Вентиляционная труба для системы измерения температуры жидкой стали завод

Когда говорят про вентиляционные трубы для контроля нагрева металла, многие сразу думают о простом охлаждении датчиков. Но в реальности — это баланс между термостойкостью и стабильностью сигнала, где малейший перекос ведёт к погрешностям в 20–30 градусов. Мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' через годы проб поняли: даже идеальный инфракрасный сенсор бесполезен, если обдув не отводит гарь и брызги шлака равномерно.

Конструкционные провалы и неочевидные нюансы

Раньше ставили обычные стальные воздуховоды — через месяц эксплуатации в зоне контакта с расплавом появлялись микротрещины. Не критично? А вот и нет: в них набивалась пыль с высоким содержанием цинка, который искажал ИК-показания. Пришлось переходить на композитные трубы с алюминиевым напылением внутри.

Кстати, про диаметр. Казалось бы, чем больше сечение — тем лучше теплоотвод. Но на практике при превышении 120 мм возникали завихрения, которые засасывали летучую золу прямо на линзы пирометров. Оптимальным оказался диапазон 80–100 мм с обязательными перегородками для ламинаризации потока.

Самое сложное — крепление к раме конвертера. Болтовые соединения постоянно 'залипали' от температурных деформаций. Перешли на хомутовые фиксаторы с графитовыми прокладками — проблема ушла, но появилась новая: вибрация от работы газоочистки ослабляла зажимы. Добавили пружинные демпферы — и только тогда добились стабильности.

Реальные кейсы с металлургическими комбинатами

На Магнитогорском МК внедряли нашу систему с вентиляционной трубой серии VT-4M. Заказчик жаловался на дрейф показаний при температуре выше 1650°C. Оказалось, проблема не в трубе, а в расположении заборного отверстия — оно захватывало воздух из зоны выброса раскалённых газов. Перенесли точку забора на 3 метра выше — погрешность упала до ±5°C.

А вот на Череповецком комбинате случай был противоположный: слишком интенсивный обдув вызывал локальное охлаждение поверхности металла, пирометр показывал заниженные значения. Пришлось разрабатывать регулируемые сопла с изменяемым углом подачи воздуха. Теперь эта модификация стала стандартом для печей с нижней продувкой.

Кстати, именно после этих доработок мы начали сотрудничать с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — их пирометры серии TGY-3000 как раз требовали прецизионного контроля теплового фона. Совместно довели систему до ума: теперь наши трубы поставляются в комплекте с их измерительными головками.

Материаловедческие тонкости

Жаропрочная нержавейка AISI 310 — казалось бы, идеальный выбор. Но при длительном контакте с парами свинца (они есть в шлаках почти всегда) начинается межкристаллитная коррозия. Перепробовали керамические покрытия, но они трескались от термоудара. В итоге остановились на сплаве с добавкой молибдена — дороже, но служит 2–3 года вместо 8 месяцев.

Внутренняя полировка — не для красоты. Шероховатости всего в 0,2 мм увеличивают турбулентность на 40%, а это ведёт к вибрациям, которые влияют на точность измерений. Приходится шлифовать до Ra 0,8 мкм, хотя для воздуховодов это избыточно.

Уплотнители — отдельная головная боль. Силикон выдерживает до 250°C, фторкаучук — до 300°C, но в пиковые моменты температура около фурмы достигает 450°C. Пришлось заказывать армированные асбестовые прокладки по спецпроекту — обычные поставщики такие не делают.

Монтажные ошибки, которые дорого обходятся

Самая частая — установка трубы строго горизонтально. Кажется логичным? Но при таком расположении в ней скапливается конденсат от перепадов температур. Когда капли влаги попадают на оптику пирометра — показания 'прыгают' на 50–100 градусов. Теперь всегда монтируем с уклоном 5–7 градусов к дренажному отверстию.

Ещё один момент — расстояние до зоны контроля. Если меньше 1,2 метра — труба перегревается, больше 2,5 метров — эффективность обдува падает втрое. При этом для разных конвертеров цифры могут отличаться из-за геометрии кожуха.

Забывают про виброизоляцию. Стандартные хомуты передают колебания от работы механизмов, что вызывает 'дрожание' показаний. Решение простое, но о нём часто не думают: резиновые прослойки между креплением и несущей конструкцией.

Современные доработки и перспективы

Сейчас экспериментируем с подогревом приточного воздуха. Зимой холодный воздух с улицы создаёт тепловой градиент, который влияет на точность. Установили ТЭНы с регулировкой мощности — проблема ушла, но появилась новая: увеличилось энергопотребление системы. Ищем компромиссный вариант.

Тестируем комбинированные системы с двойным контуром: основной обдув + дополнительный импульсный для очистки оптики. Пока дороговато, но на тестах в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' показали увеличение межсервисного интервала в 1,8 раза.

Перспективное направление — 'умные' трубы с датчиками загрязнения. Когда на внутренних стенках накапливается отложения, меняется аэродинамическое сопротивление. Мониторим этот параметр и прогнозием время чистки. Пока система в опытной эксплуатации, но уже видим потенциал.

Выводы, которые не пишут в инструкциях

Ни одна вентиляционная труба не работает идеально без учёта специфики конкретного цеха. Высота потолков, расположение кранов, даже режим работы газоочисток — всё влияет. Поэтому типовые решения работают лишь на 60–70%.

Главный показатель качества — не срок службы, а стабильность термограмм. Можно сделать трубу, которая прослужит 10 лет, но с погрешностью измерений ±15°C — она бесполезна для технологического процесса.

Сотрудничество с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' показало: только совместные тесты на производстве позволяют найти оптимальные решения. Их пирометры + наши воздуховоды — сейчас это наиболее сбалансированная система для непрерывного измерения температуры жидкой стали.