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成功案例

FARO 三维激光扫描仪助力冶金炼钢行业,优化耐高温材料的侵蚀检测

FARO 三维激光扫描仪助力冶金炼钢行业,优化耐高温材料的侵蚀检测

国内钢铁业一直是备受关注的热门行业,随着我国经济发展进入新常态,钢铁行业发展环境发生了深刻变化。在政府出台的供给侧改革,以及环保政策等一系列外力作用之下,钢铁厂的生产环境变得更宽松,但相应的生产成本也被不断抬升。由于钢铁行业产成品高度同质化,单体冶炼企业盈利取决于自身加工制造成本与行业边际成本差值,因此在同等竞争条件下,怎样降低成本,实现利润最大化成为企业在生产过程中的重要问题。

杭州谱诚泰迪实业有限公司(以下简称“杭州谱诚”)坐落于风景秀丽的杭州,是一家由多名专家教授、青年科技骨干组成的高新技术企业,专业从事冶金工业自动监测、自动控制设备的研制、开发和推广使用。致力于为全球冶金企业提供最专业的大包下渣检测、转炉出钢下渣检测解决方案,实现为钢铁冶金行业的安全生产、成本控制保驾护航。
 

FARO 三维扫描挑战特殊行业应用

对多数人而言,将三维激光扫描用于炼钢工艺的检测仍旧比较新鲜。杭州谱诚通过在该领域的不断探索,已成为国内首家拥有整套成熟检测系统,并实际投入应用的创新企业。帮助包括山东钢铁集团、宝武、马钢等,诸多钢铁领域的客户改善落后的现场检测流程。

常见的高温炼钢容器。

常见的高温炼钢容器。
 

在炼钢工艺流程中,有很多被用于承载、运输和冶炼的容器,它们不断的与钢水、炉渣和炉气互相接触,并受到物理、机械和化学侵蚀的长期影响,一旦容器内防护层破损,很容易引发重大安全事故。因此,必须对这些容器进行定期的安全监测。

专业为钢铁厂客户提供耐高温材料侵蚀监测的杭州谱诚,很早便开始针对该领域的技术探索。“我们始终在寻找一种能够对高温物体进行检测的设备”研发主管沈国振介绍到,“真正开始接触到三维激光扫描仪是在2014 年,由于钢铁行业的特殊性,不是所有的扫描仪都能对高达1600-1700 摄氏度的物体进行检测,但 FARO 扫描仪可以做到。”

正在待冷却的容器。

正在待冷却的容器。

杭州谱诚于 2016 年正式购入了第一台 FARO Focus X130三维激光扫描仪,随后又相继采购了4 台 Focus X 系列扫描仪。在高温物体的检测过程中,普遍存在激光束打到被测物体上没有数据返回,或者返回数据点很少的现象,这样就会大大影响测量结果。FARO 扫描仪可以在极端恶劣的情况下完成作业,并通过现场补偿获取质量最佳的数据,帮助客户完成不可能的任务。
 

实际测量现场面临的困难和挑战

谈到现场使用情况时,沈工介绍说“每个钢包平均每天需检测 2-3 次,每次最多停工 10-15 分钟用于检测”。极短的停工时间意味着检测人员需要面对尚未冷却,且温度高达1700℃的被测物。“如果炼炉的热高温直接朝向人,即使离开十几米的距离,人体的承受极限最多坚持 30 秒”,沈工补充到。除了时间和温度的挑战外,检测现场通常还存在粉尘、漏水、噪声大、震动多等不稳定因素影响,现场的条件和环境都可谓非常恶劣。

炼钢厂恶劣的工作环境。

炼钢厂恶劣的工作环境。

在使用三维激光扫描仪之前,钢铁厂通常依靠人工或比较落后的测量方式进行材料的损耗检测。例如,待炉的温度降低后,用眼睛观察炉内的凸凹情况,由此判断耐火材料的变化;或者找一根铁杆伸进炉内,找几个固定的角度和位置,通过观察前一次和后一次的刻度变化来推算损耗。

