引言
冶金行业涵盖钢铁、有色金属(铝、铜、锌等)冶炼与加工,是典型的高温、高压、强腐蚀、多粉尘的工业场景。生产过程中涉及铁水、钢水、铝液、熔渣、冷却水、保护气体、压缩空气、蒸汽等多种介质的输送与控制。温度范围从常温到1700℃以上,压力跨度从负压到数十兆帕,介质形态包括液态金属、气态、固态颗粒悬浮液等,给流量与压力测量带来极大挑战。
在现代化冶金工厂,流量与压力数据是炉况监控、工艺优化、安全保障、能效管理的核心依据。若测量失准,不仅会造成原料浪费与质量波动,还可能引发安全事故。因此,需要选用能在高温、强冲击、耐腐蚀环境下长期稳定工作的工业流量计与压力仪表。
瑞德富仕RDFS依托多年跨行业技术积累,开发了适用于冶金高温熔融及冷却介质监测的专用测量解决方案,并在国内外多个钢厂、有色冶炼基地稳定运行。本文将详细剖析其应用场景、技术特点与实践成效。
一、冶金行业对流量与压力测量的严苛要求
高温性能
铁水温度约1250~1550℃,钢水可达1600~1700℃,铝液约660~750℃。传感器必须耐受热辐射与高温传导,并保持结构稳定。
强腐蚀与冲刷
熔融金属对金属材料的化学侵蚀严重,冷却水中可能含氯离子、酸性物质,对电极与衬里造成腐蚀。
高压与大流量
高炉煤气、氧气、氮气等高压气体流量大,瞬间冲击力可导致传感器损坏。
多相流与粉尘干扰
烟气中含粉尘、焦油,易造成光学、超声波类仪表信号衰减。
安全与防爆
易燃气体(如焦炉煤气)需防爆认证,避免引燃爆炸。
连续性与可靠性
冶炼过程多为连续作业,仪表故障会直接导致停产,经济损失巨大。
二、流量计在冶金行业的应用场景
1. 铁水与钢水流量计量(间接法)
难点:直接接触熔融金属会瞬间损坏常规传感器,因此多采用旁通计量+模型推算方式。
方法:在出铁沟、钢包回转台设置耐高温取压孔,通过差压变送器测流速,再换算流量;或使用电磁感应原理的耐高温探头在旁通冷却回路中测量。
案例:某大型钢厂在铁水预处理工序引入瑞德富仕RDFS耐高温型差压变送器与旁路冷却流量计组合,实现对铁水瞬时流量的实时监控,出铁重量误差控制在±0.3%以内,提高了炼钢配料精度。
2. 冷却水与循环水流量监测
作用:监控高炉、转炉、连铸机等设备的冷却效率,预防过热事故。
挑战:水中含杂质、气泡,易产生测量噪声。
解决方案:瑞德富仕RDFS电磁流量计采用耐磨陶瓷衬里与双电极结构,可抗气泡干扰,适用于高杂质冷却水测量,精度达±0.5%。
案例:某特钢企业在其连铸机冷却水回路安装该型流量计,实现冷却水流速异常预警,避免因冷却不足导致的铸坯裂纹,废品率下降18%。
3. 高炉煤气与焦炉煤气流量计量
作用:用于能源回收、贸易结算、燃烧控制。
难点:气体含尘、湿度变化大,且易燃易爆。
解决方案:瑞德富仕RDFS热式气体质量流量计与耐磨型涡街流量计均具备ATEX防爆认证,可在含尘煤气中稳定工作,并通过温压补偿保证精度。
案例:某焦化厂在高炉煤气总管安装热式质量流量计,实现煤气热值与流量同步监测,为余热发电系统优化提供数据支撑,年增发电量约300万kWh。
4. 保护气体与压缩空气计量
作用:在有色金属熔炼中,氩气、氮气保护可防止氧化;压缩空气驱动气动阀门与除尘设备。
案例:某铝业公司在熔炼炉保护气体管路使用瑞德富仕RDFS高精度热式气体质量流量计,实现±1%以内的气体用量计量,既保证了熔体质量,又降低了保护气消耗成本。
三、压力仪表在冶金行业的作用
1. 炉内压力控制
高炉炉顶压力影响煤气上升速度与炉况稳定,需精确控制并实时记录。
瑞德富仕RDFS高温压力变送器采用特殊散热结构与耐高温膜片,可在炉顶高温区长期运行。
2. 冷却系统压力监测
连铸机、轧机冷却水压力不足会导致冷却不均,引发设备热变形或产品缺陷。
多点压力监测可建立管网健康图谱,提前发现堵塞或泄漏。
3. 气体输送压力管理
氧气、氮气、煤气输送压力的稳定性直接影响燃烧与工艺安全,需高精度监控与快速响应。
四、节能降耗与安全运行的双重效益
工艺优化
精准的流量与压力数据可指导炉料配比、冷却强度、气体流量设定,提高一次合格率。
安全保障
高温熔融金属与高压气体的实时压力监控,可及时预警超压、泄漏等风险,防止爆炸与喷溅事故。
能效提升
煤气、蒸汽、压缩空气的用量可视化,有助于发现浪费点,优化回收与再利用。
环保合规
精确计量废气排放量与成分,为环保监测与碳核算提供依据。
在某大型钢铁联合企业,瑞德富仕RDFS仪表组成的测控网络覆盖炼铁、炼钢、轧钢全工序,实现吨钢煤气回收量增加5%,冷却水单耗下降7%,全年安全零重大事故,为绿色钢铁生产树立标杆。
五、瑞德富仕RDFS冶金行业产品优势
高温耐受:最高可耐1800℃辐射环境,膜片与外壳采用特殊合金与陶瓷复合材料。
耐腐蚀与耐磨:哈氏合金、陶瓷、PTFE等材质应对熔融金属与酸性冷却介质。
防爆安全:ATEX/IECEx认证,适用于易燃易爆气体场合。
高精度与宽量程:质量流量计精度±0.5%~±1%,压力变送器稳定性±0.1%FS/年。
智能诊断:支持传感器健康状态监测、远程校准提醒,降低维护成本。
六、实施与运维建议
隔热与散热设计:高温测点需加装水冷套或风冷罩,保护电子部件。
取样与旁路:熔融金属测量尽量采用间接法或旁通冷却回路,确保安全。
定期校验:尤其对涉及安全的压力仪表,应按国家强制检定周期进行校准。
防尘防潮:气体测量场合加装过滤器和加热器,防止粉尘与水汽影响。
数据集成:将测量数据接入工厂DCS/EMS系统,实现集中监控与分析。
七、结语
冶金行业的高温、高危、高能耗特性,决定了流量与压力测量必须在可靠性、安全性、精准性上达到极致。工业流量计与压力仪表不仅是工艺控制的“感官”,更是安全生产与节能减排的重要保障。瑞德富仕RDFS凭借耐高温、耐腐蚀、防爆、高精度等优势,为冶金企业提供了覆盖熔融金属、冷却介质、气体输送的全套测量解决方案,助力客户在提质增效与绿色转型的道路上稳步前行。未来,瑞德富仕RDFS将持续深耕冶金测量领域,推动行业迈向更安全、更高效、更智能的新高度。

