Döküm sürecinde termal izleme Optris hakkında OTOMASYON EURASIA Gün geçtikçe artan üretim verimliliği, sürekli döküm ekipmanına ek bir yük bindirir ve bu nedenle kapsamlı süreç izleme özelliklerine duyulan ihtiyacı da beraberinde getirir. Bu fenomen, özellikle sıcaklığın algılanması alanında birçok gelişmeyi harekete geçirmiştir: Teknoloji daha yüksek bir kesinlik sağlarken maliyeti azalmış, böylece teknolojinin geniş çapta kullanımı önem kazanmış ve satın alınabilir olmuştur. Optris gibi uzman şirketler, son yıllarda pek çok ürün yenileştirmesi sundu. Bu teknoloji, bir taraftan ürünlerin kalitesini artırması, diğer taraftan da maliyetli döküm kesintileri meydana gelmeden önce bunların önlenmesine imkân vermesi sebebiyle, tesis operatörleri için yatırım yapmaya değerdir. Almanya’nın Mali İşler ve Enerji Bakanlığı ‘BMWi’ye göre, Alman çelik endüstrisi tek başına halihazırda yıllık 50 milyar Euro dolaylarında satış hacmi oluşturmaktadır. Yaklaşık 100.000 işçi, 100 milyon tondan fazla ham çelik, dökme demir ve sıcak haddelenmiş çelik ürün imal etmektedir. Kısmen üreticilerin tesislerinin verimliliğini sürekli olarak artırması sayesinde bu endüstri son derece hızlı bir şekilde büyümektedir. Bütün bu gelişmelerin olumsuz yanı, ilgili tüm ekipman üzerinde yıkıcı bir etki yaratmasıdır. Giderek artan döküm kanalı kusurları, bölgesel sızıntılar ve hatta erimiş metalin tükenmesi söz konusudur ve bunlar son derece maliyetli döküm kesintilerine yol açmaktadır. Bu nedenle, kapsamlı izleme süreci giderek önemli bir hale gelmektedir. Elbette müşteriler de sahip oldukları çeliğin yüksek kalitede olmasını beklemektedir. Tüm bunlar, temas gerektirmeyen sıcaklık ölçümü alanındaki bazı imkânlara ve ürün geliştirmelerine göz atmak için yeterli bir sebeptir. Optris GmbH, 10 yıldan uzun bir süredir temas gerektirmeyen sıcaklık ölçümleri için yenilikçi kızılötesi ölçüm cihazları geliştirip üretmektedir. Bu ürünler arasında, nokta ve alan ölçümü için taşınabilir termometreler, sanayi tipi sabit termometreler ve kızılötesi kameralar bulunmaktadır. Şirket, farklı endüstri uygulamalarının yanı sıra araştırma ve geliştirme uygulamaları için de kullanılabilen kızılötesi ölçüm cihazlarından oluşan kapsamlı bir ürün portföyüne sahiptir. Şirketin geliştirdiği ölçüm cihazları, termal analiz yazılımıyla birlikte çeşitli üretim süreçleri için sabit izleme ve denetim imkânları sunar ve özel süreç optimizasyonu sayesinde üretim maliyetlerinde azalma sağlar. Sıcaklık izleme sayesinde kalite güvencesi sağlama Günümüzün endüstri dünyasında çelik, demir ve karbonun yanı sıra birçok ek metal ve ametal malzemeyle alaşımı yapılan bir yüksek teknoloji malzemesi konumuna erişmiştir. Ortaya çıkan bileşimler, belirli miktar oranlarında zaman-sıcaklık profiline bağımlıdır. Bu gerçeğe istinaden, çelik üretiminde istenen kaliteyi elde etmek ve takip etmek için sıcaklık ölçümüne duyulan ihtiyaç, her zamankinden daha kritik bir duruma gelmiştir. Kalite bakımından odak noktası, bilhassa mukavemet ve korozyon direnci gibi özelliklere dayalıdır. Sürekli döküm makinelerinin karmaşık yapıları Günümüzde, tüm çeliğin yaklaşık %90’ı sürekli dökümle üretilmektedir. Pota oturgacına yerleştirilmiş potada bulunan erimiş çelik, tabandaki sürgülü bir kapaktan döküm teknesine, buradan da kalıba akar. Oksitlenmeyi ve soğumayı önlemek için, potada ve döküm teknesinde bulunan sıvı çelik, döküm tozuyla kaplanır. Bu da, yüzeyde cüruf oluşumuna sebep olur. Kalıbın altındaki kavisli bölümde bulunan döküm kanalı, püskürtme haznesindeki hava ve su yardımıyla soğutulur. Döküm kanalı kalıptan ayrılırken halihazırda katılaşmış bir kabuğa sahiptir; fakat içi hâlâ sıvıdır. Çıktığında ise, püskürtme haznesinde tamamına yakını katılaşıp bir levhaya dönüşmüş olan çelik bulunur ve bu çelik daha sonra sac levha malzemesi ve taşıt üretiminde karoser parçası gibi başka ürünleri imal etmekte kullanılacaktır. Görüldüğü gibi, sürekli döküm makinesi bütünüyle oldukça karmaşık bir yapıdadır ve her süreç birbiriyle sıkı bir etkileşim içindedir. Herhangi bir noktada sorun çıkarsa, sistemin bir bütün olarak etkilenmesi muhtemeldir. 68 World of Industries 1/2016
