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赤外線放射温度計製鐵所向けアプリケーションINTRODUCTION EXAMPLE

赤外線温度計の最新技術

Williamson
従来の、そして最新の鉄鋼工場設備における革新的なソリューション

Williamsonは、鉄鋼工場のアプリケーションに対しての独自の技術で温度計を提供することに専念してきました。

生産の全工程における、測定が困難だと考えられているアプリケーションに対しての革新的な技術を御案内できます。

独自のセンサーには単波長、デュアル波長、各アプリケーションごとに規格化されたマルチ波長、様々な用途に向けたフレキシブルな光ファイバーといった技術が搭載されています。

製鉄所のアプリケーションに対する豊富な経験と、これらの技術を組み合わせることで、Williamsonは従来のアプリケーション、測定が困難なアプリケーション双方に対して優れた性能を提供することができます。

ファイバーセンサーのオプションとなるArmorGuardシステムは高耐久力で柔軟なステンレス鋼で覆い、高い防護性があります。

より高い精度、再現性、信頼性の温度測定と制御

    

PROシリーズ  センサーセレクションガイド
センサー アプリケーション特性
シグナル波長
 
50℃以上
・PRO 40( 直視)
・PRO 50(ファイバー)
シングル波長センサーは測定エリア内の平均温度を測定し、検出波長が短いほど放射率の変動・ノイズによる影響が受けにくいため測定誤差を小さくします。シングル波長センサーは広い測定レンジ、低温域測定、長期間測定精度がドリフトがしない特性があります。以下のような用例に推奨されます。
・高く安定した放射率、視野欠けのない測定
デュアル波長
150℃以上
・PRO80(直視)
・PRO90(ファイバー)
デュアル波長センサーは測定エリア内の最高温度を測定することができ、灰色体材質の放射率の変動に対応できます。特有の『シングルディテクター』により他の2色センサーが測定できない問題が解決可能。
・低放射率、放射率の変動のある用例
・粉塵、蒸気、水スプレーなどが多く存在する計測の場合
・視野欠けが起こる測定、小ターゲット、移動物体の場合など
マルチ波長
150℃以上
・PRO100(直視)
・PRO200(ファイバー)
マルチ波長センサーの『ESP』アルゴリズムは非灰色体など低い放射率で激しい変動でシングル波長

・デュアル波長センサーで測定が困難な場合に有効です。

・アルミ、銅合金、クローム、銅、モリブデン、ステンレス、スズ、チタニウム、タングステン、亜鉛メッキ銅板

・粉塵、蒸気、水スプレーなどが多く存在する計測の場合

・粉塵、蒸気、水スプレーなどが多く存在する計測の場合

・視野欠けが起こる測定、小ターゲット、移動物体の場合など

製鐵工場における測定用途

より高い精度、再現性、信頼性の温度測定と制御

WilliamsonのPRO80及びPRO90シリーズのデュアルセンサーは製鐵所の厳しいアプリケーションに対応する特有の機能を提供します

代表的な鋼板の温度設備の目標エネルギー希釈の問題は、低放射率表面、光学的不純物、スケール、小さな照準範囲が測定エラーの原因となりますが、独自設計の単一検出器により、従来の2色センサーと比較してもより高い放射エネルギーを検出が可能となりました。

最大信号希釈係数の値
シリーズ 測定比率
Williamson センサー PRO 81/91 1500:1
Williamson センサー PRO 82/92 500:1
他社のセンサー 二色式 25:1
    デュアル波長の特徴

  • 放射率・放射輝度の測定
  • 光学的不純物・塵を透視
  • 蒸気を透視
  • スケール・酸化物形成を補正
  • 最大信号希釈係数を使用可能

簡単に設置でき、メンテナンスフリーで、より耐久性のあるセンサー

堅牢なセンサー設計と独自の固定方法により、設置が簡単です。

各センサーはアンプ内蔵型でありリモートディスプレイ、または4~20mAの出力等も可能なためセンサーのみでシステム構成が 可能です。更に、各センサーは目視でのレーザー照準(SLR) または光ファイバーの設置が可能です。

光ファイバーは、センサー設置の際に高い耐久力と柔軟性が特徴です。限られたスペースや過酷な環境下での測定を可能にします。また幅広いアクセサリーの用意があります。

中間工程アプリケーション

スチールの注湯

MODEL:PRO91-62 0.8μm 1100-1760℃
デュアル   ファイバー式(アーマーガード)

    測温アプリケーション

  • 耐火物塗布制御
  • 鋳込ステーション
  • シュラウド検出器
  • フレアモニター

【 説明 )

製鋼プロセスにおいて、耐火容器劣化を緩和し金属の過冷却を防ぐのに有効的です。 従来の熱電対は容器内のガス温度を測定することで予熱温度を管理するために使用されている。間接的な測定方法は熱伝達速度が問題となります。

