摘要：本文主要介紹了快速熱電偶、非接觸式紅外測溫傳感器、激光型傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、測溫注意事項及在煉鋼測溫中的具體應(yīng)用。

1.引言

溫度是度量物體冷熱程度的物理量，在生產(chǎn)和科學(xué)試驗中占有極其重要的地位。在整個的煉鋼過程中，在連鑄、熱風(fēng)爐、熱軋、冷軋、棒/線材軋制過程中隨時需要測量溫度信號。例如：在連鑄上，要監(jiān)測鋼水的溫度，還要監(jiān)測從連鑄出來的鋼坯的溫度；在棒材軋制車間，要隨時監(jiān)測工件，并把信號傳輸給軋機或者飛剪等等。在測量溫度的時候，被測介質(zhì)有的是液體鋼水（或者鐵水），有的是溫度很高的鋼坯，還有的是溫度在500-600度左右的鋼坯，這樣我們就不能用同一種方法、同一種測量儀器來測量。本文就針對這種情況分別闡述了三種測量方法和測量儀器在鋼鐵冶煉中的具體應(yīng)用。

2.快速熱電偶

眾所周知，測量溫度的方法有很多種，但是由于煉鋼行業(yè)的特殊性，并不是所有的測溫方式都能用于煉鋼行業(yè)，那么在測量熔融的鋼水的溫度時我們選用的是快速熱電偶。快速測溫?zé)犭娕际菬犭娕嫉囊环N，主要用于測量鋼水及高溫熔融金屬的溫度，是一次性消耗式熱電偶，從接觸方式上來說也是一種接觸性測量方法。它的工作原理是根據(jù)金屬的熱電效應(yīng)，利用熱電偶兩端所產(chǎn)生的溫差電熱測量鋼水及高熔融金屬溫度，它的全部零組件集中裝入泥頭中并以耐火填充劑粘合成一整體，而不可拆卸，故為一次性使用，又稱消耗式熱電偶。

在使用熱電偶測量鋼水的溫度時，首先要根據(jù)測量的對象和范圍，選擇適當(dāng)保護紙管長度及適用的測溫槍，把快速熱電偶裝在測溫槍上，并使二次儀表指針（或數(shù)顯器）回零。在測量的時候，熱電偶插入鋼水深度大約是300-400mm，在測量的過程中速度要快，持續(xù)的時間一般為5秒。測量精度高，測量范圍廣，所以很多測量鋼水溫度的場合一般選用快速熱電偶。

某年產(chǎn)1000萬噸棒材的鋼鐵廠，在測量鋼水的溫度的時候，采用的是TC1200S-A1型的快速熱電偶，如下圖所示。

3.非接觸式紅外測溫傳感器

測溫原理是將鋼水發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉(zhuǎn)變成電信號，紅外線輻射能的大小與鋼水本身的溫度相對應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)變成電信號大小，可以確定鋼水的溫度。在使用的時候，我們只能用其測量物體的表面溫度，不能測量其內(nèi)部溫度，也不能透過玻璃進(jìn)行測量溫度，

加熱好的鋼坯由加熱爐出來，然后進(jìn)入軋機。在整個的軋制線上，共有12個掃描式熱金屬檢測器（廠里都簡稱為熱檢），這幾個熱檢儀器都是用的紅外線傳感器，使用紅外線測溫儀控制合適的冷卻，以保證冶金性能正確；同時在對鋼材進(jìn)行切頭切尾的時候也用到紅外測溫儀。在1#飛剪（7#軋機前）前有一臺熱檢，目的是檢測到有鋼信號時，控制飛剪對到來的鋼坯進(jìn)行切頭（也可以切尾，自己設(shè)定）；2#飛剪（13#軋機前）前也有一臺熱檢，這臺熱檢的目的是檢測到無鋼信號時，對鋼坯進(jìn)行切尾（也可以切頭，自己設(shè)定）。中軋機組和精軋機組之間以及倍尺飛剪與預(yù)留的減定徑機組之間預(yù)留控制水冷裝置，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)光面圓鋼時利用該裝置對軋件進(jìn)行水冷，采用低溫精軋技術(shù)處理軋件；

