Защитная трубка для непрерывного измерения температуры жидкой стали завод

Если думаете, что любая трубка выдержит контакт с расплавом — вам ещё ни разу не приходилось ночью менять деформированный зонд в кислородном конвертере.

Почему стандартные решения не работают

Вот смотрите: берём обычную керамическую защиту для термопар. На бумаге — отличные характеристики, в лабораторных испытаниях держит 1800°C. Но в реальности на разливе чугуна появляются микротрещины уже после третьего погружения. Не из-за температуры, а из-за термического удара при быстром перемещении между зонами.

Особенно проблемные участки — зона вблизи шлакового слоя. Там где перепад между жидким металлом и шлаком достигает 400-500°C на расстоянии 10 см. Именно в этом месте чаще всего лопаются даже дорогие немецкие трубки.

Кстати, про шлак — многие забывают, что его химический состав меняется от плавки к плавке. Сегодня относительно нейтральный, завтра с повышенным содержанием серы. А это значит, что стойкость материала должна оцениваться не по максимальной температуре, а по комплексному воздействию агрессивных сред.

Конструкционные тонкости, которые не пишут в паспорте

Толщина стенки — вот что действительно важно. Видел как на Криворожском меткомбинате пробовали ставить тонкостенные трубки — якобы для быстрого теплового отклика. Результат — через два часа работы на электропечи трубку повело винтом, показания пошли вразнёс.

Оптимальным считаю соотношение наружного диаметра к толщине стенки как 3:1. Но это для стандартных условий. Если измерение идёт в ковше при подогреве — лучше 2.5:1, потому что там дольше контакт с металлом.

Крепление фланца — кажется мелочью, пока не начнётся вибрация от механизма погружения. Наши техники в итоге разработали клиновой замок вместо стандартных болтов. Мелочь? Зато с тех пор не было случаев самопроизвольного отсоединения в процессе работы.

Практика внедрения на производстве

Помню, как в 2019 году на одном из уральских заводов пытались автоматизировать замеры в МНЛЗ. Поставили систему с защитными трубками японского производства. Технологи радовались — точность ±2°C против наших ±5°C. Но через неделю начались проблемы: система требовала калибровки после каждого цикла, а времени на это не было.

Пришлось переходить на гибридное решение: базовые параметры снимаются через постоянные термопары в жидкой стали, а для точного контроля в критические моменты используем переносные зонды. Неидеально, зато работает без простоев.

Кстати, про точность: многие гонятся за высокими цифрами, но на практике важнее стабильность показаний. Лучше иметь погрешность 5°C, которая не меняется месяц, чем 1°C сегодня и 8°C завтра.

Опыт сотрудничества с Тэнъи Электроникс

Когда ребята из ООО Шэньян Тэнъи Электроникс предложили испытать их разработку — отнесся скептически. Обычная история: китайские производители обещают золотые горы, а по факту получаем полуфабрикат. Но здесь ситуация оказалась иной.

Их технологи непрерывного измерения температуры с инфракрасным излучением сначала показались избыточными для наших условий. Однако на пробной партии в электропечном цехе увидел интересную особенность: композитный материал трубки не боится локальных перегревов. Та самая проблема с микротрещинами практически сошла на нет.

Заглянул потом на их сайт tengyidianzi.ru — оказалось, они действительно специализируются на контрольно-измерительных технологиях для металлургии, а не просто торгуют оборудованием. Это чувствуется в подходе: присылают не просто продукт, а полную документацию с методиками эксплуатации именно для наших условий.

Что особенно ценно — их инженеры готовы дорабатывать конструкцию под конкретный производственный цикл. Не все импортные поставщики на это идут, обычно предлагают типовые решения.

Типичные ошибки эксплуатации

Самая распространенная — неправильная скорость погружения. Слишком быстро — термический удар, слишком медленно — налипание шлака на измерительную часть. Оптимально для большинства марок стали — 0.4-0.6 м/с, но это нужно корректировать под вязкость конкретного расплава.

Ещё момент: многие экономят на предварительном прогреве трубок. Мол, и так работать будет. Будет, но ресурс снизится втрое. Проверено на практике: трубка, прогревшаяся до 600°C перед погружением, служит в среднем 120 циклов против 40 у непрогретой.

Чистка после использования — отдельная история. Ни в коем случае нельзя использовать абразивы для удаления прикипевшего шлака. Лучший способ — контролируемый нагрев до температуры плавления шлака с последующим стряхиванием. Да, дольше, но сохраняет геометрию измерительного канала.

Перспективы развития технологии

Сейчас активно тестируем комбинированные системы, где кроме температуры отслеживается ещё и химический состав. Это уже не просто защитная трубка, а многофункциональный зонд. Пока стабильность оставляет желать лучшего — сенсоры быстро выходят из строя в агрессивной среде.

Интересное направление — беспроводная передача данных от погружаемого зонда. Казалось бы, мелочь — избавиться от кабеля. Но на практике это уменьшает вероятность механических повреждений и упрощает эксплуатацию.

Вероятно, следующий шаг — интеграция систем измерения в общий контур управления плавкой. Чтобы показания с термопар сразу влияли на режим работы печи. Пока это выглядит футуристично, но отдельные элементы уже тестируем на экспериментальных установках.

Выводы, которые не найти в инструкциях

Главный урок за последние годы: не существует универсального решения. То, что идеально работает на электропечи, может оказаться бесполезным в конвертере. Даже в пределах одного завода для разных сталеплавильных агрегатов нужны разные подходы к организации непрерывного измерения температуры.

Срок службы защитной трубки — величина непостоянная. Сильно зависит от марки стали, технологии раскисления, даже от времени года (зимой тепловые нагрузки выше из-за больших перепадов). Поэтому любые гарантийные обязательства нужно рассматривать с поправкой на реальные условия.

И последнее: самая совершенная трубка бесполезна без квалифицированного персонала. Видел ситуации, когда дорогое оборудование выходило из строя исключительно из-за неправильного обращения. Поэтому сейчас при внедрении новых систем обязательно включаем в контракт обучение технологов и операторов. Как раз в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс с этим подходом согласились сразу, что говорит о серьёзности их намерений на рынке.