Автоматизация измерения температуры чугунного расплава в доменной печи производители

Если честно, когда слышу про 'полную автоматизацию замеров в доменной печи', всегда вспоминаю, как лет десять назад мы ставили первый инфракрасный пирометр на желоб — обещали, что теперь персонал вообще не понадобится. На деле же до сих пор в цехах стоят мужики с термопарами 'про запас', потому что даже у продвинутых систем случаются слепые зоны при вспенивании шлака.

Эволюция методов контроля

Раньше классикой был погружной термопарный зонд — метод грубый, но до сих пор использующийся как эталон для поверки. Помню, на 'Северстали' в 2012-м пытались внедрить систему непрерывного измерения через радиационный пирометр, но не учли, что колебания запыленности атмосферы печи дают погрешность до 40°C. Пришлось дополнять системой аспирации, что удорожило проект втрое.

Современные инфракрасные системы, вроде тех, что делает ООО Шэньян Тэнъи Электроникс, уже научились компенсировать эти помехи через многоспектральный анализ. Но до сих пор встречаю скепсис у металлургов: 'Опять эти китайские датчики, у нас своя технология есть'. Хотя на том же tengyidianzi.ru видны реальные кейсы по заводам в Липецке — там система работает с погрешностью ±3°C при толщине шлаковой пены до 15 см.

Кстати, про шлаковую пену — это отдельная головная боль. В 2018-м на КМК пытались ставить лазерные сканеры, но выяснилось, что при температуре выше 1500°C лазерный луч рассеивается в парах магния. Вернулись к комбинированному методу: ИК-камера + выборочные замеры термопарой. Не идеально, но хотя бы стабильно.

Проблемы калибровки в промышленных условиях

Многие производители забывают, что калибровка — это не раз в год, а каждую смену. Видел, как на 'Мечеле' пытались использовать автоматическую систему без валидации — через месяц наварили брака на 12 тонн. Оказалось, оптическое окно датчика закоптилось от выбросов графита.

У Шэньян Тэнъи Электроникс в этом плане интересное решение — встроенная система самоочистки окна импульсной струей аргона. Но наши технологи сначала крутили у виска: 'Где столько аргота брать?'. Пришлось переделывать под азот, что снизило эффективность, но все равно лучше ручной чистки.

Самое сложное — калибровка в зоне слива. Там всегда есть градиент температуры по сечению струи. Немцы предлагали ставить три датчика в треугольник, но это увеличивало стоимость системы на 60%. В итоге ООО Шэньян Тэнъи Электроникс разработали сканирующую головку с коррекцией по углу обзора — решение громоздкое, зато дает равномерную картину.

Особенности монтажа на действующих печах

При установке на старых печах типа ПВ-200 всегда возникает проблема вибрации. Помню, в Череповце датчик отвалился на третьи сутки — не учли резонанс от работы газоочистки. Пришлось разрабатывать амортизирующий кронштейн с водяным охлаждением.

Еще момент — тепловое расширение конструкции. Лет пять назад ставили систему на новую печь в Магнитогорске, все расчеты были верные, но ночью при резком охлаждении кожуха датчик сместился на 2 мм — и все, прощай точность. Теперь всегда закладываем термокомпенсаторы в крепления.

Интересно, что китайские коллеги предлагают модульную систему, где датчик можно переставлять без остановки печи. Пробовали на экспериментальной плавке — работает, но требует дополнительного обучения персонала. Наши слесари привыкли к болгарке и сварке, а тут юстировочные винты с микрометрической резьбой.

Влияние на технологический процесс

Когда в 2020-м внедряли автоматизированную систему на НЛМК, главным сюрпризом стало не снижение погрешности, а стабилизация работы миксеров. Оказалось, что точный контроль температуры расплава позволяет оптимизировать график подачи ковшей — экономия на пребывании составила 7-9%.

Но есть и обратные примеры. На одном из уральских заводов перестарались с автоматизацией — система так часто корректировала режим, что футеровка стала выходить из строя вдвое быстрее. Пришлось вводить 'мертвую зону' регулирования ±5°C.

Сейчас производители продвинутых систем, включая Шэньян Тэнъи Электроникс, предлагают адаптивные алгоритмы, которые учитывают износ футеровки. Но чтобы это работало, нужно постоянно вносить данные о состоянии кладки — а это дополнительная работа для мастеров.

Перспективы развития технологии

Сейчас все говорят про нейросети для прогнозирования температуры. Пробовали на ЭСПЦ — не плохо, но требует огромного объема данных для обучения. ООО Шэньян Тэнъи Электроникс как раз анонсировали такую систему, но пока она работает только на печах с цифровыми двойниками.

Лично я считаю, что будущее за гибридными системами: ИК-датчик + акустический контроль вязкости. Слышал, японцы экспериментируют с ультразвуком, но пока дорого и ненадежно.

Главная проблема — не технологии, а психология. Пока начальник цеха не доверяет 'железкам' больше, чем опыту сталевара, полная автоматизация не заработает. Видел, как на Запсибе систему отключали 'на всякий случай' перед ответственной плавкой — хотя она год без сбоев работала.

Вероятно, следующий шаг — не просто измерение, а полный цикл управления с обратной связью. Но для этого нужно менять всю технологическую цепочку, а не просто ставить датчики. Как говорил наш старый мастер: 'Автоматизация — это когда не только приборы умные, но и головы'.