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In che modo Raythink garantisce la sicurezza industriale e l'efficienza produttiva grazie al sistema di monitoraggio e allerta precoce per i forni rotativi?

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In numerosi settori produttivi, quali quello dei materiali da costruzione, della metallurgia, dell’ingegneria chimica e della tutela ambientale, i forni rotativi sono ampiamente utilizzati per la lavorazione di materiali solidi. Grazie alla rotazione del corpo del forno, si favorisce la miscelazione

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1. Contesto applicativo
In numerosi settori produttivi, quali quello dei materiali da costruzione, della metallurgia, dell’ingegneria chimica e della tutela ambientale, i forni rotativi sono ampiamente utilizzati per la lavorazione di materiali solidi. Grazie alla rotazione del corpo del forno, si favoriscono la miscelazione dei materiali, la calcinazione e le reazioni di contatto. I forni rotativi trovano applicazione principalmente nella calcinazione del clinker da cemento (forni da cemento), nella pellettizzazione di polveri minerali e sabbia (forni chimici), nel trattamento dei fanghi (forni per rifiuti pericolosi) e nella calcinazione della calce attiva (forni da calce).

2. Problemi operativi dei forni rotativi
In quanto apparecchiatura termica fondamentale nella produzione di materiali da costruzione e nella tutela ambientale – come nel caso del cemento, della metallurgia e della calce – il forno rotativo è considerato il «cuore» dell’intero impianto. Durante il funzionamento, se si verifica un “forno rosso” a causa del distacco o dell’assottigliamento dei mattoni refrattari, il forno deve essere spento per la manutenzione. Pertanto, il monitoraggio quotidiano della temperatura è particolarmente importante.

1) Formazione di anelli all’interno del forno
Le variazioni di temperatura e la composizione delle materie prime e dei combustibili tendono a causare la formazione di anelli all’interno del forno. Se il processo non viene regolato tempestivamente, ciò comporterà una scarsa ventilazione all’interno del forno, compromettendo la qualità e la resa del prodotto.

Formazione di anelli all’interno del forno
2) Assottigliamento e distacco dei mattoni refrattari
Con l’aumentare della durata di servizio del forno rotativo, il rivestimento interno si assottiglia o addirittura si stacca a causa della continua erosione ad alta temperatura e dell’attrito causato dal clinker, con conseguente esposizione parziale del mantello del forno e formazione di un “forno rosso”. Ciò comporta spesso arresti non programmati del forno per manutenzione, il che rappresenta un fattore chiave che incide sull’alta qualità, l’elevata produzione, i bassi consumi e il tasso di funzionamento annuale dei forni da cemento.

Crollo dei mattoni refrattari
3) Erosione e distacco dei mattoni refrattari
L’erosione e il distacco graduali dei materiali refrattari interni, se non rilevati tempestivamente, causeranno l’esposizione diretta della lamiera d’acciaio ad ambienti ad alta temperatura, con conseguente rammollimento o addirittura ablazione. Nei casi più gravi, ciò mette a rischio la sicurezza della produzione e può causare arresti non programmati del forno o incidenti di sicurezza.

Segni di bruciatura dello smalto sulla superficie dei mattoni
3. Valore applicativo della soluzione di monitoraggio termografico del forno rotativo
Il rilevamento della temperatura del mantello del forno rotativo si è evoluto dal rilevamento manuale con termocoppie portatili al rilevamento automatico con scanner a infrarossi per il mantello. Attualmente, grazie alla maturità della tecnologia di termografia a infrarossi, sempre più utenti stanno adottando sistemi di monitoraggio termografico del mantello del forno rotativo sviluppati sulla base di tale tecnologia, in grado di monitorare la superficie del forno in tempo reale in modo più intuitivo e chiaro.

1) Garanzia della sicurezza produttiva
Rilevare tempestivamente i punti anomali di alta temperatura per evitare danni al mantello del forno, incendi e altri incidenti di sicurezza causati dal surriscaldamento locale.

Produzione nel forno rotativo
2) Prolungamento della vita utile delle apparecchiature
Organizzare in modo ragionevole i piani di manutenzione per evitare un’usura eccessiva e danni inutili alle apparecchiature, prolungandone così la vita utile.

Monitoraggio del forno rotativo
3) Miglioramento dell’efficienza gestionale
La trasmissione in tempo reale dei dati di temperatura, attraverso immagini termografiche intuitive e curve di variazione della temperatura, assiste il personale di processo nel monitoraggio remoto e nella gestione centralizzata, migliorando la scientificità del processo decisionale.

Monitoraggio del forno rotativo
4) Riduzione dei costi di manutenzione
Individuare in anticipo potenziali problemi ed effettuare interventi di manutenzione mirati, evitando interventi su larga scala e la sostituzione di componenti causati da guasti improvvisi alle apparecchiature, riducendo così tempi e costi di manutenzione superflui.

Manutenzione del forno rotativo
5) Miglioramento dell’efficienza produttiva
Evita le interruzioni della produzione causate da guasti alle apparecchiature e garantisce una produzione continua e stabile.

4. Sistema di monitoraggio online con termografia – Involucro del forno rotativo
Il sistema di monitoraggio termografico della temperatura dell’involucro e di allerta precoce è in grado di rappresentare le condizioni operative dinamiche reali del forno. L’immagine è composta da dati di temperatura, con ogni pixel corrispondente a un valore di temperatura, visualizzando in tempo reale lo stato della temperatura del mantello del forno. Il sistema è in grado di mostrare in modo intuitivo lo spessore del rivestimento interno del forno, l’andamento della formazione di anelli e l’eventuale distacco o assottigliamento dei mattoni refrattari. Grazie alla funzione di allarme per temperature elevate, è in grado di rilevare tempestivamente punti con temperature anomale, assistere il personale di processo nella regolazione dei parametri e garantire il funzionamento sicuro e stabile del sistema del forno.

