Tự động hóa đo mức nước bể EAF

Tổng quan và các thách thức đối với lò hồ quang điện

Tự động đo mức bể trong lò hồ quang điện là công nghệ chủ chốt giúp nâng cao đáng kể hiệu quả, an toàn và ổn định của quá trình luyện thép.

Các giải pháp tiên tiến, chẳng hạn như Hệ thống đo mực nước tắm EAF của Matsushima Measure Tech sử dụng công nghệ radar, cho phép đo chính xác, không tiếp xúc ngay cả khi có tia hồ quang điện, cung cấp dữ liệu thời gian thực đáng tin cậy để điều khiển lò chính xác và tối ưu hóa quy trình.

Lò hồ quang điện (EAF) là công nghệ sản xuất thép sử dụng hồ quang điện cao áp để nấu chảy nguyên liệu, chủ yếu là phế liệu kim loại.

Nhờ tích hợp các công nghệ điều khiển và tự động hóa tiên tiến, quy trình vận hành EAF đảm bảo sản xuất thép ổn định, hiệu quả và an toàn, đồng thời giảm phát thải CO₂, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và duy trì chất lượng sản phẩm cao, góp phần thúc đẩy ngành sản xuất thép thông minh và bền vững.

Môi trường vận hành lò hồ quang điện (EAF) tiềm ẩn các yếu tố khắc nghiệt như nhiệt độ cực cao, bụi độc hại và nguy cơ cháy nổ.

Để đảm bảo vận hành an toàn, cần thực hiện hiệu quả các biện pháp kiểm soát bụi, hệ thống làm mát, giám sát khí, quy trình xử lý vật liệu nghiêm ngặt và các quy định an toàn rõ ràng; qua đó tạo dựng môi trường làm việc an toàn, đồng thời hỗ trợ lò vận hành ổn định và hiệu quả.

Nếu không đo mức trực tiếp theo thời gian thực, mức bể thường được ước tính dựa trên kinh nghiệm của người vận hành hoặc các chỉ số gián tiếp. Điều này dẫn đến sự thiếu chắc chắn, phản ứng chậm trễ và việc kiểm soát lò không ổn định, đặc biệt là trong các điều kiện nấu chảy biến động.

Các phương pháp quan sát thủ công hoặc đo lường gián tiếp đòi hỏi người vận hành phải có mặt gần lò. Việc tiếp xúc với tia hồ quang, nhiệt độ cao, kim loại nóng chảy bắn tung tóe và khói bụi làm gia tăng đáng kể các rủi ro về an toàn, đồng thời hạn chế khả năng tự động hóa.

Việc thiếu dữ liệu chính xác về mức độ lớp lỏng (bath level) gây khó khăn cho việc tối ưu hóa công suất đầu vào, quá trình thổi oxy và trạng thái tạo xỉ xốp. Điều này có thể dẫn đến chu kỳ nấu chảy kéo dài, tiêu hao năng lượng quá mức và sự vận hành lò không ổn định.

Được giải quyết bởi thiết bị đo mức bằng radar

Việc đo mức kim loại lỏng trong lò hồ quang điện bằng thiết bị đo mức radar là phương pháp đo không tiếp xúc có độ chính xác và độ tin cậy cao.

Công nghệ này có các đặc điểm sau:

• Sử dụng công nghệ radar sóng liên tục điều tần (FMCW) tần số 80 GHz để đạt độ chính xác cao (±5 mm) với phạm vi đo lên đến 30 m.
• Đảm bảo kết quả đo ổn định ngay cả trong các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, áp suất cao và môi trường có hơi nước.
• Cho phép phát hiện chính xác mức kim loại lỏng mà không bị ảnh hưởng bởi lớp xỉ, nhờ tận dụng cơ chế phản xạ từ bề mặt kim loại.

Công nghệ này hỗ trợ quản lý vận hành lò hồ quang điện (EAF) hiệu quả, nâng cao năng suất và độ an toàn, đồng thời cho phép tối ưu hóa nguyên liệu đầu vào và giảm tiêu thụ năng lượng thông qua việc truyền dữ liệu đo lường đến máy tính điều khiển quy trình.

Có thể giám sát và điều chỉnh qua Bluetooth bằng máy tính, điện thoại di động hoặc máy tính bảng.

Không cần đi dây để truyền dữ liệu.

Có thể thực hiện truyền thông từ xa trong môi trường khắc nghiệt.

Có sẵn tính năng cảnh báo bám dính hoặc tích tụ vật liệu, sử dụng công nghệ tín hiệu nhịp đã được cấp bằng sáng chế (DC 4-20mA).

Không cần đi thêm dây điện cho chức năng cảnh báo này.

Kết cấu thổi khí đa hướng 360 độ trên bề mặt phát tín hiệu nhằm ngăn ngừa tình trạng bám dính do bụi hoặc hơi nước.

Đạt được nhờ công nghệ

Công nghệ radar cung cấp dữ liệu đáng tin cậy và theo thời gian thực về mức kim loại lỏng, ngay cả trong các điều kiện phát sinh hồ quang, bụi và biến động khói. Việc kiểm soát chính xác mức kim loại lỏng giúp lò vận hành ổn định, tối ưu hóa công suất đầu vào và đảm bảo chất lượng thép đồng nhất.

Phương pháp đo bằng radar không tiếp xúc giúp loại bỏ nhu cầu đặt cảm biến trong môi trường nhiệt độ cực cao, nơi có nguy cơ bị bắn tóe thép nóng chảy và tiếp xúc với tia hồ quang. Điều này giúp giảm đáng kể nguy cơ hư hỏng thiết bị và nâng cao độ an toàn cho người vận hành nhờ hạn chế tối đa việc can thiệp thủ công tại khu vực gần lò luyện.

Việc đo lường liên tục và không cần bảo trì giúp giảm thiểu thời gian ngừng máy ngoài kế hoạch cũng như tần suất thay thế cảm biến. Hệ thống tự động kiểm soát mức kim loại lỏng trong lò giúp rút ngắn chu kỳ nấu chảy, nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng và góp phần cắt giảm chi phí tổng thể trong quy trình sản xuất thép bằng lò hồ quang điện (EAF).