Зонд для измерения температуры поверхности непрерывнолитой заготовки завод

Когда речь заходит о контроле температуры на МНЛЗ, многие сразу думают о пирометрах. Но попробуй-ка измерить температуру в зоне вторичного охлаждения, где пар и окалина сводят показания обычных пирометров к нулю. Вот тут и выходит на сцену контактный зонд — инструмент с другой философией измерений.

Почему классические методы подводят

В 2018 на Череповецком ММК мы три недели мучились с немецким пирометром в зоне резки слябов. Показания прыгали на 80-100°C из-за пара от системы охлаждения. Технологи сердились — автоматика резака работала вразнобой. Оказалось, инфракрасный датчик просто не видел поверхность через парную завесу.

Коллеги из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' тогда привезли опытный образец контактного зонда. Принцип прост: термопара в керамическом наконечнике плотно прижимается к поверхности заготовки. Но простота обманчива — чтобы выдержать вибрации непрерывной разливки, нужна особая конструкция пружинного механизма.

Забавно, но главной проблемой стала не температура, а эрозия наконечника. Первые версии зондов теряли калибровку после 200-300 измерений из-за абразивного воздействия окалины. Пришлось совместно с инженерами дорабатывать состав керамики.

Конструкционные тонкости, которые не пишут в инструкциях

Самый критичный узел — система прижима. Слишком слабая пружина — нет контакта с поверхностью, слишком сильная — деформация термопары. Нашли компромисс через пневматику с регулируемым давлением, но это добавило сложностей с обслуживанием.

Керамический наконечник должен иметь определенную шероховатость. Слишком гладкий — скользит по окалине, слишком шероховатый — быстро изнашивается. После десятка проб остановились на оксиде алюминия с добавлением циркония.

Длина кабеля — отдельная головная боль. При 15-метровой длине появляются наводки от оборудования. Экранирование помогает, но удорожает конструкцию. В ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' предложили компромисс — модульную систему с усилителями сигнала через каждые 7 метров.

Полевые испытания и неожиданные открытия

На Северстали зонд показал интересный эффект: при скорости разливки 1.8 м/мин температура в центре сляба была на 25-30°C выше, чем по краям. Это противоречило расчетам теплообмена. Оказалось, виной — неравномерность водяного охлаждения по ширине кристаллизатора.

Еще один казус: при температуре ниже 750°C зонд начинал 'врать' на 5-7%. Разобрались — сказывалась разница теплопроводностей между керамическим наконечником и сталью. Пришлось вводить поправочные коэффициенты для разных марок стали.

Самое ценное наблюдение: стабильные показания зонда позволили оптимизировать расход воды в secondary cooling. На одном из заводов Урала это дало экономию 3-4% на энергии насосов — неожиданный бонус к точности измерений.

Интеграция с АСУ ТП — подводные камни

Стандартные протоколы типа Modbus тут не всегда работают. Сигнал с термопары требует частого опроса — не реже 10 Гц, иначе теряем динамику изменений. Пришлось писать кастомные драйверы для Siemens S7.

Система позиционирования — отдельная история. Механические направляющие изнашиваются за 2-3 месяца. Перешли на пневматический подвод, но появилась вибрация. В итоге комбинировали магнитные фиксаторы с пневмоприводом.

Калибровка в цеховых условиях — вечная проблема. Эталонный термометр часто 'плывет' из-за вибраций. Разработали мобильную поверочную установку с баней расплавленного олова — стабильная температура 232°C как реперная точка.

Экономика против точности

Стоимость одного зонда — около 120 000 рублей. При активной работе ресурс 6-8 месяцев. Кажется дорого, но если учесть брак от неправильного охлаждения... На Новолипецком МК посчитали — один процент снижения брака окупает партию зондов за полгода.

Сервис — больной вопрос. Китайские аналоги дешевле на 40%, но ремонтопригодность нулевая. Европейские аналоги надежнее, но в 2.5 раза дороже. Российская сборка с компонентами от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' оказалась золотой серединой.

Интересный момент: оказалось, что зонд можно использовать для косвенной оценки содержания углерода. При одинаковой температуре разные марки стали дают небольшие, но стабильные отклонения в показаниях. Правда, для точных измерений все равно нужен спектрометр.

Что в сухом остатке

Контактный зонд — не панацея, а инструмент для конкретных условий. В зоне вторичного охлаждения он незаменим, в зоне резки — спорно. Главное — понимать физику процесса, а не слепо верить показаниям.

Сейчас тестируем гибридную систему: ИК-пирометр для общего контроля плюс контактный зонд для точечных измерений в проблемных зонах. Первые результаты на Магнитогорском МК обнадеживают — точность контроля температуры выросла на 18%.

Коллеги из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' обещают к концу года новую модель с беспроводной передачей данных. Интересно, как она поведет себя в условиях сильных электромагнитных помех цеха. Если решат эту проблему — будет прорыв.