Вентиляционная трубка для непрерывного измерения температуры стали заводы

Если честно, когда впервые услышал про вентиляционные трубки для непрерывного измерения температуры стали, думал — очередная маркетинговая уловка. Ведь на конвертерах или электропечах всегда хватало стандартных термопар. Но после случая на одном из уральских комбинатов, где из-за перегрева плавки потеряли целую партию легированной стали, пришлось разбираться глубже.

Почему обычные термопары не справляются

В зоне выдержки металла при °C керамические чехлы стандартных термопар начинают плавиться уже через 2-3 часа. Ладно бы просто выходили из строя — хуже, что они дают постепенное занижение показаний. Металлург видит 1580°C, а по факту в ванне уже 1620°C. Особенно критично при выплавке нержавейки, где пережог на 20 градусов убивает всю партию.

Помню, на Череповецком комбинате пытались ставить дублирующие термопары в разные зоны. Технологи думали, что усреднение показаний решит проблему. Но при неравномерном нагреве это давало погрешность до 45°C. Пришлось признать — точечные замеры не отражают реальную температуру по всему объёму.

Тут и появились первые вентиляционные трубки — по сути, полые керамические конструкции с принудительным воздушным охлаждением. Но и они сначала подводили: при резких скачках температуры вдуваемый воздух создавал локальные переохлаждённые зоны. Получали стабильные показания, но искажённые физическим воздействием на металл.

Эволюция конструкции: от простого к сложному

Современные трубки — это уже не просто полая керамика. Многослойная структура из диоксида циркония и оксида алюминия с регулируемым зазором для воздуха. Ключевое — не охладить любой ценой, а создать стабильный тепловой барьер. На Новолипецком комбинате тестировали три варианта подачи воздуха: постоянный поток, пульсирующий и с подогревом. Неожиданно лучшие результаты показал подогретый до 200°C воздух — меньше тепловой удар на металл.

Кстати, о толщине стенок. Раньше делали с запасом — 8-10 мм. Оказалось, это ухудшает теплопередачу. Сейчас оптимальными считаются 5-6 мм с переменной плотностью по длине. В зоне погружения плотность выше, у фланца — ниже. Такие нюансы не в учебниках написаны, только опытным путём.

Особенно сложно с изгибами. Прямые трубки работают стабильно, но часто нужен угол 30-45 градусов для обхода конструкций. Литой изгиб — слабое место, трескается при термоциклировании. Сейчас перешли на сборные секции с компенсационными зазорами. Да, сложнее в монтаже, зато служат в 3-4 раза дольше.

Инфракрасное измерение: где подвох

Когда ООО Шэньян Тэнъи Электроникс предлагали свои системы ИК-измерения, многие скептически относились к 'бесконтактным методам'. Мол, шлаковая плёнка, брызги, дым — всё это мешает точности. Но на практике оказалось, что при правильной калибровке погрешность не превышает 3-5°C. Главное — чистота оптики и стабильность продувки.

На их сайте https://www.tengyidianzi.ru есть кейс по Китайской металлургической группе — там комбинировали ИК-датчики с вентиляционными трубками. Интересное решение: трубка не только охлаждает, но и создаёт стабильную газовую среду перед измерительным окном. Резко снизилось загрязнение оптики.

Хотя и тут не без проблем. Например, при измерении в дуговых печах возникают помехи от электромагнитных полей. Пришлось разрабатывать экранированные варианты кабелей. Мелочь, а без неё система неработоспособна.

Монтажные тонкости, о которых не пишут в инструкциях

Самая частая ошибка — жёсткое крепление фланца. При тепловом расширении возникают напряжения, трубка лопается за 2-3 цикла. Сейчас всегда ставим компенсационные прокладки из базальтового картона. Да, немного подтекает, зато нет трещин.

Ещё момент — ориентация выходного отверстия. Если направлять прямо на стенку ковша, получаем локальный перегогрев. Лучше под углом 15-20 градусов к вертикали. Казалось бы, ерунда, но именно такие мелочи определяют срок службы.

Про подключение воздуха вообще отдельная история. Фильры должны быть не просто 'на входе', а двухступенчатые: грубой очистки перед ресивером и тонкой — непосредственно перед трубкой. Иначе пыль забивает каналы за неделю. Убедились на собственном горьком опыте.

Кейс: от неудачи к стабильной работе

На одном из заводов Урала ставили эксперимент — непрерывное измерение в 300-тонной мартеновской печи. Первая попытка провалилась: трубка из диоксида циркония не выдержала химической агрессивности шлака. Через 8 часов работы просто разъело стенку.

Вторая попытка — с добавлением оксида иттрия в керамику. Уже лучше, но возникли проблемы с тепловым расширением — разные слои работали несинхронно. Трещины по межузловым границам.

Сейчас используем комбинированные решения от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — их трубки с регулируемой пористостью плюс ИК-сенсоры. Работает стабильно уже больше года. Ключевым оказался подбор материала под конкретный тип стали — для низкоуглеродистых одни параметры, для легированных другие.

Интересно, что первоначально скептически отнеслись к их предложению по индивидуальному расчёту длины трубки. Думали, маркетинг. Но когда на идентичных печах поставили трубки разной длины (расчётную и 'стандартную') — разница в сроке службы оказалась почти двукратной. Теперь всегда заказываем под конкретные условия.

Что в итоге работает

Сейчас уже нет сомнений — вентиляционные трубки для непрерывного измерения температуры стали не роскошь, а необходимость для точных плавок. Но важно понимать: универсальных решений нет. Для каждого случая нужен индивидуальный расчёт и подбор.

Из практики: оптимальный вариант — комбинация охлаждаемой трубки с ИК-измерением. Трубка создаёт стабильные условия, ИК-датчик даёт точные показания. И да, экономия на системе очистки воздуха всегда выходит боком — ремонт обходится дороже.

Если говорить про производителей — те же ООО Шэньян Тэнъи Электроникс предлагают интересные решения, особенно в части комбинированных систем. Их подход с научно-технической базой и обслуживанием действительно отличается от просто продавцов оборудования. Видно, что люди разбираются в металлургических процессах, а не просто торгуют железками.