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About: Tozato Measurements

Established in 2003, Tozato Measurements® is a worldwide technology solutions provider for steelmaking industry.

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Laitier passant au repartiteur : pourquoi devons-nous contrôler ?

A passagem indevida de escória da panela de aço para o distribuidor promove o acúmulo desse material no distribuidor, bem como causa corrosão e maior desgaste do refratário. Para evitar maiores danos, o número de corridas por sequência é limitado. Logo, o remanescente de aço dentro do distribuidor, devido à diminuição da quantidade de corridas, representa uma redução de rendimento metálico, e inversamente, elevam o custo de produção. Além disso, quando alcança o produto final, a escória acumula-se em inclusões que afetam diretamente qualidade produto.

Portando, para alcançar resultados positivos durante o processo, o controle da passagem de escória é necessário, e neste estudo, o sistema de detecção de escória mostrou-se uma ferramenta capaz de reduzir a passagem de escória da panela para o distribuidor em 8.6 segundos, em relação ao método tradicional de detecção.

Detecção da escória: método tradicional x sistema de detecção

Com o intuito de aumentar o rendimento metálico e a qualidade do produto final, um cliente da Tozato contratou o serviço de detecção de escória.

Em um dos testes realizados foi verificado um intervalo de 15.3 segundos entre o momento em que o sistema detecta a passagem de escória e o momento do fechamento manual da válvula gaveta pelo operador, como pode ser observado na Figura 1.

Slag Detector Main Screen

Figura 1: Momento da detecção da escória pelo sistema (15.3 segundos antes do encerramento do fluxo).

O círculo vermelho na Figura 1 destaca o momento em que ocorre redução da pressão ferrostática na panela. O operador, sem conhecimento do início da passagem de escória, ao invés de fechar a válvula gaveta, abre ainda mais, injetando mais escória no distribuidor e assim aumentando as camadas depositadas no recipiente.

Em outro caso, o tempo entre a detecção da passagem de escória pelo sistema e o fechamento da válvula foi ainda maior. O fluxo de escória/aço até que se fechasse a válvula foi de 18.6 segundos como pode ser observado na Figura 2.

Slag Detector Main Screen

Figura 2: Momento da detecção da escória pelo sistema (18.6 segundos antes do encerramento do fluxo).

Neste segundo caso, há um aumento no tempo de injeção de escória em relação ao primeiro, o que indica que sem uma ferramenta de precisão, o operador está sujeito a uma grande variação quanto ao tempo de reação para o fechamento da válvula.

Desse modo, com base no sistema de detecção de escória utilizado neste estudo, construiu-se a Tabela 1, com os registros dos tempos de reação do operador para o fechamento da panela, e a referida quantidade de escória e aço injetadas no distribuidor, em toneladas, a uma taxa de extração média de 105 ton/h.

Registro

Tempo de Reação (segundos)

Taxa de extração (ton/h)

Escória + Aço (ton)

1

15.60

105

0.455

2

1.80

105

0.053

3

18.60

105

0.543

4

8.10

105

0.236

5

4.30

105

0.125

6

3.60

105

0.105

Média

8.60

105

0.250

A partir dos dados apresentados pela Tabela 1, conclui-se que o tempo médio de reação do operador, após a detecção da escória pelo sistema é de 8.6 segundos. Logo, considerando a taxa de extração média de 105 ton/h, estima-se que um excedente de aproximadamente 250 kg de escória e aço seja transferido da panela para o distribuidor por corrida.

Benefícios do sistema do controle de passagem de escória

It is worth mentioning that the increase in metallic yield and product quality are the main benefits sought by this customer with the use of the slag detection system. It is important to note that it is necessary to have a balance between yield and quality in order to assess the amount of slag that is acceptable in the tundish. In addition, the following benefits are observed:

  • Benefícios Operacionais
  • Aumento do Rendimento Metálico
  • Aumento da Vida Útil do Distribuidor
  • Aumento da Vida Útil da Válvula Gaveta
  • Maior Segurança para os Operadores
  • Aumento da Qualidade Superficial e Interna do Produto

Benefícios Operacionais

O acúmulo de escória no distribuidor exige paradas indesejadas do processo para removê-la e evitar que ela chegue ao produto final. Então, a detecção da passagem de escória por uma ferramenta de precisão reduz o número de paradas para fazer o transbordamento de escória (slag off) do distribuidor aos potes de escória. De forma operacional, mais corridas podem ser feitas por sequência.

Um grande benefício para esse cliente, já que ocorria um depósito de 10 mm de escória por corrida (Figura 3).

Slag Detector Main Screen

Figura 3: Típico acúmulo de escória no distribuidor que chega a 10 mm por panela.

