Автоматическое измерение температуры жидкой стали производители

Когда говорят про автоматическое измерение температуры жидкой стали, многие сразу думают о лазерных пирометрах или стандартных системах. Но в реальности на конвертерных участках или при разливке возникают нюансы, которые в спецификациях не опишешь. Например, колебания уровня шлака могут исказить показания, а ведь от этого зависит вся логика доводки плавки.

Почему классические методы подводят

Раньше мы пробовали адаптировать немецкие пирометры для наших условий. Казалось, точность ±5°C — это панацея. Но при работе с жидкой сталью в ковше оказалось, что тепловые помехи от газовых горелок сводят на нет все преимущества. Пришлось пересматривать подход к калибровке.

Особенно проблемными были зоны под электропечами — там, где требуется измерение каждые 10-15 секунд. Датчики перегревались, и через пару смен уже давали погрешность в 10-15 градусов. Пришлось разрабатывать собственную систему охлаждения, хотя изначально казалось, что это избыточно.

Кстати, многие производители до сих пор предлагают решения без учёта скорости окисления поверхности металла. А ведь именно это приводит к резкому скачку погрешности при длительных измерениях.

Инфракрасные технологии: между теорией и практикой

Вот здесь как раз интересный опыт у ООО Шэньян Тэнъи Электроникс. Они изначально делали ставку на ИК-технологии для непрерывного измерения температуры, но не через стандартные пирометры, а через многоточечные системы. Это дало преимущество при контроле температуры в разливочных стаканах.

На их сайте https://www.tengyidianzi.ru есть кейс по установке на МНЛЗ — там как раз видно, как менялся подход к позиционированию датчиков. Изначально ставили под углом 45 градусов, но из-за паров жидкости нарастала погрешность. Перешли на вертикальный монтаж с продувкой аргоном.

Кстати, их система охлаждения оказалась близка к тому, что мы сами разрабатывали — воздушное охлаждение плюс теплоотвод через медные радиаторы. Но у них получилось добиться стабильности до 200 часов непрерывной работы, что для наших цехов было прорывом.

Ошибки калибровки и как их избежать

Самая частая ошибка — калибровать оборудование по эталонному образцу в лаборатории, а потом переносить в цех. Перепад температур, вибрации, электромагнитные помехи — всё это влияет на точность. Мы сейчас калибруем непосредственно на работающем оборудовании, используя эталонный термопарный зонд параллельно с ИК-системой.

Интересно, что ООО Шэньян Тэнъи Электроникс в своих последних разработках вообще ушла от периодической калибровки — встроили систему автонастройки через эталонные точки в самом ковше. Рисково, но работает стабильнее, чем ручные методы.

Кстати, при калибровке важно учитывать не только температуру металла, но и футеровки. Мы как-то потеряли неделю, пытаясь понять, почему скачут показания — оказалось, износ футеровки меняет тепловое поле.

Реальные кейсы внедрения

На одном из заводов в Челябинске ставили эксперимент с системой от производителей автоматического контроля температуры — как раз от упомянутой компании. У них была интересная схема с двумя датчиками: основной и контрольный. При расхождении более 3°C система автоматически пересчитывала коэффициенты.

Особенно полезной оказалась функция построения тепловых карт в реальном времени. Это позволило оптимизировать работу промежуточных ковшей — снизили перегрев металла на 7-10 градусов, что дало экономию на электродах.

Правда, сначала были проблемы с синхронизацией данных — система выдавала температуру с опозданием на 2-3 секунды. Для автоматической системы доводки это критично. Пришлось дорабатывать ПО на месте, но в итоге вышли на задержку менее 0.5 секунды.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас многие хотят внедрить непрерывное измерение температуры в системах искусственного интеллекта для прогнозирования качества стали. Но здесь есть подводный камень — ИК-системы не всегда корректно работают при изменении химсостава металла. При переходе на другую марку стали приходится перенастраивать алгоритмы.

У того же ООО Шэньян Тэнъи Электроникс в последней модификации систем появилась функция автоматической корректировки под разные марки стали. За счёт чего — не совсем понятно, вероятно, используют спектральный анализ вместе с температурным.

Вообще, будущее видится в гибридных системах: ИК-измерение плюс термопары плюс алгоритмы компенсации погрешностей. Но пока такие решения слишком дороги для массового внедрения. Хотя на прецизионных сталях уже окупаются за счёт снижения брака.

Что чаще всего упускают при выборе оборудования

Многие закупают системы, ориентируясь только на заявленную точность. Но в реальности важнее стабильность показаний в течение длительного времени. Мы как-то тестировали оборудование, которое давало точность ±2°C в первые сутки, но через неделю уходило в ±15°C.

Ещё момент — совместимость с существующей АСУ ТП. Некоторые производители делают системы с закрытыми протоколами, потом приходится тратить месяцы на интеграцию.

И да, никогда не экономьте на системе продувки оптики. Лучше потратить лишние 50 тысяч рублей на качественные фильтры, чем потом каждую смену останавливать измерения для чистки.