سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل:  INTERSTOP® S Gate

ورود سری جدید سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  INTERSTOP® S به بازار چهار سال پیش آغاز شد و اخیراً سرعت گرفته است. مشتریان در حال رشدی شروع به ارزیابی ویژگی‌های اضافی سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل S از جهت ایمنی، آسانی عملکرد و هزینه‌های عملیاتی پایین کرده‌اند. به ویژه ویژگی “بررسی باز” که به تازگی معرفی شده است، سطح اعتماد اپراتورها را افزایش می‌دهد و می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد. با افزایش نیازها برای افزایش ایمنی افراد و فرآیندها در منطقه آماده سازی پاتیل برای قرارگیری در چرخه ریخته گری مداوم، اتوماسیون در کارخانه‌های فولادی اهمیت بیشتری یافته است. بر اساس تجربه‌هایی که با سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  S به دست آمده است، در حال حاضر یک نمونه اولیه در حال اجرا است تا یک طراحی دروازه نوآورانه جدید به هدف اتمام کامل اتوماسیون دست یابد. چندین مرحله مهم فرآیند در حال حاضر در دسترس است و با موفقیت در کارخانه‌های فولادی استفاده می‌شود، مانند اتصال سیلندر، یکپارچه‌سازی تشخیص سرباره و کنترل کردن لدل شرود. عملیات کاملاً اتوماتیک به دنبال آن دیجیتالی‌سازی خواهد شد، که امکان پیگیری عملکرد، ایمنی و کیفیت را فراهم می‌کند. این مقاله به خلاصه‌ای از عوامل موفقیت سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  S می‌پردازد و راهبردهای فردی را برای عملیات کاملاً اتوماتیک و نمونه‌های جمع‌آوری داده برای دیجیتالی‌سازی شرح می‌دهد.

ویژگی جدید برای سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  S

سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل جدید INTERSTOP® نوع S یک سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل با عملکرد بالا است که بر تحسین هزینه کل (TCO) و عملیات ایمن و آسان تمرکز دارد (شکل 1). این مفهوم مقاومتی پیشرفته، یک دامنه از قطرهای ریخته‌گری را با استفاده از همان سیستم مکانیکی پوشش می‌دهد، که منجر به افزایش کارایی می‌شود. ویژگی‌های هوشمند در کارکردهای آسان و ایمن به علاوه طراحی سازگار با نگهداری قرار گرفته‌اند. این توسعه جدید تأثیر مثبتی بر هزینه‌های عملیاتی کلی می‌گذارد و استاندارد ایمنی در طول کار با پاتیل را افزایش می‌دهد.

علاوه بر این، سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل نوع S جدید امکان انجام “بررسی باز” را فراهم می‌کند، یک ویژگی که به کارکنان در منطقه آماده‌سازی پاتیل امکان می‌دهد تا به طور مطمئن‌تر صفحات نسوز را ارزیابی کنند. این ویژگی اضافی منحصربفرد در بخش‌های زیر شرح داده شده است.

بررسی باز در سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  INTERSTOP® S

اعتبار و قابلیت دسترسی سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل، مهم‌ترین اهداف در عملکرد یک سیستم دروازه کشویی (اسلایدگیت) هستند. هنگامی که این اهداف به دست می آیند، بهبود ایمنی نیز نتیجه ای اضافی خواهد بود. علاوه بر این، بهینه‌سازی هزینه‌های عملیاتی و تمرکز بر بهبود هزینه کل (TCO) یک تقاضای مداوم است. ویژگی جدید “بررسی باز” در سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  INTERSTOP® S منجر به بهینه‌سازی هزینه‌های عملیاتی خاص بدون افزایش خطر عیب‌یابی می‌شود، مانند میزان نفوذ بسیار کم بین صفحات نسوز سیستم اسلایدگیت.

