Бесконтактный прибор для непрерывного измерения температуры жидкой стали производители

Когда слышишь про бесконтактные приборы для непрерывного измерения температуры жидкой стали, первое, что приходит в голову — это красивые рекламные ролики, где луч лазера точно попадает в струю металла и выдает идеальные цифры. На практике же в цеху всё иначе: пар, пыль, брызги шлака, да и сама сталь — не самый удобный объект для пирометрии. Многие производители умалчивают, что их оборудование капризничает при изменении состава шихты или при скачках давления в зоне измерения.

Почему классические пирометры подводят на разливке

Помню, как лет десять назад мы пробовали немецкий пирометр с заявленной точностью ±5°C. Всё работало отлично, пока не начали ливать низколегированную сталь. Прибор стабильно завышал показания на 15–20 градусов. Оказалось, дело в изменении коэффициента излучения из-за примесей. Тогда-то и пришлось вручную корректировать настройки, хотя в инструкциях это называлось 'полностью автоматическим режимом'.

Особенно проблемными оказались зоны над лункой ковша и в промежуточном ковше. Там постоянно плавает окалина, идет интенсивное испарение, да и температура по сечению распределяется неравномерно. Один раз из-за ложных показаний чуть не перегрели плавку — хорошо, сталевар со стажем на глазок определил, что прибор врет.

Сейчас понимаю, что многие поставщики грешат тем, что проводят калибровку на идеальных условиях. А в реальности на наших производствах и оптику запыляет, и защитные стекла приходится менять чуть ли не ежесменно. Это к вопросу о 'непрерывности' измерений.

Инфракрасные технологии: между теорией и цеховой реальностью

Вот смотрите — берём обычный инфракрасный пирометр. По паспорту диапазон до 1800°C, точность 0.5%. Но когда начинаешь работать с жидкой сталью, выясняется, что главная проблема — не температура, а спектральная селективность. Особенно критично это при измерении в области 0.7–1.1 мкм, где пар и дым сильно поглощают излучение.

У китайских коллег из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' подход интересный — они используют двухволновые системы с коррекцией по прозрачности среды. На их сайте https://www.tengyidianzi.ru описывают разработки для условий интенсивного задымления. Правда, в наших цехах такие системы показывали себя по-разному: где-то работали стабильно, а где-то требовали постоянной подстройки.

Заметил важный нюанс: многие недооценивают влияние колебаний напряжения на стабильность показаний. Особенно это касается российских производств, где с энергообеспечением бывают проблемы. Прибор вроде бы и современный, а из-за скачков напряжения начинает 'плавать'.

Кейс внедрения на МНЛЗ

На машине непрерывной разливки заготовок мы как-то устанавливали систему от того же 'Тэнъи Электроникс'. Задача была — контролировать температуру в промежуточном ковше перед кристаллизатором. Основная сложность — постоянное изменение уровня металла и образование пленки окислов.

Первые две недели были мучением — показания прыгали с амплитудой до 40°C. Технические специалисты компании предлагали разные варианты, в итоге остановились на комбинации принудительной продувки оптического тракта и динамической коррекции коэффициента излучения. Сработало, но пришлось повозиться.

Интересный момент обнаружился при анализе данных — система начала предсказывать засорение submerged entry nozzle по характерным колебаниям температуры. Это стало дополнительным бонусом, хотя изначально такой функции не предполагалось.

Ошибки монтажа которые сводят на нет всю точность

Самая распространенная ошибка — неправильный выбор точки измерения. Ставят пирометр где попало, лишь бы было удобно подвести кабели. А потом удивляются, почему показания не соответствуют термопарам. На самом деле нужно учитывать и угол визирования, и расстояние до объекта, и фоновую засветку от стендов подогрева.

Второй момент — системы охлаждения. Видел случаи, когда прибор перегревался просто потому, что подводящие шланги были пережаты. Или когда конденсат скапливался в оптическом тракте — это вообще катастрофа для измерений.

И конечно, элементарное загрязнение оптики. Некоторые производства экономят на системах продувки, а потом каждую смену приходится чистить линзы. Хотя по опыту скажу — лучше поставить дополнительный воздушный фильтр, чем постоянно останавливать измерения.

Что в итоге работает в реальных условиях

За 15 лет работы перепробовал системы от десятка производителей. Вывод такой: не существует универсального решения. Для каждого участка — ковш, печь, МНЛЗ — нужно подбирать отдельную конфигурацию. Иногда проще поставить два простых прибора, чем один 'навороченный'.

Из последнего что пробовали — модификации от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' с адаптивными алгоритмами. Их особенность в том, что система автоматически корректирует настройки при изменении марки стали. Не идеально, но уже лучше, чем ручная перенастройка.

Важный момент — совместимость с существующей АСУ ТП. Многие современные пирометры имеют встроенные интерфейсы, но на старых производствах часто проще оказывается использовать аналоговые выходы 4–20 мА. Это к вопросу о практичности решений.

В целом, если говорить о перспективах, то будущее за гибридными системами, где бесконтактные измерения дополняются термопарами для взаимной проверки. А пока что главное — понимать физику процесса и не верить слепо паспортным характеристикам. Опытному технологию часто проще на глаз определить температуру по цвету струи, чем разбираться с капризной электроникой.