L'application des capteurs de température dans l'industrie sidérurgique et métallurgique

1. Introduction : La température – Le facteur vital de la métallurgie de l'acier

La métallurgie de l'acier est un processus physico-chimique qui se déroule à des températures extrêmement élevées, la température étant le paramètre fondamental qui le traverse de bout en bout. Du minerai de fer à l'acier à hautes performances, la température à chaque étape détermine directement la qualité du produit final, la consommation d'énergie du processus de production, la durée de vie des équipements, ainsi que l'efficacité et le coût de la production. On peut affirmer que sans mesure et contrôle précis de la température, il n'y aurait pas d'industrie sidérurgique moderne. Capteur de température Ce sont précisément les « yeux » et la « peau » qui perçoivent cette « ligne de vie ». Le niveau de développement et d'application de cette technologie reflète directement le degré d'automatisation et d'intelligence de l'industrie sidérurgique.

2. Technologie de détection de la température du noyau et ses principes

Dans les environnements extrêmement difficiles de l'industrie sidérurgique (températures élevées, poussière, corrosion et érosion par fusion), deux grands types de technologies de détection de température sont principalement utilisés :

·Mesure de la température de contact : thermocouple

Principe de fonctionnement : Exploitant l’effet Seebeck, deux conducteurs de matériaux différents sont connectés pour former un circuit. Lorsqu’une différence de température apparaît entre les deux extrémités, un potentiel thermoélectrique est généré dans le circuit.

fonctionnalités des applications industrielles

Avantages : Haute précision de mesure, peut être inséré directement dans le bain de fusion pour obtenir des valeurs de température exactes et fiables.

Inconvénient : Il s'agit d'un consommable, notamment pour la mesure de l'acier et du fer en fusion, et il n'est utilisé qu'une seule fois.

Types courants

Type S (Platine-rhodium 10-platine) : Convient aux atmosphères oxydantes, avec une température de service à long terme jusqu'à 1300 °C et une température à court terme de 1600 °C. C'est la force principale absolue dans la fabrication et l'affinage de l'acier.

Type B (Platine-rhodium 30 - platine-rhodium 6) : Convient aux atmosphères oxydantes, avec une limite supérieure de mesure plus élevée. Utilisation continue jusqu’à 1 600 °C et utilisation ponctuelle jusqu’à 1 800 °C. Fréquemment utilisé pour la mesure de l’acier en fusion à haute température.

Type K (nickel-chrome - nickel-silicium) : Rapport coût-performance élevé, large plage (-200 à 1300℃), largement utilisé dans les zones à température relativement basse telles que les fours de chauffage, les gaz de combustion et le laminage de l'acier.

3. Applications spécifiques de Capteurs de température dans l'ensemble du processus de production d'acier

Procédé de fabrication du fer : Le « thermomètre » du haut fourneau

Points d'application : Canal d'eau du haut fourneau, réservoir d'eau du fourneau, four à air chaud.

Exigence : Surveiller la température du fer en fusion à sa sortie du four afin d'assurer la stabilité des conditions du haut fourneau et d'empêcher le gel ou la surchauffe du cylindre du four.

Solution

Type de contact : Des thermocouples consommables de type S ou B sont utilisés, qui sont régulièrement insérés dans le fer en fusion pour obtenir des températures précises, servant de base essentielle au contrôle du processus.

 
·Procédé de fabrication et d'affinage de l'acier : le « point décisif » du contrôle de la qualité

Points d'application : Sortie d'acier du convertisseur/four électrique, poche de coulée, four LF, unité d'affinage RH.

Exigence : Le contrôle de la « température terminale » est l'âme du processus de fabrication de l'acier, directement lié à la qualité de l'acier en fusion et au rendement des alliages.

Solution

Mesure principale : thermocouple à consommation rapide (avec thermomètre infrarouge et sonde en papier). L’opérateur l’insère et effectue plusieurs mesures : à la fin du soufflage, avant la coulée et au poste d’affinage, obtenant ainsi en quelques secondes une température à cœur précise et fiable de l’acier en fusion. C’est la méthode de référence pour les opérations de production et le contrôle qualité.

 
·Étape de coulée continue : Le « gardien » du processus de solidification

Points d'application : poche de coulée/répartiteur, zone de refroidissement secondaire, sortie de billette.

Exigence : Contrôler la surchauffe de l'acier en fusion pour assurer une vitesse d'étirage stable ; surveiller la température de surface de la billette coulée dans la zone de refroidissement secondaire, optimiser la stratégie de refroidissement et prévenir les défauts tels que les fissures.

Solution

Température de l'acier en fusion : des thermocouples consommables sont utilisés pour la mesure à point fixe dans la poche et le répartiteur.

4. Sélection et maintenance : la clé pour garantir la fiabilité des mesures

Sélection appropriée : en fonction de l’objet mesuré (fondu, solide, gaz), de la plage de température, de l’atmosphère ambiante (oxydation/réduction), des exigences de précision, de la vitesse de réponse et du budget, choisissez judicieusement des capteurs à contact ou sans contact.

Maintenance et étalonnage : étalonner régulièrement les thermocouples et les instruments de mesure de température afin de garantir la précision du système.

Pour pallier les difficultés : en cas d’interférences dues à la poussière et à la vapeur d’eau, il est possible d’opter pour un thermomètre infrarouge avec fonction de dépoussiérage. Pour les fusions à haute température, il convient de choisir des tubes de protection de haute qualité, résistants aux chocs thermiques.

Bien que de petite taille, le capteur de température est un élément technologique fondamental qui soutient l'immense industrie sidérurgique moderne. De la fonte à mille degrés aux billettes incandescentes, la perception et le contrôle précis de la température sont essentiels tout au long du processus de production de l'acier. Ils sont au cœur de la sécurité, de l'amélioration de la qualité, de la réduction des coûts et de l'augmentation de l'efficacité. Une compréhension approfondie de son application, ainsi que le choix et la maintenance rationnels des capteurs, sont d'une importance capitale pour promouvoir la modernisation intelligente et le développement de haute qualité de l'industrie sidérurgique.