Измерение температуры в сталеплавильном производстве завод

Когда говорят про измерение температуры в конвертерах или электропечах, многие представляют себе идеальные графики с учебников. На практике же каждый плавильщик знает — стрелка пирометра прыгает так, что иногда кажется: прибор с ума сошёл.

Проблемы контактных методов

Термопары в сталеплавильном цеху — это как расходный материал. Месяц назад вводили новую систему от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс', так их инженер показывал статистику — стандартная термопара в зоне расплава живёт не больше 15 замеров. Особенно в момент продувки кислородом.

Помню, в прошлом квартале из-за разрушения термопарного наконечника пришлось останавливать плавку на 40 минут. Металл в ковше начал покрываться коркой, потом допиливали газовыми горелками. Технологи потом неделю разбирались, почему пошло отклонение по химсоставу.

Самое неприятное — когда контактный датчик показывает 'усреднённую' температуру. Вроде бы 1640°C на индикаторе, а по факту в некоторых зонах металл уже перегрет до 1680. Это потом вылазит в виде повышенного окалинообразования.

Инфракрасные системы в работе

Сейчас пробуем пирометры от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс'. Их особенность — специальные спектральные диапазоны под расплавленную сталь. Не те бытовые инфракрасники, что меряют всё подряд с погрешностью ±50 градусов.

На участке разливки поставили их стационарный пирометр с системой продувки. Работает в диапазоне 0.8-1.1 мкм, как раз где излучательная способность стали наиболее стабильна. Но и тут есть нюансы — если в зоне замера появляется дым или пар, показания начинают 'плыть'.

Пришлось дополнительно ставить воздушную завесу. Инженеры из 'Тэнъи' предлагали свою систему очистки оптики, но мы пока обходимся заводским компрессором. Хотя на будущий год, возможно, закажем их комплект — там и защита от вибрации лучше.

Калибровка и погрешности

Каждый понедельник у нас обязательная поверка пирометров. Берём эталонный оптический пирометр и сверяем показания на тестовом источнике. Разбег бывает до 20 градусов, особенно после выходных, когда оборудование остывало.

Инфракрасные системы калибруем по черному телу, но в цеху создать идеальные условия невозможно. Поэтому всегда остаётся методическая погрешность — где-то 0.5-1% от измеряемой величины. Для технологического контроля приемлемо, но для отчётности по ГОСТу приходится делать поправки.

Заметил интересную особенность — после 3-4 месяцев непрерывной работы пирометры начинают 'завышать' показания на 10-15 градусов. Видимо, сказывается старение оптики. Приходится вносить корректировки в настройки.

Практические кейсы

В марте этого года пробовали внедрить систему непрерывного измерения температуры в дуговой печи. Поставили два пирометра от 'Тэнъи' с разных сторон. Оказалось, что тепловые поля в печи сильно несимметричны — разница между левой и правой зоной достигала 80°C.

Пришлось корректировать положение электродов. Теперь специально делаем замеры в трёх точках перед выпуском металла. Энергоёмкость снизилась на 3-4%, что для нашего объёма производства даёт существенную экономию.

На разливочном пролёте их пирометры с функцией определения температуры поверхности слитка. Позволяет вовремя обнаружить пережог или недогрев. Особенно важно для ответственных марок стали, где требования к термическому режиму жёсткие.

Перспективы развития

Сейчас обсуждаем с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' поставку многодиапазонных систем. Они измеряют температуру одновременно в нескольких спектральных диапазонах, что повышает точность при наличии дыма или пара в рабочей зоне.

Для сталеплавильного производства особенно важна возможность измерять температуру шлака. Сейчас это делаем контактными методами, но хотелось бы бесконтактного решения. В 'Тэнъи' говорят, что разрабатывают такой прибор специально для металлургии.

Если говорить о будущем, то идеальным решением была бы система, объединяющая данные с пирометров, термопар и тепловизоров. Но пока это слишком дорого для массового внедрения. Возможно, через пару лет технологии подешевеют.