پارامترهاي مهم در فرآيند ريخته‌گري و شكل دهي فولاد

مقدمه

در صنعت فولاد، اندازه‌گیری دقیق و كنترل دما، فشار و سرعت در فرآیندهای ریخته‌گری و شکل‌دهی بسیار مهم است. دستگاه‌ها، روش‌ها و سنسورهاي متعددی به اين منظور استفاده می‌شوند که به بهینه‌سازی تولید و افزایش کیفیت محصول کمک می‌کنند. در ادامه، مهم‌ترین آنها معرفی شده‌اند:

1. دستگاه‌های اندازه‌گیری دما

به منظور اندازه‌گیری دما روش های مختلفی استفاده می‌شود که بسته به شرایط و محدوديت‌هاي موجود هر یک از آنها قابل استفاده هستند که عبارتند از:

پیرومترهای نوری (Optical Pyrometers)

به منظور اندازه‌گیری دمای سطحی فولاد مذاب، شمش‌ها و ورق‌های داغ به روش بدون تماس مستقیم، از این روش استفاده می‌شود. نحوه عملکرد آنها به این صورت است که این دستگاه‌ها بر اساس شدت تابش حرارتی ساطع‌شده از سطح فولاد داغ، دما را محاسبه می‌کنند.

ترموکوپل‌ها (Thermocouples)

اندازه‌گیری دمای فولاد مذاب در کوره‌ها، تاندیش و قالب‌های ریخته‌گری مداوم به وسیله این سنسورها قابل انجام است. نحوه عملکرد آنها به این صورت است که دو فلز غیرهم‌جنس در نقطه اتصال گرم، ولتاژ الکتریکی ای تولید می‌کنند که با دما متناسب است.

دوربین‌های ترموگرافی (Thermal Imaging Cameras)

به وسیله این دوربین‌ها نظارت بر یکنواختی دما در نورد گرم و کنترل کیفیت فرآیندهای شکل‌دهی مورد سنجش قرار می‌گیرد. نحوه عملکرد آنها به این صورت است که با استفاده از اشعه مادون قرمز، یک طرحواره حرارتی از سطح فولاد ایجاد می‌شود که به صورت یک تصویر طیف خاکستری است و شدت رنگ خاکستری هر نقطه موجود در تصویر با دمای آن نقطه دارای رابطه است.

سنسورهای تشعشعی (Radiation Thermometers)

اندازه‌گیری دمای مذاب در کوره قوس الکتریکی و مبدل‌های کنورتور به وسیله این روش انجام می‌شود. نحوه عملکرد آن به این صورت است که با دریافت اشعه مادون قرمز و تحلیل طیف آن، دما محاسبه می‌شود.

2. دستگاه‌های اندازه‌گیری فشار

به منظور اندازه‌گیری فشار روش های مختلفی استفاده می‌شود که بسته به شرایط و سيالي كه  فشار آن اندازه‌گيري مي‌شود، هر یک از آنها قابل استفاده هستند و عبارتند از:

ترانسمیترهای فشار (Pressure Transmitters)

اندازه‌گیری فشار در سیستم‌های هیدرولیکی نورد، لوله‌های گاز و مبدل‌های فولادسازی جز موارد مهمی است که باید اندازه‌گیری شوند و به وسیله این ترانسمیترها می‌توانند اندازه‌گیری می‌شوند. نحوه عملکرد آنها به این صورت است که  فشار سیال را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرده و آن را به سیستم کنترلی ارسال می‌کند.

سنسورهای فشار دیافراگمی (Diaphragm Pressure Sensors)

نظارت بر فشار در کوره‌های ذوب، سیستم‌های خنک‌کاری و خطوط گاز نیز از موارد مهم در فرآند تولید فولاد است که به وسیله این سنسورها اندازه‌گیری می‌شوند. نحوه عملکرد آنها به این صورت است که تغییر فشار باعث ایجاد تغییر شکل دیافراگم می‌شود که توسط حسگرها به داده‌های الکتریکی تبدیل می‌گردند.

مانومترهای دیجیتال (Digital Manometers)

اندازه‌گیری فشار در خطوط انتقال اکسیژن و گازهای صنعتی در صنعت فولاد جز موارد حیاتی و ایمنی است که به وسیله این روش اندازه‌گیری می‌شوند. نحوه عملکرد آن به این صورت است که از مبدل‌های فشار به منظور نمایش دیجیتالی مقادیر استفاده می‌کند.

3. دستگاه‌های اندازه‌گیری سرعت و جریان

در فرآیند تولید فولاد، اندازه‌گیری و کنترل پارامترهای سرعت نوار نقاله، سرعت جریان آب، سرعت چرخش رول‌های نورد و همچنین سرعت حرکت مواد مذاب یا ورقه های فولادی جز موارد مهمی است که باید صورت پذیرد و به روش‌های زیر قابل انجام است.

سنسورهای سرعت نوار نقاله (Belt Speed Sensors)

کنترل سرعت حرکت شمش‌ها و ورق‌های فولادی در نورد گرم و سرد معمولا به وسیله این سنسورها صورت می‌پذيرد. نحوه عملکرد آنها به اين صورت است كه از سنسورهای نوری یا الکترومغناطیسی برای اندازه‌گیری سرعت استفاده می‌شود.

فلومترهای اولتراسونیک (Ultrasonic Flow Meters)

به منظور اندازه‌گیری سرعت جریان آب خنک‌کاری در ریخته‌گری مداوم از اين روش استفاده می‌شود. نحوه عملکرد آن به این صورت است که امواج اولتراسونیک را به جریان سیال ارسال کرده و با تغییر فرکانس آن، سرعت اندازه‌گیری می‌شود.

سنسورهای سرعت رول‌ها در نورد (Roll Speed Sensors)

اندازه‌گیری و کنترل سرعت چرخش رول‌های نورد از این جهت مهم است باعث جلوگیری از ایجاد عیوب سطحی ورق‌های تولیدی فولاد می‌گردد. نحوه عملکرداین سنسورها به این صورت است که با استفاده از اینکودرهای نوری یا مغناطیسی، سرعت دوران رول‌ها اندازه‌گیری می‌شود و به کنترل‌کننده برای ارسال فرمان لازم فرستاده می‌شود.

دورسنج‌های لیزری (Laser Doppler Velocimeters – LDV)

اندازه‌گیری سرعت حرکت مواد مذاب یا ورق‌های فولادی در نورد به منظور تولید ورق‌ با استانداردهاي لازم به وسيله اين دسته از دورسنج‌ها صورت مي‌پذيرد. نحوه عملکرد آنها به اين صورت است كه برای اندازه‌گیری سرعت از اثر داپلر در بازتاب لیزر از سطح متحرک استفاده می‌کند.

نتیجه‌گیری

این دستگاه‌ها نقش حیاتی در نظارت و کنترل فرآیندهای ریخته‌گری و شکل‌دهی فولاد دارند. استفاده از تجهیزات پیشرفته باعث بهبود کیفیت محصول، کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری در صنعت فولاد می‌شود.