Williamsonセンサーは炉、タンディッシュボックス、真空脱気容器、BOF容器、シュラウド、トピードカーにおける熱電対温度計と置き換えることができます。

耐火面の表面温度を直接測定して管理できます。安定した測定は加熱時間と燃料消費量の大幅な削減と加熱時間の減少は耐火物の寿命の延長し、コストパフォーマンスの向上につながります。一般的に直火との接触が予想され、アーマーガードが使用されている様な、最も熱い耐火壁表面には光ファイバーによる測定が必要となります。

連続鋳造 (CC)

MODEL:PRO91-50 1μm 700-1375℃
デュアル ファイバー式(アーマーガード)

MODEL:PRO81-50 1μm 700-1375℃
デュアル  直視型

    測温アプリケーション

  • スラブ/ストランド—鋳型出口
  • スラブ/ストランド—スチーム容器内部
  • スラブ/ストランド—ランアウトテーブル
     

【 説明 】

連続鋳造において、製品の品質及び処理能力は生産性に大きな影響を及ぼします。鋳造工程中のリアルタイム温度測定によって、適切に状況を確認し、生産の調整が行えます。より良いノズルスプレーパターンと流量の制御によりクラック、製品の特性の損失、機器の損傷の増加の原因となるような温度勾配を排除し全体的な結果は、良質の鋼板、そして装置の長寿命化をもたらす効率の良いプロセスとなります。

PRO90シリーズ(アーマーガード)は鋳造工程中のスラブの連続温度測定を提供するために使用されます。独自のDUAL検出設計と波長帯が、従来水に吸収してしまう赤外線が水膜を透過して測定を可能(MAX10mm)にしました。

放射率の変化、表面のスケール、水噴霧や光学的な汚れを介した視界、酸化物、滑材の汚染を自動的に補正しながら、正確で信頼性の高い測定を可能としています。

圧延・連続焼鈍工程

熱間圧延(スラブまたはバー)

MODEL:PRO91-15 1.5μm 300-1375℃
ファイバー型

MODEL:GOLD21-25 1.6μm 300-1375℃
直視型

MODEL:GOLD31-25 1.6μm 300-1375℃
ファイバー型

    測温アプリケーション

  • 再加熱炉入口 炉内
  • 均熱帯 炉内
  • 再加熱炉 出口
  • スラブ/鋼板—トップ&ボトム
  • ビレット温度
  • コイラー

アプリケーション主要部

熱間圧延工程ではデュアル波長センサーは、スラブ、プレート、バー、ロッド、ワイヤー、そして鋼板の温度を測定するのに使われる。ここでの温度の均一性というものは適切なスチール形成において重要な要因である(これは焼入れ工程、コイリングにおいても同様である)。圧延工程において、高温領域は低温領域以上に変形する傾向にあるので、温度の均一性は形状と機械的特性に影響を与えます。上部と下部の温度コントロールにより製品中のうねりやコブルの排除を可能にします。

鋼板底部の測定にはファイバーPRO90 ArmorGuardシステムを使用しているが、ロール側面の温度計測とその他の測定には直視型PRO80を使用しています。

高性能デュアル波長設計では、これらのセンサーは光学的に汚れた環境、水噴霧、鋼板の放射率の変化を自動的に補正します。これらの機能はセンサーの光学的環境のメンテナスンス削減となります。また、ロッドの測定において視野欠けでも有効に測定を行えます。

連続焼鈍工程 (CAL)・酸洗

MODEL:PRO110-10
ESPS3 1.5μm 375-1150℃ マルチ

MODEL:PRO110-15
ESPS3 1.5μm 400-1150℃ マルチ

MODEL:PRO120-20
ESPS1 2μm 200-600℃ マルチ

    測温アプリケーション

  • 溶鉄
  • 加熱部の鋼板
  • 均熱冷却部の鋼板
  • ウェルダー
     
     

アプリケーション主要部

焼鈍工程においては所望の機械的特性を得るためには、制御された時間と温度の関係が重要です。高温では、内部応力を緩和し、適切な鋼板の硬さを確立します。上下、左右の温度勾配は製品の不均一性へとつながるため、容認できない機械的性質を生ずることになります。そして不均一な鋼板の温度は最終工程の品質要求に悪影響を及ぼします。

センサーは灼熱、冷却の温度制御に用いられます。加熱エリアにおける独自のセンサー設置技術は高温の炉壁や放射管ヒーター、鋼板の放射率変化による共通の反射阻害を排除することができます。鋼片の放射率の不確実性に対する最適な補正を提供するため、DUALセンサーをあらゆる箇所に設置することを推奨します。溶接接合部の品質管理については、FiverViewPRO90センサーの温度監視とアラームを推奨します。

