Автоматизированная система измерения температуры жидкой стали поставщик

Когда слышишь про автоматизированные системы измерения температуры жидкой стали, многие сразу думают о лазерных пирометрах или термопарах. Но в реальности на конвертерных участках или МНЛЗ всё сложнее — тут нужны решения, которые выдержат и брызги шлака, и постоянные тепловые удары. Мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс с 2010 года как раз занимаемся такими системами, и часто видим, что заказчики недооценивают влияние запылённости на точность измерений.

Почему инфракрасные технологии не всегда панацея

Начну с того, что большинство поставщиков предлагают стандартные ИК-пирометры с диапазоном до 1600°C. Но когда сталь идёт с температурой 1650–1700°C, погрешность уже достигает 15–20 градусов. Пришлось на одном из комбинатов в Челябинске переделывать систему — добавили двойную калибровку по эталонному излучателю и термопаре погружного типа.

Кстати, про термопары. Их до сих пор используют на 70% предприятий СНГ, хотя знают, что срок службы — не более 200 замеров. Но менять привычное оборудование боятся. Мы в таких случаях ставим гибрид: основное измерение через ИК-канал, а раз в смену — контрольное погружение. Так и точность сохраняется, и расходники экономятся.

Заметил интересный момент: когда увеличиваешь частоту измерений с 2 до 10 раз в минуту, система начинает 'видеть' переохлаждение стали в промежуточном ковше. Это помогло на МНЛЗ-3 снизить брак по трещинам на 8%.

Как мы подбирали защиту для оптики в условиях запылённости

В 2018 году на заводе в Липецке столкнулись с тем, что линзы загрязнялись за 2–3 часа работы. Попробовали воздушную завесу — не помогло, потому что частицы окалины слишком тяжёлые. Пришлось разрабатывать систему с двойным щелевым обдувом и съёмными кварцевыми фильтрами.

Кстати, фильтры сначала ставили стандартные — силикатные. Но при резких перепадах температуры они трескались. Перешли на поликор, хотя он дороже на 40%. Зато межсервисный интервал вырос с недели до трёх месяцев.

Сейчас тестируем вариант с вихревой продувкой — пока сыровато, иногда срабатывает с задержкой. Но если удастся стабилизировать, это сократит расход сжатого воздуха на 25%.

Особенности интеграции с АСУ ТП

Часто заказчики просят 'просто выдать данные по Modbus'. Но когда начинаешь подключать к существующей системе, вылезают нюансы. Например, на Криворожском комбинате оказалось, что их ПЛК обрабатывает сигнал с задержкой 0.8 секунд. Для непрерывного измерения это критично — пришлось ставить локальный контроллер с буферизацией.

Ещё важный момент — синхронизация с весодозировочной системой. Без этого невозможно строить корректные термограммы плавки. Мы обычно используем сигнал от датчиков уровня в ковше как триггер начала измерений.

Кстати, про протоколы. OPC UA конечно модно, но на 80% предприятий до сих пор работают через Profibus. Приходится держать оба варианта в арсенале.

Кейс с внедрением на МНЛЗ-5 Новолипецкого комбината

Там стояла старая немецкая система, которая уже не поддерживалась производителем. Основная проблема — дрейф показаний на 3–5°C в месяц. Мы предложили калибровку по эталонному источнику Чёрного тела, но оказалось, что его невозможно установить ближе 15 метров от технологической зоны.

Пришлось разрабатывать выносной модуль с волоконно-оптическим кабелем. Потеря сигнала составляла 12%, но мы компенсировали это усилителем и поправочными коэффициентами.

Интересно получилось с настройкой алгоритма сглаживания. Стандартный фильтр Калмана давал задержку в 1.2 секунды — неприемлемо. Использовали адаптивный алгоритм, который учитывает скорость разливки. В итоге точность ±3°C при времени отклика 0.3 секунды.

Что чаще всего ломается в таких системах

По статистике наших сервисных выездов, 60% поломок — это отказ системы охлаждения. Особенно летом, когда температура в цехе поднимается выше 45°C. Пришлось переходить на жидкостное охлаждение с теплообменником, хотя это удорожает конструкцию на 15%.

Ещё слабое место — кабельные соединения. Вибрация от кранов и тележек приводит к обрывам экрана. Теперь всегда ставим дополнительную фиксацию в точках изгиба.

Кстати, про ПО. Раз в полгода обязательно нужно обновлять базы калибровок — из-за выгорания оптики характеристики постепенно меняются. Некоторые клиенты забывают это делать, потом удивляются расхождениям в показаниях.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с многоспектральными измерениями. Это позволяет одновременно определять температуру и состав шлака. Пока точность по химсоставу ±7%, но для оперативного контроля уже пригодно.

Ещё интересное направление — прогнозирование температуры на выходе из ковша на основе тепловых моделей. На тестовом участке удаётся предсказать с точностью ±8°C за 10 минут до выпуска.

Кстати, начинаем внедрять системы с ИИ-анализом термограмм. Пока сыровато, но уже видим закономерности, которые человек не замечает. Например, связь между распределением температуры по поверхности и содержанием углерода.

Почему важно учитывать местные условия

На Уральских заводах, например, вода в охладительных контурах жёсткая — быстро образуется накипь. Пришлось разрабатывать систему с автоматической промывкой кислотой раз в две недели.

А на южных предприятиях другая проблема — высокая влажность. Конденсат на оптике сводит на нет все измерения. Установили дополнительные подогреватели с плавной регулировкой температуры.

Кстати, заметил, что на предприятиях с устаревшим энергооборудованием часто бывают просадки напряжения. Теперь всегда ставим стабилизаторы в комплекте — избегаем сбоев в работе процессорных модулей.