Датчик углеродного потенциала Eurotherm AP1 для металлургии: повышение качества выходного продукта.

03.12.2020

Датчик углеродного потенциала Eurotherm AP1 обеспечивает:

(1) управление атмосферой печи и подачей газа в различных приложениях
по цементации стали — рабочий температурный диапазон от 760 ℃ до 1050 ℃;
(2) измерение очень низких значений (до 10-24)
парциального давления кислорода с предельной точностью и повторяемостью;
(3) экономию времени и повышение энергоэффективности процесса цементации.




Оборудование компании Eurotherm отлично зарекомендовало себя в приложениях АСУ ТП для металлургии. Востребованность продукции Eurotherm объясняется прежде всего высокой надежностью и качеством, эффективностью и соответствием оборудования жестким международным стандартам. Идет ли речь о температурных или промышленных контроллерах, о самописцах или регистраторах, о тиристорах или температурных датчиках — применение оборудования Eurotherm в металлургии обеспечивает конечному пользователю:

- Повышение эффективности процесса;
- Повторяющееся качество выходного продукта;
- Способствует энергоэффективности производства;
- Сокращает время простоя;
- Снижение стоимости владения оборудованием;
- Соответствие национальным и международным стандартам.

Цикл термической обработки для придания материалу специальных характеристик является ключевым элементом на всех этапах производства металла и изделий из него. Процессы термической обработки часто носят название «специальных процессов», которые регулируются жесткими отраслевыми стандартами. Eurotherm – компания с 50-летним опытом работы, с международно признанной репутацией производителя специализированного оборудования, систем и услуг для энергоемких и регулируемых отраслей. Eurotherm традиционно является и поставщиком температурных сенсоров для приложений в области производства и переработки пластических материалов, производства стекла, печей для термической обработки металлов — процессов, которые требуют контроля и управления атмосферой в печи.

ВСП работает с Eurotherm уже более 20 лет, поставляя на российский рынок оборудование и для металлургической отрасли. В числе пользователей продукции Eurotherm и заказчиков ВСП: Тулачермет, ВНИИМЕТМАШ, Корпорация ВСМПО-АВИСМА, КАЗ СУАЛ, Всеволжский завод алюминиевых сплавов, Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова, ТАГМЕТ и другие предприятия.

Подробнее о сотрудничестве ВСП с ВСМПО-АВИСМА ...>>

Один из наших недавних заказчиков оборудования Eurotherm — металлообрабатывающее предприятие, занимающее ведущее место на российском рынке метизной продукции.
Метизы — обобщенное название широкого спектра разных товаров из металла. В понятие входят все изделия, которые получают из металла. Условно их можно разделить по назначению на промышленные и широкого назначения. Доля продукции Заказчика ВСП, которая сертифицирована для применения в разных приложениях и системах, составляет около 70% от общей номенклатуры продукции предприятия, что, в свою очередь, свидетельствует о высоком качестве производимых изделий.



Датчик углеродного потенциала
AP1 Eurotherm.


Технологический процесс производства любых метизов требует высококачественной стали, а химико-термическая обработка влияет и существенно повышает характеристики и качество металла. Именно для задач химико-термической обработки Заказчику был предложен датчик углеродного потенциала AP1 Eurotherm. 

При нагревании стали с определенным низким содержанием углерода при температуре свыше 900°C в атмосфере, насыщенной углеродом, в результате процесса диффузии поверхность стали впитывает углерод. Глубина обогащения зависит от времени и температуры обработки, известной как цементация. Насыщение стали углеродом вызывает изменение ее физических качеств, например, поверхность становится более твердой и износостойкой.

Eurotherm_carbon_probe_AP1.jpg


Датчик углеродного потенциала Eurotherm AP1 обеспечивает прямое и непрерывное измерение в атмосфере печи, что дает возможность оперативно изменять технологические условия и достигать более эффективного использования цементирующей газовой атмосферы, повышая качество конечного продукта и снижая расходы на энергопотребление.