Aumento do Rendimento Metálico

Esse cliente realizava o fechamento da válvula para evitar a passagem de escória quando a panela alcançava um certo peso médio determinado. Muitas vezes essa válvula era fechada de maneira precoce. Com o uso do sistema de detecção de escória, foi possível reduzir o remanescente de aço, alcançando uma economia de até 1.2 ton por panela, resultando em um substancial aumento do rendimento metálico.

Aumento da Vida Útil do Distribuidor

A redução de escória armazenada no distribuidor reduz proporcionalmente os processos químicos e físicos, de corrosão e desgaste do refratário e dos componentes utilizados para o esvaziamento do recipiente, como mostra a Figura 4. Logo, há uma possibilidade de aumentar a vida útil do distribuidor.

Result of refractory corrosion and wear due to the accumulation of slag.

Figura 4: Resultado da corrosão e desgaste do refratário devido ao acúmulo de escória.

Aumento da Vida Útil da Válvula Gaveta

A grande quantidade de escória, devido à sua alta dureza (capacidade de abrasão), causa desgastes na válvula gaveta à medida que a atravessa, como pode ser observado na Figura 5. Logo, a rápida detecção da passagem de escória propicia um maior desgaste da válvula gaveta, e, por conseguinte, redução de sua vida útil.

Example shroud wear due to slag accumulation

Figura 5: Exemplo de desgaste da válvula gaveta gerado pela passagem excessiva de escória.

Maior Segurança para os Operadores

As perfurações no distribuidor, causadas pelo depósito de escória, representa grande perigo para os operadores. Contudo, quando a quantidade de escória depositada é menor, também é menor a chance de perfurações por corrosão que podem ocorrer no recipiente.

Aumento da Qualidade Superficial e Interna do Produto

Quanto maior a quantidade de escória remanescente no distribuidor, maiores são as possibilidades da escória alcançar o produto final do lingotamento e se aglomerar em inclusões, como pode ser observado nas Figura 6 e Figura 7. Sua presença afeta negativamente às propriedades mecânicas do produto, o que pode levar a formação de trincas, bem como à sua desclassificação. Logo, a ausência de escória representa uma maior qualidade superficial e interna do produto.

Surface and internal defects caused by slag inclusion in the final product.

Figura 6: Defeitos superficiais e internos causados pela presença da escória no produto final.



Figura 7: Defeitos superficiais e internos causados pela presença da escória no produto final.

Conclusão

O estudo aponta que com o uso do sistema de detecção de escória é possível reduzir em média 8.6 segundos de fluxo de material enviado ao distribuidor, o que corresponde a aproximadamente 250 kg de escória e aço e ter um ganho no rendimento metálico em 1.2 toneladas por panela.

Além disso, com a redução da passagem de escória, o acúmulo que antes chegava a 10 mm de escória, diminuirá proporcionalmente. Logo, poderá ser observado a longo prazo, o aumento da vida útil do refratário do distribuidor, que não mais sofrerá potencialmente o ataque químico pelos óxidos que compõem a escória. Do ponto de vista operacional, o número de corridas por sequência será maior, pois o processo não precisará ser interrompido para esvaziamento da escória em potes de escória.

Por fim, é possível concluir que não há nenhuma vantagem em permitir a passagem de escória da panela para o distribuidor, e a aquisição de um sistema capaz de detectar a passagem de escória nesta etapa de transferência de aço líquido é uma ferramenta fundamental quando se deseja alcançar maior qualidade e rendimento.

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Fissures provoque par l’usure prématurée du moule

Récemment, un client a embauché Tozato Measurements après avoir remarqué un échec répétitif notable dans certaine brins, se manifester sous forme des criques. En tant que la cause est inconnue, notre travail était concentrée à enquêter sur les éventuels éléments provocateurs.

De manière plus précise, au début, nous avons cherché à examiner l’état intérieur d’un moule 180×180 mm en état usé, d’abord pour vérifier la conformité de sa conicité en comparaison aux dimensions requise.

Curva de oscilação mostrando padrões irregulares, indicando erros de oscilação

Mesurage et la Collecte de Données

Un système de profilomètre a été utilisé pour vérifier la conicité d’une lingotière carré de 180 mm qui a été utilisé pendant 50 coulés seulement.

Tout d’abord, les données ont été collectées à partir de la face étroit où ça apparaître sur l’écran ci-dessous figure 1 montre l’usure prématurée est visible concentrée dans la région du ménisque.

Measured graph with deformation at meniscus area

Déformation concentré dans la zone du ménisque sur la face étroit.

