
Когда слышишь про вентиляционные трубки для непрерывного измерения температуры стали, первое, что приходит в голову — обычная термопара в защитном кожухе. Но на практике разница как между кухонным термометром и пирометром на разливной машине. Многие думают, что главное — выдерживать температуру до 1600°C, а на деле важнее, как трубка держит циклические нагрузки при резких скачках от красного каления к остыванию за секунды.
В 2018 на одном из уральских МНЛЗ мы ставили эксперимент с керамическими трубками немецкого производства. Технические характеристики идеальные: рабочая t° до 1750°C, устойчивость к окислению. Но через двое суток непрерывной работы на пятой плавке трубка дала микротрещину — не критично для прочности, но достаточно для проникновения паров металла. Сигнал термопары начал плавать, пришлось останавливать процесс.
Позже выяснилось: проблема не в материале, а в конструкции крепления. При быстром перемещении тележки с ковшом возникала вибрация, которую производитель не учел. Пришлось дорабатывать опорный узел самостоятельно — добавили амортизирующую прокладку из жаростойкой резины. Мелочь, но без нее система не работала.
Кстати, о температурных датчиках. Часто забывают, что непрерывное измерение температуры стали требует не просто фиксации пиковых значений, а отслеживания динамики. Если трубка имеет слишком большую тепловую инерцию — а такое бывает при избыточной толщине стенок — ты получаешь запаздывание на 3-4 секунды. На скоростных МНЛЗ это уже критично.
Когда в 2020 году к нам поступили трубки от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс, многие коллеги скептически хмыкали. Мол, китайское — значит, недолговечное. Но на тестовых запусках на мини-заводе в Череповце их продукция показала интересную особенность: комбинированное исполнение корпуса. Внешний слой — стандартная нержавейка, внутренний — спеченная керамика с добавлением оксида иттрия.
Такое решение редко встретишь у европейских производителей, обычно идут по пути цельнокерамических трубок. Но у композитного варианта есть плюс — лучше переносит термические удары. Первые образцы отработали семь месяцев без замены, хотя по графику планового обслуживания стояло шесть.
Заходил на их сайт tengyidianzi.ru, смотрел описание технологий. Видно, что компания не просто сборщик, а ведет собственную разработку — в описании продукции упоминаются патенты на систему крепления термопарных блоков. Это важно, потому что в нашем деле 70% проблем возникает именно на стыках и соединениях.
При установке вентиляционных трубок на участке разливки есть нюанс: угол наклона. Казалось бы, мелочь — но если трубка стоит строго вертикально, на внутренних стенках быстрее накапливаются брызги шлака. При отклонении на 15-20 градусов от вертикали срок службы увеличивается почти вдвое.
Еще момент: способ фиксации кабеля. Если его просто примотать к корпусу — при температуре под 200°C изоляция плавится, появляются помехи. Мы через три месяца эксплуатации начали использовать отдельные керамические держатели, вынесенные на 30 см от горячей зоны. Кабель стал служить дольше, погрешность измерений упала с ±8°C до ±3°C.
Кстати, о погрешностях. Многие технолог требуют точность ±1°C, но в реальных условиях непрерывного измерения это недостижимо. Тепловые потоки, вибрация, изменение состава шлака — все вносит коррективы. Реальная погрешность хорошей системы — ±5-7°C, и это нормально для технологического контроля.
На сайте ООО Шэньян Тэнъи Электроникс упоминается специализация на инфракрасном измерении — это перспективное направление. Хотя для непрерывного измерения в ковше ИК-датчики не всегда подходят из-за паров и запыленности, но для контроля температуры в кристаллизаторе — идеально.
Помню, как в 2021 пробовали ставить ИК-датчик совместно с термопарной трубкой — для перекрестной проверки показаний. Выяснилось, что при определенных режимах разливки ИК-сигнал более стабилен, особенно когда в стали повышенное содержание марганца — он влияет на ЭДС термопары.
Но и у ИК-систем свои сложности — требуются регулярные калибровки, чувствительны к чистоте оптики. На участке выдержки перед МНЛЗ приходилось ставить систему продувки воздухом, иначе за пару часов на линзе оседала тонкая пленка пыли, искажающая показания.
В 2019 пробовали ставить трубки от малоизвестного турецкого производителя — цена была в два раза ниже немецких аналогов. Через месяц эксплуатации посчитали итоги: три внеплановые остановки из-за выхода из строя трубок, потерянное время на замену, испорченная партия стали. В пересчете на тонны продукции — убыток превысил экономию в 15 раз.
Сейчас при выборе поставщика смотрим не столько на цену, сколько на сроки гарантии и наличие сервисной поддержки. У ООО Шэньян Тэнъи Электроникс, кстати, в контрактах прописывают выезд специалиста в течение 72 часов — для китайской компании это необычно, обычно ограничиваются онлайн-консультациями.
Еще важный момент — совместимость с существующими системами. Наш опыт показывает, что даже качественная трубка может не стыковаться со старыми контроллерами Siemens 2000-х годов. Приходится либо менять контроллеры, либо ставить преобразователи сигнала — дополнительные расходы, которые изначально не закладываются в смету.
Сейчас на основном производстве используем гибридную схему: на участке выдержки — трубки композитного типа (как у Шэньян Тэнъи), в кристаллизаторе — ИК-системы. Такое разделение дает стабильность измерений плюс резервирование.
Из последних наблюдений: важно вести журнал отказов с привязкой к марке стали. Заметили, что при разливке высоколегированных сталей с титаном ресурс трубок снижается на 20-30% — видимо, влияет химическая активность расплава. Теперь для таких марок ставим трубки с усиленным внутренним покрытием.
В целом, за десять лет работы с системами непрерывного измерения температуры стали пришел к выводу: идеального решения нет, есть оптимальное для конкретных условий. Главное — не гнаться за модными новинками, а подбирать оборудование под технологический процесс, а не наоборот. И всегда иметь запасной вариант на случай, когда даже самая надежная трубка внезапно выходит из строя посреди плавки.