Измерение температуры жидкого чугуна поставщик

Когда говорят про измерение температуры жидкого чугуна поставщик, многие сразу думают о пирометрах общего назначения — и это первая ошибка. В реальности чугун в жидком состоянии создаёт столько помех, что стандартные ИК-датчики просто врут, особенно при наличии шлака или брызг. Мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс начинали с попыток адаптировать универсальные системы, но быстро поняли: без спектральной подстройки под длину волны чугуна данные получаются с погрешностью до 100°C.

Почему обычные пирометры не работают с жидким чугуном

Вот пример из практики: на одной из мини-печей в Липецке пытались использовать немецкий пирометр с диапазоном 600–1400°C. При плавке показания прыгали от 1250 до 1380°C, хотя визуально по цвету и текучести металла было ясно — реальная температура около 1310–1325°C. Проблема в том, что измерение температуры жидкого чугуна требует учёта не только излучения, но и динамики окисления поверхности. Если датчик не откалиброван под спектральные особенности чугуна, он ловит отражения от шлака или паров.

Кстати, шлак — это отдельная история. Его плёнка постоянно меняет оптическую плотность, и даже двойные пирометры с компенсацией иногда сбоят. Мы тестировали систему с двумя каналами (3.9 и 5.0 мкм) на разливочном желобе — в теории это должно было нивелировать помехи. Но при резком охлаждении края потока данные расходились на 40–50°C. Пришлось добавлять алгоритм коррекции по скорости потока.

И ещё момент: многие забывают про выбросы углерода. Когда чугун активно кипит, в зоне измерения возникают микровсплески — они дают кратковременные пики температуры. Датчик без быстрой обработки сигнала фиксирует эти выбросы как реальные значения. В наших последних разработках для поставщик оборудования мы используем частоту опроса 100 Гц с цифровой фильтрацией — это снижает погрешность до 3–5°C в штатных режимах.

Как мы подбирали решение для завода в Череповце

В 2021 году к нам обратились с проблемой на разливочной машине — термопары выходили из строя за 2–3 недели. Предложили пирометрическую систему с водяным охлаждением и продувкой окна азотом. Но настройка заняла почти месяц: пришлось экспериментально подбирать угол установки датчика, чтобы избежать засветки от стенок желоба.

Интересный нюанс: первоначальные замеры показывали заниженную температуру. Оказалось, что пар от охлаждающих кожухов создавал оптический шум. Добавили компрессионное уплотнение и увеличили расход азота на продувку — точность восстановилась. Кстати, это к вопросу о том, почему готовые комплекты от зарубежных поставщик редко работают ?из коробки? в российских условиях.

Сейчас эта система работает уже больше года, данные интегрированы в SCADA цеха. Но пришлось дополнительно обучать персонал — операторы сначала пытались ?подкручивать? коэффициенты вручную, когда видели расхождение с визуальными оценками. Теперь у них есть чёткий протокол калибровки раз в смену по эталонному термопреобразователю.

Ошибки при выборе оборудования

Часто заказчики требуют ?самый точный пирометр?, но не учитывают условия эксплуатации. Например, при установке над конвертером вибрация может достигать 5 g — обычные крепления быстро разбалтываются. Мы разработали амортизирующий кронштейн с термостойким покрытием, но его стоимость многих отпугивает. В итоге экономят на мелочи и теряют в точности измерений.

Другая проблема — сертификация. Для сталелитейных цехов нужны взрывозащищённые исполнения (ATEX/IEK), но российские заводы часто игнорируют это требование. Как поставщик мы настаиваем на соблюдении норм, даже если это удорожает проект. Помните случай в Магнитогорске в 2019-м? Там как раз из-за некорректного датчика произошёл перегрев футеровки.

И ещё про калибровку: нельзя использовать эталонные источники с равномерным излучением — они не имитируют реальную поверхность жидкого металла. Мы возим мобильную лабораторию с черbody-излучателем, но даже это не идеально. Лучше калибровать in-situ по пробам с одновременным замером термопарой специсполнения.

Технические нюансы от наших инженеров

В новых моделях для измерение температуры жидкого чугуна мы применяем детекторы с охлаждением до -10°C — это снижает тепловой шум. Но при морозах в цехе ниже -15°C возникают проблемы с конденсатом на оптике. Пришлось разрабатывать подогрев окна с плавным регулированием — слишком сильный нагрев вызывает конвекционные потоки, которые искажают картинку.

Мало кто учитывает спектральный диапазон 0.8–1.1 мкм для чугуна — он слишком чувствителен к изменению состава шихты. Мы перешли на 1.6 мкм с узкополосным фильтром, но пришлось жертвовать дальностью измерения. Для желобов длиной больше 8 метров пришлось ставить выносные модули с оптоволоконной передачей.

Последняя разработка — комбинированный датчик с ИК-каналом и лазерным определением расстояния. Это помогает компенсировать ошибки от колебания уровня металла. Испытали на стенде с имитацией вибрации — погрешность упала до ±2°C при амплитуде колебаний до 200 мм. Но стоимость пока высока для массового внедрения.

Практические рекомендации по эксплуатации

Раз в неделю обязательно чистить оптику — даже с продувкой на ней оседает тонкая плёнка из пыли и паров цинка. Мы рекомендуем использовать безворсовые салфетки с изопропиловым спиртом, но многие цеха пренебрегают этим. Результат — постепенный дрейф показаний на 0.5–1°C в сутки.

При интеграции с АСУ ТП важно настроить фильтрацию не только по частоте, но и по градиенту изменения. Резкие скачки температуры в 99% случаев являются артефактами. Наш софт автоматически помечает такие данные, но операторы должны уметь их интерпретировать.

И последнее: не пытайтесь сэкономить на кабелях. Вибрация и температура разрушают стандартные витые пары за 3–4 месяца. Мы используем термостойкие кабели с двойной экранировкой, но даже их нужно прокладывать в гибких гофрах подальше от силовых линий.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с многоспектральными системами — 4 канала одновременно с машинным обучением для компенсации помех. Первые тесты на экспериментальной установке в Днепропетровске показали устойчивость к запылённости до 150 мг/м3. Но пока это дорого даже для крупных комбинатов.

Интересное направление — беспроводные датчики с автономным питанием от термогенераторов. Но КПД таких систем пока не превышает 8%, а для стабильной работы нужно минимум 15 Вт. Возможно, через 2–3 года появятся решения.

Для российского рынка мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс адаптируем европейские разработки под местные условия. Например, увеличили степень защиты корпусов до IP68 — в цехах с обогревом часто образуется конденсат. Детали и спецификации можно уточнить на https://www.tengyidianzi.ru в разделе для металлургических предприятий.