Deuxièmement, les mesures ont été collectées au niveau de la face courbe du moule, qui présentait également d’usure évident dans la zone du ménisque. L’écran du logiciel montrant la déformation dans la région ci-dessous Figure 2.

Measured graph of a curved face with deformation at meniscus area

Déformation concentré dans la zone du ménisque sur la face courbe.

Ainsi, les faces rectilignes et courbes du moule présentent une déformation / usurée accentuer dans la zone ménisque, qui est considérée comme un facteur à l’origine des fissures. Cependant, pour confirmer ce contexte il était nécessaire d’approfondir plus.

Plus d’investigation

La question qui doit être posée est, comment est un moule vient d’être inséré dans la ligne de production à peine 50 coulés, a tellement de taux d’usure? Il est possible d’être causé par un effort mécanique ou le produit a déjà été livré avec un défaut de fabrication ?

Pour faire une comparaison plus précise, nous avons mesuré un moule à l’état neuf, et les données suivantes ont été collectées ci-dessous les figures 3 et 4.

Measured graph with no deformation

Aucune déformation a été détecté dans la face étroite du moule neuf.

Measured graph with no deformation curved face

Aucune déformation a été détecté dans la face courbe du moule neuf.

Après la présentation des données collectées, nous recommandons à notre client à étudier les causes possibles de cette usure prématurée surtout dans la zone ménisque, en suivant une série de directives fondamentaux pour obtenir une conclusion précise.

Conséquence

L’usure et la déformation du ménisque sont considérées comme une anomalie critique qui provoque sans aucun doute des problèmes graves de qualité. Le fabricant a besoin d’outils appropriés afin de suivre la progression de l’usure et vérifier les dimensions de la conicité avant et pendant l’utilisation des tubes.
en plus d’avoir des avantages tels que l’augmentation de la durée de vie utile du moule et respecter les exigences du type d’acier produit.

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Erreurs de production intercepter par monitoring

Combien de erreurs de production qui peut être évité à travers le monitoring simultané des tables d’oscillations ?

Les processus de solidification dans les diverses zones de la machine de coulée sont décrits avec leurs conséquences sur la qualité interne du produit, c’est pour ça, nombreux phénomènes se manifestent, bien avant qu’ils ne se produisent, mais grâce à l’utilisation de la technologie moderne, ils peuvent être évités si vous avez les bons outils à votre disposition. Selon les métallurgistes, le monitoring des paramètres d’oscillation du moule est un facteur substantiel pour la prévention des accidents de production qui peuvent générer de lourdes pertes.

Dans ce contexte, l’un de nos clients a installé un système en ligne de surveillance de l’oscillation du moule, cherchant à optimiser le contrôle le processus de couleé à anticiper les erreurs susceptibles de provoquer des dommages et de nombreux maux de tête.

Une décision s’est avérée être une sage décision.

Intercepter les erreurs

Avec l’installation d’équipements capables de surveiller en permanence la situation des oscillateurs, les opérateurs ont à leur disposition une grande variété d’informations fondamentales. Grâce à l’utilisation de capteurs accélérométriques triaxiaux de haute précision et de vitesse, la collecte de données est capable de surveiller la trajectoire, les vibrations et les paramètres métallurgiques du processus de coulée continue.

Le client en question, en utilisant ces données, a constaté que la courbe d’oscillation commençait à montrer un motif irrégulier, ce qui dénonçait que la machine de coulée continue ne fonctionnait pas dans son état d’efficacité complet.

Courbe d'oscillation avec un motif irrégulier, indiquant des erreurs de production.

Après avoir trouvé la cause du problème, les cames de la machine ont été changées et la courbe est immédiatement revenue à un motif sinusoïdal clair.

Courbe d'oscillation avec un motif régulier, indiquant un CCM exempt des erreurs de production.

Si le problème n’avait pas été anticipé, il aurait été bien pire. Cette maintenance, signalée par le système, nous a permis d’éviter un arrêt de maintenance inattendu de plus de 10 heures. Nous avons donc réussi à respecter le calendrier et à éviter beaucoup de maux de tête et d’ennui.

Prévenir les percées

Ce n’était évidemment pas la première fois que la relation entre la surveillance des oscillations et la réduction des accidents et des erreurs de production était visible.

À une autre occasion, un autre client avait déjà souligné l’installation du système de surveillance des moisissures comme facteur déterminant de la réduction de près de 70% de l’incidence annuelle des poussées.

Taux de répartition des CCM au fil des ans.