نحوه انجام “بررسی باز”:

یکی از مسئولیت‌های اصلی کارکنان منطقه آماده‌سازی پاتیل، تعیین و تصمیم‌گیری است که آیا می‌توان از صفحات سیستم اسلایدگیت پاتیل برای یک ذوب دیگر استفاده کرد یا خیر. اغلب برای بررسی سایش صفحات ناشی از فشاردهی در طول ریخته‌گری استفاده می‌شود. این فرآیند به عنوان “بررسی چندین ذوب” شناخته می‌شود. همچنین باید با بررسی بین صفحات نسوز از وجود ذرات ریز فولادی که بر اثر حرکت سیستم در منطقه آماده‌سازی پاتیل اطمینان حاصل شود، زیرا ممکن است منجر به نفوذ یا حتی شکستگی شوند. سایش و یا سوراخ صفحات نسوز سیستم اسلایدگیت به طور کلی با استفاده از ابزار ویژه بررسی می‌شود. با این حال، یکی از معایب اصلی این فرآیند این است که سطوح مرتبط به راحتی مشاهده نمی‌شوند. در سیستم‌های قبلی، یک روش استفاده می‌شد که در آن سیستم اسلایدگیت پاتیل باز می‌شد تا نمای مستقیم از سطح کاری صفحات نسوز حاصل شود و سایش صفحه پایینی و صفحه متحرک بررسی شود. اگر میزان سایش مجاز بود (بر اساس تجربه و مشاهدات کارشناسان حاضر)، سیستم بدون تعویض صفحات بسته می‌شد. این روش برای مثال در ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفت و “بررسی باز” نامیده می‌شود. برای اجرای ایمن این روش، لازم است صفحه نسوز را محکم کنید. همچنین باید اطمینان حاصل شود که اتصالات ملات بین صفحه نسوز و نازل بیرونی پاتیل و بین صفحات نسوز و نازل قابل تعویض در حین باز کردن سیستم و رها کردن تنش سیستم تحت تأثیر قرار نگیرند. امکان انجام “بررسی باز” به صورت ایمن اکنون با محکم کردن خودکار جدید صفحات نسوز سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل    S فراهم شده است.

مزیت “بررسی باز”:

اصل این روش “بررسی باز”، افزایش عمر صفحات نسوز با کاهش خطر نفوذ است. با این حال، هدف همچنان این است که تعداد ذوب ها را بدون نیاز به باز کردن سیستم بیشینه کنیم. “بررسی باز” استاندارد ایمنی را افزایش می‌دهد، زیرا کارکنان آماده‌سازی را در تصمیم‌گیری برای ادامه ذوب دیگر، بهتر حمایت می‌کند. شرایط صفحات نسوز سیستم اسلایدگیت پاتیل می‌توانند با دید مستقیم به سطوح صفحات نسوز به درستی ارزیابی شوند (شکل 2).

اتوماسیون مربوط به سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل    

برای اتوماسیون فرآیندها، سیستم‌ها یا زیرسیستم‌ها باید امکان عملیات اتوماتیک را فراهم کنند. در حال حاضر، یکی از عوامل مهم موردنظر در توسعه سیستم‌های جدید سیستم اسلایدگیت برای صنعت فولاد، عملکرد دستی سریع و آسان است. با این حال، عملکرد آسان دستی به طور ضروری به عملکرد آسان برای اتوماسیون منجر نمی‌شود. به همین دلیل، در توسعه‌های جدید تاکید ویژه‌ای بر تعریف مفاهیم و رابط‌ها قرار می‌گیرد که بتوانند به طور مناسب در حالت اتوماتیک عمل کنند، در حالی که هنوز اجازه عملیات دستی در مواردی مانند مواجهه با موقعیت اضطراری را می‌دهند. در بین سیستم‌های جدیدی که اخیراً توسعه یافته‌اند و امکان عملیات اتوماتیک را فراهم می‌کنند، دو سیستم در بخش‌های زیر به تفصیل معرفی می‌شوند.