圧延・溶融メッキ鋼板

冷間圧延(スラブまたはバー) (COLD)

MODEL:PRO42-05 2.8μm 25-200℃ シングル

MODEL:PRO42-36 2.2μm 150-815℃ シングル

MODEL:PRO81-10 1.5μm 375-1150℃ デュアル

    測温アプリケーション

  • 溶鉄
  • 鋼板
     
     

 

 

アプリケーション主要部

冷延工程において、タンデムでもリバースでも、温度制御は機械的特性および鋼板の表面仕上げを得る上で重要な要因です。鋼板の温度はPRO40またはFiberVIewPRO50シリーズセンサーを用いて測定されています。

これらの革新的なセンサーはこの低温、低放射アプリケーションの正確な温度測定を提供するように設計されていて、特許取得済みのオートヌル技術を活用しています。

2μmの赤外線フィルターにより、PRO40及びPRO50センサーは、冷間圧延の鋼板の温度を正確に測定し、エラーを最小化しています。単波長センサーは50˚C程度の低い温度を測り、また特許取得済みのオートヌル設計により、ノイズとキャリブレーションドリフトを排除しています。加えて、PRO50型光ファイバーはローラー近くの陰になってしまう場所への設置を可能とします。溶接接合部の品質管理についてはFiberViewPRO90センサーによる、温度管理を推奨します

表面処理

MODEL:PRO120-20 2μm 200-600℃ マルチ

MODEL:PRO42-30 2.2μm 65-425℃ シングル

MODEL:PRO42-05 2.8μm 25-200℃ シングル

    測温アプリケーション

  • 冷延鋼板で200˚C以下
  • 冷延鋼板で200˚C以上
  • 表面処理鋼板で200˚C以下
  • 表面処理鋼板で200˚C以上

Al, Cu, Zn

Pb, Sn(tin) メッキ鋼

アプリケーション主要部

メッキ工程では、温度制御は適切な塗膜密着性、表面仕上げ、機械的特性を得るためには必要不可欠となります。マルチ波長 技術によってメッキ処理後の表面温度を正確に測定可能となりました。

単波長のPRO40/50センサーは低温領域における鋼板と有機メッキアプリケーションに使用され、DUAL PRO80/90シリーズセンサーは400˚F (200˚C)以上のアプリケーションに使用される。

特に重要なのは、マルチPRO120シリーズセンサーは非鉄金属、アルミニウム、銅または亜鉛コーティングのアプリケーションに使用されています。特殊金属に特化して開発されたアルゴリズムを組み合わせた、設計となっています。

パイプ・カラー鋼板工程

MODEL:PRO110-10 1.5μm 375-1150°C マルチ

MODEL:PRO42-20 2.2μm 150-815°C シングル

MODEL:PRO81-10 1.5μm 475-1750°C デュアル

    温度アプリケーション

  • シームレス鋼管
  • スパイラル鋼管

 
 

アプリケーション主要部

シームレス配管は長手方向に溶接や鍛接によるパイプの縫い目がない配管です。

材質は炭素鋼からステンレス鋼鋼管まで幅広く生産されています。

ロール圧延方式とプレス方式の二つに大別されますが、圧延、磨き、定径、絞りをロール機の連続的にかけられて最終工程まで仕上げられます。

ビレットを高温に加熱して、直径方向に圧縮しながらその中心にプラグを押しつけて穴を開けています。

出口側の表面温度を管理することで生産効率と品質向上に貢献できます。

ステンレス鋼にはPRO120(マルチ波長)、細いパイプにはPRO80(デュアル波長)を推奨します。

MODEL:PRO42-30 1.6μm 65-425°C シングル

MODEL:PRO43-10 3.43μm 50-535°C シングル

MODEL:PRO48-30 7.9μm 60-535°C シングル

    温度アプリケーション

  • カラー鋼板
     

アプリケーション主要部

カラー鋼板は表面に塗料を塗布することで、色調やその他の機能を付加した鋼材二次製品の一種となります。

原板コイル(メッキ)の耐食性・プライマーの耐食性・仕上げ塗料の耐食性の3要素が合算されて発揮されます。

鋼板の前処理工程でプライマーを塗装する前の鋼板温度をPRO40で管理します。

塗装したプライマー材によって測定できる波長帯が変わります。

ポリエステル・PVDF・PVC・アクリル・エポキシ・ポリカーボネートの測定には3.43μmの波長を使用します。塗装厚はMax0.6mmまで測定可能です。

ナイロン・PP・ポリスチレン・セロハン・ワックス・オイルの測定には7.9μmの波長を使用します。塗装厚はMax0.25mmまで測定可能です。

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