Les avantages de la surveillance permanente

Les systèmes de surveillance des oscillations des moules sont utilisés pour surveiller en temps réel l’état des oscillateurs de moules des machines de coulée continue, afin de vérifier les paramètres de vibration, de trajectoire et métallurgiques suivants du processus de coulée d’acier, dans le but d’atteindre les objectifs suivants :

  • Évaluer les conditions mécaniques de l’oscillateur;
  • Surveiller le processus de coulée continue de l’acier;
  • Surveiller les caractéristiques qui influencent la qualité de surface du produit;
  • Créer un historique des tendances d’usure des oscillateurs;
  • Réduire les temps d’arrêt de maintenance préventive;
  • Optimisation du temps et des ressources employées;
  • Augmentez la durée de vie des oscillateurs et des moules en cuivre.

CONCLUSION

Des résultats incontestables comme celui-ci peuvent être obtenus grâce à l’application intelligente des ressources. Grâce à l’application cohérente de la surveillance des oscillations, il est possible d’obtenir des résultats qui profitent à la fois aux secteurs de la production et de la maintenance.

Pour cette raison, de plus en plus de sidérurgistes du monde entier misent sur le contrôle pour atteindre leurs objectifs.

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L’impact de Friction Pendant le Mouvement d’Oscillation

Il y a une relation entre le comportement du stress interne du moule (L’impact de Friction) et le frottement provoqué par le mouvement d’oscillation pendant le processus de la coulée continue. La cohérence de cette relation a été certifié après l’utilisation du Moniteur d’Oscillation et du Profilomètre de Lingotière. Vérifiez les résultats au-dessous.

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Perte de rendement métallique provoqué par les erreurs d’oxycoupage

Les méthodes de contrôle et les modes de cisaillement qui sont généralement basés sur les anciennes technologies de contact provoquent généralement un déficit considérable de recettes à cause de la perte de rendement métallique du produit semi-fini. Pourquoi les méthodes de contrôle basées sur des limit switches ou des cylindres encodeurs n’arrivent pas à maintenir la proportion de consistance pendant l’exécution de l’ordre de découpage des produits comme billettes, blooms, beam blanks et brames? Pourquoi dans la plupart des situations les erreurs de contrôle de longueur dépassent généralement 50 mm?

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Les erreurs de conicite du moule et leur impact sur le produit

Les erreurs de conicité du moule peuvent provoquer un certain nombre de problèmes de qualité, sans oublier que les experts les considèrent aussi comme un maillon faible provocateur de percées. Connaître ces caractéristiques est le tout premier pas pour éviter d’être la prochaine victime de ce phénomène. Selon l’étude ci-dessous, on doit aborder des démarches adéquates pour établir des actions préventives précises.

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Le tube du moule neuf peuvent-il avoir une incohérence de profil?

Est-il possible qu’un tube moule neuf peut présenter une incohérence par rapport à celle informée par le fabriquant? Acheter des nouveaux moules pour le processus de fabrication de la coulée continue est une procédure quotidienne dans l’environnement d’une aciérie. Dans la plupart du temps, faisant confiance aux informations pourvues par le fabriquant, les moules usés sont remplacés par tube du moule neuf sans passer par une inspection interne et dimensionnelle de la conicité. Cependant, l’équipe technique de Tozato a réalisé des études de cas qui attestent le besoin de vérifier le profil du moule; même pour ceux qui sont neufs.

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Le capteur LVDT et ses principes de fonctionnement

Le capteur LVDT (Linear Variable Differential Transformer) peut fournir des informations fiables par rapport à la performance de l’oscillation.

En réalité a qui croit ça, est trompe, mais cette hypothèse est très courante chez les fabricants qui possèdent des machines hydrauliques en technologie LVDT. Par contre le capteur LVDT il est seulement déplacement absolu qui convertit une distance à partir de cylindre hydraulique.

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l’usure prématurée du moule et sa relation avec la qualité de produit

l’usure prématurée du moule et sa relation pertinente avec la qualité superficielle de produit, c’est pour ça qu’on a besoin de pénétrer de plus en plus pour mieux comprendre les anomalies et pointer les résolutions. Plusieurs facteurs peuvent interférer dans la trajectoire du mouvement d’oscillation ce qui provoque habituellement une usure prématurée du moule.

Après avoir réalisé une consultation pour un client qui se plaignait d’avoir un taux de déclassement de produits élevé (spécialement des fissures des diagonales), on a observé que les lignes de la MCC présentaient des graves erreurs de trajectoire pendant son oscillation, comme celle des déplacements avant-arrière et gauche-droite (>0.35mm).

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L’usure prématurée et la friction dans les moules en cuivre

Le haut degré de friction dans les tubes du moule d’une machine de coulée continue réduit énormément sa durée de vie ; une relation qui peut être prouvée avec les outils adéquats pour collecter et analyser l’information.

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