Автоматизация контроля температуры жидкой стали завод

Когда говорят про автоматизацию контроля температуры жидкой стали, многие сразу представляют себе идеальные графики на мониторах и стабильные 1600°C в ковше. На деле же это постоянная борьба с реальными производственными условиями - от внезапных скачков температуры из-за остатков шлака до проблем с калибровкой пирометров после замены футеровки.

Основные проблемы ручного контроля

До внедрения автоматизированных систем у нас была классическая ситуация: оператор с оптическим пирометром, субъективная оценка цвета стали и постоянные расхождения в показаниях между сменами. Особенно проблемными были участки разливки, где даже 10-15°C отклонения приводили к браку непрерывного литья.

Самое неприятное - это когда при ручном измерении не учитывается динамика остывания металла в промежуточном ковше. Мы проводили хронометраж - от замера до начала разливки проходило до 8 минут, за это время температура падала на 25-40°C в зависимости от сезона.

Помню, в 2019 году из-за таких расхождений мы получили партию слитков с трещинами по периметру. Металлурги тогда спорили с технологами - одни говорили про перегрев, другие про скорость охлаждения. В итоге разбирались две недели, остановили МНЛЗ.

Выбор системы автоматизации

Когда выбирали систему, рассматривали несколько вариантов. Главным критерием была не точность в идеальных условиях, а стабильность работы в цеховой среде - вибрации, пыль, температурные перепады. Многие поставщики обещали погрешность ±2°C, но на практике их оборудование не выдерживало больше месяца без повторной калибровки.

ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' предлагали интересное решение с инфракрасными пирометрами непрерывного действия. В их техническом описании прямо указывалось на адаптацию к условиям сталеплавильных цехов - защита от окалины, компенсация запыленности оптики.

Мы тестировали их систему параллельно с европейским аналогом. Разница в подходе была заметна - китайские инженеры сразу спрашивали про конкретные условия: расстояние до металла, состав дымов, цикл работы печи. Европейцы же больше внимания уделяли сертификатам и паспортным данным.

Особенности внедрения

Самым сложным оказалось не установка оборудования, а изменение технологических регламентов. Автоматика выдавала данные каждые 3 секунды, а привыкшие к ручным замерам мастера продолжали работать по старым схемам. Пришлось переучивать персонал, причем не только операторов, но и начальников смен.

Интересный момент обнаружился при интеграции с системой управления печью. Оказалось, что наши старые термопары давали заниженные показания на 20-30°C из-за износа. Когда начали работать с точными данными от инфракрасных систем, пришлось пересматривать весь температурный режим выплавки.

Особенно полезной оказалась функция архивирования данных. Теперь при возникновении брака мы можем посмотреть полную температурную историю плавки - от выпуска из печи до кристаллизатора. Это полностью исключило споры между цехами о том, где именно произошел сбой.

Практические результаты

После полугода работы системы автоматизации контроля температуры удалось снизить колебания температуры в промежуточном ковше с ±25°C до ±7°C. Это сразу отразилось на качестве литья - уменьшилось количество поверхностных дефектов на 18%.

Неожиданным преимуществом стало сокращение времени на разогрев печи. Раньше давали запас по температуре 'на всякий случай', теперь же точно знаем необходимый минимум. Экономия газа составила около 5-7% в зависимости от марки стали.

Еще один важный момент - прогнозирование остаточного ресурса футеровки. По динамике изменения температурного поля теперь можно точнее планировать ремонты. Раньше это делали 'на глазок' по опыту мастеров.

Технические нюансы эксплуатации

С инфракрасными системами от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' пришлось привыкать к новому подходу в обслуживании. Если раньше проблемы решались заменой термопары, то теперь нужна регулярная очистка оптики и проверка юстировки. Зато нет необходимости останавливать процесс для замены датчиков.

Первое время были проблемы с калибровкой - пытались делать это слишком часто. Потом поняли, что система стабильно держит настройки 2-3 месяца при условии защиты от вибраций. Разработали график профилактики, привязанный к ремонтным циклам печи.

Самым уязвимым местом оказались кабельные линии от датчиков к блокам сбора данных. Пришлось дополнительно защищать их от теплового воздействия и механических повреждений. Один раз потеряли данные из-за поврежденного кабеля - теперь дублируем важные участки.

Перспективы развития

Сейчас рассматриваем возможность интеграции системы контроля температуры с системой управления составом шлака. Есть интересная зависимость между температурным профилем и рафинирующей способностью шлаковой смеси, которую можно использовать для оптимизации процесса.

Также тестируем функцию прогнозирования температуры на основе текущих параметров плавки. Если получится предсказывать охлаждение металла с точностью до 5°C на 10 минут вперед, это позволит еще больше стабилизировать процесс непрерывной разливки.

Из новинок присматриваемся к беспроводным системам мониторинга от того же производителя. Это могло бы решить проблему с кабельными линиями, но пока не уверены в надежности связи в условиях электромагнитных помех цеха.

Выводы и рекомендации

Главный вывод - автоматизация контроля температуры жидкой стали дает реальный экономический эффект, но требует перестройки всего технологического мышления. Недоточно купить оборудование, нужно менять подходы к управлению процессом.

Для тех, кто только планирует внедрение, советую начинать с пилотного участка - например, на одной из МНЛЗ. Так можно отработать все нюансы без риска для всего производства. И обязательно включать в проектную группу опытных сталеваров, а не только IT-специалистов.

Что касается выбора оборудования, то системы на инфракрасном принципе от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' показали себя надежными в тяжелых условиях. Их сайт https://www.tengyidianzi.ru содержит полезную техническую документацию, хотя некоторые практические моменты пришлось отрабатывать самостоятельно.