
Когда слышишь про зонд для непрерывного радиационного измерения температуры жидкой стали производитель, многие сразу представляют лабораторные условия. На практике же — это всегда компромисс между точностью и выживаемостью оборудования в цеху.
Помню, как на комбинате 'Северсталь' пытались использовать немецкий пирометр общего назначения. Через два дня плавки оптику затянуло шлаковой пылью. Погрешность пошла до 40-50°C — это катастрофа для контроля раскисления.
Ключевая ошибка — непонимание физики процесса. Жидкая сталь не просто излучает, она постоянно генерирует оксидные пары. Без принудительной продувки оптического канала измерения превращаются в лотерею.
Именно здесь кроется основное преимущество специализированных зондов. Они проектируются с учетом:
- Двухканальной системы продувки аргоном
- Керамических сопел, устойчивых к брызгам металла
- Автоматической калибровки через каждые 8-10 плавок
Работая с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс', мы выявили три критичных момента в конструкции. Во-первых — угол обзора зонда должен быть не менее 15 градусов. Меньше — теряем представительность измерения, больше — ловим паразитные отражения от стенок ковша.
Во-вторых, материал защитной кварцевой трубки. Дешевые китайские аналоги используют кварц с содержанием железа до 0.01% — это смерть для точности. В Tengyi применяют очистку до 0.001%, что видно по цвету трубки — она практически кристально прозрачная.
Третий момент — расположение термопары компенсации. Если её поставить ближе 150 мм к измерительной головке — начинается дрейф показаний из-за нагрева. На сайте tengyidianzi.ru есть схема монтажа, где это четко показано, но многие монтажники её игнорируют.
В 2022 году мы тестировали систему непрерывного измерения на машине непрерывного литья заготовок. Расчетный срок службы зонда — 6 месяцев. Фактически отработал 8, но с нюансами.
После 5 месяцев начал 'плавать' сигнал. Разборка показала — не герметичность уплотнения в месте соединения с водяной рубашкой охлаждения. Микроскопическая течь, но её хватило для образования конденсата на оптике.
Инженеры Тэнъи доработали конструкцию — добавили двойное уплотнение и датчик давления в системе охлаждения. Теперь при падении давления ниже 2 бар срабатывает предупреждение.
Интересный побочный эффект — обнаружили зависимость точности от скорости подачи аргона. При расходе менее 5 л/мин начинается задымление, более 15 л/мин — вибрации искажают сигнал. Ни в одной инструкции этого нет.
Многие производства экономят на системе продувки, ставя обычные редукторы вместо масс-расходомеров. Результат — перерасход газа в 3-4 раза или нестабильность измерений.
На НЛМК считали: зонд с ручной калибровкой дешевле на 40%. Но когда посчитали потери от брака из-за неточного измерения температуры в кристаллизаторе — оказалось, что автоматическая калибровка окупается за 2 месяца.
Особенно критично для сортовой стали, где отклонение на 15°C приводит к изменению механических свойств. Здесь производитель зондов должен предусмотреть возможность интеграции с системой управления плавкой.
Сейчас тестируем на 'Мечеле' систему с двумя зондами — основной и контрольный. При расхождении показаний более 10°C автоматически берется проба для лабораторного анализа. Пока статистика обнадеживает — в 92% случаев зонд прав.
Следующий шаг — внедрение ИИ для прогнозирования температуры по косвенным признакам. Когда основной зонд на обслуживании, система использует данные от системы газоанализа и вибродатчиков.
Компания ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как раз анонсировала подобную разработку. На их сайте появился раздел про 'предиктивную термометрию' — интересно, как это будет работать в реальных условиях, а не в презентации.
Никогда не ставьте зонд напротив струи аргона при продувке ковша — пульсации давления гарантируют погрешность. Лучшая позиция — под углом 30-45 градусов к центру.
Раз в месяц обязательно проверяйте чистоту оптики — даже с продувкой микрочастицы все равно проникают. Используйте только специальные салфетки, обычная ветошь оставляет волокна.
При замене кварцевой трубки не экономьте на герметике. Дешевые силиконы выдерживают 800°C, а не 1200°C как заявлено. Проверено горьким опытом на ЭСПЦ Череповца.
И главное — не пытайтесь 'улучшить' конструкцию. Все возможные модификации уже просчитаны производителем, самоделки всегда выходят дороже в долгосрочной перспективе.