Eurotherm_carbon_probe_AP1_schema.jpg
Конструктивно датчик AP1 состоит из цилиндра из диоксида циркония, который приварен на конце трубки из оксида алюминия методом эвтектической сварки — в результате, полученная гомогенная структура обеспечивает очень прочную конструкцию. Кожух чувствительного элемента изготовлен из специального высокотемпературного сплава с проходными отверстиями для минимизации нагарообразования, что способствует лучшей работе чувствительного элемента. Внешние сигналы и сигналы термопары подключаются через съемную крышку.

Принцип работы датчика AP1. На основе соотношения концентрации кислорода на эталонном выходе (снаружи печи) и концентрации кислорода в печи, генерируется сигнал постоянного напряжения датчика. Температура измеряется с помощью встроенной в датчик термопары. Сигналы по температуре и уровню кислорода поступают в устройство контроля и регулирования для расчета на их основе действительного процентного содержания углерода в атмосфере печи.

К примеру, сигналы датчика AP1 могут поступать в циркониевый блок контроллера Eurotherm 3500 или контроллера-регистратора Eurotherm Nanodac. Один из выходов контура регулирования контроллера может быть подсоединен к клапану, который регулирует количество подаваемого в печь обогащающего газа. Второй выход регулирует уровень смесительного воздуха.
Углеродный датчик Eurotherm AP1 можно устанавливать в горизонтальном или вертикальном положении; вертикальная установка предпочтительнее.

Подробнее о датчике Eurotherm AP1. Два электрода — внешний и внутренний — находятся в контакте с циркониевым элементом с платиновым покрытием, который расположен на конце сенсора. Защитная трубка из оксида алюминия служит проводником для передачи сигнала. Таким образом можно избежать использования тонкого сигнального провода, подверженного воздействию атмосферы печи. Защитная трубка обладает превосходной сопротивляемостью коррозии и окислению при высокой температуре, хорошими механическими характеристиками и устойчивостью к влиянию водорода.
Диоксид циркония представляет собой твердотельный электролит, проводящий ионы кислорода при температуре свыше 760 ℃, в результате чего возникает напряжение между двумя электродами. Величина напряжения зависит от температуры диоксида циркония, а соотношение парциального давления на референтной стороне электролита к парциальному давлению со стороны процесса.


Технические характеристики датчика
углеродного потенциала Eurotherm AP1


Выходной сигнал от 0,00 В до 1,40 В постоянного тока в рабочем диапазон
Рабочий температурный диапазон от 760 ℃ до 1050 ℃
Погрешность измерения ±0,05 % массы углерода при нормалных рабочих условиях
10-90% Время отклика < 2 сек. при температурах ≥ 760 ℃
Рабочий диапазон Парциальное давление кислорода до 10-24
Термопары Тип K, R ,S, N
Кожух зонда Специальный сплав — сопротивление коррозии и окислению до 1050 ℃
Диаметр кожуха защитной трубки 26,67 мм внешний диаметр, номинальный
Диаметр проходного отверстия 35 мм, минимальный
Присоединение Резьбовой фитинг, 1’’ NPT, внешняя; регулируемое уплотнение
Минимальная длина внедрения в камеру печи 75 мм
Референтный расход воздуха 20 мл/мин до 700 мл/мин, содержание 20,9% O2
Измерительная система, постоянный ток Датчики %-го содержания кислорода следует использовать с контроллерами, самописцами или индикаторами с входным импедансом 10 МΩ или выше



Датчик углеродного потенциала Eurotherm AP1 может измерять парциальное давление кислорода в диапазоне очень низких значений с высокой точностью и повторяемостью и обеспечивает управление атмосферой печи и подачей газа в различных приложениях по цементации стали.

Датчик AP1 не требует частого обслуживания и очистки; не требуется калибровка.

Цементрирующий газ используется более эффективно; устраняется или снижается уровень нагарообразования.

Печь может быть введена в рабочий режим за более короткое время, и в результате более точного управления после загрузки пользователь повышает энергоэффективность процесса цементации.





Запросить технико-коммерческое предложение …>>

Информационная бюллетень: AP1 Carbon Probe (PDF, ENG) …>>


Обзор решений Eurotherm для металлургической промышленности …>>
Раздел сайта: Решения Eurotherm …>>