Đo nhiệt độ cho ngành thép - Thách thức và giải pháp

Tại sao cần đo nhiệt độ chính xác trong lò nung thép?

Trong ngành luyện kim, đặc biệt là quy trình nung luyện thép, kiểm soát nhiệt độ đóng vai trò then chốt để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Sai số dù chỉ vài độ C cũng có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến:

• Thành phần hóa học của hợp kim

• Cấu trúc tinh thể và cơ tính của thép

• Hiệu suất tiêu thụ năng lượng

• Tuổi thọ thiết bị

Vì vậy, lựa chọn giải pháp đo nhiệt độ chính xác và ổn định là yếu tố sống còn trong sản xuất thép hiện đại.

I. Các công nghệ đo nhiệt độ phổ biến cho lò nung

1. Nhiệt kế hồng ngoại (Infrared Pyrometer)

• Không tiếp xúc – lý tưởng cho môi trường nhiệt độ cao

• Dải đo lên tới 3000°C

• Phản ứng nhanh, chính xác

• Có thể tích hợp cổng ra tín hiệu 4–20mA, RS485, Modbus

👉 Phù hợp với các vị trí đo xuyên qua cửa lò, lò hồ quang, lò nung cảm ứng…

2. Can nhiệt loại B, R, S (Thermocouple)

• Dải đo rộng: lên đến 1800°C

• Vật liệu chịu nhiệt: Platinum – Rhodium

• Ứng dụng phổ biến trong lò tôi, lò ủ, lò hồ quang

📌 Cần chọn vỏ bảo vệ phù hợp: sứ chịu nhiệt, Inconel, hoặc ceramic bảo vệ.

3. Nhiệt kế quang học (Optical Pyrometer)

• Sử dụng nguyên lý bức xạ quang học

• Đo chính xác vật thể phát sáng ở nhiệt độ cao

• Dành cho môi trường cực khắc nghiệt, nhiệt độ đo > 1000°C

II. Các thách thức chính khi đo nhiệt độ cho lò nung thép

1. Nhiệt độ cực cao và dao động lớn

• Lò nung thép có thể đạt tới 1600–1800°C.

• Nhiệt độ không ổn định, biến thiên theo chu kỳ nung.

• Thiết bị đo thông thường không chịu được lâu dài → cần cảm biến chuyên dụng (loại B, R, S) và vỏ bảo vệ đặc biệt.

2. Môi trường khắc nghiệt: bụi, khí nóng, tia lửa

• Nhiều bụi than, oxit kim loại, khói độc hại.

• Tia lửa điện, tia hồ quang dễ gây nhiễu tín hiệu hoặc phá hỏng cảm biến.

• Giải pháp: dùng pyrometer hồng ngoại không tiếp xúc + bộ lọc quang học + làm mát bằng khí hoặc nước.

3. Bảo vệ và tuổi thọ cảm biến

• Can nhiệt dễ bị ăn mòn, gãy, lão hóa do sốc nhiệt.

• Tuổi thọ phụ thuộc vào chất liệu vỏ (ví dụ: ceramic, Inconel).

• Phải bảo trì định kỳ, thay thế đúng chủng loại.

4. Nhiễu tín hiệu và suy giảm tín hiệu truyền

• Cáp tín hiệu dài, môi trường nhiễu điện từ mạnh (do động cơ, lò hồ quang…).

• Gây sai số lớn nếu không có bộ chuyển đổi tín hiệu (transmitter) gần điểm đo.

5. Độ trễ và sai số khi điều khiển

• Nếu dùng thiết bị có thời gian đáp ứng chậm, việc điều khiển quá trình nung sẽ không chính xác.

• Quan trọng khi cần tự động hóa quy trình (nhiệt luyện, xử lý nhiệt nhanh).

6. Khó hiệu chuẩn tại chỗ

• Với nhiệt độ trên 1000°C, việc kiểm tra và hiệu chuẩn định kỳ trở nên khó khăn.

• Đòi hỏi thiết bị đo phải ổn định lâu dài và có chứng nhận hiệu chuẩn chính xác.

7. Vị trí lắp đặt không thuận lợi

• Một số lò không có cửa sổ đo, hoặc cửa sổ nhỏ, gây khó khăn khi gắn cảm biến.

• Phải tính toán góc đặt, độ dài, bảo vệ cơ khí để đảm bảo đo đúng vị trí cần thiết.

III. Giải pháp

• Dùng pyrometer hồng ngoại cho đo không tiếp xúc, tích hợp làm mát.

• Bổ sung ống bảo vệ + hệ thống khí nén làm sạch bề mặt cảm biến.

• Kết hợp transmitter chống nhiễu và module cách ly tín hiệu.

• Chọn thiết bị có chứng chỉ hiệu chuẩn (ISO/IEC 17025) từ nhà sản xuất uy tín.

 Hình 1: Lắp đặt hệ thống đo nhiệt độ bằng Pyrometer kết hợp hệ thống làm mát bằng nước và làm sạch bằng khí nén

Quý Khách đang tìm một giải pháp đo nhiệt độ cao cho ngành sản xuất thép, hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ tận nơi: 

Mr. Nghĩa  - Handphone: 0914 237 179  - Email: sale11@ltdautomation.com.vn