Автоматизация измерения температуры чугунного расплава в доменной печи заводы

Когда говорят про автоматизацию замеров в доменной печи, многие думают, что достаточно воткнуть термопару и всё. На деле же чугунный расплав — это не вода в чайнике, тут и шлаковые корки, и температурные градиенты, и постоянные химические процессы. Мы в своё время с коллегами из ООО Шэньян Тэнъи Электроникс намучились, пока поняли, что инфракрасные пирометры без адаптации к реальным условиям цеха просто не выживают.

Почему обычные методы не работают

Помню, на одном из уральских заводов пытались использовать термопары с керамическими кожухами. В теории — выдерживают до 1800°C. На практике через два часа плавки кожух покрывался настылями, показания начинали 'плыть'. Лаборанты ругались — приходилось каждую смену калибровать, а это простои.

Инфракрасные датчики казались спасением, но дым, пыль, пар от охлаждающих форсунок — всё это влияло на точность. Приходилось ставить системы продувки, но и они забивались. Кстати, именно тогда мы начали сотрудничать с инженерами из https://www.tengyidianzi.ru — их пирометры серии TY-IRT с системой самоочистки оказались единственными, кто выдерживал такие условия.

Самое сложное — не просто измерить, а сделать это непрерывно. Временные замеры раз в час не дают картины динамики процесса. Без этого невозможно настроить автоматическую подачу дутья или корректировать шихту.

Опыт внедрения инфракрасных систем

В 2019 году на Череповецком меткомбинате мы устанавливали комплекс от Тэнъи Электроникс. Главной проблемой оказалась не техника, а люди — сталевары не доверяли 'этим ящикам с лазерными глазками'. Пришлось месяц вести параллельный контроль ручными пирометрами, пока не убедились в расхождении не более ±3°C.

Интересный момент: при автоматизации важно учитывать не только температуру расплава, но и скорость её изменения. Резкий скачок на 20-30 градусов за минуту — верный признак начала нештатной ситуации. Это мы поняли уже после того, как на одной печи случился выброс шлака.

Сейчас в наших проектах используем модернизированные версии TY-IRT-HV — у них улучшенная защита от электромагнитных помех. В доменном цехе ведь всё 'фонит' — от двигателей загрузочных устройств до трансформаторов.

Технические нюансы, о которых не пишут в инструкциях

Угол установки датчика — отдельная наука. Если поставить перпендикулярно струе расплава, показания будут стабильнее, но тогда датчик быстрее покрывается брызгами. Оптимальный вариант — 15-20 градусов к горизонтали, но это уже зависит от конкретной географии печи.

Калибровка — вечная головная боль. Мы используем эталонный пирометр с поверкой в НИИЧермета, но даже так раз в квартал приходится делать корректировки. Особенно после ремонта футеровки — отражающая способность стен меняется.

Системы охлаждения — без принудительного обдува даже самые стойкие датчики живут не больше недели. Но и здесь есть подвох — если поток воздуха слишком сильный, он начинает влиять на температурное поле в зоне замера.

Экономика процесса

Когда директора спрашивают 'зачем нам эта автоматизация', мы показываем простой расчёт: снижение температуры расплава на 10°C даёт экономию 1,5-2% кокса. Для печи объёмом 3000 кубов это сотни тысяч рублей в месяц.

Но есть и скрытые выгоды — уменьшение брака из-за перегрева, прогнозирование сроков ремонта футеровки. На Северстали после внедрения системы смогли увеличить межремонтный пробег на 17%.

Правда, нужно учитывать и затраты на обслуживание — фильтры, калибровка, замена защитных стекол. В среднем комплекс окупается за 8-14 месяцев в зависимости от интенсивности работы печи.

Перспективы развития

Сейчас экспериментируем с совмещением ИК-датчиков и акустического контроля. Звук расплава тоже многое говорит о его состоянии — это как опытный сталевар по 'пению' печи определяет момент выпуска.

Из новинок — Тэнъи Электроникс разрабатывают систему с ИИ, которая учится на истории замеров и начинает предсказывать аномалии. На тестах в Магнитогорске уже удалось предотвратить три случая зашлаковывания желобов.

Но идеальной системы всё равно нет — каждый завод, каждая печь уникальны. Что работает на НЛМК, может не подойти для 'Запсиба'. Поэтому автоматизация — это всегда штучная работа, а не типовое решение.