Измерение температуры в печи-ковше завод

Если честно, многие до сих пор не понимают, почему обычные пирометры не работают в печах-ковшах — думают, что главное попасть в диапазон температур. А на деле там всё упирается в спектральную селективность и фоновые помехи от футеровки.

Проблемы контактных методов

Начинали лет десять назад с термопар типа В5 — ставили через заправочную машину. Через три плавки графитовый наконечник рассыпался, плюс постоянные заливы стали в защитную гильзу. Ладно бы только стоимость расходников, но ведь каждое такое измерение — остановка процесса на 2-3 минуты.

Особенно проблемно было с низколегированными сталями — там температурный интервал кристаллизации узкий, а за время замера успевает выпасть шлак. Как-то в 2018 на МНЛЗ-2 из-за этого получили переохлаждённый слиток, который потом в чистовой группе порвал рольганг.

Пытались ставить системы непрерывного измерения через погружные зонды — но вибрация от газового перемешивания выводила их из строя за неделю. Кстати, именно тогда обратили внимание на разработки ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — их пирометры с водяным охлаждением как раз проектировались под такие условия.

Инфракрасные технологии в агрессивных средах

Сейчас используем двухволновые пирометры — они хоть как-то справляются с дымом и парами. Но есть нюанс: если в ковше плавающая окалина, показания скачут на 30-40 градусов. Приходится делать серию замеров и брать медиану.

На участке внепечной обработки вообще отдельная история — там добавление ферросплавов создаёт такие всплески излучения, что одноканальные приборы полностью теряют адекватность. Мы через их сайт https://www.tengyidianzi.ru смотрели модификации с компенсацией импульсных помех — в теории должно помогать, но пока не тестировали.

Самое сложное — калибровка. Делаем её по эталонной термопаре в лабораторной печи, но всегда есть погрешность переноса. Коллеги с Уралмаша как-то предлагали использовать керамические мишени с известной эмиссионной способностью, но это слишком сложно для цеховых условий.

Влияние технологических параметров

Мало кто учитывает, что при измерении температуры в печи-ковше угол наблюдения критически важен. Если смотреть под 45 градусов к поверхности — получаешь занижение на 5-7%. Мы ставим датчики строго вертикально, но тогда возникают проблемы с конструкцией фермы.

Глубина ванны — ещё один фактор. При высоте металла менее 1.2 метра начинается влияние дна ковша, особенно если футеровка сильно изношена. Как-то на разливочном пролёте три месяца не могли понять, почему перерасходуем подогрев — оказалось, пирометр 'видел' перегретый нижний слой футеровки через тонкий слой стали.

Сейчас пробуем комбинированную систему: основной пирометр + тепловизор для контроля распределения температуры по поверхности. Но тепловизоры плохо работают при интенсивном излучении от шлака — приходится настраивать фильтры под каждый тип стали.

Организационные сложности

Самая большая проблема — не оборудование, а люди. Сталевары не доверяют 'лазерным указкам', требуют подтверждения термопарами. Приходится вести параллельный журнал измерений, хотя по факту погрешность у инфракрасных методов сейчас не превышает 0.3%.

Ремонтники вечно повреждают кабели — пришлось прокладывать их в бронерованных гофрах с термостойким покрытием. Замена одного волоконно-оптического кабеля обходится в 40-50 тысяч рублей, не считая простоев.

Система от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' привлекла тем, что у них есть модуль прогноза температуры — алгоритм учитывает остывание при транспортировке к МНЛЗ. Мы его дорабатывали под наши условия, но базовая логика вполне адекватная.

Перспективы развития

Сейчас экспериментируем с беспроводной передачей данных — обычные Wi-Fi-модули не выдерживают температурных градиентов в цеху. Испытали промышленный стандарт ISA-100, но он слишком дорогой для массового внедрения.

Интересно было бы попробовать их новые разработки — на сайте указано, что они специализируются на непрерывном измерении температуры с использованием инфракрасного излучения. Как раз для конвертерных цехов это актуально — там цикл слишком короткий для ручных замеров.

Главное — чтобы производители понимали реальные условия эксплуатации. Теоретические характеристики всегда красивые, а на практике датчик может залить шлаком, облучить рентгеном от дефектоскопа или просто забить металлической пылью. Вот тогда и видно, чья система действительно рабочая.

Кстати, на следующей неделе должны испытать новую оптическую систему с пневматической продувкой — если выдержит наши условия, будем рассматривать серийное внедрение. Особенно для участка вакуумирования, где вообще никакие контактные методы не работают.