Измерение температуры жидкой стали

Когда говорят про измерение температуры жидкой стали, многие сразу представляют себе термопары — классика, да. Но на практике вдумчивый контроль требует понимания, что сталь — не вода, её температурные поля неравномерны, и просто воткнуть щуп недостаточно.

Почему инфракрасные пирометры стали нормой

Раньше на нашем участке использовали погружные термопары типа ПП. Работает, конечно, но каждый раз — риск. Расплав выедает защитную гильзу, плюс задержка по времени. Как-то в третьей плавке за смену получили недогрев из-за запаздывания показаний — потом полтора часа доводили.

Сейчас перешли на пирометры непрерывного измерения температуры. Берём модель от ООО ?Шэньян Тэнъи Электроникс? — у них на сайте https://www.tengyidianzi.ru описано, как именно ИК-датчики работают в потоках до 1800°C. Главное — правильно выставить коэффициент эмиссии, для жидкой стали это около 0.25–0.35, зависит от шлака.

Но и тут есть нюанс: если в зоне визирования попадёт дым или пар, пирометр начнёт врать. Пришлось ставить продувку оконца объектива сжатым воздухом — мелочь, а без неё суточное отклонение достигало 40 градусов.

Ошибки калибровки и как их ловить

Калибруем по эталонному оптическому пирометру раз в неделю. Но однажды поймали интересный глюк: после замены футеровки ковша новые показания ?поплыли?. Оказалось, отражающая способность стенок изменилась — фоновая ИК-составляющая подскочила.

Приборы от Тэнъи Электроникс тут выручили — встроенная функция коррекции фона. Хотя настраивать её пришлось вручную, по остаточному излучению от стены ковша. Кстати, их разработки в области непрерывного измерения температуры как раз учитывают такие производственные моменты — видно, что люди с завода писали технические условия.

Запомнил на будущее: каждая смена футеровки — это повод перепроверить не только термопары, но и оптику.

Полевые условия против лабораторных идеалов

В теории точность пирометра ±1%. На практике вибрация от МНЛЗ сбивает настройки, плюс окалина на смотровом окне. Ставили автоматические очистители — но на третьи сутки непрерывной работы они забивались.

Выручила связка: основной ИК-датчик + резервная термопара на сливе. Дублирование дороже, но когда идёт разливка спецстали, экономить на контроле — себе дороже. Кстати, на сайте tengyidianzi.ru есть кейс по мониторингу в условиях вибрации — там как раз наш случай описан.

Ещё момент: операторы часто забывают менять фильтры на системе продувки. Пришлось ввести журнал контроля — старомодно, но эффективно.

Когда цифры врут: анализ аномалий

Был случай — пирометр стабильно показывал на 80°C ниже расчётной температуры. Проверили всё: и линзы, и настройки. Оказалось, в тракте появилась незаметная трещина — воздух подсасывало, и пыль оседала на призме.

Такие истории — лучшее доказательство, что измерение температуры жидкой стали нельзя полностью доверять автоматике. Нужно постоянно сверяться с технологическими признаками — например, по поведению шлака или цвету струи при отборе проб.

Сейчас используем систему от Тэнъи с двумя каналами контроля — основной и диагностический. Если расхождение больше 15°C, выдаётся предупреждение. Мелочь, а спасла уже две плавки от перегрева.

Что не пишут в инструкциях

Ни один производитель не скажет, что при -25°C на улице ИК-датчик near the ladle будет ?подёргиваться? из-за конвекционных потоков. Пришлось ставить локальный подогрев зоны визирования.

Или вот момент с калибровкой: в паспорте пишут ?использовать эталонный источник?. Но на практике эталонный источник у нас — это проба на изложнице, которую потом анализируем в лаборатории. Расхождение между ИК-пирометром и лабораторией держим в пределах 8–12°C — для технологических решений нормально.

Компания ООО ?Шэньян Тэнъи Электроникс? в этом плане адекватна — их техподдержка понимает, что идеальных условий не бывает. Как-то консультировались по поводу задержки сигнала при длинных кабелях — предложили решение с локальным усилителем, которое не было даже в документации.

Взгляд в будущее отрасли

Сейчас пробуем совмещать ИК-измерения с тепловизионной картой всей поверхности ковша. Интересно, но пока больше для аналитики — в реальном времени данные слишком шумные.

Думаю, следующий шаг — это предиктивные модели, где непрерывное измерение температуры будет связываться с химическим анализом. В идеале — чтобы система сама предлагала корректировки по ходу плавки.

Но пока даже простой стабильный замер — это уже достижение. Главное — не гнаться за модными гаджетами, а выбирать то, что реально работает в цеховых условиях. Как те же разработки Тэнъи — без наворотов, зато ремонтопригодные и с понятной логикой работы.