Elektromagnetische stroommeter in staal Continuous Casting koelwater systeem.

Achtergrond klant

Een geïntegreerde staalfabriek van 2,5 miljoen ton per jaar in Noord-China selecteerde Xi'an Qinwei Instrument Factory om aanhoudende problemen met de flowmeting in hun continu-giet- en warmwalslijnen aan te pakken. De fabriek exploiteert twee continu-gietmachines voor platen die platen van 200 mm en 250 mm dik produceren, plus een warmbandwalserij die tot een dikte van 1,5 mm walsen. Flowmeting is van cruciaal belang in meerdere watercircuits: primair koelwater voor mal- en segmentkoeling in de gieter, secundair sproeikoelwater, ontkalkingswater van 180 bar voor de ruwwalserij, en circulerende emulsie voor smering van de rollen in de afwerkwalserij.

Het koelwatersysteem circuleert ongeveer 12.000 m³ / u via een semi-gesloten lus met koeltorens en zijstroomfiltratie. De waterkwaliteit is uitdagend - het circulerende water bevat 30–80 mg/L zwevende vaste stoffen waaronder fijne ijzeroxide-schaaldeeltjes (walserijschroot), sporen van hydraulische olie van lekkage, en resterende opgeloste vaste stoffen geconcentreerd door verdampingscycli.

Uitdagingen

• Magnetische deeltjesinterferentie: Walserijschroot (Fe₃O₄ en Fe₂O₃ deeltjes) is ferromagnetisch. Eerdere elektromagnetische meters van het inbrengtype ondervonden signaaldegradatie doordat magnetische deeltjes zich ophoopten op de elektrodeoppervlakken, waardoor een geleidende brug ontstond die de gemeten geïnduceerde spanning vervormde. De nauwkeurigheid degradeerde van ±1% naar ±5–8% binnen 2–3 weken na ingebruikname tijdens piekproductie.
• Slijtage door erosie: Hogesnelheid ontkalkingswater (tot 8 m/s in DN150 leidingen) met meegevoerde schaaldeeltjes erodeerde de rotors en lageroppervlakken van turbine meters. Rotorvervanging was elke 3–4 maanden nodig met een kosten van ¥8.000 per meter, met 8 meters alleen al in de ontkalkingsdienst.
• Thermische schok: Tijdens intermitterende gietoperaties kon de temperatuur van het koelwater binnen enkele minuten van 25°C naar 80°C schommelen wanneer de flow werd verminderd tijdens tundish-wissels. Mechanische meters ondervonden door thermische uitzetting veroorzaakte klemming, wat leidde tot onregelmatige metingen of volledige vastloop.
• Vervuiling door emulsie: De olie-in-water emulsie (3–5% oliegehalte) in het walserijcircuit bedekte de membraanplaten van de drukverschilmeters, wat tweemaal per week reiniging vereiste. De jaarlijkse onderhoudskosten voor de 6 flowmeters van het emulsiecircuit overtroffen ¥95.000.

Werkcondities ter plaatse

Oplossing: Xi'an Qinwei Elektromagnetische Flowmeter

Het meetprincipe van de wet van Faraday van Xi'an Qinwei elektromagnetische flowmeters wordt fundamenteel niet beïnvloed door vloeistofdichtheid, viscositeit en de aanwezigheid van zwevende vaste stoffen - belangrijke voordelen in watercircuits van staalfabrieken. De gladde, obstructievrije flowbuis elimineert elk oppervlak voor ophoping van schaaldeeltjes of vervuiling door emulsie.

• Hard Rubber Liner (Koelwater): Voor de DN400 koelwaterleidingen met grote diameter bieden hard rubber liners uitstekende slijtvastheid tegen meegevoerde walserijschroot tegen een fractie van de PTFE-kosten. Geschikt voor continu gebruik tot 80°C, ruim binnen het temperatuurbereik van het koelwater.
• PTFE Liner (Emulsie): Het anti-aanbak PTFE-oppervlak voorkomt hechting van olie-emulsie en de vorming van verkoolde afzettingen van warmwalserijtoepassingen. Chemische inertheid zorgt voor geen zwelling of degradatie door hydraulische olie-overdracht.
• Hastelloy C-276 Elektroden (Alle Punten): Universeel geselecteerd voor de staalfabriekomgeving vanwege gecombineerde weerstand tegen chlorideputcorrosie (van koelwatercycli), erosie-corrosie (van deeltjesrijk stromingsmedium) en elektrochemische interferentie (van stroomelektriciteitslassen die gebruikelijk zijn in aardingsnetwerken van staalfabrieken).
• Ingebouwde Aardings elektrode: Essentieel in de staalfabriekomgeving waar sterke elektromagnetische velden van boogovens en ladle-metallurgiestations common-mode ruis kunnen veroorzaken. De integrale aardings elektrode biedt een referentiepad met lage impedantie, waardoor signaal-ruisverhoudingen van meer dan 80 dB worden bereikt, zelfs binnen 50 meter van werkende EAF-transformatoren.
• IP68 Onderdompelbare Sensor met Afstandsbediende IP67 Transmitter: Installaties in de kelder van de gieter zijn onderhevig aan incidentele overstromingen door overloop van de schrootput. IP68-gecertificeerde sensoren overleven tijdelijke onderdompeling zonder schade. Afstandsbediende transmitters zijn gemonteerd op trillingsgeïsoleerde stijlen op ooghoogte van de operator.
• Modbus RTU over RS485: Digitale communicatie elimineert de 4-20mA aardlusproblemen die veel voorkomen in staalfabrieken. De Modbus-interface levert real-time geleidbaarheids- en lege-pijpstatus aan de Level 1 automatiserings-PLC, waardoor automatische gietsnelheidsaanpassing mogelijk is op basis van de werkelijke koelwaterflow.

Installatie Locatie

De DN400 mal koelwatermeter werd geïnstalleerd op een horizontaal gedeelte 5 meter stroomafwaarts van de uitlaat van de hoofdkoelwaterpomp, met 15D stroomopwaarts en 8D stroomafwaarts rechte leiding. De horizontale elektrodeoriëntatie (3 en 9 uur) voorkomt gasbelinterferentie van opgeloste lucht die vrijkomt tijdens drukval. Voor de DN150 ontkalkingsleiding die werkt op 180 bar, werd een gesmede koolstofstalen meterbehuizing met Schedule 160 flensbeoordeling geleverd, met de transmitter op afstand gemonteerd buiten de hogedrukbehuizing. Trillingsdempende leuningen werden binnen 1 meter van beide flensverbindingen geïnstalleerd om de meter te isoleren van pomp-geïnduceerde mechanische trillingen.

Resultaten – 12 maanden na installatie

Productaanbeveling