اتوماسیون درباره‌ی کنترل سیلندر ریخته‌گری در بستر ریخته‌گری مداوم

بستر ریخته‌گری یکی از مناطقی در کارخانه‌های فولاد است که دسترسی آن برای کارکنان با خطر بالا همراه است. جایگزین کردن افراد از مناطق خطرناک، هدفی است که در پیگیری آن هستیم. به همین دلیل، سیلندر ریخته‌گری اتوماسیونی ویژه طراحی شده است که قابلیت کنترل توسط ربات را دارد. کارکنان فقط نیاز دارند فرآیند را از اتاق کنترل مشاهده کنند. سیلندر ریخته‌گری اتوماسیونی را می‌توان به سادگی با جایگزینی واحد محرک در سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل     INTERSTOP® نصب کرد. یک دستگاه ایمنی ویژه با قفل‌گذاری داخلی جلوگیری می‌کند که سیستم اسلایدگیت در طول فرآیند ریخته‌گری بدون دخالت خارجی باز شود. واحد محرک به طور ویژه طراحی شده است تا در صورت بروز اضطرار، امکان نصب دستی سیلندر ریخته‌گری به جای سیلندر اتوماسیونی وجود داشته باشد. یک مکانیزم قفل‌گذاری/قفل‌گشایی یکپارچه جلوگیری می‌کند تا سیلندر در طول عملیات ریخته‌گری جدا نشود (شکل 3). سیستم همچنین امکان یکپارچه‌سازی اتصال کشف سرباره اتوماتیک و سردکن هوای سیستم اسلایدگیت را نیز فراهم می‌کند. با این توسعه، با یک حرکت واحد، سیلندر و تمامی ابزارها آماده استفاده و متصل می‌شوند، که زمان کاربری را کاهش می‌دهد.

تعمیر به جای تعویض نازل درونی

از آنجا که مجرای خروجی پاتیل ریخته‌گری به خرابی و سایش مستعد است، عمر نازل درونی پاتیل محدود است. این نازل در ول بلوک یک پاتیل استفاده می شود و با توجه به کیفیت و نوع ماده مصرفی در ساخت آن نیاز به تعویض دارد. این عمل تعویض برای کارکنان منطقه آماده‌سازی پاتیل بسیار زمان‌بر و خسته‌کننده است. به همین دلیل، تعویض اتوماتیک نازل بسیار مفید خواهد بود. با این حال، اگرچه نصب اتوماتیک نازل یک کار ساده برای ربات است، از بین بردن اتوماتیک نازل فعلی فرآیندی ساده نیست. زیرا نیاز به نیروهای بالا به دلیل چسبندگی بسیار قوی (ماده سینتر شده) وجود دارد که به طور کلی منجر به شکستن پیش‌بینی نشده نازل می‌شود، به عبارت دیگر، نازل نمی‌تواند به صورت یک تکه خارج شود. به همین دلیل، رویکرد متفاوتی انتخاب شده است. به جای تعویض یک نازل، نازل تعمیر خواهد شد تا عمر مفید آن افزایش یابد، ایده‌آل‌ترین حالت آن است که عمر نازل تا عمر از سرویس خارج پاتیل خود افزایش یابد. با این کار تعویض نازل از بین خواهد رفت.

نازل درونی با استفاده مکرر از یک مخلوط تعمیر ویژه طراحی شده برای این کار تعمیر می‌شود، به عبارت دیگر، جاهای خالی یا مناطق فرسوده با مخلوط تعمیر ویژه پر می‌شوند. این کار باعث می‌شود قطر سوراخ تقریباً تغییر نکند و در نتیجه عمر نازل به طرز چشم‌گیری افزایش یابد. مواد تعمیری با استفاده از یک روش و ابزار تعمیر مانند شکل 5 اعمال می‌شوند.

 ماده تعمیری در بخش های تهیه شده ابزار پخش می‌شود و با استفاده از نیروهای گریز از مرکز به وسیله چرخش ابزار، پخش می‌شود. سپس ماده تعمیری به سطوح دیواره سوراخ چسبیده و سریعاً سفت می‌شود. در عین حال، ماده تعمیری باقیمانده برداشته می‌شود و باعث ایجاد یک سطح بسیار صاف در کانال ریخته‌گری (محل تماس نازل درونی و ول بلوک) می‌شود (شکل 6).