MAKINE VIZYONU Döküm kesintilerinin önlenmesi En önemli koruyucu önlemlerden biri termal izlemedir. Bu izleme sistemi, döküm kesintisi risklerine karşı erken uyarı sağlama konusunda çok duyarlıdır ve operatörlerin düzeltici önlem almasını mümkün kılar. Amaç, döküm hızını mümkün olduğunca sabit tutmaktır; zira döküm hızındaki herhangi bir azalma üretim kayıplarına yol açacaktır. Buradaki güçlük, izleme sistemi tarafından karşılanması gereken ihtiyaçların, sorun riski taşıyan farklı konumlarda bir hayli değişken olmasıdır. Örneğin; termal görüntüleyiciler, cüruf miktarının ölçülmesi veya sıcak nokta tespiti için son derece uygunken, döküm makinesinin kavisli bölümünde mevcut olan zorlu iklim koşullarında, paslanmaz çelikten imal edilmiş kızılötesi termometreler birçok avantaj sunar. Temas gerektirmeyen sıcaklık algılama teknolojisinde uzman tedarikçi Berlin merkezli Optris GmbH şirketinin çalışanları, sürekli döküm makinelerindeki termal izleme sistemleriyle ilgili çeşitli güçlükleri çok iyi bilmektedir. Şirketin kızılötesi sıcaklık ölçüm uygulamaları üzerinde çalışan mühendisleri ve uzmanları, taşınabilir pirometrelerden sanayi tipi sabit pirometrelere ve kızılötesi kameralara kadar geniş bir çeşitliliğe sahip ürün portföyünden yararlanabilir. Farklı iş ortaklarıyla yakın bir işbirliği içinde olan bu mühendisler ve uzmanlar, sürekli döküm uygulamalarında izlenmesi gereken farklı süreçler için çözümler geliştirdiler. Bunlar, aşağıdaki iki örnekle açıklanmıştır. Döküm tozu dağılımının kontrol edilmesi İyi kalitede ürünler elde etmek için, potada bulunan erimiş çeliğin aynı sıcaklıkta kalması şarttır. Bu, daha önceleri geniş bir alan üzerine el yordamıyla eritken toz uygulanmasıyla sağlanırdı. Bu işlem, günümüzde otomatik ve verimli bir şekilde yapılmaktadır: Potada ve döküm teknesinde bulunan metal, kızılötesi kameralarla sıcak noktalardan sürekli olarak izlenmekte ve böylece tozun yalnızca sıcak noktalara serpilmesi sağlanmaktadır. Tanecikli eritken, küçük ebatlı ve taşınabilir bir ölçüm cihazı vasıtasıyla gerekli noktalara bırakılır ve eriyikte eşit şekilde dağıtılır. Bu teknik, çelik işçilerinin güvenliğini artırmasının yanı sıra, daha iyi bir döküm kanalı kalitesi de sağlar. Ancak, doğru çalışabilmesi için kesin ölçüm verilerine dayalı olması gerekir. Flux Feeder ürününü hem ayrı bir çözüm, hem de elektronik olarak kontrol edilen bir birim olarak sunan S&B Industrial Minerals grubu, Optris tarafından geliştirilen kızılötesi kameralara güvenmektedir. Olumsuz koşulların üstesinden gelme Kızılötesi kamera optris PI 450 Kızılötesi termometre optris CTratio sıcaklığını püskürtme haznesindeki farklı konumlarda ve hazneden çıkarıldıktan sonra ölçer. Döküm kanalı sıcaklığı optimum değilse, bu izleme sistemi, potadaki metal sıcaklığını veya süreç hızını gerçek zamanda ayarlamaya imkân verir. Sonuç Sprey odası Sıvı çelik Döküm tozu/ cüruf Katılaşmış çelik Yangına dayanıklı malzeme, röleler 01 Sürekli dökümün şematik açıklaması Sürekli döküm makinelerinin üretim verimliliği arttıkça, bu makinelerin her bir sistem bileşeni üzerine binen yük de artar. Aynı zamanda, sorunlar ve hatta döküm kesintileri oluştuğu takdirde üretim kayıpları her zamankinden çok daha önemli hale gelir. Bu da, tesis operatörlerinin izleme yöntemlerine yatırım yapmasını daha da gerekli kılar. Bu durum, özellikle termal izleme alanında uzman şirketleri bir dizi yenilikçi geliştirme sağlayarak pota oturgacından sac levhaya kadar her çeşit üründe sıcaklık ölçümleri kalitesini daha yüksek bir düzeye çıkarmaya sevk etmiştir. Fotoğraflar: Fotolia süsü, Optris GmbH CTratio oran pirometre, püskürtme haznesinde mevcut olan zorlu iklim koşulları için özel olarak geliştirilmiştir. Bu sensörün en belirgin özelliği, ışıma enerjisini iki farklı dalga boyunda ölçen sandviç tipi dedektörüdür. Bu pirometre tipi, iki renkli pirometre olarak da bilinir. CTratio, iki enerji seviyesi oranıyla ölçülen cismin sıcaklığını hesaplar. Bu özellik, yüksek performanslı kızılötesi termometreyi dumana, toza ve kirli gözetleme camlarına büyük ölçüde duyarsız hale getirerek, onu döküm makinesinin kavisli bölümündeki döküm kanalı sıcaklıklarını izlemek için iyi bir seçim kılar. %95’ten yüksek bir oranda kirlenmiş gözetleme camlarıyla bile, 700-1800 °C sıcaklık aralığında doğru ölçüm verileri sağlayacaktır. Dahası, fiberglas kablosu ve müstakil elektronik devre kutusu sayesinde ayrıca soğutma gerektirmeksizin 250°C’ye kadarki ortam sıcaklıklarında uygulanabilir. Kızılötesi termometreler, döküm kanalı www.optris.com.tr 02 Yüksek sıcaklık uygulamaları için kısa dalga boyuna sahip yeni kızılötesi kamera 03 Yüksek sıcaklık ölçümleri için CTratio 1M oran pirometre World of Industries 1/2016 69
