a altas temperaturas.

Con las cámaras se incluye el potente software TIM Connect, que permite que las cámaras se utilicen en modo de exploración en línea o adquisición continua desde una distancia y ubicación fijas. La función de exploración de líneas es particularmente útil cuando hay un espacio de visualización restringido y permite crear una imagen completa de la losa a medida que pasa.

Como comentó Didier Farrugia, miembro científico del departamento de acabado y medición de laminación de Tata Steel RD UK :“ Las mediciones térmicas realizadas, junto con el estado de la superficie durante y después de la descalcificación, junto con el uso de una cámara óptica CCD después de la descalcificación, ha permitido el desarrollo de conocimientos clave de descalcificación de HPW para la implementación directa y la optimización de las prácticas de la planta . ”

Cualquier optimización del rendimiento, ya sea en términos de incrustaciones o pérdida de metal durante el recalentamiento, así como la mejora del estado de la superficie y la minimización de defectos, representa un beneficio de costo-rendimiento crítico para la industria del acero, en la región de £ 1 millón para una ganancia de rendimiento de ~ 1%. .

Didier Farrugia concluye:“Las cámaras han demostrado ser confiables y fáciles de usar, incluida la posibilidad de sincronizar las dos cámaras en dos ubicaciones específicas para una trazabilidad completa de la temperatura. Las cámaras también se utilizan en otras partes específicas del proceso de fabricación del acero ”.

Para obtener más información sobre la serie thermoIMAGER TIM de cámaras termográficas, visite www.micro-epsilon.co.uk o llame al departamento de ventas de Micro-Epsilon al +44 (0) 151 355 6070 o envíe un correo electrónico [email protected]