استفاده از این ابزار، نه تنها عمر نازل داخلی را افزایش می‌دهد، بلکه انتظار می‌رود که این فرآیند نیز باعث آسان‌شدن لنس‌زنی اکسیژن شود. اگرچه تعمیر نازل می‌تواند به صورت دستی انجام شود، یکی از مزایای اصلی آن این است که یک ربات مانند شکل 6 به راحتی و با قابلیت اطمینان این فرآیند را انجام دهد.

INTERSTOP® در حال حاضر در حال توسعه فناوری‌های کلیدی برای یک سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل    است که ویژگی‌های نظارت بر شرایط را فراهم می‌کند و عبارتند از:

• سیستم شناسایی خودکار سرباره.

• شناسایی خطا.

• شناسایی شرایط بحرانی، مانند شناسایی زودهنگام نفوذ فولاد مذاب

• اطلاعات مربوط به شرایط عملکرد و عمر سرویس.

• تشخیص از راه دور مانند از طریق اینترنت یا GSM.

• ارتباط با سایر سیستم‌های اتوماسیونی، مانند منطقه آماده‌سازی پاتیل به صورت اتوماتیک.

• ثبت و آرشیو کردن داده‌ها برای بررسی‌های کیفیت.

• اطلاعات جمع‌آوری شده به تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data) اجازه می‌دهد تا بهینه‌سازی‌ها و پیش‌بینی‌های خاص را ممکن سازد.

یکی از فناوری‌های معتبر و مطرح در حوزه نظارت بر شرایط، سیستم شناسایی سرباره توسعه یافته توسط Agellis® است. EMLI-LadleSlag یک سیستم فناوری الکترومغناطیسی برای نظارت بر ریخته‌گری از پاتیل های ریخته گری در طول فرآیند ریخته‌گری است. این سیستم به طور خودکار قسمت نهایی عملیات ریخته‌گری را نظارت می‌کند و آغاز سرباره را تشخیص داده و هشدارها و سیگنال‌های بسته شدن فوری درب را فراهم می‌کند. EMLI-LadleSlag از میدان‌های الکترومغناطیسی استفاده می‌کند که تکنولوژی ایمن، دقیق و قابل اعتمادی است. حسگرها در بیرون قسمت پایین پاتیل نصب می‌شوند، معمولاً در صفحه تراز سیستم اسلایدگیت. حسگرها از طریق یک کابل انعطاف‌پذیر به الکترونیک متصل می‌شوند که به طور پیوسته جریان فلز در طول عملیات ریخته‌گری را نظارت می‌کند (شکل 7).

سیستم در طول عملیات ریخته‌گری سیگنال دریافتی را تجزیه و تحلیل کرده تا زمان ورود سرباره به جریان فلز را تشخیص دهد. هنگامی که این اتفاق می‌افتد و مقدار سرباره حاضر در سیستم به یک درصد تعیین شده می‌رسد، سیستم هشداری ارائه می‌دهد و سیگنال بسته شدن را به مکانیزم slide-gate ارسال می‌کند.

پشتیبانی از اپراتور

این سیستم با تشخیص حضور سرباره در جریان فلز در ناحیه نازل پاتیل-سیستم اسلایدگیت، به اپراتور کمک می‌کند و در مقدار قابل تنظیمی از سرباره در جریان مذاب، به طور خودکار دریچه را می بندد. بر خلاف روش‌های دیگر شناسایی سرباره، این سیستم بر اطلاع از ظاهر سرباره در خارج از پاتیل تکیه نمی‌کند و نیازی به مقدار مشخصی سرباره برای ایجاد تغییر در فرآیند خروج مذاب از پاتیل ندارد. این موضوع برای تمام اپراتورها مفید است زیرا آنها دیگر نیازی به نظارت بصری بر عملیات برای شناسایی سرباره ندارد. این سریعترین و قابل اعتمادترین روش شناسایی سرباره است. نظارت بر جریان فلز مذاب خروجی توسط یک سیگنال نمایش داده می‌شود که شروع تدریجی سرباره در آن جریان را نشان می‌دهد، حتی اگر سرباره متراکم شده باشد و در مرکز یک گردابه مذاب قرار گرفته باشد این سیستم قابلیت شناسایی آن را دارد. اپراتور با داشتن بازخورد مداوم در حین تخلیه مذاب، اطلاع دارد که سیستم هنگام رسیدن مقدار سرباره به حد مجاز تعیین شده، سیگنال بسته شدن فوری و هشداری را ارائه خواهد داد (شکل 8).

