在鋼鐵生產(chǎn)流程中,連鑄機(jī)的結(jié)晶器振動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)位移測(cè)量的精度要求極高。LVDT(線性可變差動(dòng)變壓器)和磁致伸縮傳感器作為兩種主流方案,其性能差異直接影響生產(chǎn)效率和鑄坯質(zhì)量。
1. 測(cè)量原理與結(jié)構(gòu)差異
LVDT傳感器基于電磁感應(yīng)原理,通過(guò)鐵芯位移改變次級(jí)線圈電壓輸出,具備非接觸式測(cè)量的優(yōu)勢(shì)。而磁致伸縮傳感器利用磁致伸縮效應(yīng),通過(guò)檢測(cè)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波的時(shí)間差定位磁環(huán)位置,更適合長(zhǎng)行程測(cè)量。
2. 環(huán)境適應(yīng)性對(duì)比
鋼廠環(huán)境存在高溫、振動(dòng)和金屬粉塵等挑戰(zhàn)。LVDT傳感器通常采用全密封不銹鋼外殼,可耐受150℃高溫;磁致伸縮傳感器的波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)械振動(dòng)更敏感,但新型產(chǎn)品通過(guò)阻尼設(shè)計(jì)已能適應(yīng)連鑄機(jī)工況。
3. 精度與響應(yīng)速度表現(xiàn)
LVDT的重復(fù)精度可達(dá)±0.1%FS,適合微米級(jí)振動(dòng)控制;磁致伸縮傳感器分辨率優(yōu)于0.01mm,在高速連鑄(>2m/min)時(shí)信號(hào)延遲更低。某鋼廠實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,磁致伸縮方案可將鑄坯表面裂紋率降低18%。
4. 維護(hù)成本與壽命分析
LVDT的線圈結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期高溫下易老化,平均更換周期為2-3年;磁致伸縮傳感器的無(wú)磨損設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)5年以上免維護(hù)運(yùn)行,但波導(dǎo)管變形會(huì)導(dǎo)致永久性誤差。
5. 選型決策建議
對(duì)于短行程(<200mm)、高精度場(chǎng)景優(yōu)先選擇LVDT;若需測(cè)量輥縫等長(zhǎng)距離位移或存在強(qiáng)電磁干擾,磁致伸縮傳感器更具性價(jià)比。寶武集團(tuán)等企業(yè)已開始采用混合部署方案,在結(jié)晶器區(qū)域使用LVDT,扇形段配備磁致伸縮傳感器。
實(shí)際選型還需結(jié)合連鑄機(jī)型號(hào)、鋼種工藝要求及預(yù)算綜合評(píng)估。建議先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工況模擬測(cè)試,重點(diǎn)關(guān)注傳感器在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)的零點(diǎn)漂移表現(xiàn)。