Зонд для измерения температуры поверхности непрерывнолитой заготовки заводы

Когда слышишь про зонды для измерения температуры на МНЛЗ, сразу вспоминаешь, как на комбинатах до сих пор спорят — ставить контактные пирометры или бесконтактные системы. А ведь ключевая ошибка многих — считать, что раз закуплен немецкий или японский датчик, то он вечный. На деле даже лучшая техника сыпется за полгода, если не учитывать специфику российской эксплуатации: вибрации от ножниц, окалину на поверхности заготовки, перепады напряжения в цеховых сетях.

Почему классические пирометры не всегда спасают

Помню, на Череповце пробовали ставить оптические пирометры с автоматической компенсацией запылённости. В теории — идеально, но на практике ливень окалины с верхних роликов забивал оптику за смену. Приходилось дежурным слесарям каждые два часа протирать объектив мокрой ветошью — смех и грех. Кстати, именно тогда обратили внимание на китайские разработки, например, от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс. Их зонды изначально проектировались под жёсткие условия азиатских меткомбинатов, где расстояние от кристаллизатора до зоны замера редко превышает 4 метра.

Кто-то скажет, что инфракрасные датчики с водяным охлаждением — избыточное решение. Но при температуре поверхности в 1150°C и постоянном тепловом ударе от слябов воздушное охлаждение просто не вывозит. Проверено на ?Северстали?: после модернизации линии непрерывной разливки ставили экспериментальный зонд с принудительным обдувом — через три недели электроника потекла от перегрева.

Важный нюанс, о котором редко пишут в спецификациях — влияние электромагнитных помех от приводов роликов. Наш технолог как-то разводил руками: сигнал с датчика прыгал на ±40°C, хотя визуально заготовка шла ровная. Оказалось, кабель прокладывали в одном лотке с силовыми проводами двигателей. Переложили на расстояние полметра — погрешность упала до 2-3°C.

Как выбрать расположение точки замера

Самый больной вопрос — где ставить измерительную головку. Если сразу после секции вторичного охлаждения — получим заниженные значения из-за пароводяной завесы. Если перед ножницами — риск механических повреждений при обрезке кромки. На одном из уральских заводов пришлось трижды переваривать кронштейн, пока не вынесли датчик на 0.7 метра от линии реза.

Инженеры Tengyidianzi.ru как-то предлагали схему с двумя разнонаправленными сенсорами — для компенсации ошибки от неравномерного остывания. Но это усложняло калибровку: операторам приходилось вручную вводить поправочные коэффициенты для левой и правой кромки сляба. В итоге от идеи отказались — персонал жаловался на возросшую сложность эксплуатации.

Зато их же разработка — зонд с азотной продувкой оптики — прижилась на нескольких мини-заводах. Особенно там, где нет возможности организовать чистую зону измерения. Правда, при -35°C на улице азотные баллоны замерзали, приходилось подводить подогрев.

Калибровка в полевых условиях

Ни один производитель не рассказывает, как реально происходит юстировка. По паспорту — эталонный излучатель с точностью 0.5%. По факту — берем термопарный пробник и замеряем вручную на остановленной заготовке. Расхождение иногда достигает 8-10%, особенно после замены объектива.

На непрерывнолитой заготовке с температурой выше 900°C появляется интересный эффект: тонкая плёнка окислов даёт искажение в ИК-диапазоне. Приходится вводить эмпирические поправки в зависимости от марки стали. Для низкоуглеродистых сталей поправочный коэффициент около 0.96, для высоколегированных — до 0.89.

Самое сложное — поймать момент, когда поверхность заготовки достаточно очистилась от окалины, но ещё не начала повторно окисляться. Здесь помогает только опыт оператора. Автоматические системы очистки, которые предлагают вендоры, часто не успевают за скоростью движения заготовки 1.8-2.5 м/мин.

Ремонтопригодность vs надёжность

Немецкие зонды собраны на совесть, но при поломке ремонт занимает 3-4 недели. Китайские аналоги от Шэньян Тэнъи Электроникс специально проектировались с модульной архитектурой. Можно заменить блок оптики, не снимая охлаждающую рубашку — это ценно при плановых ремонтах раз в квартал.

Запчасти — отдельная головная боль. Для европейского оборудования ждать прокладки из силиконовой резины приходилось до 45 дней. Сейчас перешли на унифицированные уплотнения от российских производителей, благо китайские коллеги предоставляют полные чертежи сопрягаемых элементов.

Кстати, про охлаждающие контуры. Медь против нержавейки — вечный спор. Медь лучше отводит тепло, но при вибрациях быстро устаёт. На Магнитке ставили медные трубки — через год пошли микротрещины в паяных соединениях. Перешли на нержавейку — потеряли 15% эффективности охлаждения, зато ресурс вырос до 5 лет.

Что в итоге работает на производстве

Современные системы уже не являются просто зондами для измерения температуры. Это комплекс из термодатчика, системы очистки оптики, блока компенсации помех и ПО для построения тепловых карт. Но на 80% российских предприятий до сих пор используют упрощённые версии без функций прогнозирования.

Практика показала: оптимальный вариант — гибридное решение. Основной ИК-датчик + резервная термопара на аварийный случай. Так сделали на НЛМК после инцидента, когда из-за сбоя в системе охлаждения пропал сигнал с основного зонда в разгар плавки.

Перспективы? Видимо, переход к распределённым системам измерения. Вместо одного точечного датчика — несколько простых сенсоров по ширине заготовки. Это позволит отслеживать неравномерность охлаждения по кромкам. У китайских коллег уже есть прототипы, но для массового внедрения нужно решить вопросы с синхронизацией данных.