ردیابی فرآیند:

هر فرآیند تخلیه مذاب از پاتیل فولادسازی در سیستم ثبت می‌شود. این امکان را برای تولیدکنندگان فولاد فراهم می‌کند تا عملکرد نگهداری و تشخیص سرباره در هر حرارت خاص را پیگیری کنند حاصل این عملکرد مهم اطمینان از کیفیت محصولات است. تمام بسته شدن‌های سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  INTERSTOP® S ، همچنین بسته شدن زودهنگام یا دیرهنگام به هر دلیلی، به علاوه هرگونه خطا در سیستم ثبت می‌شوند.

استخراج داده

همانطور که اطلاعات تخلیه مذاب از پاتیل فولادسازی در پایگاه داده سیستم به مرور زمان جمع‌آوری می‌شوند، این اطلاعات برای اهداف توسعه فرآیند و تولید در دسترس قرار می‌گیرند. فولاد تمیزتر با کاهش سرباره باقیمانده یا افزایش بهره وری، بسته به گریدهای فولادی که تولید می‌شود، می‌تواند به تغییر پارامترهای فرآیند و بهبود کیفیت محصول مرتبط شود.

شرح سیستم نظارت بر شرایط سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  INTERSTOP® S

سیستم نظارت بر شرایط سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  که در حال حاضر در حال توسعه است، شامل سنسورها (همانطور که در شکل 9 نشان داده شده است) نیست، بلکه شامل یک جعبه الکترونیکی است که داده‌ها پیش‌پردازش و به طور موقت ذخیره می‌شود. اطلاعات جمع‌آوری شده همچنین می‌توانند از طریق ارتباط بی‌سیم به یک کامپیوتر اصلی انتقال داده شوند. این مسئله در شناسایی وضعیت‌های بحرانی و پاسخ سریع بسیار مهم است.این سیستم قبلاً در شرایط ذوب آزمایشی تست شده است و موقعیت محدود کننده، دما و اندازه‌گیری نیرو را در طول کل دوره آزمایش به طور قابل اعتماد ارائه کرده است. برای ارائه سیگنال موقعیت محدود کننده، یک پتانسیومتر ساخته شده است که مناسب برای کار در دماهای تا 300 درجه سانتیگراد و در محیط گرد و غباری است.

نتیجه‌گیری:

سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  INTERSTOP® S ابتدا برای کاهش تأثیر بر تعادل هزینه کل و ویژگی‌های مفید برای عملیات سریع دستی طراحی شده است. بیش از 60 کارخانه فولاد در حال حاضر با این سیستم اسلایدگیت هوشمند پاتیل  کار می‌کنند. به طور همزمان، بسیاری از افزونه‌های سیستم توسعه یافته اند که عملیات دستی را آسان‌تر می‌کنند، اطمینان از کنترل خودکار توسط ربات‌ها را فراهم می‌کنند و ویژگی‌های هوشمند مانند تشخیص خودکار سرباره را در بر می‌گیرند. نوآوری‌ها، طرح‌ها و توسعه‌های جدید از فرصت‌های هیجان‌انگیزی که اتوماسیون و دیجیتالیزاسیون در اختیار ما قرار می‌دهند، نتیجه می‌شوند.

جهت بهره مندی از محصولات منحصر بفرد شرکت ویستا آسمان با ما در تماس باشید.