還有，鋼坯從加熱爐出來，首先是先經(jīng)過水汽除磷裝置再進(jìn)入軋機。針對以上這幾種有氧化鐵皮、水汽和低溫的情況，某鋼鐵廠選用的是Rota-Sonde DC 4000-L型的掃描式熱金屬檢測器。

Rota-Sonde DC 4000-L型號的熱檢器有400℃和230℃兩個靈敏度切換范圍，還有兩種自監(jiān)控功能，對預(yù)防性維護起到了很大的作用，并且這種掃描式熱金屬檢測器非常適合低溫軋制工件的檢測以及對低發(fā)射率材料工件的檢測。對于那些由于生產(chǎn)工藝或材料的改變將引起工件溫度或發(fā)射率很大的應(yīng)用場合，比如對穿水冷卻后的工件的檢測或?qū)μ厥夤ぜ臋z測，能同時滿足以上幾種工作環(huán)境下的測量。下圖為2號飛剪之前的熱檢，它的作用是檢測到無鋼信號時，來控制后面的2號回轉(zhuǎn)式飛剪的動作，同時控制飛剪后面的2號活套的起套動作。

4.激光型傳感器

鋼坯由連鑄出來在運送至加熱爐的過程中(或者直接用冷坯時)，溫度已經(jÄ«ng)降到500度左右，這時候鋼坯表面的顏色已經(jÄ«ng)是灰黑色的或者隱約有點紅色，如果用紅外傳感器來測量就有可能就檢測不到鋼材的有無，所以在加熱爐前檢測是否有鋼坯進(jìn)入加熱爐，那么這種情況下，就選擇激光型傳感器—型號為KDCZL6-4Z1-F、DC24V的冷熱金屬通用檢測器。冷熱金屬通用檢測器主要用于冶金工業(yè)生產(chÇŽn)流水線現(xiàn)場，通過對工件運動位置的到位檢測，輸出一控制用的開關(guān)信號，按照光源可分為激光(650nm)型、可見紅光（650nm）型和紅外光（910nm）型三種。KDCZL型檢測器采用可見半導(dÇŽo)體激光器作光源（屬于激光型傳感器），經(jÄ«ng)調(diào)制后發(fā)光一束準(zhÇ”n)平行可見紅色激光，經(jÄ«ng)光敏管接收放大后，輸出一個開關(guān)量信號。該檢測器抗干擾能力強，作用距離極遠(yuÇŽn)，檢測富裕量大，安裝調(diào)試方便，工作穩(wÄ›n)定可靠，可在潮濕，水霧，粉塵等惡劣環(huán)境下長期可靠使用，但當(dāng)ç’°(huán)境溫度超過60攝氏度時應(yÄ«ng)加水冷卻。圖2為用KDCZL6-4Z1-F型號的激光型傳感器測量入爐鋼坯的溫度。

5.結(jié)論

最近天氣很冷，在精軋區(qū)域有很大的水汽，不僅影響工作人員對生產(chǎn)過程中的故障做出判斷和維修，也嚴(yán)重影響了熱檢儀器檢測的準(zhǔn)確性，大家都在討論一種解決問題的辦法。實際上，以上三種測溫儀都屬于傳感器的范疇，當(dāng)前技術(shù)水平下的傳感器系統(tǒng)正向著微小型化（Micro）、智能化（Smart）、多功能化（Multifunction）和無線網(wǎng)絡(luò)化（wireless networked）的方向發(fā)展，我想，隨著CAD技術(shù)、MEMS技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)分析算法的技術(shù)的發(fā)展，一定會生產(chǎn)出適合各種惡劣、復(fù)雜工作環(huán)境的傳感器，也一定能解決因天冷水汽大產(chǎn)生的一系列問題。

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