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      FARO 三維雷射掃描儀助力冶金煉鋼行業,優化耐高溫材料的侵蝕檢測

      國內鋼鐵業一直是備受關注的熱門行業,隨著中國經濟發展進入新常態, 鋼鐵行業發展環境發生了深刻變化。在政府出臺的供給側改革,以及環保政策等一系列外力作用之下,鋼鐵廠的生產環境變得更寬鬆,但相應的生產成本也被不斷抬升。由於鋼鐵行業產成品高度同質化,單體冶煉企業盈利取決於自身加工製造成本與行業邊際成本差值,因此在同等競爭條件下, 怎樣降低成本,實現利潤最大化成為企業在生產過程中的重要問題。

      杭州譜誠泰迪實業有限公司(以下簡稱“杭州譜誠”)坐落于風景秀麗的杭州,是一家由多名專家教授、青年科技骨幹組成的高新技術企業,專業從事冶金工業自動監測、自動控制設備的研製、開發和推廣使用。致力於為全球冶金企業提供最專業的大包下渣檢測、轉爐出鋼下渣檢測解決方案, 實現為鋼鐵冶金行業的安全生產、成本控制保駕護航。

      FARO 三維掃描挑戰特殊行業應用

      對多數人而言,將三維雷射掃描用於煉鋼工藝的檢測仍舊比較新鮮。杭州譜誠通過在該領域的不斷探索,已成為國內首家擁有整套成熟檢測系統,並實際投入應用的創新企業。幫助包括山東鋼鐵集團、寶武、馬鋼等,諸多鋼鐵領域的客戶改善落後的現場檢測流程。

      常見的高溫煉鋼容器。

      在煉鋼工藝流程中,有很多被用於承載、運輸和冶煉的容器,它們不斷的與鋼水、爐渣和爐氣互相接觸,並受到物理、機械和化學侵蝕的長期影響,一旦容器內防護層破損, 很容易引發重大安全事故。因此,必須對這些容器進行定期的安全監測。

      專業為鋼鐵廠客戶提供耐高溫材料侵蝕監測的杭州譜誠, 很早便開始針對該領域的技術探索。“我們始終在尋找一種能夠對高溫物體進行檢測的設備”研發主管沈國振介紹到,“真正開始接觸到三維雷射掃描儀是在 2014 年, 由於鋼鐵行業的特殊性,不是所有的掃描儀都能對高達1600-1700 攝氏度的物體進行檢測,但 FARO 掃描儀可以做到。”

      正在待冷卻的容器。
       

      杭州譜誠於 2016 年正式購入了第一台 FARO Focus X130三維雷射掃描儀,隨後又相繼採購了 4 台 Focus X 系列掃描儀。在高溫物體的檢測過程中,普遍存在雷射光束打到被測物體上沒有資料返回,或者返回資料點很少的現象,這樣就會大大影響測量結果。FARO 掃描儀可以在極端惡劣的情況下完成作業,並通過現場補償獲取品質最佳的資料, 說明客戶完成不可能的任務。

      實際測量現場面臨的困難和挑戰

      談到現場使用情況時,沈工介紹說“每個鋼包平均每天需檢測 2-3 次,每次最多停工 10-15 分鐘用於檢測”。極短的停工時間意味著檢測人員需要面對尚未冷卻,且溫度高達 1700℃的被測物。“如果煉爐的熱高溫直接朝向人,即使離開十幾米的距離,人體的承受極限最多堅持 30 秒”, 沈工補充到。除了時間和溫度的挑戰外,檢測現場通常還存在粉塵、漏水、雜訊大、震動多等不穩定因素影響,現場的條件和環境都可謂非常惡劣。

