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钢渣测温和成像如何准确选择红外热像仪

2022-12-21

问题的提出:

  • 随着对钢的纯度要求的提高,必须监测转炉或电炉流出的钢水的钢渣含量。

  • 同样,转运到钢包中也需要检测钢水的钢渣含量。


博士说:

针对钢渣测温和热成像的不同要求,如何准确选择红外热像仪型号呢?
德国DIAS红外公司专家Christian Schiewe博士说:

“为了准确测定钢材溶液的温度,必须充分了解清楚其表面的发射率。该发射率强烈依赖于波长,而长波范围的发射率(LWIR 8~14μm)低于短波范围的发射率(NIR 0.8~1 .8μm).。因此,短波红外(测温及热成像)仪器特别适用于钢材温度测量。

钢材溶液表面不同的辐射特性通常是测温的一个很大障碍,但也可能是一个优势--例如在炉渣检测中!”

钢材熔液表面不同的辐射特性,这是什么意思呢?

从电炉、转炉、转运到钢包中的钢材熔液,不仅包含了钢水熔液,还包含了钢渣。换言之,钢水熔液和钢渣的辐射特性是大大不同的。

到过现场看过钢材熔液溢出、倾倒时,就可以很明显地看到,钢材溶液中包含了钢渣,甚至在有些情况下,钢渣会接近盖满出钢口,此时需要启动(自动)扒渣机清理钢渣,以方便出钢。

通常,钢水的发射率比较低,而钢渣的发射率比较高;也就是说,虽然实际钢渣温度较低,但在热图像上,钢渣热图像会显得比钢水的热图像较热,因为其发射率更高。

解决方案(根据钢渣检测的目的,确定不同的红外热像仪型号):

PYROVIEW系列红外热像仪可以检测热图像中的钢水及钢渣含量。

热成像仪系统的优点是,无需在转炉设备上或内部安装红外探测装置。要识别热图像上钢水中的钢渣的流动,需要使用红外热像仪来检测不同的钢渣发射率及钢水发射率下的温度。钢水的发射率比较低,而钢渣的发射率则比较高;但在热图像上,虽然钢渣实际较冷,但钢渣会显得比钢水较热。

根据不同目的,准确选择红外热像仪的型号:

  • 如果只是测量钢渣含量(slag content),那么选择长波红外热像仪PYROVIEW 640L protection (-20~1200°C)就可以了,但长波红外热像仪测量的温度,误差是很大的,请参见:长波红外测温仪或红外热像仪到底可以测量到多高的温度?

  • 如果想准确测量钢水温度,那么需要选择短波红外热像仪PYROVIEW 512N protection或PYROVIEW 768N protection (600~1800°C);短波红外测温精度一般比较高,也请参见:长波红外测温仪或红外热像仪到底可以测量到多高的温度?

  • 如果既想测量钢渣含量、又想准确测量钢水温度,那么需要选择透过钢水前部火焰的中波红外热像仪PYROVIEW 640F protection (400~1600°C);出钢口一般来说都是火焰很大或火焰缭绕,只有透过火焰测温,才能准确测量温度。同样,要想穿透火焰测量到钢渣,也需要完全穿透火焰。这也就是透过火焰测温的3.9微米中波红外的使命和归属