无论是人工目测、顶杆法,或者是其他人工测量法,存在的普遍问题是相对依赖工人经验,无法获得炉内实际情况的准确数据,影响工作和生产效率。同时,检测现场还存在严重的热辐射现象,对检测人员的身体健康也有一定危害。

工人正在使用人工方式进行现场检测。

工人正在使用人工方式进行现场检测。
 

FARO 三维扫描仪帮助改善落后的工作流程

在杭州谱诚,FARO 三维激光扫描仪被运用于针对钢包和铁包的高温材料侵蚀检测,定时监测耐火材料的变化过程和趋势,及时确定是否进行必要的材料填补。结合 FARO 扫描仪,杭州谱诚技术团队研发出一套远距离三维扫描系统,能够对高温物体进行非接触式测量。通过一键式扫描,能够完成数据分析计算、结果显示、自动存储管理,大大改善了原本低效的检测工作流程。

使用 FARO 三维激光扫描仪现场检测。

使用 FARO 三维激光扫描仪现场检测。

一般来说,现场待测物多为缸体形状,直径从 3 米到 5 米不等;壁厚最小 60 公分,最大 1 米。在检测之前,工作人员会停止生产,并将待测炉调整至某个角度。然后,将结合有 FARO 三维激光扫描仪的整套系统移动至被测物体之前进行检测,一般从不同角度扫描 2-3 组数据。

FARO 扫描仪的扫描速度非常快,每秒可记录 976,000 个点,在几分钟内就可以完成对被测容器内表面的扫描。这不仅提高了检测人员在现场的工作效率,更重要的是,所有相关的重要数据都被完整记录,避免了信息的遗漏,节省时间、人力和财务成本。“钢铁厂客户每炼一炉的利润都非常可观,因此我们竟可能在交换炉或者间歇时进行测量,最大程度的提高利润。”沈工介绍说。

凭借三维激光扫描技术,可以将扫描数据自动导入计算机,建立容器内壁的三维数学模型,并与烧损前进行比较,得出内衬侵蚀情况、位置和详细数据信息。高效精确的检测结果,不仅避免长时间停工,并且能够及时发现熔炉需要填补的部位,避免过补或漏补,从而节约维护时间和耐火材料的投入,有效的延长使用炉役,并提高生产效率。

沈工在最后介绍到“FARO 扫描仪的扫描速度和精度能够完全满足现场苛刻的测量需求,外加超高的性价比,是我们决定选择 FARO 的原因。

用于分析的扫描后数据。

用于分析的扫描后数据。
 

未来的应用拓展

杭州谱诚的技术团队成员大多毕业于浙江大学,依托于深厚的学术积累,杭州谱诚始终致力于将学术理论上的成就转化为生产力,真正的帮助国内企业实现生产智能,提高企业的自动化工作流程。

作为一支具备强大自主研发能力的企业,未来除了冶金行业外,杭州谱诚也将继续扩展其服务领域,进一步为包括煤炭矿厂、造船、文物保护、隧道等提供更多三维测量解决方案。同时,也希望 FARO 的三维激光扫描技术能够协助企业完成更多检测任务。
 

关于杭州谱诚泰迪实业有限公司

杭州谱诚依托浙江大学雄厚的科研实力,经过多年研发,形成了一系列具有自主知识产权的、国内外领先的机电产品,包括振动式大包下渣检测系统、中包液位自控系统、激光转炉炉衬测厚仪、激光转炉炉深探测仪、红外转炉/电炉出钢下渣检测系统、手持式结晶器振动检测仪、结晶器振动在线监测系统、风机振动状态监测系统、转炉传动力矩在线监测系统等多项机电产品。公司拥有国家发明专利15项,拥有软件著作版权28项,公司的系列产品在行业内被近百家钢铁企业应用,获广泛好评。

欲了解更多,请访问 http://www.putedy.com

 

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