1) Schema di installazione
La lunghezza del corpo del forno è di circa 18-90 m e il diametro è compreso tra 4,5 e 5,5 m. La posizione di installazione si trova a circa 35-40 m di distanza dal forno rotativo. Utilizzare la termocamera a infrarossi di Raythink per generare immagini video a infrarossi con risoluzione di 1200×600 pixel.

2) Vantaggi della soluzione
① Immagini nitide ed elevata precisione nella misurazione della temperatura.
② Rilevamento ininterrotto 24 ore su 24, 7 giorni su 7, visualizzazione dei dati e supporto per il monitoraggio dei dati storici.
③ Misurazione della temperatura senza contatto, buona stabilità e lunga durata.
④ Facilità di installazione e costi contenuti.

Camicia del forno rotativo
Termografia della camicia del forno rotativo
5. Funzionalità del software di analisi professionale
1) Riproduzione dei dati storici
Supporta l’acquisizione di immagini a intervalli di almeno 30 secondi, con un periodo di registrazione non inferiore a 12 mesi, e consente la riproduzione in formato video.

2) Gestione delle informazioni di allarme
Supporta allarmi di alta temperatura; tutti i registri degli allarmi sono recuperabili ed è possibile effettuare ricerche per ora, tipo di allarme, livello di allarme e altri campi.

3) Gestione della durata dei materiali refrattari
Supporta la visualizzazione dei materiali refrattari, facilitando la comprensione della configurazione dei materiali refrattari e del ciclo di vita del forno rotativo e coadiuvando la gestione del processo.

4) Gestione dei file
Supporta le statistiche sugli allarmi per squadra e genera rapporti di produzione giornalieri, mensili e annuali; supporta la gestione dei file relativi alla durata dei materiali refrattari e la ricerca dei dati storici, facilitando l’ottimizzazione del processo e il funzionamento e la manutenzione delle apparecchiature.

5) Contrassegnazione delle dimensioni del forno
Realizza la corrispondenza uno a uno tra la posizione in metri della lunghezza del forno e la posizione in metri del grafico della curva di temperatura nei layout superiore e inferiore.

6) Gestione delle informazioni visive
Genera automaticamente curve di temperatura per una chiara visualizzazione delle posizioni dei difetti; supporta il monitoraggio della misurazione della temperatura per zone e l’impostazione degli allarmi.

Gestione delle informazioni visive tramite termografia del forno rotativo
6. Configurazione hardware del sistema
Numero Nome
1 Dispositivo front-end per la misurazione della temperatura tramite termografia a infrarossi del mantello del forno rotativo
2 Software di analisi completa e allerta precoce della temperatura del mantello del forno rotativo
3 Unità terminale di ricezione (computer)
4 Materiali ausiliari
Quantità Osservazioni
1 set Risoluzione del sensore termografico: 1200×600 [algoritmo super-pixel fino a 2400×1200], un'interfaccia in fibra ottica, due interfacce di rete gigabit impermeabili, interfaccia di alimentazione aeronautica impermeabile e ventola di raffreddamento ad avvio automatico.
1 set Misurazione della temperatura in tempo reale, curva di analisi (corrispondenza uno a uno con la posizione del misuratore nel forno nella disposizione superiore e inferiore), tracciamento automatico ad alta temperatura, archivio dei materiali refrattari, riproduzione storica, ecc.
1 unità con memoria da 16 G o superiore, disco rigido SSD da 1 T, processore Intel Core i5 o superiore, scheda grafica dedicata da 1 G o superiore, interfaccia HDMI standard, monitor ultra-wide da 27 pollici o più grande, sistema operativo Windows 10 Professional.
1 set di quadro di comando in acciaio inossidabile [comprendente alimentatore a commutazione installato, presa per guida di manutenzione, morsettiera], fibra ottica, staffa, cavo di rete (configurazione standard).
7. Parametri di sistema – Monitoraggio del mantello del forno rotativo
Nome del sistema: Sistema di monitoraggio termografico a infrarossi e di allerta precoce della temperatura del mantello del forno rotativo
Tipo di rilevatore: Rilevatore a infrarossi a piano focale non raffreddato VOx
Risoluzione del rilevatore a infrarossi: 1200×600 (super-pixel 2400×1200)
Sensibilità termica: <40 mK
Frequenza delle immagini: 25 Hz (sincronizzazione tra frequenza dei fotogrammi delle immagini e dei dati di temperatura)
Banda d’onda: 7,5~14 μm
Passo dei pixel: 12 μm
Intervallo di misurazione della temperatura: -20 ℃~650 ℃
Precisione di misurazione della temperatura: ±2 ℃ o ±2% del valore rilevato
Interfaccia di rete: dotato sia di interfaccia in fibra ottica che di interfaccia Gigabit Ethernet
8. Settori di applicazione
Industria del cemento: forni da cemento (calcinazione del clinker)
Industria siderurgica: forni di pellettizzazione (pellettizzazione di polveri minerali e sabbia)
Settore dei rifiuti pericolosi: forni per rifiuti pericolosi (trattamento dei fanghi)
Industria dei materiali da costruzione: forni da calce (calcinazione della calce attiva)