      煉鋼廠惡劣的工作環境。

      在使用三維雷射掃描儀之前,鋼鐵廠通常依靠人工或比較落後的測量方式進行材料的損耗檢測。例如,待爐的溫度降低後,用眼睛觀察爐內的凸凹情況,由此判斷耐火材料的變化;或者找一根鐵杆伸進爐內,找幾個固定的角度和位置,通過觀察前一次和後一次的刻度變化來推算損耗。無論是人工目測、頂杆法,或者是其他人工測量法,存在的普遍問題是相對依賴工人經驗,無法獲得爐內實際情況的準確資料,影響工作和生產效率。同時,檢測現場還存在嚴重的熱輻射現象,對檢測人員的身體健康也有一定危害。

      工人正在使用人工方式進行現場檢測。
       

      FARO 三維掃描儀說明改善落後的工作流程

      在杭州譜誠,FARO 三維雷射掃描儀被運用于針對鋼包和鐵包的高溫材料侵蝕檢測,定時監測耐火材料的變化過程和趨勢,及時確定是否進行必要的材料填補。結合FARO 掃描儀, 杭州譜誠技術團隊研發出一套遠距離三維掃描系統,能夠對高溫物體進行非接觸式測量。通過一鍵式掃描,能夠完成資料分析計算、結果顯示、自動存儲管理,大大改善了原本低效的檢測工作流程。

      使用 FARO 三維雷射掃描儀現場檢測。

      一般來說,現場待測物多為缸體形狀,直徑從 3 米到 5 米不等;壁厚最小 60 公分,最大 1 米。在檢測之前,工作人員會停止生產,並將待測爐調整至某個角度。然後,將結合有FARO 三維雷射掃描儀的整套系統移動至被測物體之前進行檢測,一般從不同角度掃描 2-3 組資料。


      FARO 掃描儀的掃描速度非常快,每秒可記錄 976,000 個點, 在幾分鐘內就可以完成對被測容器內表面的掃描。這不僅提高了檢測人員在現場的工作效率,更重要的是,所有相關的重要資料都被完整記錄,避免了資訊的遺漏,節省時間、人力和財務成本。“鋼鐵廠客戶每煉一爐的利潤都非常可觀, 因此我們竟可能在交換爐或者間歇時進行測量,最大程度的提高利潤。”沈工介紹說。


      憑藉三維雷射掃描技術,可以將掃描資料自動導入電腦, 建立容器內壁的三維數學模型,並與燒損前進行比較,得出內襯侵蝕情況、位置和詳細資料資訊。高效精確的檢測結果, 不僅避免長時間停工,並且能夠及時發現熔爐需要填補的部位,避免過補或漏補,從而節約維護時間和耐火材料的投入, 有效的延長使用爐役,並提高生產效率。


      沈工在最後介紹到“FARO 掃描儀的掃描速度和精度能夠完全滿足現場苛刻的測量需求,外加超高的性價比,是我們決定選擇 FARO 的原因。

      用於分析的掃描後資料。
       

      未來的應用拓展

      杭州譜誠的技術團隊成員大多畢業于浙江大學,依託于深厚的學術積累,杭州譜誠始終致力於將學術理論上的成就轉化為生產力,真正的幫助國內企業實現生產智慧,提高企業的自動化工作流程。

       

      作為一支具備強大自主研發能力的企業,未來除了冶金行業外,杭州譜誠也將繼續擴展其服務領域,進一步為包括煤炭礦廠、造船、文物保護、隧道等提供更多三維測量解決方案。同時,也希望 FARO 的三維雷射掃描技術能夠協助企業完成更多檢測任務。
       

      關於杭州譜誠泰迪實業有限公司

      杭州譜誠依託浙江大學雄厚的科研實力,經過多年研發, 形成了一系列具有自主智慧財產權的、國內外領先的機電產品,包括振動式大包下渣檢測系統、中包液位元自控系統、雷射轉爐爐襯測厚儀、雷射轉爐爐深探測儀、紅外轉爐/ 電爐出鋼下渣檢測系統、掌上型結晶器振動檢測儀、結晶器振動線上監測系統、風機振動狀態監測系統、轉爐傳動力矩線上監測系統等多項機電產品。公司擁有國家發明專利15項,擁有軟體著作版權28項,公司的系列產品在行業內被近百家鋼鐵企業應用,獲廣泛好評。

       

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